WO2014036579A1 - Beleuchtungsvorrichtung - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a lighting device comprising a plate-shaped support on which at least one light emitting diode is arranged and which has electrical contacts for the power supply of the at least one light emitting diode, a releasably secured to the plate-shaped carrier heat sink, wherein the heat sink with the plate-shaped carrier in having surface-contact surface, and connecting means for releasably securing the plate-shaped support to the heat sink.
- Such a lighting device is e.g. known from DE 202011004439 Ul.
- modern lighting devices and lamps are increasingly taking advantage of the favorable radiation characteristics and relatively low electrical power consumption of light emitting diodes.
- no individual light-emitting diodes are sufficient, since they normally can only provide the desired illumination intensity in grouped form.
- two, three, four or more LEDs can be combined on a common carrier plate or board and installed in a lamp housing, so that the light-emitting front surfaces of the LEDs are arranged parallel to each other and simultaneously form a common radiating surface of the radiator.
- the carrier plates or boards are suitable, which can be designed either as a heat sink or brought into conductive connection with such a heat sink.
- accessibility and replaceability of the luminous elements must be ensured, which generally requires a separate structure of the circuit board and the heat sink.
- connection of the current-carrying cable is a problem.
- the connection of the current-carrying cable usually takes place by soldering it directly to the upper side or the underside of the plate-shaped carrier or the circuit board. Thereafter, the board is fastened to a cooling body by means of a screw connection.
- the entire unit would have to be removed from board, heat sink including the installation cable and replaced if necessary. This exchange is very complex and can be made very difficult by the user himself. Therefore, there is a need for replaceable circuit boards.
- the invention therefore aims to facilitate the replacement of the lighting elements and in particular to make it feasible for users without specialist knowledge in a simple manner.
- the invention aims to provide a construction with which only the plate-shaped support or the circuit board can be replaced without the heat sink also having to be removed or exchanged at the same time.
- the invention essentially provides that the connection means consist of an electrically conductive material and, in the state of the plate-shaped support fastened to the heat sink, to the electrical contacts. cooperate to connect the at least one light emitting diode to the power supply.
- the connecting means are thus designed to simultaneously produce the mechanical connection of the plate-shaped carrier with the heat sink and the electrical connection of the plate-shaped carrier to the power supply.
- the difference to the conventional technique is therefore that the current-carrying cable does not have to be soldered to the plate-shaped carrier. Rather, a simple replacement of the plate-shaped support by the user is ensured by fixing the plate-shaped support means of releasable connection means.
- the plate-shaped carrier is designed as a board, wherein the electrical contacts are formed as formed on the board contact surfaces.
- the printed circuit board can carry further electronic components, in particular those for the control electronics.
- the contact surface may in particular be formed as part of a conductor track on the circuit board.
- the electrical conductors of the power supply such as the current-carrying cable on the heat sink, on at least one received in an electrically insulated Aufability of the heat sink contact element or on electrically isolated parts of the Heatsink connected, and preferably at the back of the heat sink, ie on the side facing away from the plate-shaped carrier of the heat sink.
- the electrical connection of the board with the Power supply is then preferably carried out so that the connecting means in the state fixed to the heat sink of the plate-shaped carrier produce an electrical connection between the arranged on the plate-shaped carrier electrical contacts and on the side facing away from the plate-shaped support side of the heat sink electrical conductors of the power supply. It is not essential that the connecting means enforce the heat sink to reach the rear side. Rather, it is sufficient that the connecting means in the position in which they connect the plate-shaped carrier with the heat sink mechanically and in planar contact with each other, contact a component which is electrically connected to the electrical conductors of the power supply, in particular at the back of the heat sink.
- the connecting means comprise at least two screws which pass through recesses of the plate-shaped carrier and, in the screwed-in state, respectively contact a component which is electrically connected to the electrical conductor of the power supply.
- the component electrically connected to the electrical conductor of the power supply is received in an axial opening of the heat sink.
- an external thread of the screws cooperates with an internal thread of a rotatably received in the heat sink component.
- Characterized an electrical contact is automatically when screwing the screw into the internal thread of the captured in the heat sink component prepared so ⁇ that can be dispensed separate and serving the electrical contact members.
- the rotationally fixed received in the heat sink member is formed by a socket of electrically conductive metal, which is electrically connected to the electrical conductor for the power supply of the light emitting diode.
