DE102012207608A1

DE102012207608A1 - Halbleiter-retrofitlampe mit zweiseitig angeordneten anschlusselementen

Info

Publication number: DE102012207608A1
Application number: DE201210207608
Authority: DE
Inventors: Fabian Reingruber; Carolin Mühlbauer; Markus Hofmann
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Ledvance GmbH
Priority date: 2012-05-08
Filing date: 2012-05-08
Publication date: 2013-11-14
Anticipated expiration: 2032-05-09
Also published as: CN104285096B; WO2013167419A1; DE102012207608B4; US9863628B2; US20150124443A1; CN104285096A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Halbleiter-Retrofitlampe (1) mit zweiseitig angeordneten Anschlusselementen (17), aufweisend einen röhrenförmigen Kühlkörper (5) mit mindestens einer außenseitigen Auflagefläche (6), wobei an der Auflagefläche (6) mindestens eine Halbleiterlichtquelle (2), insbesondere Leuchtdiode, angeordnet ist, ein in einen Hohlraum (9) des röhrenförmigen Kühlkörpers (5) eingebrachtes Treibergehäuse (10, 10a, 10b), wobei zwischen dem Treibergehäuse (10, 10a, 10b) und dem Kühlkörper (5) mindestens ein Strömungskanal (11, 11a, 11b) vorhanden ist. Das Verfahren dient zum Herstellen einer Halbleiter-Retrofitlampe (1) durch Bereitstellen eines mit Halbleiterlichtquellen (2) ausgerüsteten, röhrenförmigen Kühlkörpers (5) und Einschieben eines Treibergehäuses (10, 10a, 10b) in den das Treibergehäuse (10, 10a, 10b) kraftschlüssig haltenden Kühlkörper (5), so dass zwischen dem Treibergehäuse (10, 10a, 10b) und dem Kühlkörper (5) mindestens ein Strömungskanal (11, 11a, 11b) vorhanden ist. Die Erfindung ist besonders bevorzugt einsetzbar zum Ersatz einer Soffittenlampe durch eine LED-Retrofitlampe. Die Retrofit-Soffittenlampe ist insbesondere vorteilhaft einsetzbar im Bereich von Baulampen, Schiffslampen und Kraftfahrzeuglampen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Halbleiter-Retrofitlampe mit zweiseitig angeordneten Anschlusselementen und mindestens einer Halbleiterlichtquelle. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Halbleiter-Retrofitlampe. Die Erfindung ist besonders bevorzugt einsetzbar zum Ersatz einer Soffittenlampe durch eine LED-Retrofitlampe. Die Retrofit-Soffittenlampe ist insbesondere vorteilhaft einsetzbar im Bereich von Baulampen, Deckenleuchten, Schiffslampen und Kraftfahrzeuglampen.
Es sind LED-Retrofit-Soffittenlampen bekannt, die eine mit mehreren Leuchtdioden (LEDs) bestückte, starre Leiterplatte aufweisen. An der Leiterplatte ist an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils ein Soffittenkontakt befestigt. Die Leiterplatte kann zu ihrem Schutz von einem transparenten Rohr umgeben sein, wobei das Rohr stirnseitig von den Soffittenkontakten gehalten wird. Ein Treiber ist entweder auf der Leiterplatte vorhanden oder in einem der Soffittenkontakte untergebracht. Bei diesen LED-Retrofit-Soffittenlampen tritt das Problem auf, dass von den LEDs erzeugte Wärme nur wenig effektiv abführbar ist und folglich eine Leistung der LEDs begrenzt ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine Halbleiter-Retrofitlampe, insbesondere Retrofit-Soffittenlampe, bereitzustellen, welche eine verbesserte Wärmeabfuhr ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Halbleiter-Retrofitlampe mit zweiseitig angeordneten Anschlusselementen, wobei die Halbleiter-Retrofitlampe mindestens einen röhrenförmigen Kühlkörper mit mindestens einer außenseitigen Auflagefläche aufweist, wobei an der Auflagefläche mindestens eine Halbleiterlichtquelle angeordnet ist, und ein in einen Hohlraum des röhrenförmigen Kühlkörpers eingebrachtes Treibergehäuse aufweist, wobei zwischen dem Treibergehäuse und dem Kühlkörper mindestens ein Strömungskanal vorhanden ist.
Diese Anordnung weist den Vorteil auf, dass durch das Vorsehen des Kühlkörpers eine verbesserte Wärmeabführung von der Halbleiter-Retrofitlampe ermöglicht wird. Der Strömungskanal ermöglicht insbesondere einen ("inneren") Luftstrom zwischen dem Kühlkörper und dem Treibergehäuse entlang einer Längserstreckung des Kühlkörpers und damit auch entlang einer Innenseite des Kühlkörpers. Eine so vergrößerte Kühloberfläche des Kühlkörpers verbessert eine Kühlleistung weiter. Zudem ermöglicht der innere Luftstrom auch eine effektive Kühlung des Treibergehäuses und damit eine Abfuhr von Wärme eines in dem Treibergehäuse vorhandenen Treibers. Die verbesserte Wärmeabfuhr wiederum ermöglicht eine Verwendung leistungsstärkerer Halbleiterlichtquellen. Dies wird unterstützt durch die Beabstandung zumindest eines Teils des Treibergehäuses von dem Kühlkörper, wodurch der Treiber thermisch von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle entkoppelt wird.
