DE102017130850A1

DE102017130850A1 - LED String in Glaskanüle

Info

Publication number: DE102017130850A1
Application number: DE102017130850.4A
Authority: DE
Inventors: Armin Konrad; Ralph Höck
Original assignee: Ledvance GmbH
Current assignee: Ledvance GmbH
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2019-06-27
Anticipated expiration: 2037-12-22
Also published as: DE102017130850B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine LED-Anordnung (1) für ein Leuchtmittel und ein entsprechendes Leuchtmittel. Insbesondere betrifft die Erfindung eine LED-Anordnung (1) welche auf die Verwendung von PCB-Material für eine Lightengine verzichtet. Entsprechend wird eine LED-Anordnung (1) vorgeschlagen, welche eine Mehrzahl von LEDs (2) und eine lichtdurchlässige Trägerhülle (3) aufweist, wobei die LEDs (2) in der Trägerhülle angeordnet und direkt von der Trägerhülle (3) gehalten sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine LED-Anordnung für ein Leuchtmittel und ein entsprechendes Leuchtmittel.
Stand der Technik
LEDs werden bisher in der Regel auf durchgehende PCB-Streifen bzw. Leiterplatten gelötet und mittels Leiterbahnen elektrisch miteinander verbunden um sogenannte Lightengines (LE) bereitzustellen.
Die PCB funktioniert dabei einerseits als Träger für die Leiterbahnen, um die LEDs und gegebenenfalls andere elektronische Bauteile mit elektrischer Energie zu versehen, und andererseits als mechanischer Träger für die LEDs, wobei die PCB gleichzeitig zumindest teilweise eine Wärmeübertragungsfunktion übernimmt.
Die Verwendung von PCB-Material führt jedoch zu hohen Kosten in der Herstellung und erfordert oft aufwendige Herstellungsverfahren. Gleichzeitig können bei Erhitzung Verunreinigungen aus der PCB austreten und freigesetzt werden, welche die Funktion der LEDs beeinträchtigen können. Weiterhin ist für jede alternative Anwendung bzw. für jedes Leuchtmittel eine entsprechende Anpassung des PCB-Designs erforderlich, sodass eine flexible bzw. modulare Verwendung der PCB nicht möglich ist.
Darstellung der Erfindung
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Lightengine für ein Leuchtmittel sowie ein entsprechendes Leuchtmittel bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch eine LED-Anordnung und ein Leuchtmittel mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Entsprechend wird eine LED-Anordnung für ein Leuchtmittel vorgeschlagen, welche eine Mehrzahl von LEDs und eine lichtdurchlässige Trägerhülle aufweist. Die LEDs sind dabei in der Trägerhülle angeordnet und sind von der Trägerhülle direkt gehalten.
Die Trägerhülle umgibt bzw. umschließt die Mehrzahl von LEDs zumindest teilweise, bevorzugt vollständig. Die lichtdurchlässige Trägerhülle ermöglicht, dass von den LEDs emittierendes Licht durch eine Wand der Trägerhülle austreten kann. Mit anderen Worten ist die Trägerhülle bevorzugt im Wesentlichen transparent. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Trägerhülle zumindest teilweise opak oder derart ausgebildet ist, dass das austretende Licht gestreut wird.
Weiterhin ist die Trägerhülle ausgebildet, um die Mehrzahl von LEDs zu halten. Die LEDs werden dabei direkt von der Trägerhülle gehalten. Mit anderen Worten ist zwischen einer Innenwand der Trägerhülle und der jeweiligen LED kein weiteres Substrat vorgesehen, sodass die LEDs direkt an einer Innenwand der Trägerhülle anliegen. Beispielsweise können die LEDs teilweise flächig ausgebildet sein oder Kanten aufweisen, wobei zwischen den LEDs und der Trägerhülle Kontaktpunkte gebildet sind. Die LEDs können jedoch auch eine abgerundete Form aufweisen. Entsprechend werden die LEDs von der Trägerhülle getragen bzw. gelagert. Dies hat den Vorteil, auf eine PCB als Substrat für die LEDs verzichtet werden kann.
Die Trägerhülle kann dabei im Wesentlichen flexibel sein, sodass die LED-Anordnung zumindest teilweise gebogen werden kann, gewährt jedoch einen hinreichenden Halt für die LEDs, um eine unerwünschte Verschiebung der LEDs zu verhindern. Mit einer flexiblen Trägerhülle kann die LED-Anordnung beispielsweise an eine für eine Anwendung gewünschte Form einfach angepasst werden. Die Trägerhülle kann jedoch ebenfalls aus einem im Wesentlichen starken Material ausgebildet sein, was unter anderem den Vorteil hat, dass die LED-Anordnung gegen äußere Einwirkungen geschützt ist.