- the socket is preferably accommodated in the heat sink with the interposition of a surrounding insulating sleeve.
- the socket is received in the heat sink in such a way that it is set back relative to the surface of the heat sink which can be brought into surface contact with the plate-shaped carrier.
- the recesses are preferably formed on the circumference of the plate-shaped carrier so that the area of the plate-shaped carrier remaining for heat removal from the heat sink can be maximized.
- FIG. 1 shows a cross section of the illumination device according to the invention
- FIG. 2 shows a plan view of the circuit board shown in FIG.
- a heat sink 1 in which two insulating sleeves 2 are secured against rotation, in particular screwed ⁇ , glued or pressed. Furthermore, two metal bushes 4 are shown, to each of which a current-carrying cable 3 is connected, in particular by soldering or crimping. The connection of the current-carrying cable 3 takes place here on the side facing away from the board 8.
- the live cables 3 are connected to a power source, not shown, and provide the power supply of the LED available.
- the metal bushes 4, together with the current-carrying cables 3 are positioned against rotation in the insulating sleeves 2, in particular screwed in, glued or pressed.
- a circuit board 8 is arranged, which carries at least one light-emitting diode, not shown.
- the heat sink 1 has a surface which can be brought into surface contact with the circuit board 8.
- the attachment of the board 8 on the heat sink 1 by means of two screws 6, which pass through a respective recess 11 of the board 8 and are screwed with its external thread in a formed in the socket 4 internal thread.
- insulating sleeves 5 are attached to the screws 6 and an insulating layer 7 on the board 8.
- the board 8 has electrical contact surfaces 9, which surround the recesses 11 and which can be contacted by the screw head of the screws 6 either directly or with the interposition of a metal plate 10 each.
- the production of the electrical contact from the power source to the board 8 thus takes place via the current-carrying cable 3, the metal bushes 4, the screws 6 and the metal discs 10 to the contact surfaces 9 of the board 8.
- the applied to the board 8 LED is by means of screws 6 am Heatsink 1 attached. At the same time, the screws 6 also make the electrical connection to the power source. In the If necessary, the user simply changes the defective LED board 8 as follows:
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Description
Be1euchtungsVorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung umfassend einen plattenförmigen Träger, auf dem wenigstens eine Leuchtdi- ode angeordnet ist und welcher elektrische Kontakte für die Stromversorgung der wenigstens einen Leuchtdiode aufweist, einen lösbar mit dem plattenförmigen Träger befestigten Kühlkörper, wobei der Kühlkörper eine mit dem plattenförmigen Träger in flächigen Kontakt bringbare Oberfläche aufweist, und Verbin- dungsmittel zum lösbaren Befestigen des plattenförmigen Trägers am Kühlkörper.
Eine derartige Beleuchtungsvorrichtung ist z.B. aus der DE 202011004439 Ul bekannt. Wie dort ausgeführt ist, nutzen moder- ne Beleuchtungsvorrichtungen und Lampen zunehmend die günstigen Abstrahleigenschaften und den relativ geringen elektrischen Energieverbrauch von Leuchtdioden. Um die bestehenden Anforderungen hinsichtlich des Leuchtendesigns und der erreichbaren Lichtstärke zu erfüllen, genügen jedoch in aller Regel keine einzelnen Leuchtdioden, da diese normalerweise erst in gruppierter Form die gewünschte Beleuchtungsintensität liefern können. So können bspw. zwei, drei, vier oder mehr Leuchtdioden auf einer gemeinsamen Trägerplatte oder Platine zusammengefasst und in ein Leuchtengehäuse eingebaut sein, so dass die Licht emittierenden Frontflächen der Leuchtdioden parallel zueinander angeordnet sind und gleichzeitig eine gemeinsame Abstrahlfläche des Strahlers bilden.
Da moderne und lichtstarke Leuchtdioden zudem nicht mehr als Kaltlichtquellen anzusehen sind, sondern eine erhebliche Verlustleistung in Form von abgestrahlter Verlustwärme produzieren, muss für eine ausreichende Wärmeabfuhr gesorgt werden, da andernfalls die Lebensdauer der Leuchtdioden leidet. Um diese
Verlustwärme effektiv abzuführen, eignen sich die Trägerplatten oder -platinen, die wahlweise als Kühlkörper ausgestaltet oder mit einem solchen Kühlkörper in leitende Verbindung gebracht werden können. Allerdings muss für eine Zugänglichkeit und Aus- wechselbarkeit der Leuchtelemente gesorgt werden, was in der Regel einen separaten Aufbau der Platine und des Kühlkörpers bedingt .
