DE102013112353A1

DE102013112353A1 - Leuchtdiodenbirne

Info

Publication number: DE102013112353A1
Application number: DE102013112353.8A
Authority: DE
Inventors: Shih-Ting Chiu; Chien-Wen Chiu; Yu-Te Lin
Original assignee: BEAUTIFUL LIGHT Tech CORP
Current assignee: BEAUTIFUL LIGHT Tech CORP
Priority date: 2013-06-24
Filing date: 2013-11-11
Publication date: 2015-01-15
Also published as: TW201500687A; US9182083B2; JP2015008123A; US20140376230A1; CN104235643A

Abstract

Eine Leuchtdiodenbirne schließt einen Lampenschirm, ein Lampengehäuse, einen Kühlkörper, einen Steuerkreis, Leuchtdiodenmodule und einen Lampensockel ein. Das Lampengehäuse ist mit dem Lampenschirm verbunden und schließt eine trichterförmige Verkleidung und ein Wärmeleitteil ein. Das Wärmeleitteil ist in der trichterförmigen Verkleidung angeordnet. Der Kühlkörper ist in dem Lampenschirm angeordnet und schließt eine wärmeabführende Hülle und einen wärmeabführenden Stumpf ein. Die wärmeabführende Hülle bedeckt das Wärmeleitteil. Der wärmeabführende Stumpf schließt eine obere Oberfläche, eine untere Oberfläche und vier seitliche Oberflächen ein. Der wärmeabführende Stumpf schließt eine zu der unteren Oberfläche vertikale Achse ein. Ein zwischen der Achse und jedem der seitlichen Oberflächen eingeschlossener Winkel ist kleiner als 90 Grad. Die Leuchtdiodenmodule haften an der oberen Oberfläche und den seitlichen Oberflächen an und sind mit dem Steuerkreis verbunden. Der Lampensockel ist mit dem Steuerkreis verbunden.