Weiterhin können die LEDs mittels mindestens eines Einzeldrahts in Serie elektrisch miteinander verbunden sein. Entsprechend können die LEDs in der Trägerhülle linear angeordnet sein, wobei die einzelnen LEDs jeweils mit einem Einzeldraht mit einer anderen LED elektrisch verbunden sind.
Das Bereitstellen der elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen den LEDs mit Einzeldrähten hat den Vorteil, dass auf eine PCB mit entsprechenden Leiterbahnen verzichtet werden kann. Die Trägerhülle ist dabei bevorzugt aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet, sodass die LEDs abgesehen von den Einzeldrähten ebenfalls elektrisch isoliert sind. Weiterhin können Einzeldrähte vorgesehen sein, um die LED-Anordnung mit beispielsweise einem Treiber eines Leuchtmittels elektrisch zu verbinden.
Die Einzeldrähte können mit der jeweiligen LED mittels Löten, Schweißen, Pressen oder Krimpen elektrisch leitfähig verbunden sein. Beispielsweise können die LEDs in einem Herstellungsverfahren mittels Schweißen oder Löten verbunden sein, wobei diese Prozessschritte in bestehenden Verfahren implementiert sein können. Durch die Einzeldrähte werden die für PCBs üblichen Leiterbahnen ersetzt, sodass für die elektrische Schaltung ebenfalls auf die PCB verzichtet werden kann.
Eine Beabstandung der LEDs kann dabei durch eine Länge des jeweiligen Einzeldrahts vorgegeben sein, wobei die Länge der Einzeldrähte entweder homogen oder variabel ist. Beispielsweise kann eine größere Beabstandung zwischen LEDs vorgesehen sein, wobei die Länge des dazu erforderlichen Einzeldrahts entsprechend vergrößert ist. Es können jedoch auch in einer LED-Anordnung unterschiedliche Beabstandungen zwischen den LEDs vorgesehen sein, um beispielsweise ein konzentriertes oder diffuses Licht in einem Bereich der LED-Anordnung bereitzustellen. Die Einzeldrähte können dabei ebenfalls an die gewünschte Beabstandung angepasst sein.
Die Trägerhülle ist bevorzugt ein rohrförmiger Hohlkörper. So kann die Trägerhülle bevorzugt einen länglichen Innenraum aufweisen, worin die LEDs aufgenommen und angeordnet sind. Zwar können die LEDs und gegebenenfalls die Einzeldrähte ebenfalls von der Trägerhülle umgeben sein, beispielsweise mittels eines Gussverfahrens, ein rohrförmiger oder im Wesentlichen zylindrischer Hohlkörper bzw. ein länglicher Innenraum hat jedoch den Vorteil, dass die LEDs einfach in die Trägerhülle eingeführt werden können.
Bevorzugt ist die Trägerhülle eine Kanüle. Entsprechend kann die Trägerhülle ebenfalls aus Glas gebildet sein. Beispielsweise kann die Kanüle aus einem Kalk-Natron-Glas gefertigt sein. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass die Trägerhülle die in der Trägerhülle angeordneten LEDs einerseits gegen äußere Einwirkungen geschützt und robust ausgebildet ist, wobei gleichzeitig ein kostengünstiges und schnelles Herstellungsverfahren ermöglicht wird, insbesondere im Vergleich zu einer Herstellung mit PCB-Materialien mit geringer Ausgasung wie FR4.
Um die Einführung von LEDs in die Trägerhülle und ein Verschieben der LEDs innerhalb der Trägerhülle zu vereinfachen, weist die Trägerhülle in einer Längsrichtung bevorzugt einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt auf. Ein konstanter Querschnitt ist ebenfalls einfacher und sicherer in der Herstellung und verhindert beim Einführen eine Fehlorientierung der LEDs.
Der Querschnitt kann dabei eine im Wesentlichen ovale, elliptische oder runde Form aufweisen. So kann die LED-Anordnung durch eine entsprechende Formgebung des Querschnitts beispielsweise an eine Anwendung angepasst sein, beispielsweise um eine für eine Aufnahme entsprechende Form und/oder Dimensionierung eines Leuchtmittels bereitzustellen oder ist dieser an eine LED-Form angepasst. Alternativ kann der Querschnitt jedoch auch tropfenförmig, eiförmig oder mehreckig ausgebildet sein.
