DE102010028754A1 - Light emitting diode-fluorescent tube has light emitting diodes, which are arranged on printed circuit board in plane, where cooling element stays in connection with lower side of printed circuit board - Google Patents

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Abstract

The light emitting diode-fluorescent tube (1) has light emitting diodes (4), which are arranged on a printed circuit board (3) in a plane with a radiation angle of 170 degrees or more. A cooling element (10) stays in connection with the lower side of the printed circuit board. A translucent cover transmits the light of the light emitting diodes emitted with a radiation angle of 170 degrees to the outside. The cover is an acrylic glass, in which spherical polymer particles are embedded.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchtröhre, die LEDs (lichtemittierende Dioden) als Leuchtmittel verwendet, und insbesondere eine LED-Leuchtröhre, die in eine Halterung für gängige Leuchtstoffröhren eingebaut werden kann.The present invention relates to a fluorescent tube, which uses LEDs (light emitting diodes) as lighting means, and more particularly to an LED fluorescent tube, which can be installed in a holder for common fluorescent tubes.

Herkömmliche Leuchtstoffröhren werden zunehmend durch LED-basierte Leuchtröhren, nachfolgend als LED Leuchtröhren bezeichnet, ersetzt, die im Vergleich eine höhere Lebensdauer und einen geringeren Stromverbrauch aufweisen. LED Leuchtröhren sind zudem umweltfreundlicher, da für ihren Betrieb keine umweltschädlichen Gase notwendig sind. Derartige aus dem Stand der Technik bekannte LED Leuchtröhren weisen dieselben Sockel und Abmaße handelsüblicher Leuchtstoffröhren auf, damit durch einfachen Austausch herkömmlicher Leuchtstoffröhre gegen LED Leuchtröhren bestehende Röhrenfassungen und elektrische Installationen weiter genutzt werden können.Conventional fluorescent tubes are increasingly replaced by LED-based fluorescent tubes, hereafter referred to as LED tubes, which in comparison have a longer life and lower power consumption. LED tubes are also more environmentally friendly as they do not require environmentally harmful gases to operate. Such known from the prior art LED fluorescent tubes have the same base and dimensions of commercially available fluorescent tubes, so that by simply replacing conventional fluorescent tube with LED tubes existing tube sockets and electrical installations can be used.

Aufgrund der Verwendung punktförmiger Lichtquellen emittiert eine LED Leuchtröhre ihr Licht in Querrichtung in der Regel nur in einem Winkel von ca. 120° in Form eines sogenannten Lambertstrahlers, so dass die Beleuchtungscharakteristik nicht der gleichmäßigen Raumausleuchtung einer normalen Leuchtstoffröhre entspricht.Due to the use of punctiform light sources emits an LED tube light their light in the transverse direction usually only at an angle of about 120 ° in the form of a so-called Lambert radiator, so that the lighting characteristic does not correspond to the uniform room illumination of a normal fluorescent tube.

Zur Lösung dieses Problems sind aus dem Stand der Technik verschiedene Ansätze bekannt. Ein größerer Abstrahlwinkel kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die LEDs der Leuchtröhre nicht in einer gemeinsamen Ebene, sondern doppeltseitig innerhalb der Leuchtröhre oder wie beispielsweise in US 6,762,562 B2 vorgeschlagen, zueinander gekippt angeordnet werden. Dadurch sind die Lichtkegel der einzelnen LEDs zueinander verschoben und die resultieren Überlagerung der Lichtkegel weist einen erhöhten Abstrahlwinkel auf.To solve this problem, various approaches are known from the prior art. A larger radiation angle, for example, be achieved in that the LEDs of the arc tube not in a common plane, but double-sided within the arc tube or as in US 6,762,562 B2 proposed to be tilted to each other. As a result, the light cones of the individual LEDs are shifted from each other and the resulting superposition of the light cone has an increased emission angle.

Dieser Lösungsansatz ist insbesondere bei Einsatz neuerer Hochleistungs-LEDs anstatt einer Vielzahl herkömmlicher LEDs aufgrund der starken Hitzeentwicklung und der eingeschränkten Kühlmöglichkeit der Leuchtröhre ungeeignet. Entweder entsteht eine zu hohen Wärmeentwicklung durch den Betrieb der leistungsstarken LEDs oder es kommt zu störender Schattenbildung und Unregelmäßigkeiten in der wahrnehmbaren Lichtverteilung durch die unterschiedliche Ausrichtung der einzelnen Lichtkegel bei einer reduzierten Anzahl der verwendeten LEDs.This approach is particularly in the use of newer high-power LEDs instead of a variety of conventional LEDs due to the strong heat and the limited cooling ability of the fluorescent tube unsuitable. Either the heat generation is too high due to the operation of the high-power LEDs or disturbing shadows and irregularities in the perceptible light distribution due to the different alignment of the individual light cones with a reduced number of LEDs used.

