DE102011007221A1

DE102011007221A1 - Leuchtvorrichtung

Info

Publication number: DE102011007221A1
Application number: DE102011007221A
Authority: DE
Inventors: Nicole Breidenassel; Klaus Eckert; Henrike Trompeter
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Ledvance GmbH
Priority date: 2011-04-12
Filing date: 2011-04-12
Publication date: 2012-10-18
Anticipated expiration: 2031-04-13
Also published as: WO2012139845A1; DE102011007221B4

Abstract

Die Leuchtvorrichtung (100) weist mindestens einen Träger (103) auf, an dem mindestens eine Halbleiterlichtquelle (105) angeordnet ist, wobei der mindestens eine Trager (103) eine zumindest abschnittsweise ringartige Grundform aufweist und senkrecht zu einer Längsachse (L) der Leuchtvorrichtung (100) angeordnet ist und einen Kuhlkörper (107) zumindest abschnittsweise seitlich umgibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung, die mindestens einen Trager aufweist, an dem mindestens eine Halbleiterlichtquelle angeordnet ist.
Bei LED-Glühlampen-Retrofitlampen, d. h. zum Ersatz herkommlicher Glühlampen vorgesehener LED-Lampen, sind typischerweise Leuchtdioden (LEDs) oberhalb eines Kühlkörpers angeordnet. Der Kühlkorper dient zur Abfuhr von Warme der Leuchtdioden und ggf. zur Aufnahme eines die Leuchtdioden mit Strom versorgenden Treibers. Bei LED-Glühlampen-Retrofitlampen besteht ein Wunsch nach einer omnidirektionalen Lichtabstrahlung ähnlich derjenigen der zu ersetzenden Glühlampe. Dazu müssen die zugehorigen Leuchtdioden (LEDs), die typischerweise eine Lambertsche Abstrahlcharakteristik aufweisen, in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet werden. Dies bedingt eine vergleichsweise komplexe und großvolumige Bauweise des mit den Leuchtdioden bestückten Tragers und/oder eine vergleichsweise großvolumige und aufwändige Bauweise unter Verwendung von Reflektoren. Dadurch wiederum muss zur Einhaltung einer kompakten Bauweise der LED-Glühlampen-Retrofitlampe der Kuhlkörper klein gehalten werden, was eine Kühlleistung verringert und eine Lichtleistung begrenzt. Wird andererseits der Kuhlkörper groß dimensioniert, schattet er einen signifikanten Teil eines ruckwärtigen Halbraums ab und verringert zudem eine Anordnungsmöglichkeit fur die Leuchtdioden. So wiederum wird die omnidirektionale Abstrahlcharakteristik verschlechtert. Insgesamt ergibt sich ein Zielkonflikt zwischen einer effektiven Kühlung und einer guten Annäherung an eine omnidirektionale Abstrahlcharakteristik.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Probleme des Standes der Technik zumindest teilweise zu losen und insbesondere eine Leuchtvorrichtung bereitzustellen, welche eine gute Annäherung an eine omnidirektionale Abstrahlcharakteristik bei einer gleichzeitig effektiven Kühlung und einem geringen Bauraum aufweist.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelost. Bevorzugte Ausfuhrungsformen sind insbesondere den abhangigen Anspruchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchtvorrichtung, aufweisend mindestens einen Trager, an dem mindestens eine Halbleiterlichtquelle angeordnet ist, wobei der mindestens eine Träger eine zumindest abschnittsweise ringartige Grundform aufweist und senkrecht zu einer Langsachse der Leuchtvorrichtung angeordnet ist und einen Kuhlkörper zumindest abschnittsweise seitlich umgibt.
Diese Leuchtvorrichtung weist den Vorteil auf dass sie eine in Umfangsrichtung (Azimutalrichtung) hochgradig gleichmäßige Lichtverteilung ermoglicht und zudem der Träger so weit seitlich vorstehen kann, dass auch eine in Polarrichtung hochgradig gleichmäßige Lichtverteilung ermöglicht wird, insbesondere durch eine Vermeidung einer Abschattung. Insgesamt kann also eine hochgradig omnidirektionale Lichtverteilung bereitgestellt werden. Zudem ermoglicht die Anordnung des Kühlkörpers innerhalb eines von dem mindestens einen Trager besetzten Bereichs eine hohe Kühlleistung und eine kompakte Bauweise.
Diese Leuchtvorrichtung entspricht insbesondere einer Leuchtvorrichtung, bei welcher die Halbleiterlichtquellen ringförmig in einem seitlichen Außenbereich angeordnet sind. Die Halbleiterlichtquellen sind also insbesondere an oder in der Nähe einer seitlichen Extremposition der Leuchtvorrichtung angeordnet, und zwar ohne Berücksichtigung lichtdurchlässiger Teile wie einer Abdeckung.
Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden konnen 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 zusatzlich 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.
Dass der mindestens eine Träger zumindest abschnittsweise ringförmig ausgestaltet ist, kann insbesondere bedeuten, dass der mindestens eine Trager mehrere Träger umfasst, welche in Form von Ringabschnitten vorliegen, wobei die Ringabschnitte entlang einer Ringkurve in Umfangsrichtung um die Längsachse beabstandet, insbesondere gleichbeabstandet, angeordnet sind. Dies ermöglicht einen Nutzung der zwischen den ringabschnitts- oder ringsektorformigen Trägern vorhandenen Bereiche für andere Zwecke, z. B. zur Kühlung.