Beispielsweise kann ein runder Querschnitt ein größeres Volumen und gegebenenfalls eine Mehrzahl von LED-Anordnungen aufweisen während gleichzeitig eine verbesserte mechanische Stabilität bereitgestellt wird. Alternativ kann ein ovaler Querschnitt für eine Anwendung mit einer geringeren Höhe vorteilhaft sein, wobei die ovale Form gleichzeitig eine größere Kontaktfläche mit einer angrenzenden Form, beispielsweise eines die Trägerhülle umschließenden Hüllkolbens, und somit einen verbesserten Wärmetausch bereitstellt.
Der Querschnitt kann sich dabei an einem Ende verjüngen oder eine Arretierung aufweisen, sodass die LEDs beim Einführen in die Trägerhülle nicht aus dem Ende austreten können. Beispielsweise kann das Ende sich derart verjüngen, dass das Ende nur eine Öffnung für einen Einzeldraht zum Verbinden der LED-Anordnung mit einem Treiber aufweist. Das Ende kann ebenfalls geformt sein, um in eingeführtem Zustand der LEDs in der Trägerhülle die am Ende der Trägerhülle angeordnete LED zu fixieren.
Bevorzugt sind die LEDs in einer Längsrichtung der Trägerhülle verschiebbar. So können die LEDs einfach in die Trägerhülle eingeführt werden, wobei die genaue Anordnung bzw. Positionierung der jeweiligen LEDs auch nach dem vollständigen Einführen justiert werden kann. Bevorzugt weist die Trägerhülle dazu eine Form auf, welche die LEDs in der Längsrichtung der Trägerhülle führt, sodass die Orientierung der LEDs vorgegeben ist und beim Einführen bezüglich der Längsrichtung nicht geändert wird.
Die LEDs können weiterhin in einer zu einer Längsrichtung senkrechten und/oder radialen Richtung von einer Innenwand der Trägerhülle formschlüssig fixiert sein. Beispielsweise kann die Innenwand an die Form der LEDs angepasst sein.
So kann ein vorstehend beschriebener Querschnitt beispielsweise rund sein, wobei der Durchmesser des Querschnitts an die Dimensionen der LEDs angepasst ist, sodass diese einer zur Längsrichtung senkrechten Richtung formschlüssig gehalten sind. Dadurch, dass der Querschnitt eine runde Form aufweist, können die LEDs in einer radialen Richtung bewegt werden können. Eine ovale oder elliptische Form des Querschnitts kann jedoch ebenfalls eine radiale Bewegung der LEDs verhindern, wenn die Höhe des Querschnitts beispielsweise derart gewählt ist, dass die Innenwand der Trägerhülle mit zumindest zwei Seiten der LEDs in Kontakt steht.
Alternativ oder zusätzlich können die LEDs auch von mindestens einer Auswölbung oder einem Vorsprung an der Innenwand der Trägerhülle formschlüssig gehalten werden.
Weiterhin können die LEDs auch von Einzeldrähten der LED-Anordnung mit einer geringen Zugspannung an den Enden der LED-Anordnung fixiert sein, sodass ebenfalls eine axiale Verschiebung der LEDs in Längsrichtung nicht mehr möglich ist.
Um Licht in eine vorgegebene Richtung bereitzustellen, sind die LEDs bevorzugt ausgerichtet, um Licht in einer Abstrahlrichtung senkrecht zu eine Längsrichtung der Trägerhülle zu emittieren. Bevorzugt weisen die LEDs dabei eine Abstrahlrichtung in einer Richtung oder in zwei entgegengesetzten Richtungen auf. Dadurch, dass die LED-Anordnung eine lichtdurchlässige Trägerhülle aufweist, hat dies im Vergleich zu einer PCB zudem den Vorteil, dass die Trägerhülle die Abstrahlrichtung des emittierenden Lichts nicht eingeschränkt.
Beispielsweise können die LEDs in der Trägerhülle ausgebildet sein, um in einer vorgegebenen Ausbreitungsrichtung zu emittieren, wobei dies von der Formgebung der jeweiligen LED abhängig sein kann.
Ebenfalls können die LEDs ausgebildet sein, um Licht in zwei unterschiedlichen Richtungen zu emittieren oder können pro Position in der LED-Anordnung zwei oder mehr LEDs vorgesehen sein, welche ausgerichtet sind, um Licht in unterschiedlichen Abstrahlrichtungen zu emittieren.
Die LEDs können dabei ebenfalls Licht in unterschiedlichen Farben emittieren, sodass eine gewünschte Farbtemperatur der LED-Anordnung bereitgestellt wird. Die eingesetzten LEDs können weiterhin aus unterschiedlichen LED-Typen ausgebildet sein, um beispielsweise eine unterschiedliche Intensität oder Abstrahlrichtung bereitzustellen.
Um die LEDs weiter gegen äußere bzw. externe Einwirkungen zu schützen, weist die Trägerhülle in einer Längsrichtung bevorzugt gegenüberliegende Enden auf, welche abgedichtet sind.
