DE102010016534B4 - Leuchteinrichtung mit mehreren, in einem Kühlkörper angeordneten Leuchteinheiten - Google Patents
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Abstract
Leuchteinrichtung, aufweisend: einen Kühlkörper (6; 6') mit einer ersten und einer zweiten Seite, eine in der ersten Seite des Kühlkörpers (6; 6') vorhandene Ausnehmung (8), die zumindest eine Nut (10) und eine offene Seite aufweist, mehrere Leuchteinheiten (9), die in der zumindest einen Nut (10) angeordnet und die in eine Lichtabstrahlrichtung (12) zur offenen Seite der Ausnehmung (8) ausgerichtet sind, wobei die Leuchteinheiten (9) von Leuchtdioden (34) gebildet sind, die einen Diodenchip (35) und einen lichtdurchlässigen Diodenkörper (36) aufweisen, mehrere Kühlrippen (20, 20a, 20b; 20') an der zweiten Seite des Kühlkörpers (6; 6'), wobei die Leuchteinheiten (9) von einer in der Ausnehmung (8) vorhandenen Ummantelung (40) zumindest teilweise derart umschlossen sind, dass die Ummantelung (40) die Ausnehmung (8) zumindest soweit füllt, dass die Diodenchips (35) der Leuchtdioden (34) vollständig umschlossen sind und dass ein Linsenteil (9') des Diodenkörpers (36) ummantelungsfrei ist, wobei die Ummantelung (40) unmittelbar mit der ersten Seite des Kühlkörpers (6; 6') verbunden ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Leuchteinrichtung für Beleuchtungszwecke, insbesondere für den Einsatz außerhalb von geschützten Räumen. Die Leuchteinrichtung weist mehrere Leuchteinheiten auf, wobei Leuchtdioden (LEDs) verwendet werden.
- Leuchtdioden wurden bisher häufig in Schalttafeln als Lichtsignal verwendet. Aufgrund ihres im Vergleich zu herkömmlichen Glühlampen höheren Wirkungsgrads steigt der Bedarf von Leuchteinrichtungen, bei denen Leuchtdioden eingesetzt werden können. Insbesondere bei der Verwendung von Leuchteinrichtungen außerhalb von geschützten Räumen, beispielsweise bei Straßenbeleuchtungen oder in Kraftfahrzeugen, ist es notwendig, die einzelnen Leuchteinheiten der Leuchteinrichtung vor Beschädigung durch äußere Einflüsse, insbesondere Witterungseinflüsse, zu schützen. Gleichzeitig muss eine ausreichende Wärmeabfuhr gewährleistet sein, um eine Beschädigung der Leuchteinrichtung aufgrund von zu großer Wärmeentwicklung zu vermeiden.
- Aus
US 7 021 799 B2 ist eine Leuchteinrichtung mit Leuchtdioden bekannt. Die Leuchteinrichtung weist einen Kühlkörper auf, der auf einer Seite Kühlrippen hat und auf der entgegengesetzten Seite mehrere Ausnehmungen in Form von Nuten aufweist. Die Leuchtdioden stellen Leuchteinheiten dar, die in den Nuten angeordnet sind. Die Leuchtdioden sind durch Leuchtdiodenchips gebildet und über Bonddrähte elektrisch kontaktiert. In die Nuten wird eine Ummantelung eingefüllt, die die Leuchtdioden einschließlich der Bonddrähte vollständig umschließt. - Eine ähnliche Anordnung ist auch aus
US 2008/0130289 A1 - Bei der Leuchteinrichtung aus
DE 20 2005 017 030 U1 weist ein Kühlkörper mehrere zylindrische Ausnehmungen auf, wobei in jeder Ausnehmung mehrere Leuchtdiodenchips angeordnet sind. In die Ausnehmungen wird eine durchsichtige Schutzschicht eingefüllt, die die Leuchtdiodenchips abdeckt. Auf dem Kühlkörper wird in Lichtabstrahlrichtung der Leuchtdiodenchips ein Lichtsammelelement angebracht, das allen Leuchtdiodenchips zugeordnet ist. -
US 2005/0281033 A1 - Es kann daher als Aufgabe der Erfindung angesehen werden, eine Leuchteinrichtung mit mehreren Leuchteinheiten zu schaffen, die einen ausreichenden Schutz der Leuchteinheiten vor äußeren Einflüssen gewährleistet und gleichzeitig eine gute Wärmeabfuhr ermöglicht.
- Diese Aufgabe wird durch eine Leuchteinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 15 gelöst.
