DE602004008178T2

DE602004008178T2 - LED Lampenfassung

Info

Publication number: DE602004008178T2
Application number: DE602004008178T
Authority: DE
Inventors: Charles M. Rindge Coushaine
Original assignee: Osram Sylvania Inc
Current assignee: Osram Sylvania Inc
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2024-09-01
Also published as: EP1521034A2; CA2477479A1; EP1521034B1; US7075224B2; ES2290598T3; DE602004008178D1; EP1521034A3; US20050067942A1; ATE370371T1

Description

Technisches Gebiet
Diese Anmeldung betrifft Lichtquellen, und insbesondere Lichtquellen, die Leuchtdioden (LED oder LEDs) verwenden. Insbesondere betrifft sie dabei Lichtquellen, die auf dem Gebiet der Fahrzeuge nützlich sind, z.B. als Vorderlicht, Rücklicht, Bremslicht, Nebelleuchte, Abbiegesignal usw.
Stand der Technik
In der Vergangenheit wurden im Zusammenhang mit Fahrzeuglichtquellen vor allem Glühbirnen benutzt. Obwohl sie gute Arbeit leisten und kostengünstig sind, verfügen sie über eine relativ kurze Lebensdauer, und der verwendete dünne Glühdraht war natürlich stets Beschädigungen aufgrund von Vibration ausgesetzt.
In letzter Zeit wurden die Glühbirnen bei einigen Anwendungen, insbesondere dem Bremslicht, durch LEDs ersetzt. Diese Festkörperlichtquellen verfügen über eine enorme Lebensdauer im Bereich von 100.000 Stunden, und unterliegen keinen Ausfällen aufgrund von Vibrationen. Allerdings müssen diese LED-Quellen fest an ihrer geeigneten Position verdrahtet werden, was die Installationskosten erhöht. Es wäre deshalb ein Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik, wenn eine LED-Lichtquelle bereitgestellt werden könnte, die mit der gleichen Leichtigkeit installierbar ist wie Glühlichtquellen.
Das Dokument US 2003/0021113 offenbart eine austauschbare LED-Lichtquelle mit einer Halterung des Schraubtyps.
Offenbarung der Erfindung
Es ist deshalb eine Aufgabe dieser Erfindung, austauschbare Lichtquellen zu verbessern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine LED-Lichtquelle bereitzustellen, die praktisch zu benutzen und einfach zu installieren ist, sowohl zunächst für den Hersteller und später für den Endverbraucher, für den unwahrscheinlichen Fall, dass eine Ersetzung notwendig ist.
Diese Aufgaben werden in einem Aspekt der Erfindung gelöst, indem eine LED-Lichtquelle bereitgestellt wird, die ein Gehäuse mit einem Sockel, einen hohlen Kern, der von dem Sockel vorspringt, wobei der Kern im Wesentlichen konisch geformt ist, und einen zentralen Wärmeleiter aufweist, der zentral in dem hohlen Kern angeordnet ist. Eine erste Leiterplatte ist mit einem Ende des zentralen Wärmeleiters verbunden, und eine zweite Leiterplatte ist an einem zweiten Ende des zentralen Wärmeleiters angebracht, wobei die zweite Leiterplatte mindestens eine LED aufweist, die wirksam daran angebracht ist.
Mehrere elektrische Leiter weisen proximale Enden auf, die an der zweiten Leiterplatte befestigt sind und sich von dieser aus erstrecken, und distale Enden, die an der ersten Leiterplatte befestigt sind, wobei in jedem der elektrischen Leiter eine Zugentlastung ausgebildet ist.
Eine Kappe ist über die zweite Leiterplatte aufgepasst, und ein Kühlkörper ist am Sockel befestigt, und befindet sich in Wärmekontakt mit der ersten Leiterplatte.
Das Zugentlastungselement wird während der Montage zusammengedrückt, und stellt einen guten elektrischen Kontakt zwischen den Leiterplatten sicher.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 ist eine erhöhte Schnittansicht einer Lampe gemäß einem Aspekt der Erfindung.
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung;
3 ist eine erhöhte Ansicht des zentralen Wärmeleiters, zusammen mit den elektrischen Leitern und einer Form von Zugentlastung; und
4 ist eine perspektivische Draufsicht, die die Anordnung der elektrischen Leiter in dem hohlen Kern darstellt.
Beste Art der Ausführung der Erfindung
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung, zusammen mit anderen und weiteren Aufgaben, Vorteilen und Möglichkeiten derselben, wird nun unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Figuren auf die folgende Beschreibung und die beiliegenden Ansprüche Bezug genommen.
Unter genauerer Bezugnahme auf die Figuren ist in 1 eine LED-Lichtquelle 10 gezeigt, die ein Gehäuse 12 mit einem Sockel 14 aufweist. Ein hohler Kern 16 springt von dem Sockel 14 vor, wobei der Kern 16 im Wesentlichen konisch ist. Ein zentraler Wärmeleiter 17 ist zentral in dem hohlen Kern 16 angeordnet, und besteht im Wesentlichen aus massivem Metall. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Metall Kupfer.
