DE102009035515A1

DE102009035515A1 - Leuchtvorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Leucht-vorrichtung

Info

Publication number: DE102009035515A1
Application number: DE102009035515A
Authority: DE
Inventors: Günter HÖTZL; Thomas Preuschl; Peter Sachsenweger
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2009-07-31
Filing date: 2009-07-31
Publication date: 2011-02-03
Also published as: CA2769396A1; EP2459926A1; CN102472479A; WO2011012437A1; CN102472479B; US20120127736A1

Abstract

Die Leuchtvorrichtung (1) weist mindestens einen Körper (4), insbesondere Kühlkörper, mit einer äußeren Auflagefläche (24) sowie einen Lichtquellenträger (6), insbesondere LED-Träger, der mittels mindestens eines Andrückelements (43) auf die Auflagefläche (24) gedrückt wird, auf, wobei das Andrückelement (43) mittels mindestens einer Drehbewegung an der Leuchtvorrichtung (1) befestigbar ist. Das Verfahren dient zum Herstellen einer Leuchtvorrichtung, wobei die Leuchtvorrichtung mindestens einen Körper mit einer Auflagefläche für einen Lichtquellenträger aufweist, wobei der Lichtquellenträger mittels Andrehens eines Andrückelements an die Leuchtvorrichtung auf die Auflagefläche gedrückt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung, insbesondere eine LED-Retrofitlampe oder ein LED-Modul für eine Retrofitlampe. Die Erfindung betrifft ferner Verfahren zum Herstellen einer Leuchtvorrichtung.
LED-Retrofitlampen bzw. deren Lichtquellen werden typischerweise mit einer Schutzkleinspannung (”Safety Extra Low Voltage”; SELV) betrieben. Dazu weist die LED-Retrofitlampe einen Treiber zum Betrieb der LED(s) auf, welcher einen Spannungsregulator zur Umwandlung einer Netzspannung, beispielsweise von 230 V, auf eine Spannung von etwa 10 V bis 25 V umfasst, typischerweise einen Transformator. Die Effizienz eines SELV-Treibers liegt typischerweise zwischen 70% und 80%. Bei SELV-Geräten müssen zum Schutz eines Verbrauchers Isolationsabstände zwischen einer Primärseite und einer Sekundärseite bezüglich des Spannungsregulators von mindestens 5 mm eingehalten werden, um einen durch Kriechströme verursachten Stromschlag des Nutzers vermeiden zu können. Insbesondere sollten von einem Spannungsnetz stammende Überspannungsimpulse von bis zu 4 KV von der Sekundärseite ferngehalten werden, so dass auch dann keine Gefahr für den Nutzer besteht, falls er elektrisch leitende berührbare Teile wie z. B. den Kühlkörper während des Auftretens des Impulses berührt. Auch muss die LED-Lampe bestimmte Flammschutzklassen einhalten, was bisher nur durch Materialien mit einer hohen Flammschutzklasse oder eine Verwendung metallischer Verbindungselemente gelöst worden ist.
LED-Retrofitlampen können beispielsweise so aufgebaut sein, dass die LED(s) auf einem Träger montiert sind, welcher am Kühlkörper verschraubt ist und elektrisch davon isoliert ist. Eine notwendige Länge der Kriechstrecke bzw. Isolierung zwischen potenzialführenden oder elektrisch leitenden Oberflächenbereichen (Kontaktfelder, Leitungsspuren usw., z. B. auf Kupfer und/oder Leitpaste mit z. B. Silber) und dem Kühlkörper wird dadurch erreicht, dass erstens die potenzialführenden Oberflächenbereiche einen Abstand von mindestens 5 mm zu einem Rand des Trägers einhalten und zweitens ein elektrisch isolierender Bereich von mindestens 5 mm um die Verschraubungsstellen eingehalten wird. Jedoch besitzt eine solche Ausgestaltung einen großen Flächenbedarf.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine besonders einfach und präzise montierbare sowie kostengünstige Leuchtvorrichtung, insbesondere LED-Retrofitlampe, bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels einer Leuchtvorrichtung und eines Verfahrens nach dem jeweiligen unabhängigen Anspruch gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst mittels einer Leuchtvorrichtung, wobei die Leuchtvorrichtung mindestens einen Körper mit einer Auflagefläche und ferner einen Lichtquellenträger aufweist, wobei der Lichtquellenträger mittels mindestens eines Andrückelements auf die Auflagefläche gedrückt wird, wobei das Andruckelement mittels mindestens einer Drehbewegung an der Leuchtvorrichtung befestigbar ist ('Dreh-Andrückelement').
Die Leuchtvorrichtung weist den Vorteil auf, dass der Lichtquellenträger durch eine einfache Drehbewegung befestigt werden kann. Ferner kann diese Befestigung schnell durchgeführt werden und muss z. B. im Gegensatz zu einer Klebeverbindung nicht aushärten. Auch kann das Andrückelement einfach linear zugeführt werden. Ferner können eine Zuführung des Andrückelements und der Drehvorgang automatisiert werden. Es ist ein weiterer Vorteil, dass es die Drehverbindung erlaubt, einen Anpressdruck über den Grad der Drehung, z. B. den Drehwinkel, präzise einzustellen. So kann eine Beschädigung oder Verbiegung des Lichtquellenträgers und weiterer gepresster Teile vermieden werden und gleichzeitig der Anpressdruck für eine gute Wärmeübertragung auf den Körper ausreichend hoch sein. Die Einstellung des Anpressdrucks erlaubt auch einen Toleranzausgleich bezüglich einer Einbauhöhe des Trägers. Ferner können die Flammschutzklassen auch ohne eine Verwendung metallischer Verbindungsmaterialien oder teuerer Materialien mit einer hohen Flammschutzklasse eingehalten werden.
Der Körper kann insbesondere ein Kühlkörper sein. Der Kühlkörper kann vorteilhafterweise aus einem gut wärmeleitenden Material mit λ > 10 W/(m·K), besonders bevorzugt λ > 100 W/(m·K), bestehen, insbesondere aus einem Metall wie Aluminium, Kupfer oder einer Legierung davon. Der Kühlkörper kann aber auch vollständig oder teilweise aus einem Kunststoff bestehen; besonders vorteilhaft zur elektrischen Isolierung und Verlängerung der Kriechstrecken ist ein gut wärmeleitender und elektrisch isolierender Kunststoff, es ist aber auch die Verwendung eines gut wärmeleitenden und elektrisch leitenden Kunststoffs möglich. Der Kühlkörper kann im Wesentlichen symmetrisch ausgeformt sein, insbesondere im Wesentlichen rotationssymmetrisch, z. B. um eine Längsachse. Der Kühlkörper kann Wärmeableitelemente aufweisen, z. B. Kühlrippen oder Kühlstifte.
Der Lichtquellenträger kann ein oder mehrere Lichtquellen aufweisen. Dabei ist die Art der Lichtquellen zunächst nicht beschränkt. Jedoch wird es für einen Betrieb mit einer geringen Verlustleistung und besonders kompakten Bauweise bevorzugt, wenn die Lichtquelle eine Halbleiterlichtquelle ist, z. B. eine Laserdiode oder eine Leuchtdiode (LED).
