DE102011004022A1

DE102011004022A1 - Leuchtvorrichtung

Info

Publication number: DE102011004022A1
Application number: DE102011004022A
Authority: DE
Inventors: Nicole Breidenassel; Klaus Eckert; Johannes Hoechtl; Henrike Trompeter
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Ledvance GmbH
Priority date: 2011-02-14
Filing date: 2011-02-14
Publication date: 2012-08-16
Anticipated expiration: 2031-02-15
Also published as: DE102011004022B4; US10290791B2; CN103339437A; WO2012110292A1; US20130320365A1; CN103339437B

Abstract

Die Leuchtvorrichtung (201) weist einen quer zu seiner Längserstreckung von Luft durchströmbaren Kühlkörper (205) und mehrere an dem Kühlkörper (205) angeordnete Halbleiterlichtquellen, insbesondere Leuchtdioden (412), auf, wobei zumindest zwei der Halbleiterlichtquellen (412) in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung mit einem quer zu seiner Längserstreckung von Luft durchströmbaren Kühlkörper und mehreren an dem Kühlkörper angeordneten Halbleiterlichtquellen, insbesondere Leuchtdioden.
Es sind LED-Retrofitlampen bekannt, bei denen Leuchtdioden (LEDs) auf einem nach vorne gerichteten Auflagebereich angeordnet sind und ihr Licht nur in einen vorderen Halbraum strahlen. In rückwärtiger Richtung erstrecken sich von dem Auflagebereich Kühlrippen.
Ferner sind LED-Retrofitlampen bekannt, welche eine grob omnidirektionale Lichtabstrahlung durch eine Verwendung entsprechend geformter Lichtleiter erreichen.
Auch sind LED-Retrofitlampen bekannt, welche einen auf einem Sockel (der auch einen Treiber aufnimmt) senkrecht stehenden, quaderförmigen Träger aufweisen. Der Träger ist von einer glühlampenähnlichen Abdeckung überdeckt. Die Leuchtdioden sind auf allen freien Seiten des Trägers angeordnet und sind somit nach vorne (in Richtung einer von hinten nach vorne ausgerichteten Längsachse) und seitlich mit einer Drehsymmetrie von 90° um die Längsachse ausgerichtet. Ein von Kühlluft umströmbarer Kühlkörper existiert nicht.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leuchtvorrichtung, insbesondere Retrofitlampe, der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche mit einfachen Mitteln eine hohe Kühlwirkung sowie eine optisch effektive Lichtabstrahlcharakteristik in einen weiten Raumwinkelbereich ermöglicht, insbesondere eine zumindest annähernd omnidirektionale Lichtabstrahlung.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Leuchtvorrichtung weist einen quer zu seiner Längserstreckung von (Kühl-)Luft durchströmbaren Kühlkörper und mehrere an dem Kühlkörper angeordnete Halbleiterlichtquellen auf. Zumindest zwei der Halbleiterlichtquellen sind in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet.
Durch den querdurchströmbaren Kühlkörper wird eine gute Kühlung und Vermeidung einer Überhitzung auch bei einer liegenden oder waagerechten Lage der Leuchtvorrichtung ermöglicht. Durch die unterschiedliche Ausrichtung der Halbleiterlichtquellen (dreidimensionale Anordnung) wird eine Lichtabstrahlung in einen weiten Raumwinkelbereich auch ohne ein aufwändiges Vorsehen von Reflektoren ermöglicht.
Dass zumindest zwei der Halbleiterlichtquellen in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sind, kann insbesondere bedeuten, dass sie auf nicht parallel zueinander ausgerichteten Auflagebereichen angeordnet sind.
Der Kühlkörper weist insbesondere mindestens eine Kühlstruktur auf. Die Kühlstruktur kann insbesondere mindestens einen Kühlvorsprung aufweisen, insbesondere mindestens eine Kühlrippe oder Kühlstrebe, aber auch Kühlstifte, Lamellen o. ä.
Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe kann monochrom (z. B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z. B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen; z. B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions-LED). Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Leuchtdiode angeordnet sein (”remote phosphor”). Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat (”Submount”) montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z. B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z. B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z. B. Polymer-OLEDs) einsetzbar. Alternativ kann die mindestens eine Halbleiterlichtquelle z. B. mindestens einen Diodenlaser aufweisen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung eine lichtdurchlässige Abdeckung zum Abdecken der Halbleiterlichtquellen aufweist und eine Kühlstruktur des Kühlkörpers, insbesondere umfassend mehrere Kühlstreben, in einen Längsabschnitt der Leuchtvorrichtung ragt, in welchem sich auch die Abdeckung befindet (im Folgenden auch 'Kolbenbereich') genannt. Die Kühlstruktur und die Abdeckung teilen sich somit den Kolbenbereich, wodurch eine Entwärmung der Leuchtvorrichtung im Kolbenbereich verbessert wird.
