DE202009000002U1

DE202009000002U1 - Baugruppe für eine Hochleistungs-LED-Lampe sowie Chipträger für eine solche Lampe

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Publication number: DE202009000002U1
Application number: DE202009000002U
Authority: DE
Original assignee: JO KI SEONG
Current assignee: JO KI SEONG
Priority date: 2009-01-02
Filing date: 2009-01-02
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2019-01-03

Abstract

Baugruppe für eine Hochleistungs-LED-Lampe (1) mit einem Lampengehäuse (3), das im bestimmungsgemäßen Gebrauch die vom einem Hochleistungs-LED-Chip (5) produzierte Wärmeleistung zur Umgebung hin ableitet, und mit einem LED-Chipträger (2), der mit einem mit dem Lampengehäuse (3) in Wärmeleitverbindung stehenden Wärmeableitelement der Baugruppe, insbesondere mit einem Reflektor (13) oder unmittelbar mit dem Lampengehäuse (3) selbst, in Wärmeleitkontakt steht, wobei auf einer ersten Teiloberfläche des Chipträgers (2) zumindest ein Hochleistungs-LED-Chip (5) angeordnet ist und über zumindest eine zweite Teiloberfläche des Chipträgers (2) Wärme zum Lampengehäuse (3) hin abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Chipträger (2) sich in das Wärmeableitelement hinein und/oder durch das Wärmeableitelement hindurch erstreckt und die die Wärme ableitende zweite Teiloberfläche von einer Seitenfläche des Chipträgers (2) gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe für eine Hochleistungs-LED-Lampe mit einem Lampengehäuse, das im bestimmungsgemäßen Gebrauch die vom einem Hochleistungs-LED-Chip produzierte Wärmeleistung zur Umgebung hin ableitet, und mit einem LED-Chipträger, der mit einem mit dem Lampengehäuse in Wärmeleitverbindung stehenden Wärmeableitelement der Baugruppe, insbesondere mit einem Reflektor oder unmittelbar mit dem Lampengehäuse selbst, in Wärmeleitkontakt steht, wobei auf einer ersten Teiloberfläche des Chipträgers zumindest ein Hochleistungs-LED-Chip angeordnet ist und über zumindest eine zweite Teiloberfläche des Chipträgers Wärme zum Lampengehäuse hin abgeleitet wird.
Die Erfindung betrifft außerdem einen Hochleistungs-LED-Chipträger, eingerichtet zur Bestückung einer Hochleistungs-LED-Lampe, mit einer ersten Teiloberfläche und einer zweiten Teiloberfläche, wobei auf der ersten Teiloberfläche der Hochleistungs-LED-Chip angeordnet ist und über die zweite Teiloberfläche im bestimmungsgemäßen Gebrauch Wärme zum Lampengehäuse hin abgeleitet wird.
Eine Baugruppe dieser Art und ein Chipträger dieser Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Typisch für einen im Stand der Technik bekannten Chipträger ist der in 1 dargestellte. Ein oder eine Mehrzahl von Hochleistungs-LED-Chips ist im Zentrum eines flächigen, wabenartigen Bauelements aufgesetzt. Die Chips werden dabei bevorzugt von einer Glas- oder Kunststofflinse bedeckt. Um die im Leuchtbetrieb entstehende Wärme hinreichend sicher ableiten zu können, weist ein solcher Chipträger an seiner Unterseite eine mit den LED-Chips in Wärmeleitkontakt stehende, thermisch gut leitfähige Schicht auf, die wiederum mit einem Wärmeableitelement einer LED-Lampe in Kontakt steht. Insbesondere sind solche Chipträger mit dem Wärmeableitelement der LED-Lampe über die Unterseite flächig verklebt.