Die Halbleiter-Lichtquelle kann einen oder mehrere Emitter aufweisen. Der oder die Halbleiter-Emitter können auf dem Träger aufgebracht sein, auf dem auch weitere elektronische Bausteine wie Widerstände, Kondensatoren, Logikbausteine usw. montiert sein können. Die Halbleiter-Emitter können beispielsweise mittels herkömmlicher Lötverfahren auf dem Träger aufgebracht sein. Die Halbleiter-Emitter können aber auch durch Chip-Level-Verbindungsarten, wie Bonden (Drahtbonden, Flip-Chip-Bonden) usw. mit einem Substrat verbunden sein (”Submount”), z. B. durch Bestückung eines Substrats aus AlN mit LED-Chips. Auch können ein oder mehrere Submounts auf einer Leiterplatte montiert sein. Bei Vorliegen mehrerer Halbleiter-Emitter können diese in der gleichen Farbe strahlen, z. B. weiß, was eine einfache Skalierbarkeit der Helligkeit ermöglicht. Die Halbleiter-Emitter können aber zumindest teilweise auch eine unterschiedliche Strahlfarbe aufweisen, z. B. rot (R), grün (G), blau (B), bernstein (A), mint (M) und/oder weiß (W) usw. Dadurch kann ggf. eine Strahlfarbe der Lichtquelle durchgestimmt werden, und es kann ein beliebiger Farbpunkt eingestellt werden. Insbesondere kann es bevorzugt sein, wenn Halbleiter-Emitter unterschiedlicher Strahlfarbe ein weißes Mischlicht erzeugen können. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z. B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs) einsetzbar.
Der Träger kann als eine Leiterplatte bzw. Platine oder ein anderes Substrat ausgeführt sein, z. B. als ein kompakter Keramikkörper. Der Träger kann eine oder mehrere Verdrahtungslagen aufweisen.
Zur gleichmäßigen Verteilung mehrerer Lichtquellen, insbesondere LEDs, bei gleichzeitig einfacher Auslegung der Kriechstrecken unter Einhaltung vorgegebener Isolationsstrecken kann es vorteilhaft sein, wenn der Träger umlaufend und konzentrisch oder koaxial zu einem hochstehenden Kabelkanal angeordnet ist. Auch wird so eine geringe seitliche Ausdehnung des Trägers relativ zu einer Längsachse des Kühlkörpers erreicht. Es kann zur Einhaltung vorgegebener Isolationsstrecken vorteilhaft sein, wenn die Lichtquellen in Umfangsrichtung im Wesentlichen gleichmäßig angeordnet sind.
Vorteilhafterweise kann der Träger mittels einer elektrisch isolierenden Übergangslage an dem Kühlkörper befestigt sein. Die elektrisch isolierende Übergangslage kann zur zuverlässigen Verbindung zwischen Träger und Kühlkörper vorteilhafterweise beidseitig haftfähig sein. Die Übergangslage kann z. B. ein thermisches Übergangsmaterial (TIM, ”Thermal Interface Material”) wie eine Wärmeleitpaste (z. B. Silikonöl mit Zusätzen von Aluminiumoxid, Zinkoxid, Bornitrid oder Silberpulver), eine Folie oder ein Pad oder eine Matte sein. Alternativ ist z. B. eine Silikonlage o. ä. verwendbar. Die Übergangslage kann ferner die Vorteile einer hohen Durchschlagsfestigkeit und einer Verlängerung des Kriechpfades aufweisen.
Der Träger kann allgemein mindestens eine elektrisch isolierende Isolationslage aufweisen. Besonders vorteilhaft kann eine Isolationslage aus einem zumindest in Dickenrichtung thermisch gut und elektrisch schlecht leitenden Material oder Materialverbund bestehen. Besonders vorteilhaft ist eine Isolationslage aus Keramik, wie z. B. mit Al₂O₃, AlN, BN oder SiC. Die Isolierlage kann als Mehrlagenkeramikträger ausgestaltet sein, z. B. in LTCC-Technik. Dabei können beispielsweise auch Lagen mit unterschiedlichen Materialien verwendet werden, z. B. mit unterschiedlichen Keramiken. Diese können beispielsweise abwechselnd hochgradig dielektrisch und niedrig dielektrisch ausgestaltet sein. Auch kann die mindestens eine Isolationslage aus einem typischen Leiterplatten-Basismaterial bestehen, wie FR4, was thermisch weniger vorteilhaft aber sehr kostengünstig ist. Der Träger kann vorteilhafterweise eine Durchschlagsfestigkeit von mindestens 4 KV aufweisen, damit Überspannungspulse mindestens dieser Größenordnung nicht durch den Träger schlagen.
Zur Erreichung eines besonders vorteilhaften Kompromisses zwischen einerseits einer Maximierung der Isolationsstrecke und andererseits einer Minimierung des thermischen Pfads zwischen Lichtquelle(n) und Kühlkörper kann eine Dicke des Trägers vorteilhafterweise im Bereich zwischen 0,16 mm und 1 mm liegen.
Die Drehbewegung kann mittels des Andrückelements selbst ausgeführt werden oder mittels eines an dem Andrückelement drehbar angebrachten Elements ('Andrückgegenelement'), z. B. analog eines Paars aus Schraube und Mutter.
Das Andrückelement kann zum Vermeidung einer Verkürzung von Kriechstrecken aus einem nichtleitenden Material, insbesondere einem Kunststoffmaterial, bestehen oder ein solches Material als ein Grundmaterial aufweisen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Andrückelement mindestens ein Schraubgewinde zur Befestigung an dem Körper ('Schraub-Andrückelement') aufweist. Die Drehbewegung ist dann eine Schraubbewegung. Das Schraubgewinde kann ein innenliegendes Schraubgewinde und/oder ein außenliegendes Schraubgewinde sein. Das Andrückelement ist also mittels einer Schraubverbindung an dem Körper befestigbar bzw. fixierbar.
Die Schraubverbindung ist besonders einfach und vielseitig implementierbar, lösbar und wieder festziehbar, und ferner ist der Anpressdruck kontinuierlich und sehr präzise über den Drehwinkel einstellbar.
Zum Einstellen der Schraubverbindung können das Andrückelement und/oder das mit dem Andrückelement drehbar verbundene Andrückgegenelement verdreht werden.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass die Auflagefläche von einem zumindest teilweise umlaufenden Rand umgeben ist und das Andrückelement mit dem Rand verschraubt ist. Dadurch kann der Lichtquellenträger durch das Andrückelement an einem äußeren lateralen Randbereich angepresst werden, so dass ein Hochbiegen des Lichtquellenträgers vermieden wird. Ferner verbleibt ein großer innerer Bereich zur Positionierung und Gestaltung des Lichtquellenträgers und der auf ihm angeordneten Elemente. Das Andrückelement weist vorzugsweise ein Schraubgewinde an seiner lateralen Außenseite auf.
Es ist eine spezielle Ausgestaltung, dass das Andrückelement im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist. So wird ein besonders schmales Andrückelement erlangt, welches wenig Bauraum verbraucht. Das Andrückelement weist vorzugsweise ein Schraubgewinde an seiner äußeren Mantelfläche (der lateralen Außenseite) auf.
Alternativ kann das Andrückelement einen nach unten gerichteten ringförmigen Schraubvorsprung aufweisen, welcher in eine in oder neben der Auflagefläche vorhandene, passend ringförmige Nut einschraubbar ist.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der Körper eine Aussparung sowie eine Durchgangsöffnung von der Aussparung zu der Auflagefläche aufweist. So können elektrischen Verbindungen usw. direkt von der Aussparung zu der Leiterplatte geführt werden. In die Durchgangsöffnung kann ein Kabelzuführungselement, z. B. ein Kabelkanal, eingesetzt sein. Das Kabelzuführungselement kann aus der Auflagefläche hervorragen und dort mit dem Andrückelement verschraubt sein. Das Kabelzuführungselement weist folglich zumindest an seiner über die Auflagefläche hervorragenden Außenseite ein Schraubgewinde auf. Das Kabelzuführungselement kann einem mit einem Gewinde versehenen Stift entsprechen, während das Andrückelement wie eine Mutter wirkt.
