DE202009010577U1

DE202009010577U1 - Lampensockel und Lampenfassung

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Publication number: DE202009010577U1
Application number: DE202009010577U
Authority: DE
Original assignee: BJB GmbH and Co KG
Current assignee: BJB GmbH and Co KG
Priority date: 2009-08-05
Filing date: 2009-08-05
Publication date: 2010-12-09
Anticipated expiration: 2019-08-06
Also published as: DE102009040115B4; KR20120053016A; DE102009040115A1; EP2342493A1; EP2342493B1; US8668363B2; US20130034989A1; CN102472480A; KR101383615B1; JP2013501318A; WO2011015168A1; JP5592488B2

Abstract

Lampensockel (12) zur Halterung und elektrischen Kontaktierung einer Lichtquelle, insbesondere einer LED, mit einem ersten Wärmeleiteleitelement (20) zur Wärmeableitung von der Lichtquelle über eine erste Wärmeleitfläche (22) und Lampenfassung (11) zur Halterung des vorgenannten Lampensockels (12) mit zweiten Wärmeleitelement (16) und einer zweiten Wärmeleitfläche (43) zur Wärmeaufnahme, wobei die erste und zweite Wärmeleitfläche (22, 43) bei Anordnung des Lampensockels (12) in der Lampenfassung (11), gegebenenfalls unter Vermittlung eines Wärmeleitmittels (23), aneinander anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Gewährleistung eines definierten Anlagedrucks zwischen der ersten und der zweiten Wärmeleitfläche (22, 43) ein Wärmeleitelement (16, 20) mit einem Magneten (38) gekoppelt ist, dessen Magnetfeld auf ein mit dem anderen Wärmeleitelement (16, 20) gekoppeltes Haltelement (25) wirkt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lampensockel zur Halterung und elektrischen Kontaktierung einer Lichtquelle, insbesondere einer LED, mit einem ersten Wärmeleiteleitelement zur Wärmeableitung von der Lichtquelle über eine erste Wärmeleitfläche und Lampenfassung zur Halterung des vorgenannten Lampensockels mit zweiten Wärmeleitelement und einer zweiten Wärmeleitfläche zur Wärmeaufnahme, wobei die erste und zweite Wärmeleitfläche bei Anordnung des Lampensockels in der Lampenfassung, gegebenenfalls unter Vermittlung eines Wärmeleitmittels, aneinander anliegen.
Moderne Lichtquellen, insbesondere Halbleiterlichtquellen wie Leuchtdioden (LED) erreichen im Betrieb regelmäßig Temperaturen, die eine Wärmeabfuhr notwendig machen. Insbesondere bei Leuchtmitteln wie Leuchtdioden führen die Betriebstemperaturen anderenfalls zu einer stark verkürzten Lebensdauer des Leuchtmittels.
Aus dem offenkundig vorbenutzten, jedoch druckschriftlich nicht belegbaren Stand der Technik ist beispielsweise bekannt, die Platine einer Leuchtdiode mit einem Aluminiumkörper zu versehen, der für die Wärmeabfuhr vorgesehen ist. Eine solche Leuchtdiode wird bei der Montage auf einen leuchtenseitigen Kühlkörper aufgesetzt, ggf. unter Zwischenlage beispielsweise einer Wärmeleitpaste. Durch Verschrauben der Platine auf dem Kühlkörper ist ein ausreichender Wärmeübergang und eine entsprechende Wärmeabfuhr gewährleistet. Jedoch ist diese Lichtquelle im Vergleich zu herkömmlichen Lampen nur erschwert auswechselbar.
Ebenfalls aus dem offenkundig vorbenutzten, druckschriftlich nicht belegbaren Stand der Technik sind Sockel- und Fassungssysteme bekannt, bei welchen die Lampe vermittels eines Schraubgewindes oder einer bajonettartigen Festlegung gehalten ist. Auch bei solchen Systemen sind sockel- und Fassungsseitige Kühlkörper vorgesehen, die eine Wärmeabfuhr von der Lampe zur Fassung sicherstellen sollen. Um den Wärmeübergang zwischen den Kühlkörpern zu optimieren, existieren Wärmeleitmittel wie beispielsweise Wärmeleitpasten oder auch Wärmeleitfolien. Diese gleichen kleinste Unebenheiten zwischen den aufeinanderliegenden Wärmeleitflächen der Kühlkörper aus und maximieren so die der Wärmeübertragung dienende Anlagefläche. In welchem Maße Wärmeleitpasten und Wärmeleitfolien Unebenheiten der aneinander zur Wärmeübertragung anliegenden Wärmeleitfläche ausgleichen können, ist insbesondere vom Anpressdruck zwischen sockel- und fassungsseitigem Kühlkörper abhängig.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Sockel-Fassungssysteme, soweit sie sich zur Erzeugung eines gewissen Anpressdruckes eines Gewindes oder gewindeartigen Elementes bedienen, sind in der Handhabung nachteilig. Um einen möglichst hohen Anpressdruck und einen sicheren Sitz der Lampe in der Fassung zu erreichen ist der Nutzer gehalten, eine solche Lampe fest einzudrehen. Da es keine eindeutige Begrenzung der Eindrehbewegung gibt, kommt es durchaus zur Schädigung von Fassung und/oder Lampe. Insbesondere kann es dazu kommen, dass der Lampenkolben im Übergangsbereich zum Sockel bricht oder sich löst. Demnach ergibt sich keine Möglichkeit den Anpressdruck exakt zu definieren.
