DE102008062437A1

DE102008062437A1 - Heat sink for illuminant, particularly for arc lamp, has heat sink element and another heat sink element, where former and latter heat sink elements have supports for supporting unit of illuminants

Info

Publication number: DE102008062437A1
Application number: DE102008062437A
Authority: DE
Inventors: Markus Bausewein; Markus Herb; Thomas Kratzer; Klaus Abele
Original assignee: Carl Zeiss Surgical GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Surgical GmbH
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2010-02-11

Abstract

The heat sink has a heat sink element (10) and another heat sink element (30), where former and latter heat sink elements have supports for supporting a unit of the illuminants (52, 54). The former and latter heat sink elements are made up of ceramic. A connecting medium (56) is provided for connecting the former heat sink element with the latter heat sink element.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlkörper für einen Leuchtkörper, insbesondere für eine Bogenlampe, mit wenigstens einem ersten Kühlkörperelement und einem zweiten Kühlkörperelement.The The present invention relates to a heat sink for a luminous body, in particular for an arc lamp, with at least a first heat sink element and a second heat sink element.

Bogenlampen wie beispielsweise Xenonbogenlampen finden unter anderem als Leuchtkörper in medizinischen Geräten Anwendung, etwa in Operationsmikroskopen, Kopflampen oder Endoskopen. Weiterhin finden Bogenlampen als Leuchtkörper für Videoprojektionseinrichtungen Verwendung. In all diesen Anwendungen soll die Bauform der Lampe möglichst kompakt sein und die Lampe auch bei Betrieb mit hohen Leistungen eine möglichst lange Lebensdauer aufweisen. Leistungen bis zu 2400 W oder mehr sind heute üblich. Um eine lange Lebensdauer, insbesondere bei hohen und höchsten Leistungen, zu ermöglichen, ist eine Kühlung der Bogenlampen unerlässlich.arc lamps such as xenon arc lamps find, inter alia, as a luminous body in medical devices application, such as in surgical microscopes, Headlamps or endoscopes. Furthermore find arc lamps as a luminous body for video projection devices use. In all of these Applications, the design of the lamp should be as compact as possible be and the lamp even when operating at high power one possible have a long life. Powers up to 2400 W or more are common today. To have a long life, in particular at high and highest achievements, to enable Cooling of the arc lamps is essential.

Zum Kühlen von Bogenlampen finden Kühlkörper Verwendung, die der Bogenlampe aufgesetzt werden. In US 5,561,338 und US 5,721,465 sind Bogenlampen beschrieben, welche einen Anodenring und einen Katodenring an der Außenseite des Lampenkörpers aufweisen. Weiterhin sind zwei metallische Kühlkörper vorhanden, die so auf die Bogenlampe aufgesetzt werden, dass sie den Anodenring bzw. den Katodenring kontaktieren. Die Kühlkörper dienen außer zum Abführen der bei Betrieb der Lampe entstehenden Wärme auch zum Zuführen der zum Betrieb nötigen elektrischen Leistung. Die Kühlkörper sind daher elektrisch voneinander isoliert. Die Anordnung aus Bogenlampe und Kühlkörper wird schließlich in ein isolierendes Gehäuse eingesetzt, das als Träger für den Leuchtkörper dient. Gleichzeitig dient das Gehäuse als Träger für die elektrischen Kontakte zum Kontaktieren der metallischen Kühlkörper.For cooling arc lamps, heat sinks are used, which are placed on the arc lamp. In US 5,561,338 and US 5,721,465 arc lamps are described which have an anode ring and a cathode ring on the outside of the lamp body. Furthermore, there are two metallic heatsinks, which are placed on the arc lamp, that they contact the anode ring and the cathode ring. The heat sink serve except for dissipating the heat generated during operation of the lamp also for supplying the necessary electrical power for operation. The heat sinks are therefore electrically isolated from each other. The arrangement of arc lamp and heat sink is finally used in an insulating housing, which serves as a carrier for the luminous element. At the same time, the housing serves as a carrier for the electrical contacts for contacting the metallic heat sink.

Die WO 2005/101457 A2 beschreibt eine Hochdruckgasentladungslampe, die in einem Gehäuse angeordnet ist, an dessen Außenseite keramische Kühlrippen zum Abführen der Wärme angeordnet sind.The WO 2005/101457 A2 describes a high-pressure gas discharge lamp which is arranged in a housing, on the outside of which ceramic cooling ribs for dissipating the heat are arranged.

US 2005/0146257 A1 beschreibt einen keramischen Kühlkörper für Halogenlampen. US 2005/0146257 A1 describes a ceramic heat sink for halogen lamps.

Gegenüber dem genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen vorteilhaften Kühlkörper für einen Leuchtkörper, insbesondere für eine Bogenlampe, zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird durch einen Kühlkörper nach Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen des Kühlkörpers.Across from the cited prior art, it is an object of the present invention Invention, an advantageous heat sink for a luminous body, in particular for an arc lamp, to provide. This task is done by a Heat sink solved according to claim 1. The dependent claims contain advantageous embodiments of the heat sink.

Ein erfindungsgemäßer Kühlkörper für einen Leuchtkörper, insbesondere für eine Bogenlampe wie etwa eine Xenonbogenlampe, umfasst wenigstens ein erstes und ein zweites Kühlkörperelement, die beide aus Keramik bestehen. Das erste und/oder das zweite Kühlkörperelement weisen eine Aufnahme zum Aufnehmen wenigstens eines Teils des Leuchtkörpers auf. Außerdem ist ein Verbindungsmittel zum Verbinden des ersten Kühlkörperelements mit dem zweiten Kühlkörperelement vorhanden.One inventive heat sink for a luminous body, in particular for an arc lamp such as a xenon arc lamp comprises at least a first and a second heat sink element, the both made of ceramic. The first and / or the second heat sink element have a receptacle for receiving at least a portion of the filament on. In addition, a connecting means for connecting the first heat sink element with the second heat sink element available.