Es ist eine alternative Ausgestaltung, dass der mindestens eine Trager geschlossen ringformig ausgestaltet ist. Dies ermoglicht eine besonders hohe Flexibilität in der Anordnung der Halbleiterlichtquellen.
Dass der mindestens eine Trager zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Langsachse der Leuchtvorrichtung angeordnet ist, ermöglicht insbesondere eine in Polarrichtung gleichmäßige Lichtverteilung.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass mindestens eine Halbleiterlichtquelle an dem mindestens einen Träger schräg nach vorne ausgerichtet angeordnet ist und mindestens eine Halbleiterlichtquelle an dem mindestens einen Träger schräg nach hinten ausgerichtet angeordnet ist.
Dabei kann eine Anordnung einer Halbleiterlichtquelle ”schräg nach vorne” insbesondere bedeuten, dass eine optische Achse oder Symmetrieachse der Halbleiterlichtquelle eine Koordinate aufweist, welche teilweise in Längsrichtung ausgerichtet ist (entsprechend einem Wert eines Polarwinkels http://de.wikipedia.org/wiki/Kugelkoordinaten – cite notetum.de-1in einem Kugelkoordinatensystem mit der Längsachse als z-Achse zwischen 0° und 90°). Entsprechend kann eine Anordnung einer Halbleiterlichtquelle ”schräg nach hinten” insbesondere bedeuten, dass eine optische Achse oder Symmetrieachse der Halbleiterlichtquelle eine Koordinate aufweist, welche teilweise entgegen der Längsrichtung ausgerichtet ist (entsprechend einem Wert eines Polarwinkels http://de.wikipedia.org/wiki/Kugelkoordinaten – cite notetum.de-1in einem Kugelkoordinatensystem mit der Langsachse als z-Achse zwischen 90° und 180°). Jedoch können zusätzlich nach vorne ausgerichtete Halbleiterlichtquellen verwendet werden (θ = 0°)
Diese Ausgestaltung unterstützt eine gleichmaßige Ausleuchtung des Raums durch die Leuchtvorrichtung weiter.
Es ist besonders bevorzugt, wenn die Anordnung der Halbleiterlichtquelle ”schrag nach vorne” insbesondere eine Ausrichtung mit einem Polarwinkel von ca. 55° umfasst und/oder die Anordnung der Halbleiterlichtquelle ”schrag nach hinten” eine Ausrichtung mit einem Polarwinkel von ca. 125° umfasst.
Es ist zudem eine Weiterbildung, dass die Halbleiterlichtquellen so angeordnet sind, dass sich außer ggf. einer Abdeckung und außer ggf. einem Sockel im Wesentlichen keine Teile der Leuchtvorrichtung in einem optischen Lichtweg der Halbleiterlichtquellen befinden bzw. von den Halbleiterlichtquellen beleuchtet werden. Die bewirkt eine hohe Lichteffizienz und eine besonders gleichmaßige Lichtverteilung
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die schräg nach vorne ausgerichtet angeordneten Halbleiterlichtquellen und die schräg nach hinten ausgerichtet angeordneten Halbleiterlichtquellen in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind. Diese Ausgestaltung unterstützt eine in Umfangsrichtung gleichmäßige Ausleuchtung des Raums durch die Leuchtvorrichtung noch weiter.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Träger zumindest bereichsweise von mindestens einer an dem Trager befestigten, mindestens eine der Halbleiterlichtquellen abdeckenden lichtdurchlässigen Abdeckung uberwolbt ist. Dies ermöglicht eine kompakte Abdeckung, insbesondere auch nur der mit Halbleiterlichtquellen bestuckten Bereiche. Zudem werden so großflachig nicht abgedeckte Bereiche ermöglicht, an denen sich z. B. ein Kühlkorper befinden kann.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Trager jeweils zwei Auflageflächen aufweist, von denen eine Auflageflache schräg nach vorne ausgerichtet ist und eine Auflagefläche schräg nach hinten ausgerichtet ist.
Diese Ausgestaltung ermöglicht eine prazise Ausrichtung der Halbleiterlichtquelle(n) bei einer gleichzeitig einfachen Bestückung. Die Halbleiterlichtquelle(n) mögen ein Helligkeitsmaximum aufweisen, das auf ihrer optischen Achse oder Symmetrieachse liegt, oder mogen ein Helligkeitsmaximum aufweisen, das nicht auf ihrer optischen Achse oder Symmetrieachse liegt (”breit strahlende” Halbleiterlichtquelle).