Zum Erreichen eines definierten Anpressdrucks bei bajonettartiger Festlegung der Lampe in der Fassung sind Feder- und Rastelemente erforderlich, die das Einsetzen der Lampe in die Fassung erschweren können. Zudem lässt über die Lebensdauer einer Leuchte die Anpresskraft der Federelemente bzw. Rastelemente nach, so dass sich der Anpressdruck und in Folge dessen auch der Wärmeübergang zwischen sockel- und fassungsseitigem Kühlkörper mit der Zeit verschlechtert. Durch Maßtoleranzen an Sockel- und Fassungsteilen variieren die Anpresskräfte.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein System aus Sockel- und Fassung zu schaffen, welches zwischen den Wärmeleitelementen konstante und ausreichende Wärmeübergangswerte bei komfortabler Bedienung gewährleistet.
Gelöst wird die Aufgabe von einem Lampensockel und einer zugehörigen Lampenfassung mit den Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere mit den kennzeichnenden Merkmalen, wonach zur Gewährleistung eines definierten Anlagedrucks zwischen der ersten und der zweiten Wärmeleitfläche ein Wärmeleitelement mit einem Magneten gekoppelt ist, dessen Magnetfeld auf ein mit dem anderen Wärmeleitelement gekoppeltes Haltelement wirkt. Das Halteelement besteht üblicherweise aus einem ferromagnetischen Wirkstoff.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der die Wärmeleitflächen mittels eines definierten Anlagedrucks aneinander anordnende Magnet in der Bedienung durch den Nutzer ausgesprochen komfortabel ist. Mittels der Magnetkräfte lassen sich herstellseitig in besonders einfacher Weise definierte Anpresskräfte realisieren. Die Magnetkräfte bleiben in ihrer Wirkung auch über die Lebensdauer einer Leuchte im Wesentlichen konstant, so dass ein konstanter Anlagedruck und damit Wärmeübergangswert über die Leuchtenlebensdauer gewährleistet ist.
Um einen konstanten Anlagedruck zu gewährleisten und Materialtoleranzen ausgleichen zu können, ist vorgesehen, dass das Haltelement derart gelagert ist, dass bei Anlage der Wärmeleitflächen aneinander zwischen Haltelement und einer Anlagefläche des Magneten für das Haltelement zumindest bereichsweise ein Luftspalt verbleibt.
Diese bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Magnetfeld aufgrund des verbleibenden Luftspaltes nie vollständig durch das Halteelement kurzgeschlossen wird. Das Halteelement mit dem daran angeordneten Wärmeleitelement wird in Folge dessen konstant vom Magneten angezogen, so dass die Aufrechterhaltung des definierten Anlagendrucks beider Wärmeleitflächen aneinander gewährleistet ist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Halteelement im Wesentlichen quer zur Richtung des Anlagedrucks der Wärmeleitflächen bzw. quer zur Hauptwirkrichtung des Magnetfeldes zwischen den Wärmeleitflächen in das Magnetfeld einbringbar ist.
Der Vorteil dieser besonders bevorzugten Ausführungsform ist darin zu sehen, dass die Bedienung für den Nutzer wesentlich komfortabler gestaltet ist. Beim Einbringen des Halteelementes quer zur Richtung des Anlagedrucks zwischen den Wärmeleitflächen bzw. quer zur Hauptwirkrichtung des Magnetfeldes, insbesondere aber beim Lösen der Verbindung zwischen den Magneten und dem Halteelement ist lediglich etwa ein Fünftel der auf das Halteelement wirkenden Magnetkraft zu überwinden. Auf diese Weise lassen sich vergleichweise hohe Anlagedrücke bei gleichzeitig komfortabler Montage und Demontage des Sockels in der Fassung realisieren.
Eine bevorzugte Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, dass die Wärmeleitflächen von Fassung und Sockel in einem zentralen Bereich aneinander zur Anlage gelangen und dass zumindest zwei auf das wenigstens eine Haltelement wirkende Magneten, bevorzugt einander diametral gegenüberliegend, um diesen zentralen Bereich herum angeordnet sind.
Dabei ist vorgesehen, dass der Luftspalt zwischen dem Magneten und dem Halteelement zumindest in einem zentrumsnahen Bereich der Anlagefläche verbleibt.
Außerdem ist daran gedacht, dass der Boden der fassungsseitigen Aufnahme von der Wärmeleitfläche des fassungsseitigen als Wärmesumpf ausgebildeten Wärmeleitelementes gebildet ist.
Durch die Anordnung zweier Magnete um ein Zentrum herum und die Lagerung des Halteelementes in einem Wipplager lassen sich die Wärmeleitelemente, die im montierten Zustand von Sockel und Fassung über ihre Wärmeleitflächen miteinander in Verbindung stehen, besonders gut und hinsichtlich der gemeinsamen Anlagefläche gleichmäßig aneinanderpressen.
In einer konkreten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Lampenfassung eine Aufnahme für ein als Zapfen ausgebildetes Wärmeleitelement des Lampensockels ausbildet.
Bevorzugt ist das Wärmeleitmittel, beispielsweise eine Wärmeleitfolie, am Zapfen des Lampensockels angebracht und wird aufgrund dessen zusammen mit der Lampe gewechselt.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass der Boden der fassungsseitigen Aufnahme von der Wärmeleitfläche des fassungsseitigen als Wärmesumpf ausgebildeten Wärmeleitelementes gebildet ist. Dabei kann das Wärmeleitelement ein zur Fassung gehöriger Kühlkörper sein. Alternativ kann als Wärmesumpf auch ein Leuchtenbauteil dienen, mit welchem das Wärmeleitelement des Lampensockels über die Fassung in Kontakt gelangt.