Durch die Verwendung von Keramik als Kühlkörpermaterial kann die elektrische Isolation des Leuchtkörpers mit Hilfe des Kühlkörpers realisiert werden. Das Einbringen der Leuchtkörper-Kühlkörper-Kombination in ein elektrisch isolierendes Gehäuse ist dann nicht mehr nötig, so dass der Platzbedarf für den mit dem Kühlkörper versehenen Leuchtkörper verringert werden kann. Außerdem wird die elektromagnetische Verträglichkeit des mit dem Kühlkörper versehenen Leuchtkörpers erhöht, da die Keramik keinen zusätzlichen Störsender im Gerät bildet, wie dies bei metallischen Kühlkörpern der Fall sein kann. Zudem kann der keramische Kühlkörper gleichzeitig auch als Träger für den Leuchtkörper sowie die elektrischen Kontakte zum Kontaktieren des Leuchtkörpers dienen. Im Vergleich zum Stand der Technik, in dem der Träger des Leuchtkörpers und der elektrischen Kontakte von einem isolierenden Gehäuse gebildet werden, ermöglicht auch dieser Aspekt der Erfindung eine kompaktere Bauform des mit dem Kühlkörper versehenen Leuchtkörpers.By the use of ceramic as a heat sink material can use the electrical insulation of the filament with the help be realized of the heat sink. The introduction the luminaire-heat sink combination in an electrically insulating housing is then no more necessary, so that the space required for with the Heat sink provided luminaire reduced can be. In addition, the electromagnetic compatibility of the lamp provided with the heat sink increased because the ceramics no additional jammer forms in the device, as with metallic heat sinks the case may be. In addition, the ceramic heat sink can simultaneously also as a carrier for the filament and the electrical contacts for contacting the filament serve. Compared to the prior art in which the carrier of the filament and the electrical contacts of one insulating housing can be formed This aspect of the invention, a more compact design with the heat sink provided filament.

Durch den mindestens zweiteiligen Aufbau des Kühlkörpers kann der Leuchtkörper in das eine Kühlkörperelement geschoben werden. Das zweite Kühlkörperelement wird dann anschließend am Leuchtkörper angebracht. Insbesondere kann auch das zweite Kühlkörperelement auf den Leuchtkörper aufgeschoben werden, wenn es wie das erste Kühlkörperelement eine Aufnahme für einen Teil des Leuchtkörpers aufweist.By the at least two-part construction of the heat sink can the luminous element in the one heat sink element be pushed. The second heat sink element is then attached to the luminaire. In particular, the second heat sink element can also be used to be pushed onto the filament if it is like that first heat sink element a receptacle for having a part of the luminous body.

Zum Verbinden des ersten Kühlkörperelements mit dem zweiten Kühlkörperelements kann ein Mittel zum formschlüssigen Verbinden, beispielsweise eine Schnapp-, Spann- oder Klemmverbindung, vorhanden sein. Alternativ ist auch ein Mittel zum reibschlüssigen Verbinden des ersten Kühlkörperelements mit dem zweiten Kühlkörperelement möglich, beispielsweise eine Schraubverbindung. Eine reibschlüssige oder formschlüssige Verbindung kann insbesondere auch gefedert sein, um das Entstehen von Spannungen in der Keramik beim Verbinden der beiden Kühlkörperelemente zu vermeiden.To the Connecting the first heat sink element with the second heat sink element may be a means for positive connection, for example a snap, Clamping or clamping connection, be present. Alternatively, too a means for frictional connection of the first heat sink element possible with the second heat sink element, for example a screw connection. A frictional or positive Connection can be sprung in particular to the emergence of stresses in the ceramic when connecting the two heat sink elements to avoid.

Als weitere Alternative zum formschlüssigen oder reibschlüssigen Verbinden besteht auch die Möglichkeit, ein Mittel zum stoffschlüssigen Verbinden des ersten Kühlkörperelements mit dem zweiten Kühlkörperelement vorzusehen. Dieses Mittel kann beispielsweise durch eine Klebeverbindung oder durch einen Verguss realisiert sein.As a further alternative to positive or frictional connection, it is also possible to provide a means for materially connecting the first heat sink element to the second heat sink element. This remedy can be realized for example by an adhesive bond or by a potting.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kühlkörpers ist an dem ersten und/oder dem zweiten Kühlkörperelement wenigstens ein Justierelement vorhanden. Das Justierelement ermöglicht es, den mit dem Kühlkörper versehenen Leuchtkörper in einer justierten Stellung in ein Gerät einzubauen. Dadurch kann die optische Achse des Leuchtkörpers genau zur optischen Achse des Gerätes, in dem der Leuchtkörper Verwendung findet, ausgerichtet werden. Hierdurch können Fertigungstoleranzen des Aufbaus eliminiert werden und eine entsprechend höhere Lichtausbeute erzielt werden. In diesem Zusammenhang ist auf den so genannten Winkelfehler des Leuchtkörpers hinzuweisen, der sich stark auf die Gesamtleistung des Systems auswirkt. Eine geringe Verkippung von nur 0,8° zur optischen Achse des Leuchtkörpers lässt den Wirkungsgrad der Gesamtanordnung um 10% absinken. Wenn der Keramikkörper mit dem darin definiert angeordneten Leuchtkörper mit Hilfe wenigstens eines Justierelementes definiert in das optische System des Gerätes eingebracht werden kann, kann die angesprochene Verkippung vermieden oder zumindest reduziert werden. Alls Justierelement kommen insbesondere eine Ausnehmung, in die ein Gegenelement des Gerätes definiert eingreifen kann, ein Vorsprung, der in einer Aussparung des Gerätes in definierter Weise eingreifen kann, oder Anlageflächen, die in definierter Weise mit Anlageflächen des optischen Gerätes zusammenwirken in Frage. Die Ausnehmung kann hierbei insbesondere als Aussparung, also eine bereits beim Fertigungsprozess erzeugte Ausnehmung, realisiert sein oder als nachträglich eingebrachte Ausnehmung, beispielsweise als Bohrung.In a development of the heat sink according to the invention is at the first and / or the second heat sink element at least one adjusting element available. The adjusting element makes it possible the luminaire provided with the heat sink install in an adjusted position in a device. Thereby the optical axis of the filament can be exactly to the optical Axis of the device in which the filament is used finds, be aligned. This allows manufacturing tolerances of the structure are eliminated and a correspondingly higher Luminous efficacy can be achieved. In this context is on the to indicate so-called angular errors of the luminous element, which strongly affects the overall performance of the system. A slight tilt of only 0.8 ° to the optical axis of the Illuminant leaves the efficiency of the overall arrangement drop by 10%. When the ceramic body with the defined therein arranged luminous means using at least one adjusting element defined in the optical system of the device introduced can be avoided, the mentioned tilting avoided or at least be reduced. Alls adjustment come in particular a recess, in which engage a counter element of the device defined can, a projection, in a recess of the device engage in a defined manner, or contact surfaces, in a defined manner with contact surfaces of the optical Device cooperate in question. The recess can in this case in particular as a recess, that is already produced during the manufacturing process Recess, be realized or as subsequently introduced Recess, for example as a bore.