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.
Die Halbleiter-Retrofitlampe kann insbesondere als eine (Halbleiter-)Retrofit-Soffittenlampe ausgestaltet sein. Unter einer Soffittenlampen kann allgemein ein zylinderförmiges, elektrisches Leuchtmittel verstanden werden, dessen zwei Kontakte an den beiden gegenüberliegenden Enden angebracht sind. In Diesem Fall sind die Anschlusselemente bevorzugt als Sockel oder Kontakte vom Typ R7, insbesondere R7s, ausgebildet. Die Halbleiter-Retrofitlampe kann insbesondere zum Ersatz von Halogen-Soffittenlampen verwendet werden.
Alternativ mag die Halbleiter-Retrofitlampe eine Retrofit-Leuchtstofflampe oder eine Retrofit-Linienlampe sein.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Treibergehäuse von dem Kühlkörper über Stege in einer Presspassung oder kraftschlüssig gehalten wird. Mittels der Presspassung lässt sich ein einfacher Zusammenbau der Halbleiter-Retrofitlampe erreichen, z.B. durch ein Einschieben des Treibergehäuses in den Kühlkörper. Die Presspassung ermöglicht zudem eine ausreichend feste Halterung des Treibergehäuses in dem Kühlkörper, insbesondere auch ohne weitere Befestigungsmittel wie Kleber, Schrauben, Rasten usw. (auch wenn diese optional verwendet werden können). Mittels der Stege wird ferner eine genaue und ausreichend große Beabstandung des Trägergehäuses von dem Kühlkörper auf eine einfache Weise ermöglicht. Die Stege weisen eine vergleichsweise geringe Querschnittsfläche in Strömungsrichtung der Luft auf und behindern folglich einen Luftstrom nur geringfügig. Auch wird durch die Stege eine Wärmeleitung zwischen dem Kühlkörper bzw. den Halbleiterlichtquellen einerseits und dem Treibergehäuse bzw. dem Treiber andererseits besonders klein gehalten.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Treibergehäuse aus einem Kunststoff gefertigt ist. Dieser ermöglicht eine preiswerte und geometrisch flexible Herstellung bei einer guten elektrischen Isolation.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass das Treibergehäuse mehrteilig ist und mittels der Presspassung zusammengehalten wird. So kann ein Treiber einfach in einen Teil des Treibergehäuses eingesetzt werden, dieser Teil des Treibergehäuses durch Deckeln mit einem anderen Teil geschlossen werden und das geschlossene Treibergehäuse in den Kühlkörper eingeschoben werden. Durch die Presspassung werden die Teile des Treibergehäuses zusammengehalten. Die Teile des Treibergehäuses brauchen nicht auch noch durch zusätzliche Mittel miteinander befestigt zu werden ("loses Deckeln"), können es optional aber werden. So mögen für eine zusätzliche Befestigung die Teile, z.B. zur Herstellung einer höheren Dichtigkeit, zusätzlich miteinander verschraubt oder verklebt werden. Das lose Deckeln kann eine Klemmpassung oder Presspassung der Teile des Treibergehäuses und/oder eine Verrastung umfassen. Das lose Deckeln kann sogar ein lockeres Deckeln der Teile des Treibergehäuses umfassen. Die Teile des mehrteiligen Treibergehäuses können insbesondere ohne Hinterschnitt gefertigt sein, was eine Herstellung in einem Gussverfahren, z.B. einem Kunststoff-Spritzgussverfahren, erheblich erleichtert.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Treibergehäuse zweiteilig ist und insbesondere ein Unterteil und ein Oberteil aufweist.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass sich miteinander zusammengesetzte Teile des Treibergehäuses, insbesondere deren Auflageränder, überlappen. So können Sicherheitsabstände (z.B. Luft- und Kriechstrecken) von einer Außenseite des Treibergehäuses zu einem in dem Treibergehäuse aufgenommenen Treiber verlängert werden, falls dies benötigt wird. Zudem wird so eine gute mechanische Positionierung zueinander unterstützt.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass das Treibergehäuse in den Kühlkörper einschiebbar ist. So kann eine besonders einfache Montage erreicht werden.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass der Kühlkörper ein offenes kreisförmiges Profil mit eingebogenen freien Enden aufweist. Ein solches Profil ist besonders einfach herstellbar, insbesondere durch ein Blechbiegen oder Strangpressen. Es ist eine Weiterbildung, dass zumindest einige der Stege in die eingebogenen freien Enden eingreifen. Durch diese Ausgestaltung wird ein Aufziehen des Kühlkörpers bei eingesetztem Treibergehäuse verhindert.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass der Kühlkörper ein Blechbiegeteil oder ein metallisches Strangpressteil ist. Der Kühlkörper kann insbesondere allgemein ein Blechteil sein.
