EP3027956B1 - Led-modul - Google Patents

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EP3027956B1
EP3027956B1 EP14727710.7A EP14727710A EP3027956B1 EP 3027956 B1 EP3027956 B1 EP 3027956B1 EP 14727710 A EP14727710 A EP 14727710A EP 3027956 B1 EP3027956 B1 EP 3027956B1
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EP
European Patent Office
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led module
light
connectors
leds
socket
Prior art date
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EP14727710.7A
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English (en)
French (fr)
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EP3027956A1 (de
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Jens Burmeister
Bernd Schwarz
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Eaton Intelligent Power Ltd
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Eaton Intelligent Power Ltd
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/27—Retrofit light sources for lighting devices with two fittings for each light source, e.g. for substitution of fluorescent tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V25/00—Safety devices structurally associated with lighting devices
    • F21V25/12—Flameproof or explosion-proof arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes
    • F21Y2103/10—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes comprising a linear array of point-like light-generating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • Such an LED module is for example from the DE 299 00 320 U1 in which an LED lamp with an external geometry substantially corresponding to a fluorescent lamp is disclosed.
  • the LED lamp each has an electrical connection on each of its end sides in the longitudinal direction, which can be used in conventional plug-in base for fluorescent lamps.
  • Several LEDs are arranged in rows on a printed circuit board as light sources, and furthermore the printed circuit board has reverse polarity protection in the form of a diode in order to prevent current from flowing through the LEDs in the wrong direction.
  • the LED module has at least two terminals, wherein each of the two terminals can be used simultaneously in another base of the lamp for a light source.
  • one of the two connections can also be used in one base of the luminaire for one luminous means and the other of the two connections can be used simultaneously in another base of the luminaire for a further luminous element, so that the LED module replaces two separate luminous means.
  • both the space of the at least two replaced bulbs, as well as the space normally provided between conventional bulbs can be used as a design space for the LED module.
  • a plurality of conventional lights a plurality of conventional bulbs are provided, wherein there are intermediate spaces between the bulbs, which primarily allow a heat dissipation from the individual bulbs.
  • LEDs are very small point sources of light, of which a large number must therefore be provided.
  • an improved light output can be achieved by means of the teaching of the invention, since then LEDs can be provided in the areas between the replaced conventional bulbs in the context of the LED module.
  • an insertion of the LED module in the body and in particular a fixing of the connections to the sockets for electrical connection can be done in a simple manner, at the same time via such an insertion of the LED module on the base body can be done.
  • terminal refers to the entirety of a terminal, such as the two pin contacts on one side of a fluorescent tube, or the mounting base of an incandescent lamp.
  • the connections can be used in base for fluorescent lamps.
  • the connection is designed in accordance with a connection on one side of a fluorescent lamp, namely primarily as two mutually remote pin contacts.
  • the LED module is used to replace standard fluorescent lamps with 18W to 58W power.
  • At least two ports are provided on one side of the LED module, and at least two respective ports on the opposite side of the LED module, respectively.
  • the corresponding connections are provided primarily at the corresponding position on the respective opposite sides of the LED module. That is, the respective terminals are arranged symmetrically to a central symmetry plane parallel to the opposite sides in the LED module.
  • the LED module has a length greater than height and width, with the terminals provided on the end sides in the longitudinal direction.
  • several parallel fluorescent tubes can be replaced by the LED module, especially two parallel fluorescent tubes.
  • the LED module is preferably at least twice as wide as it is high.
  • additional fastening means may also be provided on the LED module and / or on the corresponding luminaire, so that the LED module can be fastened additionally or exclusively in the luminaire.
  • only some of the terminals are designed to be live. Since the LED module replaces several bulbs, it is not necessarily dependent on the power supply of each bulb. Thus, it is sufficient if the power is supplied via only one connection.
  • one terminal may represent a positive pole of a DC voltage, and the other terminal the negative pole of a DC voltage.
  • connections are arranged at two opposite end sides in the longitudinal direction of the LED module in each case at the same height and at the same distance from the center in the width direction of the LED module.
  • At least one terminal of the LED module is associated with a rectifier device, in particular with associated safety circuit.
  • the rectifier device ensures that a wrong insertion of the LED module is not possible, since both directions of insertion are possible due to the rectification.
  • the safety circuit can in this context, for example, prevent too high voltage spikes or the like.
  • pin housings for providing the terminals and in particular the pin contacts can be arranged at the ends of the LED modules.
  • the LED module is characterized in that it can be used in the correct orientation in the lamp. This can be achieved, for example, by indicating the correct orientation with an arrow or a marker. On the other hand, however, it is also possible to provide a geometric limiting element, for example in the form of a projection, which prevents a wrong insertion of the LED module.
  • the electronic ballast is designed to provide a supply voltage in the correct polarity for the LEDs, regardless of the orientation in which the LED module is inserted into the lamp. This is particularly necessary for applications in which the supply voltage has already been converted to DC voltage, and the electronic ballast in the LED module merely ensures a further adaptation or securing of the current flow in the appropriate direction for the LEDs. In particular, this can be achieved by the provision of a diode.
  • LEDs may be arranged longitudinally on a printed circuit board in the LED module. This allows for easier provision and easier control of multiple LEDs.
  • the LEDs in the LED module radiate at least partially in the direction of a reflector, which reflects and scatters the light of the LEDs, so that the light field of the lamp is uniformly formed.
  • the reflector may be part of the luminaire or part of the LED module.
  • the LED module may have an electronic ballast, so that the base of the conventional bulbs and the base of the LED module can be operated with the same electrical supply.
  • the pedestals for the plurality of conventional bulbs and the at least one pedestal for the LED module are arranged so that the LED module, after replacement of the conventional bulbs, at least partially replaced in the area of each Conventional light source is arranged.
  • the corresponding base of the lamp may have a locking device for locking the terminals or pin contacts used in the base.