Nachteilig an der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung ist, dass für einen solchen Chipträger eine verhältnismäßig große Fläche an der LED-Lampe vorzusehen ist, auf die dieser dann aufgesetzt werden kann. Durch die relativ große Fläche des Trägers im Vergleich zum Chip selbst ist man zudem in der Gestaltung der LED-Lampen eingeschränkt. Eine bloße Verkleinerung der die Wärme ableitenden Fläche des Chipträgers ist allerdings nicht ohne weiteres möglich, da Hochleistungs-LED-Chips für ein schon geringfügig zu hohes Temperaturniveau äußerst sensibel sind und die Standzeiten gravierend von einer ausreichenden Wärmeableitung abhängen. Ein zu hohes Temperaturniveau der Betriebsumgebung würde die LED-Chips binnen kürzester Zeit zerstören.
Die Chipträger werden außerdem zur sicheren Wärmeableitung stets mit gegenüber der äußeren Lampenform zurückversetzten Bauteilen einer LED-Lampe thermisch verbunden. Hierdurch lässt sich die Wärme in konstruktiv einfacher Weise und auf kurzem Weg in äußere Teile der Lampenbaugruppe einleiten, die beispielsweise in Form eines gerippten Reflektorschirms eine sehr große Fläche zur Verfügung stellen, um die anfallende Wärme abzuleiten und das Betriebstemperaturniveau auf einem geringen, hohe Standzeiten ermöglichenden Maß zu halten. Diese für den Stand der Technik typische, zurückversetzte Bauweise hat allerdings wiederum den Nachteil, dass der Abstrahlwinkel der Lampe durch die den Chip umgebenen Bauteile stark eingeschränkt ist. Grund für ein solches „verstecken” gegenüber der sichtbaren äußeren Lampenform ist außerdem, dass die bekannten Chipträger ein äußerlich unattraktives Erscheinungsbild aufweisen und man diese daher nicht auf der das äußere Erscheinungsbild der Lampe prägenden Oberfläche anbringen möchte.
Grundsätzlich besteht ein großes Interesse an Hochleistungs-LED-Lampen, da diese aufgrund von Standzeiten von bis zu 50.000 Stunden, einem bei gleicher Lichtleistung um bis zu 95% niedrigerem Energieverbrauch, deutlich geringerer Wärmeentwicklung und der Tatsache, dass Hochleistungs-LED-Chips keine schädlichen UV und IR Strahlen produzieren, gegenüber herkömmlichen Glühbirnen gravierende Vorteile besitzen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine LED-Lampe mit einem Hochleistungs-LED-Chip als Leuchtmittel zur Verfügung zu stellen, bei der trotz der Gewährleistung einer ausreichenden Wärmeableitung vom LED-Chip weg ein höherer Gestaltungsspielraum, ein optisch ansprechendes Erscheinungsbild und ein größerer Abstrahlwinkel erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Baugruppe für eine Hochleistungs-LED-Lampe dadurch gelöst, dass der Chipträger sich in das Wärmeableitelement hinein und/oder durch das Wärmeableitelement hindurch erstreckt und die die Wärme ableitende zweite Teiloberfläche von einer Seitenfläche des Chipträgers gebildet ist.
Hinsichtlich des Chipträgers selbst ist vorgesehen, dass dieser als stabförmiges Einsetzteil ausgebildet ist, der Hochleistungs-LED-Chip stirnseitig auf dem Einsetzteil aufgesetzt ist und die die Wärme ableitende zweite Teiloberfläche zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, von einer Seitenfläche des Chipträgers gebildet ist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine ausreichende Wärmeableitung nicht nur dann gewährleisten kann, wenn man die Wärme über die Unterseite eines im Verhältnis zum LED-Chip selbst großflächigen Chipträgers abführt, sondern auch dann, wenn man sicherstellt, dass ein ausreichender seitlicher Oberflächenbereich des Chipträgers zur Wärmeableitung zur Verfügung steht. Dabei muss dieser zweite Oberflächenbereich natürlich mit einem Wärmeableitelement der Lampenbaugruppe in Wärmeleitkontakt stehen, so dass es erforderlich ist, dass sich der Chipträger durch das Wärmeableitelement hindurch oder zumindest in dieses hinein erstreckt. Im Ergebnis kann die Teiloberfläche des Chipträgers, auf der LED-Chip aufgesetzt ist, deutlich kleiner ausfallen, was neue Gestaltungsspielräume eröffnet.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der Chipträger als stabförmiges Einsetzteil ausgebildet ist, der Hochleistungs-LED-Chip stirnseitig auf dem Einsetzteil aufgesetzt ist und die Seitenflächen des stabförmigen Einsetzteils mit dem Wärmeableitelement in Wärmeleitkontakt stehen. Der Chipträger bildet auf diese Weise ein kompaktes, konstruktiv besonders einfach zu handhabendes Konstruktionselement. Stabförmig bedeutet in diese Zusammenhang vor Allem zylindrisch. Es können aber auch andere Querschnittsformen vorgesehen sein.