Aus EP 1 852 648 A1 ist ein weiterer Lösungsansatz bekannt, der eine LED-Leuchtröhre mit einer konvex-konkaven inneren Oberfläche der Abdeckung zur Winkelaufweitung zeigt. Dies ermöglicht zwar eine bessere Lichtverteilung, jedoch auf Kosten einer inhomogenen Lichtverteilung und großer Intensitätsverluste. Weitere aus dem Stand der Technik bekannte vergleichbare Lösungen zur Erhöhung des Abstrahlwinkels mittels einer erhöhten Streuung an der Leuchtröhrenabdekkung führen ebenfalls zu einer stark reduzierten Transmission der Abdeckung und damit einer reduzierten Leuchtkraft und Energieeffizienz der Leuchtröhre durch Absorptions- und Streueffekte des Lichts.Out EP 1 852 648 A1 Another approach is known, which shows an LED tube with a convex-concave inner surface of the cover for angular expansion. Although this allows a better light distribution, but at the expense of an inhomogeneous light distribution and high intensity losses. Other comparable solutions known from the prior art for increasing the emission angle by means of increased scattering at the fluorescent tube cover likewise lead to a greatly reduced transmission of the cover and thus a reduced luminosity and energy efficiency of the fluorescent tube due to absorption and scattering effects of the light.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine LED-Leuchtröhre bereitzustellen, die Licht mit einem hohen Abstrahlwinkel bei gleichzeitig hoher Effizienz ermöglicht.It is therefore an object of the present invention to provide an LED luminous tube which allows light with a high radiation angle while maintaining high efficiency.

Diese Aufgabe wird durch eine Leuchtröhre gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.This object is achieved by a luminous tube according to the features of patent claim 1. The dependent claims relate to advantageous embodiments of the invention.

Erfindungsgemäß umfasst die LED-Leuchtröhre eine Leiterplatte, auf der mehrere in einer Ebene angeordnete LEDs in einem vorbestimmten Abstand befestigt sind. Mit anderen Worten sind die LEDs vorzugsweise derart angeordnet, dass die Lichtkegel der LEDS in Längsrichtung der Leiterplatte nicht zu einander gekippt sind. Die LEDs sind vorzugsweise Hochleistungs-LEDs, das heißt LEDs, die mit höheren Strömen als 20 mA betrieben werden. Die LEDs weisen einen Abstrahlwinkel von im Wesentlichen 170° oder mehr auf. Beispielsweise können derartige LEDs über eine Linse verfügen, um einen Abstrahlwinkel von 170° oder mehr, beispielsweise 180°, zu erreichen. Der Abstrahlwinkel 2γ, auch Vollwinkel genannt, ist der doppelte Intensitätshalbwertswinkel γ einer LED. Die LEDs können in vorbestimmten Abständen entlang einer Mittellinie der Leiterplatte plan angeordnet sein. Weiterhin umfasst die LED-Leuchtröhre einen Kühlkörper, der mit der Unterseite der Leiterplatte in Verbindung steht.According to the invention, the LED light-emitting tube comprises a printed circuit board on which a plurality of LEDs arranged in a plane are fastened at a predetermined distance. In other words, the LEDs are preferably arranged such that the light cones of the LEDS are not tilted in the longitudinal direction of the circuit board to each other. The LEDs are preferably high power LEDs, that is LEDs that operate at currents higher than 20 mA. The LEDs have an emission angle of substantially 170 ° or more. For example, such LEDs may have a lens to achieve a beam angle of 170 ° or more, for example 180 °. The emission angle 2γ, also called full angle, is the double intensity half-value angle γ of an LED. The LEDs may be planar at predetermined intervals along a centerline of the circuit board. Furthermore, the LED tube includes a heat sink, which is in communication with the underside of the circuit board.