Die Auflageflachen bzw. deren Flächennormalen können insbesondere durch einen Polarwinkel zu der Längsachse von ca. 55° bzw. von ca. 125° charakterisiert sein.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass die zwei Auflageflachen direkt aneinander stoßen. Dies ermoglicht eine in Längsrichtung besonders kompakte Bauweise.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die zwei Auflageflächen entlang der Langsrichtung voneinander beabstandet sind. Dies ermoglicht eine in Langsrichtung ausgedehnte Bauweise (Verlängerung), insbesondere zur Unterbringung eines Treibers und/oder einer aktiven oder passiven Kühlungseinrichtung.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass der mindestens eine Träger mindestens zwei entlang einer Ausrichtung der Langsachse voneinander beabstandete Träger aufweist, von denen ein Trager mindestens eine Auflagefläche aufweist, die schräg nach vorne ausgerichtet ist, und der andere Trager mindestens eine Auflagefläche aufweist, die schräg nach hinten ausgerichtet ist. Durch diese entlang der Langsachse separate Anordnung der Träger kann eine besonders flexible Nutzung des Raums zwischen den Tragern erlangt werden, z. B. durch eine Anordnung eines Kuhlkorpers zwischen den Trägern.
Insbesondere mag eine beabstandete Anordnung zweier oder mehrerer Trager einer beabstandeten Anordnung zweier oder mehrerer Tragerbereiche oder Tragerabschnitte eines Trägers entsprechen.
Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Trager mehrere in Umfangsrichtung um die Langsachse beabstandet angeordnete Träger oder Trägerabschnitte aufweist, welche dazwischen mindestens eine Kühlstruktur aufweisen. So kann eine besonders effektive Kühlung erreicht werden. Es ist auch eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Trager mehrere entlang der Langsachse beabstandet angeordnete Trager oder Trägerabschnitte aufweist, welche dazwischen mindestens eine Kuhlstruktur aufweisen.
Auch so kann eine besonders effektive Kuhlung erreicht werden.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Trager mindestens eine aktive Lüftungseinrichtung, z. B. einen Lüfter, seitlich umgibt.
Die Luftungseinrichtung ermöglicht einen forcierten Luftstrom durch mindestens eine Kühlstruktur der Leuchtvorrichtung und so eine besonders effektive Kühlung. Die Luftungseinrichtung kann insbesondere so eingerichtet und angeordnet sein, dass sie einen forcierten Luftstrom durch mindestens eine Kühlstruktur in Längsrichtung der Leuchtvorrichtung ermöglicht.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass der Kühlkörper ein, insbesondere langliches, Treibergehäuse zumindest seitlich umschließt.
So wird eine effektive Kühlung eines in der Treiberkavität untergebrachten Treibers bei einer gleichzeitig kompakten Bauweise ermoglicht.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Kühlkörper längsdurchstrombar ist. Es ist eine alternative oder zusatzliche Weiterbildung, dass der Kühlkorper querdurchstrombar ist.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung eine Lampe, insbesondere eine Retrofitlampe, ist. Jedoch kann die Leuchtvorrichtung beispielsweise auch ein Leuchtmodul oder eine Leuchte sein.
Die vorliegende Leuchtvorrichtung ist aufgrund ihrer kompakten Bauweise und hochgradig omnidirektionalen Lichtverteilung besonders zur Verwendung als Retrofitlampe, insbesondere Glühlampen-Retrofitlampe, geeignet, jedoch nicht daran beschrankt. Durch die hochgradig omnidirektionale Lichtverteilung wird eine insbesondere einer Glühlampen-Retrofitlampe ahnlich Lichtverteilung bereitgestellt. Die kompakte Bauweise bewirkt, dass eine Außenkontur der Leuchtvorrichtung nicht über eine Außenkontur der zu ersetzenden, herkommlichen Lampe herausragt und so ein Austausch problemlos moglich ist.
Insbesondere eine Retrofitlampe weist typischerweise an ihrem hinteren oder rückwärtigen Ende einen Sockel als Stromabnehmer auf, z. B. einen Edison-Sockel oder einen Bajonett-Sockel.
In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand von Ausfuhrungsbeispielen schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
1 zeigt als Seitenansicht Leuchtvorrichtungen gemäß einer ersten und einer zweiten Ausführungsform;
2 zeigt als Draufsicht die Leuchtvorrichtungen gemäß der ersten und der zweiten Ausfuhrungsform;
3 skizziert als Seitenansicht in Schnittdarstellung die Leuchtvorrichtungen gemaß der ersten und der zweiten Ausführungsform;
4 zeigt als Schragansicht eine Leuchtvorrichtung gemaß einer dritten Ausführungsform;
5 zeigt als Schrägansicht eine Leuchtvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform;
6 zeigt in Draufsicht die Leuchtvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform;
7 skizziert als Seitenansicht in Schnittdarstellung die Leuchtvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform;
8 zeigt als Schragansicht eine Leuchtvorrichtung gemaß einer fünften Ausführungsform;
9 zeigt als Schrägansicht eine Leuchtvorrichtung gemaß einer sechsten Ausführungsform; und
10 zeigt als Schnittdarstellung in Schragansicht eine Leuchtvorrichtung gemaß einer siebten Ausführungsform.
1 zeigt als Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung 100a gemaß einer ersten Ausführungsform und gleichzeitig eine Leuchtvorrichtung 100b gemaß einer zweiten Ausfuhrungsform. 2 zeigt die Leuchtvorrichtungen 100a, 100b als Draufsicht. 3 zeigt die Leuchtvorrichtungen 100a, 100b in Schnittdarstellung.