Die Abdichtung der Enden kann beispielsweise von einem elastischen Material, bevorzugt einem Stöpsel bereitgestellt sein. Die abgedichteten Enden haben dabei den Vorteil, dass die Trägerhülle luftdicht abgedichtet sein kann und somit Gase in die Trägerhülle weder ein- noch austreten können. Weiterhin kann die Abdichtung derart ausgestaltet sein, dass ebenfalls keine Flüssigkeiten in die Trägerhülle eintreten können, sodass die LED-Anordnung im Wesentlichen wasserdicht ist und auch für Anwendungen in feuchten Umgebungen geeignet ist.
Um die LEDs in der LED-Anordnung weiter gegen äußere Einwirkungen zu schützen, kann die Trägerhülle evakuiert oder mit einem Gas gefüllt sein. Dies kann als Prozessschritt in einem Herstellungsverfahren beispielsweise nach dem Einführen der LEDs und nach dem Abdichten der Enden implementiert werden. Alternativ kann die Trägerhülle auch mit einer Flüssigkeit gefüllt werden.
Weiterhin kann die LED-Anordnung einen Hüllkolben aufweisen, wobei die Trägerhülle im Wesentlichen von dem Hüllkolben umgeben ist und wobei die Trägerhülle an einer Innenwand des Hüllkolbens befestigt ist.
Der Hüllkolben ist dabei bevorzugt lichtdurchlässig oder zumindest teilweise transparent. Die Trägerhülle kann dabei derart ausgerichtet sein, dass mit den LEDs eine gewünschte Abstrahlrichtung des emittierenden Lichts bereitgestellt ist. Entsprechend muss die Positionierung der LEDs in der Trägerhülle nicht angepasst bzw. justiert werden.
Beispielsweise kann der Hüllkolben die Trägerhülle vollständig umschließen, sodass die Trägerhülle weitestgehend gegen äußere Einwirkungen geschützt ist. Alternativ kann der Hüllkolben jedoch auch in einer Längsrichtung einen Spalt aufweisen, sodass der Hüllkolben die Trägerhülle nicht vollständig umschließt. Beispielsweise kann ein halbkreisförmiger Hüllkolben vorgesehen sein, wobei die Trägerhülle an einem Rand in einer Längsrichtung des Hüllkolbens angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass die die LED-Anordnung an eine Fläche angebracht werden kann, welche den Spalt abdichtet oder zumindest teilweise abdeckt.
Die Anordnung in einem Hüllkolben hat den Vorteil, dass zwischen der Trägerhülle und der Innenwand des Hüllkolbens eine Kontaktfläche bereitgestellt ist und ein entsprechender Wärmetausch stattfindet. Somit ist eine Kühlung der LEDs und der LED-Anordnung vorgesehen.
Die Trägerhülle kann beispielsweise an der Innenwand des Hüllkolbens mittels eines Klebstoffs, einer Halterung, eines Formschlusses und/oder einer Aufnahme befestigt bzw. fixiert sein. Beispielsweise kann der Hüllkolben eine oder mehrere Aufnahmen aufweisen, welche mit der Trägerhülle im Eingriff stehen. So können beispielsweise eine oder mehrere flexible Aufnahmen vorgesehen sein, beispielsweise als Schnappverschluss, um die Trägerhülle lösbar zu fixieren. Alternativ kann ein Leuchtmittel ein Gehäuse aufweisen, welche eine Halterung und/oder Aufnahme für die LED-Anordnung aufweist, sodass die Trägerhülle im aufgenommenen Zustand in einem Leuchtmittel in dem Hüllkolben fixiert ist.
Weiterhin wird ein Leuchtmittel vorgeschlagen, welches einen Treiber und ein Gehäuse mit Kontaktflächen, zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen dem Treiber und einer Stromquelle, aufweist. Das Leuchtmittel weist weiterhin mindestens eine vorstehend beschriebene LED-Anordnung auf, welche mit dem Treiber in einer elektrisch leitfähigen Verbindung steht.
Beispielsweise können zwei Einzeldrähte vorgesehen sein, welche die LED-Anordnung elektrisch leitfähig mit dem Treiber verbinden. Die Einzeldrähte sind dabei bevorzugt elektrisch mit LEDs verbunden, welche an Enden einer seriellen bzw. linearen LED-Anordnung angeordnet sind. Es können ebenfalls mehrere LED-Anordnungen vorgesehen sein, welche jeweils elektrisch leitfähig mit dem Treiber verbunden sind, wobei die elektrisch leitfähige Verbindung in Serie und/oder parallel bereitgestellt ist.
