DE4141980A1

DE4141980A1 - Leuchtdiode mit einer umhuellung

Info

Publication number: DE4141980A1
Application number: DE4141980A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Ludwig
Original assignee: Alcatel SEL AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1991-12-19
Filing date: 1991-12-19
Publication date: 1993-07-01

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leuchtdiode, insbesondere Hochleistungsleuchtdiode, mit einer hermetisch dichten Umhüllung aus transparentem oder durchscheinendem Material gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 11.

Zur Montage von handelsüblichen Leuchtdioden in einer Gehäusewand oder auf einer Schaltungsplatine sind spezielle Befestigungssets, z. B. Steck- und Schraubfassungen, im Handel erhältlich.

Es ist auch bereits bekannt, im Lichtaustrittsbereich der Leuchtdiode einen Ringflansch vorzusehen, an den ein bis oder bis nahe zur Stirnseite mit den Anschlüssen reichendes Außengewinde in Form einer aus einer Aluminiumlegierung bestehenden Gewindehülse anschließt. Diese Leuchtdiode kann daher nur von außen her in eine Wand etc. eingesetzt werden.

In allen bekannten Fällen liegen die Anschlüsse in Form der an der einen Stirnseite herausragenden langen Anschlußfahnen vor.

Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Leuchtdiode derart auszubilden, daß sie in einfacher Weise montiert und kontaktiert werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 bzw. Anspruch 11 angegebenen Merkmale. Hierdurch kann die Leuchtdiode ähnlich einer bekannten Glühlampe in eine passende Fassung eingesetzt und kontaktiert werden. Bei Anordnung der Anschlüsse z. B. gemäß herrschender Normen, beispielsweise mit Edison-Schraubgewinde oder mit Bajonettanschluß, kann eine Glühlampe durch eine Leuchtdiode ersetzt werden. Zur Spannungsanpassung kann hierzu ein Vorwiderstand in der Leuchtdiode integriert sein. Dies gilt insbesondere für Hochleistungsleuchtdioden, deren Helligkeit diejenige von Glühlampen zum Teil bereits übertrifft. Für ein Gerät oder eine Anlage mit gegen eine Leuchtdiode getauschten Glühlampen bedeutet dies die Vermeidung der bei Glühlampen auftretenden hohen Einschaltströme und außerdem eine erhebliche Leistungsreduzierung.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und nachfolgend anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Leuchtdiode mit einem Schraubgewinde in einer Seitenansicht,

Fig. 2 eine Leuchtdiode mit Bajonettanschlußstegen an einer Metallhülse von der Seite im Schnitt,

Fig. 3 eine Leuchtdiode mit Bajonettanschlußstegen ohne Metallhülse von der Seite im Schnitt,

Fig. 4 eine mögliche Ausführung der Leuchtdiode mit einer Umhüllung aus anorganischem Material von der Seite im Schnitt,

Fig. 5 eine Leuchtdiode mit zwei aktiven Elementen von der Seite im Schnitt,

Fig. 6 mögliche Ausführungen von seitlichen Stegen in bis 9 einer Aufsicht auf die Stirnseite mit dem bzw. den Anschlüssen,

Fig. 10 bis 14 Ausführungsarten mit zwei aktiven Elementen,

Fig. 15 eine Ausführung einer Leuchtdiode mit zwei unabhängig voneinander anwendbaren Befestigungsanordnungen und die

Fig. 16 und 17 eine alternative Ausführungsform von Leuchtdioden.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Leuchtdiode bezeichnet, deren aktives Element 2 mit einer Umhüllung 3 aus transparentem oder durchscheinendem organischen oder anorganischem Material umgeben ist. Der an die Leuchtaustrittsfläche 4 anschließende zylindrische Abschnitt 5 ist mit einer Gewindehülse 6 aus Metall, z. B. Messing mit einer äußeren Antikorrosionsschicht aus Zinn oder Silber oder dgl., umgeben. Diese ist über einen Anschluß 11 mit der einen Elektrode des aktiven Elements 2 elektrisch leitend verbunden.