Zunachst wird anhand der 1 bis 3 die Leuchtvorrichtung 100a gemäß der ersten Ausfuhrungsform beschrieben. Die Leuchtvorrichtung 100a ist als eine LED-Glühlampen-Retrofitlampe ausgebildet und erstreckt sich entlang einer Längsachse L. Ein hinteres oder rückwartiges Ende der Leuchtvorrichtung 100a wird durch einen Sockel 101 in Form eines Edison-Schraubsockels gebildet. An den Sockel 101 schließt sich ein nach vorne (in Richtung der Längsachse L) erstreckendes, im Wesentlichen zylinderförmiges Treibergehäuse 102 an. Das Treibergehäuse 102 dient einer Unterbringung eines Treibers (o. Abb.).
Das Treibergehäuse 102 ist (in Bezug auf die Langsachse L) abschnittsweise von einem geschlossen ringformig ausgestalteten Träger 103 seitlich umgeben. Der Trager 103 weist eine ringartige Grundform auf, und zwar hier mittels mehrerer polygonzugartig aneinandergesetzter gerader Teilabschnitte 103a. Der Träger 103 weist sechs Teilabschnitte 103a auf, wobei benachbarte Teilabschnitte 103a um 60° um die Langsachse L (entsprechend einem Azimutwinkel von φ = 60°) winkelversetzt sind. Der Träger ist ferner senkrecht zu der Langsachse L angeordnet, was einer Ausrichtung in einer (x, y)-Ebene entspricht, falls die Längsachse L wie hier als die z-Achse angesehen wird.
Die geraden Teilabschnitte 103a weisen im Profil (siehe insbesondere 3) eine Dreiecksform auf, wobei eine innere Oberfläche 104i in Richtung der Langsachse L ausgerichtet ist und zwei gleich lange äußere Schenkel auf, welche eine schräg nach vorne oder oben geneigte Auflageflache 104o und eine schräg nach hinten oder unten geneigte Auflageflache 104u bilden. Die Auflageflache 104o und die Auflagefläche 104u stoßen direkt aneinander.
Die schräg nach vorne geneigte Auflageflache 104o weist eine Flächennormale n1 auf, die einen Polarwinkel θ von ca. 55° mit der Längsachse L aufweist (entsprechend einem Winkel von 55° zwischen der Auflagefläche 104o und einer horizontalen (x, y)-Ebene bzw. einer Ebene mit θ = 90° mit der Langsachse L). Die schrag nach hinten geneigte Auflagefläche 104u weist eine Flachennormale n2 auf, die einen Polarwinkel θ von ca. 125° mit der Längsachse L aufweist (entsprechend einem Winkel von 55° zwischen der Auflagefläche 104o und einer horizontalen (x, y)-Ebene).
Auf den Auflageflächen 104o und 104u jedes geraden Teilabschnitts 103a ist hier jeweils genau eine Halbleiterlichtquelle in Form einer Leuchtdiode 105 angeordnet. Die Leuchtdioden 105 sind also in Richtung der Flachennormalen n1 bzw. n2 ausgerichtet. Da hier sechs gerade Teilabschnitte 103a und damit je sechs Auflageflachen 104o und 104u vorhanden sind, sind auch eine erste Gruppe von sechs Leuchtdioden 105 schrag nach vorne und eine zweite Gruppe von sechs Leuchtdioden 105 schräg nach hinten ausgerichtet. Die Leuchtdioden 105 konnen ”nach vorne strahlende” Leuchtdioden sein, deren Helligkeitsmaximum auf ihrer jeweiligen Lichterzeugungs-Symmetrieachse liegt, hier also parallel zu der Flachennormalen n1 bzw. n2. Die Leuchtdioden 105 konnen aber auch ”breit strahlende” Leuchtdioden sein, deren Helligkeitsmaximum seitlich zu ihrer jeweiligen Lichterzeugungs-Symmetrieachse liegt, hier also schrag zu der Flächennormalen n1 bzw. n2. Insgesamt strahlt eine Leuchtdiode 105 als typischer Lambertscher Strahler Licht S im Wesentlichen in den vor der jeweiligen Auflageflache 104o oder 104u liegenden Halbraum ab.
Da die Auflageflächen 104o oder 104u seitlich äußere Bereiche darstellen, wird das von den Leuchtdioden 105 abgestrahlte Licht nur durch den Sockel 101 abgeschattet, wobei der Bereich des Sockels 101 zur Beleuchtung praktisch nicht relevant ist. Beispielsweise durch eine Wahl der Neigung der Auflageflächen 104o und 104u, des Radius' des Trägers 103 und der Art der Leuchtdioden 105 lässt sich das Lichtabstrahlmuster an viele gewünschte Randbedingungen anpassen. Insgesamt lasst sich so eine in Umfangsrichtung (Azimutrichtung) und Polarrichtung hochgradig gleichmäßige Lichtverteilung erreichen.