  • Such locking device is for example a rotary lock, a latching mechanism or the like.
  • FIG. 1 a conventional explosion-proof lamp 1 is shown, which has a base body 2, which is provided in operation with a transparent or translucent cover, which is not shown.
  • the base body 2 has explosion-proof electrical supply connections 3, 4, to which corresponding supply lines can be connected.
  • a not separately shown electronic pilot control is provided which provides a supply voltage which is suitable at least for the operation of the fluorescent tubes 5.
  • a plurality of LEDs 14 are arranged on a printed circuit board 15 in the longitudinal direction.
  • a printed circuit board 15 in the longitudinal direction.
  • the LEDs on a circuit board in FIG. 2 visible, on the other side in the width direction B further LEDs are arranged symmetrically thereto.
  • a further LED row can be arranged between the two above-described LED rows.
  • the LEDs 14 are supplied with a DC voltage, which is advantageously generated by an electronic ballast, which is provided in the LED module 9.
  • the LED module 9 can be inserted into the main body 2 of a conventional luminaire 1, which provides a supply voltage for a fluorescent tube by means of an electronic ballast.
  • the LEDs 14 are largely upwardly and to the side surrounded by a reflector 16 or more reflectors 16, which direct the light in the direction of the opening of the base body 2 down and continue to scatter the light generated selectively by the LEDs 14. This can be achieved with the LED module 9, a similar light distribution as conventional fluorescent tubes 5.
  • FIG. 3 is again a lamp 1, which has a base body 2, wherein on the base body 2, a cover 17 is arranged.
  • this cover 17 is removed from the base body 2, either the illustrated LED module 9 or the fluorescent tubes 5 can be inserted into the base body 2 before the cover 17 is closed again.
  • This can be changed at any time, the type of light bulb of the lamp 1, without requiring a modification in the body 2 of the Lamp 1 must be performed.
  • This is particularly advantageous for use in explosion-proof lights 1, since these would require a replacement of a pilot control device in the main body 2 or the like, a new certification or safety inspection, which would be expensive and expensive to perform in the field of application of the lamp 1 in an industrial environment.
  • the LED module 9 can be designed so that it is suitable for existing luminaires 1 for replacing the fluorescent tubes 5.
  • already installed in the industrial sector lights 1 can be upgraded, so that they have LEDs instead of fluorescent tubes as lighting.
  • the terminals 10, 11 are provided on the end side 18 in the longitudinal direction of the LED module 9, the terminals 12, 13 on the opposite end side 19 in the longitudinal direction.
  • the terminals 10, 11, 12, 13 each have two pin contacts 20, 20, as shown for terminal 10, which essentially correspond in their geometry and spacing to the pin contacts 21, 21 of a fluorescent tube 5.
  • the pin contacts 20, 20 of the LED module are only partially used to power the LEDs, the other pin contacts can also be provided only for mounting the LED module 9.
  • FIG. 4 shows a schematic diagram of an LED module 9, in which essentially the two circuit boards with LEDs 14, see also FIG. 2 , are arranged parallel to each other. At one end of each board is a plus pole and at the other end a minus pole. At the ends of the LED module pin housing 22, 23 are arranged, which hold the corresponding terminals 10, 11, 12, 13 and associated pin contacts. Between the terminals and the respective circuit boards 9 rectifier means 24 and 25 are arranged at least at one end of the LED module. These preferably contain a safety circuit.
  • the rectifier devices Through the rectifier devices is also a reverse insertion of the LED module in the corresponding sockets of the lamp, see FIG. 2 , possible without damaging the LEDs due to incorrect voltage polarities. That is, through the Rectifier devices 24, 25 ensures that the respective positive pole of the respective printed circuit board with LEDs receives a positive voltage and the corresponding negative pole receives a negative voltage.
  • an LED module is thus proposed, which can completely replace existing fluorescent lamp solutions without wiring, mechanics, see, for example, socket and socket, the corresponding lamp must be changed.
  • the corresponding lamp must be changed.
  • the electrical or electronic ballast of the lamp is used.
  • the module can also be used rotated by 180 ° in the lamp and can also be operated in this position. That is, there is a non-directional operation both electrically and mechanically.
  • one LED module replaces two standard fluorescent lamps.
  • a plurality of printed circuit boards with LEDs are arranged one behind the other, also in a corresponding additional parallel arrangement, so that, for example, each two printed circuit boards with LEDs in series and parallel to each other in an LED module can be arranged. This also applies analogously to more than two printed circuit boards.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein LED-Modul (Leuchtdioden-Modul) zum Einsetzen in eine Leuchte, wobei das LED-Modul eine Mehrzahl von LEDs (Leuchtdioden) umfasst, und Anschlüsse aufweist, die in Sockel der Leuchte zum Ersatz von einem konventionellen Leuchtmittel einsetzbar sind.
  • Ein derartiges LED-Modul ist beispielsweise aus der DE 299 00 320 U1 bekannt, in der eine LED-Lampe mit einer Außengeometrie, die im Wesentlichen einer Leuchtstofflampe entspricht, offenbart wird. Die LED-Lampe weist jeweils einen elektrischen Anschluss an jeder ihrer Endseiten in Längsrichtung auf, die in übliche Stecksockel für Leuchtstofflampen eingesetzt werden können. Mehrere LEDs sind als Lichtquellen reihenförmig auf einer Leiterplatte angeordnet, und weiterhin weist die Leiterplatte einen Verpolungsschutz in Form einer Diode auf, um zu verhindern, dass Strom die LEDs in falscher Richtung durchfließt. Da sich die elektrische Versorgung für eine Leuchtstofflampe und für LEDs wesentlich unterscheidet, ist weiterhin noch ein Kabelsatz vorgesehen, mit dem das für die Leuchtstofflampe vorgesehene Vorschaltgerät überbrückt werden kann, so dass die Lampe direkt an die Bordspannungsquelle eines Fahrzeugs, das heißt an eine Gleichstromquelle, angeschlossen werden kann.
