DE102007038216A1

DE102007038216A1 - LED-Leuchtmittel in Form einer Glühlampe

Info

Publication number: DE102007038216A1
Application number: DE102007038216A
Authority: DE
Inventors: Johann Daunderer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-08-13
Filing date: 2007-08-13
Publication date: 2009-02-19
Also published as: WO2009021496A3; WO2009021496A2

Abstract

Ein Strom sparendes LED-Leuchtmittel zum Einsatz anstelle einer Glühbirne weist einen mit Schraubgewinde versehenen Sockel für die Glühbirnenfassung, einen Grundkörper zur Aufnahme des Sockels, einen im Grundkörper aufgenommenen Haltekörper für die LED-Elemente und einen mit dem Grundkörper verbundenen, den Haltekörper umschließenden lichtdurchlässigen Kolben auf. Dabei ist der Haltekörper als teilkugelförmiger Körper ausgebildet, der auf seiner Umfangsfläche schlitzförmige Aussparungen aufweist, die als Träger für die LED-Elemente ausgebildet sind. Der Haltekörper ist mit dem Grundkörper lösbar verbunden, vorzugsweise steckbar ausgelegt.

Description

Die Erfindung betrifft Strom sparende LED-Leuchtmittel als Lichtquelle zum Einsatz anstelle einer Glühbirne, mit einem mit Schraubgewinde versehenen Sockel für eine Glühlampenfassung, einem Grundkörper zur Aufnahme des Sockels, einem im Grundkörper aufgenommenen Haltekörper für die LED-Leuchtmittel und einer mit dem Grundkörper verbundenen, den Haltekörper umschließenden lichtdurchlässigen Kolben.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Glühlampen mit Glaskolben, Glühdraht und Sockel sind Leuchtdioden keine Temperaturstrahler. Die Leuchtdioden emittieren Licht in einem begrenzten Spektralbereich, das nahezu monochrom ist. Diese Eigenschaft macht LEDs besonders geeignet für den Einsatz z. B. in Signalanlagen. Außerdem zeichnen sie sich durch eine extrem hohe Lebensdauer, nämlich die Zeit, nach der die Lichtausbeute der LED auf die Hälfte des Anfangswertes gefallen ist, aus. Leuchtdioden sind auch unempfindlich gegen Erschütterungen und benötigen keinen Hohlkörper, der implodieren kann. Durch gezielte Auswahl von Halbleitermaterialien und Dotierung können die Eigenschaften des erzeugten Lichtes verändert werden, so dass der Spektralbereich und die Effizienz variiert werden können. Damit die Leuchtdioden mit weißem Licht hergestellt werden können, werden Farbmischungen addiert. Für Beleuchtungszwecke wird in der Regel die Leuchtdiode in Verbindung mit Leuchtstoffen verwendet, wobei weiße LEDs meist aus einer blauen LED mit einer darüber liegenden gelblich fluoreszierenden Schicht aus Cer-dotiertem Yttrium-Aluminium-Granatpulver bestehen, da blaue LEDs den höchsten Wirkungsgrad haben.
Da inzwischen LEDs mit hoher Lichtausbeute zur Verfügung stehen, sind die Anwendungsbereiche derartiger Leuchtmittel ausgesprochen vielseitig und beschränken sich nicht auf Leuchtmittel als Ersatz von Glühlampen oder Halogenlampen, wie der Einsatz in der Praxis im Automobilbereich zeigt.
Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, Leuchtmittel vorzugsweise anstelle von Glühlampen vorzuschlagen, um den stromsparenden Effekt von LEDs in der Praxis zu nutzen, nachdem gesetzliche Regelungen in Vorbereitung sind, um Glühlampen wegen ihres relativ hohen Stromverbrauches durch stromsparende Leuchtmittel zu ersetzen.
Aufgabe der Erfindung ist deshalb, LED-Leuchtmittel in einer herkömmlichen Glühlampen angepassten Form anzugeben, die ausschließlich mit LEDs bestückt sind, und diese Leuchtmittel so auszugestalten, dass die einzelnen Bestandteile weitestgehend steckbar ausgelegt sind und bei Bedarf ausgewechselt werden können, und ihre Herstellung und Handhabung entscheidend vereinfacht wird.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass der Haltekörper ein teilkugelförmiger Körper ist, der auf seiner Umfangsfläche schlitzförmige Aussparungen aufweist, die als Träger für die LED-Elemente ausgebildet sind, und dass der Haltekörper mit dem Grundkörper lösbar verbunden ist.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist die Verbindung zwischen Grundkörper, Träger und äußerem Kolben lösbar ausgelegt, derart, dass die einzelnen Bestandteile austauschbar sind.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das stromsparende Leuchtmittel, insbesondere nach Art einer Glühlampe, so ausgebildet, dass die einzelnen Bestandteile, nämlich Grundkörper, Sockel bzw. Fassung, Träger für die LED-Elemente, und äußerer Kolben miteinander durch Steckverbindungen zusammensetzbar sind, dass der Träger für die LED-Elemente Vorrichtungen zur Aufnahme der LEDs aufweist, dass der Träger auf den Grundkörper aufsteckbar ist, und dass der äußere Kolben ebenfalls steckbar ist.