Konkret ist vorgesehen, dass die sockelseitige Wärmeleitfläche von der dem Wärmesumpf zugewandten Unterseite des Zapfens gebildet ist, wobei möglich ist, dass die Aufnahme der Fassung den zentralen Bereich bildet, in welchem die Wärmeleitflächen aneinander anliegen.
Bei einer konkreten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Haltelement als Halteplatte mit einer Ringaufnahme für den sockelseitigen Zapfen ausgebildet ist.
Um den Bedienungskomfort zu steigern ist vorgesehen, dass die Lampenfassung eine Gleitfläche ausbildet, auf welcher das Haltelement im Wesentlichen quer zur Richtung des Anlagedrucks bzw. quer zur Hauptwirkrichtung des Magnetfeldes in das Magnetfeld einbringbar ist.
Durch die Ausbildung einer Gleitfläche lässt sich das Halteelement besonders komfortabel quer zur Richtung des Anlagedrucks in das Magnetfeld einbringen. Eine plötzliche, nur schwer zu kontrollierende Bewegung des Halteelementes in Richtung Magneten lässt sich insbesondere verhindern, wenn die Anlagefläche der Magneten ebenengleich zur Gleitfläche der Lampenfassung angeordnet sind.
Konkret ist vorgesehen, dass der Zapfen das Wipplager ausbildet und die Wippachse gegenüber der Anlageebene, die von den Anlagenflächen der Magnete ausgebildet ist, minimal in Richtung Unterseite des Lampensockels versetzt angeordnet ist.
Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass der Zapfen umfangsverteilte und bevorzugt auf einer Umfangslinie angeordnete Nocken aufweist, die der Anordnung des Halteelementes am Zapfen dienen.
Diese alternative Ausführungsform lässt sich weiterbilden, indem die Ringaufnahme der Halteplatte mit den zapfenseitigen Nocken korrespondierende Freischnitte für eine bajonettartige Festlegung der Halteplatte an dem Zapfen ausbildet.
Dabei ist vorgesehen, dass die Ringaufnahme im Bereich der Freischnitte mit den Nocken zusammenwirkende Schrägflächen aufweist, mittels derer die Halteplatte von den Anlageflächen der Magnete in Richtung Sockelunterseite beabstandbar ist.
Weitere Vorteile der Erfindung und konstruktive Einzelheiten werden im Folgenden anhand der Darstellung zweier Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigen:
1 Lampenfassung und Lampensockel einer ersten Ausführungsform,
2 Lampensockel gemäß 1,
3 die Lampenfassung gemäß 1,
4 Lampenfassung und -sockel gemäß 1 in Montagestellung,
5 Lampenfassung und Lampensockel gemäß 4 in Haltestellung,
6 Lampenfassung und Lampensockel gemäß 5 in Seitenansicht,
7 Lampenfassung und Lampensockel gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
8 Lampensockel gemäß 7,
9 Lampenfassung gemäß 8,
10 Lampenfassung und Lampensockel gemäß 7 in Montagestellung,
11 Lampenfassung und Lampensockel gemäß 10 in Haltestellung,
12 Lampenfassung und Lampensocken einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
13 Lampensockel gemäß 12 in perspektivischer Ansicht von unten,
14 Lampenfassung und Lampensockel gemäß 12 in einer Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie I-I in 12.
In den Zeichnungen ist eine Anordnung aus Lampensockel und Lampenfassung insgesamt mit der Bezugziffer 10 bezeichnet. In den 1 bis 6 ist eine solche Anordnung in einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt, in den 7 bis 11 in einer zweiten Ausführungsform. In den Darstellungen zu beiden Ausführungsformen werden gleiche oder analoge Bauteile mit identischen Bezugsziffern versehen. Zunächst erfolgt die Beschreibung der ersten Ausführungsform gemäß den 1 bis 6:
Die Anordnung 10 in 1 umfasst eine Lampenfassung 11 und einen Lampensockel 12.
Der Lampensockel 12 weist zunächst eine Halterung 13 zur Aufnahme eines oder mehrerer Leuchtmittel, insbesondere zur Aufnahme von Leuchtdioden (LED) auf. Im vorliegenden Falle ist die Außenumfangsfläche 14 als Griffelement ausgebildet und weist eine Profilierung auf. Auf der zur Fassung 11 weisenden Unterseite des Lampensockels 12 sind diverse Bauelemente angeordnet, auf welche genauer in der Beschreibung zu 2 eingegangen wird.
Die Lampenfassung 11 weist zunächst einen Kühlkörper 16 auf, der in den Ansprüchen als Wärmeleitelement bezeichnet ist. Der Kühlkörper 16 besteht vorzugsweise aus Aluminium, aber auch andere gut wärmeleitfähige Materialien kommen in Frage. Auch kann der Kühlkörper 16 Teil einer Leuchte und muss nicht als separates Bauteil ausgebildet sein. Der Kühlkörper 16 trägt den Fassungskörper 17, welcher unterschiedliche, in der Zeichnungsbeschreibung zu 3 genauer erläuterte Bauteile in sich vereint.
