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Die Neuerung bezieht sich auf ein LED-Leuchtmittel gemäß Oberbegriff Schutzanspruch 1 oder 14, auf eine Außenleuchte gemäß Oberbegriff Schutzanspruch 16 sowie auf einen Gewindeaufsatz für eine Lampenfassung gemäß Oberbegriff Schutzanspruch 17.
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Es wurde bereits vorgeschlagen bei Straßenlampen oder -laternen oder bei anderen für den Außenbereich bestimmten Lampen LED-Leuchtmittel zu verwenden. Nachteilig hierbei ist bisher, dass die Leuchtmittel die gewünschte Leuchtstärke nicht aufweisen und/oder aber nur einen eingeschränkten Abstrahlbereich besitzen. Problematisch ist bei für den Außenbereich bestimmten Lampen weiterhin grundsätzlich, dass die Leuchtmittel in einer geschlossenen Abdeckung untergebracht sind, die zwar lichtdurchlässig ist, aber eine ausreichende Kühlung des Leuchtmittels bzw. der verwendeten LEDs nicht gewährleistet.
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Aufgabe der Neuerung ist es, ein LED-Leuchtmittel aufzuzeigen, welches bei hoher Lichtleistung eine gleichmäßige Lichtverteilung in einem Abstrahlwinkel von bis zu 360° aufweist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein LED-Leuchtmittel entsprechend dem Schutzanspruch 1 oder 14 ausgebildet. Eine Außenleuchte ist Gegenstand des Schutzanspruchs 16. Ein Gewindeaufsatz für eine Lampenfassung für LED-Leuchtmittel ist Gegenstand des Schutzanspruchs 17.
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Ein wesentliches Merkmal des neuerungsgemäßen LED-Leuchtmittels besteht darin, dass die LEDs am Umfang eines stabförmigen, vorzugsweise aber rohrförmigen Kühlkörpers verteilt vorgesehen sind, sodass bei hoher Lichtleistung ein Abstrahlwinkel von 360° erreicht wird. Allen Ausführungen des neuerungsgemäßen Leuchtmittels ist weiterhin gemeinsam, dass beispielsweise an einem Ende des Kühlkörpers wenigstens ein elektrischer Lüfter vorgesehen ist, der einen Kühlluftstrom entlang der Kühlkörperaußenfläche und damit unmittelbar an den dortigen LEDs vorbei und/oder bei rohrförmiger Ausführung des Kühlkörpers wenigstens einen diesen Kühlkörper durchströmenden Kühlluftstrom erzeugt, und zwar bevorzugt zusätzlich zu dem Kühlluftstrom entlang der Kühlkörperaußenfläche.
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Das neuerungsgemäße LED-Leuchtmittel ist beispielsweise so ausgeführt, dass der wenigstens eine Lüfter beim Einschalten des Leuchtmittels zwangsläufig aktiviert wird. Grundsätzlich besteht aber auch die Möglichkeit, diesen Lüfter gesteuert erst dann zu aktivieren, wenn die Temperatur des Kühlkörpers und damit der dortigen LEDs einen vorgegebenen Temperaturschwellwert übersteigt.
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Der Ausdruck „im Wesentlichen” bzw. „etwa” bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/–10%, bevorzugt um +/–5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
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Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Neuerung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Neuerung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
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Die Neuerung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1 und 2 exemplarisch ein LED-Leuchmittel gemäß der Neuerung in Seitenansicht sowie in Draufsicht;
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2 in vereinfachter Darstellung den als Gewinde ausgebildeten Anschlussbereich eines LED-Leuchmittels zusammen mit einer lampenseitigen Fassung.
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Das in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete LED-Leuchtmittel umfasst u. a. einen Kühlkörper 2, der aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit besteht, beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff, z. B. aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, aus Kupfer- oder Kupferlegierung. Der Kühlkörper besitzt einen polygonalen Querschnitt, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform einen sechseckigen Querschnitt, sodass die Mangelfläche des Kühlkörpers 2 insgesamt sechs in einer Umfangsrichtung aneinander anschließende und zumindest an der Kühlkörperaußenfläche ebene oder im Wesentlichen ebene Kühlkörperabschnitte 2.1 bildet. Der Kühlkörper 2 ist beispielsweise von einer Länge eines Profilrohres gebildet, welches zusätzlich zu den Kühlkörperabschnitten 2.1 auf mehrere radial zur Achse KA verlaufende Stege 2.2 aufweist, die umfangsseitig jeweils mittig in einen Kühlkörperabschnitt 2.1 übergehen und im Bereich der Achse KA miteinander verbunden sind.
