DE102010052020B4 - Lighting and / or display device - Google Patents
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Abstract
Beleuchtungs- und/oder Anzeigenvorrichtung (10), aufweisend einen Haltekörper (20) zur Aufnahme von mindestens einem Leuchtdiodenelement (50), wobei der Haltekörper (20) einstückig und als eine Metallkernplatine ausgebildet ist, wobei der Haltekörper (20) als Aufnahmeelement für das mindestens eine Leuchtdiodenelement (50) vorgesehen ist, wobei der Haltekörper (20) derart ausgebildet ist, dass er in eine definierte Form bringbar ist oder eine definierte Form aufweist, um mindestens einen Gehäuseabschnitt (12) eines Gehäuses der Beleuchtungs- und/oder Anzeigenvorrichtung (10) auszubilden, wobei der Haltekörper (20) mehrere Sollbiege- und/oder Sollknickstellen (22), in Form von Tiefenfräsungen (22), aufweist, welche Biege- und/oder Knickkanten (21) bilden oder mittels derer Biege- und/oder Knickkanten (21) ausbildbar sind, wobei der Haltekörper (20) durch Biegen und/oder Knicken entlang der Sollbiege- und/oder Sollknickstellen (22) in die definierte Form bringbar ist, wobei der Haltekörper (20) mindestens einen als eine Durchfräsung ausgebildeten Lochbereich (23) zum Ableiten der von dem mindestens einen Leuchtdiodenelement (50) erzeugten Wärme an die Umgebung aufweist, wobei der Haltekörper (20) ein Leitermuster aufweist, so dass das mindestens eine Leuchtdiodenelement (50) mit Strom versorgbar ist.Lighting and / or display device (10), comprising a holding body (20) for receiving at least one light-emitting diode element (50), wherein the holding body (20) is formed integrally and as a metal core board, wherein the holding body (20) as a receiving element for the at least one light-emitting diode element (50) is provided, wherein the holding body (20) is designed such that it can be brought into a defined shape or has a defined shape to at least one housing portion (12) of a housing of the lighting and / or display device ( 10), wherein the holding body (20) a plurality of predetermined bending and / or predetermined bending points (22), in the form of Tiefenfräsungen (22), which form bending and / or folding edges (21) or by means of which bending and / or Knucking edges (21) can be formed, wherein the holding body (20) by bending and / or buckling along the predetermined bending and / or predetermined bending points (22) can be brought into the defined shape, wherein de r holding body (20) has at least one hole area (23) designed as a cut-through for dissipating the heat generated by the at least one light-emitting diode element (50) to the surroundings, wherein the holding body (20) has a conductor pattern, such that the at least one light-emitting diode element ( 50) can be supplied with power.
Description
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungs- und/oder Anzeigenvorrichtung.The invention relates to a lighting and / or display device.
Die Lebensdauer eines Leuchtdiodenelements (LED) hängt direkt von der Temperatur am P-N-Übergang des LED-Kristalls ab. Übersteigt die Temperatur am P-N-Übergang eine vom Hersteller angegebene Nenntemperatur, so sinkt die Lebensdauer einer LED drastisch. Als Temperatursenke werden heutzutage zumeist Aluminium-Kühlkörper eingesetzt, die die Wärme über Konvektion und Strahlung an die Umgebung abgeben. Bei passiver Kühlung, d. h. ohne Lüfter oder zirkulierende Flüssigkeiten, gilt als Faustformel bei heutigen LEDs, dass ca. 100 cm2 Kühlfäche pro Watt LED Leistung benötigt werden. Je nach Einbaulage, Einschränkung der Luftzirkulation oder auch bei schlechten Wärmeübergängen zwischen LED-Platine und Kühlkörper kann dieser Wert noch um ein Vielfaches größer werden. Sehr häufig ist jedoch der Einsatz eines größeren Kühlkörpers im Hinblick auf das Design oder aus kommerziellen Gründen unerwünscht oder sogar unmöglich.The life of a light-emitting diode (LED) element depends directly on the temperature at the PN junction of the LED crystal. If the temperature at the PN junction exceeds a nominal temperature specified by the manufacturer, the service life of an LED drops drastically. As a temperature sink nowadays aluminum heat sinks are mostly used, which deliver the heat via convection and radiation to the environment. With passive cooling, ie without fans or circulating liquids, the rule of thumb for today's LEDs is that approx. 100 cm 2 cooling area per watt LED power is required. Depending on the mounting position, restriction of the air circulation or even with poor heat transfer between the LED board and the heat sink, this value can still be many times greater. Very often, however, the use of a larger heat sink is undesirable or even impossible for design or commercial reasons.
