CN102216678A - 具有至少一个发光二极管的灯 - Google Patents
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Abstract
考虑到能量节省，日益增加地通过LED来代替传统的照明体。但是，光输出增加得越高，由于辐射的热量导致的损失也增加得越大。为了优化产生的热量的导出而提出，在具有至少一个LED（发光二极管）（4、34）作为发光机构的灯（1、30）中，所述灯（1、30）的灯体完全由陶瓷材料组成，所述灯由具有包围LED的灯罩（2、32、32a）和支撑LED的灯头（3、33、61）的灯体组成。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有至少一个发光二极管（LED = Light Emitting Diode）的灯，所述发光二极管设置在灯头上，并且由作为冷却体的罩状的体部包围。灯头和灯罩能够由陶瓷材料组成。
背景技术
考虑到能量节省，日益增加地通过LED来代替传统的照明体。但是，光输出增加得越高，由于辐射的热量导致的损失也增加得越大。尤其是在高功率LED中是这种情况。例如在1安培的情况下具有4瓦输入功率的LED发出1.2瓦的辐射能作为光，必须导出的热量损失为2.8瓦。从DE 112006001536 T5中已知一种所谓的高功率固体发光装置。为了导出由LED产生的热量，金属的反射器后面设置有多孔陶瓷材料，这需要耗费的结构设计。
发明内容
本发明的目的是，提供一种具有简单构造的LED灯。
根据本发明的灯由灯头和包围至少一个LED的灯罩组成。在灯头内安放有导体，即阳极导体和阴极导体，并且这些导体在面向灯罩的一侧上引导到灯头的表面上。LED能够具有SMD壳体（表面贴装器件），借助所述壳体，LED在灯头上借助其接头焊接在导体上。如果LED装设有电线，那么LED也能够不以焊接的方式连接到阳极导体和阴极导体上，这将参考实施例进一步说明。
包围LED的灯罩具有三个功能。该灯罩保护LED以免受到损坏并且通过其颜色设计起到对放射出的光线的颜色的影响。但是灯罩主要用作热沉(Heatsink)，即用于将通过LED产生的热量导热给周围空气。为了扩大表面，灯罩能够具有分布在其周围上的构造，例如肋，所述肋的横截面能够具有任意的形状。灯罩的形状也能够是任意的。除了圆形，其例如能够为多边形、卵形或椭圆形。
灯的体部能够为一件式或两件式，也就是说由具有套装的灯罩的灯头组成。在此，灯罩与灯头可以粘合或以其它方式固定地连接。当具有SMD壳体的LED焊接在灯头上时，该结构形式是特别有利的，因为由此在灯头和灯罩组装前可自由地接近焊接位置。
灯的材料必须是耐热的。用于灯的特别适合的材料是具有良好导热系数的陶瓷材料，例如含有玻璃或纯的具有或不具有添加剂的氧化铝，例如具有20至40W/m°K的导热系数的Cr2O3，或者具有160至200W/m°K的导热系数的氮化铝。分别根据所设计的照明效果，材料能够是透视的或者透明透射的、半透明的。陶瓷材料的断裂强度应该在100和1000MPa之间。
陶瓷材料的基本色是白色或玻璃式透明的。通过由现有技术已知的用于陶瓷材料的相应的添加剂，陶瓷材料也能够是有颜色的。通过发射白光或有色光的LED与相应的陶瓷材料的组合，能够达到不同的颜色效果。此外，灯罩能够具有LED的透光的盖板，所述盖板能够是透明的或有色的。下面的颜色组合是可能的。
— LED的光具有基本色——白色，陶瓷材料是白色的或玻璃式的。
— LED的光具有基本色——白色，陶瓷材料是有色的。
— LED的光是有色的，陶瓷材料是白色的或玻璃式的。
— LED的光是有色的，陶瓷材料是有色的。
— LED的光具有基本色——白色，陶瓷材料是白色的或玻璃式的，并且在LED上的盖板是无色的。
— LED 的光具有基本色——白色，陶瓷材料是白色的或玻璃式的，并且在LED上的盖板是有色的。
— LED的光具有基本色——白色，陶瓷材料是有色的，并且在LED上的盖板是无色的。
— LED的光具有有色的，陶瓷材料是白色的或玻璃式的，并且在LED上的盖板是无色的。
— LED的光是有色的，陶瓷材料是有色的，并且在LED上的盖板是无色的。
— LED的光是有色的，陶瓷材料是有色的，并且在LED上的盖板是有色的。
灯体的灯头也能够设计为用于形成与相应的插座的插塞连接的插头，或者设有用于旋入保持件或在灯头借助连接极连接的情况下用于旋入灯座的螺纹机构。
附图说明
借助实施例详细阐述本发明。附图示出：
图1示出根据本发明的具有由陶瓷材料组成的灯体的灯的实施方式的视图；
图2在透视图中示出根据图1的两件式灯体的纵截面；