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An jedem Kühlkörperabschnitt 2.1 ist an der Kühlkörperaußenseite jeweils eine Reihe von mehreren in Richtung einer Kühlkörperachse KA aufeinanderfolgenden LEDs 3 vorgesehen, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform jeweils vier derartige LEDs an fünf Kühlkörperabschnitten 2.1 und an einem der Kühlkörperabschnitte insgesamt drei LEDs. Selbstverständlich kann die Anzahl der LEDs 3 auch hiervon abweichen. Auch können an jedem Kühlkörperabschnitt 2.1 wenigstens zwei jeweils in Richtung der Kühlkörperachse KA orientierte LED-Reihen vorgesehen sein.
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Die LEDs 3 jeder Reihe sind elektrisch in Serie geschaltet und über Leitungen 4 mit einer Stromverteilerplatine 5 bzw. mit dortigen Anschlüssen und Leiterbahnen verbunden. Zwischen dem in der 1 unteren Ende des Kühlkörpers 2 und der Stromverteilerplatine 5 ist ein rohrartiges Lüftergehäuse 6 vorgesehen, welches mit seiner Achse achsgleich mit der Achse KA angeordnet ist und an der Oberseite mit einem dortigen Gehäuseflansch 6.1 mit dem rohrartigen Kühlkörper 2 und mit seiner Unterseite an der Stromverteilerplatine 5 befestigt ist. Im Inneren des Lüftergehäuses 6 ist ein elektrisch betriebener Lüfter 7 untergebracht, von dem in der 2 der Lüftermotor 8 sowie die Lüfterflügelrad 9 gezeigt sind.
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Achsgleich mit der Achse KA ist weiterhin ein Sockelgehäuse 10 aus einem elektrisch isolierenden Material vorgesehen, welches mit einer senkrecht zur Achse KA orientierten Platine 11 über Abstandhalter bzw. Distanzbolzen 12 mit zugehörigen Schrauben und Muttern mit der Stromverteilerplatine 5 verbunden ist, sodass zwischen der Platine 11 und der über dieser angeordneten Stromverteilerplatine 5 am Umfang des LED-Leuchtmittels 1 mehrere Eintrittsöffnungen 13 für Kühlluft gebildet sind. An seinem der Platine 11 abgewandten unteren Ende bildet das Sockelgehäuse 10 einen Verbindungs- oder Anschlussabschnitt 14, welcher als Gewinde dem üblichen Anschlussgewinde von Leuchtmitteln, beispielsweise Glühlampen entspricht und beispielsweise ein genormtes Gewinde, z. B. das E27-Gewinde herkömmlicher Leuchtmittel oder Glühlampen ist, sofern das LED-Leuchtmittel für den Betrieb mit der allgemeinen 230-Volt-Netzspannung ausgebildet ist. In diesem Fall ist dann beispielsweise in dem Sockelgehäuse 10 auch die erforderliche Elektronik (integriertes Vorschaltgerät) zur Umwandlung der Netzspannung in der für den Betrieb der LEDs benötigten Betriebsspannung vorgesehen.
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Wird das LED-Leuchtmittel 1 über ein externes Vorschaltgerät betrieben, welches die reduzierte Betriebsspannung für die LEDs 3 bereitstellt, so ist der Anschlussabschnitt 14 so ausgeführt, dass zwar ein Montieren und Entfernen des LED-Leuchtmittels 1 an einer lampenseitigen Fassung möglich ist, nicht aber versehentlich an einer Fassung, an der die 230-Volt-Netzspannung anliegt. Im einfachsten Fall wird dies z. B. dadurch erreicht, dass der Anschlussabschnitt 14 zwar ebenfalls als Gewinde ausgeführt ist, allerdings mit einem Gewindedurchmesser der größer ist als der größte, bei herkömmlichen Leuchtmitteln verwendete Gewindedurchmesser, d. h. größer als der Durchmesser E27-Gewindes. Es versteht sich, dass die von dem Anschlussabschnitt 14 gebildeten elektrischen Kontakte über die im Sockelgehäuse 10 untergebrachte Elektronik (soweit vorhanden) oder aber direkt mit der Stromverteilerplatine 5 bzw. mit dortigen Anschlüssen verbunden sind.