Zum elektrischen Kontaktieren des Leuchtkörpers können an dem ersten und/oder dem zweiten Kühlkörperelement elektrische Leiter vorhanden sein. Diese können beispielsweise als auf die Oberfläche des ersten und/oder des zweiten Kühlkörperelementes aufgedruckte Leiterbahnen realisiert sein. Alternativ ist es möglich, einen oder mehrere elektrische Leiter als sich durch das erste und/oder das zweite Kühlkörperelement erstreckendes Kabel zu realisieren. Insbesondere die Ausgestaltung als aufgedruckte Leiterbahnen ist platzsparend und hat keine Auswirkungen auf die Integrität des Keramikkühlkörpers.To the electrical contact of the filament can on the first and / or the second heat sink element electrical conductors are present. These can be, for example as on the surface of the first and / or the second Heatsink element printed printed conductors be realized. Alternatively, it is possible to have one or several electrical conductors than through the first and / or the second To realize heat sink element extending cable. In particular, the configuration as printed printed conductors is saves space and has no impact on integrity of the ceramic heat sink.

Wenigstens eines der Kühlkörperelemente kann zudem einen mit einem der elektrischen Leiter verbundenen Kontaktring, beispielsweise einen Kupfer-Kontaktring, aufweisen. Häufig weisen Leuchtkörper, wie beispielsweise Bogenlampen ringförmige Kontaktflächen an der Außenseite eines zylindrischen Gehäuses auf. Mittels des Kontaktrings kann eine solche zylindrische Kontaktfläche großflächig kontaktiert werden, so dass sich ein sehr guter elektrischer Kontakt realisieren lässt.At least one of the heat sink elements can also have a with a contact ring connected to the electrical conductors, for example a copper contact ring. Often have luminous bodies, such as arc lamps annular contact surfaces on the outside of a cylindrical housing on. By means of the contact ring, such a cylindrical contact surface be contacted over a large area, so that a can realize very good electrical contact.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kühlkörpers ist wenigstens eines der Kühlkörperelemente mit einem Chip ausgestattet. Denkbar ist beispielsweise ein Speicherchip, etwa um die Betriebsdauer des Leuchtkörpers zu speichern, oder ein Steuerchip, um den Betrieb des Leuchtkörpers zu steuern. Insbesondere in Verbindung mit aufgedruckten Leiterbahnen können diese Chips einfach und zuverlässig kontaktiert werden.In a development of the heat sink according to the invention is at least one of the heat sink elements with equipped with a chip. For example, a memory chip is conceivable, about to save the operating life of the filament, or a control chip to control the operation of the filament. In particular in connection with printed printed conductors can these chips are contacted easily and reliably.

Um eine hohe Wärmeabfuhr zu erreichen, weisen das erste und/oder das zweite Kühlkörperelement vorzugsweise großflächige Anlageflächen zur Anlage an dem Leuchtkörper auf. Solche Flächen können auch zur Justierung des Leuchtkörpers relativ zum Kühlkörper dienen. Eine hohe Wärmeabfuhr kann auch erreicht werden, wenn das erste und/oder das zweite Kühlkörperelement aus Aluminiumnitridkeramik besteht bzw. bestehen. Aluminiumnitridkeramik weist eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit von 180 W/mK auf. Gleichzeitig ist Aluminiumnitridkeramik ein guter elektrischer Isolator.Around To achieve a high heat dissipation, have the first and / or the second heat sink element preferably large area Contact surfaces for contact with the luminous on. Such surfaces can also be used to adjust the Luminaire relative to the heat sink serve. A high heat dissipation can also be achieved when the first and / or the second heat sink element consists of aluminum nitride ceramic or exist. aluminum nitride has a very good thermal conductivity of 180 W / mK on. At the same time, aluminum nitride ceramics is a good electrical Insulator.

Das erste und/oder das zweite Kühlkörperelement kann bzw. können Kühlrippen aufweisen, die bei aufgenommenem Leuchtkörper quer zur Leuchtkörperlängsachse verlaufen. Die Kühlrippen ermöglichen dann eine Kühlfluidströmung quer zur Leuchtkörperlängsachse, was eine Verschmutzung der Optik in dem Gerät, in dem der Leuchtkörper mit dem Kühlkörper eingebaut ist, zu vermeiden hilft, da kein Staub in Richtung der optischen Achse geblasen wird.The first and / or the second heat sink element can or may have cooling fins, which when recorded Luminous element transverse to the luminaire longitudinal axis run. The cooling fins then allow a Cooling fluid flow transverse to the longitudinal axis of the luminaire, causing a pollution of the optics in the device in which the Luminaire with the heat sink installed is to avoid, since there is no dust in the direction of the optical Axis is blown.

