WO2014076131A1 - Light-emitting module comprising a cooling module - Google Patents

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WO2014076131A1
WO2014076131A1 PCT/EP2013/073724 EP2013073724W WO2014076131A1 WO 2014076131 A1 WO2014076131 A1 WO 2014076131A1 EP 2013073724 W EP2013073724 W EP 2013073724W WO 2014076131 A1 WO2014076131 A1 WO 2014076131A1
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WO
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module
light
cooling
projections
housing
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PCT/EP2013/073724
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German (de)
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Inventor
Ernst HELLDORFF
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Helldorff Ernst
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Publication date
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    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S8/00Lighting devices intended for fixed installation
    • F21S8/08Lighting devices intended for fixed installation with a standard
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50Cooling arrangements
    • F21V29/70Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/74Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
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    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING 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
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a lighting module with a cooling module, which consists of a base body, on which a plurality of cooling structures are formed, which are at least partially formed as projections, wherein the cooling module is provided a free surface of cooling structures and at least one LED module for at least one light emitting diode is mounted, and wherein the lighting module has a projection approximately corresponding emission direction.
  • a cooling module in the above sense units consist of a heat sink and cooling structures, usually a mounting surface is provided for at least one LED module, which functionally represents the light source and carries at least one LED.
  • multi-part structures are understood, for example, plates on which the cooling structures are not integrally formed, but individually or in groups are added.
  • thermally optimized structures are understood, which are provided with projections in the general sense to derive the heat generated by the LED module.
  • LED module here the support structures of the LEDs are understood.
  • LEDs and OLEDs organic light-emitting diodes
  • LEDs and OLEDs organic light-emitting diodes
  • This is different from other bulbs such as incandescent lamps, halogen lamps and gas discharge lamps in which light and heat are radiated in the same direction.
  • LED luminaires Due to their high degree of efficiency, LED luminaires prevail in many areas, for example in street lighting. Although LED lamps produce less heat compared to other bulbs, the cooling of such lamps is critical. This is due to the fact that both the efficiency and the lifetime of the LEDs decrease sharply with increasing temperature.
  • the various electronic assemblies such as the PCBs, which also supply the light sources, are heated by the heat emitted by the light source (LED, etc.) and must be as efficient as - - possible give off this heat to avoid damage to the light sources or the electronics.
  • the light source LED, etc.
  • the solution of the heat dissipation is also so important because the efficiency and life of light emitting diodes are determined by the optimal interaction of the elements electronics, light source technology and thermodynamics, with a thermal dissipation inefficiency for a given electronic and lighting performance to a reduced light output of up to 15% and a lifetime shortening by up to 50%.
  • Upwardly projecting cooling fins are prone to contamination and are also expensive to clean. On the other hand, these are in the typical installation position in the lee of the thermal convection flow, which is caused by the waste heat of the lamp.
  • This light source is intended to be installed in a lamp, the directed into the inside of the lamp cooling pins of the bulb cause undesirable heating and heat accumulation inside the lamp and so additionally burden the electronics and the LEDs themselves undesirable.
  • the object of the present invention is to avoid these disadvantages and to provide a solution with which improved cooling without soiling the interior of the luminaires (IP 65 compliant) can be achieved.
  • thermally optimized free-form surfaces are primarily surfaces that are largely or completely free of edges and abrupt transitions. This applies both to the surfaces themselves, which are smooth or gently curved, as well as arranged on the surfaces projections which merge at their base via curves in the surfaces and which in turn are rounded to the top.
  • the solution according to the invention ensures that the thermal convection flow also simultaneously drives the flow around the cooling structures, possibly occurring wind can improve the cooling irrespective of the wind direction and the anyway required cleaning of the luminaire or of the illuminant can be applied to the adjoining one without significant additional expenditure Cooling structure to be extended.
  • a particular advantage of the inventive solution is that there is currently a switch from previously used mono-LED chips on multi-LED chips (also "COBs" Chip On Board) comes, in which, for example, multiple LEDs on a PCB are mounted, whereby the required area of the LEDs can currently be reduced to about one-third.
  • the solution according to the invention can be accommodated in a conventional luminaire housing, wherein the surface not required can be replaced by the cooling module. In this way, according to the invention, the heat radiation and the light are brought in the same direction, whereby the thermodynamic problems are solved much better.
  • the invention takes account of the fact that thermal energy always flows from bodies of higher temperature in the direction of bodies with lower temperature, that is, the second law of thermodynamics.
  • the projections are also important and advantageous in connection with the invention for the projections to be tightly attached so that the curves on the base of adjacent projections merge into one another.
  • the axes of adjacent protrusions have a spacing which corresponds to approximately twice to three times the average diameter of the protrusions.
  • the projections on the body are mounted on the gap. d .h. when the rows are offset from one another.
  • Luminaires whose light sources distribute the light via lenses
  • Luminaires whose light sources transmit the light without additional lenses (except those directly connected to the LEDs);
  • Luminaires whose light sources are transmitted via direct reflectors, the light source and the reflector being aligned in the same direction;
  • Luminaires whose light sources are transmitted via indirect reflectors, the light source and the reflector being oriented in the opposite direction;
  • Luminaire units with electronic modules which have all components (eg PCB, LEDs, Driver Remote / Radio Unit, etc.) integrated in one housing.
  • Luminaire units with electronic modules which on the one hand have integrated the lighting components and on the other hand the electronic modules for information processing in two separate housings.
  • the light sources (LEDs, OLEDs o. The like.) are installed according to a preferred embodiment in a box (LED module) according to the respective legal requirements, the housing consists of very good heat conducting material, such as aluminum alloys. A vandal-resistant glass cover may be used to protect the underlying lenses. This element / module is the actual light source.
  • the area on the underside of the luminaire, where the cooling module is located, assumes the function of accommodating the cooling module and illuminants.
  • Another particularly preferred variant of the invention provides that the main body of the cooling module has a recess into which the LED module for the light-emitting diode is inserted. Thereby, a simple production and an optimal thermal connection can be combined. - -
  • the base body of the cooling module is flat at least in the region of the LED module and both the emission direction and longitudinal axes of the cooling structures are perpendicular to the plane of the main body of the cooling module in this area. As a result, particularly favorable flow conditions can be achieved.
  • the cooling structures at the base have a larger cross-section than in the region of their tip and preferably taper continuously from the base to the tip.
  • a larger cross section is available to the heat flow at the base of the cooling structures, which favors the heat dissipation, and moreover, the Want vom the cooling structures are inclined so that a larger proportion of radiated heat no longer impinges on other parts of the surface of the cooling module.
  • An effective measure for improving the heat dissipation is also to provide that the cooling structures are attached to the body along freely curved curves. This means that the individual cooling structures are not linearly lined up along straight lines, but have a somewhat irregular arrangement. An air flow that flows through the recesses between the cooling structures will therefore always impinge on other cooling structures and be deflected, which improves the heat transfer accordingly.
  • a further improvement of the thermal effect of the invention can be achieved by the fact that heat-insulating layers, the alternative or additive, on the top or bottom of the interior of the luminaire housing, are introduced.
  • the present invention relates to a luminaire with a specific expression with a light module of the type described above.
  • this luminaire is characterized in that the LED module is only partially connected to the luminaire housing.
  • a plurality of spaced-apart LED modules are provided.
  • cooling structures are arranged in particular also in the interstices, so that a further lowering of the temperature can be achieved.