Alternativ mag der Kühlkörper im Wesentlichen nicht in den Kolbenbereich ragen, sondern mag z. B. nur hinter den Halbleiterlichtquellen angeordnet sein. Die Halbleiterlichtquellen können z. B. auf einem dreidimensional geformten, wärmeleitenden Träger angeordnet sein, so dass eine Abwärme der Leuchtdioden über das Substrat (welches selbst keine dedizierte Kühlstruktur ausweist) auf den Kühlkörper übertragen werden kann.
Es ist eine Ausgestaltung, dass Teile der Kühlstruktur des Kühlkörpers, insbesondere Kühlstreben, und Halbleiterlichtquellen in einer Umfangsrichtung der Leuchtvorrichtung abwechselnd oder alternierend angeordnet sind. So lässt sich eine in dem Kolbenbereich im Wesentlichen gleichmäßig und effektiv kühlbare sowie in Umfangsrichtung ausreichend gleichmäßig ausleuchtende Leuchtvorrichtung bereitstellen. Diese Ausgestaltung kann beispielsweise eine mehrfache Abfolge in Umfangsrichtung einer Kühlstrebe und mindestens einer Halbleiterlichtquelle umfassen.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der Kühlkörper einen vorderen Auflagebereich zur Anordnung zumindest einer der Halbleiterlichtquellen aufweist, dass von dem oberen Auflagebereich, insbesondere von dessen Rand, mehrere Kühlrippen oder Kühlstreben in rückwärtiger Richtung (gegen die Richtung der Längsachse) abgehen, dass von dem oberen Auflagebereich, insbesondere von dessen Rand, mehrere seitlich ausgerichtete oder seitliche Auflagebereiche für jeweils mindestens eine der Halbleiterlichtquellen abgehen und/oder dass die seitlichen Auflagebereiche zwischen jeweiligen Kühlstreben (oder anderen Kühlvorsprüngen) angeordnet sind. Die oberen Auflagebereiche und die seitlichen Auflagebereiche (bzw. deren die Halbleiterlichtquellen tragenden Auflageflächen) sind unterschiedlich ausgerichtet. Durch den vorderen Auflagebereich wird auf eine einfache Weise eine direkte Bestrahlung eines sich in Richtung der Längsachse ausdehnenden oberen Halbraums ermöglicht, z. B. mittels einer nach vorne gerichteten Auflagefläche für mindestens eine der Halbleiterlichtquellen. Die von dem vorderen Auflagebereich abgehenden Kühlstreben bewirken eine großflächige, effektive Wärmeanfuhr von dem oberen Auflagebereich. Die seitlichen Auflagebereiche ermöglichen auf einfache Weise eine seitliche Lichtabstrahlung, insbesondere im Wesentlichen über einen beidseitig bis zu der Längsachse reichenden Halbraum. Die seitlichen Auflagebereiche können beispielsweise in rückwärtiger Richtung abgehen. Dass die seitlichen Auflagebereiche zwischen jeweiligen Kühlstreben angeordnet sind, ermöglicht eine verstärkte Wärmeabfuhr auch von den seitlichen Auflagebereichen, insbesondere zu den Kühlstreben hin, und zwar bei einer durch die Kühlstreben nicht wesentlich behinderten Lichtabstrahlung. Die Kühlstreben o. ä. stehen bevorzugt rückwärtig über die seitlichen Auflagebereiche hinaus, um eine hohe Querströmung zu ermöglichen.
Anstelle der an dem Kühlkörper vorhandenen seitlichen Auflagebereiche können diese z. B. auch an einem, insbesondere gut wärmeleitenden, Träger vorhanden sein, welcher an dem Kühlkörper befestigt ist.
Für eine noch weiter verstärkte Wärmeabfuhr von den seitlichen Auflagebereichen zu den Kühlstreben sind benachbarte seitliche Auflagebereiche und Kühlstreben bevorzugt miteinander verbunden, z. B. durch Schweißen oder einstückig. Die seitlichen Auflagebereiche und die Kühlstreben können so insbesondere einen Ring bilden.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die Abdeckung den vorderen Auflagebereich und die seitlichen Auflagebereiche unter Freilassung der Kühlstreben überdeckt. So behindert die Abdeckung die Wirkung der Kühlstreben nicht und schützt dennoch zuverlässig die Halbleiterlichtquellen.
Die Abdeckung kann dann insbesondere mehrere streifen- oder laschenförmige Bereiche aufweisen, welche jeweils einen der seitlichen Auflagebereiche überdecken. Die seitlichen Auflagebereiche und analog die laschenförmigen Bereiche können insbesondere in Umfangsrichtung regelmäßig verteilt sein. Die laschenförmigen Bereiche laufen bevorzugt an einer Spitze der Abdeckung zusammen, wobei die Spitze insbesondere zur Abdeckung des vorderen Auflagebereichs dienen kann.
Die Abdeckung kann insbesondere auf den Kühlkörper aufgerastet werden, z. B. aufgeklipst. Dazu kann die Abdeckung insbesondere an den laschenförmigen Bereichen Rastvorsprünge, z. B. Rastnasen, aufweisen, welche in eine passende Rastaussparung oder Hinterschnitt des Kühlkörpers eingreifen können oder welche den Kühlkörper hintergreifen können.