In 2 ist der Lampensockel 12 in Ansicht auf seine Unterseite 15 dargestellt. Der Lampensockel 12 trägt verschiedene Bauelemente, insbesondere vier Sockelkontaktstifte in Form des ersten Kontaktstiftpaares 18 und des zweiten Kontaktstiftpaares 19. Die Kontaktstiftpaare 18 und 19 dienen mittelbar über korrespondierende Fassungskontakte der Spannungsversorgung der Lampe. Sofern sinnvoll und erwünscht, kann eines der Kontaktstiftpaare 18 oder 19 auch dem Anschluss von Steuerleitungen dienen, um beispielsweise die Lichtfarbe von LED's zu verändern.
Das Sockelzentrum wird von einem in Richtung Lampenfassung 11 gegenüber der Unterseite 15 vorstehenden Zapfen 20 gebildet. Dieser Zapfen 20 bildet das anspruchsgemäße sockelseitige Wärmeleitelement und ist vorliegend kreiszylindrisch ausgebildet. Die zur Lampenfassung 11 weisende Bodenfläche 21 des Zapfens 20 bildet die sockelseitige Wärmeleitfläche 22. Im vorliegenden Fall trägt die sockelseitige Wärmeleitfläche 22 ein Wärmeleitmittel in Form einer Wärmeleitfolie 23. Diese ist auf die sockelseitige Wärmeleitfläche 22 aufgeklebt.
Der Zapfen 20 bildet ein Wipplager 24 aus, in welchem ein Halteelement 25 in Form einer Halteplatte 26 angeordnet ist. Die Halteplatte 26 bildet zwei sich diametral gegenüberliegende Halteflügel 28 aus, die mit fassungsseitigen Magneten zusammen wirken. Der in 2 am Zapfen 20 außen umfänglich angeordnete Nocken 27 dient als Kodiermittel. Hiermit lässt sich die Einsetzposition des Sockels in der Fassung bestimmen.
In 3 ist die Lampenfassung 11 in Ansicht auf ihre dem Lampensockel 12 zugewandte Oberseite dargestellt.
Korrespondierend zu den Kontaktstiftpaaren 18 und 19 des Lampensockels weist der Fassungskörper 17 ein erstes Fassungskontaktpaar 30 und ein zweites Fassungskontaktpaar 31 aus. Die Fassungskontaktpaare 30 und 31 sind in vom Fassungskörper 17 ausbildeten Anschlussgehäusen 32 eingebracht, welche pro Fassungskontakt jeweils eine Einstecköffnung 33 für die elektrische Verbindung einer Anschluss- oder Steuerleitung aufweisen. Das Zentrum des Fassungskörpers 17 wird von einer zentralen Aufnahme 34 für den sockelseitigen Zapfen 20 gebildet.
Die die Aufnahme 34 begrenzende Innenumfangsfläche 35 des Fassungskörpers 17 ist mit Freischnitten 36 versehen. Diese dienen in Verbindung mit den sockelseitigen Nocken 27 als Kodier- bzw. Schlüsselmittel.
Des Weiteren bildet das Fassungsgehäuse 17 zwei Magnethalterungen 37 aus, in denen Permanentmagnete 38 eingesetzt und mittels Senkkopfschrauben am Kühlkörper 16 befestigt sind. Die dem Lampensockel 12 zugewandte Oberseite der Magneten 38 dient als Anlagefläche 40 für die Halteflügel 28 der Halteplatte 26.
Schließlich dient die zum Lampensockel 12 weisende Oberfläche der Anschlussgehäuse 32 und der Magnethalterungen 37 als Gleitfläche 41 für die Halteflügel 28 der Halteplatte 26. Die Bodenfläche 42 der Aufnahme 34, welche durch den Kühlkörper 16 gebildet ist, bildet die fassungsseitige Wärmeleitfläche 43. Dank der Gleitflächen 41 der Fassung 11 lässt sich dass Haltelement 25 bzw. der mit dem Halteelement 25 gekoppelte Lampensockel 12 leicht in der Fassung 11 drehen.
Bei Betrachtung der 1 bis 3 ist offensichtlich, dass Lampenfassung 11 und Lampensockel 12 rotationssymetrisch zu einer senkrecht die Wärmeleitflächen 22 und 43 schneidenden Mittelachse ausgebildet sind.
In 6 ist eine Seitenansicht vom in die Lampenfassung 11 eingesetzten Lampensockel 12 dargestellt. Um Einblick auf die Magnete 38 und den Zapfen 20 zu erhalten, wurde auf die Darstellung des Fassungskörpers 17 verzichtet. Im Folgenden soll zunächst auf das vom Zapfen 20 ausgebildete Wipplager 24 eingegangen werden.
Das Wipplager 24 ist durch einen Freischnitt der Außenumfangsfläche 44 des Zapfens 20 gebildet, in welchem die Halteplatte 26 einliegt. Die Auflagefläche 45 des Wipplagers 24 für die Halteplatte 26 ist in etwa dachförmig ausgebildet, wobei der First 46 die Wipplagerachse definiert. Die Wipplagerachse ist oberhalb der Ebene der Gleitfläche 41 des Fassungskörpers 17 angeordnet, so dass die Halteplatte 26 um die Wippachse verschwenkbar ist. Die Gleitfläche 41, die hier nicht dargestellt ist, liegt etwa Ebenengleich zur Anlagefläche 40 der Magnete 38. Des Weiteren liegt die Wippachse in der Mittelebene zwischen den zwei sich diametral gegenüberliegenden Magneten 38. Dabei ist die Wippachse parallel zu den Wärmeleitflächen 22 und 43 angeordnet und läuft durch die zuvor definierte Mittelachse.