Weiterhin umfasst die LED-Leuchtröhre eine transluzente Abdeckung, die das mit einem Abstrahlwinkel von mindestens 170° emittierte Licht der LEDs nach außen überträgt und mit dem Kühlkörper in Verbindung steht. Mit anderen Worten kann die Abdeckung einen Winkelbereich von 180° überdecken, so dass das gesamte emittierte Licht der LEDs in einem Abstrahlwinkel von 170° oder mehr durch die Abdeckung nach außen gelangen kann. Beispielsweise kann die Abdeckung als halbzylinderförmige Mantelfläche ausgebildet sein. Weiterhin besteht die Abdekkung aus einem lichtstreuenden Material, das einen Intensitätshalbwertswinkel von mindestens 10° aufweist, so dass die LED Leuchtröhre Licht mit einem Gesamtabstrahlwinkel von zumindest 180° emittiert. Vorzugsweise weist die Abdekkung einen Intensitätshalbwertswinkel von mindestens 20° auf, weiter vorzugsweise einen Intensitätshalbwertswinkel von mindestens 23°. Damit sind Abstrahlwinkel von mindestens 180° und vorzugsweis mindestens 200° möglich. Weiterhin weist die Abdeckung ein Transmissionsgrad von mindestens 80% auf.Furthermore, the LED light tube comprises a translucent cover which transmits the light emitted by the LEDs with an emission angle of at least 170 ° to the outside and is connected to the heat sink. In other words, the cover can cover an angular range of 180 °, so that the total emitted light of the LEDs can pass through the cover at a beam angle of 170 ° or more. For example, the cover may be formed as a semi-cylindrical lateral surface. Furthermore, the cover consists of a light-scattering material which has an intensity half-value angle of at least 10 °, so that the LED light-emitting tube emits light with a total radiation angle of at least 180 °. Preferably, the cover has an intensity half-value angle of at least 20 °, more preferably an intensity half-value angle of at least 23 °. This are radiation angles of at least 180 ° and preferably at least 200 ° possible. Furthermore, the cover has a transmittance of at least 80%.

Der erfindungsgemäße LED-Leuchtkörper kombiniert damit die vorteilhafte Lichtverteilung einer herkömmlichen Leuchtstoffröhre mit den vorteilhaften Eigenschaften wie Lebensdauer, Stromverbrauch und Umweltverträglichkeit eines auf LED-basierten Leuchtkörpers. Die erfindungsgemäße Abdeckung ermöglicht eine Aufweitung des Abstrahlwinkels auf 180° oder mehr, ohne jedoch die Leuchtkraft durch störende Absorptions- oder Streueffekte auf mehr als 20% zu reduzieren. Die hohe Hitzeentwicklung, insbesondere bei Hochleistungs-LEDs, kann durch die Anordnung der LEDs in einer Ebene auf der Leiterplatte in Kombination mit dem Kühlkörper zuverlässig abgeleitet werden.The LED luminous body according to the invention thus combines the advantageous light distribution of a conventional fluorescent tube with the advantageous properties such as lifetime, power consumption and environmental compatibility of an LED-based filament. The cover according to the invention makes it possible to widen the emission angle to 180 ° or more, but without reducing the luminosity to more than 20% by means of disturbing absorption or scattering effects. The high heat development, especially with high-power LEDs, can be reliably derived by arranging the LEDs in one plane on the printed circuit board in combination with the heat sink.

Aufgrund der kompakten Abmaße von Leuchtröhren in Querrichtung und der hohen Wärmeentwicklung leistungsstarker LEDs ist ein effizienter Kühlkörper für den sicheren Betrieb der LED-Leuchtröhre von hoher Bedeutung. Hierzu kann der Kühlkörper einen halbzylinderförmig ausgebildeten ersten Abschnitt umfassen, an dessen der Leiterplatte abgewandtem Ende sternförmig ausgebildete Kühlrippen angebracht sind. Die sternförmige Anordnung der Kühlrippen ermöglicht eine möglichst große Oberfläche des Kühlkörpers und damit eine wesentlich effizientere Kühlung. Die verfügbare Kühloberfläche des Kühlkörpers kann weiter vergrößert werden, wenn der Radius des ersten halbzylinderförmigen Abschnitts des Kühlkörpers kleiner oder gleich der Länge der Kühlrippen ist. Vorzugsweise ist der Abstand der äußeren radialen Enden der Kühlrippen von der Mittellinie der Leiterplatte gleich oder nahe dem halben Durchmesser einer herkömmlichen Leuchtstoffröhre, um unter Einhaltung der zur Verfügung stehenden Einbaugröße den verfügbaren Platz für den Kühlkörper zu optimieren. Weiterhin können die Längsflanken der Kühlrippen eine rippenförmige Oberflächenstruktur aufweisen, um die zur Verfügung stehende Kühloberfläche zu maximieren.Due to the compact dimensions of fluorescent tubes in the transverse direction and the high heat development of high-performance LEDs, an efficient heat sink is of great importance for the safe operation of the LED tube. For this purpose, the heat sink may comprise a semicylinder-shaped first section, on which the circuit board facing away from the end star-shaped cooling fins are mounted. The star-shaped arrangement of the cooling fins allows the largest possible surface of the heat sink and thus a much more efficient cooling. The available cooling surface of the heat sink can be further increased if the radius of the first semi-cylindrical portion of the heat sink is less than or equal to the length of the cooling fins. Preferably, the spacing of the outer radial ends of the cooling fins from the centerline of the circuit board is equal to or near half the diameter of a conventional fluorescent tube to optimize the available space for the heat sink, while respecting the available mounting size. Furthermore, the longitudinal edges of the cooling fins may have a rib-shaped surface structure in order to maximize the available cooling surface.