  • Aus der DE 10 2004 044 166 B4 ist eine explosionsgeschützte Leuchte mit LEDs als Lichtquellen bekannt, wobei mehrere LEDs fest auf einem Leuchtmittelträgerstreifen angeordnet sind, und mehrere Leuchtmittelträgerstreifen parallel auf einen Leuchtmittelträger montiert sind. Diese Vorrichtung ist aber nicht zum Betrieb mit Leuchtstofflampen geeignet.
  • US 2010/0289428 A1 beschreibt eine LED-Paneelleuchte mit einer Anzahl von LED-Paneelen, die beispielsweise als Vierergruppe ein konventionelles Leuchtmittel ersetzen. Diese vier LED-Paneele bilden ein Ersatzteil, das anstelle des konventionellen Leuchtmittels verwendbar ist, wobei allerdings die LED-Paneele zusätzlich mit Endkappen und Verbindungseinrichtungen ergänzt werden. Die LED-Paneele ersetzen beispielsweise eine Leuchtstoffröhre. Dazu wird ebenfalls das Vorschaltgerät der Leuchtstoffröhre ausgebaut und durch ein neues Vorschaltegerät oder eine Steuereinrichtung ersetzt. Diese wird separat zu den LED-Paneelen an der entsprechenden Leuchte montiert.
  • Es ist somit die Aufgabe der Erfindung, ein LED-Modul zum Einsetzen in eine Leuchte zum Ersatz von konventionellen Leuchtmitteln bereitzustellen, mit dem die Lichtleistung verbessert werden kann.
  • Dies wird dadurch erreicht, dass das LED-Modul zumindest zwei Anschlüsse aufweist, wobei jeder der zwei Anschlüsse gleichzeitig in einen anderen Sockel der Leuchte für ein Leuchtmittel einsetzbar ist. In vorteilhafter Weise kann auch einer der zwei Anschlüsse in einen Sockel der Leuchte für ein Leuchtmittel einsetzbar sein und der andere der zwei Anschlüsse gleichzeitig in einen anderen Sockel der Leuchte für ein weiteres Leuchtmittel einsetzbar sein, sodass das LED-Modul zwei separate Leuchtmittel ersetzt. Somit weist das LED-Modul zumindest zwei Anschlüsse auf, die jeweils gleichzeitig in zumindest zwei verschiedene Sockel der Leuchte als Ersatz für zumindest zwei separate Leuchtmittel einsetzbar sind. Dadurch, dass das LED-Modul nicht nur ein einzelnes Leuchtmittel ersetzt, kann sowohl der Raum der zumindest zwei ersetzten Leuchtmittel, als auch der normalerweise vorgesehene Zwischenraum zwischen konventionellen Leuchtmitteln als Gestaltungsraum für das LED-Modul genutzt werden. In einer Vielzahl von konventionellen Leuchten sind mehrere konventionelle Leuchtmittel vorgesehen, wobei zwischen den Leuchtmitteln Zwischenräume vorliegen, die vornehmlich eine Wärmeabfuhr von den einzelnen Leuchtmitteln ermöglichen. Bei LEDs handelt es sich aber um sehr kleine punktuelle Lichtquellen, von denen deswegen eine Vielzahl vorgesehen werden muss. Somit kann eine verbesserte Lichtausbeute mittels der erfindungsgemäßen Lehre erreicht werden kann, da dann auch in den Bereichen zwischen den ersetzten konventionellen Leuchtmitteln LEDs im Rahmen des LED-Moduls vorgesehen werden können.
  • Ersetzt ein solches LED-Modul ein Leuchtmittel, wie eine Leuchtstoffröhre, besteht die Möglichkeit, dass das LED-Modul zum Ersatz dieses Leuchtmittels drehbar relativ zu den Sockeln zwischen einer Freigabe- und einer Verriegelungsstellung gelagert ist. D. h., das LED-Modul wird mit seiner Kontaktierung zwischen oder in die Sockel eingesetzt und dann über ein Verdrehen des LED-Moduls oder zumindest seiner Kontaktierungen, d.h. seiner Anschlüsse, zwischen der Freigabe- und Verriegelungsstellung verdreht. In der Freigabestellung kann das LED-Modul aus dem Grundkörper entnommen oder in diesen eingesetzt werden. In der Verriegelungsstellung ist das LED-Modul am Grundkörper festgelegt.
  • Bei einem LED-Modul zum Ersatz von zwei Leuchtmitteln, die insbesondere parallel zueinander im Grundkörper ansonsten angeordnet sind, erfolgt in der Regel kein Verdrehen des LED-Moduls. Stattdessen besteht allerdings die Möglichkeit, die Sockel oder Fassungen im Grundkörper zu verdrehen, um dadurch ein Lösen oder Befestigen des LED-Moduls zu realisieren. Dabei besteht die Möglichkeit, dass die entsprechenden Sockel der Leuchte einen Einschubkanal aufweisen, der zum Einschieben der Anschlüsse bzw. Kontaktierung des LED-Moduls dient. Jedem der Sockel und insbesondere dem Einschubkanal ist in diesem Fall eine Rast- oder Verriegelungseinrichtung zugeordnet. Wie bereits ausgeführt, kann zusätzlich oder auch alternativ zur Rast- oder Verriegelungseinrichtung ein Verdrehen des Sockels erfolgen, um das LED-Modul zu befestigen oder eine Entnahme über den Einschubkanal zu ermöglichen.
  • In diesem Zusammenhang ist es ebenfalls denkbar, dass das LED-Modul seinen Anschlüssen bzw. Kontaktierungen zugeordnete Verriegelungseinrichtung aufweist, durch die ein Befestigen des Moduls am Grundkörper nach Einsetzen der Anschlüsse in den Sockel bzw. in die Fassung am Grundkörper erfolgen kann.