Die Leuchtdioden 105 des Tragers 103 sind zu ihrem Schutz von einer transparenten ringförmigen Abdeckung 106 überwölbt. In der ersten Ausführungsform der Leuchtvorrichtung 100a ist die Abdeckung 106 teilweise aufgeschnitten gezeichnet, und zwar an drei ringsektorförmigen Abschnitten A, wahrend sie in daran anschließenden drei ringsektorförmigen Abschnitten B geschlossen gezeigt ist. Die Abdeckung 106 ist an dem Träger 103 befestigt. Alternativ kann die Abdeckung 106 auch transluzent (insbesondere diffus streuend) sein. Die diffuse Streuung der Abdeckung 106 kann die Omnidirektionalitat und Homogenität der Abstrahlung allgemein noch weiter verbessern. Die Abdeckung kann insbesondere aus Kunststoff bestehen. Die Abdeckung 106 kann insbesondere auf dem Träger 103 aufgerastet, insbesondere aufgeklipst, und/oder aufgeklebt sein.
Der Trager 103 umgibt seitlich einen Kuhlkorper 107, z. B. aus Aluminium. Der Kühlkorper 107 ist an dem Treibergehause 102 befestigt. Wie insbesondere aus 2 ersichtlich, weist der Kuhlkorper 107 eine zylinderformige Hülse 108 auf, die entlang der Langsachse L ausgerichtet ist und zur Vergrößerung der Kuhlfläche dient. Die Hülse 108 ist durch parallel zu der Längsachse L und senkrecht zu der Hülse 108 ausgerichtete Kuhlrippen 109 sowohl mit dem Treibergehäuse 102 als auch mit dem Träger 103, insbesondere dessen innerer Oberfläche 104i, verbunden. Der Träger 103 wird folglich durch den Kuhlkörper 107 gehalten. Die Ausgestaltung des Kuhlkorpers 107 ist so, dass er in einer Längsrichtung durch Kühlluft durchstrombar ist. Der gesamte durch den Trager 103 umfasst Raum ist folglich zur Unterbringung des Treibergehäuses 102 und zur Kuhlung nutzbar.
Der Kühlkörper 107 kann in einer Variante thermisch gut leitend mit dem Treibergehäuse 101 verbunden sein, insbesondere einstuckig, so dass ein durch einen Betrieb des Treibers erwärmte Treibergehäuse 102 seine Wärme effektiv auf den Kuhlkorper 107 ableiten kann. Zudem wird die Mantelfläche des Treibergehauses 102 selbst von Kuhlluft überstrichen. Alternativ mag der Kühlkörper 107 in einer alternativen Variante thermisch von dem Treibergehause 101 entkoppelt sein, z. B. durch einen Bereich aus einem schlecht warmeleitenden Material, um einen zusätzlichen Wärmeeintrag von den Leuchtdioden 105 auf das Treibergehäuse 101 über den Kühlkörper 107 vermeiden zu können.
Zur Ableitung von Warme von den Leuchtdioden 105 weist der Träger 103 ein gut leitendes Material, z. B. Aluminium, auf, so dass Abwarme von den Leuchtdioden 105 uber den Trager 103 zu dem Kuhlkorper 107 leitbar ist. Die Bereiche des Tragers 103 zwischen den LED-Abdeckungen 106 werden ebenfalls als Kuhlflache(n) genutzt. Der Trager 103 kann auch als Kühlkorper oder als Teil eines Kühlkorpers (z. B. zusammen mit dem Kühlkörper 107) verstanden werden. Insbesondere mag der Kuhlkorper oder Teil davon dann als Trager für die Leuchtdioden 105 dienen. Die Auflageflächen 104o und 104u sind dann Auflageflachen des (erweiterten) Kühlkörpers 103, 107.
In einer Variante, welche auch unabhangig von diesem Ausfuhrungsbeispiel vorteilhaft ist, sind zumindest der Träger 103 und der Kühlkorper 107 einstückig ausgebildet, z. B. aus Aluminium. Diese Variante ist besonders einfach und preisgünstig herstellbar. Dies kann insbesondere mittels eines Vergussverfahrens, insbesondere eines Druckgussverfahrens, durchgeführt werden. Der einstuckige Körper 103, 107 weist diesbezüglich bevorzugt keine hinterschnittenen Bereiche auf.
Die 1 bis 3 können aber auch zur Beschreibung der Leuchtvorrichtung 100b. Die Leuchtvorrichtung 100b unterscheidet sich von der Leuchtvorrichtung 100a dadurch, dass der Träger 103 nun nicht mehr sechs im Wesentlichen direkt aneinander grenzende Teilabschnitte 103a aufweist. Vielmehr weist die Leuchtvorrichtung 100b nur die in den Abschnitten A gezeigten drei Teilabschnitte 103a auf. Benachbarte Teilabschnitte 103a sind nun 120° um die Längsachse L (entsprechend einem Azimutwinkel von φ = 120°) winkelversetzt.
Auf den Auflageflächen 104o und 104u jedes geraden Teilabschnitts 103a ist hier ebenfalls jeweils eine Halbleiterlichtquelle in Form einer Leuchtdiode 105 angeordnet. Da hier drei gerade Teilabschnitte 103a und damit jeweils drei Auflageflächen 104o und 104u vorhanden sind, sind auch eine erste Gruppe von drei Leuchtdioden 105 schräg nach vorne und eine zweite Gruppe von drei Leuchtdioden 105 schräg nach hinten ausgerichtet.