Weiterhin kann die Abdeckung ein lichtstreuendes Material, das auftreffendes Licht nicht absorbiert, sondern überwiegend nach vorwärts streut, enthalten. Dadurch können die sonst auftretenden Transmissionsverluste eines dispersiven Materials zuverlässig vermieden werden. Die Abdeckung kann aus einem Acrylglas (Polymethylmetacrylat, PMMA), in das kugelförmige Polymer-Partikel eingebettet sind, die eine unterschiedliche Lichtbrechung im Vergleich zu dem Acrylglas aufweisen, bestehen. Die kugelförmigen Polymer-Partikel sind vorteilhafterweise homogen und gleichmäßig in das Acrylglas eingebettet. Die Polymer-Partikel erzeugen eine homogene Vorwärtsstreuung des eintretenden LED-Lichts, ohne dieses Licht jedoch zu absorbieren, wie es beispielsweise bei eingelagerten Farbpigmenten der Fall ist, die eintretendes Licht absorbieren und stark rückwärts streuen. Die Erfinder haben bei der Entwicklung der erfindungsgemäßen LED-Leuchtröhre festgestellt, dass bei Verwendung eines derartigen Materials für die Abdeckung die nachteiligen Streu- und Absorptionseffekte von herkömmlichen Diffusorabdeckungen zuverlässig vermieden werden können.Furthermore, the cover may contain a light-diffusing material which does not absorb incident light but predominantly scatters forward. As a result, the otherwise occurring transmission losses of a dispersive material can be reliably avoided. The cover may consist of an acrylic glass (polymethyl methacrylate, PMMA) in which spherical polymer particles are embedded, which have a different light refraction compared to the acrylic glass. The spherical polymer particles are advantageously homogeneously and uniformly embedded in the acrylic glass. The polymer particles produce homogeneous forward scattering of the incoming LED light, but without absorbing that light, as is the case, for example, with embedded color pigments, which absorb and strongly backscatter incoming light. The inventors have found in the development of the LED arc tube according to the invention that the use of such a material for the cover, the adverse scattering and absorption effects of conventional diffuser covers can be reliably avoided.

Weiterhin kann die Leiterplatte mittels einer wärmeleitenden elektrischen Isolierschicht mit dem Kühlkörper verbunden sein. Weiterhin kann eine Aufnahmefläche des Kühlkörpers, die mit der Leiterplatte in Verbindung steht, an ihren äußeren Endbereichen im Wesentlichen senkrecht zur Aufnahmefläche angeordnete Aufstandskanten zur Aufnahme der oberen Abdeckung aufweisen. Eine im Wesentlichen senkrechte Anordnung umfasst einen Winkelbereich von +/–15° um 90°. Derartige Führungskanten ermöglichen einerseits eine zuverlässige Positionierung der Leiterplatte auf dem Kühlkörper bei der Montage des LED-Leuchtkörpers und bieten andererseits Aufstandskanten zur Aufnahme der Abdeckung, beispielsweise mittels eines Einschnappmechanismus. Darüber hinaus wird ein zusätzlicher seitlicher Kühleffekt erzielt.Furthermore, the printed circuit board can be connected to the heat sink by means of a thermally conductive electrical insulating layer. Furthermore, a receiving surface of the heat sink, which is in communication with the printed circuit board, have at their outer end regions substantially perpendicular to the receiving surface arranged Aufstandskanten for receiving the upper cover. A substantially vertical arrangement comprises an angular range of +/- 15 ° by 90 °. On the one hand, such leading edges enable reliable positioning of the printed circuit board on the heat sink during assembly of the LED filament and, on the other hand, offer riot edges for receiving the cover, for example by means of a snap-in mechanism. In addition, an additional side cooling effect is achieved.