Es ist zudem eine Weiterbildung, dass das Treibergehäuse eine längliche Form aufweist und insbesondere eine größere Länge aufweist als der Kühlkörper. Dadurch wird ein einfacher Zugang zu den Stirnseiten des Treibergehäuses, welche z.B. die Anschlusselemente aufweisen können, ermöglicht und zudem ein Einschieben erleichtert.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Treibergehäuse eine im Profil viereckige Grundform, insbesondere Außenkontur, aufweist. Der Kühlkörper kann eine im Querschnitt z.B. kreisförmige, ovale, eckige oder freiförmige Grundform, insbesondere Außenkontur, aufweisen. Jedoch sind die Profilformen oder Querschnittsformen von Kühlkörper und Treibergehäuse grundsätzlich nicht beschränkt.
An einer Seite können ein oder mehrere Anschlusselemente vorhanden sein. Die ein oder mehreren Anschlusselemente können die Form eines herkömmlichen Anschlusssockels aufweisen. Die Anschlusselemente stellen zumindest eine mechanische Anschlussmöglichkeit zur Halterung der Halbleiter-Retrofitlampe in einer Fassung bereit. Dabei brauchen nicht beide Seiten auch eine elektrische Anschlussmöglichkeit bereitzustellen, es kann beispielsweise eine einseitige elektrische Anschlussmöglichkeit ausreichen, z.B. mit zwei elektrischen Kontakten, z.B. Kontaktstiften. Das mindestens eine Anschlusselement an einer Seite mag also keinen elektrischen Kontakt oder ein oder mehrere elektrische Kontakte aufweisen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Treibergehäuse stirnseitig Anschlusselemente aufweist, welche zumindest teilweise, insbesondere vollständig, über den Kühlkörper hinausragen. Die Halbleiter-Retrofitlampe wird folglich mittels des Treibergehäuses gehaltert, so dass keine mechanische Belastung auf den Kühlkörper oder auf die Halbleiterlichtquellen oder deren Träger übertragen wird. Dies erhöht eine Lebensdauer und unterstützt eine genaue Lichtausstrahlung.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass zumindest ein Anschlusselement ein elektrisch leitfähiges Kontaktelement aufweist, welches zwischen zwei Teilen des Treibergehäuses, z.B. einem Unterteil und einem Oberteil, eingelegt ist. Dies vereinfacht einen Zusammenbau des Treibergehäuses. Das elektrisch leitfähige Kontaktelement kann beispielsweise eine elektrisch leitfähige, insbesondere metallische, Hülse und/oder einen elektrisch leitfähigen, insbesondere metallischen, Kontaktstift umfassen. Jedoch ist grundsätzlich jeder Sockel für eine mit zweiseitig angeordneten Anschlusselementen ausgerüstete Lampe verwendbar. So mag das Anschlusselement für eine Halbleiter-Retrofit-Soffittenlampe als ein Sockel vom Typ R7 oder R7s ausgebildet sein. Das elektrisch leitfähige Kontaktelement kann insbesondere durch die zwei Gehäuseteile kraftschlüssig und/oder formschlüssig gehalten werden.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der Kühlkörper stirnseitig einen Aufnahmerücksprung zum Einführen eines von dem Treibergehäuse vorstehenden Kabelkanals aufweist. Der Aufnahmerücksprung stellt einen Anschlag für den Kabelkanal dar und ermöglicht im Zusammenspiel mit dem Kabelkanal erstens eine genaue Positionierung des Treibergehäuses relativ zu dem Kühlkörper und zweitens eine Verdrehsicherheit des Trägergehäuses. Durch seine hochstehende Ausgestaltung können zudem Sicherheitsabstände zu den stromführenden Komponenten eingehalten werden und z.B. eine Berührung von durch den Kabelkanal geführten elektrischen Leitungen verhindert werden. Unter einem Kabelkanal kann insbesondere jegliche Durchführung durch das Treibergehäuse, d.h. zwischen einer Außenseite und einem Innenraum des Treibergehäuses, verstanden werden, welche zur elektrischen Verbindung mit dem Treiber geeignet und/oder vorgesehen ist.
Es ist eine Weiterbildung, dass die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mehrere auf einem gemeinsamen Träger, insbesondere Leiterplatte, angeordnete Halbleiterlichtquellen aufweist.
Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens eine Halbleiterlichtquelle auf einem Träger angeordnet ist. Es ist eine spezielle Weiterbildung, dass mehrere Halbleiterlichtquellen auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sind. Die Halbleiter-Retrofitlampe mag in anderen Worten mindestens einen Träger aufweisen, welcher jeweils mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle bestückt ist. Der Träger kann beispielsweise eine Leiterplatte sein, insbesondere eine Metallkernplatine, eine FR4-Platine, eine Keramikplatine oder eine Polyimidplatine. Der Träger mag ein starrer oder ein mechanisch flexibler Träger sein. Der mindestens eine Träger mag insbesondere an seiner Vorderseite mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle bestückt sein und mit seiner Rückseite an dem Kühlkörper aufliegen. Der Träger mag insbesondere über ein thermisches Schnittstellenmaterial ("Thermal Interface Material"; TIM) auf dem Kühlkörper befestigt sein, um eine gute Wärmeübertragung von dem Träger auf den Kühlkörper und ggf. eine elektrische Isolierung zu ermöglichen.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass mindestens eine außenseitige Auflagefläche eine bandförmige Grundform aufweist und mit in Reihe angeordneten Halbleiterlichtquellen belegt ist. Unter einem Halbleiterleuchtband kann insbesondere ein mit in einer Reihe angeordneten Halbleiterlichtquellen bestückter, bandförmiger Träger verstanden werden. Die bandförmige Grundform erleichtert eine Herstellung eines Lichtabstrahlmusters, das demjenigen einer zu ersetzenden länglichen Lampe ähnlich ist.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Halbleiter-Retrofitlampe mindestens einen Diffusor aufweist, welcher mindestens einer Halbleiterlichtquelle optisch nachgeschaltet ist. Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens eine außenseitige Auflagefläche von einem Diffusor überdeckt ist. Der Diffusor ermöglicht kann insbesondere eine einheitlichere Lichtabstrahlung in Bezug auf eine Helligkeit und/oder eine Farbe. Der Diffusor kann auch ein strahlformende, insbesondere abbildende, optische Eigenschaft aufweisen, z.B. durch eine Integration mindestens eines linsenartigen Bereichs. Der Diffusor kann also auch als eine Optik dienen.
Allgemein ist es eine Weiterbildung, dass die Halbleiter-Retrofitlampe mindestens eine Abdeckung aufweist, welche die mindestens eine Halbleiterlichtquelle zu ihrem Schutz abdeckt. Die Abdeckung kann beispielsweise klar sein. Die Abdeckung kann auch der Diffusor sein und diffus oder lichtstreuend lichtdurchlässig sein. Auch die Abdeckung kann eine strahlformende, insbesondere abbildende, optische Eigenschaft aufweisen, z.B. durch eine Integration mindestens eines linsenartigen Bereichs.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass auf der Auflagefläche ein mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle bestückter Träger aufliegt und der Diffusor den Träger auf die Auflagefläche drückt. Dies ermöglicht eine langzeitstabile und gegenüber Erschütterungen oder Vibrationen unempfindliche Fixierung des Trägers an dem Kühlkörper. Zudem wird so eine Wärmeübertragung zwischen dem Träger und dem Kühlkörper verbessert.
Die Abdeckung, insbesondere der Diffusor, kann für eine einfache und sichere Befestigung mit dem Kühlkörper oder mit dem Treibergehäuses verrastet werden und dazu beispielsweise mindestens einen Rast- oder Schnapphaken aufweisen. So kann eine axiale Fixierung von Kühlkörper und Treibergehäuse erreicht werden.
Es stellt für den Fall, dass der Kühlkörper stirnseitig den Aufnahmerücksprung zum Einführen des von dem Treibergehäuse vorstehenden Kabelkanals aufweist, eine Weiterbildung dar, dass die Abdeckung, insbesondere der Diffusor, den Aufnahmerücksprung in dem Kabelkanal verschließt. So kann für den Fall, dass die Abdeckung mit dem Kühlkörper verrastet ist, ein Herausgleiten des Kabelkanals aus dem Aufnahmerücksprung verhindert und eine axiale Fixierung und Sicherung des Treibergehäuses in dem Kühlkörper erreicht. Dies kann auch bei einer Verrastung der Abdeckung mit dem Treibergehäuse erreicht werden, da so die Abdeckung als ein Anschlag für den Kühlkörper dient. Dazu kann die Abdeckung insbesondere auch einen Kabelkanal oder einen anderen hochstehenden Vorsprung des Treibergehäuses überdecken, insbesondere auch seitlich in Bewegungsrichtung des Treibergehäuses gegen den Kühlkörper.
Es ist eine für eine Ermöglichung einer Querdurchströmung und damit verbesserten Kühlung der Halbleiter-Retrofitlampe bevorzugte Weiterbildung, dass der Kühlkörper in seiner Mantelfläche Aussparungen, z.B. Kühlschlitze oder Kühllöcher, aufweist. Es ist für den selben Zweck bevorzugt, dass bei einem Vorhandensein von Stegen diese nicht über die Längserstreckung des Treibers durchgehend ausgestaltet sind, sondern z.B. in Form von bezüglich der Längserstreckung in Reihe angeordneten, zueinander beabstandeten Stegabschnitten vorliegen. Die Stegabschnitte können auch in Umfangsrichtung des Treibergehäuses zueinander versetzt sein. Die Stegabschnitte können z.B. länglich oder stiftförmig sein.
Der Kühlkörper kann allgemein eine oder mehrere Kühlstrukturen aufweisen, z.B. Kühlschlitze, Kühlrippen, Kühllamellen, Kühlstifte usw.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Verfahren zum Herstellen einer Halbleiter-Retrofitlampe, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen eines mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle ausgerüsteten, röhrenförmigen Kühlkörpers und Einschieben eines Treibergehäuses in einen das Treibergehäuse in einer Presspassung haltenden Hohlraum des Kühlkörpers, so dass zwischen dem Treibergehäuse und dem Kühlkörper mindestens ein Strömungskanal vorhanden ist. Dieses Verfahren erbringt die gleichen Vorteile wie die oben beschriebene Halbleiter-Retrofitlampe und kann analog ausgestaltet werden.