Die Kontaktflächen können weiterhin als Kontaktstiften oder als umlaufende Kontaktfläche ausgebildet sein. Entsprechend kann das Leuchtmittel beispielsweise Kontaktpins oder ein Schraubgewinde aufweisen, sodass eine elektrische Kontaktierung für Anwendungen mit Stablampen, Leuchtstofflampen oder Schraubsockelvarianten, beispielsweise E27, bereitgestellt ist.
Weiterhin kann die LED-Anordnung des Leuchtmittels von einem Hüllkolben umgeben sein, wobei die Trägerhülle an einer Innenwand des Hüllkolbens befestigt ist. Der Hüllkolben weist dabei bevorzugt eine Stablampenform oder Glühlampenform auf. Bevorzugt ist der Hüllkolben ein T8-Hüllkolben und/oder ein Glashüllkolben. Entsprechend kann das Leuchtmittel einfach in Anwendungen mit entsprechenden Aufnahmen implementiert werden.
Figurenliste
Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine perspektivische Seitenansicht einer schematischen Darstellung einer LED-Anordnung;
2A eine Seitenansicht einer schematischen Darstellung einer LED-Anordnung mit einem runden Querschnitt;
2B eine Seitenansicht einer schematischen Darstellung einer LED-Anordnung mit einem ovalen Querschnitt;
3 eine Seitenansicht einer schematischen Darstellung einer LED-Anordnung zum emittieren von Licht in zwei Abstrahlrichtungen;
4 eine perspektivische Seitenansicht einer schematischen Darstellung einer LED-Anordnung mit alternativen Einzeldrahtlängen;
5A eine Seitenansicht einer schematischen Darstellung einer LED-Anordnung mit einem runden Querschnitt in einem Hüllkolben;
5B eine Seitenansicht einer schematischen Darstellung gemäß 5A, wobei die Trägerhülle gedreht ist;
5C eine Seitenansicht einer schematischen Darstellung einer LED-Anordnung mit einem ovalen Querschnitt in einem Hüllkolben; und
5D eine Seitenansicht einer schematischen Darstellung gemäß 5A, wobei die LED-Anordnung ausgebildet ist, um Licht in zwei Abstrahlrichtungen zu emittieren.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
In 1 ist schematisch eine LED-Anordnung 1 in einer perspektivischen Seitenansicht dargestellt. Die LED-Anordnung 1 weist eine Mehrzahl von LEDs 2 auf, welche in der Ausführungsform gemäß 1 nebeneinander und voneinander beanstandet angeordnet sind. Die LEDs 2 sind dabei in einer Trägerhülle 3 angeordnet, wobei die LEDs 2 in Serie geschaltet sind. Entsprechend verlaufen die LEDs 2 in einer Richtung von einem ersten Ende 3A zu einem zweiten Ende 3B der Trägerhülle 3 im Wesentlichen linear.
Es können jedoch ebenfalls alternative Anordnungen vorgesehen sein, beispielsweise eine radiale, schneckenförmige, spiralförmige Anordnung, wobei die LEDs 2 ebenfalls parallel und/oder versetzt zueinander vorgesehen sein können.
Weiterhin ist auch die Anzahl der LEDs 2 nicht auf die in 1 dargestellte Anzahl begrenzt. So können in der Trägerhülle 3 ebenfalls eine oder zwei LEDs 2 oder eine Vielzahl von LEDs 2 vorgesehen sein.
Die Trägerhülle 3 ist gemäß 1 in einer Längsrichtung der Trägerhülle 3 rohrförmig, wobei die LEDs 2 direkt von der Trägerhülle 3 gehalten bzw. getragen werden. Die LEDs 2 können somit verschiebbar angeordnet oder in der Trägerhülle 3 befestigt bzw. fest fixiert sein. Die Trägerhülle 3 ist dabei elektrisch isolierend. In der Ausführungsform gemäß 1 ist die Trägerhülle 3 aus Glas geformt und als Kanüle ausgebildet. Dadurch, dass die LEDs 2 ein geringes Eigengewicht aufweisen, kann die Trägerhülle 3 jedoch ebenfalls flexibel und/oder aus einem leichten Material gebildet sein.
Die LEDs 2 sind elektrisch leitfähig miteinander verbunden über Einzeldrähte 4, sodass die LED-Anordnung 1 zur Stromversorgung keine PCB erfordert. Ebenfalls sind Einzeldrähte 4 an den an den Enden 3A, 3B angeordneten LEDs 2 vorgesehen, welche aus den jeweiligen Enden 3A, 3B austreten. Diese Einzeldrähte 4 können dabei mit beispielsweise einem Treiber elektrisch leitfähig verbunden werden.