Die Leuchtmittel, insbesondere die LEDs, werden üblicherweise auf Metallkernplatinen als Bauteilträger angebracht. Um die Platinenform z. B. einem Gehäuse oder einem Kühlkörper anzupassen, können die Platinen definierte Knickstellen aufweisen, so dass sie sich in die gewünschte Form biegen lassen. Dennoch ist es oft schwierig, Kühlkörper und Metallkernplatine in einem entsprechenden Gehäuse unterzubringen.The light sources, in particular the LEDs, are usually mounted on metal core boards as component carriers. To the board shape z. B. a housing or a heat sink, the boards can have defined kinks, so that they can bend into the desired shape. However, it is often difficult to accommodate the heatsink and metal core board in a corresponding housing.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Beleuchtungs- und/oder Anzeigenvorrichtung vorzusehen, bei welcher die durch die LEDs im Betrieb entstehende Wärme an die Umgebung auf effiziente Weise abgegeben werden kann und dabei dennoch eine kompakte Baugröße der Anordnung bei gleichzeitiger ausreichender Stabilität gewährleistet ist.It is therefore an object of the invention to provide a lighting and / or display device in which the heat generated by the LEDs during operation can be delivered to the environment in an efficient manner and yet a compact size of the arrangement is ensured while sufficient stability.
Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungs- und/oder Anzeigenvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a lighting and / or display device according to claim 1.
Insbesondere wird die Aufgabe durch eine Beleuchtungs- und/oder Anzeigenvorrichtung gelöst, die Folgendes aufweist: einen Haltekörper zur Aufnahme von mindestens einem Leuchtdiodenelement, wobei der Haltekörper einstückig und als eine Metallkernplatine ausgebildet ist, wobei der Haltekörper als Aufnahmeelement für das mindestens eine Leuchtdiodenelement vorgesehen ist, wobei der Haltekörper derart ausgebildet ist, dass er in eine definierte Form bringbar ist oder eine definierte Form aufweist, um mindestens einen Gehäuseabschnitt eines Gehäuses der Beleuchtungs- und/oder Anzeigenvorrichtung auszubilden, wobei der Haltekörper mehrere Sollbiege- und/oder Sollknickstellen, in Form von Tiefenfräsungen, aufweist, welche Biege- und/oder Knickkanten bilden oder mittels derer Biege- und/oder Knickkanten ausbildbar sind, wobei der Haltekörper durch Biegen und/oder Knicken entlang der Sollbiege- und/oder Sollknickstellen in die definierte Form bringbar ist, wobei der Haltekörper mindestens einen als eine Durchfräsung ausgebildeten Lochbereich zum Ableiten der von dem mindestens einen Leuchtdiodenelement erzeugten Wärme an die Umgebung aufweist, wobei der Haltekörper ein Leitermuster aufweist, so dass das mindestens eine Leuchtdiodenelement mit Strom versorgbar ist.In particular, the object is achieved by a lighting and / or display device, comprising: a holding body for receiving at least one light emitting diode element, wherein the holding body is integrally formed and as a metal core board, wherein the holding body is provided as a receiving element for the at least one light emitting diode element wherein the holding body is formed such that it can be brought into a defined shape or has a defined shape to form at least one housing portion of a housing of the lighting and / or display device, wherein the holding body a plurality of predetermined bending and / or predetermined bending points, in shape von Tiefenfräsungen, which form bending and / or folding edges or by means of which bending and / or folding edges are formed, wherein the holding body can be brought into the defined shape by bending and / or buckling along the predetermined bending and / or predetermined bending points, wherein the holding body min at least one formed as a cutout hole area for deriving the heat generated by the at least one light emitting diode element to the environment, wherein the holding body has a conductor pattern, so that the at least one light emitting diode element can be supplied with power.
Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, dass nun den Haltekörper als Aufnahmeelement, also als Träger für das oder die Leuchtdiodenelemente nutzbar ist, wobei der Haltekörper gleichzeitig als Kühlkörper wirkt und die Wärmeabfuhr so optimiert. Da der Haltekörper zudem zumindest teilweise das Gehäuse bzw. einen Gehäuseabschnitt der Anordnung, also der Beleuchtungs- und/oder Anzeigenvorrichtung ausbildet (bzw. mindestens abschnittsweise als Gehäuse ausbildbar ist), lässt sich die Komponentenzahl für die Anordnung mit einem oder mehreren Leuchtmitteln deutlich verringern. Der Haltkörper ist so als tragendes Bauteil vorgesehen.An essential point of the invention is that now the holding body as a receiving element, so as a support for the light-emitting diode or the elements is available, wherein the holding body simultaneously acts as a heat sink and optimizes the heat dissipation. Moreover, since the holding body at least partially forms the housing or a housing section of the arrangement, that is to say the lighting and / or display device (or can be formed at least in sections as a housing), the number of components for the arrangement with one or more light sources can be significantly reduced. The holding body is provided as a supporting component.
Somit ist eine Gehäusekonstruktion für das oder die Leuchtmittel bereitgestellt, ohne aufwändige Montage von Platinen, Kühlkörpern und Gehäuseelementen mit den damit verbundenen Nachteilen, wie etwa hohen Fertigungskosten und schlechten Wärmeübergangswerten an den Kontaktstellen von Leuchtmittelträger und Kühlkörper.Thus, a housing construction for the one or more lamps is provided, without complex assembly of boards, heat sinks and housing elements with the associated disadvantages, such as high production costs and poor heat transfer values at the contact points of the lamp carrier and heat sink.
Vorzugsweise ist der Haltekörper aus einem wärmeleitfähigen Material, insbesondere aus einem Metall, ausgebildet, so dass eine von dem Leuchtdiodenelement erzeugte Wärme über den Haltekörper an die Umgebung ableitbar ist. Der Haltekörper nimmt also die Wärme des Leuchtmittels oder der Leuchtmittel auf und leitet sie an die Umgebung weiter. Hierzu weist der Haltekörper ein Material auf, das über eine entsprechende, d. h. geeignete Wärmeleitfähigkeit verfügt. Vorzugsweise ist hierfür eine Metallkernplatine vorgesehen.The holding body is preferably made of a thermally conductive material, in particular of a metal, so that heat generated by the light-emitting diode element can be dissipated via the holding body to the environment. The holding body thus absorbs the heat of the light source or the bulbs and directs them to the environment further. For this purpose, the holding body to a material which has a corresponding, ie suitable thermal conductivity. Preferably, a metal core board is provided for this purpose.
Der Haltekörper kann in einer vorteilhaften Ausführungsform das gesamte Gehäuse für die Beleuchtungs- und/oder Anzeigenvorrichtung ausbilden bzw. bestimmt im Wesentlichen die Außenform der Anordnung.In an advantageous embodiment, the holding body can form the entire housing for the lighting and / or display device or essentially determines the outer shape of the arrangement.