  • LED modules with indirectly radiating reflectors wherein the PCB emits the heat a priori in the direction of the light beam.
  • the solution according to the invention provides the thermal connection of the PCB with the cooling structure. This increases the heat output efficiently.
  • a control and / or communication electronics in the housing - - Be provided, which also has a thermal connection with the cooling structure for the dissipation of heat.
  • a control and / or communication electronics may be provided in a separate housing, which is similar to the housing of the lamp described above, apart from the fact that there are no bulbs. This represents an advantageous alternative to the known arrangement of the electronics in the mast, which carries the lamp. The cooling takes place primarily via the downwardly projecting projections.
  • FIG. 1 shows a variant of an inventive lighting module in section along line I - I in Fig. 2.
  • FIG. 2 shows the lighting module FIG. 1 in a plan view
  • FIG. 3 shows a luminaire with a lighting module according to FIG. 1 and FIG. 2 in the
  • FIG. 4a and Fig. 4b each show a detail of FIG. 1 in different embodiments
  • FIG. 5a, Fig. 5b, FIG. 6a and FIG. 6b show further embodiments of luminaires or electronic modules according to the invention.
  • Fig. 7 shows a detail of a preferred embodiment.
  • the light module of FIG. 1 consists of a cooling module 1, in which a flat LED module 2, namely a PCB, for several LEDs 3a, 3b, 3c, 3d is used.
  • the LED module 2 is held in a recess 4 of the cooling module 1, so that the best possible heat transfer is ensured.
  • the main emission direction of the LEDs 3a, 3b, 3c, 3d is indicated by 5.
  • the cooling module 1 consists of a base body 6, on which a plurality of projections 7 are attached.
  • the projections 7 are used to increase the surface in order to best dissipate the heat generated by the LEDs 3a, 3b, 3c, 3d.
  • the projections are according to the variant of FIG. 4a have a substantially conical shape and extend in a direction at right angles to the plane of the main body 6. They have a length I which, for example, corresponds to three times to ten times the value of the mean diameter d. - -
  • the protrusions are according to the variant of FIG. 4b also be formed spherical and have a length I, which corresponds approximately to the mean diameter d.
  • a lamp is shown having a housing 10 having an opening 11 in which a cooling module 1 is inserted.
  • a first insulating layer 12 is provided inside the housing 10 to prevent unwanted heat input, for example by extreme sunlight.
  • a further insulating layer 13 is provided on the inside of the cooling module 1, which forces a radiation of the heat to the outside.
  • a driver circuit 14 is also attached to the cooling module 1 and is therefore also cooled.
  • the driver circuit 14 is connected via a supply cable 15 to the LED module 2.
  • a projection 7 is shown in detail.
  • the average diameter d which is the diameter approximately in the middle of the longitudinal extension, is significantly smaller than the length I in the direction of the axis 7a, which is perpendicular to the plane 22 of the main body 6.
  • the cross section of the projection 7 is enlarged, and in the region of the tip 17, a smaller cross section is formed.
  • Fig. 4b an alternative projection 7 is shown in detail, which is formed squat.
  • the average diameter d which is the diameter approximately in the middle of the longitudinal extent, is slightly larger than the length I in the direction of the axis 7a.
  • the lamp of Fig. 5a also has a housing 10 in which a cooling module 1 is used.
  • the LED module 2 with the LEDs 3a, 3b, 3c, 3d is aligned inwards, so that the light is reflected at a reflector 18 and emitted through a glass pane 19.
  • the emission direction 20 is indicated by an arrow. It can be seen that in this embodiment as well, the projections 7 are aligned in the emission direction 20. With 21 individual rays are indicated, emanating from the LEDs 3a, 3b, 3c, 3d.
  • the LED module 2 is held at one end 2a in a recess of the cooling module, which is formed by a projection 22. This can be next to one - - Mechanically stable support and excellent heat transfer both from the bottom and from the top of the LED module 2 are guaranteed.
  • the lamp of Fig. 5b also has a housing 10 in which a cooling module 1 is inserted.
  • cooling structures are also arranged on the side surfaces of the luminaire
  • Luminaire of Fig. 6a is an extension of Fig. 3. This contains in addition to the lighting functions and electronics modules for information processing (23).
  • the cooling structures can, as shown in FIG. 5b be pronounced
  • the electronic module of FIG. Fig. 6b is a modification of Fig. 6a. It contains only the electronics modules for information processing 23.
  • the cooling structures according to the invention can be extended to up to five surfaces (without upper covering surface).
  • Fig. 7 shows schematically the close arrangement of the pins 7 on the gap, i. in each case offset by half a pitch rows.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to a light-emitting module, comprising a cooling module (1) which consists of a basic body (6), on which a plurality of cooling structures are formed integrally, which cooling structures are formed at least partially as projections (7), which protrude from the basic body (6) substantially parallel to the emission direction (5), wherein an area which is free from cooling structures is provided on the cooling module (1), on which area at least one LED module (2) for at least one light-emitting diode (3a, 3b, 3c, 3d) is fitted, which light-emitting diode has an emission direction (5) corresponding to the projections (7). Improved cooling can be achieved by virtue of the fact that the projections (7) are formed corresponding to thermally optimized freeform areas. The invention also relates to a light-emitting module comprising a cooling module (1), which consists of a basic body (6) on which a plurality of cooling structures are formed integrally.

Description

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Leuchtmodul mit einem Kühlmodul Light module with a cooling module
Die Erfindung betrifft ein Leuchtmodul mit einem Kühlmodul, das aus einem Grundkörper besteht, an dem mehrere Kühlstrukturen angeformt sind, die zumindest teilweise als Vorsprünge ausgebildet sind, wobei am Kühlmodul eine von Kühlstrukturen freie Fläche vorgesehen ist und mindestens ein LED-Modul für mindestens eine Leuchtdiode angebracht ist, und wobei das Leuchtmodul eine den Vorsprüngen annähernd entsprechende Abstrahlrichtung aufweist. The invention relates to a lighting module with a cooling module, which consists of a base body, on which a plurality of cooling structures are formed, which are at least partially formed as projections, wherein the cooling module is provided a free surface of cooling structures and at least one LED module for at least one light emitting diode is mounted, and wherein the lighting module has a projection approximately corresponding emission direction.
Als Kühlmodul im obigen Sinne werden Einheiten verstanden, die aus einem Kühlkörper und aus Kühlstrukturen bestehen, wobei in der Regel eine Montagefläche für mindestens einen LED-Modul vorgesehen ist, das funktional das Leuchtmittel darstellt und mindestens eine LED trägt. As a cooling module in the above sense units are understood that consist of a heat sink and cooling structures, usually a mounting surface is provided for at least one LED module, which functionally represents the light source and carries at least one LED.
Als Kühlmodul im Sinne der Erfindung werden auch mehrteiliges Strukturen verstanden, beispielsweise Platten, an denen die Kühlstrukturen nicht einstückig angeformt, sondern einzeln oder in Gruppen angefügt sind . As a cooling module in the context of the invention, multi-part structures are understood, for example, plates on which the cooling structures are not integrally formed, but individually or in groups are added.
Als Kühlstrukturen im obigen Sinne werden thermisch optimierte Strukturen verstanden, die mit Vorsprüngen im allgemeinen Sinn versehen sind, um die vom LED-Modul erzeugte Wärme abzuleiten. Als LED-Modul werden hier die Trägerstrukturen der Leuchtdioden verstanden. As cooling structures in the above sense, thermally optimized structures are understood, which are provided with projections in the general sense to derive the heat generated by the LED module. As LED module here the support structures of the LEDs are understood.