Weiter bevorzugt sind die Seitenflächen des Chipträgers mit einem Gewinde versehen, wobei der Chipträger über das Gewinde mit dem Wärmeableitelement in Wärmeleitkontakt steht. Das Gewinde ermöglicht nicht nur eine besonders einfache und zudem bei Bedarf wieder lösbare Verbindung zwischen dem Chipträger und dem Wärmeableitelement, sondern das Gewinde erhöht auch maßgeblich die zur Wärmeübertragung zur Verfügung stehende Oberfläche. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, den Chipträger als Einsteck- oder Einschubelement auszubilden, das in eine dafür vorzusehende Aufnahme, die ausreichenden Wärmeleitkontakt herzustellen vermag, eingesetzt ist. Es können auch ergänzend oder alternativ Hilfsmittel wie Wärmeleitpasten oder wärmeleitende Klebstoffe zum Einsatz kommen.
Als Wärmeableitelement der Baugruppe können verschiedene Bauelemente vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein Chipträger mit einem Reflektor verbunden sein, der die Wärme dann wieder an das Lampengehäuse weiterleitet. Bevorzugt ist der Chipträger aber unmittelbar in das Lampengehäuse eingeführt oder eingeschraubt. In diesem Fall ist das Wärmeableitelement vom Lampengehäuse selbst gebildet. Mit dem Begriff Lampengehäuse ist dabei insbesondere ein äußerlich sichtbares und für die äußere Erscheinungsform der Baugruppe bestimmendes Bauteil der Baugruppe gemeint.
Das Lampengehäuse kann rohrförmig ausgebildet sein und eine Stirnseite aufweisen, die den Chipträger aufzunehmen vermag, wobei der Chipträger derartig auf der Stirnseite des Lampengehäuses angeordnet ist, dass der Abstrahlwinkel des Hoch leistungs-LED-Chips in einer von der Stirnseite wegweisenden Richtung nicht durch das Lampengehäuse eingeschränkt ist, der Abstrahlwinkel der Lampe insbesondere nicht weniger 150°, bevorzugt ca. 160° bis 170° beträgt. Die Stirnseite des Lampengehäuses ist dabei bevorzugt bis auf die Aufnahme des LED-Chipträgers geschlossen.
Um einen möglichst großen Abstrahlwinkel zu erreichen ist außerdem vorgesehen, dass der Chipträger derart in das Wärmeableitelement, insbesondere unmittelbar in das Lampengehäuse, eingelassen ist, dass die erste Teiloberfläche des Chipträgers, auf der der oder die LED-Chip(s) aufgesetzt sind, im Wesentlichen flächenbündig mit der Oberfläche des Wärmeableitelements, insbesondere mit der Stirnseite des Lampengehäuses, ist, oder leicht aus dieser Oberfläche des Wärmeableitelements hervorsteht.
Um das Lampengehäuse mit einem Lampensockel verbinden zu können, kann vorgesehen sein, dass das Lampengehäuse an dem Ende, das der den Chipträger aufnehmenden Stirnseite gegenüberliegt, eine Befestigungsmöglichkeit für einen handelsüblichen Lampensockel aufweist.
