DE102009014485A1

DE102009014485A1 - LED-Leuchte

Info

Publication number: DE102009014485A1
Application number: DE102009014485A
Authority: DE
Inventors: Christoph Platzer; Jürgen Kreuzbichler; Thomas Riedler
Original assignee: Ledon Lighting Jennersdorf GmbH
Current assignee: Tridonic Jennersdorf GmbH; Tridonic GmbH and Co KG
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2009-03-23
Publication date: 2010-09-30
Also published as: WO2010108906A1; EP2411732A1; EP2411732B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine LED-Leuchte mit einem LED-Modul (2), das wenigstens eine LED als Leuchtmittel aufweist. Weiterhin weist die LED-Leuchte einen Lichtkopf (4) mit einem Kühlkörper (3) auf, wobei das LED-Modul (2) zur Abfuhr von Wärme, die durch die LED erzeugt werden kann, thermisch mit dem Kühlkörper (3) verbunden ist. Außerdem sind Mittel (40, 42) zur Herstellung einer lösbaren elektrischen, wenigstens dreipoligen Verbindung zwischen dem LED-Modul (2) und dem Lichtkopf (4) vorgesehen. Hierdurch werden besonders gute Ansteuermöglichkeiten für die LED ermöglicht; beispielsweise können hierdurch unterschiedlich farbige LEDs angesteuert werden. Auch so genannte back-Kanäle, beispielsweise für Temperatursensorik etc., sind hierdurch ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine LED-Leuchte (LED: Licht emittierende Diode), die ein LED-Modul mit wenigstens einer LED als Leuchtmittel sowie einen Lichtkopf mit einem Kühlkörper aufweist, wobei das LED-Modul zur Abfuhr von Wärme, die durch die LED erzeugt werden kann, thermisch mit dem Kühlkörper verbunden ist.
Derartige LED-Leuchten sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei dem Wunsch, die optischen Eigenschaften der LED-Leuchte zu verändern, wenn also beispielsweise ein andersfarbiges Abstrahllicht gewünscht ist, wird zumeist einfach die gesamte LED-Leuchte ausgetauscht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine LED-Leuchte mit verbesserten Möglichkeiten zur Einflussnahme auf das Abstrahlverhalten der Leuchte anzugeben.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit dem in dem unabhängigen Anspruch genannten Gegenstand gelöst. Besondere Ausführungsarten sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung ist eine LED-Leuchte vorgesehen, die ein LED-Modul mit wenigstens einer LED als Leuchtmittel und einen Lichtkopf mit einem Kühlkörper aufweist, wobei das LED-Modul zur Abfuhr von Wärme, die durch die LED erzeugt werden kann, thermisch mit dem Kühlkörper verbunden ist. Weiterhin weist die LED-Leuchte Mittel zur Herstellung einer lösbaren elektrischen, wenigstens zweipoligen Verbindung zwischen dem LED-Modul und dem Lichtkopf auf.
Durch die Mittel zur Herstellung einer lösbaren elektrischen, wenigstens zweipoligen Verbindung zwischen dem LED-Modul und dem Lichtkopf werden besonders gute Ansteuermöglichkeiten für die LED ermöglicht; vorzugsweise weist die LED-Leuchte Mittel zur Herstellung einer lösbaren elektrischen, wenigstens dreipoligen Verbindung zwischen dem LED-Modul und dem Lichtkopf auf. Hierdurch können beispielsweise unterschiedliche, als Leuchtmittel dienende und unterschiedlich farbiges Licht abstrahlende LEDs angesteuert werden. Auch so genannte back-Kanäle, beispielsweise für Temperatursensorik etc., sind hierdurch ermöglicht.
Vorteilhaft sind die Mittel zur Herstellung einer wenigstens neunpoligen Verbindung zwischen dem LED-Modul und dem Lichtkopf ausgebildet. Dies ermöglicht besonders vielfältige Ansteuermöglichkeiten. Beispielsweise können elf Pole vorgesehen sein.