Description

Hintergrund
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Birne, und insbesondere auf eine Leuchtdiodenbirne.
Beschreibung des Standes der Technik
Leuchtdioden (LEDs) weisen die Vorteile der geringen Größe, der niedrigen Versorgungsspannung, der langen Lebensdauer und des Umweltschutzes auf. Deshalb haben Leuchtdiodenbirnen die konventionellen Wolfram-Glühbirnen nach und nach ersetzt und sind weitverbreitet. Um im Betrieb erzeugte Wärme von der Leuchtdiode zu entfernen, ist es üblich einen Wärmeleitkörper in der Leuchtdiode anzuordnen. Die Wärme wird an die äußere Atmosphäre abgeleitet durch Kontakt einer Oberfläche des Wärmeleitkörpers mit der äußeren Atmosphäre. Um die Wäremableitungsfunktion zu verbessern, werden viele Wärmeleitkörper außerdem mit wärmeabführenden Rippen versehen, um die Fläche der Oberfläche der Wärmeleitkörper, die im Kontakt mit der äußeren Atmosphäre sind, zu vergrößern.
Jedoch ist es schwierig solche Wärmeleitkörper herzustellen und zusammenzubauen. Zwar können die Wärmeleitkörper zusätzlich das Ziel der Wärmeableitung erreichen, typischerweise haben sie aber keine elektrische und Wärmeisolationsfunktion, sodass die Benutzer oft einen elektrischen Schlag bekommen oder sich beim Nehmen des Wärmeleitkörpers verbrühen. Darüber hinaus ist der Wärmeleitkörper groß, was nicht nur die gesamte Birne größer macht, sondern auch das Erscheinungsbild der Birne beeinträchtigt. Außerdem, obwohl die Leuchtdiodenbirne eigentlich eine Beleuchtungsfunktion hat, ist deren Lichtleistung schwach und hat demzufolge eine eingeschränkte Anwendbarkeit.
Daher wird eine Leuchtdiodenbirne mit einem größeren Lichtleistungsbereich und einer ausgezeichneten Wärmeableitfunktion benötigt, um die vorstehenden Probleme zu lösen.
Zusammenfassung
Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leuchtdiodenbirne bereitzustellen, die den Lichtemissionsbereich vergrößern kann und Funktionen der hohen Wärmeableitung und der elektrischen Isolation aufweist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leuchtdiodenbirne bereitzustellen, die die Verfahren zum Formen und Zusammenbauen vereinfacht und somit die Herstellungskosten senkt und ästhetischen und praktischen Nutzen erzielt.
Gemäß den oben genannten Aspekten stellt die vorliegende Erfindung eine Leuchtdiodenbirne bereit. Die Leuchtdiodenbirne schließt einen Lampenschirm, ein Lampengehäuse, einen Kühlkörper, einen Steuerkreis, eine Vielzahl von Leuchtdiodenmodulen und einen Lampensockel ein. Das Lampengehäuse ist mit dem Lampenschirm verbunden, wobei das Lampengehäuse eine trichterförmige Verkleidung und ein Wärmeleitteil einschließt. Das Wärmeleitteil ist in der trichterförmigen Verkleidung angeordnet, wobei das Wärmeleitteil ein hohler Zylinder ist und einen Aufnahmeraum aufweist. Der Kühlkörper ist in dem Lampenschirm angeordnet, wobei der Kühlkörper eine Wärmeabfuhrhülle bzw. wärmeabführende Hülle und einen Wärmeabfuhrstumpf bzw. wärmeabführenden Stumpf einschließt. Die wärmeabführende Hülle bedeckt eine äußere Oberfläche des Wärmeleitteils. Der wärmeabführende Stumpf ist mit der wärmeabführenden Hülle verbunden. Der wärmeabführende Stumpf schließt eine obere Oberfläche, eine untere Oberfläche und vier seitliche Oberflächen ein, wobei die obere und die untere Oberfläche rechteckig sind, und eine Fläche der oberen Oberfläche größer ist als eine Fläche der unteren Oberfläche, und die seitlichen Oberflächen umgekehrte Trapeze sind. Der wärmeabführende Stumpf schließt eine zur unteren Oberfläche vertikalen Achse ein, und ein zwischen der Achse und jeder der seitlichen Oberflächen eingeschlossener Winkel ist kleiner als 90 Grad. Der Steuerkreis ist in dem Aufnahmeraum angeordnet. Die Leuchtdiodenmodule sind an der oberen Oberfläche und den seitlichen Oberflächen des wärmeabführenden Stumpfs angehaftet, wobei die Leuchtdiodenmodule elektrisch mit dem Steuerkreis verbunden sind. Der Lampensockel ist sicher angebracht an einem unteren Ende der trichterförmigen Verkleidung und elektrisch mit dem Steuerkreis verbunden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt der zwischen der Achse und jeder der seitlichen Oberflächen eingeschlossene Winkel 0 bis 45 Grad. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt die Leuchtdiodenbirne außerdem einen leitfähigen Kleber ein, der den Aufnahmeraum füllt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist jedes der Leuchtdiodenmodule entweder ein Modul mit gemeinsamer Anode oder ein Modul mit gemeinsamer Kathode.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der wärmeabführende Stumpf an der wärmeabführenden Hülle durch Schraubmittel oder durch Lötmittel befestigt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die wärmeabführende Hülle und der wärmeabführende Stumpf miteinander eingebettet, um eine einstückige Struktur zu bilden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Kühlkörper aus einem Metall hergestellt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Lampengehäuse aus wärmeleitenden Kunststoffen hergestellt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat ein unteres Ende des Lampenschirms einen Flansch bzw. Bund und die trichterförmige Verkleidung einen eingebuchteten Rand entsprechend dem Bund, wobei der Bund und der eingebuchtete Rand miteinander verrasten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat ein unteres Ende der wärmeabführenden Hülle eine ringförmige Aussparung, und wenn der Bund und der eingebuchtete Rand miteinander verrasten liegt die ringförmige Aussparung an dem Bund an und sichert ihn.