- Die erfindungsgemäße Leuchteinrichtung weist einen Kühlkörper auf, der eine Ausnehmung mit wenigstens einer in Längsrichtung des Kühlkörpers verlaufenden Nut aufweist, in der mehrere Leuchteinheiten angeordnet sind, die in Richtung der Öffnung des Ausnehmung orientiert sind, um Licht aus der Ausnehmung abzustrahlen. Die Leuchteinheiten sind von Leuchtdioden gebildet, die einen Diodenchip und einen lichtdurchlässigen Diodenkörper aufweisen. Auf seiner der Öffnung entgegen gesetzten Unterseite weist der Kühlkörper wenigstens eine Kühlrippe auf. Die Leuchteinheiten sind von einer gießfähigen Ummantelung umschlossen, die in die Nut oder in die Nuten eingebracht und darin ausgehärtet wird, so dass die Ummantelung in diektem Kontakt mit den Nutwänden steht und die Leuchteinheiten zumindest bis zu einem Linsenteil umschließt.
- Um die Leuchteinheiten vor äußeren Einwirkungen, beispielsweise Witterungseinflüssen, zu schützen, sind diese von einer gießfähigen Ummantelung zumindest teilweise umschlossen. Die Leuchteinheiten sind zwischen dem Grund der Ausnehmung bis zu einem witterungsunempfindlichen Linsenteil der jeweiligen Leuchteinheit durch die Ummantelung vollständig umschlossen, die zur Herstellung der Leuchteinrichtung in die Ausnehmung eingegossen und anschließend ausgehärtet werden kann. Erfindungsgemäß ist die Ummantelung unmittelbar mit dem Kühlkörper verbunden. Eine derartige Leuchteinrichtung lässt sich sehr einfach herstellen. Die die Ausnehmung aufweisende Kühlkörpereinrichtung dient als Mittel zur Kühlung und gleichzeitig als Gießform, in die das Ummantelungsmaterial bei der Herstellung der Leuchteinrichtung eingegossen werden kann.
- Der Kühlkörper kann aus einem einzigen Teil bestehen. Er ist dann aus einem einzigen Material hergestellt, das frei von Fügestellen wie Schweiß- oder Klebestellen ist. Beispielsweise kann der Kühlkörper als Profilkörper, insbesondere Strangpressprofilkörper ausgebildet sein.
- In der Ausnehmung des Kühlkörpers können weitere elektronische Komponenten angeordnet sein, die von der Ummantelung vollständig abgedeckt sind. Eine Leiterplatte kann vorhanden sein, mit der die in der Ausnehmung angeordneten Leuchteinheiten, insbesondere Leuchtdioden, elektrisch und/oder mechanisch verbunden sind. Auf dieser Leiterplatte können auch andere elektrische oder elektronische Bauteile der Leuchteinrichtung vorgesehen sein. Zwischen diesen Komponenten und beispielsweise zwischen der Leiterplatte und dem Kühlkörper kann eine Wärmeleitschicht vorgesehen sein. Insbesondere ist die Wärmeleitschicht in Form einer selbstklebenden Folie ausgeführt, mit der die Leiterplatte in die Ausnehmung geklebt werden kann.
- Vorteilhafterweise ist die Ausnehmung als Nut ausgeführt, die durch zwei gegenüberliegende Nutwände begrenzt ist. Hierzu kann der Kühlkörper in Querschnitt gesehen U-förmig konturiert sein oder einen U-förmig konturierten Bereich aufweisen, so dass die Nut zwischen den U-Schenkeln gebildet ist. Beispielsweise kann die Nutbreite in Breitenrichtung quer zur Nutverlaufsrichtung gesehen mindestens um 30–50% größer sein als die Breite der in der Nut angeordneten Komponenten, insbesondere größer als die Breite der Leiterplatte. Auf diese Weise wird ein ausreichend guter mechanischer Kontakt zwischen der Schutzfüllung und dem Nutgrund gewährleistet.
- Die beiden Nutwände und zwei der an der Unterseite vorgesehenen Kühlrippen können die beiden Außenseitenflächen des Kühlkörpers bilden, die insbesondere eben ohne Vorsprünge und Ausnehmungen gestaltet sind. Die Kühlrippenbreite beträgt vorzugsweise etwa 5–20% der Nutbreite.