Das Merkmal der Steckverbindung zwischen Grundkörper, Träger und Außenkolben schließt nicht aus, dass im Rahmen der Erfindung teilweise auch Klebe- oder Lötverbindungen vorgenommen werden können.
Die Grundform der LED-Leuchtmittel besteht aus rotationssymmetrischen Einzelbestandteilen, die miteinander eine Kugelform, eine Eiform, eine Birnenform oder eine entsprechende Form herkömmlicher Glühbirnen haben und damit an herkömmliche Leuchtmittelformen angepasst sowie für den Einsatz in handelsübliche Lampen bzw. Leuchten geeignet sind. Das Material, aus dem die einzelnen Bestandteile bestehen, kann wahlweise Kunststoff, Metall, Glas oder dgl. sein, wobei der Kolben in jedem Fall aus einem Material hoher Lichtdurchlässigkeit besteht.
Der Grundkörper, der mit dem Sockel bzw. der Fassung in der Regel nicht lösbar verbunden ist, ist vorzugsweise topfförmig oder schalenförmig ausgebildet und dient zur Aufnahme des LED-Trägers mit der Stromversorgung und der gesamten Elektrik sowie den Anschlüssen.
Der LED-Träger ist vorzugsweise ein halbkugelförmiger Hohlkörper aus stabilem Kunststoff, z. B. Polystyrol, der dem Grundkörper zugewandt nach unten offen ist und der auf seiner Umfangsfläche streifenförmige Schlitze aufweist, die sich ausgehend von der unteren Begrenzung, etwa dem Äquator, gleichmäßig über die Umfangsfläche verteilt bis in die Nähe des Polpunktes des Hohlkörpers erstrecken. Die Schlitze werden von Kunststoffstreifen, z. B. in Form von Kunststofffolien überdeckt, die stromleitend auf den LED-Träger aufgesetzt und haftend mittels Kleber positioniert sind, und die die Trägerstreifen für die LED-Elemente darstellen. Die LED-Elemente selbst sind mit ihren Füßchen durch die Trägerstreifen hindurchgesteckt und mit den Füßchen nach unten stehend als Kathode und Anode an die Elektrik bzw. die Stromversorgung angeschlossen. Je nach dem Einsatzzweck der LED-Lichtquelle werden die Anschlussfüßchen an die gedruckte Schaltungsplatten innerhalb der Vertiefung des Grundkörpers angeschlossen, wobei die gedruckte Schaltungsplatte alle für den Betrieb der LED-Elemente erforderlichen Schalt- und Steuerelemente enthält. Die Mehrzahl von LED-Elementen, die in dem Leuchtmittel untergebracht sind, sind zu einem LED-Baustein oder LED-Modul zusammengefasst und für den jeweiligen Einsatzzweck geschaltet.
Die die einzelnen LED-Elemente aufnehmenden Trägerstreifen bzw. Gurte weisen eine leitende Schicht, z. B. aus Kupfer auf, die auf das Gurtmaterial aufgedampft ist. Die gekürzten Füßchen der LED-Elemente, die die Trägergurte durchsetzen, stehen bereits bestückt in gewünschten Längen oder aber endlos von der Rolle zur Verfügung, so dass der Vorgang des Aufbringens der Trägerstreifen auf den LED-Trägerkörper eine besonders einfache Verarbeitung ermöglicht. Für die Erfindung ist es entscheidend, den Aufbau der LED-Leuchtmittel durch Steckverbindungen extrem rationell durchzuführen und damit die Herstellkosten gering zu halten.
Während herkömmliche Glühlampen und vergleichbare andere Leuchtmittel häufig Sockel bzw. Fassungen mit Schraubgewindegängen haben, weisen die mit dem Grundkörper integrierten Sockel vorzugsweise Steckvorrichtungen auf, die über den Sockelumfang verteilt Federelemente mit Rast besitzen und in die Sockelaufnahme der jeweiligen Lampe bzw. Leuchte einrasten. Diese Federelemente übernehmen gleichzeitig die Stromleitung und die mechanische Steckverbindung, und sind grundsätzlich an sich bekannt.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt:
1 einen beispielsweise schematischen Aufbau eines LED-Leuchtmittels nach der Erfindung in seitlicher Ansicht,