  • Insgesamt soll ein Einsetzen des LED-Moduls in den Grundkörper und insbesondere ein Befestigen der Anschlüsse an den Fassungen zur elektrischen Verbindung in einfacher Weise erfolgen können, wobei gleichzeitig über ein solches Einstecken eine Befestigung des LED-Moduls am Grundkörper erfolgen kann.
  • Weiterhin gestaltet sich die Montage eines solchen LED-Moduls in einer Leuchte einfacher, da nicht mehrere LED-Module eingesetzt werden müssen, sondern mehrere konventionelle Leuchtmittel durch lediglich ein LED-Modul ersetzt werden können. Dies beschleunigt sowohl den Austausch von konventionellen Leuchtmitteln mit einem LED-Modul, als auch den Austausch von LED-Modulen in einer Leuchte.
  • Konventionelle Leuchtmittel im Sinne der Lehre der vorliegenden Erfindung sind vornehmlich Leuchtstoffröhren, weiterhin aber auch Glühlampen, Halogenlampen und Leuchtröhren. Der Begriff "Anschluss" bezieht sich auf die Gesamtheit eines Anschlusses, so zum Beispiel die beiden Stiftkontakte an einer Seite einer Leuchtstoffröhre, oder der Befestigungssockel einer Glühlampe.
  • Vorteilhafterweise können die Anschlüsse in Sockel für Leuchtstofflampen eingesetzt werden. Dafür ist der Anschluss entsprechend einem Anschluss auf einer Seite einer Leuchtstofflampe ausgebildet, nämlich vornehmlich als zwei voneinander abgesetzte Stiftkontakte. Vornehmlich dient das LED-Modul zum Ersatz von Standard-Leuchtstofflampen mit 18W bis 58W Leistung.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind wenigstens zwei Anschlüsse an einer Seite des LED-Moduls vorgesehen, und jeweils wenigstens zwei entsprechende Anschlüsse an der gegenüberliegenden Seite des LED-Moduls. Die entsprechenden Anschlüsse sind vornehmlich an entsprechender Position auf den jeweils gegenüberliegenden Seiten des LED-Moduls vorgesehen. Das heißt, die entsprechenden Anschlüsse sind symmetrisch zu einer zu den gegenüberliegenden Seiten parallelen, mittigen Symmetrieebene im LED-Modul angeordnet.
  • Vornehmlich hat das LED-Modul eine höhere Länge als Höhe und Breite, wobei die Anschlüsse auf den Endseiten in Längsrichtung vorgesehen sind. Somit können durch das LED-Modul mehrere parallele Leuchtstoffröhren ersetzt werden, vornehmlich zwei parallele Leuchtstoffröhren. Weiterhin ist das LED-Modul bevorzugterweise mindestens doppelt so breit wie hoch.
  • In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel dienen die Anschlüsse der Befestigung des LED-Moduls in der Leuchte. Somit wird durch die Anschlüsse nicht nur eine elektrische Versorgung sichergestellt, sondern auch das LED-Modul in der Lampe in seiner Position festgelegt und gehalten.
  • Alternativ oder zusätzlich können auch noch zusätzliche Befestigungsmittel am LED-Modul und/oder an der entsprechenden Leuchte vorgesehen sein, damit das LED-Modul zusätzlich oder ausschließlich in der Leuchte befestigt werden kann.
  • In einem Ausführungsbeispiel sind nur manche der Anschlüsse ausgelegt stromführend zu sein. Da das LED-Modul mehrere Leuchtmittel ersetzt, ist es nicht zwangsläufig auf die Energieversorgung eines jeden Leuchtmittels angewiesen. Somit ist es ausreichend, wenn über nur einen Anschluss die Stromversorgung vorgenommen wird. Alternativ kann auch ein Anschluss einen Pluspol einer Gleichspannung darstellen, und der andere Anschluss den Minuspol einer Gleichspannung.
  • In einer Ausführungsform weist jeder Anschluss zwei Stiftkontakte auf, die in einen entsprechenden Sockel der Leuchte eingesetzt werden. Dies ermöglicht, dass gewöhnliche Leuchtstoffröhren durch das LED-Modul ersetzt werden können.
  • Vorteilhafterweise sind die Anschlüsse an zwei gegenüberliegenden Endseiten in Längsrichtung des LED-Moduls jeweils in gleicher Höhe und im gleichen Abstand zur Mitte in Breitenrichtung des LED-Moduls angeordnet.
  • In einem Ausführungsbeispiel sind die Anschlüsse bezüglich des LED-Moduls verdrehbar, um eine Befestigung der Anschlüsse in den Sockeln der Leuchte zu ermöglichen. Das heißt nach dem Einsetzen des LED-Moduls in die Leuchte wird der verdrehbare Anschluss automatisch oder durch manuelle Einwirkung verdreht, wodurch das LED-Modul befestigt wird.
  • Um in einfacher Weise ein falsches Einstecken des LED-Moduls zu vermeiden, beziehungsweise ein Anordnen des LED-Moduls in beiden Richtungen innerhalb der Leuchte zu ermöglichen, ist zumindest einem Anschluss des LED-Moduls eine Gleichrichtereinrichtung insbesondere mit zugeordneter Sicherheitsschaltung zugeordnet. Durch die Gleichrichtereinrichtung ist gewährleistet, dass ein falsches Einsetzen des LED-Moduls nicht möglich ist, da beide Einsetzrichtungen aufgrund der Gleichrichtung möglich sind.
  • Die Sicherheitsschaltung kann in diesem Zusammenhang beispielsweise zu hohe Spannungsspitzen oder dergleichen verhindern.