Um die Wärme abgebende Oberfläche des Lampengehäuses weiter zu erhöhen, kann vorgesehen sein, dass das Lampengehäuse außenseitig umlaufende Nuten aufweist. Aus dem gleichen Zweck kann es sinnvoll sein, wenn am Lampengehäuse stirnseitig ein umlaufender, den sonstigen Lampenkörper radial auswärts überragender Steg vorgesehen ist.
Alternativ zu der Möglichkeit, den Chipträger über ein Gewinde unmittelbar in das Lampengehäuse einzuschrauben, kann auch vorgesehen sein, dass der Chipträger durch das Wärmeableitelement hindurch gesteckt ist und rückseitig durch eine Überwurfmutter mit dem Wärmeableitelement verschraubt ist. Die Wärme wird dann weniger über den direkten Kontakt zwischen Wärmeableitelement und der seitlichen Oberfläche des Chipträgers abgeleitet als vielmehr indirekt über den Umweg der Überwurfmutter, die mit Ihrem Innengewinde die vom LED-Chip produzierte Wärme aufnimmt und über die Kontaktfläche mit dem Wärmeableitelement weitergibt.
Um den LED-Chip besonders einfach auf dem Chipträger anordnen zu können, weist dieser bevorzugt eine stirnseitige, tellerartige Vertiefung auf. Diese dient einerseits zur Aufnahme des LED-Chips selbst als auch zur sichern Aufnahme einer den LED-Chip überdeckenden Kunstharzbeschichtung.
Damit die auf der Stirnseite des Chipträgers angeordneten LED-Chips mit der zum Betrieb erforderlichen elektrischen Energie versorgt werden können, sind im Chipträger Durchgangsbohrungen vorgesehen, die in axialer Richtung durch den Chipträger hindurch verlaufen. Kontaktdrähte zur Bestromung des LED-Chips sind durch die Durchgangsbohrungen hindurchgeführt.
Die vorstehend beschriebene Ausführung einer Hochleistungs-LED-Lampe bzw. eines Chipträgers für LED-Hochleistungschips hat insbesondere den zusätzlichen Vorteil, dass auch LED-Lampen bei Zerstörung der eigentlichen Lichtquelle zukünftig nicht vollständig, also inklusive Lampengehäuse und Sockel, ausgetauscht werden müssen, sondern dass der Austausch des nicht mehr ausreichend funktionsfähigen Chipträgers genügen wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen.
In den Zeichnungen zeigt
1 einen im Stand der Technik bekannten Chipträger für Hochleistungs-LED-Chips,
2 eine Lampe, die als Leuchtmittel ein Hochleistungs-LED-Chip aufweist,
3 einen ersten Chipträger für einen Hochleistungs-LED-Chip,
4 einen zweiten Chipträger für einen Hochleistungs-LED-Chip,
5 einen dritten Chipträger für einen Hochleistungs-LED-Chip,
6 eine perspektivische Gesamtansicht eines Chipträgers gemäß 3,
7 eine perspektivische Gesamtansicht eines Chipträgers gemäß 4,
8 einen alternativen Aufbau einer Baugruppe für einen Strahler mit einem Hochleistungs-LED-Chip als Leuchtmittel in einer Schnittansicht, und
9 eine Gesamtansicht eines Strahlers gemäß der Schnittansicht aus 8.
In 1 ist ein aus dem Stand der Technik bekannter, flächig und wabenartig ausgestalteter LED-Chipträger dargestellt. Die in der Regel kaum mehr als einen Quadratmillimeter großen LED-Chips sind unter der im Zentrum des in 1 dargestellten Chipträgers angeordneten Linse auf den Chipträger aufgesetzt. Üblicherweise handelt es sich um eine Mehrzahl von einzelnen LED-Chips. Die von den LED-Chips produzierte Wärme wird über die Unterseite des Chipträgers an ein Wärmeableitelement der Lampe abgeleitet.