Als Leuchtdioden im obigen Sinn werden verschiedene Typen von Lichtquellen verstanden, denen gemeinsam ist, "kaltes Licht" auszusenden, wie etwa LEDs und OLEDs (organische Leuchtdioden). Dies bedeutet, dass das sichtbare Licht und Wärme mit unterschiedlichen Abstrahlcharakteristiken und in unterschiedliche Richtungen ausgestrahlt werden. Dies ist unterschiedlich zu anderen Leuchtmitteln, wie etwa Glühlampen, Halogenlampen und Gasentladungslampen, bei denen Licht und Wärme in die gleiche Richtung abgestrahlt werden. As light-emitting diodes in the above sense, various types of light sources are understood, which have in common to emit "cold light", such as LEDs and OLEDs (organic light-emitting diodes). This means that the visible light and heat are emitted with different radiation characteristics and in different directions. This is different from other bulbs such as incandescent lamps, halogen lamps and gas discharge lamps in which light and heat are radiated in the same direction.
LED-Beleuchtungen setzen sich aufgrund ihres hohen Wirkungsgrades in vielen Bereichen, beispielsweise in der Straßenbeleuchtung durch. Obgleich LED-Lampen im Vergleich zu anderen Leuchtmitteln weniger Wärme erzeugen ist die Kühlung solcher Lampen kritisch. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sowohl der Wirkungsgrad als auch die Lebensdauer der LEDs mit steigender Temperatur stark abnehmen. Due to their high degree of efficiency, LED luminaires prevail in many areas, for example in street lighting. Although LED lamps produce less heat compared to other bulbs, the cooling of such lamps is critical. This is due to the fact that both the efficiency and the lifetime of the LEDs decrease sharply with increasing temperature.
Auch die verschiedenen elektronischen Baugruppen, wie etwa die PCBs, die auch die Versorgung der Lichtquellen durchführen, werden durch die von der Lichtquelle (LED etc.) abgegebene Wärme aufgeheizt und müssen so effizient wie - - möglich diese Wärme abgeben, um eine Schädigung der Lichtquellen bzw. der Elektronik zu vermeiden. Also, the various electronic assemblies, such as the PCBs, which also supply the light sources, are heated by the heat emitted by the light source (LED, etc.) and must be as efficient as - - possible give off this heat to avoid damage to the light sources or the electronics.
Durch dieses technologisch bedingte Verhalten der Lichtquellen ergibt sich die Notwendigkeit, die Wärme entweder über wärmeaufnehmende oder die Wärme weiterleitende Elemente oder über moderne Beschichtungstechnologien in Richtung Leuchtengehäuse, bzw. an die Kühlstrukturen abzuleiten. Due to this technologically related behavior of the light sources, there is the need to dissipate the heat either via heat-absorbing or the heat-conducting elements or modern coating technologies in the direction of the lamp housing, or to the cooling structures.
Die Lösung der Wärmeableitung ist auch deshalb so wichtig, da die Effizienz und Lebensdauer von Leuchtdioden wesentlich vom optimalen Zusammenspiel der Elemente Elektronik, Lichtquellen-Technik und Thermodynamik bestimmt sind, wobei eine Ineffizienz der thermischen Ableitung bei gegebener elektronischer und lichttechnische Leistung zu einer verringerten Lichtleistung von bis zu 15 % und einer Lebensdauerverkürzung um bis zu 50 % führen kann . The solution of the heat dissipation is also so important because the efficiency and life of light emitting diodes are determined by the optimal interaction of the elements electronics, light source technology and thermodynamics, with a thermal dissipation inefficiency for a given electronic and lighting performance to a reduced light output of up to 15% and a lifetime shortening by up to 50%.
Grundsätzlich sind derzeit verschiedene Ansätze bekannt das Problem der Wärmeableitung zu lösen : Basically, various approaches are currently known to solve the problem of heat dissipation:
Kühlrippen auf der Oberseite der Leuchte; Cooling fins on top of the luminaire;
Luftzwischenräume zwischen den einzelnen Lichtbändern; technische Ausgestaltung der leichten Einheit, so dass die kühle Luft seitlich vorbeidringt; entsprechend optimierte Kühlflächen auf der Oberseite des Leuchtengehäuses. Air gaps between the individual light bands; technical design of the light unit, so that the cool air passes sideways; correspondingly optimized cooling surfaces on top of the luminaire housing.
Nach oben wegstehende Kühlrippen neigen einerseits zur Verschmutzung und sind auch nur aufwändig zu reinigen. Andererseits liegen diese bei der typischen Einbaulage im Lee der thermischen Konvektionsströmung, die von der Abwärme der Leuchte hervorgerufen wird . Upwardly projecting cooling fins, on the one hand, are prone to contamination and are also expensive to clean. On the other hand, these are in the typical installation position in the lee of the thermal convection flow, which is caused by the waste heat of the lamp.
Eine teilweise Lösung dieser Probleme wird mit einem Leuchtmittel erreicht, wie es in der US 2012/0163003 A beschrieben ist. Darin wird ein Leuchtmittel beschrieben, das rund um die LEDs zweiseitig Kühlstrukturen aufweist, die als nach unten gerichtete Kühlrippen und als nach oben gerichtete Kühlstifte ausgebildet sind . A partial solution to these problems is achieved with a light source, as described in US 2012/0163003 A. Therein a light-emitting means is described, which has two-sided cooling structures around the LEDs, which are designed as downwardly directed cooling fins and as upwardly directed cooling pins.
Dieses Leuchtmittel ist dazu vorgesehen, in eine Leuchte eingebaut zu werden, wobei die in die Innenseite der Leuchte gerichteten Kühlstifte des Leuchtmittels eine unerwünschte Aufheizung und einen Wärmestau im Inneren der Leuchte bewirken und so die Elektronik und die LEDs selbst zusätzlich unerwünscht belasten. - - This light source is intended to be installed in a lamp, the directed into the inside of the lamp cooling pins of the bulb cause undesirable heating and heat accumulation inside the lamp and so additionally burden the electronics and the LEDs themselves undesirable. - -
Bei einer Anordnung der Leuchte im Freien, wie etwa bei einer Straßenbeleuchtung wird die Kühlwirkung auch durch allenfalls auftretenden Wind unterstützt. Die besonderen Nachteile eines mit Kühlrippen versehenen Kühlmoduls können dabei folgendermaßen zusammengefasst werden : In an arrangement of the lamp outdoors, such as in a street lighting, the cooling effect is also supported by any occurring wind. The particular disadvantages of a cooling module provided with cooling fins can be summarized as follows:
- Warme Luft steigt grundsätzlich auf und führt in den Lamellen zu einem Wärmestau, der anstelle einer Kühlung zu einer Erhitzung führt. Dieser negative Effekt kann nur - wie in der vorveröffentlichten Druckschrift beschrieben - durch zusätzliche Lüftungslöcher überwunden werden, da in diesem Fall die aufsteigende Wärme durch die Leuchte geführt wird und ähnlich einer Kaminwirkung die Wärme abgeleitet werden kann, bis dort ebenfalls ein Wärmestau entsteht und über die Oberseite des Leuchtengehäuses abgestrahlt werden muss. Lüftungslöcher in der Leuchte haben aber den wesentlichen Nachteil, dass auf diese Weise Ungeziefer und sonstige Verunreinigungen in den Leuchtkörper eindringen können, was im Widerspruch zu den Normen etwa der Schutzklasse IP 65 steht. - Warm air generally rises and leads to a build-up of heat in the slats, which leads to heating instead of cooling. This negative effect can only - as described in the previously published document - be overcome by additional ventilation holes, since in this case, the rising heat is passed through the lamp and similar to a chimney effect, the heat can be dissipated until there is also a build-up of heat and on the Top of the lamp housing must be radiated. However, ventilation holes in the luminaire have the significant disadvantage that in this way vermin and other contaminants can penetrate into the luminous element, which is in contradiction to the standards such as protection class IP 65.