Die Tiefenfräsungen tragen den Metallkern bis auf wenige 1/10 Millimeter ab und erlauben so ein leichtes Biegen und/oder Knicken an den gewünschten Positionen, d. h., die Tiefenfräsung bildet eine Fräsbahn entlang derer ein definiertes Biegen oder Knicken ermöglicht wird.The deep cuts remove the metal core down to a few 1/10 millimeters, allowing for easy bending and / or buckling at the desired positions, d. h., the deep milling forms a milling path along which a defined bending or buckling is made possible.
Vorzugsweise sind die Biege- und/oder Knickkanten als Kanten des Gehäuseabschnitts oder des Gehäuses ausgebildet.Preferably, the bending and / or bending edges are formed as edges of the housing portion or the housing.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Haltekörper als insbesondere rechteckförmige Metallkernplatine, mit mindestens 2, bevorzugt mit 3, 4 oder 5 Sollbiege- und/oder Sollknickstellen und insbesondere bevorzugt mit 6 Sollbiege- und/oder Sollknickstellen ausgebildet, so dass der Haltekörper zu einem rohrförmigen Element mit einem vieleckförmigen Querschnitt, insbesondere zu einem rohrförmigen Element mit einem sechseckförmigen Querschnitt und 6 Biege- und/oder Knickkanten biegbar und/oder knickbar ist. Auch andere Formen sind denkbar, wie z. B. Ausgestaltungen mit halbkreisförmigem Querschnitt.In a preferred embodiment, the holding body is designed as a particularly rectangular metal core plate, with at least 2, preferably with 3, 4 or 5 predetermined bending and / or predetermined buckling points and more preferably with 6 predetermined bending and / or predetermined bending points, so that the holding body to a tubular element is bendable and / or bendable with a polygonal cross-section, in particular to a tubular element with a hexagonal cross-section and 6 bending and / or folding edges. Other forms are conceivable, such. B. embodiments with semicircular cross-section.
Durch die spezielle Formgebung eines Vielecks erhält die Matellkernplatine eine erhöhte Stabilität, so dass sie als tragendes Bauteil und eben auch als Gehäuse (zumindest teilweise) eingesetzt werden kann.Due to the special shape of a polygon, the Matellkernplatine receives increased stability, so that it (at least partially) can be used as a structural component and just as a housing.
Zudem ist der Haltekörper gleichzeitig als Kühlkörper ausgebildet, da er die erzeugte Wärme direkt über die Lötkontakte von dem oder den Leuchtmitteln aufnehmen und ungehindert an die Umgebung abgeben kann.In addition, the holding body is at the same time designed as a heat sink, since it can absorb the generated heat directly through the solder contacts of the one or more bulbs and can deliver unhindered to the environment.
Der Lochbereich ist als eine Durchfräsung ausgebildet, die vorzugsweise entlang einer Biege- und/oder Knickkante verläuft.The hole area is formed as a cut-through, which preferably runs along a bending and / or bent edge.
Durch das definierte Einfräsen von Tiefenfräsungen für Knickstellen und durch das definierte Einfräsen von Durchfräsungen oder durch das Vorsehen sonstiger Lochbereiche, wie z. B. Bohrungen, um eine verbesserte Konvektion und damit Ableitung der durch die Leuchtdioden produzierte Wärme zu erlauben, kann eine Metallkernplatine neben der elektrischen Verbindung der Bauteile gleichzeitig die Funktion eines Kühlkörpers und tragenden Gehäusebauteils übernehmen. Auf den Einsatz eines separaten Kühlkörpers, der normalerweise mit der Metallkernplatine verbunden werden muss, kann verzichtet werden.By the defined milling of deep milling for kinks and by the defined milling of Durchfräsungen or by providing other hole areas, such. B. holes to allow improved convection and thus dissipation of the heat produced by the light emitting diodes, a metal core board in addition to the electrical connection of the components can simultaneously perform the function of a heat sink and supporting housing component. On the use of a separate heat sink, which usually has to be connected to the metal core board, can be dispensed with.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass der Haltkörper mindestens einen Aufnahmebereich für das Leuchtdiodenelement aufweist. So kann das Leuchtmittel, also das Leuchtdiodenelement (oder die Leuchtdiodenelemente) auf den Haltekörper, also z. B. auf die Metallkernplatine, gelötet werden.A preferred embodiment provides that the holding body has at least one receiving area for the light-emitting diode element. Thus, the light source, so the light-emitting element (or the LED elements) on the holding body, ie, for. B. on the metal core board to be soldered.