Gemäß der zuvor genannten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, ist es bekannt, dass man einen Effekt der omnidirektionalen Beleuchtung bzw. der Rundumbeleuchtung erreichen kann, indem man die Leuchtdiodenmodule auf dem trapezförmigen wärmeabführenden Stumpf anordnet. Darüber hinaus wird, durch Verbinden der wärmeleitenden Kunststoffe mit dem Kühlkörper, die von den Leuchtdiodenmodulen erzeugte Wärme direkt von dem Kühlkörper an das Lampengehäuse geleitet, und weiter nach außen geleitet, sodass ein wärmeabführender Effekt erzielt wird. Außerdem hat das Lampengehäuse eine wärmeabführende und elektrische Isolationsfunktion, die den Benutzer davor schützen kann einen elektrischen Schlag zu bekommen oder sich zu verbrühen. Das Lampengehäuse der vorliegenden Erfindung ist aus wärmeleitendem Kunststoffen hergestellt, die einfacher geformt werden können und weniger kosten als ein konventioneller Wärmeleitkörper mit Kühlrippen. Des Weiteren können das Lampengehäuse und der Lampenschirm durch Verrasten zusammengebaut werden, wodurch ein ästhetischer und ein nützlicher Effekt erzielt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung kann zur Ganze verstanden werden, indem man die folgende detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen liest:
1 ist ein Explosions-Strukturdiagramm bzw. eine Explosionsdarstellung des Aufbaus, die eine Leuchtdiodenbirne gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine dreidimensionale Darstellung, die eine Leuchtdiodenbirne gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
3 ist eine schematische Querschnittsansicht der Leuchtdiodenbirne entlang der Linie A-A in 2.
Detaillierte Beschreibung
Bezug wird gleichzeitig auf 1 und 2 genommen. 1 und 2 sind eine Explosionsdarstellung des Aufbaus, die eine Leuchtdiodenbirne 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bzw. eine dreidimensionale Darstellung, die die Leuchtdiodenbirne 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel schließt die Leuchtdiodenbirne 100 einen Lampenschirm 110, ein Lampengehäuse 120, einen Kühlkörper 130, einen Steuerkreis 140 (wie in 3 gezeigt), eine Vielzahl von Leuchtdiodenmodulen 150 und einen Lampensockel 160 ein. Der Lampenschirm 110, das Lampengehäuse 120 und der Lampensockel 160 werden kombiniert und ergeben die Form einer typischen Birne.
Die Leuchtdiodenmodule 150 sind an einer Oberfläche des Kühlkörpers 130 angehaftet. Der Kühlkörper 130 und der Steuerkreis 140 sind in dem Lampenschirm 110 bzw. dem Lampengehäuse 120 angeordnet. Der Lampensockel 160 ist sicher an dem Lampengehäuse 120 angebracht und kann in eine Glühbirnenfassung geschraubt werden, um elektrischen Strom zum Steuerkreis 140 zu leiten, um die Leuchtdiodenmodule 150 zum Leuchten zu bringen. Wenn die Leuchtdiodenmodule 150 leuchten, wird die durch die Leuchtdiodenmodule 150 erzeugte Wärme zum Kühlkörper 130 geleitet und durch das Lampengehäuse 120 an die äußere Atmosphäre abgeführt.
Mit erneutem Bezug auf 1 und 2 ist der Lampenschirm 110 an dem Lampengehäuse 120 angeordnet und mit dem Lampengehäuse 120 verbunden. In einer Ausführungsform kann der Lampenschirm 110 aus Kunststoffen oder einem anderen transparenten Materialien hergestellt sein. Das Lampengehäuse 120 schließt eine trichterförmige Verkleidung 122 und ein wärmeleitendes Teil 124 ein. Das Wärmeleitteil 124 ist in der trichterförmigen Verkleidung 122 angeordnet. Unter gleichzeitigem Bezug auf 3, ist 3 eine schematische Querschnittsansicht der lichtemittierenden Diodenbirne entlang der Linie A-A in 2. Das Wärmeleitteil 124 ist ein hohler Zylinder und weist einen Aufnahmeraum 124a auf. In einer Ausführungsform weist ein oberes Ende der trichterförmigen Verkleidung 122 einen eingebuchteten Rand 122a auf und ein unteres Ende des Lampenschirms 110 einen Bund 110a. Der Bund 110a korrespondiert mit dem eingebuchteten Rand 122a, sodass das Lampengehäuse 120 und der Lampenschirm 110 durch Verrasten des eingebuchteten Randes 122a und des Bundes 110a miteinander verbunden werden können. In einer Ausführungsform ist das Lampengehäuse 120 aus wärmeleitenden Kunststoffen hergestellt. Der Steuerkreis 140 kann in dem Aufnahmeraum 124a des Wärmeleitteils 124 angeordnet sein. Der Lampensockel 160 ist sicher an einem unteren Ende der trichterförmigen Verkleidung 122 angebracht und elektrisch mit dem Steuerkreis 140 verbunden. In einer Ausführungsform schließt die Leuchtdiodenbirne 100 der vorliegenden Erfindung außerdem leitfähigen Kleber 170 ein, wobei der leitfähige Kleber 170 den Aufnahmeraum 124a füllen kann, um so die Wärmeleiteffizienz des Wärmeleitteils 124 zu erhöhen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 und 3 ist der Kühlkörper 130 in dem Lampenschirm 110 angeordnet und mit dem Lampengehäuse 120 verbunden. Der Kühlkörper 130 wird hauptsächlich dazu verwendet Wärme zu dem Lampengehäuse 120 zu leiten, sodass Wärme an die äußere Atmosphäre abgeführt werden kann. Der Kühlkörper 130 kann aus einem Metall hergestellt sein. Der Kühlkörper 130 kann eine wärmeabführende Hülle 132 und einen wärmeabführenden Stumpf 134 einschließen. Die wärmeabführende Hülle 132 bedeckt eine