Durch die Verwendung des Kabelzuführungselements kann ein besonders einfaches Andrückgegenelement eingesetzt werden ohne den Körper selbst bearbeiten zu müssen.
Die Aussparung kann insbesondere als eine Treiberkavität zur Aufnahme eines Treibers für die Lichtquellen ausgestaltet und/oder vorgesehen sein. Die Aussparung weist vorteilhafterweise eine Einführöffnung zum Einführen des Treibers, z. B. einer Treiberplatine, auf. Die Einführöffnung der Aussparung kann sich vorteilhafterweise an einer Rückseite des Kühlkörpers befinden. Die Einführöffnung und das Kabelzuführungselement befinden sich vorteilhafterweise an gegenüberliegenden Seiten der Aussparung. Die Aussparung kann beispielsweise zylinderförmig ausgestaltet sein. Die Aussparung kann vorteilhafterweise gegenüber dem Kühlkörper elektrisch isoliert sein, um direkte Kriechstrecken zu vermeiden, z. B. mittels einer elektrisch isolierenden Auskleidung (auch Gehäuse der Treiberkavität, GTK, genannt), z. B. in Form eines durch die Einführöffnung in die Aussparung eingesteckten Kunststoffrohrs. Die Auskleidung kann ein oder mehrere Befestigungselemente zur Befestigung des Treibers aufweisen.
Das Kabelzuführungselement dient zur Zuführung bzw. Durchführung mindestens einer elektrischen Leitung zwischen dem in der Aussparung befindlichen Treiber und der mindestens einen Halbleiterlichtquelle bzw. dem damit bestückten Träger. Das Kabelzuführungselement und die Auskleidung können einstückig als ein einziges Element ausgestaltet sein. Mit dem Einführen der Auskleidung in die Aussparung wird dann gleichzeitig auch das Kabelzuführungselement durch eine Durchgangsöffnung des Kühlkörpers geschoben.
Die mindestens eine elektrische Leitung, die beispielsweise als ein Draht, ein Kabel oder Verbinder jeglicher Art ausgestaltet sein kann, kann mittels jeglicher geeigneten Methode kontaktiert werden, z. B. mittels Lötens, Widerstandsschweißens, Laserschweißens usw.
Der Treiber kann eine allgemeine Ansteuerschaltung zum Ansteuern der mindestens einen Halbleiterlichtquelle sein. Vorzugsweise ist der Treiber als ein Nicht-SELV-Treiber ausgestaltet, insbesondere als ein trafoloser Nicht-SELV-Treiber. Ein Nicht-SELV-Treiber besitzt gegenüber einem SELV-Treiber einen höheren Wirkungsgrad von typischerweise mehr als 90% und kann zudem kostengünstiger aufgebaut werden. Es werden keine Sicherheitsabstände im Treiber von der Primärseite zur Sekundärseite benötigt, so wie es bei einem SELV-Treiber unter Verwendung eines Transformators vorgeschrieben ist. Eine Trennung zwischen Primärseite und Sekundärseite findet vielmehr vornehmlich zwischen Träger und Kühlkörper statt. Bei einem trafolosen Nicht-SELV-Treiber kann der Transformator vorteilhafterweise durch eine Spule oder eine Buck-Konfiguration/einen Stepdown-Konverter ersetzt werden.
Das Andrückelement kann als ein separat hergestelltes und auf die Leuchtvorrichtung aufsetzbares Element vorliegen.
Es ist eine alternative oder zusätzliche Ausgestaltung, dass das Andrückelement dem Träger entspricht. In anderen Worten ist das Andrückelement in den Träger integriert bzw. der Träger weist die Funktion des Andrückelements auf. Der Träger selbst ist somit mittels der Drehbewegung an dem Körper befestigbar und drückt sich dadurch selbst gegen die Auflagefläche. Dazu kann der Lichtquellenträger, z. B. die Leiterplatte, als solches ein Schraubengewinde aufweisen. Ein solcher Lichtquellenträger ist auf die bereits oben beschriebenen Ausgestaltungen anwendbar.
So kann der Lichtquellenträger an seiner außenseitigen Fläche (äußeren Mantelfläche) mindestens ein Schraubgewinde aufweisen und so z. B. direkt in den Rand der Auflagefläche eingeschraubt werden. Mit steigendem Drehwinkel senkt sich der Lichtquellenträger immer weiter auf die Auflagefläche ab und kann mit einem definierten Druck aufgepresst werden. Separate Schraubelemente können entfallen oder zusätzlich für einen gleichmäßigeren oder stärkeren Anpressdruck verwendet werden.
Alternativ kann der Lichtquellenträger eine innere, insbesondere zentrale Öffnung, aufweisen, welche mit einem Schraubgewinde zum Aufschrauben auf das oben beschriebene Kabelzuführelement ausgestattet ist. Dabei kann der Lichtquellenträger auf das Kabelzuführelement gedreht werden. Es ist jedoch zur fehlerfreien Positionierung und zur Einstellung eines präzisen Anpressdrucks vorteilhaft, wenn der Lichtquellenträger stationär bleibt und das Kabelzuführelement gedreht wird.
Es ist eine spezielle Ausgestaltung, dass der Träger eine Metallkernplatine ist. Dies ergibt den Vorteil, dass der Metallkern ein zur Einbringung eines stabilen Gewindes geeignetes Material bereitstellt.
Es ist eine alternative oder zusätzliche Ausgestaltung, dass der Träger ein metallisiertes Schraubgewinde aufweist. Die Metallisierung kann auch auf ein herkömmliches Leiterplattenmaterial, in welchem ein Schraubgewinde ausgeformt ist, aufgebracht werden, z. B. eine Kupfermetallisierung auf einem FR4-Basismaterial.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass das Andrückelement in die Durchgangsöffnung eingeschraubt ist, und zwar direkt mit der Durchgangsöffnung, d. h., dem Körper, verschraubt oder mit einem in der Durchgangsöffnung befindlichen Einsatz, z. B. einem Kunststoffring oder einer Kunststoffhülse. Die Durchgangsöffnung kann folglich als ein (ggf. metallisiertes) Schraubloch ausgebildet sein, und das Andrückelement kann schraubenartig mit einem seitlich überstehenden Schraubenkopf geformt und ggf. mit einer Längsbohrung versehen sein. Das Andrückelement kann von außen in die Durchgangsöffnung eingeschraubt werden und dabei mittels seines Schraubenkopfs den Träger an die Auflagefläche drücken. Durch den als Längsbohrung in dem Andrückelement ausgestalteten Kabelkanal können z. B. Kabel, Drähte usw. aus der Aussparung zu dem Lichtquellenträger geführt werden. Alternativ kann die Durchgangsöffnung mit einem Einsatz versehen sein, welcher ein Schraubloch zum Einschrauben des Andrückelements aufweist.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass der Träger eine im Wesentlichen konzentrisch zu der Durchgangsöffnung angeordnete Trägeröffnung aufweist. Dadurch kann das von der Durchgangsöffnung hervorragende Kabelzuführungselement bzw. das in die Durchgangsöffnung oder den Einsatz darin eingeschraubte Andrückelement als eine Zentrierhilfe verwendet werden.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Andrückelement mittels einer Steck-Dreh-Bewegung an dem Körper befestigbar ist, insbesondere mittels einer Bajonettverbindung. Eine Steck-Drehverbindung weist den Vorteil auf, dass sie einen Überdrehschutz bereitstellt. Beispielsweise kann das Andrückelement, und zwar als separates Bauteil oder als eine Funktion der Leiterplatte, mit knopfähnlichen Vorsprüngen ausgerüstet sein, die sich in entsprechende Aufnahmen bzw. Nuten des Körpers einsetzen und nach Art eines Bajonettverschlusses verdrehen lassen. Die Nuten sind vorzugsweise in dem Rand der Auflagefläche eingebracht.