Zusammenfassend wird durch die vorliegende Erfindung eine LED-Leuchtröhre ermöglicht, die ein schatten-, blend- und fleckenarmes Licht mit hohem Abstrahlwinkel von mindestens 180° erzeugt, bei gleichzeitig hoher Lichttransmission von mindestens 80% des emittierten Lichts der LEDs. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Ansätzen wird eine Aufweitung des emittierten Lichts mittels der Abdeckung nicht auf Kosten der Lichttransmission bzw. der Lichthomogenität realisiert. Weiterhin wird durch eine plane, äquidistante Anordnung der LEDs auf einer Leiterplatte in Verbindung mit einem Kühlkörper mit sternförmig ausgebildeten Kühlrippen eine leistungsstarke Kühlung der LEDs ermöglicht, die den hohen Kühlanforderungen von leistungsstarken LEDs genügt.In summary, the present invention makes possible an LED luminous tube which produces shadow-free, blinding and spot-poor light with a high emission angle of at least 180 °, with at the same time high light transmission of at least 80% of the emitted light of the LEDs. In contrast to the approaches known from the prior art, an expansion of the emitted light by means of the cover is not realized at the expense of the light transmission or the light homogeneity. Furthermore, a powerful, equidistant arrangement of the LEDs on a printed circuit board in conjunction with a heat sink with star-shaped cooling fins a powerful cooling of the LEDs allows, which meets the high cooling requirements of high-power LEDs.

Bevorzuge Ausführungsformen und weitere Details der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen beispielhaft näher beschrieben.Preferred embodiments and further details of the present invention will be described in more detail below by way of example with reference to the attached schematic drawings.

1 zeigt eine Vorderansicht im Schnitt einer LED-Leuchtröhre gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 shows a front view in section of an LED tube light according to an embodiment of the present invention;

2 zeigt eine Vorderansicht im Schnitt einer LED-Leuchtröhre gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 2 shows a front view in section of an LED tube light according to an embodiment of the present invention;

3 illustriert schematisch das lichtstreuende Material der Abdeckung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 3 schematically illustrates the light-diffusing material of the cover according to an embodiment of the present invention;

4 illustriert schematisch die Leuchtdichte in Abhängigkeit vom Streuwinkel des lichtstreuenden Materials der Abdeckung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 4 schematically illustrates the luminance as a function of the scattering angle of the light-scattering material of the cover according to an embodiment of the present invention.

Die in 1 gezeigte LED-Leuchtröhre 1 umfasst eine Leiterplatte 3, auf der sechs LEDs 4 mit einer Leistung von 1 W äquidistant in einem Abstand von 5 cm entlang der Mittellinie der Leiterplatte befestigt sind. Die LEDs 4 sind in einer Ebene angeordnet, so dass die LEDs 4 in Längsrichtung der Leiterplatte 4 deckungsgleiche Lichtkegel emittieren, mit einer zur Leiterplatte 3 orthogonalen Symmetrieachse der Lichtkegel. Die LEDs 4 haben einen Abstrahlwinkel von ca. 180°, was einem Intensitätshalbwertswinkel von ca. 90° entspricht. Die Leiterplatte 3 ist mittels einer wärmeleitenden und gleichzeitig elektrisch isolierenden Schicht 2 in Form einer Folie oder einer Paste auf einem Kühlkörper 10 aus Aluminium befestigt. Alternativ kann auch ein anderes Material für den Kühlkörper, wie zum Beispiel dünnwandiges Kupfer oder eine Industriekeramik, verwendet werden, wenn es die erforderlichen Wärmeleiteigenschaften aufweist.In the 1 shown LED light tube 1 includes a printed circuit board 3 , on the six LEDs 4 equidistant with a power of 1 W at a distance of 5 cm are fixed along the center line of the circuit board. The LEDs 4 are arranged in a plane so that the LEDs 4 in the longitudinal direction of the circuit board 4 congruent light cone emit, with a to the circuit board 3 orthogonal axis of symmetry of the light cone. The LEDs 4 have a beam angle of about 180 °, which corresponds to an intensity half-angle of about 90 °. The circuit board 3 is by means of a thermally conductive and simultaneously electrically insulating layer 2 in the form of a foil or paste on a heat sink 10 made of aluminum. Alternatively, another material for the heat sink, such as thin-walled copper or an industrial ceramic, may be used if it has the required thermal conduction properties.