Die Abdeckung kann transparent oder opak (diffus streuend) sein.
Es ist eine thermisch besonders gut wärmeableitende sowie einfach und preisgünstig herstellbare Ausgestaltung, dass zumindest der vordere Auflagebereich, zumindest ein Teil der Kühlstreben und die seitlichen Auflagebereiche einstückig miteinander verbunden sind bzw. ein einstückiges Teil bilden.
Es ist eine für eine besonders einfache Herstellung bevorzugte Ausgestaltung, dass der Kühlkörper zweiteilig ausgebildet ist. Insbesondere kann das erste Teil den vorderen Auflagebereich, die Kühlstreben und die seitlichen Auflagebereiche umfassen. Das zweite Teil kann beispielsweise weitere Kühlstreben aufweisen.
Insbesondere falls der Kühlkörper zweiteilig aufgebaut ist, können die inneren Kühlstreben und die äußeren Kühlstreben an unterschiedlichen Teilen angeordnet sein.
Der Kühlkörper kann allgemein unterschiedliche Arten von Kühlstreben aufweisen, insbesondere äußere Kühlstreben und innere Kühlstreben, wobei die äußeren Kühlstreben in radialer Richtung weiter außen angeordnet sind als die inneren Kühlstreben. Die inneren Kühlstreben und/oder die äußeren Kühlstreben können um die Längsachse drehsymmetrisch angeordnet sein. Die inneren Kühlstreben und/oder die äußeren Kühlstreben können ferner in Umfangsrichtung gleichverteilt sein.
Der Kühlkörper kann insbesondere mindestens ein Blechteil aufweisen, insbesondere ein Stanz/Biege-Teil. Alternativ kann der Kühlkörper mindestens ein Gussteil, insbesondere Druckgussteil, insbesondere Aluminium-Druckgussteil, aufweisen.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung eine lichtdurchlässige Abdeckung zum Abdecken der Halbleiterlichtquellen aufweist und in einem Längsabschnitt der Leuchtvorrichtung, in welchem sich auch die Abdeckung befindet, mindestens einen Luftdurchlass aufweist, wobei der mindestens eine Luftdurchlass eine Luftströmung durch die Leuchtvorrichtung in dem Längsabschnitt im Wesentlichen parallel zu der Längserstreckung der Leuchtvorrichtung ermöglicht. So kann eine verstärkte Wärmeabfuhr in dem Kolbenbereich erreicht werden. Ferner kann eine stärkere Luftströmung durch den Kühlkörper und damit effektivere Kühlung bei einer senkrechten oder aufrechten Lage der Leuchtvorrichtung erreicht werden, beispielsweise indem ein Luftstau an einem vorderen Bereich des Kühlkörpers verhindert wird.
Die Luftdurchlässe können insbesondere als Luftdurchlasskanäle ausgebildet sein. Der mindestens eine Luftdurchlass kann durch die Abdeckung verlaufen, beispielsweise dadurch, dass die Abdeckung einen entsprechenden (z. B. trichterförmigen oder rohrförmigen) Kanal oder Kanalabschnitt bereitstellt. Alternativ oder zusätzlich kann die Abdeckung um den Luftdurchlass herum ausgespart sein. Der Luftdurchlass kann insbesondere eine Luftdurchlassöffnung in dem Kühlkörper umfassen.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass ein Gehäuseteil oder Gehäusebereich, welcher eine zur Aufnahme eines Treibers vorgesehene Treiberkavität aufweist, außerhalb des Kolbenraums angeordnet ist, d. h. unterhalb des durch die Abdeckung abgedeckten oder umgebenen Bereichs. So wird eine verringerte Wärmeabfuhr von den Halbleiterlichtquellen aufgrund einer von dem Treiber erzeugten Abwärme vermieden.
Es ist eine alternative Ausgestaltung, dass ein eine Treiberkavität aufweisender Gehäusebereich zumindest teilweise innerhalb des Kolbenraums angeordnet ist, d. h. in dem durch die Abdeckung abgedeckten oder umgebenen Bereich. So kann eine besonders kurze Leuchtvorrichtung bereitgestellt werden. Für eine effektive Entwärmung des in der Kavität arbeitenden Treibers, insbesondere durch einen an ihm vorbeiströmenden Luftstrom, wird es bevorzugt, wenn ein größerer Anteil der durch den Treiber erzeugten Abwärme an dem innerhalb des Kolbenraums angeordneten Gehäuseteil erzeugt wird.