Die Enden 3A, 3B der Trägerhülle 3 sind abgedichtet, wobei der Innenraum der Trägerhülle 3, worin die LEDs 2 angeordnet sind, evakuiert ist. Entsprechend können Gas und/oder Flüssigkeiten nicht in die Trägerhülle 3 eindringen. Die LEDs 2 sind somit gegen externe Einflüsse im Wesentlichen geschützt.
Zum Fixieren der LEDs 2 in der Trägerhülle 3 weißen die LEDs 2 und die Trägerhülle 3 bevorzugt komplementäre Formen auf. Eine beispielhafte Ausführungsform des in 2 A gezeigt. Die Trägerhülle 3 ist dabei als Hohlkörper und ähnlich wie in 1 in einer Längsrichtung rohrförmig ausgebildet, wobei die Trägerhülle 3 in der Längsrichtung einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweist. Der Querschnitt ist vorliegend im Wesentlichen rund bzw. kreisförmig.
Die LEDs 2 und die Trägerhülle 3 sind dabei derart dimensioniert, dass die LEDs 2 von einer Innenwand der Trägerhülle 3 gehalten werden bzw. daran aufliegen und in einer Längsrichtung der Trägerhülle verschiebbar sind. Der runde Querschnitt der Trägerhülle 3 ermöglicht ebenfalls eine radiale Bewegung der LEDs 2, sodass diese innerhalb der Trägerhülle 3 gedreht werden können. Entsprechend ermöglicht die runde Form der Trägerhülle 3 ebenfalls eine radiale Beabstandung der jeweiligen LEDs 2.
Eine zu der Längsrichtung der Trägerhülle 3 senkrechten Bewegung der LEDs 2 ist jedoch durch die Dimensionierung der LEDs 2 und der Trägerhülle 3 nicht möglich. Mit anderen Worten, ist eine axiale Verschiebung der LEDs 2 vorgesehen, eine lateralen Verschiebung der LEDs 2 jedoch nicht, sodass die LEDs in mindestens einer Richtung formschlüssig von der Trägerhülle 3 gehalten werden. Entsprechend können die LEDs 2 durch die verschiebbare Anordnung einfach in die Trägerhülle 3 eingeführt und gleichzeitig durch die komplementären Formen der LEDs 2 und der Trägerhülle 3 von der Trägerhülle 3 gehalten werden. Weiterhin kann zwischen den LEDs 2 und der Trägerhülle 3 bzw. einer Innenwand der Trägerhülle 3 eine geringe Beabstandung vorgesehen sein, um das Einführen der LEDs 2 zu erleichtern, wobei die tragende Funktion der Trägerhülle 3 nicht wesentlich beeinträchtigt wird. Alternativ können die LEDs 2 und die Trägerhülle 3 aber auch derart dimensioniert sein, dass ein minimaler Raum zwischen den LEDs 2 und der Trägerhülle 3 oder sogar eine Presspassung bereitgestellt wird.
Ein alternativer Querschnitt der Trägerhülle 3 ist in 2B gezeigt. Der ovale Querschnitt bzw. die ovale Form der sich in einer Längsrichtung erstreckende Trägerhülle 3 ermöglicht ebenfalls, dass die LEDs 2 von der Trägerhülle 3 gehalten werden und in einer Längsrichtung der Trägerhülle 3 verschiebbar sind. Durch die ovale Form der Trägerhülle 3 und eine entsprechende Dimensionierung der LEDs 2 und der Trägerhülle 3 werden die LEDs 2 jedoch von der Trägerhülle 3 derart umgeben, dass weder eine zur Längsrichtung senkrechte noch eine radiale Bewegung der LEDs 2 möglich ist. Entsprechend werden die LEDs 2 von der Trägerhülle 3 formschlüssig gehalten bzw. fixiert und ist nur eine Verschiebung in der Längsrichtung der Trägerhülle 3 vorgesehen.
Obwohl der ovale Querschnitt gemäß 2B im Vergleich zum runden Querschnitt gemäß 2A eine ähnliche Fläche aufweist, kann durch die ovale Form eine niedrigere Höhe der LED-Anordnung 1 bereitgestellt werden. Dies kann unter anderem für Anwendungen vorteilhaft sein, wobei ein Leuchtmittel einen Hüllkolben mit entsprechender Dimensionierung aufweist oder wobei eine größere Kontaktfläche mit einem Hüllkolben erwünscht ist, beispielsweise um einen verbesserten Wärmetausch bereitzustellen.