- Sofern die Winde im Wesentlichen parallel zur Ebene der Kühlrippen wehen, werden die Zwischenräume gut durchströmt und es kann eine verbesserte Kühlung erreicht werden. Andernfalls jedoch wird die Wärme in den Zwischenräumen gestaut und es kommt zu einer unzureichenden Kühlung. Dies ist auch bei der oben genannten bereits bekannten Lösung der Fall. - If the winds blow substantially parallel to the plane of the cooling fins, the interstices are well flowed through and it can be achieved an improved cooling. Otherwise, however, the heat is jammed in the spaces and there is insufficient cooling. This is also the case with the abovementioned already known solution.
Die obigen Nachteile werden teilweise durch eine Lösung vermieden, wie sie in der US 2008/0144318 A beschrieben ist. Auf einer ebenen Unterseite eines Lampenkörpers sind dabei rund um das Leuchtmittel senkrecht nach unten ragende Stifte als Kühlkörper angebracht. Es hat sich herausgestellt, dass bei einer solchen Ausbildung je nach den vorliegenden Strömungsverhältnissen mehr oder weniger starke Wirbel ausgebildet werden und dass durch diese wird auch schlecht durchströmte Zonen der Oberfläche verursacht werden. Insgesamt führt dies zu einer suboptimalen Wärmeabfuhr. The above disadvantages are partly avoided by a solution as described in US 2008/0144318 A. On a flat underside of a lamp body are thereby mounted around the illuminant vertically downwardly projecting pins as a heat sink. It has been found that with such a design, depending on the prevailing flow conditions, more or less strong vortices are formed and that these also cause poorly perfused zones of the surface. Overall, this leads to a suboptimal heat dissipation.
Ähnliche Nachteile sind auch bei einer Kühlkörper-Anordnung verzeichnen, die in der US 6,390,181 B beschrieben ist. Similar disadvantages are also noted in a heat sink arrangement described in US 6,390,181 B.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Lösung anzugeben, mit der eine verbesserte Kühlung ohne Verschmutzung des Innenraums der Leuchten (IP 65 konform) erreicht werden kann. The object of the present invention is to avoid these disadvantages and to provide a solution with which improved cooling without soiling the interior of the luminaires (IP 65 compliant) can be achieved.
Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben dadurch gelöst, dass die Vorsprünge entsprechend thermisch optimierten Freiformflächen ausgebildet sind. - - According to the invention, these objects are achieved in that the projections are designed according to thermally optimized free-form surfaces. - -
Als thermisch optimierte Freiformflächen werden im Sinn der Erfindung vorrangig Flächen verstanden, die weitgehend oder vollständig frei von Kanten und abrupten Übergängen sind . Dies betrifft sowohl die Flächen an sich, die eben oder sanft gekrümmt sind, als auch die auf den Flächen angeordneten Vorsprünge, die an ihrer Basis über Rundungen in die Flächen übergehen und die ihrerseits bis zur Spitze gerundet ausgebildet sind . In the context of the invention, thermally optimized free-form surfaces are primarily surfaces that are largely or completely free of edges and abrupt transitions. This applies both to the surfaces themselves, which are smooth or gently curved, as well as arranged on the surfaces projections which merge at their base via curves in the surfaces and which in turn are rounded to the top.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird erreicht, dass die thermische Konvek- tionsströmung auch gleichzeitig die Umströmung der Kühlstrukturen antreibt, eventuell auftretender Wind kann unabhängig von der Windrichtung die Kühlung verbessern und die ohnehin notwendige Reinigung der Leuchte bzw. des Leuchtmittels kann ohne wesentlichen Mehraufwand auf die angrenzende Kühlstruktur ausgedehnt werden. The solution according to the invention ensures that the thermal convection flow also simultaneously drives the flow around the cooling structures, possibly occurring wind can improve the cooling irrespective of the wind direction and the anyway required cleaning of the luminaire or of the illuminant can be applied to the adjoining one without significant additional expenditure Cooling structure to be extended.
Wichtig im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist die Ausbildung der Kühlstrukturen unter Verwendung von Freiformflächen. Dadurch können auch bei unterschiedlichen Windrichtungen schlecht angeströmte Bereiche vermieden werden, wodurch eine entsprechende Verbesserung der Wärmeabfuhr erzielt wird. Important in the context of the present invention is the formation of the cooling structures using free-form surfaces. As a result, poorly flowed areas can be avoided even in different wind directions, whereby a corresponding improvement of the heat dissipation is achieved.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass es derzeit zu einer Umstellung von bisher verwendeten Mono-LED-Chips auf Multi- LED-Chips (auch "COBs" Chip On Bord) kommt, bei denen beispielsweise Viel- fach-LEDs auf einem PCB angebracht sind, wodurch die von den LEDs benötigte Fläche derzeit auf etwa ein Drittel reduziert werden kann. Dadurch kann die erfindungsgemäße Lösung in einem herkömmlichen Leuchtengehäuse untergebracht werden, wobei die nicht benötigte Fläche durch das Kühlmodul ersetzt werden kann. Auf diese Weise wird erfindungsgemäß die Wärmeabstrahlung und das Licht in die gleiche Richtung gebracht, wodurch die thermodynamischen Probleme wesentlich besser gelöst werden. A particular advantage of the inventive solution is that there is currently a switch from previously used mono-LED chips on multi-LED chips (also "COBs" Chip On Board) comes, in which, for example, multiple LEDs on a PCB are mounted, whereby the required area of the LEDs can currently be reduced to about one-third. As a result, the solution according to the invention can be accommodated in a conventional luminaire housing, wherein the surface not required can be replaced by the cooling module. In this way, according to the invention, the heat radiation and the light are brought in the same direction, whereby the thermodynamic problems are solved much better.
Durch die Erfindung wird dem Umstand Rechnung getragen, dass thermische Energie immer von Körpern höherer Temperatur in Richtung zu Körpern mit niedrigerer Temperatur strömt, also dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. The invention takes account of the fact that thermal energy always flows from bodies of higher temperature in the direction of bodies with lower temperature, that is, the second law of thermodynamics.
Diesem Grundsatz folgend werden die Wege aufgezeigt, wie die Wärme auf jene Flächen der Leuchte oder das Leuchtmittel, die in Richtung des Lichts gerichtet sind, ab- und/oder umgeleitet wird . Following this principle, the ways are shown how the heat on those surfaces of the lamp or the light source, which are directed in the direction of the light, and / or diverted.