Entsprechend weist die Leuchtvorrichtung 100b zum Schutz der Leuchtdioden drei (insbesondere ringsektorförmige, Abdeckungen 111 auf. Die Abdeckungen 111 überwölben nur einen jeweiligen Teilabschnitt 103a.
Zwischen den Teilabschnitten 103a weist der Trager 103 der Leuchtvorrichtung 100b in den Abschnitten B ringsektorförmige Kühlstrukturen 110 auf, z. B. in Form von senkrecht stehenden Kühlrippen (z. B. ähnlich zu der in 5 gezeigten Kuhlstruktur 312). Dadurch wird gegenüber der Leuchtvorrichtung 100a eine Kühlleistung erhoht.
4 zeigt als Schragansicht in einer teilweise aufgeschnittenen Darstellung eine Leuchtvorrichtung 200 gemaß einer dritten Ausführungsform.
Die Leuchtvorrichtung 200 ist ähnlich aufgebaut wie die Leuchtvorrichtung 100a, außer dass nun der Träger 203 in Umfangsrichtung ringformig gekrümmte Auflageflächen 204o, 204u aufweist. An Befestigungsorten fur die Leuchtdioden 105 mögen die Auflageflächen 204o, 204u lokal planarisiert sein. Die so geformten Auflageflächen 204o, 204u ermoglichen eine in Umfangsrichtung versetzte Anordnung der ersten Gruppe der schrag nach vorne gerichteten Leuchtdioden 105v im Vergleich zu der zweiten Gruppe der schrag nach hinten gerichteten Leuchtdioden 105h. Dadurch kann eine noch bessere Gleichmäßigkeit der Lichtverteilung in Umfangsrichtung in einem gemeinsam von den Leuchtdioden 105v der ersten Gruppe und den Leuchtdioden 105h der zweiten Gruppe beleuchteten Raumbereich erreicht werden.
5 zeigt als Schrägansicht eine Leuchtvorrichtung 300 gemäß einer vierten Ausführungsform. 6 zeigt die Leuchtvorrichtung 300 in Draufsicht. 7 skizziert die Leuchtvorrichtung 300 als Seitenansicht in Schnittdarstellung.
Die Leuchtvorrichtung 300 weist nun einen Trager 303 auf, welcher drei, in Umfangsrichtung gleichbeabstandet angeordnete Tragerabschnitte 303 aufweist. Dies entspricht in einer anderen Betrachtungsweise einer Anordnung mit drei in Umfangsrichtung beabstandet angeordneten Tragern.
Jeder der Trägerabschnitte 303a weist jeweils eine schrag nach oben gerichtete Auflageflache 304o und eine schräg nach unten gerichtete Auflageflache 304u auf. Die Auflageflachen 304o bzw. 304u benachbarter Trägerabschnitte 303a sind folglich ebenfalls in Umfangsrichtung beabstandet angeordnet.
Zudem stoßen die Auflageflachen 304o und 304u eines Tragerabschnitts 303a nicht mehr direkt aneinander, sondern sind in Erstreckungsrichtung der Langsachse L voneinander beabstandet. Dies ermöglicht eine besonders gute Annäherung an eine Form einer herkommlichen Glühlampe. Zudem wird so eine verlangerte und folglich effektivere Kühlstruktur ermöglicht, welche das von den Leuchtdioden abgestrahlte Licht S nicht abschattet.
Jede der Auflageflachen 304o und 304u weist einen planarisierten Bereich 310 auf, auf welchem ein Substrat 311 mit jeweils zwei Leuchtdioden 105 befestigt ist.
Zwischen benachbarten Tragerabschnitten 303a befindet sich jeweils eine Kühlstruktur 312 in Form dreier senkrecht stehender Kuhlrippen 313. Der Trager 303 kann folglich auch als ein Kühlkörper angesehen werden, der gleichzeitig als Träger dient und dazu die Auflageflachen 304o und 304u aufweist.
Der das Treibergehause 102 mit dem Träger 303 verbindende Kühlkorper 307 weist sechs senkrecht stehende (in Richtung der Längsachse L ausgerichtete) Kuhlrippen (Stege) 314 auf, die in Draufsicht (entgegen der Längsachse L) radial ausgerichtet sind, siehe insbesondere 6. Eine den Kühlkörper 307 und die Kuhlstruktur 312 oder den Trager 303 als solches umfassende Kuhlstruktur 307, 312 oder 303 ist von Kuhlluft längsdurchstrombar (in Ausbreitungsrichtung der Langsachse) als auch querdurchstrombar (quer zu der Längsachse L). So wird eine effektive Kuhlung auch bei einer horizontal eingebauten Leuchtvorrichtung 300 erreicht.
In dem Zwischenraum zwischen dem Treibergehäuse 102 und dem Trager 303 können zur Erhöhung einer Kühlleistung noch weitere Kühlrippen 314a vorhanden sein.