Hinsichtlich der Austauschbarkeit der Leuchtelemente stellt insbesondere der Anschluss der stromführenden Kabel ein Problem dar. Der Anschluss der stromführenden Kabel erfolgt in der Regel durch Anlöten derselben direkt an der Oberseite oder der Unterseite des plattenförmigen Trägers bzw. der Platine. Danach wird die Platine mittels einer Schraubverbindung an einem Kühl- körper befestigt. Bei einem Defekt der Platine müsste die gesamte Einheit aus Platine, Kühlkörper einschließlich der Installationskabel ausgebaut und ggf. ausgetauscht werden. Dieser Austausch ist sehr aufwändig und kann vom Nutzer selbst sehr schwer vorgenommen werden. Daher besteht ein Bedürfnis nach austauschbaren Platinen.
Die Erfindung zielt daher darauf ab, den Austausch der Leuchtelemente zu erleichtern und insbesondere auch für Nutzer ohne Fachkenntnisse in einfacher Weise durchführbar zu machen. Ins- besondere zielt die Erfindung darauf ab, eine Konstruktion zu schaffen, mit welcher nur der plattenförmige Träger bzw. die Platine gewechselt werden kann ohne dass gleichzeitig auch der Kühlkörper ausgebaut oder getauscht werden muss. Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung im Wesentlichen vor, dass die Verbindungsmittel aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen und im am Kühlkörper befestigten Zustand des plattenförmigen Trägers mit den elektrischen Kontakten zu-
sammenwirken, um die wenigstens eine Leuchtdiode mit der Stromversorgung zu verbinden. Die Verbindungsmittel sind somit ausgebildet um gleichzeitig die mechanische Verbindung des plat- tenförmigen Trägers mit dem Kühlkörper und die elektrische Ver- bindung des plattenförmigen Trägers mit der Stromversorgung herzustellen. Der Unterschied zur herkömmlichen Technik liegt also darin, dass die stromführenden Kabel nicht auf dem plattenförmigen Träger angelötet werden müssen. Vielmehr ist durch Befestigung des plattenförmigen Trägers mittels lösbarer Ver- bindungsmittel ein einfacher Austausch des plattenförmigen Trägers durch den Nutzer gewährleistet.
Bevorzugt ist der plattenförmige Träger als Platine ausgebildet, wobei die elektrischen Kontakte als auf der Platine ausge- bildete Kontaktflächen ausgebildet sind. Die Platine kann außer der wenigstens einen Leuchtdiode weitere elektronische Bauteile, insbesondere solche für die Steuerelektronik tragen. Die Kontaktfläche kann insbesondere als Teil einer Leiterbahn auf der Platine ausgebildet sein.
Um eine einfache Austauschbarkeit des plattenförmigen Trägers bzw. der Platine zur ermöglichen, sind die elektrischen Leiter der Stromversorgung, wie z.B. die stromführenden Kabel am Kühlkörper, an wenigstens einem in einer elektrisch isolierten Auf- nähme des Kühlkörpers aufgenommenen Kontaktelement oder an elektrisch voneinander isolierten Teilen des Kühlkörpers angeschlossen, und zwar bevorzugt an der Rückseite des Kühlkörpers, d.h. an der dem plattenförmigen Träger abgewandten Seite des Kühlkörpers. Bei einer derartigen Ausbildung kann, bei einem Austausch des plattenförmigen Trägers samt Leuchtdiode, der Kühlkörper in seinem verbauten Zustand verbleiben und die elektrischen Anschlusskabel der Stromversorgung bleiben ebenfalls unberührt. Die elektrische Verbindung der Platine mit der
Stromversorgung erfolgt dann bevorzugt so, dass die Verbindungsmittel im am Kühlkörper befestigten Zustand des platten- förmigen Trägers eine elektrische Verbindung zwischen den am plattenförmigen Träger angeordneten elektrischen Kontakten und an der dem plattenförmigen Träger abgewandten Seite des Kühlkörpers angeschlossenen elektrischen Leitern der Stromversorgung herstellen. Dabei ist es nicht unbedingt erforderlich, dass die Verbindungsmittel den Kühlkörper durchsetzen, um dessen Rückseite zu erreichen. Vielmehr reicht es aus, dass die Verbindungsmittel in der Position, in der sie den plattenförmigen Träger mit dem Kühlkörper mechanisch und in flächigem Kontakt miteinander verbinden, einen Bauteil kontaktieren, der mit den elektrischen Leitern der Stromversorgung insbesondere an der Rückseite des Kühlkörpers elektrisch verbunden ist.