图3示出根据图1的两件式灯体的纵截面图；
图4示出根据图1的具有在SMD壳体内焊接的LED且具有盖板的两件式灯体的纵截面；
图5示出根据图4的具有***接头的实施方式；
图6示出具有多个LED组装件的灯头的俯视图；
图7示出用于可更换的装设有电线的LED的灯的一件式陶瓷体的纵截面；
图8示出具有用于旋入保持件内的螺纹的灯头；
图9示出具有用于旋入灯座的标准螺纹的灯头；
图10示出具有用于接头导体的应变消除件的灯头。
具体实施方式
图1示出根据本发明的灯1的实施例的图片。灯罩2和灯头3形成灯体，并且由白色透视的陶瓷材料组成。在具有低功率和低散热的LED中，该材料也能够由耐热的塑料组成。在本实施例中，设置在灯罩2中央的发光二极管（LED）4放射白色的光。LED4的接头导体5从灯头3的底侧伸出。灯罩2具有在其周围均匀分布的冷却肋6，使得灯罩2在其开口处的外形看起来如同齿轮一样。尤其是在高功率LED中，冷却肋的优点是，以便将产生的热量导出给周围空气。冷却肋的横截面也能够采用任意其它可能的形状，例如半圆形或半椭圆形。在具有低的热损失的LED中，灯罩也能够是光滑的。灯罩同样能够具有不同的形状，例如卵形或多边形。
图2在透视图中示出灯1的灯体的截面。该截面分别延伸通过冷却肋6。灯罩2和灯头3在它们周围上共同粘合在粘合位置7上。灯头3具有两个通道8，在图1中可见的接头导体5，阳极导体和阴极导体，通过所述通道导向LED4的连接位置9。
图3示出了灯1的灯体的纵截面图。该截面在左侧和右侧分别延伸通过冷却体6。在灯罩2的开口10中是凹部11，在所述凹部内能够***用于保护LED的未在这里示出的盖板。该盖板例如能够由玻璃或塑料制成，并且与LED的颜色以及陶瓷材料一致，能够为有色的或透明的。
图4示出灯1的具有焊接上去的LED4的灯体的纵截面，LED具有SMD壳体。灯罩通过盖板10a封闭。盖板10a的颜色可根据所期望的光线的颜色选择。LED4在这里示意地示出。在例如由陶瓷材料制成的基底12上涂覆有荧光材料层13，所述荧光材料层通过在截面中示出的例如由玻璃组成的透镜14保护。LED4在设有的位置9处在焊接位置15上借助其阳极接头16焊接在阳极导体17上，并且借助其阴极接头18焊接在阴极导体19上。接头导体5穿过在灯头3内的通道8引导至焊接位置15，并且在那里去掉绝缘层20。为了区别阳极接头和阴极接头，接头导体5能够具有不同颜色的绝缘层，或者在灯头3上提供相应的指示。为了消除应变，接头导体5能够粘合在通道8内。
图5示出根据图4的灯的实施例，所述灯借助其灯头3能够推入插塞连接器内，即插头内。为了***插塞连接器内，替代弹性导体，可装入实心金属销21作为用于形成在灯头3的接头的插塞接触件。为了***插塞连接器内，例如***墙壁插座、***连接线路的插座或***灯链的插孔内，灯头3本身能够具有为此所需要的外形，如其未在这里示出。
图6示出具有装配有多个LED的相对于先前的图示放大比例的灯头3的俯视图。与前述实施例相一致的特征用相同的附图标记表示。该实施例为示意图。四个LED4设置在灯头3的顶侧。在此，两个相邻的LED的阳极接头16和阴极接头18分别焊接在共同的焊接位置15上。那么如未在这里示出，灯头3要么包含四个接头导体，即两个阳极导体17和两个阴极导体19，或者阳极接头16和阴极接头18的两个焊接位置15分别通过在灯头3的表面上的导体线路相互连接，如未在这里示出，使得能够使用具有两个通道8的灯头3的原始形状。
图7在纵截面中示出根据本发明的灯的另一个实施形式30。与前面的实施例的区别在于，灯体31是一体的。灯罩32和灯头33形成一个单元。在这里，截面也延伸通过灯罩32的冷却肋32a。该实施例尤其适用于装设有电线的LED34。在装设有电线的LED中，阳极接头35和阴极接头36以导线形式从LED体部中伸出。在图7中，示意地示出的LED34的透镜37被剖切，并且示出具有荧光材料层39的基体38，其阳极40与阳极接头35连接，并且阴极41与阴极接头36连接。
在本实施例中，灯30构成为，使得LED34是可更换的。为此，阳极接头35和阴极接头36分别推入为此***灯头33内的且与接头相匹配的小管42内。这些小管42插在通道43内，并且连续地从灯头33的底部44延伸至灯头33的顶端45。在小管42穿透灯头33的顶端45的地方，在灯头33内的开口46构成锥形，使得小管42的端部47能够相应地扩宽成锥形。因此，它们在灯头33内防止在接头导体48的拉力负载的情况下被拉出。此外，通过扩宽成锥形的小管42，使得LED接头线推入变得容易。