In 2 ist eine Hochleistungs-LED-Lampe 1 mit einem Chip-Träger 2 dargestellt, der als stabförmiges Einsetzelement ausgebildet ist. Dieses erstreckt sich im Zentrum eines Lampengehäuses 3 in dieses hinein und steht mit seinen seitlichen Teiloberflächen mit dem Lampengehäuse 3 in Wärmeleitkontakt. Es ist an einer Stirnseite des Lampengehäuses 3 angebracht und ragt leicht aus dessen Oberfläche hervor. Diese Anordnung gewährleistet gegenüber einer in einem Lampengehäuse zurückversetzten Bauweise einen großen Abstrahlwinkel von annähernd 180°. Auch ein mit der Stirnseite eines Lampengehäuses flächenbündig abschließender oder demgegenüber nur geringfügig zurückversetzter Chipträger gewährleistet einen noch ausreichend großen Abstrahlwinkel.
Das Lampengehäuse 3 ist als rohrförmiger Hohlkörper ausgebildet und selbst auf einem Lampensockel 4 aufgesetzt, der hier beispielhaft für die Aufnahme in eine E27 Fassung ausgeführt ist. Selbstverständlich können auch Lampensockel für andere Fassungen verwendet werden, beispielsweise für MR16, GU10 oder E14 Fassungen. Da ein einzelne LED-Chips selbst nur eine Leistungsaufnahme im Bereich eines Watts haben und mit einer Spannung betrieben werden, die geringer als die Betriebsspannung des Stromkreises ist, in dem die LED-Chips eingesetzt werden, ist im Lampensockel 4 eine Wandlerelektronik vorgesehen (nicht dargestellt).
Auf einer Stirnseite des LED-Chipträgers 2 ist zumindest ein LED-Chip 5 aufgesetzt. Wegen der damit erreichbaren höheren Lichtleistung wird es sich im Regelfall um eine Gruppe mehrerer LED-Chips handeln. Der LED-Chip 5 ist über Drähte elektrisch mit der im Lampensockel befindlichen Wandlerelektronik verbunden und mit elektrischer Energie versorgt. Die Drähte sind durch im Chipträger 2 vorgesehene, axiale Durchgangsbohrungen 9 hindurchgeführt.
Der Chipträger 2 ist als stabförmiges Einsetzelement mit Außengewinde schraubenähnlich ausgebildet und über ein im Lampengehäuse 3 vorgesehenes, passendes Innengewinde mit diesem verschraubt und steht über diese Verbindung mit dem Lampengehäuse 3 in Wärmeleitkontakt. Die Kontaktfläche ist so bemessen, dass die Wärmeableitung über das Gewinde ausreichend ist, um die Betriebstemperatur des LED-Chips oder der Gruppe mehrerer LED-Chips auf einem derart niedrigen Niveau zu halten, dass die gewünschten Standzeiten gewährleistet sind. Die Größe der Kontaktfläche lässt sich über die axiale Kontaktlänge, also über die Höhe des Chipträgers 2 in Verbindung mit der Materialstärke des Lampengehäuses, insbesondere der Materialstärke im Bereich der Chipträgeraufnahme, oder über den im Hinblick auf die Wärmeableitung wirksamen Durchmesser des Chipträgers beeinflussen.
Darüber hinaus ist das Lampengehäuse 3 hinsichtlich seiner Materialstärke, der Dimensionierung seiner äußeren Abmessungen, seiner Oberfläche und seiner Materialauswahl derart ausgebildet, dass es die vom LED-Chip 5 produzierte und über den Chipträger 2 in das Lampegehäuse 3 eingeleitete Wärme gut aufnehmen und abführen kann. Es weist an seinem Umfang eine Mehrzahl von Umfangsnuten 7 auf, die durch Ausbildung von Kühlringen zur Maximierung der Wärme abgebenden Oberfläche des Lampengehäuses 3 dienen. Ebenfalls hierzu dient der umlaufende Wärmeableitungssteg 8. Es kommen bevorzugt gut Wärme leitende Leichtmetalle zum Einsatz.