- Am Kühlkörper können mehrere parallel zueinander verlaufende Nuten vorgesehen sein, in denen jeweils mehrere Leuchteinheiten angeordnet sind. Auf diese Weise kann sozusagen eine matrixförmige Anordnung der Leuchteinheiten gebildet werden. Zur besseren Wärmeabfuhr kann zwischen zwei benachbarten Nuten jeweils ein Luftspalt vorgesehen sein, der insbesondere zwischen den beiden nebeneinander liegenden Nutwänden zweier benachbarter Nuten gebildet ist.
- Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der Figurenbeschreibung und den Ansprüchen. Die Figurenbeschreibung beschränkt sich auf wesentliche Aspekte der Erfindung und sonstiger Gegebenheiten. Die Zeichnung offenbart weitere Details und ist ergänzend heran zu ziehen. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Teildarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Leuchteinrichtung mit einer nicht erfindungsgemäßen Ummantelung der Leuchteinheiten, -
2 die Leuchteinrichtung nach1 im Querschnitt, -
3 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Leuchteinrichtung im Querschnitt, -
4a ein Ausführungsbeispiel der Leuchteinrichtung mit mehreren Reihen von Leuchteinheiten in Draufsicht auf die Leuchteinheiten, -
4b das Ausführungsbeispiel der Leuchteinrichtung nach4a in Seitenansicht. -
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Leuchteinrichtung5 in geschnittener perspektivischer Teildarstellung. Die Leuchteinrichtung5 weist einen Kühlkörper6 auf, der aus Metall und insbesondere aus Aluminium bestehen kann. Der Kühlkörper6 erstreckt sich in einer Längsrichtung7 geradlinig und kann eine Länge von 1 bis 2 m aufweisen. Der Kühlkörper6 kann gegossen sein oder als Strangpressprofil hergestellt werden. Der Kühlkörper6 besteht aus einem einzigen Teil und ist durchgängig aus dem gleichen Material gebildet. Er weist daher keine Fügestellen auf, wie etwa Schweißstellen, Klebestellen oder andere Stellen, an denen Bestandteile durch ein Fügeverfahren verbunden wären. - Der Kühlkörper
6 weist eine Ausnehmung8 auf, in der mehrere Leuchteinheiten9 der Leuchteinrichtung5 angeordnet sind. Die Ausnehmung8 ist als Nut10 ausgeführt, die sich in Längsrichtung7 entlang des gesamten Kühlkörpers6 erstreckt. Die Nut10 ist im Querschnitt gesehen rechteckförmig konturiert. Sie ist in einer sich rechtwinkelig zu der Längsrichtung7 erstreckenden Höhenrichtung11 offen. In Richtung dieser offenen Seite können die in der Ausnehmung8 angeordneten Leuchteinheiten9 in eine Lichtabstrahlrichtung12 und in einem Abstrahlwinkelbereich um die Lichtabstrahlrichtung12 Lichtwellen abstrahlen. Der Abstrahlwinkel des Abstrahlwinkelbereichs hängt von der Beschaffenheit der Leuchteinheiten9 und den räumlichen Verhältnissen zwischen Leuchteinheiten9 und dem Kühlkörper6 ab. - Die Nut
10 ist seitlich durch jeweils eine sich in Verlaufsrichtung7 erstreckende Nutwand15 ,16 begrenzt, die über ein platten- oder leistenförmiges Basisteil17 miteinander verbunden sind. Das Basisteil17 weist eine der Nut10 zugewandte Ebene Fläche auf, die den Nutgrund18 darstellt. Im Bereich der Nut10 ist der Kühlkörper6 im Querschnitt gesehen U-förmig konturiert, wobei die beiden U-Schenkel von den Nutwänden15 ,16 gebildet sind. - An seiner in Lichtabstrahlrichtung
12 entgegen gesetzten Seite weist der Kühlkörper6 mehrere Kühlrippen20 auf. Die Kühlrippen20 erstrecken sich parallel zueinander vom Basisteil17 weg beispielsgemäß in Höhenrichtung11 . Es ist auch möglich, weitere Kühlrippen an den Nutwänden15 ,16 vorzusehen, die sich im Wesentlichen in einer Querrichtung21 quer zur Längsrichtung7 und quer zur Höhenrichtung11 erstrecken. - In Querrichtung