Die andere Elektrode des aktiven Elements 2 ist mit einem Anschluß 7 verbunden, der an der der Lichtaustrittsfläche 4 gegenüberliegenden freien Stirnfläche 8 als Punkt- oder Flächenkontakt 9 herausgeführt ist. Die Kontaktanordnung aus Gewindehülse 6 und Flächenkontakt 9 kann entsprechend einer Norm, z. B. als Edison-Schraubgewinde . . . etc., ausgeführt sein. Die Leuchtdiode 1 kann daher anstelle entsprechend genormter Glühlampen angewendet werden. Bei unterschiedlicher Betriebsspannung, die in der Regel höher ist als die Betriebsspannung einer Leuchtdiode, ist ein geeigneter Vorwiderstand vorzusehen, der in die Leuchtdiode integriert sein kann.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist anstelle einer Gewindehülse 6 eine glatte zylindrische Hülse 10 aus Metall im Bereich des Abschnitts 5 vorgesehen. Diese ist über einen Anschluß 11 mit der einen Elektrode des aktiven Elements 2 verbunden. Außerdem besitzt sie auf einander gegenüberliegenden Seiten je einen am Umfang 12 vorgesehenen radial abstehenden Anschluß 13 und 14 in Form eines Befestigungs- und/oder Kontaktsteges. Letztere dienen z. B. zur bajonettartigen Befestigung und zugleich zur Kontaktierung der Leuchtdiode 1. Der Punkt oder Flächenkontakt 9 ist wie beim Beispiel gemäß Fig. 1 zentral an der Stirnfläche 8 vorgesehen. Eine derartige Leuchtdiode kann z. B. eine genormte Bajonettfassung besitzen, so daß sie gegen gleichartig ausgeführte Glühlampen austauschbar sind.

Wie in Fig. 2 gestrichelt dargestellt und mit 4′ bezeichnet, kann die Umhüllung 3 als Leuchtstab, z. B. nach Art einer Anzeigelampe, ausgeführt sein.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchtdiode 1 besitzt im Abschnitt 5 keine metallische Hülse. Der Anschluß am Umfang 12 der Umhüllung 3 in Form des Befestigungs- und Kontaktsteges 13 ist unmittelbar durch die Umhüllung 3 nach außen geführt. Zur besseren Lagefixierung der Leuchtdiode 1 in einer Fassung kann ein Steg 15 aus dem Material der Umhüllung 3 angeformt sein, wie gestrichelt eingezeichnet. Anschluß 13 und Steg 15 können in ihren Abmessungen und/oder Anordnung bezüglich dem Umfang oder der axialen Lage zur Zentralachse Z derart gestaltet bzw. vorgesehen sein, daß die Leuchtdiode 1 nur in einer einzigen Lage in eine zugehörige Fassung einsetzbar ist.

Die Fig. 4 zeigt eine mögliche Ausführung unter Verwendung eines anorganischen Materials für die Umhüllung 3. Als Träger für das aktive Element 2 dient hier eine Keramikscheibe 3.1 und die Linse 3.2 besteht z. B. aus transparentem oder opakem Glas geeigneter Farbe oder aus farblosem Glas.

In Fig. 5 ist eine Leuchtdiode 1 dargestellt, die zwei aktive Elemente 2.1 enthält. Zur gemeinsamen Ansteuerung sind diese z. B. mit dem Punktkontakt 9 und zur separaten Ansteuerung ist deren zweite Elektrode jeweils mit einem am Umfang 12 radial abstehenden Anschluß 13.1 und 13.2 verbunden. Diese können ebenfalls zugleich als Befestigungsstege, z. B. nach Art eines Bajonettverschlusses, ausgebildet sein. Um die Leuchtdiode 1 in unverwechselbarer Weise einsetzen zu können, sind die Anschlüsse 13.1 und 13.2 bezüglich der Zentralachse Z axial zueinander versetzt angeordnet.

Die Fig. 6 bis 9 zeigen je eine Ansicht auf die Stirnseite 8 einer Leuchtdiode 1 mit jeweils einem zentralen Punkt- oder Flächenkontakt 9 und unterschiedlichen Befestigungs- und/oder Kontaktstegen 13 und 14. Letztere sind in Fig. 6 gleichartig ausgebildet, jedoch wie in Fig. 5 gezeigt, axial versetzt angeordnet. In Fig. 7 sind die Stege 13, 14 in radialer Richtung unterschiedlich lang, in Fig. 8 sind sie unsymmetrisch am Umfang 12 verteilt angeordnet und in Fig. 9 ist der eine Steg 13 breiter als der andere Steg 14. Es können auch Kombinationen der gezeigten Ausführungen angewendet werden. Sie eignen sich auch für Leuchtdioden mit mehr als zwei Anschlüssen und unverwechselbarer Einsetzmöglichkeit.