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Um eine gleichmäßige Stromverteilung an die verschiedenen, elektrisch parallel geschalteten LED-Reihen zu erreichen, ist bei der dargestellten Ausführungsform in der elektrischen Verbindung zu jeder Reihe ein niederohmiger Vorwiderstand 15 vorgesehen.
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An einem Kühlkörperabschnitt 2.1 ist weiterhin ein Temperatursensor 16 angeordnet, der die Temperatur des Kühlkörpers und damit der LEDs 3 erfasst und ein Abschalten der LEDs 3 dann veranlasst, wenn die Temperatur des Kühlkörpers 2 und damit der LEDs 3 einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
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Während des Betriebes des LED-Leuchtmittels, d. h. bei aktivierten LEDs 3 ist der Lüfter 7 ebenfalls eingeschaltet, sodass Kühlluft durch die Einlassöffnungen 13 angesaugt und u. a. nach dem Durchströmen des Kühlkörpers 2 an der offenen Oberseite dieses Kühlkörpers 2 bzw. an einer dortigen Austrittsöffnung 17.1 austritt, wie dies in der 1 mit den Pfeilen A angedeutet ist. Durch die Befestigung des Kühlkörpers 2 über den kreisringförmigen, den Kühlkörper 2 an seinem unteren Ende umschließenden Befestigungsflansch 6.1 des Lüftergehäuses 6 ergeben sich an den Kühlkörperabschnitten 2.1 weitere Austrittsöffnungen 17.2 (2), und zwar für einen äußeren Kühlluftstrom, der nach dem Austreten aus den Austrittsöffnungen 17.2 entlang der Außenfläche des Kühlkörpers 2 strömt, wie dies in der 1 mit den Pfeilen B angedeutet ist. Durch die Kühlluftströme A und B erfolgt eine intensive Kühlung der LEDs 3, teilweise über den Kühlkörper 2 und teilweise auch direkt, sodass ein Überschreiten der zulässigen Betriebstemperatur der LEDs 3 vermieden ist. Die Stege 2.2 tragen dabei nicht nur zur Stabilität des Kühlkörpers 2, sondern insbesondere auch zur Verbesserung der Kühlwirkung entscheidend bei.
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Das LED-Leuchtmittel 1 eignet sich für unterschiedlichste Lampen oder Leuchten. Insbesondere kann das LED-Leuchtmittel in geschlossenen, für die Verwendung im Außenbereich bestimmten Lampen, beispielsweise für Lampen der Straßenbeleuchtung Verwendung finden.
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Die 3 zeigt nochmals in vereinfachter schematischer Darstellung das den Anschlussbereich 14 bildende untere Ende des Sockelgehäuses 10 eines LED-Leuchtmittels, beispielsweise des LED-Leuchtmittels 1, zusammen mit einer lampenseitigen und in dieser Figur allgemein mit 17 bezeichneten Fassung. Die Fassung 17 ist Bestandteil einer Außenlampe 18, vorzugsweise einer Straßenlampe oder Straßenlaterne und ist dort in geeigneter Weise montiert, und zwar mit einer Basis oder mit einem Sockel 19 aus einem elektrisch isolierenden Material, an welchem die elektrische Kontakte 20 für den elektrischen Anschluss des in die Fassung 17 eingeschraubten Leuchtmittels vorgesehen sind und welcher elektrisch mit den lampenseitigen Anschlüssen bzw. Leitern verbunden ist. Ein weiterer Bestandteil der Fassung 17 ist ein Gewindeaufsatz 21 aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise aus Porzellan, Keramik oder Kunststoff, der das Innengewinde 22 zum Einschrauben des als Gewinde ausgebildeten Anschlussbereichs 14 aufweist.
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Die Kontakte 20 sind elektrisch mit den Ausgängen des in der 3 schematisch mit 23 angegebenen lampenseitigen Vorschaltgerätes verbunden, welches mit seinen Eingängen an die 230-V-Versorgungsspannung angeschlossen ist.
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Wie oben ausgeführt, sind der Durchmesser des den Anschlussbereich 14 bildenden Gewindes und damit auch der entsprechende Durchmesser des Innengewindes 22 größer ausgeführt als das größte, bei herkömmlichen Leuchtmitteln verwendete Gewinde (E27), so dass ein versehentliches Einschrauben des Anschlussbereichs 14 in für herkömmliche Leuchtmittel bestimmte Fassungen nicht möglich ist.