Anhand der 4 bis 6 wird im Folgenden die Funktion der ersten Ausführungsform der Erfindung näher erläutert. in 4 ist der Lampensockel 12 mit seinem Zapfen 20 in die Aufnahme 34 der Lampenfassung 11 eingesetzt. Dabei dienen die außenumfänglichen, zapfenseitigen Nocken 27 und die Freischnitte 36 der fassungskörperseitigen Innenumfangsfläche 17 zumindest einer Einsetzkodierung. Mit Hilfe von Nocken 27 und Freischnitt 36 wird genau eine Position definiert, in welcher Fassung 11 und Sockel 12 aneinander angeordnet werden können. Darüber hinaus kann über diese oder auch andere Kodiermittel beispielsweise eine Leistungsverschlüsselung erfolgen, so dass in eine bestimmte Fassung 11 nur Lampensockel 12 von Lampen mit bestimmter Leistung einsetzbar sind.
Nach Einsetzen des Sockels 12 in die Fassung 11 befindet sich dieser in einer sogenannten Montagestellung gemäß 4. Diese definiert sich dadurch, dass die Halteflügel 28 der Halteplatte 26 außerhalb der Anlagefläche 40 der Permanentmagnete 38 befinden.
Die Halteplatte 26 ist im vorliegenden Falle mit dem Lampensockel 12 drehfest verbunden. Um die Halteflügel 28 in das Magnetfeld der Permanentmagneten 38 zu bewegen ist eine Drehung des Lampensockels 12 relativ zur Lampenfassung 11 in Drehrichtung X notwendig. Dabei gleiten die Halteflügel 28 der Halteplatte 26 auf den Gleitflächen 41 des Fassungskörpers 17, bis sie die in 5 und 6 dargestellte Haltestellung erreichen.
Gleichzeitig mit dem Erreichen der Haltestellung erfolgt auch die Kontaktierung zwischen den Kontaktstiftpaaren 18 und 19 und den Fassungskontaktpaaren 30 und 31. Das Aufeinandertreffen von den im Bereich der Kontaktstiftpaare 18 und 19 angeordneten Anschlagwänden 47 an den Anschlussgehäusen 32 definiert das Ende der Drehbewegung X. Eine derart ausgebildete Begrenzung ist jedoch nicht zwingend erforderlich.
Der Lampensockel 12 kann allein durch die Magnetkräfte in der Fassung 11 gehalten sein. Eine zusätzliche mechanische Verriegelung ist jedoch denkbar.
Lampensockel 12 und Lampenfassung 11 in ihrer Haltestellung gemäß 5 sind noch einmal in 6 in Seitenansicht dargestellt. Wie schon erwähnt ist zur verbesserten Übersicht der Fassungskörper 17 nicht dargestellt.
Aus 6 ist ersichtlich, dass zwischen Halteflügeln 28 der Halteplatte 26 und der Anlagefläche 40 der Permanentmagnete 38 ein Luftspalt 48 in dem das Zentrum bildenden Zapfen 20 nahegelegenen Bereich besteht. Dieser Luftspalt 48 ist bewusst durch Anordnung der Wipplagerachse oberhalb der Anlagefläche 40 hervorgerufen und führt durch die fehlende Anlage der Halteflügel 28 auf den Permanentmagneten 38 zu einem nicht vollständigen Kurzschließen des Magnetfeldes. In Folge dessen existiert eine konstante, die Halteflügel auf die Magneten 38 ziehende Kraft, die für den definierten Anpressdruck zwischen den Wärmeleitflächen 22 und 43 Sorge trägt. Die Anordnung der Wipplagerachse in der Mittelebene zwischen den Magneten 38, die gleichzeitig die Mittelebene des Zapfens 20 bildet, bewirkt eine gleichmäßige Kraftverteilung über die gesamte Ausdehnung der Wärmeleitflächen 22 und 43. So ist ein ausreichend guter Wärmeübergang zwischen dem Lampensockel 12 und der Lampenfassung 11 gewährleistet.
In den 7 bis 11 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Diese umfasst im Wesentlichen die gleichen Bauteile wie die vorbeschriebene erste Ausführungsform, weshalb gleiche Bezugszeichen genutzt werden, soweit Übereinstimmung besteht.
Auch in den 7 bis 11 ist eine Anordnung 10 aus Lampensockel und Lampenfassung dargestellt. Die Lampenfassung ist mit der Bezugsziffer 11 versehen und umfasst einen Fassungskörper 17 sowie einen Kühlkörper 16.
Der Lampensockel 12 bildet wiederum eine Halterung 13 für insbesondere LED's aus, dessen Außenumfangsfläche 14 als Grifffläche – hier unprofiliert – ausgebildet ist. An der zur Fassung 11 weisenden Unterseite 15 des Lampensockels 12 befinden sich eine Reihe weitere Bauteile, die in der nachfolgenden Beschreibung zu 8 näher erläutert werden. Der augenfälligste Unterschied im Vergleich zur 1 ist die bauliche Loslösung des als Halteplatte 26 ausgebildeten Halteelementes 25 vom Lampensockel 12.