Es ist grundsätzlich auch möglich, mehrere Dreh-Andrückelemente zu verwenden, z. B. ein zentrales Dreh-Andrückelement und ein lateral außenseitiges Dreh-Andrückelement.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung ferner mindestens ein Rast-Andrückelement zum Andrücken des Trägers auf den Körper aufweist, wobei das Rast-Andrückelement mittels eines Rastvorgangs an dem Körper befestigbar ist. Dadurch kann zusätzlich zu einem Dreh-Andrückelement ein weiteres Andrückelement einer unterschiedlichen Art eingesetzt werden. Auch hier kann der Toleranzausgleich durch eine Drehbewegung hergestellt werden, was z. B. eine Wölbung (Bananeneffekt) vermeidet. Die planare Andruckkraft verteilt sich auf zwei Elemente und damit auf weiter verteilte Krafteinleitungspunkte bzw. Krafteinleitungsflächen.
Es ist eine spezielle Ausgestaltung, dass das Rast-Andrückelement ringförmig ausgebildet ist und den Träger an einem lateral seitlichen bzw. peripheren Randbereich umgibt und gegen die Auflagefläche drückt.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass das Andrückelement (Rast- oder Dreh-Andrückelement) einen Träger für ein, z. B. lichtdurchlässiges, Abdeckelement darstellt.
Es ist eine spezielle Ausgestaltung, dass das Abdeckelement mindestens eine Aussparung für mindestens eine Lichtquelle oder Teile davon aufweist. So kann die Aussparung oberhalb einer Linse der LED vorhanden sein, um eine Strahlführung der LED nicht zu beeinflussen. Es kann aber auch die vollständige LED, z. B. einschließlich ihres Gehäuses, in Aufsicht ausgespart bleiben.
Das Abdeckelement kann einstückig mit dem Andrückelement ausgeführt sein, d. h. als ein integrales Element. So kann die Abdeckung an ihrem Rand Rasthaken aufweisen. Zum Andrücken des Trägers kann das Abdeckelement ferner einen nach unten auf den Träger gerichteten, z. B. ganz oder teilweise umlaufenden, Vorsprung aufweisen, der als ein Niederhalter dient.
Allgemein kann das Kabelzuführungselement auch außermittig angeordnet sein, z. B. lateral von der Längsachse des Kühlkörpers oder des Substrats versetzt. Dabei kann das Kabelzuführungselement auch außerhalb einer lateralen Ausdehnung des Trägers angeordnet sein. Dann kann die mindestens eine elektrische Leitung von seitlich Außen zum Träger geführt werden.
Allgemein kann es bevorzugt sein, wenn ein Kriechpfad mindestens 1 mm lang ist, besonders bevorzugt mindestens 6,5 mm. Die Luftstrecke beträgt vorzugsweise mindestens 4 mm.
Eine zumindest lokale Wärmeleitfähigkeit oder Wärmespreizung des Trägers kann vorteilhafterweise zwischen 20 (W/m·K) und 400 (W/m·K) liegen, z. B. ca. 400 (W/m·K) für eine Kupferlage.
Die Halbleiterlichtquelle kann vorteilhafterweise mittels einer Nicht-SELV-Spannung gespeist werden, jedoch ist auch eine Verwendung mit einer Schutzkleinspannung (SELV) möglich.
Der Treiber kann ein trafoloser Nicht-SELV-Treiber sein.
Die Leuchtvorrichtung kann besonders vorteilhaft als Retrofitlampe, insbesondere LED-Retrofitlampe, oder als ein Modul dafür ausgestaltet sein.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer Leuchtvorrichtung, wobei die Leuchtvorrichtung mindestens einen Körper mit einer Auflagefläche für einen Lichtquellenträger aufweist, wobei der Lichtquellenträger mittels Andrehens eines Andrückelements an die Leuchtvorrichtung auf die Auflagefläche gedrückt wird.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Andrehen bis zu einem Grenzwert durchgeführt wird, z. B. bis zu einem vorbestimmten Drehmoment.
In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur besseren Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
1 zeigt in Aufsicht eine LED-Retrofitlampe mit einem bestückten Träger gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 zeigt in Aufsicht den Träger aus 1 in einer detaillierteren Darstellung;
3 zeigt die LED-Retrofitlampe gemäß der ersten Ausführungsform als Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A aus 1 in Seitenansicht;
4 zeigt in Schrägansicht einen detaillierteren Ausschnitt aus der Schnittdarstellung der LED-Retrofitlampe gemäß der ersten Ausführungsform;
5 zeigt in einer zu 4 analogen Darstellung einen Ausschnitt einer LED-Retrofitlampe gemäß einer zweiten Ausführungsform;
6 zeigt in einer zu 4 analogen Darstellung einen Ausschnitt einer LED-Retrofitlampe gemäß einer dritten Ausführungsform;
7 skizziert als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform;
8 skizziert als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform;
9 skizziert in Frontalansicht einen Ausschnitt aus einem Rand der Leuchtvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform;
10 zeigt in einer zu 4 analogen Darstellung einen Ausschnitt einer LED-Retrofitlampe gemäß einer sechsten Ausführungsform;
11 zeigt in einer zu 4 analogen Darstellung einen Ausschnitt einer LED-Retrofitlampe gemäß einer siebten Ausführungsform;
12 zeigt als Schnittdarstellung in Schrägansicht einen vergrößerten Ausschnitt der zeigt einen Ausschnitt Leuchtvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform im Bereich eines Rast-Andrückelements;
13 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen vergrößerten Ausschnitt der Leuchtvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform im Bereich eines Schraub-Andrückelements;
14 zeigt in Aufsicht eine Leuchtdiode einer der LED-Retrofitlampen;
15 zeigt in Aufsicht ein Abdeckelement zur Verwendung mit der Leuchtvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform;
16 zeigt in Aufsicht ein weiteres Abdeckelement zur Verwendung mit der Leuchtvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform.
1 zeigt in Aufsicht eine LED-Retrofitlampe 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die LED-Retrofitlampe 1 dient hier zum Ersatz einer herkömmlichen Glühbirne mit Edisonsockel und weist daher eine äußere Kontur auf, welche die Kontur der herkömmlichen Glühbirne zumindest in ihrer Grundform grob wiedergibt (siehe auch 3). Die LED-Retrofitlampe 1 weist eine äußere Hülle 2 auf, in die ein LED-Modul 3 eingesetzt ist. Das LED-Modul 3 weist einen Aluminium-Kühlkörper 4 auf, auf dessen hier gezeigter Oberseite bzw. Frontfläche 5 ein Al₂O₃-Träger 6 mit einer achtkantigen Außenkontur befestigt ist. Der Träger 6 ist mit Lichtquellen in Form von Leuchtdioden 7 bestückt. Die Leuchtdioden 7 leuchten in den oberen Halbraum, d. h. in dieser Darstellung mit einer Hauptabstrahlrichtung aus der Bildebene hinaus. Der Träger 6 weist ein mittiges Loch auf, mit dem der Träger 6 eng über ein hier als Kabelkanal 8 ausgebildetes Kabelzuführungselement gesteckt werden kann. Der Kabelkanal 8 dient als Element zur Durchführung von elektrischen Leitungen (o. Abb.) von einem in dem Kühlkörper 4 befindlichen Treiber (o. Abb.) zum Träger 6. Der Träger 6 und der Kabelkanal 8 sind somit koaxial bezüglich einer senkrecht aus der Bildachse herausstehenden Längsachse L der Leuchtvorrichtung 1 positioniert, wobei die Längsachse L mittig durch den Kabelkanal 8 verläuft.