Die LED-Leuchtröhre 1 weist weiterhin eine Abdeckung 5 aus Acrylglas 20 auf, die als halbzylinderförmige Mantelfläche ausgebildet ist und mit dem Kühlkörper verbunden ist und dadurch den Innenraum der Leuchtröhre 1 festlegt. In das Acrylglas 20 der Abdeckung sind kugelförmige Polymer-Partikel 21 homogen eingebettet, wobei diese Polymer-Partikel 21 eine unterschiedliche Lichtbrechung im Vergleich zu dem Acrylglas 20 aufweisen. Im Unterschied zum sonst üblichen eingelagerten Farbpigmenten oder ähnlicher Strukturen wird durch die eingebetteten Polymer-Partikel 21 das Licht nicht absorbiert, sondern vorwärts gestreut. Dadurch entsteht eine Winkelaufweitung des eintretenden Lichts bzw. ein dispersiver Effekt, ohne jedoch die Transmissionseigenschaften der Abdeckung negativ zu beeinflussen. Dadurch wird eine besonders hohe Leuchtkraft bei gleichzeitig hohem Abstrahlwinkel ermöglicht. Gemäß dem Ausführungsbeispiel weist die Abdeckung einen Transmissionsgrad von mindestens 80% und einen Intensitätshalbwertswinkel von über 23° auf. Der Intensitätshalbwertswinkel und der Transmissionsgrad können durch Variieren der Einlagerungsdichte der Polymer-Partikel 21 entsprechend variiert werden.The LED light tube 1 also has a cover 5 made of acrylic glass 20 on, which is designed as a semi-cylindrical lateral surface and is connected to the heat sink and thereby the interior of the arc tube 1 sets. In the acrylic glass 20 the cover are spherical polymer particles 21 homogeneously embedded, these polymer particles 21 a different refraction of light compared to the acrylic glass 20 exhibit. In contrast to the otherwise usual embedded color pigments or similar structures is by the embedded polymer particles 21 The light is not absorbed but scattered forward. This results in an angular expansion of the incoming light or a dispersive effect, but without negatively influencing the transmission properties of the cover. This allows a particularly high luminosity at the same time high radiation angle. According to the embodiment, the cover has a transmittance of at least 80% and an intensity half-value angle of over 23 °. The intensity half-angle and the transmittance can be determined by varying the incorporation density of the polymer particles 21 be varied accordingly.

Der Kühlkörper 10 hat einen halbzylinderförmig ausgebildeten ersten Abschnitt 11, an dessen der Leiterplatte 3 abgewandtem Ende sternförmig ausgebildete Kühlrippen 12 angebracht sind. Darüber hinaus weisen die Längsflanken 13 der Kühlrippen 12 eine rippenförmige Oberflächenstruktur (nicht gezeigt) auf, um die verfügbare Kühloberfläche weiter zu vergrößern. Der Radius des ersten halbzylinderförmigen Abschnitts 11 des Kühlkörpers 10 ist etwas kleiner als die Länge der Kühlrippen 12. Der erste Abschnitt 11 leitet damit die entstehende Wärme der Leuchtdioden 4 von den Leuchtdioden 4 über Wärmekonvektion ab und verteilt diese dann auf die sich anschließenden Kühlrippen 12 mit ihrer großen Kühloberfläche.The heat sink 10 has a semi-cylindrical shaped first section 11 , on which the circuit board 3 remote end star-shaped cooling fins 12 are attached. In addition, the longitudinal edges have 13 the cooling fins 12 a rib-shaped surface structure (not shown) to further increase the available cooling surface. The radius of the first semi-cylindrical section 11 of the heat sink 10 is slightly smaller than the length of the cooling fins 12 , The first paragraph 11 thus directs the resulting heat of the LEDs 4 from the LEDs 4 via heat convection and then distributes this to the subsequent cooling fins 12 with its large cooling surface.

Der Kühlkörper 10 weist linksseitige und rechtseitige Aufstandskanten 14 zur Aufnahme der oberen Abdeckung 5 auf. Die Aufstandskanten befinden sich an den Endbereichen der Aufnahmefläche des Kühlkörpers 10, die mit der Leiterplatte 3 in Verbindung steht. Die Aufstandskanten 14 sind im Wesentlichen senkrecht, in einem Winkel von 80° zur Aufnahmefläche angeordnet. Über einen mechanischen Einschnappmechanismus (nicht gezeigt) wird die Abdeckung 5 an den Aufstandskanten 14 befestigt. Der Durchmesser der in 1 gezeigten LED-Leuchtröhre beträgt beispielsweise bevorzugt 26 mm.The heat sink 10 has left-sided and right-sided uprising edges 14 for receiving the top cover 5 on. The ridge edges are located at the end portions of the receiving surface of the heat sink 10 that with the circuit board 3 communicates. The riot edges 14 are substantially perpendicular, arranged at an angle of 80 ° to the receiving surface. Over a mechanical snap mechanism (not shown) is the cover 5 at the uprising edges 14 attached. The diameter of the in 1 For example, the LED tube shown is preferably 26 mm.

Die weiteren Komponenten der LED-Leuchtröhre, wie beispielsweise die Befestigungssockel, Anschlussleitungen zur Stromversorgung etc. sind in üblicher Weise ausgeführt und zur Verdeutlichung des Erfindungsprinzips nicht näher dargestellt.The other components of the LED tube, such as the mounting base, power supply cables, etc. are designed in a conventional manner and not shown in detail to illustrate the principles of the invention.