8 zeigt den Lampensockel 12 in Ansicht auf seine der Lampenfassung 11 zugewandten Unterseite 15. Auch der Lampensockel 12 der zweiten Ausführungsform umfasst einen zentralen Zapfen 20, der das anspruchsgemäße, sockelseitige Wärmeleitelement darstellt. Die Bodenfläche 21 des Zapfens 20 bildet die sockelseitige Wärmeleitfläche, auf welche eine Wärmeleitfolie 23 zur Verbesserung des Wärmeüberganges aufgeklebt ist.
Im Unterschied zur ersten Ausführungsform weist der Lampensockel 12 der zweiten Ausführungsform unterseitig vier in Reihe nebeneinander angeordnete Sockelkontakte 60 sowie zwei Positionierungsstifte 61 auf. Die Außenumfangsfläche des Zapfens 20 weist auch im zweiten Ausführungsbeispiel Nocken auf. Hierbei handelt es sich jedoch nicht um Nocken zur Kodierung oder Verschlüsselung sondern um umfangsverteilte, mit der Halteplatte 26 zusammenwirkende Haltenocken 62.
Die 11 der zweiten Ausführungsform ist zu vergleichen mit 3 der ersten Ausführungsform. Hier ist die Lampenfassung 11 in Ansicht auf ihre dem Sockel 12 zugewandte Oberseite dargestellt. Der Fassungskörper 17 bildet Magnethalterungen 37 für Permanentmagnete 38 aus, welche mit Senkkopfschrauben 39 auf dem Kühlkörper 16 verankert sind. Ebenengleich mit der Anlagefläche 40 der Magnete 38 für die Halteflügel 28 der Halteplatte 26 bildet der Fassungskörper 17 eine Gleitfläche 41 für die Halteflügel 28 der Halteplatte 26 auf. Auch hier bildet die zentrale Aussparung des Fassungskörpers 17 die Aufnahme 34 für den fassungsseitigen Zapfen 20. Die Bodenfläche 42 der Aufnahme 34 dient als fassungsseitige Wärmeleitfläche und ist Teil der Kühlkörperoberfläche.
Im Unterschied zur Lampenfassung 11 der ersten Ausführungsform bildet der Fassungskörper 17 der Lampenfassung 11 der zweiten Ausführungsform lediglich ein Anschlussgehäuse aus, welches mit der Bezugsziffer 63 versehen ist. In zum Sockel 12 hin offenen Kammern des Anschlussgehäuses 63 sind vier in Reihe nebeneinander und mit den Sockelkontakten 60 korrespondierende Fassungskontakte 64 angeordnet. Einstecköffnungen 65 des Anschlussgehäuses 63 erlauben den elektrischen Verbindung von Versorgungs- oder Steuerleitungen.
Die Gleitfläche 41 ist von Drehanschlägen 66 begrenzt. Zwischen den Drehanschlägen 66 ist die in der zweiten Ausführungsform der Erfindung auf dem Fassungskörper 17 der Lampenfassung 11 gelagerte Halteplatte 26 drehbeweglich angeordnet. Schließlich bildet der Fassungskörper 17 zwei mit den Positionierungsstiften 61 des Sockels 12 korrespondierende Positionierungsöffnungen 67.
Wie bei der ersten Ausführungsform bildet die Halteplatte 26 eine Ringaufnahme 68 für den sockelseitigen Zapfen 20 aus, die mit Freischnitten 69 zum Durchtauchen der Haltenocken 62 des Zapfens 20 beim Einsetzen des Sockels 12 in die Fassung 11 ausgebildet sind. Im Bereich der Freischnitte 69 bildet die Ringaufnahme 68 Schrägflächen 70 aus.
Im Folgenden wird die Funktion der zweiten Ausführungsform erläutert:
Um die in 10 dargestellte Montagestellung von Sockel 12 und Fassung 11 zu erreichen, ist der Lampensockel 12 mit seinen Positionierungsstiften 61 auf die Positionierungsöffnungen 67 der Fassung 11 zu richten und in dieselbe einzusetzen.
Der sockelseitige Zapfen 20 taucht in die fassungsseitige Aufnahme 34 ein, so dass die sockel- und fassungsseitigen Wärmeleitflächen 22 und 43 unter Zwischenlage der Wärmeleitfolie 23 aneinander anliegen. Die Sockelkontakte 60 kontaktieren die Fassungskontakte 64. Die Haltenocken 62 tauchen in die Freischnitte 69 ein und befinden sich in der in 10 dargestellten Montagestellung in einer Voreingriffsstellung mit den Schrägflächen 70.
Wie aus 10 ersichtlich, hat sich die Ausrichtung der Halteplatte 26 gegenüber der 9 nicht verändert. Die Halteflügel 28 liegen außerhalb der Anlageflächen 40 der Permanentmagnete 38. Um die in 11 dargestellte Haltestellung zu realisieren, wird die Halteplatte 26, welche im Gegensatz zur ersten Ausführungsform der Erfindung drehentkoppelt vom Lampensockel gelagert ist, durch alleiniges Drehen in Drehrichtung X erreicht. Um die Handhabung zu erleichtern weisen die Halteflügel 28 der Halteplatte 26 eine profilierte Angriffsfläche 71 auf. Dabei gleiten die Halteflügel 28 auf der vom Fassungskörper 17 ausgebildeten Gleitfläche 41 in etwa quer zur Hauptwirkrichtung des Magnetfeldes der Permanentmagneten 38 in selbiges ein, wie auch bei der ersten, oben dargestellten Ausführungsform.