2 den Trägerkörper in schematischer Darstellung und in seitlicher Ansicht,
3 den Trägerkörper nach 2 in Aufsicht,
4 einen Ausschnitt A aus einer Steckverbindung nach 1 in vergrößerter Darstellung,
5 eine Ausführungsform eines LED-Elemente aufnehmenden Gurtes in Aufsicht, und
6 einen Gurt nach 5 mit aufgegurteten Leuchtdioden, auf den LED-Träger aufgebracht.
Die 1 zeigt in schematischer Darstellung eine in Form einer Glühlampe ausgebildete, stromsparende, glühlampenförmige Lichtquelle als LED-Leuchtmittel. Sie besteht aus einem Sockel 1 mit Gewindefassung 2 oder Steckfassung (nicht dargestellt).
Der Sockel 1 ist in den Grundkörper 3 integriert, der einen oberen Umfangsrand in Form eines Flansches 4 aufweist und der einen schalenförmigen, nach oben offenen Innenraum 5 ausbildet. Der Innenraum 5 des Grundkörpers 3 nimmt einen LED-Träger 6 auf, der Hauben- bzw. Glockenform besitzt und der mit seiner unteren Begrenzung auf der oberen Begrenzung des Grundkörpers 3 aufsitzt, derart, dass Grundkörper 3 und LED-Träger 6 über Steckverbindungen bzw. Rastverbindungen miteinander einen weitgehend ballonförmigen Hohlkörper ergeben. Über dem LED-Träger 6 ist ein haubenförmiger, äußerer Kolben 7 angeordnet, der vorzugsweise steckbar mit dem Grundkörper 3 oder dem LED-Träger 6 verbunden ist und der dem äußeren Glaskolben einer herkömmlichen Glühlampe entspricht.
Die Steckverbindung zwischen dem Grundkörper 3 einerseits und dem LED-Träger 6 sowie dem äußeren Kolben 7 andererseits ist nach einer Ausführungsform durch Verbindungsstifte herstellbar, die auf einem der Körper 6 oder 7 ausgebildet sind und die in entsprechende Bohrungen des anderen Körpers 3 eingreifen. Alternativ kann eine solche Steckverbindung auch durch aufeinander abgestimmte Rastelemente 12 im Grundkörper 3 und entsprechende Gegenelemente im Träger 6 bzw. Kolben 7 ausgebildet sein, derart, dass die Rastverbindung als Klick-on-Verbindung oder als Drehsicherungsverbindung oder als anderweitige, an sich bekannte Verriegelung ausgebildet ist, die ohne Werkzeug geschlossen und geöffnet werden kann und die durch einfachen mechanischen Eingriff, z. B. nach der schematischen Darstellung mit 12, 13 erzielt wird. Derartige Steckelemente bzw. Rastelemente sind mindestens zu dreien gleichmäßig über den Umfang verteilt an den Bauteilen 3, 6 und 7 angeordnet. Alternativ kann anstelle einer Steck- oder Rastverbindung auch eine Schraubverbindung vorgesehen werden.
Auf dem Umfang des LED-Trägers 3 sind in Umfangsrichtung von unten nach oben verlaufende Schlitze 8 ausgebildet, die sich in dem haubenförmigen Träger 6 etwa in gleichförmigem Abstand in der Oberfläche erstrecken. Der haubenförmige Körper 6 ist an der Stelle des größten Umfangs als unterer Abschluss mäanderförmig bei 11 gestaltet. Die mäanderförmigen Teile können dabei die Steckelemente darstellen, radial nach außen vorgespannt sein und aufgrund dieser Vorspannung als Rastelemente in Anlage mit dem inneren Umfang des Flansches 4 des Grundkörpers eingesetzt werden, um auf diese Weise eine einfache Halterung des LED-Trägers im Grundkörper 3 zu erreichen.
Die sternförmig von unten nach oben verlaufenden Schlitze 8 sind durch streifenförmige Auflagen 14 z. B. in Form von Gurten überdeckt, die auf ihrer Oberseite eine stromleitende Schicht aufweisen, z. B. eine aufgedampfte Kupferschicht 16 und auf der Unterseite eine Klebeschicht 17 aufnehmen, die die Gurtstreifen 14 am Korpus des LED-Trägers 6 festlegt. Die Gurte 14 selbst nehmen in Reihe angeordnete LED-Elemente 15 auf, deren Füßchen 18 über Anschlussleitungen 19 mit einer gedruckten Schaltungsplatte 20 verbunden sind, die die Steuervorrichtung für die LED-Elemente enthält, ferner auch die Stromspeisequelle 21, z. B. in Form einer Batterie oder den Trafos für Netzspeisung. Die LED-Elemente 15 bzw. deren Füßchen 18 durchdringen den Gurtstreifen 14 und stehen nur so weit über den Streifen vor, wie für den Anschluss mit den Verbindungsleitern 19 erforderlich ist. Die Gurte 14 sind mit LED-Elementen bestückt, endlos aufgewickelt und von der Endlosrolle in den benötigten Längen abtrennbar, können jedoch auch als fertig bestückte Gurtstreifen-Teilstücke geliefert werden.