2 zeigt in Aufsicht den Träger 6 aus 1 in einer detaillierteren Darstellung. Eine Frontfläche 6a des Trägers 6 ist mit drei weißen Leuchtdioden 7 bestückt, welche in etwa winkelsymmetrisch um die Längsachse L angeordnet sind, wobei die Längsachse L mittig durch das Loch 9 des Trägers 6 verläuft. Die Leuchtdioden 7 sind zu ihrer Stromversorgung mittels Kontaktflächen 10a mit dem Träger 6 elektrisch kontaktierbar. Zur Stromversorgung werden elektrische Leitungen (o. Abb.) von dem Treiber durch den Kabelkanal zu Kabelanschlussflächen 10b geführt. Die zur Stromführung verwendeten elektrischen Leiterbahnen werden durch eine entsprechend strukturierte (hier stark vereinfacht dargestellte) außenseitige Kupferlage 11 gebildet. Sowohl die Kontaktflächen 10a als auch die Kabelanschlussflächen 10b und die Kupferlage 11 stellen potenzialführende Oberflächenbereiche dar, welche gegen den Kühlkörper 4 über ausreichend lange Isolationsstrecken zumindest mittels des Trägers 6 elektrisch isoliert sind. Die Kupferlage 11 ist nicht vollständig umlaufend ausgeführt, sondern ist unter den LED unterbrochen und weist einen sich radial bezüglich der Längsachse L erstreckenden Spalt 12 auf, um einen Kurzschluss zu vermeiden.
3 zeigt die LED-Retrofitlampe 1 gemäß der ersten Ausführungsform als Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A aus 1. Die LED-Retrofitlampe 1 überragt die Außenkontur einer herkömmlichen Glühlampe nicht und kann mit ihrem Edisonsockel 13 als Ersatz für eine entsprechende Glühlampe verwendet werden. Im Kühlkörper 4 ist eine zylinderförmige Aussparung in Form einer Treiberkavität 14 vorhanden, welche an ihrer seitlichen Mantelfläche 15 und oberen Endfläche 16 mit einer elektrisch isolierenden Auskleidung 17 (im Folgenden auch ”Gehäuse der Treiberkavität”, GTK, genannt) aus einem Kunststoff belegt ist. Eine untere Einführöffnung 18 ist elektrisch gegen den Kühlkörper 4 isolierend von einem Aufsatz 19 verschlossen, welcher auch den Edisonsockel 13 umfasst. In der Treiberkavität 14 bzw. der Auskleidung 17 ist eine Treiberplatine 20 aufgenommen, welche alle oder zumindest einige der zum Betreiben der Leuchtdioden 7 benötigten Elemente aufweist. Die Treiberplatine 20 ist dazu mit dem Edisonsockel 13 elektrisch zur Stromversorgung verbunden und gibt die zum Betreiben der Leuchtdioden 7 benötigte Spannung und/oder Strom über elektrische Kabel 21 an die Leuchtdioden 7 weiter. Dazu ist die Treiberplatine 20 über die elektrischen Kabel 21 mit geeigneten Kabelanschlussflächen 10b verbunden. Der auf der Treiberplatine 20 implementierte Treiber ist hier ein trafoloser Nicht-SELV-Treiber. Eine Trennung zwischen Primärseite und Sekundärseite findet vornehmlich zwischen dem Träger 6 und dem Kühlkörper 4 statt. Der trafolose Nicht-SELV-Treiber kann zur Spannungswandlung eine Spule oder eine Buck-Konfiguration/einen Stepdown-Konverter aufweisen.
Zur Durchführung der Kabel 21 durch die obere Endfläche 16 weist die obere Endfläche 16 eine Durchgangsöffnung 22 auf. Zur elektrischen Isolierung der Treiberplatine 20 gegenüber dem Kühlkörper 4 ist die Auskleidung 17 so ausgestaltet, dass der Kabelkanal 8, der die Treiberkavität 14 bzw. das Innere der Auskleidung 17 mit der Frontfläche 5 des Kühlkörpers 4 verbindet integral in die Auskleidung 17 integriert ist. Die Frontfläche 5 ist zu ihrem Schutz und zur Homogenisierung des von der Leuchtvorrichtung 1 ausgestrahlten Lichts mit einem opaken bzw. lichtstreuenden Kolben 27 überdeckt. Beispielsweise kann der Kolben 27 an den Kühlkörper 4 geklemmt werden.
4 zeigt in Schrägansicht einen detaillierteren Ausschnitt aus der Schnittdarstellung der LED-Retrofitlampe 1. Der über die Auflagefläche 24 nach oben hochstehende Kabelkanal 8, welcher einen Teil der Auskleidung 17 darstellt, ragt durch das zentrale Loch 9 des Trägers 6 und weist zumindest an einem Teil seiner hervorragenden Außenfläche 41 ein Schraubgewinde 42 auf. Der Kabelkanal 8 ist außenseitig mit einem Andrückelement 43 verschraubt, welches an seiner Innenseite bzw. inneren Mantelfläche 44 ein zu dem Schraubgewinde 42 passendes Gewinde 45 aufweist. Das Andrückelement 43 lässt den Kabelkanal 8 offen.
In einem beispielhaften Montageablauf wird zunächst die Auskleidung 17 in die Treiberkavität 14 so eingesetzt, dass der zugehörige Kabelkanal 8 durch die Durchgangsöffnung 22 hindurchgesteckt wird und dadurch aus der bzw. über die Auflagefläche 24 nach oben bzw. nach außen hervorsteht. Als nächstes wird die Übergangslage 28, welche ein mittiges Loch aufweist, so auf die Auflagefläche 24 aufgelegt, dass sie mit nur geringem Spiel bzw. Abstand zum Kabelkanal 8 angeordnet ist. Der Kabelkanal 8 dient somit als eine Zentrierhilfe zur Auflage der Übergangslage 28. Als nächstes wird der Träger 6, welcher bereits mit elektrischen Leiterbahnen versehen und mit Leuchtdioden 7 bestückt ist, auf die Übergangslage 28 aufgelegt. Hierbei wird das Loch 9 des Trägers 6 auf den Kabelkanal 8 aufgesteckt, so dass der Kabelkanal 8 auch als eine Zentrierhilfe für den Träger 6 dient.
Im Folgenden wird das Andrückelement 43 auf den Kabelkanal 8 aufgesetzt und durch eine entsprechende Drehbewegung mit dem Kabelkanal 8 verschraubt. Dadurch drückt das Andrückelement 43 den Träger 6 mit seinem inneren Rand 29 senkrecht auf die Übergangslage und damit auch auf die Auflagefläche 24; der Rand 29 stellt also einen Krafteinleitungsbereich dar und weist einen geringen Flächenverbrauch auf. Das Verdrehen bzw. Verschrauben des Andrückelements 43 wird durchgeführt, bis ein vorbestimmter Drehmomentschwellwert erreicht ist, welcher ein Maß für die Andrückkraft darstellt. Der beschriebene Ablauf kann teilweise oder vollständig vollautomatisch durchgeführt werden.