Durch die Drehbewegung geraten die Schrägflächen 70 mit den Haltenocken 65 in Eingriff, so dass sich die Halteplatte 26 an den Haltenocken 62 in einer Art Schraubbewegung in Richtung Unterseite 15 des Lampensockels 12 bewegt. Hierbei geraten die Haltenocken 62 unter die Halteplatte 26, was zu einer bajonettartigen, zugbelastbaren Verriegelung der Halteplatte 26 am Sockel 12 führt. Danach geraten die Halteflügel 28 der Halteplatte 26 in den Wirkbereich des Magnetfeldes der Magnete 38 und werden von diesen angezogen. Durch die Magnetkraft wird das Halteelement 26, welches aufgrund der durch die Drehbewegung erfolgten bajonettartigen Festlegung mit dem Lampensockel 12 gekoppelt ist, in Richtung Fassung 11 gezogen. Folglich wird die Halteplatte 26 durch die Drehbewegung von einer Stellung mit vergleichsweise geringer Andruckkraft in eine Stellung mit hoher Andruckkraft bewegt. Auf diese Weise wird bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung die erforderliche Flächenpressung zwischen der sockelseitigen Wärmeleitfläche 22 und der fassungsseitigen Wärmeleitfläche 43 sowie die Halterung des Sockels 12 in der Fassung 11 erreicht. Wie bereits zum ersten Ausführungsbeispiel angemerkt, kann die Verbindung von Sockel 12 und Fassung 11 durch die Magnetkräfte realisiert werden, es ist jedoch auch eine ergänzende mechanische Verriegelung denkbar.
In der Haltestellung gemäß 11 befindet sich analog zu 6 wiederum zumindest bereichsweise ein Luftspalt 48 zwischen der Anlagefläche 40 der Magneten 38 und den Halteflügeln 28 der Halteplatte 26.
Eine weitere, alternative Ausführungsform der Erfindung ist in den 12 bis 14 dargestellt. In den 1 bis 11 wird der Lampensockel 12 in etwa in Hauptwirkrichtung des Magneten 38 in die Lampenfassung 11 eingesetzt. In Folge dessen wird das Halteelement 25 rotativ bewegt, um in das Magnetfeld zu gelangen. Zum Festlegen der Lampe in der Fassung 11 wird folglich eine Steck-Drehbewegung ausgeführt.
In den 12 bis 14 wird der Lampensockel 12 quer zur Hauptwirkrichtung der Magneten 38 in die Lampenfassung 11 eingebracht. Es handelt sich hier um eine Schiebebewegung.
12 zeigt zunächst die Lampenfassung 11, umfassend einen Kühlkörper 16, im Sinne des anspruchsgemäßen fassungsseitigen Wärmeleitelementes. Auf dem Kühlkörper 16 ist ein Fassungsköper 17angeordnet, der seitlich offen gestaltet ist. Vertikal zur Kühlkörperoberfläche angeordnete, die seitliche Öffnung begrenzende Stirnwände 80 des Fassungskörpers 17 bilden Fassungskontaktaufnahmen 81 aus, in denen die Fassungskontaktpaare 30 bzw. 31 gelagert sind.
In einem durch den Fassungskörper 17 begrenzten Aufnahmeraum 82 ist ein Magnet 38 auf dem Kühlkörper 16 in vorbeschriebener Weise befestigt.
Der Lampensockel 12 trägt eine Optik 83, unter welcher LED's angeordnet sind. In der perspektivischen Ansicht auf die Sockelunterseite 15 wird deutlich, dass das Sockelgehäuse 84 ein in etwa hufeisenförmiges Wärmeleitelement 85 trägt, dessen zum Kühlkörper gewandte Bodenfläche mit einer Wärmeleitfolie 23 versehen ist. In einer vom Wärmeleitelement gebildeten, Aussparung ist ein Sockelseitiger Permanentmagnet 86 angeordnet. Die Aussparung ist derart dimensioniert, dass der fassungsseitige Permanentmagnet bei eingesetztem Lampensockel 12 hierin Raum findet.
In 14 ist ein Vertikalschnitt durch die Anordnung von Sockel 12 und Fassung 11 gemäß Schnittlinie I-I in 12 dargestellt. Der Lampensockel 12 ist in der Lampenfassung 11 eingesetzt. Die Magnete 38 und 86 sind direkt übereinander angeordnet, zwischen ihnen verbleibt jedoch ein Luftspalt 48, der ein Kurzschließen der Magnetfelder verhindert, Dies gewährleistet den konstanten und definierten Anlagedruck von Wärmeleitelement 85 und Kühlkörper 16 aneinander und sichert so einen sicheren Wärmeübergang vom Lampensockel 12 zur Lampenfassung 11.
Die in den 12 bis 14 dargestellte Ausführungsform lässt sich dahingehend weiterbilden, dass der Kühlkörper 16 zwei oder mehr Magnete 38 trägt, die sockelseitig auf ferromagnetische Halteelemente 25 wirken.
Eine weitere Besonderheit betrifft das Zustandekommen der elektrischen Verbindung der Fassungskontakte der beschriebenen Ausführungsformen. Diese sind im Verhältnis zu Magneten und Haltemitteln derart angeordnet, dass sie einen Kontakt erst eingehen, wenn ein Mindestanlagedruck zwischen den sockel- und fassungsseitigen Wärmeleitflächen 22 und 43 gewährleistet ist. Folglich ist in jedem Falle sichergestellt, dass beim Betrieb der Lampe eine ausreichende Wärmeabfuhr vom Lampensockel 12 zur Lampenfassung 11 gewährleistet ist.