Die drei Trägerabschnitte 303a weisen jeweilige (transparent oder transluzente bzw. klare oder diffuse) lichtdurchlässige Abdeckungen 315 auf. Die drei Abdeckungen 315 überdecken eine jeweils zugehörige Auflageflächen 304o und 304u und schließen bevorzugt im Wesentlichen flachenbundig nach Außen ab. Die Abdeckungen 315 konnen auf den Träger 303 aufgerastet, insbesondere aufgeklipst, und/oder aufgeklebt werden.
8 zeigt als Schrägansicht eine Leuchtvorrichtung 400 gemäß einer funften Ausführungsform.
Die Leuchtvorrichtung 400 ist ähnlich zu der Leuchtvorrichtung 100 aufgebaut, weist als Kühlkörper 407 aber nun mehrere senkrecht stehende, radial ausgerichtete Kühlrippen 407a auf.
9 zeigt als Schragansicht eine Leuchtvorrichtung 500 gemäß einer sechsten Ausfuhrungsform.
Die Leuchtvorrichtung 500 weist zwei unterschiedliche, entlang der Längsachse L beabstandet angeordnete ringförmige Trager 516, 517 auf. Der Trager 516 weist eine schrag nach vorne ausgerichtete oder geneigte, mit Leuchtdioden bestückte Auflageflache (z. B. ahnlich zu der Auflageflache 204o) auf, während der Träger 517 eine schrag nach hinten ausgerichtete oder geneigte, mit Leuchtdioden bestückte Auflageflache (z. B. ahnlich zu der Auflageflache 204u) aufweist.
Zwischen den Trägern 516, 517 befindet sich eine Kuhlstruktur 518 aus ringförmig angeordneten, beabstandeten Kuhlrippen oder Kühlstreben 519, welche eine Querbeluftung zulassen. Zwischen dem Treibergehäuse 101 und den Tragern 516, 517 befindet sich ein Kühlkorper 507 aus senkrecht stehenden, radial ausgerichteten Kühlrippen 507a. Die Kuhlrippen 507a können direkt an die Kühlstreben 519 angrenzen, oder es kann ein Abstand zwischen diesen bestehen (was eine Querdurchströmbarkeit verbessert). Der Kühlkorper 507 und die Kuhlstruktur 518 konnen zusammen mit den Trägern 516, 517 einstückig ausgebildet sein. Alternativ können sie z. B. zweistuckig in einer im Wesentlichen zu der (x, y)-Achse spiegelsymmetrischen Form ausgestattet sein.
Die Leuchtvorrichtung 500 weist eine gesteigerte Kühlleistung mit einer in praktischen Abständen von der Leuchtvorrichtung 500 gleichen Lichtverteilung im Vergleich zu der Leuchtvorrichtung 400 auf.
10 zeigt als Schnittdarstellung in Schrägansicht eine Leuchtvorrichtung 600 gemaß einer siebten Ausführungsform.
Die Leuchtvorrichtung 600 ist ahnlich zu der Leuchtvorrichtung 300 aufgebaut, weist jedoch nun eine aktive Lüftungseinrichtung in Form eines Lüfters 622 auf, welcher innerhalb des durch den Träger 303 seitlich umgebenen Bereichs angeordnet ist. Der Träger 303 mit seiner in Längsrichtung ausgedehnten Form stellt somit einen Luftkanal zur effektiven Luftförderung, insbesondere in Längsrichtung, dar.
Zur Unterbringung des Lüfters 622 kann der Treiber 623 innerhalb des Treibergehäuses 602 bzw. kann das Treibergehause 602 in einem hinteren oder rückwartigen Bereich der Leuchtvorrichtung 600 angeordnet sein.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.
So können Elemente und Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsformen auch gemischt oder ausgetauscht werden.
So mogen die Auflageflachen der Leuchtvorrichtungen allgemein jeweils eine, zwei oder mehr Leuchtdioden aufweisen.
Die Auflageflächen können allgemein bevorzugt um 55° gegen die Horizontale geneigt sein, müssen es aber nicht.
Ganz allgemein kann der Träger auch als Kühlkörper oder als Teil eines Kühlkörpers (z. B. zusammen mit dem eigentlichen Kühlkorper oder Kuhlkorperstruktur) verstanden werden. Insbesondere kann ein solcher Kuhlkorper oder Teil davon gleichzeitig als Träger für die Halbleiterlichtquellen dienen. Die Auflageflachen sind dann Auflageflachen des (erweiterten) Kühlkörpers.
