WO2012004172A1

WO2012004172A1 - Led-leuchte

Info

Publication number: WO2012004172A1
Application number: PCT/EP2011/060933
Authority: WO
Inventors: Matthias Peter
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2010-07-06
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2012-01-12
Anticipated expiration: 2013-01-06
Also published as: US20130107546A1; EP2531771A1; DE102010031008A1; CN102971582A

Abstract

Offenbart ist eine Leuchte mit einem Lampengehäuse mit einer Aufnahme, die zur Aufnahme bzw. zum Einsetzten einer Fassung, insbesondere einer G9-Fassung nach dem IEC60432-Standard, einer Hochvolt-Halogen-Stiftsockellampe geeignet ist. Dabei ist erfindungsgemäß alternativ in der Aufnahme eine Wärmesenke aufgenommen bzw. eingesetzt, an der eine LED befestigt ist.

Description

Beschreibung

LED-Leuchte

Technisches Gebiet

Die Erfindung geht aus von einer Leuchte, die für eine oder mehrere Fassungen für Halogen-Stiftsockellampen vorgesehen ist.

Stand der Technik Aus dem Stand der Technik sind Leuchten mit Halogen- Stiftsockellampen bekannt, die in entsprechende Fassungen eingesteckt sind. Die Halogen-Stiftsockellampe und die Fassung können z.B. dem IEC60432-Standard G9 entsprechen. Die Fassung ist in eine Aufnahme eines Leuchtengehäuses eingesetzt.

Nachteilig an derartigen Leuchten ist eine geringe Le^¬ bensdauer der Lampen von weniger als 2000 Stunden, was deren häufigen Wechsel erforderlich macht.

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Lam- penwechselintervalldauer und die Effizienz derartiger Leuchten zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchte gemäß dem Patentanspruch 1.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen. Die erfindungsgemäße Leuchte hat ein Leuchtengehäuse mit einer Aufnahme, die zur Aufnahme bzw. zum Einsetzen einer Fassung einer Halogen-Stiftsockellampe geeignet ist. Die Fassung und die Halogen-Stiftsockellampe können insbeson- dere die Bezeichnung G9 nach dem IEC60432-Standard haben. Dabei ist erfindungsgemäß alternativ zur Fassung mit Stiftsockellampe in der Aufnahme eine Wärmesenke mit gu^¬ tem thermischem Kontakt zum Lampengehäuse aufgenommen bzw. eingesetzt, an der eine oder mehrere LEDs befestigt sind. Derartige Leuchten haben eine auf 10.000 bis 50000 Stunden verlängerte Lebensdauer gegenüber denjenigen mit Halogen-Stiftsockellampen. Weiterhin ist die Effizienz von LEDs gegenüber Halogenlampen erhöht. Die LEDs können selbstverständlich auch indirekt über weitere Befesti- gungsmittel mit der Wärmesenke verbunden sein.

Es wird bevorzugt, wenn die LED eine von der Anmelderin produzierte Oslon^®-LED (1W) ist. Diese bietet einen guten Wirkungsgrad bei guter Lichtqualität.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist die LED an einer Leiterplatte (z.B. PCB) befestigt, die wiederum an der Wärmesenke befestigt, insbesondere angeschraubt, ist. Da^¬ bei ist zwischen jeder Leiterplatte und der Wärmesenke zur Verbesserung der Wärmeübertragung eine Wärmeleitpaste angeordnet, so dass eine Junction-Temperatur T_j der LED maximal 100°C im Betriebszustand betragen kann.

Eine besonders gute Wärmeleitung wird ermöglicht, wenn die Leiterplatte eine Metallkernplatine ist Dabei ist die Junction-Temperatur der LED weiter verringert auf Werte <100°C. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat die Wärme^¬ senke einen etwa pyramidenförmigen Abschnitt, der mehre^¬ re, insbesondere vier Anlagebereiche mit jeweils einer Leiterplatte je Anlagebereich hat. Die Anlagebereiche sind jeweils um 10 bis 40 Grad gegenüber einer Mittelachse angestellt. Damit ist ein Abstrahlverhalten einer zu ersetzenden G9-Halopin^®-Lampe der Anmelderin optimal nachgebildet .

Zur Verbesserung der Wärmeleitung kann bei einer ersten Variante die Wärmesenke aus Messing bestehen und ab^¬ schnittsweise über ein Feingewinde in eine Ausnehmung des Leuchtengehäuses eingeschraubt sein. Damit steht die Wär^¬ mesenke in gutem thermischen Kontakt zum Leuchtengehäuse.