Vorteilhaft sind die Mittel auch zur Herstellung einer lösbaren mechanischen Verbindung zwischen dem LED-Modul und dem Lichtkopf ausgebildet. Hierdurch wird ermöglicht, dass bei einem Defekt des LED-Moduls lediglich dieses ersetzt wird. Der Lichtkopf, sowie gegebenenfalls weitere Bauteile der LED-Leuchte, beispielsweise ein Betriebsgerät und Stromkabel, können am Aufstellort der LED-Leuchte in montiertem Zustand verbleiben. Auch ein Wechsel des LED-Moduls durch ein anderes LED-Modul, das beispielsweise andere optische Eigenschaften aufweist, ist hierdurch auf einfache Weise möglich. Außerdem kann die LED-Leuchte besonders leicht gewartet werden, weil durch ein Lösen des LED-Moduls von dem Lichtkopf die Zugänglichkeit zu dem LED-Modul, sowie zu denjenigen Bereichen von LED-Modul und Lichtkopf verbessert wird, die zum gegenseitigen Kontakt vorgesehen sind.
Vorteilhaft umfasst das LED-Modul wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei LEDs, die jeweils Licht einer anderen Farbe erzeugen können.
Vorteilhaft umfassen die Mittel Steckkontakte und/oder Federkontakte und/oder Schleifkontakte und/oder Schneidkontakte, und zwar insbesondere zur Herstellung der elektrischen Verbindung. Dies ermöglicht eine besonders einfache Handhabung beim Herstellen und Lösen der Verbindung.
Vorteilhaft sind die Mittel derart ausgebildet, dass die Verbindung werkzeuglos hergestellt und gelöst werden kann. Auf diese Weise ist die Handhabung besonders einfach.
Vorteilhaft sind die Mittel dazu ausgebildet, die Verbindung entweder durch zwei aufeinanderfolgende Translationsbewegungen unterschiedlicher Richtungen oder durch eine Translationsbewegung und eine Rotationsbewegung oder lediglich durch eine Rotationsbewegung herzustellen bzw. zu lösen.
Eine besonders gute Wärmeübertragung ist ermöglicht, wenn das LED-Modul eine Modul-Fläche aufweist und der Kühlkörper eine Kühlkörper-Fläche, und zwar derart, dass im verbundenen Zustand die Modul-Fläche die Kühlkörper-Fläche flächig kontaktiert.
Vorteilhaft weist die LED-Leuchte weiterhin ein Lampenbetriebsgerät auf, wobei das Lampenbetriebsgerät vorzugsweise über einen Tragarm mit dem Lichtkopf und/oder mit dem LED-Modul verbunden ist.
Die LED-Leuchte ist besonders vorteilhaft, wenn sie ein LED-Strahler oder ein LED-Downlight ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte in Form eines LED-Strahlers,
2 eine Ansicht des Lichtkopfs und des damit verbundenen LED-Moduls einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte,
3a eine perspektivische Ansicht des in 2 gezeigten Lichtkopfs,
3b eine weitere Ansicht des Lichtkopfs, und zwar auf diejenige Fläche, die zur Verbindung mit dem LED-Modul vorgesehen ist.
4 eine Ansicht des in 2 gezeigten LED-Moduls,
5 eine weitere Ansicht des in 2 gezeigten LED-Moduls aus einer anderen Perspektive,
6 und 7 Skizzen zu einer ersten Variante der Verbindungsart zwischen dem LED-Modul und dem Lichtkopf,
8 eine Skizze zu einer zweiten Variante,
9 und 10 Skizzen zu einer dritten Variante, und
11 bis 13 Skizzen zu einer vierten Variante der Verbindungsart zwischen dem LED-Modul und dem Lichtkopf.
In 1 ist eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte 1 dargestellt. Die LED-Leuchte 1 weist ein LED-Modul 2 mit wenigstens einer LED als Leuchtmittel und einen Lichtkopf 4 mit einem Kühlkörper 3 auf. Deutlich erkennbar sind in 1 Kühlrippen des Kühlkörpers 3. Zur Abfuhr von Wärme, die durch die wenigstens eine LED erzeugt werden kann, ist die LED thermisch mit dem Kühlkörper 3 verbunden.
Das LED-Modul 2 kann insbesondere wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei LEDs umfassen, die jeweils Licht einer anderen Farbe erzeugen können. In diesem Fall lässt sich mit der LED-Leuchte Licht in besonders vielen unterschiedlichen Farben erzeugen.
Die LED-Leuchte 1 weist weiterhin Mittel zur Herstellung einer lösbaren elektrischen, wenigstens zweipoligen, vorzugsweise wenigstens dreipoligen Verbindung zwischen dem LED-Modul 2 und dem Lichtkopf 4 auf. Auf diese Weise wird eine besonders vielfältige Ansteuerung der LED bzw. der LEDs ermöglicht. Beispielsweise kann eine wenigstens neunpolige elektrische Verbindung zwischen dem LED-Modul und dem Lichtkopf vorgesehen sein. Beim Ausführungsbeispiel kann also beispielsweise eine elfpolige Verbindung vorgesehen sein.