äußere Oberfläche des Wärmeleitteils 124. In einer Ausführungsform kann die wärmeabführende Hülle 132 ein Kegelstumpf sein. Jedoch kann die wärmeabführende Hülle 132 ein Stumpf in einer anderen Form sein, wie z. B. ein polygonaler Stumpf, entsprechend einer Form des Wärmeleitteils 124. Zusätzlich kann die wärmeabführende Hülle 132 mit dem Wäremleitungsteil 124 durch Verschrauben oder unter Verwendung von wärmeleitfähigem Kleber verbunden werden, sodass die Wärme der wärmeabführenden Hülle 132 an das Wärmeleitteil 124 geleitet werden kann. Wie in 3 gezeigt, kann in einer Ausführungsform ein unteres Ende der wärmeabführenden Hülle 132 eine ringförmige Aussparung 132a aufweisen. Da die wärmeabführende Hülle 132 eine Hülle ist, wird, wenn das Lampengehäuse 120 und der Lampenschirm 110 miteinander verrastet sind, die wärmeabführende Hülle 132 durch den Bund 110a des Lampenschirms 110 geklemmt. Demzufolge liegt die ringförmige Aussparung 132a an dem Bund 110a an, um einen Sicherungseffekt zu erzielen.
Der wärmeabführende Stumpf 134 ist mit der wärmeabführenden Hülle 132 verbunden. In einer Ausführungsform sind die wärmeabführende Hülle 132 und der wärmeabführende Stumpf 134 miteinander eingebettet, um eine einstückige Struktur zu bilden. In anderen Ausführungsformen ist der wärmeabführende Stumpf 134 durch Schraubmittel oder durch Lötmittel an der wärmeabführenden Hülle 132 befestigt. Der wärmeabführende Stumpf 134 schließt eine obere Oberfläche 134a, eine untere Oberfläche 134b und vier seitliche Oberflächen 134c ein. Die obere Oberfläche 134a und die untere Oberfläche 134b sind rechteckig, und eine Fläche der oberen Oberfläche 134a ist größer als eine Fläche der unteren Oberfläche 134b, sodass die seitlichen Oberflächen 134c umgekehrte Trapeze sind. Wie in 3 gezeigt, hat der wärmeabführende Stumpf 134 zusätzlich eine Achse S vertikal zu der unteren Oberfläche 134b. Ein zwischen der Achse S und jeder der seitlichen Oberflächen 134c eingeschlossener Winkel θ ist kleiner als 90 Grad. Demzufolge ist jede der seitlichen Oberflächen 134c zu der Achse S geneigt. Die Leuchtdiodenmodule 150 sind jeweils an der oberen Oberfläche 134a und den seitlichen Oberflächen 134c des wäremabführenden Stumpfs 134 angeheftet, wobei die Leuchtdiodenmodule 150 elektrisch mit dem Steuerkreis 140 verbunden sind. Wenn die Leuchtdiodenmodule 150 auf der oberen Oberfläche 134a und den seitlichen Oberflächen 134c gleichzeitig leuchten, können die Leuchtdiodenmodule 150 einen Rundumbeleuchtungseffekt erzielen. In einer Ausführungsform kann der zwischen der Achse S und jeder der seitlichen Oberflächen 134c eingeschlossene Winkel θ 0 bis 45 Grad betragen.
In einer weiteren Ausführungsform kann jede der Leuchtdiodenmodule 150 ein Modul mit gemeinsamer Anode oder ein Modul mit gemeinsamer Kathode sein. Wenn die Leuchtdiodenmodule 150 auf dem wärmeabführenden Stumpf 134 angeordnet sind, sind die Anoden oder Kathoden der Leuchtdiodenmodule 150 miteinander durch den wärmeabführenden Stumpf 134 verbunden.
Zusammenfassend ist ein Wärmeabführprozess der lichtemittierenden Diodenbirne 100 der vorliegenden Erfindung wie folgt beschrieben. Wärme, die durch die Leuchtdiodenmodule 150 erzeugt wird, wird zuerst von dem wärmeabführenden Stumpf 134 zu der wärmeabführenden Hülle 132 geleitet. Da die wärmeabführende Hülle 132 mit dem Wärmeleitteil 124 Kontakt hat, und das Wärmeleitteil 124 aus wärmeleitenden Kunststoffen hergestellt ist, wird die zu der wärmeabführenden Hülle 132 geleitete Wärme weiter zu dem Wärmeleitteil 124 geleitet. Da das Wäremleitungsteil 124 außerdem eine Wärmeleitungsfunktion hat, wird die Wärme, die zu dem Wärmeleitteil 124 geleitet wurde, weiter zu der trichterförmigen Verkleidung 122 geleitet und an die äußere Atmosphäre abgeführt, um einen Wärmeabführeffekt zu erzielen.
Gemäß der vorstehenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist bekannt, dass die Leuchtdiodenmodule auf dem trapezförmigen, wärmeabführenden Stumpf angeordnet sind. Wenn die Leuchtdiodenmodule leuchten, strahlen die Leuchtdiodenmodule daher Licht von der oberen Oberfläche und den seitlichen Oberflächen des wärmeabführenden Stumpfs aus, wodurch ein Effekt der Rundumbeleuchtung erzielt wird.
Gemäß den vorstehenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist bekannt, dass das Lampengehäuse aus wärmeleitenden Kuststoffen und der Kühlkörper aus Metall hergestellt sind. Daher kann die von den Leuchtdiodenmodulen erzeugte Wärme direkt von dem Kühlkörper zum Lampengehäuse geleitet werden und weiter an die äußere Atmosphäre abgeführt werden durch Verbinden des Kühlkörpers mit dem Lampengehäuse, um eine ausgezeichnete Wärmeableitfunktion zu erzielen. Darüber hinaus weist das Lampengehäuse Funktionen zur Wärmeableitung und zur elektrischen Isolation auf, wodurch verhindert werden kann, dass die Benutzer einen elektrischen Schlag bekommen oder sich verbrühen. Gemäß der vorstehenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist bekannt, dass das Lampengehäuse aus wärmeleitenden Kunststoffen hergestellt ist, die einfacher zu formen sind und weniger kosten als konventionelle Kühlkörper mit Kühlrippen. Außerdem werden das Lampengehäuse und der Lampenschirm durch Verrasten zusammengebaut, um eine Birne mit integrierter Struktur zu formen, wodurch ein ästhetischer und ein nützlicher Effekt erzielt werden.