  • In vorteilhafter Weise können Gleichrichtereinrichtungen und Sicherheitsschaltungen vergossen sein.
  • Um in einfacher Weise die entsprechenden Anschlüsse oder auch Stiftkontakte den LED-Modulen zuordnen zu können, können an Enden der LED-Module Stiftgehäuse zur Bereitstellung der Anschlüsse und insbesondere der Stiftkontakte angeordnet sein.
  • In einem Ausführungsbeispiel ist das LED-Modul ausgelegt mit seinen Anschlüssen in insgesamt vier Sockel eingesetzt zu werden, um dadurch zwei parallel angeordnete, zweiseitig gesockelte Leuchtstofflampen zu ersetzen. Die Anordnung von zwei parallelen Leuchtstofflampen ist in vielen Leuchten üblich, wodurch ein derartiges LED-Modul vielseitig verwendet werden kann. Zudem ist ein derartiges LED-Modul einfach einsetzbar, da lediglich zeitgleich die vier Anschlüsse in entsprechende Sockel eingesetzt werden müssen, was eine einfache Montage ermöglicht.
  • Vorteilhafterweise ist das LED-Modul so gekennzeichnet, dass es in der richtigen Orientierung in die Leuchte eingesetzt werden kann. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die richtige Orientierung mit einem Pfeil oder einer Markierung angegeben ist. Andererseits kann aber auch ein geometrisches Begrenzungselement, zum Beispiel in Form eines Vorsprungs vorgesehen sein, das ein falsches Einsetzen des LED-Modul verhindert.
  • Das LED-Modul kann eine elektronische Vorschaltung umfassen, um die LEDs zu versorgen. Gewöhnliche Leuchtmittel werden oft mit Wechselspannung betrieben, die entweder direkt durch das Stromversorgungsnetz bereitgestellt wird, wie zum Beispiel für Glühlampen, oder die durch ein Vorschaltgerät bereitgestellt wird, wie zum Beispiel für Leuchtstoffröhren. Für die Versorgung von LEDs bedarf es aber einer relativ konstanten Gleichspannung. Somit kann eine elektronische Vorschaltung im LED-Modul vorgesehen werden, die die bereitgestellte elektrische Versorgung so anpasst, dass damit LEDs betrieben werden können. Somit kann das LED-Modul direkt in eine Leuchte eingesetzt werden, die eigentlich ungeeignete Spannung für LED-Elemente bereitstellt. Insbesondere kann die elektronische Vorschaltung eine Versorgungsspannung eines elektronischen Vorschaltgeräts für Leuchtstofflampen in eine geeignete Gleichstromversorgung für das LED-Modul wandeln.
  • Vorteilhafterweise ist die elektronische Vorschaltung so ausgelegt, eine Versorgungsspannung in der richtigen Polarität für die LEDs bereitzustellen, unabhängig davon in welcher Orientierung das LED-Modul in die Leuchte eingesetzt wird. Dies ist insbesondere für Anwendungen notwendig, in denen bereits die Versorgungsspannung auf Gleichspannung umgestellt wurde, und die elektronische Vorschaltung im LED-Modul lediglich eine weitere Anpassung oder eine Sicherung des Stromflusses in der zutreffenden Richtung für die LEDs sichert. Insbesondere kann dies durch das Vorsehen einer Diode erreicht werden.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Leuchte mit einem vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen LED-Modul, wobei die Leuchte und/oder das LED-Modul explosionsgeschützt sind. Ein explosionsgeschütztes LED-Modul kann insbesondere durch eine geeignete Abkapselung der Leuchtdioden und der eventuell vorgesehenen elektronischen Vorschaltung erreicht werden, so dass weder ein Zündfunke erzeugt werden kann, noch eine Zündtemperatur erreicht werden kann, die ein explosives Gas entzünden würden, das das LED-Modul eventuell umgibt. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Leuchte an sich explosionsgeschützt sein. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Leuchte eine Abdeckung und einen Grundkörper aufweist, die beide dazu dienen das LED-Modul so einzuschließen, dass explosives Gas nicht zum LED-Modul vordringen kann, und dass weiterhin die elektrische Versorgung und die elektrischen Anschlüsse der Leuchte ebenfalls explosionsgeschützt ausgeführt sind.
  • Insbesondere können die Leuchte und/oder das LED-Modul in der Zündschutzart Ex-e, Ex-d oder Ex-m ausgebildet sein.
  • In einer Ausführungsform umfasst die Lampe einen Grundkörper mit Sockeln für konventionelle Leuchtmittel, in die das LED-Modul eingesetzt ist, und eine transparente oder transluzente Abdeckung, die auf dem Grundkörper aufgesetzt ist und das LED-Modul abdeckt. Die Abdeckung ermöglicht eine Verteilung des Lichts, vorzugsweise in Zusammenwirkung mit einem Reflektor des Grundkörpers oder des LED-Moduls. Weiterhin bietet die Abdeckung Zugang zum Austausch des LED-Moduls durch ein anderes LED-Modul oder durch konventionelle Leuchtmittel, wie zum Beispiel Leuchtstoffröhren.
  • Vorteilhafterweise sind in Längsrichtung des LED-Moduls mehrere LEDs in Reihe angeordnet. Dabei können wenigstens zwei parallele Reihen von LEDs in Längsrichtung des LED-Moduls vorgesehen sein, wobei mit zunehmender Breite des LED-Moduls auch mehr als zwei parallele Reihen von LEDs vorgesehen sein können, insbesondere mehr als drei, mehr als fünf oder mehr als zehn parallele Reihen von LEDs.
  • Mehrere LEDs können in Längsrichtung auf einer Leiterplatte im LED-Modul angeordnet sein. Dies ermöglicht ein einfacheres Vorsehen und eine einfachere Ansteuerung von mehreren LEDs.