Wichtig und vorteilhaft ist es in Zusammenhang mit der Erfindung auch, dass die Vorsprünge eng angebracht sind, so dass die Rundungen an der Basis benachbarter Vorsprünge ineinander übergehen. Dies bedeutet, dass die Achsen benachbarter Vorsprünge einen Abstand aufweisen, der etwa dem Doppelten bis Dreifachen des mittleren Durchmessers der Vorsprünge entspricht. Insbesondere - - ha es sich als günstig herausgestellt, wenn die Vorsprünge am Grundkörper auf Lücke angebracht sind. d .h. wenn die Reihen versetzt zueinander angeordnet sind . It is also important and advantageous in connection with the invention for the projections to be tightly attached so that the curves on the base of adjacent projections merge into one another. This means that the axes of adjacent protrusions have a spacing which corresponds to approximately twice to three times the average diameter of the protrusions. Especially - - Has it turned out to be advantageous if the projections on the body are mounted on the gap. d .h. when the rows are offset from one another.
Technisch bedingt gibt es verschiedene Ausgangslösungen, die alternativ bzw. kumulativ zur Anwendung kommen können : For technical reasons, there are different starting solutions that can be used alternatively or cumulatively:
Leuchten, deren Lichtquellen das Licht über Linsen verteilen; Luminaires whose light sources distribute the light via lenses;
Leuchten, deren Lichtquellen das Licht ohne zusätzliche Linsen übertragen (abgesehen von jenen, die direkt mit den LEDs verbunden sind); Luminaires whose light sources transmit the light without additional lenses (except those directly connected to the LEDs);
Leuchten, deren Lichtquellen über Direkt- Reflektoren übertragen, wobei Lichtquelle und Reflektor in die gleiche Richtung ausgerichtet sind; Luminaires whose light sources are transmitted via direct reflectors, the light source and the reflector being aligned in the same direction;
Leuchten, deren Lichtquellen über Indirekt-Reflektoren übertragen, wobei Lichtquelle und Reflektor in die entgegengesetzte Richtung ausgerichtet sind; Luminaires whose light sources are transmitted via indirect reflectors, the light source and the reflector being oriented in the opposite direction;
Leuchten-Einheiten mit Elektronik-Modulen welche alle Komponenten (z. B. PCB, LEDs, Driver Remote/Radio Unit usw.) in einem Gehäuse integriert haben. Luminaire units with electronic modules which have all components (eg PCB, LEDs, Driver Remote / Radio Unit, etc.) integrated in one housing.
Leuchten-Einheiten mit Elektronik-Modulen, welche einerseits die lichttechnischen Komponenten und andererseits die Elektronik-Module zur Informationsverarbeitung in zwei getrennten Gehäusen integriert haben. Luminaire units with electronic modules, which on the one hand have integrated the lighting components and on the other hand the electronic modules for information processing in two separate housings.
Die Lichtquellen (LEDs, OLEDs o. dgl.) werden gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante in einer Box (LED-Modul) entsprechend den jeweiligen gesetzlichen Anforderungen eingebaut, deren Gehäuse aus sehr gut wärmeleitenden Material besteht, wie etwa Aluminiumlegierungen. Eine vandalismusbeständige Glasabdeckung dient gegebenenfalls zum Schutz der dahinterliegenden Linsen. Dieses Element/Modul ist das eigentliche Leuchtmittel. The light sources (LEDs, OLEDs o. The like.) Are installed according to a preferred embodiment in a box (LED module) according to the respective legal requirements, the housing consists of very good heat conducting material, such as aluminum alloys. A vandal-resistant glass cover may be used to protect the underlying lenses. This element / module is the actual light source.
Die Fläche an der Unterseite der Leuchte, wo sich das Kühlmodul befindet, übernimmt die Funktion der Aufnahme von Kühlmodul und Leuchtmitteln. The area on the underside of the luminaire, where the cooling module is located, assumes the function of accommodating the cooling module and illuminants.
Eine weitere besonders bevorzugte Variante der Erfindung sieht vor, dass der Grundkörper des Kühlmoduls eine Ausnehmung aufweist, in die das LED-Modul für die Leuchtdiode eingesetzt ist. Dadurch kann eine einfache Herstellung und eine optimale thermische Verbindung kombiniert werden. - - Another particularly preferred variant of the invention provides that the main body of the cooling module has a recess into which the LED module for the light-emitting diode is inserted. Thereby, a simple production and an optimal thermal connection can be combined. - -
Es ist günstig, wenn der Grundkörper des Kühlmoduls zumindest im Bereich des LED-Moduls eben ist und sowohl die Abstrahlrichtung als auch Längsachsen der Kühlstrukturen senkrecht zur Ebene des Grundkörpers des Kühlmoduls in diesem Bereich sind. Dadurch können besonders günstige Strömungsverhältnisse erreicht werden. It is favorable if the base body of the cooling module is flat at least in the region of the LED module and both the emission direction and longitudinal axes of the cooling structures are perpendicular to the plane of the main body of the cooling module in this area. As a result, particularly favorable flow conditions can be achieved.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Kühlstrukturen an der Basis einen größeren Querschnitt aufweisen als im Bereich ihrer Spitze und sich vorzugsweise von der Basis zur Spitze kontinuierlich verjüngen. Dadurch steht dem Wärmestrom an der Basis der Kühlstrukturen ein größerer Querschnitt zur Verfügung, was die Wärmeableitung begünstigt, und darüber hinaus sind die Wantflächen der Kühlstrukturen geneigt, so dass ein größerer Anteil der abgestrahlten Wärme nicht mehr auf anderen Teilen der Oberfläche des Kühlmoduls auftrifft. It is preferably provided that the cooling structures at the base have a larger cross-section than in the region of their tip and preferably taper continuously from the base to the tip. As a result, a larger cross section is available to the heat flow at the base of the cooling structures, which favors the heat dissipation, and moreover, the Wantflächen the cooling structures are inclined so that a larger proportion of radiated heat no longer impinges on other parts of the surface of the cooling module.
Eine wirksame Maßnahme zur Verbesserung der Wärmeableitung ist es auch vorzusehen, dass die Kühlstrukturen am Grundkörper entlang frei gekrümmter Kurven angebracht sind . Dies bedeutet, dass die einzelnen Kühlstrukturen nicht linear entlang von Geraden aufgereiht sind, sondern, eine in gewisser Hinsicht unregelmäßige Anordnung aufweisen. Ein Luftstrom, der durch die Ausnehmungen zwischen den Kühlstrukturen strömt wird daher immer wieder auf andere Kühlstrukturen auftreffen und abgelenkt werden, was den Wärmeübergang entsprechend verbessert. An effective measure for improving the heat dissipation is also to provide that the cooling structures are attached to the body along freely curved curves. This means that the individual cooling structures are not linearly lined up along straight lines, but have a somewhat irregular arrangement. An air flow that flows through the recesses between the cooling structures will therefore always impinge on other cooling structures and be deflected, which improves the heat transfer accordingly.
Eine weitere Verbesserung der erfindungsgemäßen thermischen Wirkung kann durch erreicht werden, dass wärmedämmende Schichten die, alternativ oder additiv, auf der Ober- oder Unterseite des Inneren des Leuchten-Gehäuses, eingebracht sind . A further improvement of the thermal effect of the invention can be achieved by the fact that heat-insulating layers, the alternative or additive, on the top or bottom of the interior of the luminaire housing, are introduced.
In weiterer Folge betrifft die vorliegende Erfindung eine Leuchte mit einer spezifischen Ausprägung mit einem Leuchtmodul der oben beschriebenen Art. Erfindungsgemäß ist diese Leuchte dadurch gekennzeichnet, dass das LED Modul nur partiell mit dem Leuchten-Gehäuse verbunden ist. Subsequently, the present invention relates to a luminaire with a specific expression with a light module of the type described above. According to the invention, this luminaire is characterized in that the LED module is only partially connected to the luminaire housing.