Die vorliegende Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass der Flächenverbrauch für das Andrückelement 43 gering ist und eine kompakte Ausführung ermöglicht, dass eine solche Vorrichtung einfach und schnell (ggf. automatisiert) zusammenbaubar ist und dass so auf eine einfache Weise ein Toleranzausgleich bereitgestellt werden kann.
5 zeigt eine Leuchtvorrichtung 50 gemäß einer zweiten Ausführungsform, bei der nun das Andrückelement 51 den Träger 6 an seinem äußeren Rand 30 auf die Übergangslage 28 und die Auflagefläche 24 drückt. Dazu ist das Andrückelement 51 hier ringförmig ausgebildet und weist an seinem lateralen Rand bzw. an seiner äußeren Mantelfläche 52 ein Schraubgewinde 53 auf. Als Andrückgegenelement dient ein von der Auflagefläche 24 hochstehender, die Auflagefläche 24 umlaufend umgebender Rand 54, welcher an seiner Innenseite 55 ein zu dem Gewinde 53 passendes Gewinde 56 aufweist.
Zur Montage kann das Andrückelement 51 an die Innenseite 55 des Rands 54 angelegt und durch eine Drehbewegung mit dem Rand 54 verschraubt werden. Auch hier kann ein Anpressdruck definiert begrenzt werden, z. B. durch eine Messung bzw. Einhaltung eines Drehmoments. Der Kabelkanal 8 steht weiterhin über die Auflagefläche 24 hinaus und dient als Zentrierhilfe für die Übergangslage 28 und den Träger 6, weist jedoch kein Gewinde o. ä. auf.
Es ist auch möglich, die Merkmale der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform zu kombinieren und erhält so beispielsweise eine Leuchtvorrichtung, welche sowohl durch ein mit dem Kabelkanal 8 verschraubtes Andrückelement 43 als auch ein mit dem Rand 54 verschraubtes Andrückelement 51 aufweist. Eine solche Ausführung weist den Vorteil auf, dass eine über den Träger 6 gleichmäßiger verteilte Anpresskraft aufgebracht wird. Dies mag insbesondere für dünne Träger 6 sinnvoll sein.
6 zeigt eine Leuchtvorrichtung 60 gemäß einer dritten Ausführungsform, bei der nun der Träger 61 auch als Andruckelement dient, d. h., dass der Träger 61 ein selbstandrückendes Element ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Kabelkanal 8 an seiner Außenseite bzw. Außenfläche 41 ein Schraubgewinde 42 ähnlich zu der ersten Ausführungsform auf. Gleichzeitig weist das zentrale Loch 9 des Trägers 61 ein dazu passendes Gewinde 62 auf. Zur Bereitstellung eines ausreichend stabilen Gewindes 62 des Trägers 61 ist der Träger 61 vorzugsweise als eine Metallkernleiterplatte ausgeführt, wobei das Gewinde 62 in den Metallkern eingebracht ist. Aufgrund der typischerweise nur geringen Höhe des Metallkerns braucht das Gewinde 62 nur wenige Züge aufweisen, ggf. sogar nur einen Gewindezug oder nur einen Teil eines Gewindezugs.
Alternativ zu der Metallkernplatine kann z. B. auch eine Leiterplatte mit einem nichtmetallischen Basismaterial, z. B. FR4, verwendet werden, wobei das darin eingebrachte Gewinde bevorzugt zur mechanischen Stabilisierung und Erhöhung der Abriebfestigkeit metallisiert sein kann.
Es ist grundsätzlich möglich, die Schraubverbindung so durchzuführen, dass der Träger 61 auf den stationären Kabelkanal 8 aufgedreht wird. Jedoch wird es zur präzisen Positionierung und zur Vermeidung einer Beschädigung der Übergangslage 28 bevorzugt, wenn der Träger 61 auf die Übergangslage 28 aufgesetzt wird und im Folgenden stationär bleibt. Die Schraubverbindung kann dann dadurch hergestellt werden, dass der Kabelkanal 8 bzw. die Auskleidung 17 verdreht wird, d. h., dass der Kabelkanal 8 schraubenähnlich in den als Mutter dienenden Träger 61 eingeschraubt wird.
7 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht stark vergrößert eine Leuchtvorrichtung 70 gemäß einer vierten Ausführungsform, bei welcher der Träger 71 mit dem Aufdrückelement integriert ist, wobei der Träger 71 an seiner peripheren Außenseite 72 ein Schraubgewinde 73 aufweist. Dieses Schraubgewinde 73 ist dazu vorgesehen, mit einem Gewinde 74 einer Innenseite 75 eines um die Auflagefläche 24 umlaufend angeordneten Rands 76 des Kühlkörpers 4 verschraubt zu werden.
Auch hierbei ist es vorteilhaft, wenn der Träger 71 eine Metallkernleiterplatte ist, da dann das Außengewinde 73 sich vergleichsweise einfach in die metallische Kupferlage 77 des Trägers einbringen lässt. Zur elektrischen Isolierung gegenüber der Leuchtdiode 7 weist der Träger 71 an seiner Oberseite eine obere dielektrische Schicht 78 und zur Isolierung gegenüber dem Kühlkörper eine untere dielektrische Schicht 79 auf.
Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass sie zur Einstellung eines Toleranzausgleichs geeignet ist und ferner keine zusätzlichen Teile wie separate Andrückelemente benötigt.
8 zeigt eine Leuchtvorrichtung 80 gemäß einer fünften Ausführungsform, bei welcher der Träger 81 für eine Befestigung nach dem Bajonettprinzip ausgestaltet ist, wobei der Träger 81 wiederum ein selbstandrückendes Element ist. Dazu ist der Träger 81 zur Bereitstellung einer hohen Stabilität als eine Metallkernleiterplatte ausgestaltet, deren flächiger Kupferkern 82 an zwei gegenüberliegenden Stellen seitlich hervorspringende Knöpfe 83 aufweist. Die Knöpfe 83 können in jeweilige Schlitze 84 eingesetzt werden, welche in dem Seitenrand 85 des Kühlkörpers 4 eingebracht sind. Der Seitenrand 85 umgibt die Auflagefläche 24 für den Träger 81 zumindest abschnittsweise umlaufend.
9 zeigt einen Ausschnitt aus dem Rand 85 im Bereich des Schlitzes 84 zur Aufnahme der Knöpfe 83 des Trägers 81. Zum Einführen des Trägers 81 wird dieser zunächst mit einem jeweiligen Knopf 83 in einen Längsschlitzabschnitt 84a von oben eingeführt oder eingesteckt und danach verdreht. Durch die Drehbewegung bewegen sich die Knöpfe 83 in einen Querschlitzabschnitt 84b des jeweiligen Schlitzes 84. Der Querschlitzabschnitt 84b ist hier als sich vom Längsschlitzabschnitt 84a aus verjüngender Schlitz eingezeichnet, so dass mit fortschreitender Drehbewegung des Trägers 81 der zugehörige Knopf 83 in dem Querschlitzabschnitt 84b einklemmen wird und so einen festen Sitz annimmt.
Eine solche Steck-Dreh-Bewegung weist den Vorteil auf, dass die zugehörigen mechanischen Komponenten (Knöpfe 83/Schlitze 84 usw.) vergleichsweise grob ausgeführt sein können, was eine Herstellung und Montage auch unter rauen Bedingungen vereinfacht. Beispielsweise benötigt die Bajonettverbindung auch keine zusätzlichen Andrückteile.