Bei mehr als zwei Anschlüssen an der Leuchtdiode 1, also mehreren aktiven Elementen, z. B. einem rot und einem grün leuchtenden, können auch an der Stirnseite 8 mehrere Punkt- oder Flächenkontakte vorgesehen sein. Derartige Ausführungsbeispiele zeigen die Fig. 10 bis 14.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 sind an der Stirnseite 8 zwei Punktkontakte 9.1 und 9.2 vorgesehen. Anstelle der Punktkontakte 9.1, 9.2 können diese auch gemäß Fig. 11, die eine Ansicht der Stirnseite 8 zeigt, stabförmig und parallel zueinander oder gemäß Fig. 12 senkrecht zueinander angeordnet sein. Der Kontaktsteg 13 kann auch hier zugleich zur Befestigung der Leuchtdiode in einer Fassung dienen.

Das in den Fig. 13 und 14 gezeigte Beispiel zeigt Flächenkontakte 9 und 9.3, die konzentrisch zueinander und zentrisch zur Zentralachse Z angeordnet sind.

Zusätzlich zu den beschriebenen radial abstehenden Stegen 13, 14 am Umfang 12 kann axial zu diesen versetzt und weiter von der Stirnfläche 8 entfernt ein weiteres Befestigungssystem mit Stegen 16 und 17 aus dem Material der Umhüllung 3 angeformt oder separat aus einem anderen Material eingeformt sein. Dieses kann z. B. dazu dienen, auf der Leuchtdiode 1 einen Lichtleitblock 18 zu befestigen. Dieser kann z. B. eine kegelförmige zentrale Aussparung 19 aufweisen, durch die die von der Leuchtdiode auftreffende Strahlung stark seitlich abgelenkt werden kann.

Die Leuchtdiode 1 kann einen integrierten Vorwiderstand oder einen temperatur- oder spannungsabhängigen Widerstand aufweisen. Auch kann, ggf. zusätzlich, eine Blinkschaltung integriert sein, mit der ein aktives Element 2 abwechselnd oder zwei aktive Elemente wechselweise oder gleichzeitig an Spannung gelegt werden kann bzw. können.

Gemäß einer alternativen Lösung der Erfindung ist gemäß den Fig. 16 und 17 die Umhüllung 3 in Stabform hergestellt und an jedem Stabende 20, 21 oder in deren Bereich ist ein Anschluß 13.1 bzw. 14.1 vorgesehen. Diese können kappenförmig gestaltet sein, so daß die Art von Soffitenlampen entsteht, gegen die sie evtl. austauschbar sind.

In der Umhüllung 3 können auch mehrere aktive Elemente 2, ggf. mit einer Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge, z. B. rot, grün oder blau, vorgesehen sein. Diese können sich gemäß Fig. 16 im Bereich eines oder beider Stabenden 20, 21 oder im mittleren Bereich befinden. Die Ebene 22 des bzw. der aktiven Elemente 2 verläuft hier senkrecht zur Längsachse L. Die aktiven Elemente 2 können aber auch z. B. für besondere Beleuchtungsmaßnahmen gemäß Fig. 17 so angeordnet sein, daß ihre Ebene 23 in Richtung der Längsachse L verläuft. Auch können von mehreren aktiven Elementen 2 einige in der einen und andere in der anderen Richtung angeordnet sein. Die spezielle Ausrichtung erfolgt entsprechend dem beabsichtigten Verwendungszweck.

Bei mehreren aktiven Elementen 2 können diese oder einige auf einem Umfang eines innerhalb der Umhüllung verlaufenden virtuellen Kreises etc. angeordnet sein, insbesondere wenn deren Ebenen 23 in Richtung der Längsachse L verlaufen.

Auch derartige soffitenähnliche Leuchtdioden 1 können einen integrierten Vorwiderstand, einen temperatur- oder spannungsabhängigen Widerstand und/oder eine Blinkschaltung oder Mischlichtschaltung aufweisen.