Besonders vorzugsweise sind mehrere im Abstand voneinander angeordnete LED-Module vorgesehen. Dabei werden insbesondere auch in den Zwischenräumen Kühlstrukturen angeordnet, so dass eine weitere Absenkung der Temperatur erreicht werden kann. Particularly preferably, a plurality of spaced-apart LED modules are provided. In this case, cooling structures are arranged in particular also in the interstices, so that a further lowering of the temperature can be achieved.
Besonders geeignet sind dafür LED-Module mit indirekt strahlenden Reflektoren, wobei das PCB die Wärme a priori in Richtung des Lichtstrahles abgibt. Die Erfindungsgemäße Lösung sieht die thermische Verbindung des PCB mit der Kühlstruktur vor. Dadurch wird die Wärmeabgabe effizient gesteigert. Analog dazu kann auch eine Steuerungs- und/oder Kommunikationselektronik im Gehäuse - - vorgesehen sein, die ebenfalls zur Ableitung der Wärme eine thermische Verbindung mit der Kühlstruktur aufweist. Particularly suitable for this purpose are LED modules with indirectly radiating reflectors, wherein the PCB emits the heat a priori in the direction of the light beam. The solution according to the invention provides the thermal connection of the PCB with the cooling structure. This increases the heat output efficiently. Analogously, a control and / or communication electronics in the housing - - Be provided, which also has a thermal connection with the cooling structure for the dissipation of heat.
Alternativ kann eine Steuerungs- und/oder Kommunikationselektronik in einem separaten Gehäuse vorgesehen sein, das gleichartig zum Gehäuse der oben beschriebenen Leuchte ist, abgesehen von der Tatsache, dass keine Leuchtmittel vorliegen. Dies stellt eine vorteilhafte Alternative zur an sich bekannten Anordnung der Elektronik im Mast dar, der die Leuchte trägt. Die Kühlung erfolgt dabei primär über die nach unten ragenden Vorsprünge. Alternatively, a control and / or communication electronics may be provided in a separate housing, which is similar to the housing of the lamp described above, apart from the fact that there are no bulbs. This represents an advantageous alternative to the known arrangement of the electronics in the mast, which carries the lamp. The cooling takes place primarily via the downwardly projecting projections.
Es zeigen schematisch : They show schematically:
Fig. 1 eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Leuchtmoduls im Schnitt nach Linie I - I in Fig. 2; 1 shows a variant of an inventive lighting module in section along line I - I in Fig. 2.
Fig. 2 den Leuchtmodul Fig. 1 in einer Draufsicht; FIG. 2 shows the lighting module FIG. 1 in a plan view; FIG.
Fig. 3 eine Leuchte mit einem Leuchtmodul gemäß Fig. 1 und Fig . 2 im 3 shows a luminaire with a lighting module according to FIG. 1 and FIG. 2 in the
Schnitt;  Cut;
Fig. 4a und Fig . 4b jeweils ein Detail von Fig . 1 in unterschiedlichen Ausgestaltungen; Fig. 4a and Fig. 4b each show a detail of FIG. 1 in different embodiments;
Fig. 5a, Fig . 5b, Fig . 6a und Fig . 6b weitere Ausführungsvarianten erfindungsgemäßer Leuchten bzw. Elektronikmodule; und Fig. 5a, Fig. 5b, FIG. 6a and FIG. 6b show further embodiments of luminaires or electronic modules according to the invention; and
Fig. 7 ein Detail einer bevorzugten Ausführungsvariante. Fig. 7 shows a detail of a preferred embodiment.
Das Leuchtmodul von Fig . 1 besteht aus einem Kühlmodul 1, in das ein flächiges LED-Modul 2, nämlich ein PCB, für mehrere LEDs 3a, 3b, 3c, 3d eingesetzt ist. Das LED-Modul 2 wird in einer Ausnehmung 4 des Kühlmoduls 1 gehalten, so dass ein möglichst guter Wärmeübergang gewährleistet ist. Die Hauptabstrahlrichtung der LEDs 3a, 3b, 3c, 3d ist mit 5 gekennzeichnet. The light module of FIG. 1 consists of a cooling module 1, in which a flat LED module 2, namely a PCB, for several LEDs 3a, 3b, 3c, 3d is used. The LED module 2 is held in a recess 4 of the cooling module 1, so that the best possible heat transfer is ensured. The main emission direction of the LEDs 3a, 3b, 3c, 3d is indicated by 5.
Das Kühlmodul 1 besteht aus einem Grundkörper 6, an dem mehrere Vorsprünge 7 angebracht sind . Die Vorsprünge 7 dienen der Vergrößerung der Oberfläche, um die von den LEDs 3a, 3b, 3c, 3d erzeugte Wärme bestmöglich abzuführen. Die Vorsprünge sind gemäß der Variante von Fig . 4a im Wesentlichen zapfenför- mig ausgebildet und erstrecken sich in einer Richtung rechtwinklig zur Ebene des Grundkörpers 6. Sie besitzen eine Länge I, die beispielsweise dem dreifachen bis zehnfachen Wert des mittleren Durchmessers d entspricht. - - The cooling module 1 consists of a base body 6, on which a plurality of projections 7 are attached. The projections 7 are used to increase the surface in order to best dissipate the heat generated by the LEDs 3a, 3b, 3c, 3d. The projections are according to the variant of FIG. 4a have a substantially conical shape and extend in a direction at right angles to the plane of the main body 6. They have a length I which, for example, corresponds to three times to ten times the value of the mean diameter d. - -
Alternativ können die Vorsprünge sind gemäß der Variante von Fig . 4b auch ballig ausgebildet sein und eine Länge I aufweisen, die etwa dem mittleren Durchmesser d entspricht. Alternatively, the protrusions are according to the variant of FIG. 4b also be formed spherical and have a length I, which corresponds approximately to the mean diameter d.
Aus Fig . 2 ist ersichtlich, dass die einzelnen Vorsprünge 7 nicht linear aufgereiht sind, sondern entlang frei gekrümmter Linien 8 angeordnet sind, um so verstärkte Turbulenzen bei einer Durchströmung in beliebiger Richtung zu erzeugen. From Fig. 2, it can be seen that the individual projections 7 are not lined up linearly, but are arranged along freely curved lines 8 so as to produce increased turbulence in a flow in any direction.
In Fig . 3 ist eine Leuchte dargestellt, die ein Gehäuse 10 aufweist, das eine Öffnung 11 besitzt, in der ein Kühlmodul 1 eingesetzt ist. Im Inneren des Gehäuses 10 ist eine erste Isolierschicht 12 vorgesehen, um einen unerwünschten Wärmeeintrag beispielsweise durch extreme Sonnenbestrahlung zu vermeiden. Zusätzlich dazu bzw. alternativ ist an der Innenseite des Kühlmoduls 1 eine weitere Isolierschicht 13 vorgesehen, die eine Abstrahlung der Wärme nach außen erzwingt. In Fig. 3, a lamp is shown having a housing 10 having an opening 11 in which a cooling module 1 is inserted. Inside the housing 10, a first insulating layer 12 is provided to prevent unwanted heat input, for example by extreme sunlight. In addition or alternatively, a further insulating layer 13 is provided on the inside of the cooling module 1, which forces a radiation of the heat to the outside.