Es ist beispielsweise eine Ausgestaltung, dass das Treibergehäuse mehrteilig ist, und dem Schritt des Einschiebens des Treibergehäuses die Schritte: Einsetzen eines Treibers in einen Teil des Treibergehäuses; und loses Deckeln dieses Teils des Treibergehäuses mit einem anderen Teil des Treibergehäuses vorausgehen und der Schritt des Einschiebens des Treibergehäuses ein Einschieben des lose gedeckelten Treibergehäuses in den das Treibergehäuse in der Presspassung haltenden Hohlraum des Kühlkörpers umfasst.
Insbesondere kann folgender Herstellungsablauf durchgeführt werden:

(a) Bereitstellen eines mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle ausgerüsteten, röhrenförmigen Kühlkörpers;
(b) Einsetzen eines Treibers in ein erstes Teil (insbesondere Unterteil) eines Treibergehäuses;
(c) Einsetzen mindestens eines elektrischen Kontaktelements in mindestens ein Anschlusselement des ersten Teils;
(d) Loses Deckeln des ersten Teils des Treibergehäuses mit einem zweiten Teil (insbesondere Oberteil oder Deckel) des Treibergehäuses;
(e) Einschieben des Treibergehäuses in einen Hohlraum des Kühlkörpers, bis ein vorstehender Kabelkanal des Treibergehäuses in einem Aufnahmerücksprung des Kühlkörpers aufgenommen ist;
(f) Befestigen, insbesondere Aufrasten, einer Abdeckung, insbesondere eines Diffusors, an der mindestens einen Halbleiterlichtquelle, so dass die Abdeckung den Kühlkörper mit dem Treibergehäuse fixiert.

In Schritt e) kann das Einschieben ein Einschieben des Treibergehäuses in einen Hohlraum des Kühlkörpers, bis ein vorstehender Kabelkanal des Treibergehäuses in einem Aufnahmerücksprung des Kühlkörpers aufgenommen ist, umfassen. Jedoch ist dies nicht notwendig, und der Kabelkanal kann beispielsweise außenseitig an dem Kühlkörper angeordnet sein, insbesondere in Anschlag mit dem Kühlkörper, insbesondere falls die Abdeckung an dem Treibergehäusebefestigt ist.
Schritt f) kann insbesondere ein Befestigen, insbesondere Aufrasten, einer Abdeckung, insbesondere eines Diffusors, über der mindestens einen Halbleiterlichtquelle, umfassen, so dass die Abdeckung den Aufnahmerücksprung mit dem darin eingeführten Kabelkanal verschließt.
Dieser Herstellungsablauf ist besonders einfach und preiswert durchführbar.
Der Herstellungsablauf kann auch einen oder mehrere Schritte zur elektrischen Verbindung oder Kontaktierung aufweisen, z.B. ein Löten einer elektrischen Verbindung, ein Verlegen von elektrischen Leitungen usw.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
1 zeigt in einer Ansicht von schräg oben eine LED-Retrofit-Soffittenlampe gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 zeigt die LED-Retrofit-Soffittenlampe gemäß der ersten Ausführungsform als Schnittdarstellung in Frontansicht;
3 zeigt in einer Ansicht von schräg oben ein Unterteil eines Treibergehäuses;
4 zeigt einen vergrößernden Ausschnitt des Unterteils aus 3 im Bereich einer Stirnseite;
5 zeigt in einer Ansicht von schräg oben einen Herstellungsschritt zum Herstellen der LED-Retrofit-Soffittenlampe gemäß der ersten Ausführungsform, bei welchem ein Treibergehäuse teilweise in einen Kühlkörper eingesetzt ist;
6 zeigt in einer Ansicht von schräg oben einen weiteren, späteren Herstellungsschritt zum Herstellen der LED-Retrofit-Soffittenlampe gemäß der ersten Ausführungsform, bei welchem ein Diffusor zum Aufsetzen auf dem Kühlkörper herangeführt worden ist;
7 zeigt in einer Ansicht von schräg oben einen stirnseitigen Ausschnitt aus der fertigen LED-Retrofit-Soffittenlampe gemäß der ersten Ausführungsform im Bereich des Diffusors; und
8 zeigt in einer Ansicht von schräg oben eine LED-Retrofit-Soffittenlampe gemäß einer zweiten Ausführungsform.
1 zeigt in einer Ansicht von schräg oben eine Halbleiter-Retrofitlampe in Form einer LED-Retrofit-Soffittenlampe 1, d.h., einer mit mehreren Leuchtdioden 2 als Halbleiterlichtquellen ausgerüsteten Lampe als Ersatz für eine herkömmliche Soffittenlampe.