10 zeigt eine Leuchtvorrichtung 100 in einer sechsten Ausführungsform, bei der nun das Andrückelement 101 als schraubenähnliches Element mit einem sich seitlich erstreckenden Schraubenkopf 102 und einem mit einem Außengewinde 103 versehenen stiftförmigen Bereich 104 ausgerüstet ist. Das Andrückelement 101 kann ähnlich wie eine Schraube durch das Loch 9 des Trägers 6 und ein entsprechendes zentrales Loch in der Übergangslage 28 in die Durchgangsöffnung 22 eingedreht werden, genauer gesagt in einen in die Durchgangsöffnung 22 eingesetzten Einsatz 105. Der Einsatz 105 ist ein Teil der Auskleidung 17, bei welchem beispielsweise im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform das von der Auflagefläche 24 hochstehende Teil fehlt. Der Einsatz 105 ist mit einem Innengewinde 106 ausgerüstet, in welches das Andrückelement 101 mit seinem Gewinde einschraubbar ist. Als Angriffspunkte zur Verdrehung bzw. Verschraubung des Andrückelements 101 weist dieses an seiner Oberseite Einstecklöcher 107 auf. Der Kabelkanal 8 wird mittels eines längs in dem Andrückelement 101 eingebrachten Längslochs 121 gebildet.
Zusätzlich zu der Schraubverbindung weist die Leuchtvorrichtung 100 eine Rastverbindung auf, welche durch eine an dem äußeren Rand 30 aufliegendes und mit dem Rand verbundenes Andrückelement in Form eines Schnapprings 108 realisiert ist. Der Schnappring 108 ist mit mehreren Rasthaken 109 in eine in die Innenseite des umlaufenden Rands 120 des Kühlkörpers 4 eingebrachte umlaufende Nut 110 eingeschnappt. Dadurch drückt der Schnappring 108 den Träger 6 an dessen äußeren Rand 30 als einer Krafteinleitungsfläche auf die Auflagefläche 24. Eine solche Kombination aus Schraubverbindung und Schnappverbindung weist den Vorteil auf, dass durch die Schraubverbindung ein definierter Anpressdruck aufgebracht werden kann, während durch die Schnappverbindung eine besonderes preiswerte und gewichtsarme Krafteinleitung auf den Träger 6 bereitgestellt wird, wodurch sich insgesamt eine verhältnismäßig gleichmäßige Anpresskraft ergibt.
11 zeigt in Schrägansicht eine Leuchtvorrichtung 100b gemäß einer siebten Ausführungsform ähnlich zu der sechsten Ausführungsform. 12 zeigt vergrößert die Leuchtvorrichtung 100b im Bereich eines Rasthakens 111. 13 zeigt die Leuchtvorrichtung 100b als Schnittdarstellung in Seitenansicht im Bereich des Andrückelements 101. Bei der Leuchtvorrichtung 100b ist nun im Vergleich zur Leuchtvorrichtung 100 der sechsten Ausführungsform der randseitige, ringförmige Schnappring 108 oberseitig mit Rasthaken 111 zur Befestigung einer lichtdurchlässigen (opaken oder transparenten) Abdeckscheibe 112 ausgerüstet. Die Abdeckscheibe 112 verläuft knapp oberhalb der Leuchtdiode 7. Die Abdeckscheibe 112 ist hier als einfache lichtdurchlässige Platte gezeigt, kann jedoch auch anders ausgeführt sein, beispielsweise mit einer anderen Grundform oder mit einer optischen Funktion.
Alternativ kann die Abdeckscheibe 112 auch mit Aussparungen für die Leuchtdiode 7 versehen sein und tiefer als in 11 bis 13 gezeigt, angeordnet sein, so dass die Leuchtdioden 7 durch die Abdeckscheibe 112 hindurchragen.
14 zeigt in Aufsicht die Leuchtdiode 7 einer der LED-Retrofitlampen. Die Leuchtdiode weist ein Gehäuse 140 auf, an dessen Oberseite 141 sich eine lichtemittierende Oberfläche befindet, welche zur Strahlführung von einer Linse 142 und alternativ oder zusätzlich von einem anderen optischen Element bedeckt sein kann. Die Leuchtdiode 7 wird über ihre Versorgungsanschlüsse 143 mit Strom versorgt.
15 zeigt in Aufsicht ein Abdeckelement 150 zur Verwendung z. B. mit der Leuchtvorrichtung 100b gemäß der siebten Ausführungsform. Das Abdeckelement 150 ist nun integral als ein Rast-Andrückelement ausgestaltet und z. B. als ein Spritzgussteil hergestellt. Das Abdeckelement 150 weist drei Aussparungen 151 auf, welche oberhalb der Linsen 142 der Leuchtdioden in das Abdeckelement 150 eingebracht sind. Die Linsen 142 ragen zumindest teilweise durch die jeweilige Aussparung 151, damit die Aussparung die Strahlführung und die Lichtausbeute nicht beeinträchtigt. An seinem seitlichen Rand 152 weist das Abdeckelement 150 nach unten gerichtete Rasthaken 153 auf, welche z. B. in die Rastaufnahme 110 eingreifen können. Zum Andrücken des Trägers 6 weist das Abdeckelement 150 ferner einen in Richtung des Trägers, also im Allgemeinen nach unten gerichteten kreisförmigen Vorsprung 154 auf, welcher pressend auf dem Träger 6 aufsitzt und somit als ein Niederhalter wirkt. Das Abdeckelement 150 braucht in diesem Fall nicht lichtdurchlässig zu sein, was den Vorteil bereitstellt, dass ein Einblick auf darunterliegende Elemente verwehrt wird. Das Das Abdeckelement 150 ist vorzugsweise als eine Kunststoffscheibe in einer Flammbarkeitsklasse UL94-V1 oder besser ausgestaltet.
16 zeigt in Aufsicht ein weiteres Abdeckelement 160 zur Verwendung z. B. mit der Leuchtvorrichtung 100b gemäß der siebten Ausführungsform. Im Gegensatz zu dem Abdeckelement 150 sind die Aussparungen 161 nun so groß und so geformt, dass die Leuchtdiode 7 im Wesentlichen vollständig ausgespart ist. Dadurch kann beispielsweise auch das Gehäuse 140 durch die Aussparung 161 ragen. Eine solche Ausgestaltung kann z. B. eine Wärmeableitung von der Leuchtdiode 7 verbessern.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.
Allgemein kann es auch bevorzugt sein, wenn die Länge der Kriechpfade oder Kriechstrecken mindestens 1 mm, besonders bevorzugt mindestens 5 mm beträgt.
Auch kann das Material des Kühlköpers außer reinem Aluminium auch eine Aluminiumlegierung oder ein anderes Metall oder dessen Legierung oder auch einen gut wärmeleitenden Kunststoff aufweisen.
Ferner kann der Kabelkanal auch außermittig (lateral bezüglich der Längsachse versetzt) angeordnet sein. Das Kabelzuführungselement kann allgemein ein separates Bauteil ausgebildet sein oder beispielsweise in die Auskleidung der Aussparung und/oder in den Kühlkörper integriert sein, z. B. einstückig.
Allgemein können das Andrückelement und der Kabelkanal bzw. die Auskleidung vorteilhafterweise aus einem Polymermaterial hergestellt sein. Eine Verwendung elektrisch nicht leitender Materialien für das bzw. die Befestigungselement(e) bewirkt, dass keine Reduzierung von Luft- oder Kriechstrecken auftritt.
Die Übergangslage kann bevorzugt aus einem Wärmeübergangsmaterial (TIM) oder auch aus Silikon usw. hergestellt sein.