In 2 ist eine Ansicht auf den Lichtkopf 4 und das damit verbundene LED-Modul 2 gezeigt. Die Kühlrippen können – wie in 2 der Fall – radial orientiert angeordnet sein.
In 3a ist der in 2 gezeigte Lichtkopf 4 gesondert gezeigt, und zwar in einer perspektivischen Ansicht auf diejenige Seite, die zur Verbindung mit dem LED-Modul 2 vorgesehen ist. In 3b ist eine entsprechende Aufsicht auf diese Verbindungsfläche gezeigt. In 4 das in 2 gezeigte LED-Modul 2 gesondert gezeigt, und zwar in einer perspektivischen Ansicht auf diejenige Seite, die zur Verbindung mit dem Lichtkopf 4 vorgesehen ist. 5 zeigt das LED-Modul 2 von einer anderen Seite, so dass die Leuchtmittel erkennbar sind.
Die Mittel zur Herstellung der lösbaren elektrischen Verbindung zwischen dem LED-Modul 2 und dem Lichtkopf 4 können Steckkontakte aufweisen; diese können – in 4 gezeigte – Kontaktstifte 40 umfassen, die an einem der beiden Bauteile LED-Modul 2 oder Lichtkopf 4 angeordnet sind. Im gezeigten Beispiel sind die Kontaktstifte 40 am LED-Modul 2 angeordnet. Im gezeigten Beispiel sind elf Kontaktstifte 40 vorgesehen. Jeweils ein Kontaktstift 40 dient zur Realisierung eines elektrischen Pols der Verbindung.
Die Steckkontakte können weiterhin am entsprechend anderen Bauteil, im gezeigten Beispiel also am Lichtkopf 4, für jeden Kontaktstift 40 ein Gegenelement, beispielsweise in Form einer Kontaktfeder 42 umfassen.
Die Mittel zur Herstellung der lösbaren elektrischen Verbindung zwischen dem LED-Modul 2 und dem Lichtkopf 4 können alternativ oder zusätzlich auch Schleifkontakte und/oder Federkontakte und/oder Schneidkontakte aufweisen.
Vorteilhaft sind die Mittel auch zur Herstellung einer lösbaren mechanischen Verbindung zwischen dem LED-Modul 2 und dem Lichtkopf 4 ausgebildet. Wie aus den 4 und 3a ersichtlich, können hierzu an einem der beiden Bauteile, hier am LED-Modul 2, T-förmige Elemente 50 vorgesehen sein und an dem anderen Bauteil, hier also am Lichtkopf 4, entsprechende Vertiefungen 52, derart, dass sich durch Wechselwirkung der T-förmigen Elemente 50 und der Vertiefungen 52 mittels einer Translationsbewegung und einer darauffolgenden Rotationsbewegung zwischen den beiden Bauteilen 2, 4 die mechanische Verbindung herstellen lässt.
Die Mittel zur Herstellung der elektrischen und mechanischen Verbindung sind in diesem Fall dazu ausgebildet, die Verbindung lediglich durch eine Translationbewegung und eine Rotationsbewegung herzustellen bzw. zu lösen. Die Kontaktstifte 40 sind hierzu auf einer ersten Kreisbahn angeordnet, wobei der Mittelpunkt der ersten Kreisbahn auf der Rotationsachse der Rotationsbewegung liegt. Die T-förmigen Elemente 50 sind auf einer zweiten Kreisbahn angeordnet, deren Mittelpunkt mit dem Mittelpunkt der ersten Kreisbahn zusammenfällt. Im gezeigten Beispiel ist der Radius der ersten Kreisbahn größer als der Radius der zweiten Kreisbahn. Grundsätzlich kann jedoch auch der Radius der ersten Kreisbahn kleiner sein als der Radius der zweiten Kreisbahn.
Eine besonders einfache Handhabung bei der Bedienung der LED-Leuchte ist möglich, wenn die Mittel derart ausgebildet sind, dass die Verbindung ohne Zuhilfenahme eines Werkzeugs hergestellt und wieder gelöst werden kann. Die oben dargestellte Ausführungsform eignet sich hierzu.