Die Leuchtdioden 2 sind in Reihe auf einer Vorderseite 3 eines bandförmigen Trägers 4 in Form einer Leiterplatte angeordnet und bilden zusammen ein Halbleiterleuchtband in Form eines LED-Bands 2, 4. Der Träger 4 des LED-Bands 2, 4 liegt mit seiner Rückseite auf einer Außenseite eines offen rohrförmigen Kühlkörpers 5 auf, und zwar auf einer als bandförmige Vertiefung ausgestalteten außenseitigen Auflagefläche 6. Aufgrund der vertieften Ausgestaltung ist eine präzise Positionierung des Trägers 4 auf der Auflagefläche 6 möglich. Der Träger 4 des LED-Bands 2, 4 kann für eine effektive Wärmeübertragung z.B. über ein TIM auf der Auflagefläche 6 aufliegen.
Die Auflagefläche 6 und damit die Leuchtdioden 2 sind von einem diffus lichtdurchlässigen, länglichen Diffusor 6a überdeckt, welcher die gesamte Länge des Kühlkörpers 5 einnimmt. Der Diffusor 6a ist mit dem Kühlkörper 5 verrastet.
Wie auch in 2 gezeigt, weist der rohrförmige Kühlkörper 5 im Querschnitt eine unterseitig offene, ringsektorförmige Grundform auf, wobei die Auflagefläche 6 in einem Bereich eines oberseitigen Scheitelpunkts oder Apex vorliegt. An einer Stirnseite 7 weist die Auflagefläche 6 einen Aufnahmerücksprung 8 auf. Ferner sind im Querschnitt freie Enden des Kühlkörpers 5 als eingebogene Enden 5a ausgestaltet. Der Kühlkörper 5 ist für eine einfache und preiswerte Herstellung ein Blechbiegeteil oder ein metallisches Strangpressteil. Der Kühlkörper 5 kann beispielsweise aus Aluminium oder Stahl bestehen.
In einem Hohlraum 9 des Kühlkörpers 5 ist ein längliches, mehrteiliges Treibergehäuse 10 aus elektrisch isolierendem Kunststoff eingebracht. Das Treibergehäuse 10 weist hier im speziellen ein Unterteil 10a und ein Oberteil 10b auf. Das Treibergehäuse 10 weist eine größere Länge auf als der Kühlkörper 5 und steht zu beiden Stirnseiten 7 des Kühlkörpers 5 vor. Das Treibergehäuse 10 weist im Querschnitt oder Profil eine viereckige Grundform auf. Zwischen dem Treibergehäuse 10 und dem Kühlkörper 5 sind zwei im Wesentlichen spiegelsymmetrisch angeordnete Teil-Strömungskanäle 11a, 11b vorhanden, welche miteinander verbunden sind und auch als ein einziger Strömungskanal 11 angesehen werden können. Der Strömungskanal 11 bzw. die Teil-Strömungskanäle 11a und 11b werden durch einen Großteil der Innenfläche des Kühlkörpers 5 gebildet, so dass der Kühlkörper 5 eine große innere Wärmeübertragungsfläche oder Kühlfläche aufweist. Der Strömungskanal 11 ermöglicht einen besonders effektiven (Kühl-)Luftstrom in Längserstreckung bzw. entlang einer Längsachse L der LED-Retrofit-Soffittenlampe 1.
Die große Kühlfläche wird dadurch erreicht, dass das Treibergehäuse 10 von dem Kühlkörper 5 über Stege 12, 13, 14, 15 in einer Presspassung gehalten wird, die einen geringen Querschnitt in Strömungsrichtung aufweisen. Durch den geringen Querschnitt wird auch eine hochgradige thermische Entkopplung zwischen dem Kühlkörper 5 und dem Treibergehäuse 10 erreicht. Die Stege 12 bis 15 liegen hier jeweils als in Längsrichtung in Reihe angeordnete Stegabschnitte 12 bis 15 vor. Während die Stege 12 und 13 (bzw. die zugehörigen Stegabschnitte) auf einer Oberseite des Oberteils 10b des Treibergehäuses 10 angeordnet sind und von dort senkrecht nach oben ragen, sind die Stege 14 und 15 (bzw. die zugehörigen Stegabschnitte) auf einer Unterseite des Unterteils 10a des Treibergehäuses 10 angeordnet und ragen von dort senkrecht nach unten. Im speziellen kontaktieren die Spitzen der Stege 12 und 13 eine Unterseite der in den Hohlraum 9 hineinragenden Auflagefläche 6 und die Spitzen der Stege 14 und 15 greifen von innen in die eingebogenen freien Enden 5a des Kühlkörpers ein. Dadurch lässt sich der Kühlkörper 5 zur Herstellung der Presspassung zwar leicht in Richtung der Stege 12 bis 15 elastisch aufziehen, jedoch nicht seitlich aufbiegen, was eine erhöhte Stabilität ergibt.
Die über den Kühlkörper 5 vorstehenden Bereiche des Treibergehäuses 10 sind als Sockel vom Typ R7 ausgestaltet. Dazu sind an den Stirnseiten 16 des Treibergehäuses 10 jeweils R7s-kompatible Anschlusselemente 17 vorgesehen. Die Anschlusselemente dienen einer mechanischen Halterung der Halbleiter-Retrofitlampe 1 in einer R7s-kompatiblen Fassung als auch der elektrischen Kontaktierung. Die Anschlusselemente 17 sind also außerhalb des Kühlkörpers 5 angeordnet und ragen somit vollständig über den Kühlkörper 5 hinaus.