21 gesehen sind die in Höhenrichtung11 verlaufenden Kühlrippen20 beispielsgemäß regelmäßig beabstandet zueinander angeordnet. Der Abstand zwischen den Kühlrippen20 in Querrichtung21 entspricht in etwa der Dicke einer der mittleren Kühlrippen20 . Die in Querrichtung21 äußersten Kühlrippen20a ,20b bilden zusammen mit der jeweils in Höhenrichtung11 in Verlängerung angeordneten Nutwand15 bzw.16 eine Außenseitenfläche22 ,23 des Kühlkörpers6 . Die beiden äußersten Kühlrippen20a ,20b weisen in Querrichtung21 gesehen in etwa die halbe Dicke auf, wie die dazwischen angeordneten, mittleren Kühlrippen20 . Die Dicke der Nutwände15 ,16 entspricht in etwa der Dicke der mittleren Kühlrippen20 . In dieser Querrichtung21 beträgt die Kühlrippenbreite k einer der mittleren Kühlrippen20 in etwa 10–15% der Nutbreite n. Alternativ hierzu kann die Kühlrippenbreite k im Bereich von 5–20% der Nutbreite n liegen. - Die Höhe der Nutwände
15 ,16 ausgehend vom Nutgrund18 in Höhenrichtung11 gesehen, liegt beim bevorzugten Ausführungsbeispiel im Bereich von 15–45% und insbesondere im Bereich von etwa 35% der Nutbreite n. Die Höhe der Kühlrippen20 ,20a ,20b in Höhenrichtung11 kann in etwa doppelt so groß sein, wie die Höhe der Nutwände15 ,16 . - In der von der Nut
10 gebildeten Ausnehmung8 sind die Leuchteinheiten9 angeordnet, wobei beispielsgemäß weitere elektrische bzw. elektronische Komponenten25 in der Ausnehmung8 vorhanden sind. Eine der elektronischen Komponenten25 ist von einer Leiterplatte26 gebildet, die sich in Längsrichtung7 erstreckt. Auf der Leiterplatte26 sind die Leuchteinheiten9 angeordnet, wobei diese mit der Leiterplatte26 sowohl mechanisch als auch elektrisch verbunden sind. Die Leuchteinheiten9 sind in regelmäßigem Abstand zueinander in einer Reihe auf der Leiterplatte26 angeordnet. Alternativ hierzu wäre es auch möglich mehrere nebeneinander liegende Reihen von Leuchteinheiten9 auf der Leiterplatte26 anzuordnen. Es können auch mehrere Leiterplatten26 mit jeweils einer oder mehreren Leuchteinheiten9 in der Ausnehmung8 vorhanden sein. Der Übersichtlichkeit halber sind weitere elektrische bzw. elektronische Komponenten auf der Leiterplatte26 in der1 und2 des ersten Ausführungsbeispiels der Leuchteinrichtung5 nicht gezeigt. Auch die Leiterbahnen der Leiterplatte26 sind aus Gründen der übersichtlichen Darstellung nicht eingezeichnet. - Beim Ausführungsbeispiel nach
1 und2 ist zu erkennen, dass die Höhe der Nutwände15 ,16 und mithin die Tiefe der Nut10 zumindest so groß wie die Höhe der darin angeordneten Leuchteinheiten9 bzw. der weiteren Komponenten25 . Weder die Leuchteinheiten9 , noch eine der Komponenten25 ragen aus der von der Nut10 gebildeten Ausnehmung8 heraus. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass witterungsbeständige Bestandteile der Leuchteinheiten9 die Nutwände15 ,16 in Höhenrichtung11 überragen und damit aus der Ausnehmung8 bzw. der Nut10 herausragen (3 ). - Zwischen der Leiterplatte
26 und dem Kühlkörper6 und beispielsgemäß zwischen der Leiterplatte26 und dem vom Basisteil17 gebildeten Nutgrund18 ist eine Wärmeleitschicht30 vorgesehen, die sich streifenförmig unterhalb der Leiterplatte26 erstreckt und deren Breite in Querrichtung21 im Wesentlichen der Breite der Leiterplatte26 entspricht. Die Wärmeleitschicht30 kann gleichzeitig als Isolationsschicht dienen, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Kühlkörper6 und den in der Ausnehmung8 vorgesehenen elektrischen bzw. elektronischen Bauteilen9 ,25 ,26 zu verhindern. Im vorliegenden Fall ist die Wärmeleitschicht30 als beidseitig selbstklebende Folie, insbesondere Kunststofffolie31 ausgeführt, mit deren Hilfe die Leiterplatten26 auf dem Nutgrund18 geklebt werden kann. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Leiterplatte26 in Querrichtung21 gesehen mittig in der Nut10 angeordnet. Die auf der Leiterplatte26 vorhandenen Leuchteinheiten9 sind in Breitenrichtung21 ebenfalls mittig in der Nut10 angeordnet. Die Nutbreite n ist mindestens um 30–50% größer als die Breite der in der Nut angeordneten Leiterplatte26 . - Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Leuchteinheiten