2 zeigt eine Vorderansicht im Schnitt einer LED Leuchtröhre 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in dem im Unterschied zu der in 1 gezeigten Leuchtröhre die LEDs 4 paarweise angeordnet sind. Auf der Leiterplatte 3 sind zwei LEDs 4 paarweise und parallel zueinander linksseitig und rechtsseitig der Längsachse der Leiterplatte 3 befestigt. Entlang der Leiterplatte 3 sind dann mehrere diese LEDs 4 paarweise äquidistant angeordnet, beispielsweise jeweils in einem Abstand von 5 cm. 2 shows a front view in section of an LED tube light 1 according to a further embodiment of the present invention, in which unlike the in 1 shown light tube the LEDs 4 arranged in pairs. On the circuit board 3 are two LEDs 4 in pairs and parallel to each other on the left side and on the right side of the longitudinal axis of the printed circuit board 3 attached. Along the circuit board 3 are then several of these LEDs 4 arranged in pairs equidistant, for example, each at a distance of 5 cm.

Die äußeren Abmessungen der LED-Leuchtröhre sind vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass sie denen der sich im Handel befindlichen Leuchtstofflampen, beispielsweise der Bauart T8, T5 oder T12, entsprechen. Dadurch können Leuchtstofflampen herkömmlicher Bauart ersetzt und durch Leuchtdiodentechnik umgerüstet werden.The outer dimensions of the LED arc tube are advantageously designed such that they correspond to those of the commercially available fluorescent lamps, for example of the type T8, T5 or T12. As a result, fluorescent lamps of conventional design can be replaced and converted by light-emitting diode technology.

Die 3 und 4 illustrieren beispielhaft das für die transluzente Abdeckung der LED-Leuchtröhre verwendete Material. Die Abdeckung 5 besteht aus einem Acrylglas 20, in das kugelförmige Polymer-Partikel 21 gleichmäßig eingebettet sind. Die eingebetteten Polymer-Partikel besitzen eine gezielt abweichende Lichtbrechung von dem Acrylglas. Die Polymer-Artikel sind weiterhin kugelförmig gewählt, um dadurch eine besondere zur Nutzoberfläche hin vorwärts gerichtete Streuung auftreffender Lichtstrahlen zu bewirken, wodurch sich ein hoher Transmissionsgrad ergibt. Weiterhin sind die eingebetteten Polymer-Partikel farblos, erzeugen aber durch den Streueffekt trotzdem einen dispersiven Effekt der Abdekkung. Das Acrylglas mit eingebetteten Polymer-Partikeln hat einen Intensitätshalbwertswinkel von mindestens 23° und ermöglicht somit eine weitere Aufweitung des Abstrahlwinkels von 180° auf über 200° der LED-Leuchtröhre.The 3 and 4 illustrate by way of example the material used for the translucent cover of the LED light tube. The cover 5 consists of an acrylic glass 20 , in the spherical polymer particles 21 are embedded evenly. The embedded polymer particles have a specifically deviating refraction of light from the acrylic glass. The polymer articles are further selected to be spherical, thereby causing a particular scattering of incident light rays towards the surface of the wearer, resulting in a high level of light emission Transmittance results. Furthermore, the embedded polymer particles are colorless, but still produce a dispersive effect of the cover by the scattering effect. The acrylic glass with embedded polymer particles has an intensity half-value angle of at least 23 ° and thus allows a further widening of the radiation angle from 180 ° to over 200 ° of the LED light tube.

Der Winkelaufweitungseffekt der Abdeckung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 4 schematisch näher erläutert. 4 zeigt die Abhängigkeit der Leuchtdichte in cd/k2/lx (y-Achse) in Abhängigkeit vom Streuwinkel in Grad (x-Achse) und illustriert die hohe Vorwärtsstreuung.The angle widening effect of the cover according to the embodiment of the invention is shown in FIG 4 schematically explained in more detail. 4 shows the dependence of the luminance in cd / k 2 / lx (y-axis) as a function of the scattering angle in degrees (x-axis) and illustrates the high forward scattering.