Bei Verwendung von z. B. Anschlüssen 13.1, 14.1 mit unterschiedlichen Durchmessern oder durch sonstige Formgebungen derselben oder der Umhüllung 3 kann auch bei dieser Art ein unverwechselbares Einsetzen gewährleistet sein.

Claims

1. Leuchtdiode, insbesondere Hochleistungsleuchtdiode, mit einer hermetisch dichten Umhüllung aus transparentem oder durchscheinendem Material mit einer Lichtaustrittsfläche und durch die Umhüllung hindurchgehenden Anschlüssen, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zylindrischen Abschnitt (5) besitzt und wenigstens ein Anschluß an der freien Stirnseite (8) und wenigstens ein Anschluß (9) am Umfang (12) des Abschnitts (5) vorgesehen ist, und daß der oder die Anschlüsse (9) der Stirnseite (8) als Punkt- oder Flächenkontakt ausgebildet sind.

2. Leuchtdiode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschluß (9) der Stirnseite (8) zentrisch zur Zentralachse (Z) angeordnet ist.

3. Leuchtdiode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschluß (6) am Umfang (12) des Abschnitts (5) als metallische Gewindehülse (6) ausgebildet ist.

4. Leuchtdiode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschluß am Umfang (12) des Abschnitts (5) als glatte Metallhülse (10) mit wenigstens einem radial abstehenden Befestigungs- und/oder Kontaktsteg (13, 14) ausgebildet ist.

5. Leuchtdiode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Anschluß am Umfang (12) des Abschnitts (5) als die elektrisch isolierende Umhüllung (3) durchdringender, radial abstehender Befestigungs- und/oder Kontaktsteg (13; 13.1, 13.2) ausgebildet ist.

6. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein von mehr als zwei Anschlüssen (7, 11, 20) zwei oder mehr auf der Stirnseite (8) vorgesehene Punkt- oder Flachkontakte (9, 9.3) konzentrisch zueinander und zur Zentralachse (Z) angeordnet sind.

7. Leuchtdiode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie, insbesondere bei Vorhandensein von mehr als zwei Anschlüssen (7, 11, 20) eine Formgebung oder Formelemente (13, 14, 16, 17) aufweist, die ein Einsetzen der Leuchtdiode (1) in eine Anschlußfassung nur in einer definierten Lage ermöglicht.

8. Leuchtdiode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Formelement durch einen am Umfang (12) vorgesehenen Anschluß (13, 14, 13.x) gebildet ist.

9. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzliche, vorzugsweise elektrisch nicht mit dem aktiven Element (2; 2.1) verbundene, insbesondere angeformte Befestigungselemente (16, 17) besitzt.

10. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in die Leuchtdiode (1) ein Vorwiderstand oder ein temperaturabhängiger oder spannungsabhängiger Widerstand und/oder eine Blinkschaltung integriert ist.

11. Leuchtdiode, insbesondere Hochleistungsleuchtdiode, mit einer hermetisch dichten Umhüllung aus transparentem oder durchscheinendem Material mit einer Lichtaustrittsfläche und durch die Umhüllung hindurchgehenden Anschlüssen, dadurch gekennzeichnet, daß sie stabförmig ausgebildet ist, daß an beiden Stabenden (20, 21) je ein Anschluß (13.1, 14.1) vorgesehen ist und daß sie insbesondere die Form einer Soffitenlampe besitzt.

12. Leuchtdiode nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein bzw. je ein aktives Element (2) im Bereich eines oder beider Stabenden (20, 21) angeordnet sind.

13. Leuchtdiode nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein aktives Element (2) im mittleren Stabbereich vorgesehen ist.

14. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene (22) des bzw. der aktiven Elemente (2) in Richtung der Längsachse (L) verläuft.

15. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene (23) des bzw. der aktiven Elemente (2) senkrecht zur Richtung der Längsachse (L) verläuft.

16. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere aktive Elemente (2) am Umfang verteilt, jedoch innerhalb der Umhüllung (3) vorgesehen sind.

17. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (13.1, 14.1) und/oder die Umhüllung (3) derart gestaltet sind bzw. ist, daß ein unverwechselbares Einsetzen derselben in eine Fassung möglich ist.

18. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß in die Leuchtdiode (1) ein Vorwiderstand oder ein temperaturabhängiger oder spannungsabhängiger Widerstand und/oder eine Blinkschaltung integriert ist.