Der Fachmann wird die Gestaltung des Lampengehäuses und die Größe der Kontaktfläche zwischen Chipträger und Lampengehäuse entsprechend der auf dem Chipträger 2 installierten Chipleistung an die sich daraus ergebende, erforderliche Wärmeableitung anzupassen wissen.
Die Wärmeübertragung vom Chipträger 2 in das Lampengehäuse 3 lässt sich bei Bedarf außerdem über einen stirnseitig am Chipträger 2 vorgesehenen, umlaufenden Stützkragen 10 verbessern, der die Kontaktfläche zwischen Chipträger 2 und Lampengehäuse 3 weiter erhöht. Der Stützkragen 10 kann dergestalt sein, dass er das Ansetzen eines Werkzeugs zum an- oder abschrauben ermöglichst, also insbesondere nach Art einer Vier- oder Sechskantmutter ausgeführt sein.
Eine tellerartige Vertiefung in der Stirnseite des Chipträgers 2 dient zur Aufnahme einer lichtdurchlässigen Kunstharzbeschichtung 6, die den LED-Chip vor äußeren Einflüssen schützt und außerdem die Lichtfarbe mit beeinflussen kann.
Je nach Ausführung der Lampe und nach Anzahl der LED-Chips haben Lampen nach der in 2 dargestellten Art eine Leistungsaufnahme zwischen 0,4 und 20 Watt bei einer Helligkeit von etwa bis zu 110 Lumen pro installiertem Watt, wobei sich bereits heute Entwicklungen abzeichnen, nach denen noch höhere Helligkeiten bei gleicher elektrischer Leistung erreichbar sind. Die Leistungsaufnahme der konkret in 2 dargestellten Lampe beträgt beispielsweise 3 Watt (Bruttostromverbrauch), wobei dann davon etwa 2,3 Watt auf die LED-Chips entfallen. Der Abstrahlwinkel der in 2 dargestellten Lampe beträgt etwa 160°, die Farbtemperatur des durch den LED-Chip produzierten Lichts beträgt 2700 K–6500 K. Die Dimensionen einer solchen Lampe liegen bei der dargestellten Sockelform bei ca. 90–100 mm und einem Durchmesser von ca. 50 mm. Eine vergleichbare Lampe mit 5 Watt elektrischer Bruttoleistung würde demgegenüber ein größeres Lampengehäuse und weitere Kühlringe bzw. Umfangsnuten aufweisen.
Um den Abstrahlwinkel einer Hochleistungs-LED-Lampe nach Art der in 2 gezeigten weiter zu erhöhen, können neben dem zentral in der Stirnseite vorgesehenen Chipträger 2 weitere Chipträger in den Seitenflächen des Lampengehäuses 3 vorgesehen sein, die im Wesentlichen zur Seite hin abstrahlen. Je nach Gestaltung des Lampengehäuses können so Abstrahlwinkel einer Hochleistungs-LED-Lampe erreicht werden, die dem einer herkömmlichen Glühbirne entsprechen.
3 bis 5 zeigen verschiedene mögliche Ausgestaltungen eines noch nicht mit einem LED-Chip bestückten Chipträgers 2 für LED-Hochleistungschips. Den dargestellten Ausführungen gemein ist die Tatsache, dass die Chipträger 2 als stabförmige, schraubenartige Einsetzelemente mit Außengewinde ausgebildet sind, bei denen der Hochleistungs-LED-Chip stirnseitig auf dem Einsetzteil aufzusetzen ist und die Seitenflächen des stabförmigen Einsetzteils im bestimmungsgemäßen Einbauzustand mit einem Wärmeableitelement der Hochleistungs-LED-Lampe in Wärmeleitkontakt stehen.
Darüber hinaus weisen die Chipträger einen Stützkragen 10 auf, der neben seiner Funktion, die auftretenden Schraubenkräfte gegen das Wärmeableitelement der Lampe abzustützen, im bestimmungsgemäßen Einbauzustand außerdem die Kontaktfläche zum Lampengehäuse erhöht und so die Wärmeübertragung weiter verbessert. Die Chipträger 2 weisen Durchgangsbohrungen 9 auf, durch die Kontaktdrähte zur Bestromung der LED-Chips hindurchgeführt werden können. Der Stützkragen 10 des in 4 dargestellten Chipträgers 2 weist außerdem zwei Bohrungen auf, die beispielsweise zum Ansetzen eines Werkzeugs dienen können.