Um eine Wärmeabfuhr von den Leuchtdioden aufgrund der Abwärme des Treibers nicht zu verschlechtern, ist es eine Ausgestaltung, dass zwischen dem Treibergehäuse und dem Kühlkörper eine thermisch isolierende Schicht vorhanden ist. Die thermisch isolierende Schicht kann z. B. eine Lage aus einem thermisch schlecht leitenden Material sein, z. B. Kunststoff, oder auch ein Luftspalt sein.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Leuchtvorrichtung eine Lampe ist. Insbesondere kann die Lampe eine Retrofitlampe, insbesondere Glühlampen-Retrofitlampe, sein. Retrofitlampen sind dazu vorgesehen, herkömmliche Lampen, z. B. Glühlampen, zu ersetzen. Die Leuchtvorrichtung weist dazu den gleichen elektrischen Anschluss auf wie die zu ersetzende Glühlampe und weist eine zumindest grob angenäherte Außenkontur auf, welche insbesondere eine Außenkontur der herkömmlichen Glühlampe nicht oder nicht wesentlich überschreitet.
In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
1 zeigt in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 zeigt in einer zweiten Seitenansicht die Leuchtvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform;
3 zeigt in einer zweiten Seitenansicht die Leuchtvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform in einer höheren Detaillierung;
4 zeigt als Schnittdarstellung in Schrägansicht die Leuchtvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform;
5 zeigt in einer Ansicht von schräg vorne die Leuchtvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform;
6 zeigt ein erstes Teil eines zweiteiligen Kühlkörpers der Leuchtvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform;
7 zeigt ein zweites Teil des Kühlkörpers der Leuchtvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform;
8 zeigt den aus dem ersten Teil und aus dem zweiten Teil zusammengesetzten Kühlkörper der Leuchtvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform;
9 zeigt ein Polardiagramm einer Intensität einer Lichtabstrahlung; und
10 zeigt als Schnittdarstellung in Schrägansicht eine Leuchtvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.
1 zeigt in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung 101 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Leuchtvorrichtung 101 ist eine LED-Glühlampen-Retrofitlampe, d. h., dass sie Leuchtdioden als Halbleiterlichtquellen verwendet und dazu vorgesehen ist, eine herkömmliche Glühlampe zu ersetzen. Die Leuchtvorrichtung 101 weist dazu den gleichen elektrischen Anschluss auf wie die zu ersetzende Glühlampe und weist eine zumindest grob angenäherte Außenkontur auf, welche insbesondere eine Außenkontur der herkömmlichen Glühlampe nicht oder nicht wesentlich überschreitet.
Die Leuchtvorrichtung 101 ist im Wesentlichen entlang ihrer Längsachse L länglich gestreckt. Die Leuchtvorrichtung 101 ist im Wesentlichen drehsymmetrisch zu der Längsachse L. Ein hinteres oder rückwärtiges Ende der Leuchtvorrichtung 101 wird durch einen Sockel 102 gebildet, welcher den elektrischen Anschluss bildet, z. B. einen Edison-Schraubsockel. Ein vorderes Ende der Leuchtvorrichtung 101 wird durch eine Spitze 103 einer lichtdurchlässigen Abdeckung 104 gebildet. Die lichtdurchlässige Abdeckung 104 weist eine Form einer Kugelkalotte auf und überdeckt mehrere Leuchtdioden (o. Abb.). Zumindest zwei der Leuchtdioden sind in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet (dreidimensionale Anordnung), weisen also unterschiedliche Hauptabstrahlrichtungen auf. Dadurch ist ein im Vergleich zu einer nur parallel zu der Längsachse L erfolgten Ausrichtung der Leuchtdioden größerer Raumwinkel bestrahlbar. Da Leuchtdioden typischerweise nur in einen um ihre Hauptabstrahlrichtung zentrierten Halbraum strahlen, wird bei einer Ausrichtung der Leuchtdioden bzw. ihrer Hauptabstrahlrichtung nur in Richtung der Längsachse L (”planare Anordnung”) auch nur ein oberer Halbraum OH oberhalb ihrer Lichtaustrittsflächen (direkt und damit optisch besonders effektiv) bestrahlt. Durch die unterschiedliche Ausrichtung der Leuchtdioden kann Licht auf einfache Weise auch direkt in einen zu dem oberen Halbraum OH komplementären unteren Halbraum UH gestrahlt werden.
Die Leuchtdioden sind beispielsweise auf einem vorderen Bereich (o. Abb.) eines Kühlkörpers 105 angeordnet, welcher hier durch die Abdeckung 104 verdeckt ist. Der Kühlkörper 105 ist zweiteilig aufgebaut, wie weiter unten unter Bezug auf 6 bis 9 genauer dargestellt wird.
Von dem vorderen Bereich des Kühlkörpers 105 aus erstrecken sich fünf äußere Kühlstreben 106 in rückwärtiger Richtung. Die äußeren Kühlstreben 106 sind in einer Umfangsrichtung gleichbeabstandet mit einem Winkelversatz von ca. 72° angeordnet. Benachbarte äußere Kühlstreben 106 weisen einen großen Luftspalt zwischen ihnen auf. Von dem vorderen Bereich aus erstrecken sich ferner innere Kühlstreben 107 in rückwärtiger Richtung, welche drehsymmetrisch in einer Umfangsrichtung angeordnet sind. Zumindest zwischen einigen der inneren Kühlstreben 107 befindet sich ein großer Luftspalt. Die inneren Kühlstreben 107 sind kürzer als die äußeren Kühlstreben 106.