Der erfindungsgemäße Kühlkörper kann insbesondere so ausgestaltet sein, dass das erste und/oder das zweite Kühlkörperelement mindestens zwei Aufnahmen zum Aufnehmen wenigstens eines Teils eines Leuchtkörpers aufweist bzw. aufweisen. Durch das Vorsehen von zwei Aufnahmen ist es möglich, zwei Leuchtkörper in den Keramikkörper einzusetzen und diese gegeneinander elektrisch zu isolieren. Auf diese Weise lässt sich eine Leuchtkörper-Kühlkörper-Kombination realisieren, in der immer ein Reserveleuchtkörper vorhanden ist. Dies ist insbesondere bei medizinischen Geräten, wie etwa Operationsmikroskopen von großem Vorteil, da bei Ausfall des Leuchtkörpers sofort auf den Reserveleuchtkörper zurückgegriffen werden kann, ohne eine Operation unterbrechen zu müssen. Der ausgefallene Leuchtkörper kann dann nach Abschluss der Operation ausgetauscht werden, so dass dann wieder ein neuer Reserveleuchtkörper zur Verfügung steht.Of the Heat sink according to the invention may in particular be designed so that the first and / or the second heat sink element at least two receptacles for receiving at least a part of a luminous body have or have. By providing two shots is It is possible to have two luminous bodies in the ceramic body use and electrically isolate them against each other. On This way you can use a luminaire-heat sink combination realize, in the always a reserve light body available is. This is especially true for medical devices, such as about surgical microscopes of great advantage, since in case of failure of the filament immediately on the reserve light body can be resorted to without interrupting an operation to have to. The failed luminaire can then be exchanged after completion of the operation, so then again a new reserve light body available stands.

Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren.Further features, characteristics and advantages of the present invention will become apparent from the following description of Ausführungsbei play with reference to the accompanying figures.

1 zeigt ein erstes Kühlkörperelement des erfindungsgemäßen Kühlkörpers in einer ersten perspektivischen Ansicht. 1 shows a first heat sink element of the heat sink according to the invention in a first perspective view.

2 zeigt das Kühlkörperelement aus 1 in einer zweiten perspektivischen Ansicht. 2 shows the heat sink element 1 in a second perspective view.

3 zeigt ein zweites Kühlkörperelement des erfindungsgemäßen Kühlkörpers in einer ersten perspektivischen Ansicht. 3 shows a second heat sink element of the heat sink according to the invention in a first perspective view.

4 zeigt das Kühlkörperelement aus 3 in einer zweiten perspektivischen Ansicht. 4 shows the heat sink element 3 in a second perspective view.

5 zeigt den Kühlkörper mit darin angeordneten Leuchtkörpern in einer perspektivischen Ansicht. 5 shows the heat sink with luminous bodies arranged therein in a perspective view.

6 zeigt den Kühlkörper aus 5 in einer perspektivischen Schnittansicht. 6 shows the heat sink 5 in a perspective sectional view.

7 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlkörpers in einer Schnittansicht entlang der optischen Achse eine im Kühlkörper angeordneten Leuchtkörpers. 7 shows a second embodiment of the heat sink according to the invention in a sectional view along the optical axis arranged in the heat sink filament.

Die Kühlkörperelemente eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers sind in den 1 bis 4 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Der Kühlkörper ist zur Aufnahme von zwei Leuchtkörpern ausgestattet und umfasste ein erstes Kühlkörperelement 10 (1 und 2) mit zwei Kühlrippen 11A, 11B und ein zweites Kühlkörperelement 30 (3 und 4) mit 5 Kühlrippen 31A bis 31E. Jedes Kühlkörperelement 10, 30 weist eine Innenseite auf, die dem jeweils anderen Kühlkörperelement 30, 10 zuzuwenden ist, sowie eine der Innenseite gegenüberliegende Außenseite 14, 34. Die 1 und 3 zeigen Ansichten auf die Innenseiten der Kühlkörperelemente 10, 30, während die 2 und 4 Ansichten auf die Außenseiten 14, 34 der Kühlkörperelemente 10, 30 zeigen.The heat sink elements of a heat sink according to the invention are in the 1 to 4 shown in a perspective view. The heat sink is equipped to accommodate two lights and included a first heat sink element 10 ( 1 and 2 ) with two cooling fins 11A . 11B and a second heat sink element 30 ( 3 and 4 ) With 5 cooling fins 31A to 31E , Each heat sink element 10 . 30 has an inner side, which is the other heat sink element 30 . 10 is to turn, as well as an inside opposite the outside 14 . 34 , The 1 and 3 show views on the insides of the heat sink elements 10 . 30 while the 2 and 4 Views on the outside 14 . 34 the heat sink elements 10 . 30 demonstrate.

Beide Kühlkörperelemente 10, 30 weisen Stege 16, 36 auf, die entlang der zentralen Spiegelsymmetrieachse der Kühlkörperelemente 10, 30 verlaufen und über die Oberflächen der Innenseiten 12, 32 vorstehen. Im Steg 36 des zweiten Kühlkörperelementes 30 ist zudem eine flache Nut 38 angeordnet, in die der Steg 16 des ersten Kühlkörperelementes 10 in Art einer Nut-Feder-Verbindung eingreifen kann.Both heat sink elements 10 . 30 have webs 16 . 36 along the central mirror symmetry axis of the heat sink elements 10 . 30 run and over the surfaces of the insides 12 . 32 protrude. In the dock 36 of the second heat sink element 30 is also a shallow groove 38 arranged in which the footbridge 16 of the first heat sink element 10 can engage in the manner of a tongue and groove connection.

Das erste Kühlkörperelement 10 weist zudem fünf Durchgangsbohrungen 17, 18, 19, 20, 21 auf, die sich von seiner Außenseite 14 durch den Steg 16 erstrecken. Während die zentrale Bohrung 19 zum Aufnehmen einer Schraube dient, mit der das erste Kühlkörperelement 10 mit dem zweiten Kühlkörperelement 30 verbunden werden kann, dienen die übrigen Bohrungen 17, 18, 20, 21 zum Durchführen von elektrischen Leitern.The first heat sink element 10 also has five through holes 17 . 18 . 19 . 20 . 21 up, extending from its outside 14 through the footbridge 16 extend. While the central hole 19 for receiving a screw, with which the first heat sink element 10 with the second heat sink element 30 can be connected, serve the remaining holes 17 . 18 . 20 . 21 for passing electrical conductors.