1: Sockel
2: Gewinde oder Steckverbindung
3: Grundkörper
4: Umfangsflansch
5: topfförmiger Innenraum
6: LED-Träger
7: Kolben in Haubenform
8: Schlitze für LED-Aufnahme
9: Topfform des LED-Trägers
10: Verbindungsvorrichtung bzw. Steckvorrichtung an Flansch 4 und Träger 6
11: mäanderförmige Steckelemente
12, 13: Rastelemente Grundkörper/Trägerkörper
14: Gurtstreifen
15: LED-Element
16: aufgedampfte leitende Schicht
17: Klebeschicht
18: Füßchen
19: Anschlussleitung
20: gedruckte Schaltungsplatte
21: Stromversorgung

Claims

Stromsparendes LED-Leuchtmittel als Lichtquelle zum Einsatz anstelle einer Glühbirne, mit einem mit Schraubgewinde versehenen Sockel für eine Glühbirnenfassung, einem Grundkörper zur Aufnahme des Sockels, einem im Grundkörper aufgenommenen Haltekörper für die LED-Elemente, und einer mit dem Grundkörper verbundenen, den Haltekörper umschließenden lichtdurchlässigen Kolben, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekörper (6) ein teilkugelförmiger Körper ist, der auf seiner Umfangsfläche schlitzförmige Aussparungen (8) aufweist, dass die Aussparungen des Haltekörpers als Träger für die LED-Elemente (15) ausgebildet sind, und dass der Haltekörper (6) mit dem Grundkörper (3) lösbar verbunden ist.
LED-Leuchtmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekörper (6) auf den Grundkörper (3) aufsteckbar ausgebildet ist.
LED-Leuchtmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekörper (6) auf den Grundkörper (3) aufschraubbar ausgebildet ist.
LED-Leuchtmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) auf den Grundkörper (3) aufsteckbar ausgebildet ist.
Leuchtmittel nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die schlitzförmigen Aussparungen (8) symmetrisch zu zwei um 90° zueinander versetzten Achslinien und durchgehend ausgebildet oder mittels Stegen verbunden sind.
Leuchtmittel nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die schlitzförmigen Ausnehmungen (8) so ausgebildet sind, dass sie die Anschlüsse (18) der LED-Elemente (15) aufnehmen und festlegen.
Leuchtmittel nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die schlitzförmigen Ausnehmungen (8) ein streifenförmiges, elektrisch leitendes Trägerelement (14) aufnehmen, das die Positionierung für die LED-Elemente (15) ausbildet.
Leuchtmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (14) ein mit LEDs (15) bestückter Gurtstreifen ist.
Leuchtmittel nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (14) ein Folienstreifen ist, der auf den LED-Träger (6) jeweils mindestens eine schlitzförmige Ausnehmung (8) überdeckend aufgeklebt ist.
Leuchtmittel nach einem der Ansprüche 7–9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (14) auf seiner Deckseite eine stromleitende Schicht (16) aufweist, und dass die Füßchen (18) der LED-Elemente (15) entlang der Mittenlinie des Trägerelementes (14) das Trägerelement (14) und die Schicht (16) durchsetzend mit Anschlussleitungen (19) auf der Unterseite des Trägerelementes (14) und einer gedruckten, im topfförmigen Innenraum (5) des Grundkörpers (3) angeordneten Schaltungsplatte (20) verbunden sind.
Leuchtmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel (1) Federrasten (22) zum Einstecken in eine herkömmliche Lampenfassung aufweist.