Die Kühlstreben 106 und 107 sitzen mit ihrem jeweiligen rückwärtigen Ende 108 bzw. 109 auf einem Gehäusebereich 110 auf oder sind mit ihren rückwärtigen Enden 108, 109 nahe an den Gehäusebereich 110 herangebracht. Der Gehäusebereich 110 schließt rückwärtig an den Sockel 102 an und trägt vorderseitig den Kühlkörper 105. Der Gehäusebereich 110 dient auch für eine Aufnahme eines Treibers zum Betreiben der Leuchtdioden aus einem über den Sockel 102 abgegriffenen elektrischen Signal und beinhaltet dazu eine Treiberkavität (o. Abb.).
Bei einem Betrieb der Leuchtvorrichtung 101 erwärmen sich die Leuchtdioden und geben dabei ihre Abwärme an den Kühlkörper 105 ab. Auch wird ein von der Abdeckung 104 überdeckter Raum erwärmt, der zum Teil über die Abdeckung 104 entwärmt wird. Zudem erwärmt sich der in dem Gehäusebereich 110 untergebrachte Treiber, welcher seine Abwärme an den Gehäusebereich 110 abgibt. Falls die Kühlstreben 106 und 107 mit ihrem freien Ende den Gehäusebereich 110 kontaktieren, kann der Gehäusebereich 110 seine Wärme zumindest teilweise direkt auf die Kühlstreben 106 und 107 übertragen.
Bei einer aufrechten oder senkrechten Ausrichtung der Leuchtvorrichtung 101 werden die Kühlstreben 106 und 107 durch einen im Wesentlichen ebenfalls senkrecht gerichteten (entlang der Längserstreckung strömenden) Luftstrom umströmt und so gekühlt. Bei einer liegenden oder waagerechten Ausrichtung der Leuchtvorrichtung 101 kann Luft die Kühlstreben 106 und 107 des Kühlkörpers 105 (quer zu der Längserstreckung) ebenfalls einfach durchströmen, so dass auch in dieser Lage eine gute Entwärmung des Kühlkörpers 105 möglich ist.
2 zeigt in einer Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung 201 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Im Gegensatz zu der Leuchtvorrichtung 201 erstrecken sich die äußeren Kühlstreben 206 nun in Bezug auf die Längsachse L bis in einen Abschnitt, im Folgenden als Kolbenbereich KB bezeichnet, in welchem sich auch die Abdeckung 204 befindet. In anderen Worten befinden sich in dem Kolbenbereich KB sowohl Teile der äußeren Kühlstreben 206 als auch der Teile der Abdeckung 204. Dies verbessert eine Entwärmung der Leuchtvorrichtung 201, insbesondere auch in dem oberen Halbraum OH.
Genauer gesagt weist die Abdeckung 204 mehrere streifen- oder laschenförmige Bereiche 211 auf, welche in Umfangsrichtung regelmäßig verteilt sind. Die laschenförmigen Bereiche 211 laufen an einer Spitze 203 der Abdeckung 204 zusammen. Die laschenförmigen Bereiche 211 und die äußeren Kühlstreben 206 wechseln, sich im Kolbenbereich KB in Umfangsrichtung ab.
Insbesondere können die laschenförmigen Bereiche 211 seitlich oder radial ausgerichtete Leuchtdioden 412 überdecken, wie in 3 in einer höheren Detaillierung gezeigt.
Jede der laschenförmigen Bereiche 211 überdeckt zwei radial bezüglich der Längsachse L ausgerichtete, hier halbtransparent eingezeichnete Leuchtdioden 412. Die Leuchtdioden 412 werden durch die Kühlstreben 206 nicht Wesentlich abgeschattet, so dass sich eine bezüglich einer Umfangsrichtung breite Abstrahlung ergibt. Da die Leuchtdioden 412 zudem oberhalb der Spalte zwischen den äußeren Kühlstreben 206 angeordnet sind, wird auch eine in Bezug auf die Längsachse L breite azimutale Abstrahlung ohne wesentliche Abschattung durch die Kühlstreben 206 ermöglicht, d. h. weit in den unteren Halbraum UH hinein. Dies ermöglicht eine omnidirektionale Lichtabstrahlung.