Weiterhin weist das erste Kühlkörperelement 10 eine Bohrung 22 auf, die sich in einer Ecke des Kühlkörperelementes 10 befindet. In der gegenüberliegenden Ecke des Kühlkörperelementes ist ein Langloch 24 angeordnet. Sowohl die Bohrung 22 als auch das Langloch 24 erstrecken sich durch beide Rippen 11a, 11b des Kühlkörperelementes 10. Sie stellen Justierhilfen dar, die zum Aufnehmen von Justierzapfen des optischen Gerätes, in das der Kühlkörper eingesetzt werden soll, dienen.Furthermore, the first heat sink element 10 a hole 22 on, located in a corner of the heat sink element 10 located. In the opposite corner of the heat sink element is a slot 24 arranged. Both the hole 22 as well as the slot 24 extend through both ribs 11a . 11b of the heat sink element 10 , They represent adjusting aids, which serve for receiving adjusting pins of the optical device in which the heat sink is to be used.

Das zweite Kühlkörperelement 30 weist eine Durchgangsbohrung 40 auf, die sich von der Außenseite 34 durch den Steg 36 erstreckt. Diese Durchgangsbohrung 40 ist so angeordnet, dass sie bei miteinander verbundenen Kühlkörperelementen 10, 30 mit der zentralen Bohrung 19 des ersten Kühlkörperelementes 10 fluchtet. Die durch die Bohrung 19 im ersten Kühlkörperelement 10 durchführbare Schraube kann sich dann in die zentrale Bohrung 40 des zweiten Kühlkörperelementes 30 hinein oder durch diese hindurch erstrecken. Die beiden übrigen Bohrungen 41, 42 sind Sackbohrungen, die sich durch den Steg 36, nicht aber durch den Rest des Kühlkörperelementes 30 erstrecken. Sie fluchten bei miteinander verbundenen Kühlkörperelementen mit den Bohrungen 17 und 18 des ersten Kühlkörperelementes 10.The second heat sink element 30 has a through hole 40 up, extending from the outside 34 through the footbridge 36 extends. This through hole 40 is arranged so that they are connected to each other with heat sink elements 10 . 30 with the central hole 19 of the first heat sink element 10 flees. The through the hole 19 in the first heat sink element 10 feasible screw can then be in the central bore 40 of the second heat sink element 30 extend into or through it. The two remaining holes 41 . 42 are blind holes that extend through the jetty 36 but not by the rest of the heat sink element 30 extend. They aligned with interconnected heat sink elements with the holes 17 and 18 of the first heat sink element 10 ,

Das erste Kühlkörperelement 10 weist zudem zwei Aufnahmen 26, 28 auf, die sich links und rechts des Steges 16 befinden und die zur Aufnahme des vorderen Teils einer Bogenlampe dienen. Entsprechend weist das zweite Kühlkörperelement 30 zwei Aufnahmen 44, 46 auf, die zum Aufnehmen des hinteren Teils der Bogenlampen dienen.The first heat sink element 10 also has two shots 26 . 28 on, the left and right of the jetty 16 located and serve to receive the front part of an arc lamp. Accordingly, the second heat sink element 30 two shots 44 . 46 on, which serve to receive the rear part of the arc lamps.

Ein aus den Kühlkörperelementen 10, 30 zusammengesetzter Kühlkörper 50 mit eingesetzten Bogenlampen 52, 54 ist in 5 perspektivisch dargestellt. In 5 ist außerdem die sich durch die zentralen Bohrungen 19, 40 des ersten Kühlkörpers 10 und des zweiten Kühlkörpers 30 erstreckende Schraube 56 dargestellt, mit deren Hilfe das erste Kühlkörperelement 10 mit dem zweiten Kühlkörperelement 30 verbunden ist. Eine Schnittdarstellung des in 5 gezeigten Kühlkörpers sowie der Bogenlampen entlang der Achse A der Schraube 56 ist in 6 dargestellt.One from the heatsink elements 10 . 30 composite heat sink 50 with inserted arc lamps 52 . 54 is in 5 shown in perspective. In 5 is also through the central holes 19 . 40 of the first heat sink 10 and the second heat sink 30 extending screw 56 represented, with the aid of which the first heat sink element 10 with the second heat sink element 30 connected is. A sectional view of the in 5 shown heat sink and the arc lamps along the axis A of the screw 56 is in 6 shown.

Das Fixieren der Kühlkörperelemente 10, 30 relativ zueinander kann entweder dadurch geschehen, dass das zweite Kühlkörperelement 30 in der zentralen Bohrung 40 ein mit dem Gewinde der Schraube 56 zusammenwirkendes Innengewinde besitzt. Alternativ ist es auch möglich, die Schraube aus dem zweiten Kühlkörperelement 30 herausragen zu lassen und auf das herausragende Schraubenende eine Kontermutter aufzuschrauben. Um die thermische Ausdehnung der Kühlkörperelemente 10, 30 beim Betrieb der Lampe nicht zu behindern, sind zwischen dem Schraubenkopf 58 und dem ersten Kühlkörperelement 10 federelastische Unterlegscheiben angeordnet. Auf diese Weise lassen sich Spannungen in der Keramik beim wärmeinduzierten Ausdehnen vermeiden. Falls die Schraube 56 mit einer Mutter gekontert ist, kann zusätzlich oder alternativ zur federelastischen Unterlegscheibe 60 am Schraubenkopf 58 auch eine federelastische Unterlegscheibe zwischen dem zweiten Kühlkörperelement 30 und der Kontermutter angeordnet sein.The fixing of the heat sink elements 10 . 30 relative to each other can be done either by the fact that the second heat sink element 30 in the central hole 40 one with the thread of screw 56 has cooperating internal thread. Alternatively, it is also possible, the screw from the second heat sink element 30 protrude and unscrew a lock nut on the outstanding end of the screw. To the thermal expansion of the heat sink elements 10 . 30 Do not interfere with the operation of the lamp, are between the screw head 58 and the first heat sink element 10 resilient washers arranged. In this way, stresses in the ceramic during heat-induced expansion can be avoided. If the screw 56 is countered with a nut, in addition to or as an alternative to the elastic washer 60 at the screw head 58 also a resilient washer between the second heat sink element 30 and the lock nut may be arranged.