In 6 bzw. 7 sind die Chipträger aus 3 bzw. 4 in einer perspektivischen Ansicht und mit eingesetzten LED-Chips gezeigt, wobei bei dem in 7 gezeigten Chipträger die Bohrungen im Stützkragen nicht übernommen wurden. In 6 und 7 deutlich zu erkennen sind die Enden der durch die Durchgangsbohrungen hindurch geführten Kontaktdrähte 11 zu erkennen, die als Lötstellen dienen können.
Die LED-Chips selbst verbergen sich hinter einer Kunstharzbeschichtung 6 und sind von dieser verdeckt.
Eine alternative Ausgestaltung einer Hochleistungs-LED-Lampe 1 nach der Art eines Strahlers ist in 8 dargestellt. Hierbei ist der Chipträger 2 wiederum als stabförmiges Einsetzelement ausgebildet und entspricht den zuvor zu den sonstigen Figuren beschriebenen Chipträgern. Er ist allerdings nicht unmittelbar mit dem Lampengehäuse 3, sondern mittels einer Überwurfmutter 12 zunächst mit einem Reflektor 13 verschraubt, der den Wärmeleitkontakt mit dem Lampengehäuse 3 herstellt. Sowohl der Reflektor 12 als auch das Lampengehäuse weisen eine Verrippung 14 zur Maximierung der Wärme abgebenden Oberfläche auf. Der Chipträger ist durch eine Glasscheibe 15 geschützt.
Die von den LED-Chips 5 produzierte Wärme geht zunächst über die seitlichen Oberflächebereiche des Chipträgers 2, also über insbesondere über die Gewindeflanken, auf die Überwurfmutter 12 über und werden dann weiter in den Reflektor 13 abgeleitet. Der Stützkragen 10 trägt ebenfalls zur Wärmeableitung bei.
9 zeigt einen mit 7 Chipträgern bestückten Strahler, dessen innerer Aufbau dem in 8 dargestellten Querschnitt entspricht. Die Anzahl der in einem solchen Strahler vorgesehenen Chipträger lässt sich je nach gewünschter erzielbarer Lichtleistung fast beliebig variieren.
Der Außerdurchmesser der in den 2 bis 9 dargestellten Chipträger beträgt im Bereich des Außengewindes bevorzugt 8 bis 12 mm. Als Außengewinde ist insbesondere ein metrisches M8, M10 oder M12 Außengewinde, bevorzugt als Feingewinde, vorgesehen, da hierbei die Wärmeübertragung besser ist.

1: Hochleistungs-LED-Lampe
2: Chipträger
3: Lampengehäuse
4: Lampensockel
5: LED-Chip
6: Kunstharzbeschichtung
7: Umfansnut
8: Umfangssteg
9: Durchgangsbohrung
10: Stützkragen
11: Kontaktdrähte
12: Überwurfmutter
13: Reflektor
14: Verrippung
15: Glasscheibe

Claims

Baugruppe für eine Hochleistungs-LED-Lampe (1) mit einem Lampengehäuse (3), das im bestimmungsgemäßen Gebrauch die vom einem Hochleistungs-LED-Chip (5) produzierte Wärmeleistung zur Umgebung hin ableitet, und mit einem LED-Chipträger (2), der mit einem mit dem Lampengehäuse (3) in Wärmeleitverbindung stehenden Wärmeableitelement der Baugruppe, insbesondere mit einem Reflektor (13) oder unmittelbar mit dem Lampengehäuse (3) selbst, in Wärmeleitkontakt steht, wobei auf einer ersten Teiloberfläche des Chipträgers (2) zumindest ein Hochleistungs-LED-Chip (5) angeordnet ist und über zumindest eine zweite Teiloberfläche des Chipträgers (2) Wärme zum Lampengehäuse (3) hin abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Chipträger (2) sich in das Wärmeableitelement hinein und/oder durch das Wärmeableitelement hindurch erstreckt und die die Wärme ableitende zweite Teiloberfläche von einer Seitenfläche des Chipträgers (2) gebildet ist.
Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Chipträger (2) als stabförmiges Einsetzteil ausgebildet ist, der Hochleistungs-LED-Chip (5) stirnseitig auf dem Einsetzteil aufgesetzt ist und die Seitenflächen des stabförmigen Einsetzteils mit dem Wärmeableitelement in Wärmeleitkontakt stehen.
Baugruppe nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen des Chipträgers (2) mit einem Gewinde versehen sind und der Chipträger (2) über das Gewinde mit dem Wärmeableitelement in Wärmeleitkontakt steht.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Chipträger (2) unmittelbar in das Lampengehäuse (3) eingeschraubt ist.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeableitelement vom Lampengehäuse (3) gebildet ist, wobei das Lam pengehäuse (3) äußerlich sichtbar und das für die äußere Erscheinungsform der Baugruppe bestimmende Bauteil der Baugruppe ist.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lampengehäuse (3) eine Stirnseite aufweist, die den Chipträger (2) aufzunehmen vermag, wobei der Chipträger (2) derartig auf der Stirnseite des Lampengehäuses (3) angeordnet ist, dass der Abstrahlwinkel der Hochleistungs-LED-Lampe (1) in einer vom der Stirnseite wegweisenden Richtung nicht durch das Lampengehäuse eingeschränkt ist, so dass der Abstrahlwinkel der Lampe (1) 150° bis 180° beträgt.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Chipträger (2) derart in das Wärmeableitelement, insbesondere in das Lampengehäuse (3), eingelassen ist, dass die erste Teiloberfläche des Chipträgers (2) im wesentlichen flächenbündig mit der Oberfläche des Wärmeableitelements, insbesondere mit der Stirnseite des Lampengehäuses (3), ist oder leicht aus dieser Oberfläche des Wärmeableitelements hervorsteht.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lampengehäuse (3) an dem Ende, das der den Chipträger (2) aufnehmenden Stirnseite gegenüberliegt, ein Aufnahme für einen handelsüblichen Lampensockel aufweist.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lampengehäuse (3) außenseitig umlaufende Nuten (7) aufweist.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lampengehäuse (3) einen umlaufenden Wärmeableitungssteg (8) aufweist.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Chipträger (2) durch das Wärmeableitelement hindurch gesteckt ist und rückseitig durch eine Überwurfmutter (12) mit dem Wärmeableitelement verschraubt ist.
Hochleistungs-LED-Chipträger (2), eingerichtet zur Bestückung einer Hochleistungs-LED-Lampe (1), mit einer ersten Teiloberfläche und einer zweiten Teiloberfläche, wobei auf der ersten Teiloberfläche der Hochleistungs-LED-Chip (5) angeordnet ist und über die zweite Teiloberfläche im bestimmungsgemäßen Gebrauch Wärme zum Lampengehäuse (3) hin abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Chipträger (2) als stabförmiges Einsetzteil ausgebildet ist, der Hochleistungs-LED-Chip (5) stirnseitig auf dem Einsetzteil aufgesetzt ist und die die Wärme ableitende zweite Teiloberfläche zumindest teilweise von einer Seitenfläche des Chipträgers (2) gebildet ist.
Chipträger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Seitenflächen des Chipträgers (2) mit einem Gewinde versehen sind.
Chipträger nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass stirnseitig eine tellerartige Vertiefung vorgesehen ist.
Chipträger nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in axialer Richtung durch den Chipträger (2) Durchgangsbohrungen (9) verlaufen und Kontaktdrähte (11) zur Bestromung des LED-Chips (5) durch die Durchgangsbohrungen (9) hindurchgeführt sind.