4 zeigt die Leuchtvorrichtung 201 als Schnittdarstellung in Schrägansicht. 5 zeigt die Leuchtvorrichtung 201 in einer Ansicht von schräg vorne. Der Kühlkörper 205 weist einen ebenen vorderen Auflagebereich 513 auf, welcher senkrecht zu der Längsachse L liegt und an seiner Außenseite mittig mindestens eine nach vorne (d. h., in Richtung der Längsachse L) ausgerichtete Leuchtdiode 412 aufweist. Der vordere Auflagebereich 513 geht an seinem Rand in einen dazu rechtwinklig nach hinten angewinkelten Randbereich 514 über. Der Randbereich 514 setzt sich aus den in dem Kolbenbereich KB vorhandenen Abschnitten der äußeren Kühlstreben 206 sowie aus dazwischen angeordneten seitlichen Auflagebereichen 515 zusammen. Der Rand des vorderen Auflagebereichs 513 und der Randbereich 514 weisen eine in Draufsicht fünfeckige Form auf, so dass benachbarte äußere Kühlstreben 206 bzw. benachbarte seitliche Auflagebereiche 515 um ca. 72° um die Längsachse L winkelversetzt angeordnet sind. Die Leuchtdioden 412 benachbarter seitlicher Auflagebereiche 515 strahlen also auch seitlich um ca. 72° winkelversetzt um die Längsachse L ab. Durch die unterschiedliche (dreidimensionale) Ausrichtung (parallel bzw. senkrecht zu der Längsachse L) des Auflagebereichs 513 und der Randbereiche 514 wird ein großer Raumwinkelbereich bestrahlt und eine zumindest grob angenähert isotrope Lichtabstrahlung ähnlich einer herkömmlichen Glühlampe ermöglicht.
Der vordere Auflagebereich 513, die seitlichen Auflagebereiche 515 und die äußeren Kühlstreben 206 sind einstückig ausgestaltet. Der Randbereich 514 ist geschlossen, so dass sich eine gute thermische Anbindung der seitlichen Auflagebereiche 515 an die äußeren Kühlstreben 206 ergibt.
In dem vorderen Auflagebereich 513 befinden sich mehrere Luftdurchlasslöcher 516, denen außenseitig jeweils eine Aussparung 517 in der Abdeckung 204 zugeordnet ist. Durch die Luftdurchlasslöcher 516 kann insbesondere vor der Leuchtvorrichtung 201 befindliche Luft direkt in den Kühlkörper 205 gelangen, und zwar dort in einen von den Kühlstreben 107, 206 umgebenen inneren Bereich, oder umgekehrt. Dies verbessert insbesondere einen Luftstrom an den Kühlstreben 107, 206 (durch Verminderung eines Luftstaus an dem vorderen Auflagebereich 513) und an der Abdeckung 204 bei einer senkrechten (aufrechten oder umgekehrten) Lage der Leuchtvorrichtung 201 und verbessert ihre Kühlung. Die Aussparungen weisen Seitenwände 519 auf, welche einen Kühlluftstrom zu den Leuchtdioden 412 sowie eine direkte mechanische Berührung und damit deren Verschmutzung bzw. mechanische Beschädigung verhindern.
Ferner ist der Gehäusebereich 110 mit dem oberen Auflagebereich 513 über einen Kabelkanal 518 verbunden, um mindestens eine von dem Treiber (o. Abb.) stammende elektrische Leitung zu den Leuchtdioden 412 führen zu können.
Wie insbesondere in 5 gezeigt, sind je zwei Leuchtdioden 412 auf einem gemeinsamen Substrat 619 montiert, und das Substrat 619 ist an dem zugehörigen vorderen Auflagebereich 513 bzw. seitlichen Auflagebereich 515 befestigt.
6 zeigt ein erstes (einstückiges) Teil 205a des zweiteiligen Kühlkörpers 205. Das erste Teil 205a besteht aus dem vorderen Auflagebereich 513, den seitlichen Auflagebereichen 515 und den äußeren Kühlstreben 206. Die seitlichen Auflagebereiche 515 und die damit verbundenen Abschnitte der äußeren Kühlstreben 206 bilden den geschlossen umlaufenden Rand oder Randbereich 514. Der vordere Auflagebereich 513 und der Randbereich 514 sind also becher- oder schalenförmig mit einer fünfeckigen Grundform ausgestaltet. Die äußeren Kühlstreben 206 sind an ihrem Übergang zu den benachbarten seitlichen Auflagebereichen 515 abgerundet, um eine ausreichend dichte Auflage für die Abdeckung 204 bereitzustellen. Die von dem Randbereich 514 abgehenden Abschnitte der äußeren Kühlstreben 206 sind nach Innen (in Richtung der Längsachse L) geneigt.
Das erste Teil 205a kann insbesondere ein Blechteil sein, welches insbesondere aus einem Blech gestanzt und dann in Form gebogen wird, also ein Stanz/Biege-Teil sein.
7 zeigt ein (einstückiges) zweites Teil 205b des Kühlkörpers 105. Das zweite Teil 205b weist einen umlaufenden Rand 820 mit (in Draufsicht) fünfeckiger Grundform auf, welcher in den Randbereich 514 des ersten Teils spielfrei oder mit nur geringem Spiel passt. Der Rand 820 ist beidseitig (nach vorne und nach hinten) offen, so dass der Kabelkanal 518 hindurchgeführt sein kann. Von einer Unterseite 821 des Rands 820 gehen die (inneren) Kühlstreben 107 ab, wobei von jeder der fünf Seitenflächen 822 jeweils zwei zumindest annähernd parallele innere Kühlstreben 107 abgehen. Benachbarte innere Kühlstreben 107 benachbarter Seitenflächen 822 stoßen aneinander. Dazu sind die inneren Kühlstreben 107 in der Nähe des Rands 820 nach innen gebogen und danach (mit steigender Entfernung von dem Rand 820) an einer vorbestimmten Biegelinie 823 wieder nach außen weisend gerichtet.