在小管42导入灯头33且在开口46内扩宽前，接头导体48连接到小管上。为此，去掉接头导体48的绝缘层49，并且阳极导体50和阴极导体51焊接到相应的小管42内，并且随后将这些导体导入灯头33内。为了保护避免金属暴露的接头的接触，接头导体48利用其绝缘层49导入到灯头33的凹部52中。为了提高抵抗拉出的安全性，接头导体48能够附加地粘合在这些凹部52内。
如已知，装设有电线的LED具有不同长度的接头线，由此不会混淆阳极和阴极。阴极接头36比阳极接头35短。为了在本实施例中避免LED的接头在***小管中时互换，阳极导体50和阴极导体51分别如此程度地导入小管42内，使得在接头35和36完全推入小管42内时并且在LED34完全紧贴在灯头33的顶端45上时，阳极接头35撞靠阳极导体50，并且阴极接头36撞靠阴极导体51。如果LED以互换的接头推入小管内，那么较长的阳极接头35撞到较长的阴极接头51上。因此，LED从灯头33的顶端45突出，这表明接头的互换。
在具有插接头的实施方式中，具有可更换的LED的灯也是可能的，如其在图5中所示。那么，实心的插塞连接件21必须具有与阳极接头和阴极接头在长度上相匹配的孔。
为了便于更换LED34，灯头33能够具有设置在中央的贯通的孔53，所述孔终止于LED34的基体38。如果将相应更细的体部，例如电线，穿过该孔53，那么能够将阳极接头35和阴极接头36从小管42中抽出。
图8以剖切的方式示出根据图3的灯体的实施方式，其支撑有灯头3，所述灯头在其外表面上具有螺纹54，其用于旋入未在这里示出的保持件的螺旋灯座内，例如旋入家具件或陈列柜内。如未在这里示出，螺纹54也能够安装在相应于根据图7的实施例的一件式的灯体的灯头上。为了保护陶瓷材料，螺纹54能够覆盖有相应地成形的金属片套管55。
根据图4和8的实施例，图9示出具有灯头61的灯1，所述灯头的螺纹55适用于旋入标准灯座内，并且所述灯头用于供电。与前述实施例相一致的特征用相同的附图标记表示。在这里，灯头61也配有螺纹54，所述螺纹借助相应地成形的金属套管55包围。与根据图4和8的灯头不同，灯头61具有设置在中央的通道62，阳极导体63延伸通过所述通道并且在焊接位置15上与LED4的阳极接头16连接。在灯头61的底端64上，阳极导体63焊接在接触板65上，所述接触板形成与在灯座内的相应的传导电压的极的接触。LED4的阴极接头18在焊接位置15与阴极导体66连接。阴极导体66通过在灯头61内的相应地设计的缝隙67向外引导，并且在焊接位置68与套管55连接，所述套管在灯座内形成与相应的传导电压的极的接触。在这里示出的实施方式用于连接到相应地极化的直流电网上。为了连接到交流电网上，灯必须配有整流器电路，如未在这里示出。
图10在截面中示出根据图3和4的灯体的灯头，所述灯头配有用于接头导体5的应变消除件56(Zugentlastung)。灯头3和接头导体5由相应地成形的例如橡胶的弹性体包围，所述弹性体提供了接头导体5的防拉出保护。应变消除件56例如也能够用作未在这里示出的用于容纳灯体的灯链的部分。为了使应变消除件56更好地锚固在灯头3上，该灯头能够设有在其周围上设置的肋57。两个接头导体5能够从该应变消除件56中隔开地导出，或者如在这里所示，与由共同的绝缘层58包围的共同的导线59组合。在应变消除件56上能够附加地模制耳柄60，例如用于悬挂或固定灯体。如未在这里示出，应变消除件56也能够安装在相应于根据图7的实施例的一件式灯体的灯头上。
下面说明本发明的实施方案。
1. 根据本发明的灯，其特征在于，LED（4、34）的光是白色的。
2. 根据本发明的灯，其特征在于，LED（4、34）的光是有色的。
3. 根据本发明的灯，其特征在于，至少灯罩（2、32）的陶瓷材料是有色的，并且LED（4、34）的光是白色的。
4. 根据本发明的灯，其特征在于，至少灯罩（2、32）的陶瓷材料是有色的，并且LED（4、34）的光是有色的。
5. 根据本发明的灯，其特征在于，灯罩（2、32）具有LED（4、34）的透光的盖板（10a），所述盖板是无色的。
6. 根据本发明的灯，其特征在于，灯罩（2、32）具有LED（4、34）的透光的盖板（10a），所述盖板是有色的。
7. 根据本发明的灯，其特征在于，灯头（3、33、61）具有用于LED（4、34）的接头导体（5、48、63）的通道（8、43、62）。
8. 根据本发明的灯，其特征在于，至少一个LED（4、34）具有SMD壳体，并且在灯头（3、61）上在为此设有的位置（9）上在焊接位置（15）上借助其阳极接头（16）焊接在接头导体（5）的阳极导体（17；63）上，并且借助于其阴极接头（18）焊接在接头导体（5）的阴极导体（19；66）上。