Eine Treiberschaltung 14 ist ebenfalls am Kühlmodul 1 angebracht und wird somit ebenfalls gekühlt. Die Treiberschaltung 14 ist über einen Versorgungskabel 15 mit dem LED-Modul 2 verbunden. A driver circuit 14 is also attached to the cooling module 1 and is therefore also cooled. The driver circuit 14 is connected via a supply cable 15 to the LED module 2.
In Fig . 4a ist ein Vorsprung 7 im Detail dargestellt. Wie oben ausgeführt ist der mittlere Durchmesser d, das ist der Durchmesser etwa in der Mitte der Längserstreckung, deutlich kleiner als die Länge I in Richtung der Achse 7a, die senkrecht auf die Ebene 22 des Grundkörpers 6 ist. Im Bereich der Basis 16 ist der Querschnitt des Vorsprungs 7 vergrößert, und im Bereich der Spitze 17 ist ein kleinerer Querschnitt ausgebildet. In Fig. 4a, a projection 7 is shown in detail. As stated above, the average diameter d, which is the diameter approximately in the middle of the longitudinal extension, is significantly smaller than the length I in the direction of the axis 7a, which is perpendicular to the plane 22 of the main body 6. In the region of the base 16, the cross section of the projection 7 is enlarged, and in the region of the tip 17, a smaller cross section is formed.
In Fig. 4b ist ein alternativer Vorsprung 7 im Detail dargestellt, der gedrungener ausgebildet ist. Hier ist der mittlere Durchmesser d, das ist der Durchmesser etwa in der Mitte der Längserstreckung, etwas größer als die Länge I in Richtung der Achse 7a. In Fig. 4b, an alternative projection 7 is shown in detail, which is formed squat. Here, the average diameter d, which is the diameter approximately in the middle of the longitudinal extent, is slightly larger than the length I in the direction of the axis 7a.
Die Leuchte von Fig. 5a besitzt ebenfalls ein Gehäuse 10, in dem ein Kühlmodul 1 eingesetzt ist. Im Unterschied zu der oben beschriebenen Ausführungsvariante ist jedoch das LED-Modul 2 mit den LEDs 3a, 3b, 3c, 3d nach innen ausgerichtet, so dass das Licht an einem Reflektor 18 reflektiert und durch eine Glasscheibe 19 abgestrahlt wird . Die Abstrahlrichtung 20 ist mit einem Pfeil angedeutet. Es ist ersichtlich, dass auch in dieser Ausführungsvariante die Vorsprünge 7 in die Abstrahlrichtung 20 ausgerichtet sind. Mit 21 sind einzelne Strahlen angedeutet, die von den LEDs 3a, 3b, 3c, 3d ausgehen. The lamp of Fig. 5a also has a housing 10 in which a cooling module 1 is used. In contrast to the embodiment variant described above, however, the LED module 2 with the LEDs 3a, 3b, 3c, 3d is aligned inwards, so that the light is reflected at a reflector 18 and emitted through a glass pane 19. The emission direction 20 is indicated by an arrow. It can be seen that in this embodiment as well, the projections 7 are aligned in the emission direction 20. With 21 individual rays are indicated, emanating from the LEDs 3a, 3b, 3c, 3d.
Das LED-Modul 2 ist an einem Ende 2a in einer Ausnehmung des Kühlmoduls gehalten, der durch einen Vorsprung 22 gebildet ist. Dadurch kann neben einer - - mechanisch stabilen Halterung auch ein hervorragender Wärmeübergang sowohl von der Unterseite als auch von der Oberseite des LED-Modul 2 gewährleistet werden. The LED module 2 is held at one end 2a in a recess of the cooling module, which is formed by a projection 22. This can be next to one - - Mechanically stable support and excellent heat transfer both from the bottom and from the top of the LED module 2 are guaranteed.
Die Leuchte von Fig . 5b besitzt ebenfalls ein Gehäuse 10, in dem ein Kühlmodul 1 eingesetzt ist. Im Unterschied zu der oben beschriebenen Ausführungsvariante sind Kühlstrukturen auch auf den Seitenflächen der Leuchte angeordnet The lamp of Fig. 5b also has a housing 10 in which a cooling module 1 is inserted. In contrast to the embodiment variant described above, cooling structures are also arranged on the side surfaces of the luminaire
Leuchte von Fig. 6a ist eine Erweiterung der Fig. 3. Diese enthält zusätzlich zu den Leuchtfunktionen auch Elektronik Module zur Informationsverarbeitung (23). Die Kühlstrukturen können wie in Fig . 5b ausgeprägt sein Luminaire of Fig. 6a is an extension of Fig. 3. This contains in addition to the lighting functions and electronics modules for information processing (23). The cooling structures can, as shown in FIG. 5b be pronounced
Das Elektronikmodul von Fig . 6b ist eine Abwandlung der Fig. 6a. Es enthält nur die Elektronik Module zur Informationsverarbeitung 23. Die erfindungsgemäßen Kühlstrukturen können auf bis zu fünf Flächen (ohne obere Abdeckfläche) ausgedehnt werden. The electronic module of FIG. Fig. 6b is a modification of Fig. 6a. It contains only the electronics modules for information processing 23. The cooling structures according to the invention can be extended to up to five surfaces (without upper covering surface).
Fig. 7 zeigt schematisch die enge Anordnung der Zapfen 7 auf Lücke, d.h. in zu einander jeweils um eine halbe Teilung versetzten Reihen. Fig. 7 shows schematically the close arrangement of the pins 7 on the gap, i. in each case offset by half a pitch rows.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E PATENT APPLICATIONS
1. Leuchtmodul, mit einem Kühlmodul (1), das aus einem Grundkörper (6) besteht, an dem mehrere Kühlstrukturen angeformt sind, die zumindest teilweise als Vorsprünge (7) ausgebildet sind, wobei am Kühlmodul (1) eine von Kühlstrukturen freie Fläche vorgesehen ist und mindestens ein LED-Modul (2) für mindestens eine Leuchtdiode (3a, 3b, 3c, 3d) angebracht ist, und wobei das Leuchtmodul eine den Vorsprüngen (7) annähernd entsprechende Abstrahlrichtung (5, 20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (7) entsprechend thermisch optimierten Freiformflächen ausgebildet sind. 1. light module, comprising a cooling module (1), which consists of a base body (6) on which a plurality of cooling structures are formed, which are at least partially formed as projections (7), wherein the cooling module (1) provided a free surface of cooling structures is and at least one LED module (2) for at least one light emitting diode (3a, 3b, 3c, 3d) is mounted, and wherein the lighting module has a projection (7) approximately corresponding emission direction (5, 20), characterized in that the projections (7) are designed according to thermally optimized free-form surfaces.
2. Leuchtmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (7) eine zum Grundkörper (6) hin gerundete Basis (16) aufweisen. 2. Light module according to claim 1, characterized in that the projections (7) have a base body (6) rounded base (16).
3. Leuchtmodul nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper des Kühlmoduls (1) mindestens eine Ausnehmung (4) aufweist, in die das LED-Modul (2) für die Leuchtdiode (3a, 3b, 3c, 3d) eingesetzt ist. 3. Light module according to one of claims 1 or 2, characterized in that the main body of the cooling module (1) has at least one recess (4) into which the LED module (2) for the light emitting diode (3a, 3b, 3c, 3d ) is used.
4. Leuchtmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (6) des Kühlmoduls (1) zumindest im Bereich des LED-Moduls (2) eben ist und sowohl die Abstrahlrichtung (5, 20) als auch Längsachsen (7a) der Kühlstrukturen senkrecht zur Ebene (22) des Grundkörpers (6) des Kühlmoduls (1) in diesem Bereich sind. 4. Light module according to one of claims 1 to 3, characterized in that the base body (6) of the cooling module (1) at least in the region of the LED module (2) is flat and both the emission direction (5, 20) and longitudinal axes ( 7a) of the cooling structures are perpendicular to the plane (22) of the base body (6) of the cooling module (1) in this area.
5. Leuchtmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (7) an der Basis (16) einen größeren Querschnitt aufweisen als im Bereich ihrer Spitze (17) und vorzugsweise von der Basis (16) zur Spitze (17) verjüngt sind . 5. Light module according to one of claims 1 to 4, characterized in that the projections (7) on the base (16) have a larger cross-section than in the region of its tip (17) and preferably from the base (16) to the top (17 ) are tapered.
6. Leuchtmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (7) am Grundkörper (6) auf Lücke angebracht sind . 6. Light module according to one of claims 1 to 5, characterized in that the projections (7) on the base body (6) are mounted on the gap.
7. Leuchtmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (7) eng angebracht sind, so dass die Rundungen an der Basis (16) benachbarter Vorsprünge (7) ineinander übergehen. 7. Light module according to claim 6, characterized in that the projections (7) are mounted closely, so that the curves on the base (16) of adjacent projections (7) merge into one another.
8. Leuchtmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmodul (1) an seiner der Abstrahlrichtung (5, 20) gegenüberliegenden Seite überwiegend eben ausgebildet ist. 8. Light module according to one of claims 1 to 7, characterized in that the cooling module (1) at its the radiation direction (5, 20) opposite side is formed predominantly flat.
9. Leuchtmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmodul (1) an seiner der Abstrahlrichtung (5, 20) gegenüberliegenden Seite eine Aufnahme für die Treiberschaltung (14) der Leuchtdioden (3a, 3b, 3c, 3d) aufweist. 9. Light module according to one of claims 1 to 8, characterized in that the cooling module (1) at its the radiation direction (5, 20) opposite side of a receptacle for the driver circuit (14) of the light-emitting diodes (3a, 3b, 3c, 3d) having.
10. Leuchtmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (7) ballig ausgebildet sind . 10. Light module according to one of claims 1 to 9, characterized in that the projections (7) are formed crowned.
11. Leuchtmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlstrukturen (7) einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. 11. Light module according to one of claims 1 to 10, characterized in that the cooling structures (7) have a substantially circular cross-section.
12. Leuchtmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modul (23) zur Informationsverarbeitung vorgesehen ist. 12. Light module according to one of claims 1 to 11, characterized in that a module (23) is provided for information processing.
13. Leuchtmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (7) vom Grundkörper (6) im Wesentlichen parallel zur Abstrahlrichtung (5) der Leuchtdioden (3a, 3b, 3c, 3d) vorstehen. 13 light module according to one of claims 1 to 12, characterized in that the projections (7) from the base body (6) substantially parallel to the emission direction (5) of the light-emitting diodes (3a, 3b, 3c, 3d) protrude.
14. Leuchte mit einem Gehäuse und mit einem in einer Öffnung (11) des Gehäuses eingesetzten Kühlmodul (1), der mindestens einen LED-Modul (2) für mindestens eine Leuchtdiode (3a, 3b, 3c, 3d), wobei das Kühlmodul (1) aus einem Grundkörper (6) besteht, an dem mehrere als Vorsprünge (7) ausgebildete Kühlstrukturen angeformt sind, wobei die Leuchte eine Abstrahlrichtung (20) aufweist, die in einer Richtung orientiert ist, in der die Vorsprünge (7) vorstehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (7) entsprechend thermisch optimierten Freiformflächen ausgebildet sind . 14. luminaire having a housing and having a cooling module (1) inserted in an opening (11) of the housing, the at least one LED module (2) for at least one light-emitting diode (3a, 3b, 3c, 3d), wherein the cooling module ( 1) consists of a base body (6) on which a plurality of cooling structures formed as projections (7) are formed, wherein the lamp has a radiation direction (20) which is oriented in a direction in which project the projections (7), characterized in that the projections (7) are designed correspondingly thermally optimized free-form surfaces.
15. Leuchte nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper des Kühlmoduls (1) mindestens eine Ausnehmung aufweist, in die der LED-Modul für die Leuchtdiode (3a, 3b, 3c, 3d) eingesetzt ist. 15. Luminaire according to claim 14, characterized in that the main body of the cooling module (1) has at least one recess into which the LED module for the light emitting diode (3a, 3b, 3c, 3d) is inserted.
16. Leuchte nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstrahlrichtung der Leuchte (20) mit der Abstrahlrichtung (5) des LED-Moduls (2) zusammenfällt und dass die Vorsprünge (7) von der Öffnung (11) vorstehen. 16. Luminaire according to one of claims 14 or 15, characterized in that the emission direction of the lamp (20) with the emission direction (5) of the LED module (2) coincides and that the projections (7) from the opening (11) protrude ,
17. Leuchte nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leuchte ein Reflektor (18) vorgesehen ist und dass die Abstrahlrichtung (5) des LED-Moduls (2) in Innere der Leuchte zum Reflektor (18) orientiert ist. 17. Luminaire according to one of claims 14 or 15, characterized in that in the lamp, a reflector (18) is provided and that the emission direction (5) of the LED module (2) in the interior of the lamp to the reflector (18) is oriented ,
18. Leuchte nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) an der der Öffnung (11) gegenüberliegenden Seite thermisch isoliert ist. 18. Light according to one of claims 14 to 17, characterized in that the housing (10) at the opening (11) opposite side is thermally insulated.
19. Leuchte nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) an der der Öffnung (11) anliegenden Innenseite thermisch isolierte Flächen aufweist. 19. Luminaire according to claim 18, characterized in that the housing (10) has thermally insulated surfaces on the inside of the opening (11).
20. Leuchte nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere im Abstand voneinander angeordnete LED-Module (2) vorgesehen sind. 20. Luminaire according to one of claims 14 to 19, characterized in that a plurality of spaced-apart LED modules (2) are provided.
21. Leuchte nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das LED-Modul (2) nur partiell mit dem Leuchten-Gehäuse verbunden ist. 21. Light according to one of claims 14 to 20, characterized in that the LED module (2) is only partially connected to the light housing.
22. Leuchte nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modul (23) zur Informationsverarbeitung mit dem Kühlmodul (1) verbunden ist. 22. Luminaire according to one of claims 14 to 21, characterized in that a module (23) for information processing with the cooling module (1) is connected.
23. Leuchte nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass dass ein Modul (23) zur Informationsverarbeitung in einem separaten Gehäuse vorgesehen ist, das analog zum Gehäuse der Leuchte Vorsprünge (7) aufweist, die vom Grundkörper (6) im Wesentlichen nach unten vorstehen und die entsprechend thermisch optimierten Freiformflächen ausgebildet sind. 23. Luminaire according to one of claims 14 to 21, characterized in that a module (23) is provided for information processing in a separate housing, which has analogous to the housing of the lamp projections (7), of the main body (6) substantially protrude down and the corresponding thermally optimized free-form surfaces are formed.
2013 11 13 2013 11 13
Ba Ba
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