9 von Leuchtdioden34 gebildet, die einen Diodenchip35 und einen lichtdurchlässigen Diodenkörper36 aufweisen, der auch als Diodenlinse bezeichnet werden kann. Der Diodenkörper36 kann beispielsweise aus einem lichtdurchlässigen Harz bestehen. Eine Vielzahl solcher Leuchtdioden34 sind in der Leuchteinrichtung5 zu einer Baueinheit zusammengefasst, um die gewünschte Leuchtwirkung zu erzielen. - Um die von den Leuchtdioden
34 gebildeten Leuchteinheiten9 vor äußeren Einwirkungen und insbesondere vor Witterungseinflüssen zu schützen, sind diese von einer gießfähigen Ummantelung40 umschlossen, die die Ausnehmung8 zumindest soweit füllt, dass die witterungsempfindlichen Bestandteile und insbesondere die Diodenchips35 der Leuchtdioden34 vollständig umschlossen sind. Die elektrischen oder elektronischen Komponenten25 und insbesondere die Leiterplatte26 sind ebenfalls von der Ummantelung40 umgeben und dadurch geschützt. - Die Ummantelung
40 steht an den Nutwänden15 ,16 sowie am Nutgrund18 in unmittelbarem Kontakt mit dem Kühlkörper6 , wodurch eine gute mechanische Verbindung zwischen dem Kühlkörper6 und der Ummantelung40 besteht. Bevorzugt ist die Nut10 vollständig von der Ummantelung40 aufgefüllt. Die Oberseite der Ummantelung40 in Lichtabstrahlrichtung12 der Leuchteinheiten9 befindet sich auf Höhe der beiden freien Enden der Nutwände15 ,16 . - Gemäß der
1 und2 umgibt die Ummantelung40 die Leuchteinheiten9 vollständig. Die Ummantelung40 ist lichtdurchlässig und kann abhängig von der durch die Leuchtdioden34 abgestrahlten Lichtwellenlänge transparent oder farbig sein. - Alternativ ist es auch möglich, einen Linsenteil
9' der Leuchteinheiten9 ummantelungsfrei zu belassen, wie dies beim Ausführungsbeispiel nach3 zu erkennen ist. Der Linsenteil9' ist hier vom Diodenkörper36 gebildet. Dieser Linsenteil9' bzw. Diodenkörper36 ragt beispielsgemäß aus der Ausnehmung8 heraus und bleibt daher beim Eingießen der Ummantelung40 frei. Es ist allerdings auch möglich, die Ausnehmung8 in Höhenrichtung11 so zu dimensionieren, dass die Leuchteinheiten9 nicht aus der Ausnehmung8 herausragen, und die Ausnehmung8 dann lediglich teilweise mit der Ummantelung40 auszufüllen, so dass der Linsenteil9' ummantelungsfrei bleibt, wie dies durch die punktiert dargestellten Nutwände15' ,16' in3 dargestellt ist. Ist der Linsenteil9' ummantelungsfrei, kann das Ummantelungsmaterial auch lichtundurchlässig sein, da das Licht der Leuchteinheit9 über den Linsenteil9' abgestrahlt werden kann ohne die Ummantelung40 durchdringen zu müssen. Bei dieser Ausführungsform ist ein hoher Wirkungsgrad erreicht. - Die Ummantelung
40 besteht aus gießfähigem Ummantelungsmaterial wie Kunststoff oder Kunstharz, beispielsweise Polyurethan oder Silikon. Die Ummantelung40 ist witterungsbeständig und kann auch Feuer hemmend sein. - In den
4a ,4b ist ein weiteres, abgewandeltes Ausführungsbeispiel5' der Leuchteinrichtung dargestellt, die im Folgenden als abgewandelte Leuchteinrichtung5' bezeichnet wird. Im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten weist der abgewandelte Kühlkörper6' eine Ausnehmung8 mit mehreren parallel zueinander verlaufenden Nuten10 auf, in denen jeweils mehrere Leuchtdioden34 angeordnet sind. Die Anordnung der Leuchtdioden34 ist dabei so gewählt, dass sie in regelmäßigen Abständen, sowohl in Querrichtung21 als auch in Längsrichtung7 angeordnet sind, so dass eine Matrixstruktur gebildet ist. Die Anzahl der angeordneten Leuchtdioden34 hängt von der Anwendung und der gewünschten Leuchtkraft der Leuchteinrichtung5' ab. Die Abstände zwischen den Leuchteinheiten9 bzw. Leuchtdioden34 können auch ein gewünschtes Leuchtbild erzeugen und dazu regelmäßig oder unregelmäßig gewählt werden. - In einer weiteren Abwandlung ist es auch möglich, die Breite der Ausnehmung