9. 根据本发明的灯，其特征在于，至少一个LED（34）是装设有电线的LED并且是可更换的。
10. 根据本发明的灯，其特征在于，LED（34）的阳极接头（35）和阴极接头（36）分别推入为此***灯头（33）内的且与接头相匹配的小管（42）内，其中这些小管（42）插在灯头（33）中的通道（43）内，并且连续地从灯头（33）的底部（44）延伸至灯头（33）的顶端（45）。
11. 根据本发明的灯，其特征在于，在小管（42）穿透灯头（33）的顶端（45）的地方，通道（43）的开口（46）构成锥形，并且小管（42）的端部（47）对应于开口（46）扩宽成锥形。
12. 根据本发明的灯，其特征在于，接头导体（48）的阳极导体（50）和阴极导体（51）分别如此程度地导入小管（42）内并且焊接在那里，使得在阳极接头（35）和阴极接头（36）完全推入小管（42）内时并且在LED（34）完全紧贴在灯头（33）的顶端（45）上时，阳极接头（35）撞靠阳极导体（50），并且阴极接头（36）撞靠阴极导体（51）。
13. 根据本发明的灯，其特征在于，灯头（33）具有贯通的、终止于LED（34）的下方的、用于将LED从小管（42）中推出的孔（53）。
14. 根据本发明的灯，其特征在于，灯头（3、61）具有螺纹（54）。
15. 根据本发明的灯，其特征在于，螺纹（54）通过相应地成形的金属片套管（55）保护。
16. 根据本发明的灯，其特征在于，在灯头（61）上的金属片套管（55）包围螺纹（54），所述螺纹用于旋入用于供电的标准灯座内，灯头（61）的底端（64）在中央支撑用于与灯座的传导电压的极的形成接触的接触板（65），并且该接触板（65）和套管（55）分别通过导体（63、66）与LED（4）的接头（16、18）连接。
17. 根据本发明的灯，其特征在于，灯头（3）设置有用于接头导体（5）的应变消除件（56）。
18. 根据本发明的灯，其特征在于，应变消除件（56）由弹性体组成。
19. 根据本发明的灯，其特征在于，应变消除件（56）具有耳柄（60）。
Claims (14)
1.具有至少一个LED（发光二极管）作为发光机构的灯，由具有包围所述LED的灯罩和支撑所述LED的灯头的灯体组成，其特征在于，所述灯（1、30）的灯体完全地由陶瓷材料组成。
2.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述灯（1）的所述灯体由两个构件灯罩（2）和灯头（3、61）组装而成。
3.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述灯（30）的由灯罩（32）和灯头（33）成形的所述灯体（31）是一体的。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的灯，其特征在于，所述灯罩（2、32）具有冷却肋（6、32a）。
5.根据权利要求4所述的灯，其特征在于，所述冷却肋（6、32a）设置在所述灯罩（2、32）的外周围上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的灯，其特征在于，所述灯（1、30）的由灯罩（2、32）和灯头（3、33、61）组成的所述灯体的材料为陶瓷材料。
7.根据权利要求6所述的灯，其特征在于，所述陶瓷材料具有100MPa至1000MPa的断裂强度。
8.根据权利要求6或7所述的灯，其特征在于，所述陶瓷材料具有20W/m°K至40W/m°K的导热系数。
9.根据权利要求8所述的灯，其特征在于，所述陶瓷材料为氧化铝。
10.根据权利要求6或7所述的灯，其特征在于，所述陶瓷材料具有160W/m°K至200W/m°K的导热系数。
11.根据权利要求10所述的灯，其特征在于，所述陶瓷材料为氮化铝。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的灯，其特征在于，至少所述灯罩（2、32）的所述陶瓷材料是透明的、透射的、半透明的。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的灯，其特征在于，至少所述灯罩（2、32）的所述陶瓷材料是透视的。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的灯，其特征在于，至少所述灯罩（2、32）的所述陶瓷材料是白色的或玻璃式透明的。
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