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Um bei der Herstellung des Leuchtmittels 1 für das den Anschlussbereich 14 aufweisende Sockelgehäuse 10 die üblichen, auf dem Markt erhältlichen Sockelgehäuse mit dem üblichen Gewinde 14.1, welches das Gewinde herkömmlicher Leuchtmittel, beispielsweise das E-27-Gewinde ist, verwenden zu können, ist zur Ausbildung des Anschlussbereichs 14 auf das Gewinde 14.1, eine Gewindehülse 14.2 aufgesetzt und mit dem Gewinde 14.1 fest verbunden, beispielsweise durch Verkleben. Die Gewindehülse 14.2, die beispielsweise ein Formteil aus Kunststoff ist, ist so ausgebildet, dass bei auf das Gewinde 14.1 aufgesetzter Gewindehülse 14.2 der untere Bereich des metallischen Gewinde 14.1, insbesondere der sich verjüngende Bereich 14.1.1 freiliegt, d. h. von der Gewindehülse 14.2 nicht abgedeckt ist. Nach dem Einschrauben des Anschlussbereichs 14 in die Fassung 17 liegen die beiden äußeren Kontakte 20 gegen das metallische Gewinde 14.1 und der innere Kontakt 20 gegen den untere, gegenüber dem Gewinde 14.1 elektrisch isolierten Kontakt 14.3 an. Um das Einschrauben des Leuchtmittels 1 mit diesen vergrößerten Anschlussbereich 14 in die Fassung 17 zu ermöglichen, ist der dem Gewindeaufsatz 21 entsprechende ursprüngliche und für herkömmliche Leuchtmittel geeignete Aufsatz der Fassung 17 gegen den Aufsatz 21 mit dem vergrößerten Innengewinde 22 ausgetauscht.
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Der besondere Vorteil besteht hierbei darin, dass für das Sockelgehäuse 10 die preiswert am Markt erhältlichen Sockelgehäuse mit Anschlussgewinde 14.1 verwendet werden können und dass hierbei lediglich lampenseitig bei montiertem Vorsatzgerät 23 der für herkömmliche Leuchtmittel geeignete Aufsatz der Fassung 17 gegen den Gewindeaufsatz 21 mit dem vergrößerten Innengewinde 22 ausgetauscht werden muss, was in der Regel bequem mit nur wenigen Handgriffen möglich ist. Hierdurch können u. a. bestehende Lampen, insbesondere Straßenlampen oder Straßenlaternen problemlos auf LD-Leuchtmittel, beispielsweise auf die LED-Leuchtmittel 1 umgerüstet werden.
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Die Neuerung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Neuerung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
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So ist es beispielsweise bei Verwendung eines in das LED-Leuchtmittel 1 integrierten Vorschaltgerätes möglich, dieses ebenfalls in dem Kühlluftstrom anzuordnen, beispielsweise dadurch, dass anstelle der Eintrittsöffnungen 13 zwischen den Platinen 5 und 11 entsprechende Eintrittsöffnungen am Umfang des Sockelgehäuses 10 vorgesehen sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- LED-Leuchtmittel
- 2
- Kühlkörper
- 2.1
- Kühlkörperabschnitt
- 2.2
- Steg
- 3
- LED
- 4
- Verbindungsleitung
- 5
- Stromverteilerplatine
- 6
- Lüftergehäuse
- 7
- Lüfter
- 8
- Lüftermotor
- 9
- Lüfterflügel
- 10
- Sockel oder Gehäuse
- 11
- Platine
- 12
- Abstandhalter oder Distanzhülse mit Verbindungsschraube
- 13
- Lufteintrittsöffnungen
- 14
- Anschlussbereich
- 14.1
- Gewinde
- 14.1.1
- Gewindeabschnitt
- 14.2
- Gewindehülse
- 14.3
- mittiger Kontakt
- 15
- Vorwiderstand
- 16
- Temperatursensor
- 17
- Fassung
- 18
- Außenlampe
- 19
- Sockel
- 20
- elektrische Kontakte
- 21
- Gewindeaufsatz
- 22
- Innengewinde
- 23
- Vorschaltgerät
- A, B
- Kühlluftstrom