Die Bogenlampen 52, 54 weisen jeweils einen ringförmigen Kathodenkontakt 62, 64 sowie einen ringförmigen Anodenkontakt 66, 68 auf. Die Kathodenkontakte 62, 64 und die Anodenkontakte 66, 68 sind durch Isolatorbereiche 70, 72 voneinander getrennt. Im Bereich der Kathodenkontakte 62, 64 und im Bereich der Anodenkontakte 66, 68 sind in die Innenseite der Aufnahmen 26, 28, 44, 46 der Kühlkörperelelemente 10, 30 Kupferkontaktringe 74, 76, 78, 80 eingelassen. Diese sind über aufgedruckte Leiterbahnen 82, 84, 86, 88, die sich bis in die Innenseiten der Bohrungen 17, 18 bzw. 41, 42 erstrecken, verbunden. Die Stromzufuhr zu den Kathodenkontakten und den Anodenkontakten erfolgt dann über in die Bohrungen 17, 18, 41, 42 eingebrachte Stecker, welche die jeweilige Leiterbahn 82, 84, 86, 88 kontaktieren.The arc lamps 52 . 54 each have an annular cathode contact 62 . 64 and an annular anode contact 66 . 68 on. The cathode contacts 62 . 64 and the anode contacts 66 . 68 are through insulator areas 70 . 72 separated from each other. In the field of cathode contacts 62 . 64 and in the area of the anode contacts 66 . 68 are in the inside of the shots 26 . 28 . 44 . 46 the Kühlkörperelelemente 10 . 30 Copper contact rings 74 . 76 . 78 . 80 admitted. These are over printed conductor tracks 82 . 84 . 86 . 88 extending down to the insides of the holes 17 . 18 respectively. 41 . 42 extend, connected. The power supply to the cathode contacts and the anode contacts is then carried over into the holes 17 . 18 . 41 . 42 introduced connector, which the respective trace 82 . 84 . 86 . 88 to contact.

An der Außenseite 34 des zweiten Kühlkörperelementes 30 ist außerdem ein Chip 90 vorhanden, der über weitere Leiterbahnen, die auf der Außenseite 34 des zweiten Kühlkörperelementes 30 verlaufen, kontaktiert werden kann und der beispielsweise die Betriebsdauer der beiden Bogenlampen 52, 54 für jede Lampe getrennt speichert. Auf diese Weise kann durch Auslesen des Speicherchips 90 die zu erwartende Restlaufdauer der jeweiligen Bogenlampe 52, 54 ermittelt werden.On the outside 34 of the second heat sink element 30 is also a chip 90 present, via other tracks, on the outside 34 of the second heat sink element 30 run, can be contacted and the example, the operating life of the two arc lamps 52 . 54 stores separately for each lamp. In this way, by reading the memory chip 90 the expected remaining service life of the respective arc lamp 52 . 54 be determined.

Das Einbringen der Bogenlampen 52, 54 in den Kühlkörper 50 erfolgt, indem die Bogenlampen 52, 54 mit ihren Anodenkontakten 66, 68 in die Aufnahmen 44, 46 des zweiten Kühlkörperelementes 30 eingeschoben werden. Danach wird das erste Kühlkörperelement 10 auf das zweite Kühlkörperelement aufgesetzt, wobei die Katodenkontakte 62, 64 der Bogenlampen 52, 54 in die Aufnahmen 26, 28 eingeschoben werden und der Steg an der Innenseite des ersten Kontaktelementes 10 in die Nut 38 im Steg 36 des zweiten Kontaktelementes 30 eingreift. Schließlich wird das erste Kühlkörperelement 10 am zweiten Kühlkörperelement 30 mittels der Schraube 56 fixiert. Die Innenflächen 12, 32 der beiden Kühlkörperelemente dienen dabei als Anlageflächen für die vorderen und hinteren Stirnflächen der Isolatorbeereiche 70, 72. Sie sorgen zusammen mit den Aufnahmen selbst für eine Zentrierung der Bogenlampen 52, 54. Mittels der Bohrung 22 und des Langlochs 24 kann der zusammengesetzte Kühlkörper schließlich relativ zur optischen Achse des Gerätes, in dem er Verwendung findet, justiert werden, so dass auch die optischen Achsen der Bogenlampen 52, 54 relativ zu dieser optischen Achse justiert sind.The introduction of the arc lamps 52 . 54 in the heat sink 50 done by the arc lamps 52 . 54 with their anode contacts 66 . 68 in the recordings 44 . 46 of the second heat sink element 30 be inserted. Thereafter, the first heat sink element 10 placed on the second heat sink element, wherein the cathode contacts 62 . 64 the arc lamps 52 . 54 in the recordings 26 . 28 be inserted and the web on the inside of the first contact element 10 in the groove 38 in the dock 36 of the second contact element 30 intervenes. Finally, the first heat sink element 10 on the second heat sink element 30 by means of the screw 56 fixed. The inner surfaces 12 . 32 The two heat sink elements serve as contact surfaces for the front and rear end faces of the insulator regions 70 . 72 , Together with the photos they provide for the centering of the arc lamps 52 . 54 , By means of the bore 22 and the long hole 24 Finally, the composite heat sink can be adjusted relative to the optical axis of the device in which it is used, so that the optical axes of the arc lamps 52 . 54 are adjusted relative to this optical axis.

Eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlkörpers ist in 7 in einem Schnitt entlang der optischen Achse OA dargestellt. Der Kühlkörper 150 umfasst ein erstes Kühlkörperelement 110 mit fünf senkrecht zur optischen Achse OA verlaufenden Kühlrippen 111A bis 111E sowie ein zweites Kühlkörperelement 130 mit sechs senkrecht zur optischen Achse OA verlaufenden Kühlrippen 131A bis 131F. Beide Kühlkörperelemente 110, 130 weisen eine dem jeweils anderen Kühlkörperelement zuzuwendende Innenseite 112, 132 sowie eine der Innenseite gegenüberliegende Außenseite 114, 134 auf.A second embodiment of the heat sink according to the invention is in 7 shown in a section along the optical axis OA. The heat sink 150 includes a first heat sink element 110 with five perpendicular to the optical axis OA extending cooling fins 111A to 111E and a second heat sink element 130 with six perpendicular to the optical axis OA extending cooling fins 131A to 131F , Both heat sink elements 110 . 130 have an inner side facing the respective other heat sink element 112 . 132 and an outside opposite the inside 114 . 134 on.

Durch das erste Kühlkörperelement 110 erstreckt sich eine Aufnahme 126 für den vorderen Teil einer Bogenlampe 154. Im Bereich der Innenseite 112 des ersten Kühlkörpers 110 ist der Durchmesser der Aufnahme 126 vergrößert, so dass ein Keramikabschnitt 156 der Bogenlampe 154, welcher den größten Radius aller Lampenteile aufweist, von der Aufnahme 126 aufgenommen werden kann. Zwischen dem Bereich mit dem geringen Durchmesser und dem Bereich des vergrößerten Durchmessers ist eine Ringfläche 180 vorhanden, die sich radial zur optischen Achse OA erstreckt. Der Kathodenkontakt der Bogenlampe 154 wird von einem Kupferformring 170 gebildet, welcher den vorderen Teil der Bogenlampe 154 umgibt und sich über die vordere Stirnfläche des Keramikelementes 156 erstreckt. Im ersten Kühlkörperelement 110 ist eine Bohrung 136 vorhanden, durch die ein gefederter Kontakt 174 zum Kupferformring 170 geführt ist.Through the first heat sink element 110 extends a recording 126 for the front part of an arc lamp 154 , In the area of the inside 112 of the first heat sink 110 is the diameter of the recording 126 enlarged, leaving a ceramic section 156 the arc lamp 154 , which has the largest radius of all lamp parts, of the recording 126 can be included. Between the small diameter portion and the enlarged diameter portion is an annular surface 180 present, which extends radially to the optical axis OA. The cathode contact of the arc lamp 154 is made of a copper mold ring 170 formed, which is the front part of the arc lamp 154 surrounds and extends over the front face of the ceramic element 156 extends. In the first heat sink element 110 is a hole 136 present, through which a spring-loaded contact 174 to the copper mold ring 170 is guided.

Das zweite Kühlkörperelement 130 weist ebenfalls eine Aufnahme 144 auf. Im Unterschied zur Aufnahme im ersten Kühlkörperelement 110 ist diese jedoch nicht als durchgehende Öffnung ausgebildet, sondern als Sackloch. Der Innenradius der Aufnahme 144 entspricht dem Außenradius des hinteren Teils der Bogenlampe 154. Dieser Teil der Bogenlampe weist einen Kupfermantel auf, der als Anodenkontakt 168 der Bogenlampe 154 dient. In der Bodenwand 146 der Aufnahme 144 ist eine Bohrung 148 vorhanden, durch die ein gefederter Kontakt 172 zum Anodenkontakt 168 geführt ist.The second heat sink element 130 also has a picture 144 on. In contrast to the inclusion in the first heat sink element 110 However, this is not designed as a continuous opening, but as a blind hole. The inner radius of the picture 144 corresponds to the outer radius of the rear part of the arc lamp 154 , This part of the arc lamp has a copper sheath that acts as an anode contact 168 the arc lamp 154 serves. In the bottom wall 146 the recording 144 is a hole 148 present, through which a spring-loaded contact 172 to the anode contact 168 is guided.

Um die beiden Kühlkörperelemente 110, 130 zu fügen, sind Federklammern 176 vorhanden, die auf die jeweils innerste Kühlrippe 111E, 131F der beiden Kühlkörperelemente 110, 130 die beiden Rippen überspannend aufgeschoben werden kann. Alternativ oder zusätzlich zu den Federklammern 176 können andere Fügetechniken zur Anwendung kommen. Denkbar wären beispielsweise Klebeverbindungen oder ein Verguss der zusammengesetzten Kühlkörperelemente 110, 130. Es ist aber auch möglich, die beiden Kühlkörperelemente mittels einer Schraubverbindung oder einer Spannverbindung fügen.To the two heat sink elements 110 . 130 to add are spring clips 176 present on each innermost cooling fin 111E . 131F the two heat sink elements 110 . 130 the two ribs can be pushed over spanning. Alternatively or in addition to the spring clips 176 Other joining techniques may be used. It would be conceivable, for example, adhesive bonds or potting the composite heat sink elements 110 . 130 , But it is also possible to add the two heat sink elements by means of a screw or a clamping connection.

Das Einsetzen einer Bogenlampe 154 in den Kühlkörper 150 erfolgt, indem zuerst die Bogenlampe in das erste Kühlkörperelement 110 eingeschoben wird. Anschließend wird das zweite Kühlkörperelement 130 auf die Bogenlampe 154 aufgeschoben und mit den Federklammern gefügt. Das erste Kühlkörperelement 110 bietet hierbei mit der Innenfläche 178 der Aufnahme 126 und mit der Ringfläche 180 zwei definierte Anlageflächen für den Formring 170 der Bogenlampe 154. Diese Anlageflächen dienen als Zentrierflächen zur genauen Ausrichtung der Lampenachse senkrecht zur Systemebene der Beleuchtungseinrichtung, in der die Lampe Verwendung findet.The insertion of an arc lamp 154 in the heat sink 150 takes place by first the arc lamp in the first heat sink element 110 is inserted. Subsequently, the second heat sink element 130 on the arc lamp 154 deferred and joined with the spring clips. The first heat sink element 110 offers here with the inner surface 178 the recording 126 and with the ring surface 180 two defined contact surfaces for the molding ring 170 the arc lamp 154 , These contact surfaces serve as centering surfaces for the exact alignment of the lamp axis perpendicular to the system level of the lighting device in which the lamp is used.