  • Vorteilhafterweise strahlen die LEDs im LED-Modul wenigstens teilweise in Richtung eines Reflektors, der das Licht der LEDs reflektiert und streut, so dass das Lichtfeld der Lampe gleichmäßig ausgebildet wird. Der Reflektor kann Teil der Leuchte oder Teil des LED-Moduls sein.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabenstellung kann auch dadurch gelöst werden, dass eine Leuchte bereitgestellt wird, die einerseits Sockel für konventionelle Leuchtmittel, wie zum Beispiel Leuchtstoffröhren oder Glühlampen aufweist, und andererseits wenigstens einen Sockel für ein LED-Modul, das als Ersatz für die konventionellen Leuchtmittel eingesetzt wird.
  • Insbesondere können die Sockel für die konventionellen Leuchtmittel mit keinem oder einem anderen Vorschaltgerät ausgerüstet sein, als das Vorschaltgerät, das zum Betrieb des LED-Moduls vorgesehen ist.
  • In einem anderen Ausführungsbeispiel kann das LED-Modul eine elektronische Vorschaltung aufweisen, so dass die Sockel der konventionellen Leuchtmittel und der Sockel des LED-Moduls mit der gleichen elektrischen Versorgung betrieben werden können.
  • Insbesondere sind die Sockel für die mehreren konventionellen Leuchtmittel und der wenigstens eine Sockel für das LED-Modul so angeordnet, dass das LED-Modul nach Ersatz der konventionellen Leuchtmittel, wenigstens teilweise im Bereich eines jeden ersetzten konventionellen Leuchtmittels angeordnet ist. Um das LED-Modul in sicherer Weise in der Leuchte halten zu können, können die entsprechenden Sockel der Leuchte eine Verriegelungseinrichtung zur Verriegelung der im Sockel eingesetzten Anschlüsse beziehungsweise Stiftkontakte aufweisen. Solche Verriegelungseinrichtung ist beispielsweise eine Drehverriegelung, ein Rastmechanismus oder dergleichen.
  • Im Folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der in den beigefügten Zeichnungen abgebildeten Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische isometrische Ansicht einer Leuchte mit zwei Leuchtstoffröhren und mit abgenommener Abdeckung nach dem Stand der Technik;
    Figur 2
    eine schematische isometrische Ansicht einer Leuchte mit einem erfindungsgemäßen LED-Modul und mit abgenommener Abdeckung;
    Figur 3
    eine schematische isometrische Ansicht einer Leuchte und ein dafür vorgesehenes erfindungsgemäßes LED-Modul im Vergleich zu konventionellen Leuchtstoffröhren, und
    Figur 4
    eine Prinzipskizze eines LED-Moduls mit Gleichrichtereinrichtung.
  • In Figur 1 ist eine konventionelle explosionsgeschützte Leuchte 1 dargestellt, die einen Grundkörper 2 aufweist, der im Betrieb mit einer transparenten oder transluzenten Abdeckung, die nicht dargestellt ist, versehen wird. Der Grundkörper 2 weist explosionssichere elektrische Versorgungsanschlüsse 3, 4 auf, an denen entsprechende Versorgungsleitungen angeschlossen werden können. Im Grundkörper 2 ist eine nicht gesondert dargestellte elektronische Vorsteuerung vorgesehen, die eine Versorgungsspannung bereitstellt, die zumindest für den Betrieb der Leuchtstoffröhren 5 geeignet ist.
  • Zwei Leuchtstoffröhren 5 sind parallel in Längsrichtung L des Grundkörpers 2 angeordnet. Um die Leuchtstoffröhren 5 zu befestigen und festzulegen sind im Bereich der beiden Längsenden des Grundkörpers 2 nach unten vorstehende Befestigungsflansche 6 und 7 vorgesehen. Auf jedem der Befestigungsflansche 6, 7 sind zwei Sockel vorgesehen, die jeweils in Richtung der Mitte in Längsrichtung der Leuchte 1 ausgerichtet sind. Dabei bezieht sich der Begriff Sockel keineswegs nur auf ein vorstehendes Element zur Aufnahme der Enden der Leuchtstoffröhren 5, sondern genauso auf zurückgesetzte Bereiche, in die die Anschlüsse 8 (siehe Figur 3) der Leuchtstoffröhre 5 eingesetzt werden können.
  • Die Leuchte 1 weist eine höhere Länge in Längsrichtung L, als Höhe in Höhenrichtung H und Breite in Breitenrichtung B auf.
  • In Figur 2 ist eine explosionsgeschützte Leuchte 1 ohne Abdeckung mit baugleichem Grundkörper 2 dargestellt, die allerdings anstelle von Leuchtstoffröhren 5 mit einem LED-Modul 9 versehen ist. Das LED-Modul 9 hat eine Länge, die in etwa der Länge der Leuchtstoffröhren 5 entspricht, wobei insbesondere die Anschlüsse 10, 13 und 11, 12 den gleichen Abstand aufweisen wie die Anschlüsse 8 der Leuchtstoffröhre. Das LED-Modul 9 weist vorteilhafterweise eine Höhe auf, die geringfügig höher ist als der Durchmesser der Leuchtstoffröhre 5, und eine Breite, so dass zumindest die Anschlüsse 10, 11 auf einer Endseite des LED-Moduls in die Sockel für die Anschlüsse der Leuchtstoffröhren im Befestigungsflansch 6, 7 des Grundkörpers 2 eingesetzt werden können.
  • Innerhalb des LED-Moduls 9 sind in Längsrichtung eine Vielzahl von LEDs 14 auf einer Leiterplatte 15 angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind nur die LEDs auf einer Leiterplatte in Figur 2 sichtbar, wobei auf der anderen Seite in Breitenrichtung B weitere LEDs symmetrisch dazu angeordnet sind. Zudem kann eine weitere LED-Reihe zwischen den beiden vorbeschriebenen LED-Reihen angeordnet sein.