In den 6 und 7 sind Skizzen zu einer ersten Variante der Verbindungsart zwischen dem LED-Modul 2 und dem Lichtkopf 4 gezeigt. Dabei zeigt 6 eine perspektivische Skizze der relevanten Teile und 7 einen entsprechenden Querschnitt. Bei dieser Variante sind die Mittel dazu ausgebildet, die Verbindung durch zwei aufeinanderfolgende Translationsbewegungen unterschiedlicher Richtungen herzustellen bzw. zu lösen. Diese Richtungen sind in 6 mit den Pfeilen „1” und „2” angedeutet. Die Richtungen können insbesondere senkrecht zueinander stehen. Bei dieser Variante sind die Kontaktstifte 40' L-förmig ausgebildet, wobei die beiden L-Schenkel längs der beiden Richtungen der Translationsbewegungen ausgerichtet sind. Als Gegenelemente können wiederum entsprechende Kontaktfedern 42' vorgesehen sein. Die Kontaktstifte 40' sind hier längs einer Linie angeordnet, die senkrecht zu derjenigen Translationsbewegung verläuft, die bei Herstellung der Verbindung die zweite Translationsbewegung darstellt. Daher kann man hier von einer „Linearverriegelung mit stirnseitiger Kontaktierung” sprechen.
Zur gleichzeitigen mechanischen Verbindung kann beispielsweise eine Kulissenführung vorgesehen sein, wie in 7 angedeutet. Weiterhin können hierfür an einem der beiden genannten Bauteile 2, 4 – wie in 6 angedeutet – L-förmige Halteelemente 50' und am anderen Bauteil 4, 2 entsprechende Ausnehmungen 52' vorgesehen sein, in die die Halteelemente 50' eingreifen können. Die L-Schenkel der L-förmigen Halteelemente 50' sind dabei wiederum längs der beiden Richtungen der Translationsbewegungen ausgerichtet.
Eine weitere Variante zur Verbindung ist in 8 skizziert. Hierbei ist grundsätzlich lediglich eine Rotationsbewegung erforderlich; dies ist in 8 durch einen Pfeil angedeutet. An einem der beiden Bauteile 2, 4 kann in diesem Fall ein Einhäng-Element 60 und ein Verrastungs-Element 62 vorgesehen sein und an dem anderen Bauteil 4, 2 entsprechende Gegenelemente. Das Einhäng-Element 60 dient dabei insbesondere zur Sicherung der Rotationsachse.
In den 9 und 10 sind Skizzen zu einer dritten Variante für die Verbindung gezeigt. Hier sind die Kontaktstifte 40'' geradlinig geformt ausgebildet und als Gegenelemente Kontaktfedern 42'' vorgesehen. Zur Herstellung der Verbindung sind wiederum zwei Translationsbewegungen vorgesehen; diese sind in 9 durch die beiden Pfeile „1” und „2” angedeutet. Wie in 10 angedeutet, kann zur mechanischen Verbindung wiederum eine Kulissenführung vorgesehen sein. Die Kontaktstifte 40'' sind hier längs einer Linie angeordnet, die parallel zu derjenigen Translationsbewegung verläuft, die bei Herstellung der Verbindung die zweite Translationsbewegung darstellt. Daher kann hier von einer „Linearverriegelung mit seitlicher Kontaktierung” gesprochen werden.
In den 11 bis 13 sind Skizzen zu einer vierten Variante für die Verbindung gezeigt. Hier sind die Kontaktstifte 40''' geradlinig geformt ausgebildet und als Gegenelemente Kontaktfedern 42''' vorgesehen. Die Gegenelemente sind insbesondere in 13 zu erkennen, die eine Querschnittskizze längs der in 11 markierten Linie zeigt. Zur Herstellung der Verbindung sind wiederum zwei Translationsbewegungen vorgesehen; diese sind in 11 durch die beiden Pfeile „1” und „2” angedeutet. Wie in 12 angedeutet, kann zur mechanischen Verbindung wiederum eine Kulissenführung vorgesehen sein. Hier kann wiederum von einer „Linearverriegelung mit stirnseitiger Kontaktierung” gesprochen werden.
Zur besonders guten Wärmeleitung kann das LED-Modul 2 eine in 4 bezeichnete Modul-Fläche 6 aufweisen und der Lichtkopf 4 oder vorzugsweise direkt der Kühlkörper 3 eine in 3b bezeichnete Kühlkörper-Fläche 7 aufweisen, derart dass im verbundenen Zustand die Modul-Fläche 6 die Kühlkörper-Fläche 7 flächig kontaktiert.