Eine erste Leiterplatte 18 ist mit einem Ende des zentralen Wärmeleiters verbunden, z.B. durch eine Schraube 19, und eine zweite Leiterplatte 20 ist an einem zweiten, gegenüberliegenden Ende des zentralen Wärmeleiters 17 angebracht. Die zweite Leiterplatte 20 weist mindestens eine LED 24 auf, die wirksam daran befestigt ist, und kann auch z.B. durch eine Schraube 21 an dem zentralen Wärmeleiter angebracht sein.
Die Anzahl und die Farbemission der LEDs hängt von der Leistung der einzelnen LEDs ab, und natürlich von der ultimativen Benutzungsweise. Wenn beispielsweise nur eine Benutzung als Rücklicht oder Bremslicht vorgesehen ist, wird die Emission im roten Bereich des Spektrums ausgewählt; wenn allerdings eine Benutzung als Nebellicht vorgesehen wäre, würde die ausgewählte Emissionsfarbe im gelben Bereich des Spektrums liegen. Außerdem sind gemischte Farben vorgesehen, z.B. rot und gelb, wobei die rote Farbe in einer Bremssituation betätigt würde, und die gelbe bei einer Benutzung als Abbiegesignal. Natürlich können bei Bedarf rote, grüne und blaue Emitter gemischt werden, um weißes Licht bereitzustellen.
Es sind mehrere elektrische Leiter 26 mit proximalen Enden 28, die in Kontakt mit elektrischen Leiterbahnen stehen, die an der zweiten Leiterplatte 20 ausgebildet sind, und mit distalen Enden 30 vorgesehen, die in Kontakt mit elektrischen Leiterbahnen an der ersten Leiterplatte 18 stehen, wobei in jedem der elektrischen Leiter 26 eine Zugentlastung 27 ausgebildet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zugentlastung als eine Schlaufe 27a ausgebildet, wobei die Schlaufe zusammengedrückt wird, wenn die Leiterplatten angebracht werden, und so einen guten elektrischen Kontakt der Leiter 26 sicherstellt. Während der Montage werden die Leiter 26 axial zwischen etwa 0,5 und 1,0 mm zusammengedrückt. Eine Kappe 32 ist auf die zweite Leiterplatte 20 aufgepasst, und ein Kühlkörper 34 ist an dem Sockel beabstandet von der Platte 20 angebracht, wie in 1 gezeigt. Alternativ können die Kappe 32 und die Schraube 21 als eine einzige Einheit ausgebildet werden. Der Wärmekontakt mit der ersten Leiterplatte 18 und dem Sockel 14 wird durch eine Wärmeleitmasse erreicht, wie z.B. Thermagon 304. Der Kühlkörper 34 kann in jeder gewünschten Weise an dem Sockel angebracht werden, so lange die Funktion der Wärmeübertragung beibehalten wird, und ist vorzugsweise aus Aluminium hergestellt, das geschwärzt wurde, um die Abstrahlung zu verbessern.
Mit Energie wird die Lichtquelle über mindestens zwei elektrische Kontakte 36, 38 versorgt, die sich vom Inneren des Gehäuses 12 in eine Position außerhalb des Gehäuses 12 erstrecken, um dort mit einer Energiequelle verbunden zu werden. Die inneren Enden 36a und 38a der elektrischen Kontakte können mit federartigen Endstücken versehen sein, um einen guten elektrischen Kontakt mit der Leiterplatte sicherzustellen.
Vorzugsweise ist ein O-Ring 40 zwischen dem Sockel 14 und dem Kühlkörper 34 angeordnet.
Die Außenfläche 44 des hohlen Kerns 16 kann bei Bedarf oder je nach Anforderung an die benötigte Beleuchtung eine Vielzahl von Durchmessern aufweisen. Ebenso kann die Außenfläche des hohlen Kerns 16 aus tief gezogenem Metall hergestellt werden, oder die Fläche kann mit Hilfe eines Überzugverfahrens metallisiert werden.
In jedem Fall ist einer der Durchmesser mit einem oder mehreren Verriegelungsflanschen 48 versehen, weshalb die Lichtquelle in einen geeigneten Reflektor eingeführt werden kann.
Es wird also eine LED-Lichtquelle bereitgestellt, die insbesondere auf dem Gebiet der Fahrzeuge nützlich ist. Es wird eine ausreichende Wärmeabführung bereitgestellt, und indem die Zugentlastungen, die an den Kontakten ausgebildet sind, zusammengedrückt werden, wenn die Leiterplatten an dem zentralen Wärmeleiter montiert werden, wird ein guter elektrischer Kontakt erzielt. Die Einheit kann leicht zum Zeitpunkt der Fahrzeugherstellung eingesetzt werden, und ist leicht durch den Endverbraucher austauschbar, falls dies notwendig sein sollte.
Obwohl die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung offenbart wurden, können verschiedene Änderungen und Modifikationen daran vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er durch die beiliegenden Ansprüche definiert wird.