Bei einer anderen Variante besteht die Wärmesenke eben- falls aus Messing und ist dabei abschnittsweise über ein Feingewinde in einer Messinghülse eingeschraubt, die in einer Ausnehmung des Leuchtengehäuses aufgenommen ist. Auch damit steht die Wärmesenke in gutem thermischen Kontakt zum Leuchtengehäuse. Zur Verbesserung der Wärmeübertragung von der Messinghülse über die Ausnehmung zum Leuchtengehäuse kann zwischen einer Außenwandung der Messinghülse und einer Innenwandung der Ausnehmung eine Wärmeleitpaste angeordnet sein.

Wenn die erfindungsgemäße Leuchte auf Basis einer Fassung für eine Halogenleuchte gebildet ist, bei der die Aufnah^¬ me von einer Kunststoffhalterung gebildet ist, muss die Kunststoffhalterung zur Ausbildung der erfindungsgemäßen Leuchte nicht entfernt werden. Dabei kann die Kunststoff- halterung die Wärmesenke zumindest abschnittsweise umfas^¬ sen und mit der Messinghülse verklebt sein.

Es wird bevorzugt, wenn die Leuchte ein Kronleuchter mit mindestens drei, bevorzugt sechs Ausnehmungen ist, in de^¬ nen jeweils eine Messinghülse mit daran befestigter Kunststoffhalterung aufgenommen ist, in denen jeweils eine Wärmesenke aufgenommen ist. An einem Außengewinde je^¬ der Kunststoffhalterung kann ein Lampenschirm befestigt sein.

Vorzugsweise sind zwei parallel geschaltete Stränge von mehreren, insbesondere jeweils 12, LEDs über eine Strom^¬ ausgleichsschaltung von einer Stromquelle (bevorzugt 700mA, 35W) versorgbar. Damit wird ein thermisches Ausei- nanderlaufen der beiden Stränge verhindert.

Dabei kann jeder Strang mit 350mA betrieben werden, und es kann eine Stromausgleichsschaltung vorgesehen sein, die ein thermisches Auseinanderlaufen der Stränge verhindert . Bevorzugt wird ein Leuchtengehäuse mit guter Wärmeleitfä^¬ higkeit, z.B. aus Aluminium oder Edelstahl oder Metall.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungs^¬ beispiels näher erläutert werden. Die Figuren zeigen: Fig. 1 einen Ausschnitt einer Leuchte mit einer Halogen- Stiftsockellampe gemäß dem Stand der Technik in einer teilweise geschnittenen Darstellung;

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsge- mäßen Leuchte in einer perspektivischen Ansicht von unten; und einen Ausschnitt des ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Leuchte gemäß Figur 2 in einer teilweise geschnittenen Darstellung.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer Leuchte gemäß dem Stand der Technik mit einer Halogen-Stiftsockellampe 1 in einer teilweise geschnittenen Darstellung. Es handelt sich bei der Halogen-Stiftsockellampe 1 um eine Halopin^®- Lampe der Anmelderin. Sie hat eine Leistungsaufnahme von 25 W und trägt nach dem IEC60432-Standard die Bezeichnung G9. Die Halogen-Sti ftsockel lampe 1 ist in eine Keramik^¬ fassung 2 eingesetzt, die dem selben Standard entspricht.

Die Keramikfassung 2 ist in eine becherförmige Kunst^¬ stoffhalterung 6 eingesetzt und über eine Klemmhalterung 4 in dieser gesichert.

Die Kunst Stoffhalterung 6 ist in einen metallischen becherförmigen Gehäuseabschnitt 8 der Leuchte eingesetzt und dort befestigt. Die Kunststoffhalterung 6 hat ein Au^¬ ßengewinde, das einen gläsernen etwa kegelstumpfförmigen Lampenschirm 10 hält, der als Lichtdiffusor dient, und der in Figur 1 nur teilweise dargestellt ist. Der Lampen- schirm 10 ist dabei an einen umlaufenden Rand des Gehäuseabschnitts 8 angesetzt.

An einer dem Lampenschirm 10 gegenüber liegenden Seite des Gehäuseabschnitts 8 ist ein metallisches gebogenes Gehäuserohr 12 befestigt, von dem in Figur 1 nur ein Teil gezeigt ist.

Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin^¬ dungsgemäßen Leuchte in einer perspektivischen Ansicht von unten. Sechs becherförmige Gehäuseabschnitte 8 mit entsprechenden Lampenschirmen 10 sind derart an der erfindungsgemäßen Leuchte befestigt, dass sie einen Kronleuchter bilden. Dabei sind die jeweiligen gebogenen Gehäuserohre 12 an einem mittleren Abschnitt der Leuchte befestigt. Die gebogenen Gehäuserohre 12, die Gehäuseab- schnitte 8 und die Lampenschirme 10 der erfindungsgemäßen Leuchte entsprechen dabei denjenigen des in Figur 1 gezeigten Standes der Technik. Erfindungsgemäß sind statt der Halogen-Stiftsockellampen LED' s im Innern der Lampenschirme 10 vorgesehen, die mit Bezug zu Figur 3 erläutert werden.

Figur 3 zeigt einen Ausschnitt des ersten Ausführungsbei^¬ spiels der erfindungsgemäßen Leuchte gemäß Figur 2 in einer teilweise geschnittenen Darstellung. Dabei werden im Folgenden nur die Unterschiede zu der in Figur 1 gezeig- ten Anordnung gemäß dem Stand der Technik erläutert.

In eine Durchgangsausnehmung eines Bodenabschnitts einer becherförmigen Kunststoffhalterung 6 ist eine Messinghülse 114 eingesetzt und dort mit der Kunststoffhalterung 6 verpresst oder verklebt. Am Innenumfang der Messinghülse 114 ist ein Feingewinde angeordnet, in das ein entspre- chender hohlzylindrischer Gewindeabschnitt 102c aus Mes^¬ sing eingeschraubt ist. Dieser ist einstückig mit einem radial erweiterten zylinderförmigen Abschnitt 102a gebildet, an dessen vom Gewindeabschnitt 102c abgewandter Sei- te (in Figur 3 oben) ein pyramidenförmiger Abschnitt 102 einstückig angesetzt ist. Die drei Abschnitte 102a, 102b, 102c sind aus Messing und bilden zusammen eine Wärmesenke 102. Der zylinderförmige Abschnitt 102a ist in die Kunst^¬ stoffhalterung 6 eingesetzt und über den Gewindeabschnitt 102c mit der Messinghülse 114 verschraubt. Die Messing^¬ hülse 114 ist in eine vom Gehäuserohr 12 gebildete Aus^¬ nehmung 116 gepresst und für einen besseren thermische Kontakt mit Wärmeleitpaste versehen.

Der pyramidenförmige Abschnitt 102b hat vier Anlageflä- chen, an denen jeweils eine Leiterplatte 118 mit einer Schraube 120 befestigt ist. Auf jeder Leiterplatte 118 ist eine Oslon^®-LED (1W) 101 der Anmelderin mit einer Stromaufnahme von 350 mA angeordnet. Die vier LED' s 101 sind in Reihe geschaltet und werden durch ein (nicht ge- zeigtes) Kabel (+/-) mit Strom versorgt. Das Kabel er^¬ streckt sich durch die Ausnehmung 116 und durch eine (nicht gezeigte) Längsbohrung des zylinderförmigen Abschnitts 102a und somit auch durch die Messinghülse 114. Das Kabel verläuft weiter durch eine Bohrung 102d im zy- linderförmigen Abschnitt 102a und ist wegen der Reihenschaltung an zwei der vier Leiterplatten 118 angeschlossen. Die Anschlüsse sind entweder gelötet oder wegen ei^¬ ner vereinfachten Austauschbarkeit der Wärmesenke 102 über eine (nicht gezeigte) Steckverbindung angeschlossen. Zwischen den Leiterplatten 118 und dem pyramidenförmigen Abschnitt 102b sowie zwischen der Messinghülse 114 und der Ausnehmung 116 des Gehäuserohrs 12 ist jeweils Wärme^¬ leitpaste angeordnet. Damit kann die von den Oslon^®-LED' s 101 erzeugte Wärme über die Wärmesenke 102 und über das Feingewinde zwischen dem Gewindeabschnitt 102c und der Messinghülse 114 an das Gehäuserohr 12 abgeleitet werden.

Durch einfaches Herausschrauben des Gewindeabschnitts 102c aus der Messinghülse 114 kann die Wärmesenke 102 mit den Leiterplatten 118 und den Oslon^®-LED' s 101 einfach aus der erfindungsgemäßen Leuchte herausgenommen und wie- der eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Leuchte (vgl. Figur 2) ist somit insgesamt mit 24 Oslon^®-LED' s 101 be^¬ stückt, wobei eine (nicht gezeigte) 70 OmA-Stromquelle zwei parallele LED-Stränge mit je zwölf Oslon^®-LED' s 101 betreibt, die über eine Stromausgleichschaltung ein ther- misches Auseinanderlaufen der beiden Stränge verhindert.