Bevorzugt umfassen die Verbindungsmittel wenigstens zwei Schrauben, die Ausnehmungen des plattenförmigen Trägers durchsetzen und im eingeschraubten Zustand jeweils einen mit dem elektrischen Leiter der Stromversorgung elektrisch verbundenen Bauteil kontaktieren.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der mit dem elektrischen Leiter der Stromversorgung elektrisch verbundene Bauteil in einer axialen Durchbrechung des Kühlkörpers aufgenommen ist.
In konstruktiv besonders einfacher Weise kann bevorzugt vorgesehen sein, dass ein Außengewinde der Schrauben jeweils mit einem Innengewinde eines drehfest in dem Kühlkörper aufgenommenen Bauteils zusammenwirkt. Dadurch wird beim Einschrauben der Schrauben in das Innengewinde des im Kühlkörper aufgenommenen Bauteils automatisch ein elektrischer Kontakt hergestellt, so¬ dass auf gesonderte, dem elektrischen Kontakt dienende Bauteile verzichtet werden kann.
Insbesondere ist der drehfest in dem Kühlkörper aufgenommene Bauteil von einer Buchse aus elektrisch leitendem Metall gebildet, der mit dem elektrischen Leiter für die Stromversorgung der Leuchtdiode elektrisch verbunden ist. Die Buchse ist hierbei bevorzugt unter Zwischenschaltung einer sie umgebenden Isolierhülse in dem Kühlkörper aufgenommen.
Um einen unbeabsichtigten direkten elektrischen Kontakt zwi- sehen der Buchse und dem plattenförmigen Träger zu verhindern, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Buchse so in dem Kühlkörper aufgenommen ist, dass sie gegenüber der mit dem plattenförmigen Träger in flächigen Kontakt bringbaren Oberfläche des Kühlkörpers zurückversetzt ist.
Die Äusnehmungen sind bevorzugt am Umfang des plattenförmigen Trägers ausgebildet, damit der für die Wärmeabfuhr an den Kühlkörper verbleibende Bereich des plattenförmigen Trägers maxi- miert werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung und Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Platine.
Fig. 1 ist ein Kühlkörper 1 dargestellt, in dem zwei Isolierhülsen 2 verdrehgesichert befestigt sind, insbesondere einge¬ schraubt, eingeklebt oder eingepresst. Weiters sind zwei Me- tallbuchsen 4 dargestellt, an welche jeweils ein stromführendes Kabel 3 angeschlossen ist, insbesondere durch Löten oder Crimp- en. Der Anschluss der stromführenden Kabel 3 erfolgt hierbei an der der Platine 8 abgewandten Seite. Die stromführenden Kabel
3 sind mit einer nicht dargestellten Stromquelle verbindbar und stellen die Stromversorgung der Leuchtdiode zur Verfügung. Die Metallbuchsen 4 werden samt den stromführenden Kabeln 3 in den Isolierhülsen 2 verdrehgesichert positioniert, insbesondere eingeschraubt, eingeklebt oder eingepresst.