Bezugszeichenliste

100a: Leuchtvorrichtung
100b: Leuchtvorrichtung
101: Sockel
102: Treibergehause
103: Träger
103a: Teilabschnitte
104i: innere Oberfläche
104o: schräg nach vorne geneigte Auflageflache
104u: schrag nach hinten geneigte Auflagefläche
105: Leuchtdiode
105v: nach vorne ausgerichtete Leuchtdiode
105h: nach hinten ausgerichtete Leuchtdiode
106: Ringformige Abdeckung
107: Kühlkörper
108: Hülse
109: Kuhlrippen
110: Kuhlstruktur
111: Abdeckung
200: Leuchtvorrichtung
203: Träger
204o: Auflagefläche
204u: Auflagefläche
300: Leuchtvorrichtung
303: Trager
303a: Trägerabschnitt
304o: schräg nach vorne gerichtete Auflageflache
304u: schräg nach hinten gerichtete Auflageflache
307: Kühlkörper
310: planarisierter Bereich
311: Substrat
312: Kühlstruktur
313: Kühlrippen
314: Kuhlrippen
314a: Kühlrippen
315: lichtdurchlässige Abdeckung
400: Leuchtvorrichtung
407: Kühlkorper
407a: Kühlrippen
500: Leuchtvorrichtung
507: Kuhlkorper
507a: Kuhlrippen
516: Trager
517: Träger
518: Kuhlstruktur
519: Kuhlstreben
520: Lichtdurchlässige Abdeckung
600: Leuchtvorrichtung
602: Treibergehäuse
622: Lufter
623: Treiber
A: Abschnitt des Trägers
B: Abschnitt des Trägers
L: Langsachse
n1: Flächennormale
n2: Flächennormale
r: r-Achse im Kugelkoordinatensystem
S: Licht
x: x-Achse
y: y-Achse
z: z-Achse
θ: Polarwinkel
φ: Azimutwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

http://de.wikipedia.org/wiki/Kugelkoordinaten – cite notetum.de-1in [0013]

Claims

Leuchtvorrichtung (100a; 100b; 200; 300; 400; 500; 600), aufweisend mindestens einen Träger (103; 203; 303; 516, 517), an dem mindestens eine Halbleiterlichtquelle (105) angeordnet ist, wobei der mindestens eine Träger (103; 203; 303; 516, 517) – eine zumindest abschnittsweise ringartige Grundform aufweist und senkrecht zu einer Längsachse (L) der Leuchtvorrichtung (100a; 100b; 200; 300; 400; 500; 600) angeordnet ist und – einen Kuhlkörper (107; 307; 407 507) zumindest abschnittsweise seitlich umgibt.
Leuchtvorrichtung (100a; 100b; 200; 400; 500) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Trager (103; 203; 516, 517) geschlossen ringförmig ausgestaltet ist.
Leuchtvorrichtung (100a; 100b; 200; 300; 400; 500; 600) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Halbleiterlichtquelle (105, 105v) an dem mindestens einen Träger (103; 203; 303; 516, 517) schrag nach vorne ausgerichtet angeordnet ist und mindestens eine Halbleiterlichtquelle (105, 105h) an dem mindestens einen Träger (103; 203; 303; 516, 517) schräg nach hinten ausgerichtet angeordnet ist.
Leuchtvorrichtung (200) nach Anspruch 1, wobei die schrag nach vorne ausgerichtet angeordneten Halbleiterlichtquellen (105, 105v) und die schrag nach hinten ausgerichtet angeordneten Halbleiterlichtquellen (105, 105h) in einer Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind.
Leuchtvorrichtung (100a; 100b; 200; 300; 400; 500; 600) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Trager (103; 203; 303; 516, 517) zumindest bereichsweise von mindestens einer an dem Trager (103; 203; 303; 516, 517) befestigten, mindestens eine der Halbleiterlichtquellen (105) abdeckenden lichtdurchlässigen Abdeckung (106; 111; 315; 520) uberwolbt ist.
Leuchtvorrichtung (100a; 100b; 200; 300; 400; 600) nach einem der vorhergehenden Anspruche, wobei der mindestens eine Träger (103; 203; 303) jeweils zwei Auflageflachen (104o, 104u; 204o, 204u; 304o, 304u) aufweist, von denen eine Auflagefläche (104o; 204o; 304o) schrag nach vorne ausgerichtet ist und eine andere Auflageflache (104u; 204u; 304u) schräg nach hinten ausgerichtet ist.
Leuchtvorrichtung (100a; 100b; 200; 400) nach Anspruch 6, wobei die zwei Auflageflächen (104o, 104u; 204o, 204u) direkt aneinander stoßen.
Leuchtvorrichtung (300; 500; 600) nach Anspruch 6 wobei die zwei Auflageflachen (304o, 304u) entlang der Langsrichtung (L) voneinander beabstandet sind.
Leuchtvorrichtung (300) nach einem der vorhergehenden Anspruche, wobei der mindestens eine Träger (303a) mehrere in Umfangsrichtung um die Längsachse (L) beabstandet angeordnete Träger (303a) oder Tragerabschnitte aufweist, welche dazwischen mindestens eine Kühlstruktur (312) aufweisen.
Leuchtvorrichtung (500) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Träger (516, 517) mehrere entlang der Längsachse (L) beabstandet angeordnete Träger (516, 517) oder Tragerabschnitte aufweist, welche dazwischen mindestens eine Kühlstruktur (518) aufweisen.
Leuchtvorrichtung (600) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Träger (303) mindestens eine aktive Luftungseinrichtung, insbesondere einen Lüfter (622), seitlich umgibt.
Leuchtvorrichtung (100a; 100b; 200; 300; 400; 500; 600) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kühlkörper (107; 307; 407 507) ein, insbesondere längliches, Treibergehäuse (102; 602) zumindest seitlich umschließt.
Leuchtvorrichtung (100a; 100b; 200; 300; 400; 500; 600) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtvorrichtung (100a; 100b; 200; 300; 400; 500; 600) eine Lampe, insbesondere eine Retrofitlampe, ist.