Auch das zweite Teil 205b kann insbesondere ein Blechteil sein, welches insbesondere aus einem Blech gestanzt und dann in Form gebogen wird, also ein Stanz/Biege-Teil sein.
8 zeigt den aus dem ersten Teil 205a und aus dem zweiten Teil 205b zusammengesetzten Kühlkörper 205. Dazu ist das zweite Teil 205b mit seinem Rand 820 voran von hinten in das erste Teil 205a eingesteckt worden, insbesondere bis zum Anschlag, z. B. unter elastischer Aufbiegung der äußeren Kühlstreben 206. Die beiden Teile 205a und 205b können beispielsweise durch eine Presspassung und/oder eine Klebung miteinander verbunden sein. Auch können die beiden Teile 205a, 205b miteinander verrastet werden, wozu sie geeignete Rastelemente (o. Abb.) aufweisen können.
Die Abdeckung 204 kann an dem Kühlkörper 205 verrastet werden, z. B. durch ein Vorsehen von nach innen gerichteten Rastvorsprüngen hier in Form von Rastnasen an den freien Enden der laschenförmigen Bereiche 211, wobei die Rastnasen einen unteren Rand der zugehörigen seitlichen Auflagebereiche 515 hintergreifen können. Die Abdeckung 204 kann so beispielsweise auf den Kühlkörper 205 aufgeschnappt oder aufgeklipst werden.
9 zeigt ein Polardiagramm dreier Messungen M1, M2, M3 einer Intensität einer Lichtabstrahlung der Leuchtvorrichtung 201, wobei der Polarwinkel in Bezug auf die Längsachse L bestimmt ist und ein Polarwinkel von 0° einer Sicht gegen die Richtung der Längsachse L auf die Leuchtvorrichtung 201 entspricht bzw. einer Position eines Betrachters von der Leuchtvorrichtung 201 in Richtung der Längsachse L entspricht. Diese angenähert isotrope Lichtabstrahlung erreicht ein optisches Muster, das dem einer herkömmlichen Glühlampe zumindest grob ähnlich ist und als omnidirektional beschrieben werden kann.
10 zeigt als Schnittdarstellung in Schrägansicht eine Leuchtvorrichtung 1101 gemäß einer dritten Ausführungsform.
Die Leuchtvorrichtung 1101 ist ähnlich zu der Leuchtvorrichtung 201 ausgebildet, außer dass nun der Gehäusebereich 1110 bis in den Kolbenbereich KB ragt und dafür der Kabelkanal 518 nicht mehr vorhanden ist. Der Gehäusebereich 1110 ist in einen ersten Gehäuseteil 1110a und einen zweiten Gehäuseteil 1110b unterteilt. Die Gehäuseteile 1110a und 1110b können zwei Teilbereiche einer gemeinsamen Treiberkavität bilden oder unterschiedliche Treiberkavitäten umfassen. Insbesondere kann der in den Kolbenbereich KB ragende Gehäuseteil 1110a zumindest einen Teil des Treibers aufnehmen, welcher insbesondere eine größere Abwärme erzeugt als derjenige Teil des Treibers, der in dem Gehäuseteil 1110b untergebracht ist.
Zwischen dem ersten Gehäuseteil 1110a und dem vorderen Auflagebereich 513 des Kühlkörpers 205 ist eine thermisch isolierende Schicht 1123 eingebracht.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.
Bezugszeichenliste

101: Leuchtvorrichtung
102: Sockel
103: Spitze der Abdeckung
104: lichtdurchlässige Abdeckung
105: Kühlkörper
106: äußere Kühlstrebe
107: innere Kühlstrebe
108: rückwärtiges Ende der äußeren Kühlstrebe
109: rückwärtiges Ende der inneren Kühlstrebe
110: Gehäusebereich
201: Leuchtvorrichtung
203: Spitze der Abdeckung
204: Abdeckung
205: Kühlkörper
205a: erstes Teil des Kühlkörpers
205b: zweites Teil des Kühlkörpers
206: äußere Kühlstrebe
211: laschenförmiger Bereich der Abdeckung
412: Leuchtdiode
513: vorderer Auflagebereich
514: Randbereich
515: seitlicher Auflagebereich
516: Luftdurchlassloch
517: Aussparung der Abdeckung
518: Kabelkanal
519: Seitenwand der Aussparung
619: Substrat
820: Rand des zweiten Teils des Kühlkörpers
821: Unterseite des Rands des zweiten Teils
822: Seitenfläche des Rands des zweiten Teils
823: Biegelinie
1101: Leuchtvorrichtung
1110: Gehäusebereich
1110a: erster Teil des Gehäusebereichs
1110b: zweiter Teil des Gehäusebereichs
1123: thermisch isolierende Schicht
KB: Kolbenbereich
L: Längsachse
M1–M3: Messungen
OH: oberer Halbraum
UH: unterer Halbraum

Claims

Leuchtvorrichtung (101; 201; 1101), aufweisend – einen quer zu seiner Längserstreckung von Luft durchströmbaren Kühlkörper (105; 205) und – mehrere an dem Kühlkörper (105; 205) angeordnete Halbleiterlichtquellen, insbesondere Leuchtdioden (412), – wobei zumindest zwei der Halbleiterlichtquellen (412) in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sind.