Das Zentrieren der vom Kühlkörper 150 definiert gehaltenen Bogenlampe 154 im Gerät, in dem sie zum Einsatz kommt, erfolgt dann über einen Zentriervorsprung 182, dessen Vorderseite 184 eine Anlagefläche zur Anlage an einer Zentrierfläche des Gerätes dient. Weiterhin weist die Außenseite 114 des ersten Kühlkörperelementes 110 eine Aussparung in Form einer Zentrierbohrung 186 auf, die im Zusammenspiel mit einem Zentrierstift des Gerätes ein Ausrichten der Lampenachse parallel zur optischen Achse des Gerätes ermöglicht.Centering the heat sink 150 Defined held arc lamp 154 in the device in which it is used, then takes place via a centering projection 182 whose front 184 a contact surface for contact with a centering of the device is used. Furthermore, the outside faces 114 of the first heat sink element 110 a recess in the form of a center hole 186 which, in conjunction with a centering pin of the device, makes it possible to align the lamp axis parallel to the optical axis of the device.

Obwohl im soeben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Bohrungen 136, 144 für die Kontakte 174, 172 parallel zur optischen Achse verlaufen, können sie auch senkrecht hierzu verlaufen oder einen Winkel zur optischen Achse aufweisen. Mit anderen Worten, die Steckrichtungen, mit denen die Kontakte an den Anodenkontakt und den Kathodenkontakt herangeführt werden, können im erfindungsgemäßen Kühlkörper 50 in beliebigen Verläufen realisiert werden.Although in the embodiment just described the holes 136 . 144 for the contacts 174 . 172 parallel to the optical axis, they may also extend perpendicular thereto or have an angle to the optical axis. In other words, the plug-in directions, with which the contacts are brought to the anode contact and the cathode contact, in the heat sink according to the invention 50 be realized in any gradients.

In beiden beschriebenen Ausführungsformen bestehen sowohl das erste Kühlkörperelement 10, 110 als auch das zweite Kühlkörperelement 30, 130 aus Aluminiumnitridkeramik, wodurch eine gute Isolation und eine hohe Wärmeabfuhr gewährleistet sind.In both embodiments described, both the first heat sink element exist 10 . 110 as well as the second heat sink element 30 . 130 Made of aluminum nitride ceramic, which ensures good insulation and high heat dissipation.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 5561338 [0003]
US 5721465 [0003]
WO 2005/101457 A2 [0004]
US 2005/0146257 A1 [0005]

Claims

Heat sink for a luminous element with at least one first heat sink element ( 10 . 110 ), a second heat sink element ( 30 . 130 ), wherein the first and / or the second heat sink element, a receptacle ( 26 . 28 . 44 . 46 . 126 . 144 ) for receiving at least a part of the luminous body ( 52 . 54 . 154 ), characterized in that the first and the second ( 10 . 110 . 30 . 130 ) Heat sink element made of ceramic and a connecting means ( 56 . 176 ) for connecting the first heat sink element ( 10 . 110 ) with the second heat sink element ( 30 . 130 ) is available.

Heat sink according to claim 1, characterized in that the connecting means comprise a means for the positive or frictional connection of the first heat sink element ( 10 . 110 ) with the second heat sink element ( 30 . 130 ).

Heat sink according to claim 2, characterized in that the connecting means ( 56 . 176 ) is sprung.

Heat sink according to claim 1, characterized in that the connecting means comprise a means for integrally connecting the first heat sink element ( 10 . 110 ) with the second heat sink element ( 30 . 130 ).

Heat sink according to one of claims 1 to 4, characterized in that on the first and / or the second heat sink element ( 10 . 110 . 30 . 130 ) at least one adjusting element ( 22 . 24 . 184 . 182 ) is available

Heat sink according to claim 5, characterized in that as adjusting element or as adjusting elements at least one recess ( 22 . 24 . 186 ) and / or at least one projection ( 182 ) and / or at least one contact surface ( 184 ) is or are available.

Heat sink according to one of claims 1 to 6, characterized in that on or in the first and / or the second heat sink element ( 10 . 30 ) electrical conductors ( 82 . 84 . 86 . 88 ) available.

Heat sink according to claim 7, characterized in that at least one electrical conductor ( 82 . 84 . 86 . 88 ) than on the surface ( 12 . 32 ) of the first and / or the second heat sink element ( 10 . 30 ) printed circuit trace is realized.

Heat sink according to claim 7 or claim 8, characterized in that at least one electrical conductor than through the first and / or the second heat sink element ( 10 . 110 . 30 . 130 ) extending cable is realized.

Heat sink according to one of claims 7 to 9, characterized in that at least one of the heat sink elements ( 10 . 30 ) one with an electrical conductor ( 82 . 84 . 86 . 88 ) connected contact ring ( 74 . 76 . 78 . 80 ) having.

Heat sink according to one of claims 7 to 10, characterized in that at least one of the heat sink elements ( 30 ) with a chip ( 90 ) Is provided.

Heat sink according to one of the preceding claims, characterized in that the first and / or the second heat sink element ( 10 . 110 . 30 . 130 ) large contact surfaces for attachment to the luminous body ( 52 . 54 . 154 ).

Heat sink according to one of the preceding claims, characterized in that the first and / or the second heat sink element ( 10 . 110 . 30 . 130 ) consists of aluminum nitride ceramic or exist. in that the first and / or the second heat sink element ( 10 . 110 . 30 . 130 ) Cooling fins ( 11 . 31 . 111 . 131 ), which, when the luminous body is received ( 52 . 54 . 154 ) extend transversely to the luminous element longitudinal axis (OA).

Heat sink according to one of the preceding claims, characterized in that the first and / or the second heat sink element ( 10 . 30 ) at least two recordings ( 26 . 28 . 44 . 46 ), each for receiving at least a portion of a filament ( 52 . 54 ).