Die Abstrahlungsrichtung der LEDs 2 ist vorwiegend durch die Anordnung der LEDs 2 in der Trägerhülle 3 vorgegeben. Während die LEDs 2 in einer Trägerhülle 3 mit einem runden Querschnitt grundsätzlich beliebig gedreht werden können und somit eine beliebige Abstrahlungsrichtung bereitgestellt werden kann, ist eine radiale Bewegung der LEDs 2 in einer Trägerhülle 3 mit einem ovalen Querschnitt grundsätzlich nicht vorgesehen. Entsprechend kann die Abstrahlungsrichtung der LEDs 2 auf eine Richtung, welche im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der Trägerhülle 3 verläuft, eingeschränkt sein.
Eine Ausführungsform einer LED-Anordnung 1, welche das Emittieren von Licht in zwei Abstrahlrichtungen ermöglicht, ist in 3 schematisch dargestellt. Entsprechend sind die LEDs 2 ausgebildet, um Licht in entgegengesetzten Abstrahlrichtungen 2A, 2B zu emittieren. Es können jedoch alternativ auch mehrere Abstrahlrichtungen und/oder Abstrahlrichtungen mit anderen Winkeln vorgesehen sein. Ebenfalls sind die LEDs 2 mit den Abstrahlrichtungen 2A, 2B vorliegend in einer Trägerhülle 3 mit einem runden Querschnitt gezeigt. Die LEDs 2 können jedoch ebenfalls in Trägerhüllen 3 mit einem alternativen Querschnitt, beispielsweise einem ovalen Querschnitt, vorgesehen sein.
In 4 ist eine Ausführungsform gemäß 1 schematisch gezeigt, wobei zwischen den jeweiligen LEDs 2 der LED-Anordnung 1 eine alternative Einzeldrahtlänge vorgesehen ist. Entsprechend ist die Drahtlänge der Einzeldrähte 4 an die Beabstandung der jeweiligen LEDs 2 angepasst. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass die LED-Anordnung 1 für verschiedene Anwendungen einsetzbar ist, wobei die Anzahl der LEDs 2 und die jeweilige Beabstandung der LEDs 2 an die Anwendung angepasst ist. Somit wird eine LED-Anordnung 1 bereitgestellt, welche keine aufwendige Modifikation einer PCB erfordert. Wie in der Ausführungsform gemäß 1 sind auch die Enden 3A, 3B Trägerhülle 3 in der Ausführungsform gemäß 4 abgedichtet. Der Innenraum der Trägerhülle 3 ist dabei mit einem Gas gefüllt. Entsprechend wird mit dem Füllgas einerseits eine Schutzatmosphäre und andererseits eine gewünschte Farbe des emittieren Lichts bereitgestellt.
In 5A ist eine weitere Ausführungsform der LED-Anordnung 1 dargestellt, wobei die LED-Anordnung 1 einen Hüllkolben 5 aufweist und wobei die Trägerhülle 3 von dem Hüllkolben 5 umgeben ist. Die Trägerhülle 3 ist weiterhin an einem unteren Bereich der Innenwand des Hüllkolbens 5 befestigt. Die Trägerhülle 3 ist dabei mit einem Klebstoff an der Innenwand des Hüllkolbens 5 fixiert. Alternativ oder zusätzlich kann die Trägerhülle 3 jedoch auch von einer Aufnahme des Hüllkolbens 5 oder von einem Gehäuse (nicht gezeigt), welches an mindestens einem Ende der Trägerhülle 3 vorgesehen ist, gehalten werden, welche die Positionierung der Trägerhülle 3 in dem Hüllkolben 5 festlegen.
Die Orientierung der Trägerhülle 3 und damit auch der LEDs 2 kann für eine Trägerhülle 3 mit einem in einer Längsrichtung konstanten runden Querschnitt grundsätzlich beliebig gewählt werden, sodass eine Abstrahlrichtung der LEDs 2 beispielsweise nicht notwendigerweise mit dem Durchmesser des Hüllkolbens 5 überlappt, wie in 5A gezeigt, sondern ebenfalls quer zum Durchmesser ausgerichtet sein kann, wie in 5B gezeigt.
Alternativ kann auch eine Trägerhülle 3 mit einem ovalen Querschnitt, ähnlich wie in der Ausführungsform gemäß 2B dargestellt, in einem Hüllkolben 5 angeordnet sein, wie in 5C schematisch dargestellt. Eine solche LED-Anordnung 1 hat den Vorteil, dass eine größere Kontaktfläche zwischen der Trägerhülle 3 und einer Innenwand des Hüllkolbens 5 bereitgestellt wird, sodass ein verbesserter Wärmetausch zwischen den LEDs 2 und dem Hüllkolben 5 bzw. mit der Umgebung stattfinden kann. Weiterhin kann durch die geringere Höhe der Trägerhülle 3 vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl von Trägerhüllen 3 in dem Hüllkolben 5 angeordnet sind, wobei die LEDs 2 derart ausgerichtet sind, dass Licht in verschiedenen Richtungen emittiert wird.