Leuchtvorrichtung (201; 1101) nach Anspruch 1, wobei – die Leuchtvorrichtung (201; 1101) eine lichtdurchlässige Abdeckung (204) zum Abdecken der Halbleiterlichtquellen (412) aufweist und – eine Kühlstruktur des Kühlkörpers (205), insbesondere umfassend mehrere Kühlstreben (206), in einen Längsabschnitt der Leuchtvorrichtung (201; 1101) ragt, in welchem sich auch die Abdeckung (204) befindet.
Leuchtvorrichtung (201; 1101) nach Anspruch 2, wobei Teile der Kühlstruktur des Kühlkörpers (205), insbesondere Kühlstreben (206), und Halbleiterlichtquellen (412) in einer Umfangsrichtung der Leuchtvorrichtung (201; 1101) abwechselnd angeordnet sind.
Leuchtvorrichtung (201; 1101) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei – der Kühlkörper (205) einen vorderen Auflagebereich (513) zur Anordnung zumindest einer der Halbleiterlichtquellen (412) aufweist, – von dem oberen Auflagebereich (513), insbesondere von dessen Rand, mehrere Kühlstreben (206) rückwärtig abgehen, – von dem oberen Auflagebereich (513), insbesondere von dessen Rand, mehrere seitliche Auflagebereiche (515) für jeweils mindestens eine der Halbleiterlichtquellen (412) abgehen, – wobei die oberen Auflagebereiche (513) und die seitlichen Auflagebereiche (515) unterschiedlich ausgerichtet sind und – wobei die seitlichen Auflagebereiche (515) zwischen jeweiligen Kühlstreben (206) angeordnet sind.
Leuchtvorrichtung (201; 1101) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei benachbarte seitliche Auflagebereiche (515) und Kühlstreben (206) miteinander verbunden sind.
Leuchtvorrichtung (201; 1101) nach einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei die Abdeckung (204) den vorderen Auflagebereich (513) und die seitlichen Auflagebereiche (515) unter Freilassung der Kühlstreben (206) überdeckt.
Leuchtvorrichtung (201; 1101) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Abdeckung (204) mehrere laschenförmige Bereiche (211) aufweist, welche jeweils einen der seitlichen Auflagebereiche (515) überdecken und welche an einer Spitze (203) der Abdeckung (204) zusammenlaufen.
Leuchtvorrichtung (101; 201; 1101) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei zumindest der vordere Auflagebereich (513), zumindest ein Teil der Kühlstreben (106; 206) und die seitlichen Auflagebereiche (515) einstückig miteinander verbunden sind bzw. ein einstückiges Teil bilden.
Leuchtvorrichtung (101; 201; 1101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 8, wobei der Kühlkörper (205, 205a, 205b) zweiteilig (205a, 205b) ausgebildet ist.
Leuchtvorrichtung (101; 201; 1101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 9, wobei der Kühlkörper (105; 205) unterschiedliche Arten von Kühlstreben (106, 107; 206) aufweist, insbesondere äußere Kühlstreben (106; 206) und innere Kühlstreben (107), wobei die äußeren Kühlstreben (106; 206) in radialer Richtung weiter außen angeordnet sind als die inneren Kühlstreben (107).
Leuchtvorrichtung (101; 201; 1101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abdeckung (104; 204) auf den Kühlkörper (105; 205) aufrastbar ist.
Leuchtvorrichtung (201; 1101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – die Leuchtvorrichtung (201; 1101) eine lichtdurchlässige Abdeckung (204) zum Abdecken der Halbleiterlichtquellen (412) aufweist und – die Leuchtvorrichtung (201; 1101) in einem Längsabschnitt der Leuchtvorrichtung (201; 1101), in welchem sich auch die Abdeckung (204) befindet, mindestens einen Luftdurchlass (516) aufweist, welcher eine Luftströmung durch die Leuchtvorrichtung (201; 1101) in dem Längsabschnitt (KB) im Wesentlichen parallel zu der Längserstreckung der Leuchtvorrichtung (201; 1101) ermöglicht.
Leuchtvorrichtung (1101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein eine Treiberkavität aufweisender Gehäusebereich (1110, 1110a) zumindest teilweise innerhalb eines Kolbenraums (KB) angeordnet ist.
Leuchtvorrichtung (101; 201; 1101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen einem eine Treiberkavität aufweisenden Gehäusebereich (110; 1110) und dem Kühlkörper (105; 205) eine thermisch isolierende Schicht vorhanden ist.
Leuchtvorrichtung (101; 201; 1101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtvorrichtung (101; 201; 1101) eine Retrofitlampe, insbesondere Glühlampen-Retrofitlampe, ist.