Die erfindungsgemäße Leuchte hat bei einer Farbtemperatur CCT von 3000K eine Lichtausbeute von mindestens 15001m / 35W = 40 lm/W bei einer Junction-Temperatur T_j von 100°C. Damit ist gegenüber einer vergleichbaren Leuchte aus dem Stand der Technik gemäß Figur 1 eine mindestens fünffache Effizienz-Steigerung gegeben.

Bei Verwendung einer Metallkernplatine als Leiterplatte 118 und bei Verwendung der neuesten Generation von Os- lon^®-LED' s ergeben sich folgen zwei Beispiele für Effi- zienzsteigerung der erfindungsgemäßen Leuchte gegenüber eine Halogenleuchte gemäß dem Stand der Technik:

921m @ RT / 3000K - 701m @ 90-95°C - 24 * 701m * 17001m / 35W = 50 lm/W - siebenfache Effizienzsteigerung bei 3000K (warmweiß, Ha- logenäquivalent) oder

1201m @ RT / 5500K - 901m @ 90- 95°C - 24 * 901m ~ 21601m / 35W = 621m/W - neunfache Effizienzsteigerung bei 6500K (kaltweiß, kälter als Halogen) .

Selbstverständlich sind auch andere Ausführungsformen der Erfindung denkbar, insbesondere andere Formen der Leuchte, beispielsweise Kronleuchter mit mehr oder weniger Armen, aber auch Wandleuchten, Deckenleuchten, Einbauleuch- ten etc. Es sind auch Pyramidenförmige Abschnitte mit mehr oder weniger Anlageflächen als gezeigt denkbar, insbesondere mit drei Anlageflächen.

Claims

Ansprüche

Leuchte mit einem Lampengehäuse (8), das eine Aufnah^¬ me (6) hat, die zur Aufnahme einer Fassung (2) für eine Halogen-Stiftsockellampe (1) geeignet ist, da^¬ durch gekennzeichnet, dass in der Aufnahme (6) zumin^¬ dest abschnittsweise eine Wärmesenke (102) mit ther^¬ mischem Kontakt zum Lampengehäuse (8) aufgenommen ist, an der eine LED (101) befestigt ist.

2. Leuchte nach Anspruch 1, wobei die LED eine Oslon"- LED (101) ist.

3. Leuchte nach Anspruch 1, wobei die LED (101) an einer Leiterplatte (118) befestigt ist, die an der Wärme^¬ senke (102) befestigt ist, und wobei zwischen der Leiterplatte (118) und der Wärmesenke (102) eine Wär^¬ meleitpaste angeordnet ist.

4. Leuchte nach Anspruch 3, wobei die Leiterplatte eine Metallkernplatine ist.

5. Leuchte nach Anspruch 3, wobei die Wärmesenke (102) einen etwa pyramidenförmigen Abschnitt (102b) hat, der mehrere, insbesondere vier Anlagebereiche mit je- weils einer Leiterplatte (118) je Anlagebereich hat, die um 10 bis 40 Grad gegenüber einer Mittelachse an^¬ gestellt sind.

6. Leuchte nach Anspruch 1, wobei die Wärmesenke aus Messing besteht und abschnittsweise über ein Feinge- winde in eine Gewindeausnehmung des Lampengehäuses eingeschraubt ist.

Leuchte nach Anspruch 1, wobei die Wärmesenke (102) aus Messing besteht und abschnittsweise über ein Feingewinde in einer Messinghülse (114) eingeschraubt ist, die in einer Ausnehmung (116) des Lampengehäu^¬ ses (8) aufgenommen ist.

Leuchte nach Anspruch 7, wobei zwischen einer Außenwandung der Messinghülse (114) und einer Innenwandung der Ausnehmung (116) eine Wärmeleitpaste angeordnet ist .

Leuchte nach Anspruch 1, die ein Kronleuchter mit mindestens drei, bevorzugt sechs Ausnehmungen (116) ist, in denen jeweils eine Messinghülse (114) mit ei^¬ ner daran befestigten und die Aufnahme bildenden Kunststoffhalterung (6) aufgenommen ist, in der jeweils eine Wärmesenke (102) aufgenommen ist.

Leuchte nach Anspruch 9, wobei zwei parallel geschal^¬ tete Stränge von mehreren, insbesondere jeweils 12, LEDs (101) von einer Stromquelle über eine Stromaus^¬ gleichsschaltung versorgbar sind.