  • Die LEDs 14 werden mit einer Gleichspannung versorgt, die vorteilhafterweise durch eine elektronische Vorschaltung, die im LED-Modul 9 vorgesehen ist, erzeugt wird. Dadurch kann das LED-Modul 9 in den Grundkörper 2 einer konventionellen Leuchte 1 eingesetzt werden, die mittels eines elektronischen Vorschaltgeräts eine Versorgungsspannung für eine Leuchtstoffröhre bereitstellt.
  • Die LEDs 14 sind größtenteils nach oben hin und zur Seite von einem Reflektor 16 oder mehreren Reflektoren 16 umgeben, die das Licht in Richtung der Öffnung des Grundkörpers 2 nach unten hin lenken und weiterhin das punktuell durch die LEDs 14 erzeugte Licht streuen. Damit kann mit dem LED-Modul 9 eine ähnliche Lichtverteilung wie mit konventionellen Leuchtstoffröhren 5 erreicht werden.
  • In Figur 3 ist nochmals eine Leuchte 1 dargestellt, die einen Grundkörper 2 aufweist, wobei auf dem Grundkörper 2 eine Abdeckung 17 angeordnet ist. Wenn diese Abdeckung 17 vom Grundkörper 2 abgenommen wird, können entweder das dargestellte LED-Modul 9 oder die Leuchtstoffröhren 5 in den Grundkörper 2 eingesetzt werden, bevor die Abdeckung 17 wieder verschlossen wird. Damit kann jederzeit die Art des Leuchtmittels der Leuchte 1 verändert werden, ohne dass dafür eine Modifikation im Grundkörper 2 der Leuchte 1 durchgeführt werden muss. Dies ist insbesondere vorteilhaft für die Anwendung bei explosionssicheren Leuchten 1, da bei diesen ein Austausch eines Vorsteuergeräts im Grundkörper 2 oder Ähnliches eine neue Zertifizierung oder Sicherheitsabnahme erfordern würde, die im Anwendungsbereich der Leuchte 1 im industriellen Umfeld teuer und aufwändig durchzuführen wäre. Zudem kann das LED-Modul 9 so gestaltet sein, dass es für bereits existierende Leuchten 1 zum Austausch der Leuchtstoffröhren 5 geeignet ist. Damit können bereits im industriellen Bereich verbaute Leuchten 1 aufgerüstet werden, so dass sie LEDs statt Leuchtstoffröhren als Leuchtmittel aufweisen.
  • Bei Neugestaltungen des Grundkörpers 2 können zusätzlich Befestigungsmechanismen vorgesehen werden, die das LED-Modul 9 zusätzlich zu den Anschlüssen 10, 11, 12, 13 im Grundkörper 2 befestigen. Weiterhin kann bei neugestalteten Grundkörpern 2 auch ein Vorsteuergerät vorgesehen werden, das sich sowohl für den Betrieb von Leuchtstoffröhren, als auch LEDs eignet, so dass keine zusätzliche elektronische Vorsteuerung im LED-Modul 9 vorgesehen sein muss.
  • Die Anschlüsse 10, 11 sind auf der Endseite 18 in Längsrichtung des LED-Modul 9 vorgesehen, die Anschlüsse 12, 13 auf der gegenüberliegenden Endseite 19 in Längsrichtung. Die Anschlüsse 10, 11, 12, 13 weisen jeweils zwei Stiftkontakte 20, 20 auf, wie für Anschluss 10 gezeigt, die in ihrer Geometrie und Beabstandung im Wesentlichen den Stiftkontakten 21, 21 einer Leuchtstoffröhre 5 entsprechen. Die Stiftkontakte 20, 20 des LED-Moduls dienen nur teilweise zur Energieversorgung der LEDs, die anderen Stiftkontakte können auch nur zur Befestigung des LED-Moduls 9 vorgesehen sein.
  • Figur 4 zeigt eine Prinzipskizze eines LED-Moduls 9, bei dem im Wesentlichen die beiden Leiterplatten mit LEDs 14, siehe auch Figur 2, parallel nebeneinander angeordnet sind. An einem Ende einer jeden Leiterplatte ist ein Plus- und am anderen Ende ein Minus-Pol. An den Enden des LED-Moduls sind Stiftgehäuse 22, 23 angeordnet, die die entsprechenden Anschlüsse 10, 11, 12, 13 beziehungsweise zugehörige Stiftkontakte bereithalten. Zwischen den Anschlüssen und den jeweiligen Leiterplatten sind zumindest an einem Ende des LED-Moduls 9 Gleichrichtereinrichtungen 24 und 25 angeordnet. Diese enthalten bevorzugt eine Sicherheitsschaltung.
  • Durch die Gleichrichtereinrichtungen ist auch ein umgekehrtes Einsetzen des LED-Moduls in den entsprechenden Sockeln der Leuchte, siehe Figur 2, möglich, ohne dass eine Beschädigung der LEDs aufgrund falscher Spannungspolaritäten auftritt. D. h., durch die Gleichrichtereinrichtungen 24, 25 ist sichergestellt, dass der entsprechende Plus-Pol der jeweiligen Leiterplatte mit LEDs jeweils eine positive Spannung und der entsprechende Minus-Pol eine negative Spannung erhält.
  • Erfindungsgemäß wird somit ein LED-Modul vorgeschlagen, das bisher bestehende Leuchtstofflampenlösungen vollständig ersetzen kann, ohne dass Verdrahtung, Mechanik, siehe beispielsweise Sockel und Fassung, der entsprechenden Leuchte verändert werden müssen. Zur Ansteuerung der entsprechenden LEDs wird dabei das elektrische oder elektronische Vorschaltgerät der Leuchte verwendet. Durch zusätzliche Einrichtungen des LED-Moduls ergibt sich außerdem die Möglichkeit, dass das Modul auch um 180° verdreht in der Leuchte eingesetzt werden kann und auch in dieser Stellung betrieben werden kann. D. h., es gibt einen richtungsunabhängigen Betrieb sowohl elektrisch als auch mechanisch.