Die einzelnen Merkmale der Erfindung sind selbstverständlich nicht auf die beschriebenen Kombinationen von Merkmalen im Rahmen der vorbestimmten Ausführungsbeispiele beschränkt und können in Abhängigkeit vorgegebener Vorrichtungsparameter auch in anderen Kombinationen eingesetzt werden.Of course, the individual features of the invention are not limited to the described combinations of features in the context of the predetermined exemplary embodiments and can also be used in other combinations depending on predetermined device parameters.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • EP 1852648 A1 [0006] EP 1852648 A1 [0006]

Claims (10)

LED-Leuchtröhre umfassend auf einer Leiterplatte (3) in einer Ebene angeordnete LEDs (4) mit einem Abstrahlwinkel von im wesentlichen 170° oder mehr; einen Kühlkörper (10), der mit der Unterseite der Leiterplatte (3) in Verbindung steht; einer transluzenten Abdeckung (5), die das mit einem Abstrahlwinkel von min. 170° emittierte Licht der LEDs (4) nach außen überträgt und mit dem Kühlkörper (10) in Verbindung steht; wobei die Abdeckung (5) aus einem lichtstreuenden Material besteht, das einen Intensitätshalbwertswinkel von mindestens 10° und einen Transmissionsgrad von mindestens 80° aufweist, so dass die LED-Leuchtröhre (1) Licht mit einem Gesamtabstrahlwinkel von zumindest 180° emittiert.LED light tube comprising on a printed circuit board ( 3 ) LEDs arranged in a plane ( 4 ) having a radiation angle of substantially 170 ° or more; a heat sink ( 10 ), which is connected to the underside of the printed circuit board ( 3 ); a translucent cover ( 5 ), which with a beam angle of min. 170 ° emitted light of the LEDs ( 4 ) transmits to the outside and with the heat sink ( 10 ); the cover ( 5 ) consists of a light-scattering material having an intensity half-angle of at least 10 ° and a transmittance of at least 80 °, so that the LED light tube ( 1 ) Emits light with a total radiation angle of at least 180 °. LED Leuchtröhre nach Anspruchs 1, wobei die Abdeckung (5) einen Intensitätshalbwertswinkel von mindestens 20° aufweist.LED light tube according to claim 1, wherein the cover ( 5 ) has an intensity half-value angle of at least 20 °. LED Leuchtröhre nach Anspruchs 1 oder 2, wobei die Abdeckung (5) einen Intensitätshalbwertswinkel von mindestens 23° aufweist.LED light tube according to claim 1 or 2, wherein the cover ( 5 ) has an intensity half-value angle of at least 23 °. LED Leuchtröhre nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (5) als halbzylinderförmige Mantelfläche ausgebildet ist.LED arc tube according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the cover ( 5 ) is designed as a semi-cylindrical lateral surface. LED Leuchtröhre nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (10) einen halbzylinderförmig ausgebildeten ersten Abschnitt (11) umfasst, an dessen der Leiterplatte (3) abgewandtem Ende sternförmig ausgebildet Kühlrippen (12) angebracht sind.LED arc tube according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the heat sink ( 10 ) a semi-cylindrical shaped first section ( 11 ), on whose the circuit board ( 3 ) facing away from the end star-shaped cooling fins ( 12 ) are mounted. LED Leuchtröhre nach Anspruche 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius des ersten halbzylinderförmigen Abschnitts (11) des Kühlkörpers (10) kleiner oder gleich der Länge der Kühlrippen (12) ist.LED arc tube according to claim 5, characterized in that the radius of the first semi-cylindrical portion ( 11 ) of the heat sink ( 10 ) smaller than or equal to the length of the cooling fins ( 12 ). LED Leuchtröhre nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsflanken (13) der Kühlrippen (12) eine rippenförmige Oberflächenstruktur aufweisen.LED arc tube according to at least one of claims 5 to 6, characterized in that the longitudinal edges ( 13 ) of the cooling fins ( 12 ) have a rib-shaped surface structure. LED Leuchtröhre nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (5) ein Acrylglas (20) ist, in das kugelförmige Polymer-Partikel (21) eingebettet sind, die eine unterschiedliche Lichtbrechung im Vergleich zu dem Acrylglas aufweisen.LED arc tube according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the cover ( 5 ) an acrylic glass ( 20 ) is in the spherical polymer particles ( 21 ) are embedded, which have a different refraction of light compared to the acrylic glass. LED Leuchtröhre nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (3) mittels einer wärmeleitenden elektrischen Isolierschicht (2) mit dem Kühlkörper (10) verbunden ist.LED arc tube according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the printed circuit board ( 3 ) by means of a heat-conducting electrical insulating layer ( 2 ) with the heat sink ( 10 ) connected is. LED Leuchtröhre nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufnahmefläche des Kühlkörpers (10), die mit der Leiterplatte (3) in Verbindung steht, an ihren äußeren Endbereichen (14) im wesentlichen senkrecht zur Aufnahmefläche angeordnete Aufstandskanten zur Aufnahme der oberen Abdeckung aufweist.LED arc tube according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that a receiving surface of the heat sink ( 10 ) connected to the printed circuit board ( 3 ), at their outer end regions ( 14 ) has arranged substantially perpendicular to the receiving surface Aufstandskanten for receiving the upper cover.
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