3 zeigt in einer Ansicht von schräg oben das wannenförmige Unterteil 10a des mehrteiligen Treibergehäuses 10, beispielsweise während eines Herstellungsschritts zum Herstellen der Halbleiter-Retrofitlampe 1. In dem Unterteil 10a ist ein Treiber 23 (der auf einem Träger 35, insbesondere Leiterplatte, befestigt ist) eingesetzt, welcher dazu dient, über die Anschlusselemente 17 empfangene elektrische Signale in zum Betreiben der Leuchtdioden 2 geeignete elektrische Signale umzusetzen.
Wie auch in 4 vergrößert dargestellt, sind die Anschlusselemente 17 als rohrförmige, stirnseitige Vorsprünge 18 ausgebildet, welche innenseitig mit einem elektrisch leitfähigen Rohr in Form eines Metallrohrs 19 als einem Kontaktelement ausgelegt sind. Zur Herstellung der Halbleiter-Retrofitlampe 1 wird hier das Metallrohr 19 zunächst in einen zum Unterteil 10a zugehörigen halben Vorsprung 18 eingelegt. Die Außenkontur des Metallrohrs 19 und die Innenkontur des Vorsprungs 18 sind so geformt, dass eine in Längsrichtung formschlüssige Aufnahme des Metallrohrs 19 in dem Vorsprung 18 erreicht wird.
Folgend kann das Oberteil 10b auf das Unterteil 10a lose, d.h. ohne weitere Befestigungsmittel, aufgesetzt oder gedeckelt werden, z.B. klemmend. Die Metallrohre 19 und ggf. auch der Treiber 23 sind dann zwischen dem Unterteil 10a und dem Oberteil 10b in einer Presspassung eingelegt.
5 zeigt in einer Ansicht von schräg oben einen Herstellungsschritt zum Herstellen der LED-Retrofit-Soffittenlampe 1, bei welchem das lose zusammengesetzte oder gedeckelte Treibergehäuse 10 durch Einschieben bereits teilweise in den Kühlkörper 5 eingesetzt ist. Durch die Pressung des Kühlkörpers 5 wird das Treibergehäuse 10 bereits ausreichend zusammengehalten.
Das Treibergehäuse 10 wird in einer Ausrichtung in den Kühlkörper 5 eingeschoben, bei welcher ein von dem Oberteil senkrecht nach oben stehender, an einem Endbereich angeordneter Kabelkanal 20 in dem Aufnahmerücksprung 8 anschlägt und darin aufgenommen ist. So kann eine genaue Positionierung des Treibergehäuses 10 relativ zu dem Kühlkörper 5 erreicht werden. Durch den Kabelkanal 20 kann mindestens eine elektrische Leitung (o.Abb.) von dem Treiber 23 zu den Leuchtdioden 2 geführt werden.
6 zeigt in einer Ansicht von schräg oben einen weiteren, späteren Herstellungsschritt zum Herstellen der LED-Retrofit-Soffittenlampe 1, bei welchem der Diffusor 6a zum Aufsetzen auf dem Kühlkörper 5 herangeführt worden ist. Der Kühlkörper 5 ist nun bereits mit dem LED-Band 2, 4 bestückt. Der Diffusor 6a weist an seiner Unterseite vier Rast- oder Schnapphaken 21 auf, um ihn mit dem Kühlkörper 5 rastend zu verbinden.
Wie 7 vergrößert zeigt, drückt der aufgerastete Diffusor 6a den Träger 4 auf die Auflagefläche 6 des Kühlkörpers 5, wodurch unter anderem ein Wärmeübergang zwischen dem Träger 4 und dem Kühlkörper 5 verbessert wird und eine Fixierung des Trägers 4 verstärkt wird. Zudem wird durch eine nach unten verlängerte Stirnseite 22 des Diffusors 6a der Kabelkanal 20 in dem Aufnahmerücksprung 8 gehalten und so ein Verschieben oder sogar Trennen des Treibergehäuses 10 von dem Kühlkörper 5 verhindert.
8 zeigt in einer Ansicht von schräg oben eine LED-Retrofit-Soffittenlampe 31 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die Retrofit-Soffittenlampe 31 ist ähnlich zu der LED-Retrofit-Soffittenlampe 1 aufgebaut, weist aber nun in einer Mantelfläche 32 des Kühlkörpers 33 Aussparungen in Form von Kühlschlitzen 34 auf, um eine Querdurchströmbarkeit zu verbessern.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
So kann anstelle des Diffusors auch eine klare oder transparente Abdeckung verwendet werden, die ggf. eine optische Eigenschaft, z.B. für eine Strahlführung, insbesondere für eine Abbildung, aufweisen kann.
Auch mag der Diffusor 6a o.ä. mit dem Oberteil 10b des Treibergehäuses 10 verrastet sein.
Der Diffusor 6a o.ä. mag ferner zumindest im Bereich des Kabelkanals 20 über dem Kühlkörper 5 hinausstehen und auch den Kabelkanal 20 überdecken. So kann auf den Aufnahmerücksprung 8 verzichtet werden, da eine Endfläche des Diffusors 6a als ein Anschlag für den Kabelkanal 20 dienen kann.