Die Auflagefläche kann vorteilhafterweise einen Durchmesser zwischen 20 mm und 30 mm aufweisen, der Träger vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 15 mm und 25 mm.
Eine Dicke des Trägers kann z. B. zwischen 0,16 mm und 1 mm betragen, eine Dicke der Übergangslage vorzugsweise zwischen 0,15 mm und 0,3 mm.
Die Drehverbindungen (Schraubverbindungen, Bajonettverbindung usw.) können allgemein durch eine stoffschlüssige Verbindung gegen ein Lösen gesichert werden, z. B. durch eine Verwendung eines Schraubensicherungsklebers. Alternativ oder zusätzlich können die Drehverbindungen selbsthemmend ausgeführt sein, z. B. durch geeignete Oberflächenstrukturen oder geometrische Strukturen.
Die Außenkontur des Trägers ist nicht beschränkt und kann z. B. rund oder eckig sein.
Auch kann die Leuchtvorrichtung allgemein optische Elemente wie Reflektoren, Linsen (aus Glas oder Kunststoff) usw. aufweisen.
Die Gewindegeometrie kann durch jedes geeignete Verfahren eingebracht werden, z. B. durch Gießen, Pressen, Spritzen, Rollen oder eine abtragende, beispielsweise spanende, Bearbeitung.
Die Verrastgeometrie kann mit Löse- und Fügewinkeln gegen ein Lösen gesichert sein.
Auch ist die Lampe nicht auf eine bestimmte Sockelart beschränkt. So können außer einem Edisonsockel (z. B. E14, E27) auch andere Sockel wie GU10 oder japanische oder amerikanische Normsockelverwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: LED-Retrofitlampe
2: Hülle
3: LED-Modul
4: Kühlkörper
5: Frontfläche
6: Träger
6a: Frontfläche
7: Leuchtdiode
8: Kabelkanal
9: Loch des Trägers
10: Kontaktfläche
10a: Kontaktfläche
10b: Kabelanschlussfläche
11: Kupferlage
12: Spalt
13: Edisonsockel
14: Treiberkavität
15: Mantelfläche
16: obere Endfläche
17: Auskleidung
18: Einführöffnung
19: Aufsatz
20: Treiberplatine
21: Kabel
22: Durchgangsöffnung
23: radial erweiterter Bereich
24: Auflagefläche
25: Vorsprung
26: Stufe
27: Kolben
28: Übergangslage
29: innerer Rand des Trägers
30: äußerer Rand des Trägers
40: Leuchtvorrichtung
41: Außenfläche
42: Schraubgewinde
43: Andrückelement
44: Innenseite bzw. innere Mantelfläche
45: Gewinde
50: Leuchtvorrichtung
51: Andrückelement
52: äußere Mantelfläche
53: Schraubgewinde
54: Rand
55: Innenseite
56: Gewinde
60: Leuchtvorrichtung
61: Träger
62: Gewinde
70: Leuchtvorrichtung
71: Träger
72: Außenseite
73: Schraubgewinde/Außengewinde
74: Gewinde
75: Innenseite
76: Rand
77: Kupferlage
78: obere dielektrische Schicht
79: untere dielektrische Schicht
80: Leuchtvorrichtung
81: Träger
82: Kupferkern
83: Knopf
84: Schlitz
84a: Längsschlitzabschnitt
84b: Querschlitzabschnitt
85: (Seiten) rand
100: Leuchtvorrichtung
101: Andrückelement
102: Schraubenkopf
103: Außengewinde
104: stiftförmiger Bereich
105: Einsatz
106: Innengewinde
107: Einsteckloch
108: Schnappring
109: Vorsprung
110: Leuchtvorrichtung
111: Rasthaken
112: Abdeckscheibe
120: Rand
121: Längsloch
L: Längsachse

Claims

Leuchtvorrichtung (1; 50; 60; 70; 80; 100; 100b), mindestens aufweisend – einen Körper (4), insbesondere Kühlkörper, mit einer äußeren Auflagefläche (24), – einen Lichtquellenträger (6; 32; 61; 71; 81), insbesondere LED-Träger, der mittels mindestens eines Andrückelements (43; 51; 101) auf die Auflagefläche (24) gedrückt wird, – wobei das Andrückelement (43; 51; 61; 71; 101) mittels mindestens einer Drehbewegung an der Leuchtvorrichtung (1; 31; 50; 60; 70; 80; 100; 100b) befestigbar ist.
Leuchtvorrichtung (1; 50; 60; 70; 100; 100b) nach Anspruch 1, bei der das Andrückelement (43; 51; 61; 71; 101) mindestens ein Schraubgewinde (45; 53; 62; 73; 103) zur Befestigung an der Leuchtvorrichtung (1; 31; 50; 60; 70; 80; 100; 100b) aufweist.
Leuchtvorrichtung (50; 70) nach Anspruch 2, bei der die Auflagefläche von einem zumindest teilweise umlaufenden Rand (54; 76) umgeben ist und das Andrückelement (51; 71) mit dem Rand (54; 76) verschraubt ist.
Leuchtvorrichtung (50) nach Anspruch 2, bei der das Andrückelement (70) ringförmig ausgebildet ist.
Leuchtvorrichtung (40; 60) nach Anspruch 2, bei welcher – der Körper (4) eine Aussparung (14) sowie eine Durchgangsöffnung (22) von der Aussparung zu der Auflagefläche (24) aufweist und – in der Durchgangsöffnung (22) ein Kabelzuführungselement (8) eingesetzt ist, – wobei das Kabelzuführungselement (8) aus der Auflagefläche (24) hervorragt und dort mit dem Andrückelement (43; 61) verschraubt ist.
Leuchtvorrichtung (60; 70; 80) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, bei der das Andrückelement (61; 71; 81) dem Träger entspricht.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher der Träger eine Metallkernplatine oder ein metallisiertes Schraubgewinde aufweist.
Leuchtvorrichtung (100; 100b) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, bei der das Andrückelement (101) in der Durchgangsöffnung (22) eingeschraubt ist.
Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Träger eine im Wesentlichen konzentrisch zu der Durchgangsöffnung angeordnete Trägeröffnung aufweist.
Leuchtvorrichtung (80) nach Anspruch 1, bei der das Andrückelement (81) mittels einer Steck-Dreh-Verbindung an der Leuchtvorrichtung (80) befestigbar ist, insbesondere mittels einer Bajonettverbindung.
Leuchtvorrichtung (100; 100b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend mindestens ein Rast-Andrückelement (108) zum Andrücken des Trägers (6) auf den Körper (4), wobei das Rast-Andrückelement mittels eines Rastvorgangs an dem Körper befestigbar ist.
Leuchtvorrichtung (100; 100b) nach Anspruch 11, bei der das Rast-Andrückelement (108) ringförmig ausgebildet ist und den Träger an einem peripheren Randbereich umgibt und gegen die Auflagefläche drückt.
Leuchtvorrichtung (100b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Andrückelement einen Träger für ein Abdeckelement (112) darstellt.
Leuchtvorrichtung (100; 100b) nach Anspruch 13, bei der das Abdeckelement (112) mindestens eine Aussparung für mindestens eine Lichtquelle (7) oder Teile davon aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer Leuchtvorrichtung, wobei die Leuchtvorrichtung mindestens einen Körper mit einer Auflagefläche für einen Lichtquellenträger aufweist, wobei der Lichtquellenträger mittels Andrehens eines Andrückelements an die Leuchtvorrichtung auf die Auflagefläche gedrückt wird.