Claims

Leuchtdiodenbirne, umfassend einen Lampenschirm, ein Lampengehäuse, das mit dem Lampenschirm verbunden ist, wobei das Lampengehäuse umfasst: eine trichterförmige Verkleidung; und ein Wärmeleitteil, das in der trichterförmigen Verkleidung angeordnet ist, wobei das Wärmeleitteil ein hohler Zylinder ist und einen Aufnahmeraum aufweist; einen Kühlkörper, der in dem Lampenschirm angeordnet ist, wobei der Kühlkörper umfasst: eine wärmeabführende Hülle, die die äußere Oberfläche des Wärmeleitteils bedeckt; und einen wärmeabführenden Stumpf, der mit der wärmeabführenden Hülle verbunden ist und eine obere Oberfläche, eine untere Oberfläche und vier seitliche Oberflächen umfasst, wobei die obere Oberfläche und die untere Oberfläche rechteckig sind, eine Fläche der oberen Oberfläche größer ist als eine Fläche der unteren Oberfläche, und die seitlichen Oberflächen umgekehrte Trapeze sind, wobei der wärmeabführende Stumpf eine Achse umfasst, die vertikal zu der unteren Oberfläche ist, und ein zwischen der Achse und jeder der seitlichen Oberflächen eingeschlossener Winkel kleiner als 90 Grad ist; einen Steuerkreis, der in dem Aufnahmeraum angeordnet ist; eine Vielzahl von Leuchtdiodenmodulen, die auf der oberen Oberfläche und den seitlichen Oberflächen des wärmeabführenden Stumpfs angehaftet sind, wobei die Leuchtdiodenmodule elektrisch mit dem Steuerkreis verbunden sind, und einen Lampensockel, der an einem unteren Ende der trichterförmigen Verkleidung sicher angebracht ist und elektrisch mit dem Steuerkreis verbunden ist.
Leuchtdiodenbirne gemäß Anspruch 1, wobei der zwischen der Achse und jeder der seitlichen Oberflächen eingeschlossene Winkel 0 bis 45 Grad beträgt.
Leuchtdiodenbirne gemäß Anspruch 1, die außerdem leitfähigen Kleber umfasst, der den Aufnahmeraum füllt.
Leuchtdiodenbirne gemäß Anspruch 1, wobei jede der Leuchtdiodenmodule ein Diodenmodul mit gemeinsamer Anode oder ein Diodenmodul mit gemeinsamer Kathode ist.
Leuchtdiodenbirne gemäß Anspruch 1, wobei der wärmeabführende Stumpf an der wärmeabführenden Hülle durch Schraubmittel oder durch Lötmittel befestigt ist.