  • In der Regel ersetzt ein LED-Modul zwei übliche Leuchtstofflampen.
  • Es besteht ebenfalls die Möglichkeit, dass beispielsweise mehrere Leiterplatten mit LEDs hintereinander angeordnet sind, ebenfalls in entsprechender zusätzlicher paralleler Anordnung, sodass auch beispielsweise jeweils zwei Leiterplatten mit LEDs hintereinander und parallel zueinander in einem LED-Modul angeordnet sein können. Dies gilt analog auch für mehr als zwei Leiterplatten.

Claims (16)

  1. LED-Modul (9) zum Einsetzen in eine Leuchte (1), wobei das LED-Modul (9) eine Mehrzahl von LEDs (14) umfasst, und Anschlüsse (10, 11, 12, 13) aufweist, die im Sockel der Leuchte (1) zum Ersatz von wenigstens einem konventionellen Leuchtmittel (5) einsetzbar sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das LED-Modul (9) zumindest zwei Anschlüsse (10, 11, 12, 13) aufweist, wobei je einer der zwei Anschlüsse (10, 11, 12, 13) in einen Sockel der Leuchte (1) für ein Leuchtmittel (5) einsetzbar ist und der andere der zwei Anschlüsse (10, 11, 12, 13) gleichzeitig in einen anderen Sockel der Leuchte (1) für ein weiteres Leuchtmittel (5) einsetzbar ist, so dass das LED-Modul (9) zwei separate Leuchtmittel (5) ersetzt, wobei das LED-Modul (9) eine elektronische Vorschaltung umfasst, um die LEDs (14) zu versorgen,
    wobei die Leuchte (1) und das LED-Modul (9) explosionsgeschützt ausgebildet sind.
  2. LED-Modul nach Anspruch 1, wobei die Anschlüsse in Sockel für Leuchtstofflampen (5) einsetzbar sind und/oder wenigstens zwei Anschlüsse (10, 11) an einer Seite des LED-Moduls (9) vorgesehen sind, und jeweils wenigstens zwei entsprechende Anschlüsse (12, 13) an der gegenüberliegenden Seite des LED-Moduls (9) vorgesehen sind.
  3. LED-Modul nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das LED-Modul (9) eine höhere Länge als Höhe und Breite hat, und wobei die Anschlüsse (10, 11, 12, 13) auf den Endseiten (18, 19) in Längsrichtung vorgesehen sind.
  4. LED-Modul nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anschlüsse (10, 11, 12, 13) der Befestigung des LED-Moduls (9) in der Leuchte (1) dienen und/oder nur manche der Anschlüsse (10, 11, 12, 13) ausgelegt sind stromführend zu sein.
  5. LED-Modul nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jeder Anschluss (10, 11, 12, 13) zwei Stiftkontakte aufweist, die in einen entsprechenden Sockel der Leuchte (1) einsetzbar sind.
  6. LED-Modul nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anschlüsse (10, 11, 12, 13) an zwei gegenüberliegenden Endseiten (18, 19) in Längsrichtung des LED-Moduls (9) jeweils in gleicher Höhe und in gleichem Abstand zur Mitte in Breitenrichtung des LED-Moduls (9) angeordnet sind.
  7. LED-Modul nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anschlüsse (10, 11, 12, 13) bezüglich des LED-Moduls (9) verdrehbar sind, um eine Befestigung der Anschlüsse in (10, 11, 12, 13) den Sockeln der Leuchte zu ermöglichen.
  8. LED-Modul nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das LED-Modul (9) ausgelegt ist mit seinen Anschlüssen in insgesamt vier Sockel eingesetzt zu werden, um dadurch zwei parallel angeordnete, zweiseitig gesockelte Leuchtstofflampen (9) zu ersetzen.
  9. LED-Modul nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das LED-Modul (9) so gekennzeichnet ist, dass es in der richtigen Orientierung in die Leuchte (1) eingesetzt werden kann.
  10. LED-Modul nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei insbesondere die elektronische Vorschaltung ausgelegt ist, eine Versorgungsspannung in der richtigen Polarität für die LEDs (14) bereitzustellen, unabhängig davon in welcher Orientierung das LED-Modul (9) in die Leuchte eingesetzt wird.
  11. LED-Modul nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zumindest einem Anschluss (10, 11, 12, 13) eine Gleichrichtereinrichtung (24, 25) insbesondere mit Sicherheitsschaltung zugeordnet ist.
  12. LED-Modul nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei an Enden des LED-Moduls (9) Stiftgehäuse (22, 23) mit Anschlüssen (10, 11, 12, 13) und insbesondere Stiftkontakten (20) angeordnet sind.
  13. Leuchte mit LED-Modul (9) nach Anspruch 12, wobei jeder Sockel eine Verriegelungseinrichtung zur Verriegelung der im Sockel eingesetzten Anschlüsse (10, 11, 12, 13) und insbesondere der Stiftkontakte aufweist.
  14. Leuchte mit LED-Modul (9) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das LED-Modul (9) zum Ersatz eines Leuchtmittels drehbar relativ zu den Sockeln zwischen einer Freigabe- und einer Verriegelungsstellung gelagert ist.
  15. Leuchte mit LED-Modul (9) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das LED-Modul (9) seinen Anschlüssen (10, 11, 12, 13) zugeordnete Verriegelungseinrichtungen aufweist.
  16. Leuchte mit LED-Modul (9) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jedem Sockel bzw. jeder Fassung der Leuchte ein Einschubkanal zum Einschieben der Anschlüsse des LED-Moduls und eine Rast- oder Verriegelungseinrichtung zugeordnet ist.
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