Vorteilhafterweise ist der Haltekörper derart ausgebildet, dass eine Vielzahl von Leuchtdiodenelementen an diesem aufnehmbar ist.Advantageously, the holding body is designed such that a multiplicity of light-emitting diode elements can be accommodated thereon.
Der Haltekörper ist in der Beleuchtungs- und/oder Anzeigenvorrichtung als mindestens ein Gehäuseabschnitt der Beleuchtungs- und/oder Anzeigenvorrichtung ausgebildet, wie oben beschrieben z. B. als rohrförmiges Vieleck. Der Haltekörper legt somit zumindest teilweise die Außenform der Beleuchtungs- und/oder Anzeigenvorrichtung fest. Das heißt, der in Form gebrachte Haltekörper bestimmt zumindest teilweise, wie die Beleuchtungs- und/oder Anzeigenvorrichtung aussieht.The holding body is formed in the lighting and / or display device as at least one housing portion of the lighting and / or display device, as described above, for. B. as a tubular polygon. The holding body thus at least partially determines the outer shape of the lighting and / or display device. That is, the shaped holding body determines, at least in part, what the lighting and / or display device looks like.
Die Beleuchtungs- und/oder Anzeigenvorrichtung weist ferner mindestens ein Leuchtdiodenelement auf, vorzugsweise eine Vielzahl von Leuchtdiodenelementen. Somit lässt sich eine Beleuchtungsvorrichtung realisieren oder aber die Anordnung wird als eine Anzeigenvorrichtung zum Anzeigen diverser Informationen genutzt.The lighting and / or display device further comprises at least one light emitting diode element, preferably a plurality of light emitting diode elements. Thus, a lighting device can be realized or the device is used as a display device for displaying various information.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass der Haltekörper als ein rohrförmiges Element mit einem vieleckförmigen Querschnitt ausgebildet ist. Somit ist eine hohe Stabilität der Beleuchtungs- und/oder Anzeigenvorrichtung gewährleistet, gleichzeitig ist der Haltekörper einstückig ausgebildet, so dass die Stromversorgung der Leuchtmittel optimierbar ist. Im Prinzip reichen zwei Kontakt für den Stromanschluss.An embodiment provides that the holding body is formed as a tubular element with a polygonal cross-section. Thus, a high stability of the lighting and / or display device is ensured, at the same time, the holding body is integrally formed, so that the power supply of the lighting means can be optimized. In principle, two contacts are enough for the power connection.
Vorzugsweise ist ein Sockelelement vorgesehen, welches sowohl zum Befestigen des Haltekörpers in beispielsweise einer Leuchte (in Art einer Glühbirne) als auch zum Zuführen der elektrischen Energie über einen Standard-Sockel (beispielsweise E27, 40 etc.) oder nicht standardisierte Sockel geeignet ist. Das Sockelelement ist vorzugsweise an einem offenen Ende des in Form gebrachten Haltekörpers (z. B. rohrförmiges Vieleck) angeordnet und dient so als Bodenelement und ebenso als Teil des Gehäuses. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Sockelelement derart ausgebildet, dass der Haltekörper mit dem Sockelelement verbindbar, insbesondere in das Sockelelement einsteckbar und/oder mit diesem verklebbar und/oder verschraubbar ist. Weitere Verbindungsarten sind denkbar, z. B. Verlöten etc.Preferably, a base element is provided which is suitable both for fastening the holding body in, for example, a lamp (in the manner of a light bulb) and for supplying the electrical energy via a standard socket (for example E27, 40, etc.) or non-standardized socket. The base element is preferably arranged at an open end of the shaped holding body (eg tubular polygon) and thus serves as a bottom element and also as part of the housing. In an advantageous embodiment, the base element is designed such that the holding body can be connected to the base element, in particular in the socket element can be inserted and / or glued and / or screwed with this. Other types of connection are conceivable, for. B. soldering etc.