Das Emittieren von Licht in unterschiedlichen Abstrahlrichtungen kann jedoch auch durch eine Anordnung der LEDs 2 in der Trägerhülle 3 bereitgestellt sein. Eine entsprechende Ausführungsform ist beispielsweise schematisch in 5D gezeigt, wobei die Trägerhülle 3 einen runden Querschnitt aufweist und wobei die LEDs 2 in der Trägerhülle 3 derart ausgebildet sind, dass Licht in entgegengesetzten Abstrahlrichtungen 2A, 2B emittiert wird. Wie bereits vorstehend für 3 beschrieben, können dabei alternativ auch mehrere Abstrahlrichtungen und/oder Abstrahlrichtungen mit anderen Winkeln vorgesehen sein.
Die unterschiedlichen Konfigurationen der LEDs 2 und der Trägerhülle 3 bieten somit eine Vielfalt an LED-Anordnungen 1, welche an eine jeweilige Anwendung eines Leuchtmittels angepasst werden können.
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.
Allgemein kann unter „ein“, „eine“ usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von „mindestens ein“ oder „ein oder mehrere“ usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck „genau ein“ usw.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: LED-Anordnung
2: LED
2A: Erste Abstrahlrichtung
2B: Zweite Abstrahlrichtung
3: Trägerhülle
3A: Erstes Ende
3B: Zweites Ende
4: Einzeldraht
5: Hüllkolben

Claims

LED-Anordnung (1) für ein Leuchtmittel, aufweisend: - eine Mehrzahl von LEDs (2); und - eine lichtdurchlässige Trägerhülle (3), dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs (2) in der Trägerhülle angeordnet und direkt von der Trägerhülle (3) gehalten sind.
LED-Anordnung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs (2) mittels mindestens eines Einzeldrahts (4) in Serie elektrisch miteinander verbunden sind.
LED-Anordnung (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzeldrähte (4) mit der jeweiligen LED (2) mittels Löten, Schweißen, Pressen oder Krimpen elektrisch leitfähig verbunden sind.
LED-Anordnung (1) gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beabstandung der LEDs (2) durch eine Länge des jeweiligen Einzeldrahts (4) vorgegeben ist, wobei die Länge der Einzeldrähte (4) entweder homogen oder variabel ist.
LED-Anordnung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerhülle (3) ein rohrförmiger Hohlkörper ist, wobei die Trägerhülle (3) bevorzugt eine Kanüle ist, bevorzugt aus Glas.
LED-Anordnung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerhülle (3) in einer Längsrichtung einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweist.
LED-Anordnung (1) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt eine im Wesentlichen ovale, elliptische oder runde Form aufweist.
LED-Anordnung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs (2) in einer Längsrichtung der Trägerhülle (3) verschiebbar sind.
LED-Anordnung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs (2) in einer zu einer Längsrichtung senkrechten und/oder radialen Richtung von einer Innenwand der Trägerhülle (3) formschlüssig fixiert sind.
LED-Anordnung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs (2) ausgerichtet sind, um Licht in einer Abstrahlrichtung senkrecht zu eine Längsrichtung der Trägerhülle zu emittieren, wobei die LEDs bevorzugt eine Abstrahlrichtung in einer Richtung oder in zwei entgegengesetzten Richtungen (2A, 2B) aufweist.
LED-Anordnung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerhülle (3) in einer Längsrichtung gegenüberliegende Enden (3A, 3B) aufweist, welche abgedichtet sind.
LED-Anordnung (1) gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerhülle (3) evakuiert oder mit einem Gas gefüllt ist.
LED-Anordnung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die LED-Anordnung (1) einen Hüllkolben (5) aufweist, wobei die Trägerhülle (3) im Wesentlichen von dem Hüllkolben (5) umgeben ist und wobei die Trägerhülle (3) an einer Innenwand des Hüllkolbens (5) befestigt ist.
Leuchtmittel, aufweisend: - einen Treiber, - ein Gehäuse mit Kontaktflächen, zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen dem Treiber und einer Stromquelle, und - mindestens eine LED-Anordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, welche mit dem Treiber in einer elektrisch leitfähigen Verbindung steht.
Leuchtmittel gemäß Anspruch 14, wobei die LED-Anordnung (1) von einem Hüllkolben (5) umgeben ist und wobei die Trägerhülle (3) an einer Innenwand des Hüllkolbens (5) befestigt ist, wobei der Hüllkolben (5) bevorzugt ein Glashüllkolben ist.