Insbesondere können die T-förmigen Elemente 50 unmittelbar an der Modul-Fläche 6 angeordnet sein und die entsprechenden Vertiefungen 52 an der Kühlkörper-Fläche 7. Dies ist hinsichtlich der Wärmeableitung von der LED besonders vorteilhaft, weil sich hierdurch ein besonders intensiver flächiger Kontakt zwischen den beiden genannten Flächen und damit eine besonders gute Wärmeübertragung herstellen lässt.
Das LED-Modul 2 kann in seinem Inneren eine Platine aufweisen, auf der die wenigstens eine LED angeordnet ist bzw. mehrere LEDs angeordnet sind. Vorteilhaft ist in diesem Fall die Platine gut wärmeleitend mit der Außenfläche 14 verbunden. Beispielsweise kann hierfür eine Wärmeleitpaste verwendet werden. Auch können Kupferstifte vorgesehen sein, um Wärme von der LED zur Außenfläche 14 zu übertragen. Kupferstifte können auch oder alternativ dafür vorgesehen sein, Wärme von der LED zur Modulfläche 6 zu leiten, um auf diese Weise den Wärmefluss zum Kühlkörper 3 hin zu verbessern.
Die dargestellte LED-Leuchte 1 kann als LED-Strahler ausgebildet sein. Hierzu kann die LED-Leuchte 1, wie in 1 angedeutet, einen Tragarm 20 aufweisen, der einerseits mit dem Lichtkopf 4 verbunden ist und andererseits mit einem (nicht gezeigten) Lampenbetriebsgerät, das beispielsweise im Bereich einer Leuchtenschiene angeordnet sein kann, die zur Halterung der LED-Leuchte 1 vorgesehen ist.

Claims

LED-Leuchte, aufweisend – ein LED-Modul (2) mit wenigstens einer LED als Leuchtmittel und – einen Lichtkopf (4) mit einem Kühlkörper (3), wobei das LED-Modul (2) zur Abfuhr von Wärme, die durch die LED erzeugt werden kann, thermisch mit dem Kühlkörper (3) verbunden ist, gekennzeichnet durch – Mittel (40, 42, 50, 52) zur Herstellung einer lösbaren elektrischen, wenigstens zweipoligen Verbindung zwischen dem LED-Modul (2) und dem Lichtkopf (4).
LED-Leuchte nach Anspruch 1, bei der die Mittel (40, 42, 50, 52) zur Herstellung einer wenigstens neunpoligen Verbindung zwischen dem LED-Modul (2) und dem Lichtkopf (4) ausgebildet sind.
LED-Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Mittel (40, 42, 50, 52) auch zur Herstellung einer lösbaren mechanischen Verbindung zwischen dem LED-Modul (2) und dem Lichtkopf (4) ausgebildet sind.
LED-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das LED-Modul (2) wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei LEDs umfasst, die jeweils Licht einer anderen Farbe erzeugen können.
LED-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Mittel (40, 42, 50, 52) Steckkontakte und/oder Federkontakte und/oder Schleifkontakte und/oder Schneidkontakte umfassen.
LED-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Mittel (40, 42, 50, 52) derart ausgebildet sind, dass die Verbindung werkzeuglos hergestellt und gelöst werden kann.
LED-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Mittel dazu ausgebildet sind, die Verbindung entweder durch zwei aufeinanderfolgende Translationsbewegungen unterschiedlicher Richtungen oder durch eine Translationsbewegung und eine Rotationsbewegung oder lediglich durch eine Rotationsbewegung herzustellen bzw. zu lösen.
LED-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das LED-Modul (2) eine Modul-Fläche (6) aufweist und der Kühlkörper (3) eine Kühlkörper-Fläche (7) aufweist, derart, dass im verbundenen Zustand die Modul-Fläche (6) die Kühlkörper-Fläche (7) flächig kontaktiert.
LED-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend ein Lampenbetriebsgerät, wobei das Lampenbetriebsgerät vorzugsweise über einen Tragarm (20) mit dem Lichtkopf und/oder mit dem LED-Modul (2) verbunden ist.
LED-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die LED-Leuchte ein LED-Strahler ist.
LED-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die LED-Leuchte ein LED-Downlight ist.