Claims

Halbleiter-Retrofitlampe (1; 31), insbesondere Retrofit-Soffittenlampe, mit zweiseitig angeordneten Anschlusselementen (17), wobei die Halbleiter-Retrofitlampe (1; 31) mindestens aufweist: – einen röhrenförmigen Kühlkörper (5) mit mindestens einer außenseitigen Auflagefläche (6), wobei an der Auflagefläche (6) mindestens eine Halbleiterlichtquelle (2), insbesondere Leuchtdiode, angeordnet ist, – ein in einen Hohlraum (9) des röhrenförmigen Kühlkörpers (5) eingebrachtes Treibergehäuse (10, 10a, 10b), – wobei zwischen dem Treibergehäuse (10, 10a, 10b) und dem Kühlkörper (5) mindestens ein Strömungskanal (11, 11a, 11b) vorhanden ist.
Halbleiter-Retrofitlampe (1; 31) nach Anspruch 1, wobei das Treibergehäuse (10, 10a, 10b) von dem Kühlkörper (5) über Stege (12, 13, 14, 15) in einer Presspassung gehalten wird.
Halbleiter-Retrofitlampe (1; 31) nach Anspruch 2, wobei das Treibergehäuse (10, 10a, 10b) mehrteilig ist und mittels der Presspassung zusammengehalten wird.
Halbleiter-Retrofitlampe (1; 31) nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei das Treibergehäuse (10, 10a, 10b) in den Kühlkörper (5) einschiebbar ist.
Halbleiter-Retrofitlampe (1; 31) nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei der Kühlkörper (5) ein offenes kreisförmiges Profil mit eingebogenen freien Enden (5a) aufweist und zumindest einige der Stege (12, 13, 14, 15) in die eingebogenen freien Enden (5a) eingreifen.
Halbleiter-Retrofitlampe (1; 31) nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei das Treibergehäuse (10, 10a, 10b) eine im Profil viereckige Grundform aufweist.
Halbleiter-Retrofitlampe (1; 31) nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei das Treibergehäuse (10, 10a, 10b) stirnseitig Anschlusselemente (17) aufweist, welche zumindest teilweise über den Kühlkörper (5) hinausragen.
Halbleiter-Retrofitlampe (1; 31) nach den Ansprüchen 3 und 7, wobei zumindest ein Anschlusselement (17) ein elektrisch leitfähiges Kontaktelement (19) aufweist, welches zwischen zwei Teilen (10a, 10b) des Treibergehäuses (10, 10a, 10b) eingelegt ist.
Halbleiter-Retrofitlampe (1; 31) nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei der Kühlkörper (5) stirnseitig einen Aufnahmerücksprung (8) zum Einführen eines von dem Treibergehäuse(10, 10a, 10b) vorstehenden Kabelkanals (20) aufweist.
Halbleiter-Retrofitlampe (1; 31) nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei mindestens eine außenseitige Auflagefläche (6) eine bandförmige Grundform aufweist und mit in Reihe angeordneten Halbleiterlichtquellen (2) belegt ist.
Halbleiter-Retrofitlampe (1; 31) nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei mindestens eine außenseitige Auflagefläche (6) von einem Diffusor (6a) überdeckt ist.
Halbleiter-Retrofitlampe (1; 31) nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei auf der Auflagefläche (6) ein mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle (2) bestückter Träger (4) aufliegt und der Diffusor (6a) den Träger (4) auf die Auflagefläche (6) drückt.
Halbleiter-Retrofitlampe (1; 31) nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei der Kühlkörper (5) ein Blechbiegeteil oder ein metallisches Strangpressteil ist.
Verfahren zum Herstellen einer Halbleiter-Retrofitlampe (1; 31), wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte aufweist: – Bereitstellen eines mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle (2) ausgerüsteten, röhrenförmigen Kühlkörpers (5); und – Einschieben eines Treibergehäuses (10, 10a, 10b) in einen das Treibergehäuse (10, 10a, 10b) in einer Presspassung haltenden Hohlraum (9) des Kühlkörpers (5), so dass zwischen dem Treibergehäuse (10, 10a, 10b) und dem Kühlkörper (5) mindestens ein Strömungskanal (11, 11a, 11b) vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Treibergehäuse (10, 10a, 10b) mehrteilig ist, dem Schritt des Einschiebens des Treibergehäuses (10, 10a, 10b) die Schritte: – Einsetzen eines Treibers (5) in einen Teil (10a) des Treibergehäuses (10, 10a, 10b); und – Loses Deckeln dieses Teils (10a) des Treibergehäuses (10, 10a, 10b) mit einem anderen Teil (10b) des Treibergehäuses (10, 10a, 10b) vorausgehen und der Schritt des Einschiebens des Treibergehäuses (10, 10a, 10b) ein – Einschieben des lose gedeckelten Treibergehäuses (10, 10a, 10b) in den das Treibergehäuse (10, 10a, 10b) in der Presspassung haltenden Hohlraum (9) des Kühlkörpers (5) umfasst.