Claims

LED-Lichtquelle, aufweisend: ein Gehäuse (12) mit einem Sockel (14); einen hohlen Kern (16), der von dem Sockel vorspringt, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (16) im Wesentlichen konisch ist, und dass die Quelle ferner aufweist: einen zentralen Wärmeleiter (17), der zentral in dem hohlen Kern (16) angeordnet ist; eine erste Leiterplatte (18), die mit einem Ende des zentralen Wärmeleiters (17) verbunden ist; eine zweite Leiterplatte (20), die an einem zweiten Ende des zentralen Wärmeleiters (17) angebracht ist, wobei an der zweiten Leiterplatte (20) mindestens eine LED (24) wirksam befestigt ist; mehrere elektrische Leiter (26) mit proximalen Enden (28), die in Kontakt mit elektrischen Leiterbahnen stehen, die an der zweiten Leiterplatte (20) ausgebildet sind, und mit distalen Enden (30), die in elektrischem Kontakt mit Leiterbahnen an der ersten Leiterplatte (18) stehen, wobei in jedem der elektrischen Leiter (26) eine Zugentlastung (27) ausgebildet ist; eine Kappe (32), die auf die zweite Leiterplatte (20) aufgepasst ist; und einen Kühlkörper (34), der an dem Sockel (14) angebracht ist und in Wärmekontakt mit der ersten Leiterplatte (18) steht.
LED-Lichtquelle nach Anspruch 1, wobei mindestens zwei elektrische Kontakte (36, 38) sich zur Verbindung mit einer Energiequelle vom Inneren des Gehäuses (12) zu einer Position außerhalb des Gehäuses (12) erstrecken.
LED-Lichtquelle nach Anspruch 1, wobei ein O-Ring (40) zwischen dem Sockel (14) und dem Kühlkörper (34) angeordnet ist.
LED-Lichtquelle nach Anspruch 1, wobei die Außenfläche (44) des hohlen Kerns eine Vielzahl von Durchmessern aufweist.
LED-Lichtquelle nach Anspruch 5, wobei einer der Durchmesser mit einem Verriegelungsflansch (48) versehen ist.
LED-Lichtquelle nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine LED mindestens zwei LEDs aufweist.
LED-Lichtquelle nach Anspruch 6, wobei die mindestens zwei LEDs Licht derselben Farbe abgeben.
LED-Lichtquelle nach Anspruch 7, wobei die mindestens zwei LEDs Licht unterschiedlicher Farbe abgeben.