Es kann ferner ein Deckelelement vorgesehen sein, das an einem weiteren offenen Ende des in Form gebrachten Haltekörpers angeordnet ist, d. h. an dem dem Sockelelement gegenüberliegenden Ende. Auch das Deckelelement kann mit dem Haltekörper auf beliebige Art verbunden werden, z. B. durch Stecken und/oder Verkleben, und kann ebenfalls als Teil des Gehäuses vorgesehen sein. Es dient der Stabilisierung des Haltekörpers und/oder als Berührungsschutz von elektronischen Schaltungen innerhalb des Haltekörpers (insbesondere Schutz vor Berührung).It may further be provided a cover member which is arranged at a further open end of the shaped holding body, d. H. at the end opposite the base element. Also, the lid member may be connected to the holding body in any way, for. B. by plugging and / or gluing, and may also be provided as part of the housing. It serves to stabilize the holding body and / or as protection against contact of electronic circuits within the holding body (in particular protection against contact).
Ist der Haltekörper als rohrförmiges Element vorgesehen, so sind Sockelelement und Deckelelement an den gegenüberliegenden Enden angeordnet, das Sockelelement z. B. an einem ersten Ende, das Deckelelement an einem zweiten Ende des Haltekörpers, so dass ein im Wesentlichen geschlossenes Gehäuse der Beleuchtungs- und/oder Anzeigenvorrichtung vorgesehen ist.If the holding body is provided as a tubular element, the base element and cover element are arranged at the opposite ends, the base element z. B. at a first end, the lid member at a second end of the holding body, so that a substantially closed housing of the lighting and / or display device is provided.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die anhand der Abbildungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:The invention will be described with reference to embodiments, which are explained in more detail with reference to the figures. Hereby show:
In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.In the following description, the same reference numerals are used for the same and like parts.
Die Metallkernplatine
Die Platine
Entlang der Fräsbahnen
Die zu einem Vieleck geformte Metallkernplatine
Bei Betrieb der Anordnung (siehe
Das Sockelelement
Das hier gezeigte Sockelelement ist beispielsweise noch mit einem Gewinde zu versehen, so dass es in eine entsprechende Fassung einer Leuchte aufgenommen werden kann.The base element shown here, for example, is still provided with a thread, so that it can be accommodated in a corresponding version of a lamp.
Mit dem erfindungsgemäßen Haltekörper
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Beleuchtungs- und/oder AnzeigenvorrichtungLighting and / or display device
- 1111
- Gehäusecasing
- 1212
- Gehäuseabschnitthousing section
- 2020
- Haltekörper, MetallkernplatineHolding body, metal core board
- 2121
- Biege- und/oder KnickkanteBending and / or bending edge
- 2222
- Sollbiege- und/oder Sollknickstelle, TiefenfräsungTarget bending and / or predetermined bending point, deep milling
- 2323
- Lochbereich, DurchfräsungHole area, cut through
- 2424
- Erstes EndeFirst end
- 2525
- Zweites EndeSecond end
- 2626
- Aufnahmebereichreception area
- 3030
- Sockelelementbase element
- 4040
- Deckelelementcover element
- 5050
- Leuchtmittel, LeuchtdiodenelementLight source, light-emitting diode element
Claims (14)
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