8 in Querrichtung21 an die Anzahl der in Querrichtung nebeneinander vorzusehenden Leuchteinheiten9 anzupassen, so dass eine matrixartige Anordnung der Leuchteinheiten9 in einer gemeinsamen ebenen Ausnehmung8 ohne dazwischenliegende Nutwände ermöglicht ist. - Bei der abgewandelten Leuchteinrichtung
5' nach4a , b sind zwei benachbarte Nuten10 jeweils mit Abstand zueinander angeordnet, wobei zwischen den benachbarten Nuten10 ein Luftspalt42 gebildet ist, wodurch eine verbesserte Wärmeabfuhr erreicht werden kann. Außerdem kann der Luftspalt42 als Abflusskanal für Flüssigkeiten, insbesondere Regenwasser dienen. Der Luftspalt42 wird durch die beiden nebeneinander angeordneten Nutwände15 bzw.16 der beiden benachbarten Nuten10 begrenzt. Die Breite des Luftspalts42 in Querrichtung21 gesehen, kann etwa 20–40% und insbesondere 30% der Nutbreite n betragen. Die einen Luftspalt42 begrenzenden Nutwände15 bzw.16 zweier paralleler Nuten10 sind in Längsrichtung7 an ihren beiden Enden durch jeweils eine Querwand43 miteinander verbunden, deren Dicke in etwa der Dicke der in Längsrichtung verlaufenden Nutwände15 ,16 entspricht. - Die abgewandelte Leuchteinrichtung
5' weist abgewandelte Kühlrippen20' auf, die sich ausgehend vom Basisteil17 zu ihren freien Enden hin verjüngen. Jeder Nut10 ist beispielsgemäß eine Kühlrippe20' zugeordnet, deren Breite im Bereich des Basisteils17 in etwa der Nutbreite entspricht. Anstelle der abgewandelten Kühlrippen20' könnten auch die Kühlrippen20 ,20a ,20b des ersten Ausführungsbeispiels vorgesehen werden bzw. umgekehrt. Auch andere Formgebungen der Kühlrippen20 ,20' ,20a ,20b sind möglich. - Ein weiterer Unterschied der abgewandelten Leuchteinrichtung
5' gegenüber der Leuchteinrichtung5 besteht darin, dass die parallel verlaufenden Nuten10 an entgegengesetzten Enden des abgewandelten Kühlkörpers6' verbunden sind. An den entgegengesetzten Enden sind Verbindungsbereiche46 bildende Quernuten vorhanden, so dass eine in Draufsicht gitter- oder leiterartig konturierte Ausnehmung8 gebildet ist. Der Verbindungsbereich46 erstreckt sich in Querrichtung21 quer zur Längsrichtung7 der Nuten10 und ist mit dem jeweiligen Nutgrund18 eben ausgebildet. Dadurch ist es möglich, in die Ausnehmung8 des abgewandelten Kühlkörpers6' eine gemeinsame Leiterplatte26' einzusetzen, auf der die Leuchtdioden34 bereits in einem Gitter- oder Leitermuster angeordnet sind. Diese Leiterplatte26' hat eine gitter- oder leiterähnliche Gestalt. Alternativ hierzu wäre es selbstverständlich auch möglich, in jeder Nut10 eine oder mehrere separate, streifenförmige Leiterplatten26 anzuordnen. - Eine erfindungsgemäße Leuchteinrichtung
5 ,5 wird folgendermaßen hergestellt:
Der Kühlköper6 ,6' mit einer Ausnehmung8 mit einer oder mehrerer Nuten10 wird bereitgestellt. Der Kühlkörper kann als Strangpressprofil ausgeführt sein. Die Leuchtdioden34 und gegebenenfalls weitere elektronische Komponenten25 , die zum Betrieb der Leuchtdioden34 notwendig sind, werden auf einer gemeinsamen Leiterplatte26 ,26' mechanisch und elektrisch befestigt. Die Leiterplatte26 ,26' ist sehr wärmeleitfähig und kann beispielsweise einen hoch wärmeleitfähigen Kern aus Metall, etwa aus Aluminium, aufweisen. Die Leiterplatte26 ,26' wird mit Hilfe einer beidseitig selbstklebenden Wärmeleitfolie31 in die Nut10 bzw. die Nuten10 eingeklebt. Anschließend wird die Nut10 bzw. die Nuten10 an den beiden in Längsrichtung7 befindlichen Enden des Kühlkörpers6 ,6' mit nicht näher dargestellten Endstücken verschlossen, so dass das Eingießen von Ummantelungsmaterial in die Ausnehmung8 möglich ist. Diese Endstücke können Öffnungen aufweisen, durch die elektrische Anschlussleitungen für die Leuchtdioden34 bzw. die elektrischen und elektronischen Komponenten25 hindurch geführt, werden. - Anschließend wird gießfähiges Ummantelungsmaterial