An der Oberseite des Kühlkörpers 1 ist eine Platine 8 angeordnet, die wenigstens eine nicht dargestellte Leuchtdiode trägt. Um einen intensiven Wärmeaustausch zwischen dem Kühlkörper 1 und der Platine 8 zu ermöglichen weist der Kühlkörper 1 eine mit der Platine 8 in flächigen Kontakt bringbare Oberfläche auf. Die Befestigung der Platine 8 auf dem Kühlkörper 1 erfolgt mittels zweier Schrauben 6, die jeweils eine Ausnehmung 11 der Platine 8 durchsetzen und mit ihrem Außengewinde in ein in der Buchse 4 ausgebildetes Innengewinde einschraubbar sind. Um einen Kurzschluss zu vermeiden werden Isolierhülsen 5 an den Schrauben 6 und eine Isolierschicht 7 an der Platine 8 angebracht . Die Platine 8 weist elektrische Kontaktflächen 9 auf, welche die Ausnehmungen 11 umgeben und die von dem Schraubenkopf der Schrauben 6 entweder direkt oder unter Zwischenschaltung einer Metallscheibe 10 jeweils kontaktiert werden können. Die Herstellung des elektrischen Kontaktes von der Stromquelle zur Platine 8 erfolgt somit über die stromführenden Kabel 3, die Metallbuchsen 4, die Schrauben 6 und die Metallscheiben 10 zu den Kontaktflächen 9 der Platine 8. Die auf der Platine 8 aufgebrachte LED wird mittels Schrauben 6 am Kühlkörper 1 befestigt. Gleichzeitig stellen die Schrauben 6 auch die elektrische Verbindung zur Stromquelle her. Im Be-
darfsfall wechselt der Nutzer die defekte LED-Platine 8 einfach wie folgt aus:
1. Lösen der Schrauben 6
2. Entfernen der defekten Platine 8 vom Kühlkörper 1
3. Auflegen einer Ersatz-Platine 8 am Kühlkörper 1
4. Befestigen der Schrauben 6
Claims
1. Beleuchtungsvorrichtung umfassend einen plattenförmigen Träger, auf dem wenigstens eine Leuchtdiode angeordnet ist und welcher elektrische Kontakte für die Stromversorgung der wenigstens einen Leuchtdiode aufweist, einen lösb IUIt dem plat- tenförmigen Träger befestigten Kühlkörper, wobei der Kühlkörper eine mit dem plattenförmigen Träger in flächigen Kontakt bringbare Oberfläche aufweist, und Verbindungsmittel zum lösbaren Befestigen des plattenförmigen Trägers am Kühlkörper, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (6) aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen und im am Kühlkörper (1) befestigten Zustand des plattenförmigen Trägers (8) mit den elektrischen Kontakten (9) zusammenwirken, um die wenigstens eine Leuchtdiode mit der Stromversorgung zu verbinden.
2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der plattenförmige Träger (8) als Platine ausgebildet ist und dass die elektrischen Kontakte (9) als auf der Platine (8) ausgebildete Kontaktflächen ausgebildet sind.
3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (6) im am Kühlkörper (1) befestigten Zustand des plattenförmigen Trägers (8) eine elektrische Verbindung zwischen den am plattenförmigen Träger (8) angeordneten elektrischen Kontakten (9) und an der dem plattenförmigen Träger (8) abgewandten Seite des Kühlkörpers (1) angeschlossenen elektrischen Leitern der Stromversorgung herstellen .
4. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (6) wenigstens zwei Schrauben umfassen, die Ausnehmungen (11) des plattenförmigen
Trägers (8) durchsetzen und im eingeschraubten Zustand jeweils einen mit dem elektrischen Leiter der Stromversorgung elektrisch verbundenen Bauteil (4) kontaktieren.
5. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem elektrischen Leiter der Stromversorgung elektrisch verbundene Bauteil (4) in einer axialen Durchbrechung des Kühlkörpers (1) aufgenommen ist.
6. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außengewinde der Schrauben (6) jeweils mit einem Innengewinde eines drehfest in dem Kühlkörper (1) aufgenommenen Bauteils (4) zusammen irkt.
7. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der drehfest in dem Kühlkörper (1) aufgenommene Bauteil (4) von einer Buchse aus elektrisch leitendem Metall gebildet ist, der mit dem elektrischen Leiter für die Stromversorgung der Leuchtdiode elektrisch verbunden ist.
8. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (4) unter Zwischenschaltung einer sie umgebenden Isolierhülse (5) in dem Kühlkörper (1) aufgenommen ist .
9. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (4) so in dem Kühlkörper (1) aufgenommen ist, dass sie gegenüber der mit dem plattenförmigen Träger (8) in flächigen Kontakt bringbaren Oberfläche des Kühl- körpers (1) zurückversetzt ist.
10. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (11) am Umfang des plattenförmigen Trägers (8) ausgebildet sind.
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| Publication number | Publication date |
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| AT513328A1 (de) | 2014-03-15 |
| AT513328B1 (de) | 2015-01-15 |
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