40 in die Nut10 bzw. in die Nuten10 eingefüllt, bis alle witterungsempfindlichen Teile abgedeckt sind. Das heißt, die Leuchtdioden34 sind vom Nutgrund18 zumindest bis zu ihrem Diodenkörper36 vollständig vom Ummantelungsmaterial umschlossen. Das Ummantelungsmaterial wird dann ausgehärtet, wobei die Aushärtung entweder ohne besondere Behandlung des Ummantelungsmaterials sozusagen selbstständig erfolgen kann oder beispielsweise durch Bestrahlung mit UV-Licht durchgeführt wird. - Die Erfindung betrifft eine Leuchteinrichtung
5 ,5' insbesondere für den Einsatz außerhalb von geschützten Räumen und eine Verfahren zu deren Herstellung. Die Leuchteinrichtung weist eine Vielzahl von Leuchteinheiten9 auf, die in einer gemeinsamen Ausnehmung8 ,10 eines Kühlkörpers6 ,6' angeordnet sind. Auf seiner der Lichtabstrahlrichtung12 der Leuchteinheiten9 entgegen gesetzten Seite des Kühlkörpers6 ,6' ist wenigstens eine Kühlrippe20 ,20' vorgesehen. Die Leuchteinheiten9 sind von einer gießfähigen Ummantelung40 zumindest teilweise umschlossen. Die Ummantelung40 steht mit dem Kühlkörper6 ,6' unmittelbar in Kontakt. - Bezugszeichenliste
-
- 5, 5'
- Leuchteinrichtung
- 6, 6'
- Kühlkörper
- 7
- Längsrichtung v.
6 - 8
- Ausnehmung
- 9
- Leuchteinheit
- 9'
- Linsenteil v.
9 - 10
- Nut
- 11
- Höhenrichtung
- 12
- Lichtabstrahlrichtung
- 15, 16
- Nutwand
- 17
- Basisteil
- 18
- Nutgrund
- 20a, 20b, 20, 20'
- Kühlrippe
- 21
- Querrichtung
- 22, 23
- Außenseitenfläche v.
6 - 25
- Komponente
- 26
- Leiterplatte
- 30
- Wärmeleitschicht
- 31
- Folie
- 34
- Leuchtdiode
- 35
- Diodenchip
- 36
- Diodenkörper
- 40
- Ummantelung
- 42
- Luftspalt
- 46
- Verbindungsbereich
Claims (17)
- Leuchteinrichtung, aufweisend: einen Kühlkörper (
6 ;6' ) mit einer ersten und einer zweiten Seite, eine in der ersten Seite des Kühlkörpers (6 ;6' ) vorhandene Ausnehmung (8 ), die zumindest eine Nut (10 ) und eine offene Seite aufweist, mehrere Leuchteinheiten (9 ), die in der zumindest einen Nut (10 ) angeordnet und die in eine Lichtabstrahlrichtung (12 ) zur offenen Seite der Ausnehmung (8 ) ausgerichtet sind, wobei die Leuchteinheiten (9 ) von Leuchtdioden (34 ) gebildet sind, die einen Diodenchip (35 ) und einen lichtdurchlässigen Diodenkörper (36 ) aufweisen, mehrere Kühlrippen (20 ,20a ,20b ;20' ) an der zweiten Seite des Kühlkörpers (6 ;6' ), wobei die Leuchteinheiten (9 ) von einer in der Ausnehmung (8 ) vorhandenen Ummantelung (40 ) zumindest teilweise derart umschlossen sind, dass die Ummantelung (40 ) die Ausnehmung (8 ) zumindest soweit füllt, dass die Diodenchips (35 ) der Leuchtdioden (34 ) vollständig umschlossen sind und dass ein Linsenteil (9' ) des Diodenkörpers (36 ) ummantelungsfrei ist, wobei die Ummantelung (40 ) unmittelbar mit der ersten Seite des Kühlkörpers (6 ;6' ) verbunden ist. - Leuchteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (
6 ;6' ) aus einem einzigen Teil besteht. - Leuchteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (
6 ;6' ) von einem Strangpressprofilkörper gebildet ist. - Leuchteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leiterplatte (
26 ) in der Ausnehmung (8 ,10 ) angeordnet und durch die Ummantelung (40 ) abgedeckt ist. - Leuchteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchteinheiten (
9 ,34 ) auf der Leiterplatte (26 ) angeordnet sind. - Leuchteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Leiterplatte (
26 ) und dem Kühlkörper (6 ;6' ) eine insbesondere selbstklebende Wärmeleitschicht (30 ,31 ) angeordnet ist. - Leuchteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (
10 ) durch zwei gegenüberliegende Nutwände (15 ,16 ) begrenzt ist. - Leuchteinrichtung nach Anspruch 7 in Verbindung mit Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutbreite (n) um 30 bis 50% größer ist als die Breite der Leiterplatte (
26 ). - Leuchteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Nutwände (
15 ,16 ) und zwei der Kühlrippen (20a ,20b ) gemeinsam die beiden insbesondere ebenen Außenseitenflächen (22 ,23 ) des Kühlkörpers (6 ) bilden. - Leuchteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kühlrippe (
20 ,20a ,20b ) eine Kühlrippenbreite (k) von 5 bis 20% der Nutbreite (n) aufweist. - Leuchteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (
6' ) in seiner ersten Seite mehrere parallel zueinander verlaufende Nuten (10 ) aufweist, in denen jeweils mehrere Leuchteinheiten (9 ,34 ) angeordnet sind. - Leuchteinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwischen zwei der jeweils benachbarten Nuten (
10 ) ein Luftspalt (42 ) vorgesehen ist. - Leuchteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Leuchteinheit (
9 ,34 ) ein Linsenteil (9' ,36 ) aufweist und dass die Leuchteinheiten (9 ,34 ) zumindest zwischen dem Grund (18 ) der Ausnehmung (8 ) und der Position der Linsenteile (9' ,36 ) durch die Ummantelung (40 ) vollständig umschlossen sind. - Verfahren zur Herstellung einer Leuchteinrichtung (
5 ;5' ) mit einem eine erste Seite aufweisenden Kühlkörper (6 ;6' ), der eine Ausnehmung (8 ) in der ersten Seite aufweist, die zumindest eine in einer Längsrichtung (7 ) verlaufende Nut (10 ), eine offene Seite und mehrere Leuchteinheiten (9 ) aufweist, die in eine Lichtabstrahlrichtung (12 ) zur offenen Seite der Ausnehmung (8 ) ausgerichtet sind, und die von Leuchtdioden (34 ) gebildet sind, die einen Diodenchip (35 ) und einen lichtdurchlässigen Diodenkörper (36 ) aufweisen, mit folgenden Schritten: – Bereitstellen des Kühlkörpers (6 ;6' ), – Anordnen der Leuchteinheiten (9 ,34 ) in der Ausnehmung des Kühlkörpers (6 ,6' ), – Hinzufügen eines Ummantelungsmaterials in die Ausnehmung (8 ,10 ), so dass das Ummantelungsmaterial (40 ) in direktem Kontakt mit der ersten Seite des Kühlkörpers steht und die Leuchteinheiten (9 ,34 ) zumindest teilweise derart umschließt, dass die Ummantelung (40 ) die Ausnehmung (8 ,10 ) zumindest soweit füllt, dass die Diodenchips (35 ) der Leuchtdioden (34 ) vollständig umschlossen sind und dass ein Linsenteil (9' ) des Diodenkörpers (36 ) ummantelungsfrei ist, und – Aushärten des Ummantelungsmaterials, um die Leuchteinheiten (9 ,34 ) in einer vom ausgehärteten Ummantelungsmaterial gebildeten Ummantelung (40 ) abzudichten. - Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (
6 ;6' ) mehrere Kühlrippen (20 ,20a ,20b ;20' ) an einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite aufweist. - Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchteinheiten (
9 ,34 ) vollständig durch die Ummantelung (40 ) umschlossen werden. - Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchteinheiten (
9 ,34 ) zumindest teilweise umschlossen werden und dass das Ummantelungsmaterial in die Ausnehmung (8 ,10 ) eingefüllt wird, bis das Ummantelungsmaterial zumindest von der ersten Seite des Kühlkörpers (6 ;6' ) bis zu einer Position eines Linsenteils (9' ,36 ) einer jeweiligen Leuchteinheiten (9 ,34 ) reicht.
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