Zusammenfassend wurde eine Anordnung aus Lampenfassung und Lampensockel insbesondere für solche Leuchtmittel beschrieben, bei denen eine Wärmeabfuhr gewünscht ist. Um den Wärmeübergang zwischen Lampensockel und Lampenfassung und deren Wärmeleitflächen zu optimieren ist eine Magnetkupplung vorgesehen, mittels derer ein definierter Anpressdruck zwischen den Wärmeleitflächen realisierbar ist. Gleichzeitig ist es möglich, mit der Magnetkupplung Lampensockel und Lampenfassung betriebssicher aneinander anzuordnen.
Bezugszeichenliste

10: Anordnung aus Lampensockel und Lampenfassung
11: Lampenfassung
12: Lampensockel
13: Halterung
14: Außenumfangsfläche von 13
15: Unterseite von 12
16: Kühlkörper
17: Fassungskörper
18: erstes Kontaktstiftpaar
19: zweites Kontaktstiftpaar
20: Zapfen
21: Bodenfläche von 20
22: sockelseitige Wärmeleitfläche
23: Wärmeleitfolie
24: Wipplager
25: Halteelement
26: Halteplatte
27: Nocken
28: Halteflügel
30: erstes Fassungskontaktpaar
31: zweites Fassungskontaktpaar
32: Anschlussgehäusen
33: Einstecköffnung
34: Aufnahme
35: Innenumfangsfläche von 17
36: Freischnitt von 35
37: Magnethalterungen
38: Permanentmagnete
39: Senkkopfschrauben
40: Anlagefläche
41: Gleitfläche von 17
42: Bodenfläche
43: fassungsseitige Wärmeleitfläche
44: Außenumfangsfläche von 20
45: Auflagefläche
46: First
47: Anschlagwand
48: Luftspalt
60: Sockelkontakte von 12
61: Positionierungsstifte von 12
62: Haltenocken
63: Anschlussgehäuse
64: Fassungskontakte
65: Einstecköffnungen
66: Drehanschlag
67: Positionierungsöffnung
68: Ringaufnahme von 26
69: Freischnitt von 68
70: Schrägflächen
71: Angriffsfläche von 26
80: Stirnwand von 17
81: Fassungskontaktaufnahmen
82: Aufnahmeraum
83: Optik
84: Sockelgehäuse
85: Wärmeleitelement
86: Permanentmagnet von 12
x: Drehrichtung

Claims

Lampensockel (12) zur Halterung und elektrischen Kontaktierung einer Lichtquelle, insbesondere einer LED, mit einem ersten Wärmeleiteleitelement (20) zur Wärmeableitung von der Lichtquelle über eine erste Wärmeleitfläche (22) und Lampenfassung (11) zur Halterung des vorgenannten Lampensockels (12) mit zweiten Wärmeleitelement (16) und einer zweiten Wärmeleitfläche (43) zur Wärmeaufnahme, wobei die erste und zweite Wärmeleitfläche (22, 43) bei Anordnung des Lampensockels (12) in der Lampenfassung (11), gegebenenfalls unter Vermittlung eines Wärmeleitmittels (23), aneinander anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Gewährleistung eines definierten Anlagedrucks zwischen der ersten und der zweiten Wärmeleitfläche (22, 43) ein Wärmeleitelement (16, 20) mit einem Magneten (38) gekoppelt ist, dessen Magnetfeld auf ein mit dem anderen Wärmeleitelement (16, 20) gekoppeltes Haltelement (25) wirkt.
Lampensockel und Lampenfassung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltelement (25) derart gelagert ist, dass bei Anlage der Wärmeleitflächen (22, 43) aneinander zwischen Haltelement (25) und einer Anlagefläche (40) des Magneten (38) für das Haltelement (25) zumindest bereichsweise ein Luftspalt (48) verbleibt.
Lampensockel und Lampenfassung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (25) im Wesentlichen quer zur Richtung des Anlagedrucks der Wärmeleitflächen und/oder quer zur Hauptwirkrichtung des Magnetfeldes in das Magnetfeld einbringbar ist.
Lampensockel und Lampenfassung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitflächen (22, 43) von Fassung (11) und Sockel (12) in einem zentralen Bereich aneinander zur Anlage gelangen und dass zumindest zwei auf das wenigstens eine Haltelement (25) wirkende Magneten (38), bevorzugt einander diametral gegenüberliegend, um diesen zentralen Bereich herum angeordnet sind.
Lampensockel und Lampenfassung nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftspalt (48) zwischen dem Magneten (38) und dem Halteelement (25) zumindest in einem zentrumsnahen Bereich der Anlagefläche (40) verbleibt.
Lampensockel und Lampenfassung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (25) auf einem Wipplager (24) aufsitzt, welches ein Verschwenken des Haltelementes (25) zwischen den Anlageflächen (40) zweier Magnete (38) um eine Wipplagerachse ermöglicht, wobei die Wipplagerachse in einer parallel zur Anlagedruckrichtung gelegenen durch den Mittelpunkt des zentralen Bereiches verlaufenden Ebene angeordnet ist.
Lampensockel und Lampenfassung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampenfassung (11) eine Aufnahme (34) für ein als Zapfen (20) ausgebildetes Wärmeleitelement (20) des Lampensockels (12) ausbildet.
Lampensockel und Lampenfassung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (11) der fassungsseitigen Aufnahme (34) von der Wärmeleitfläche (43) des fassungsseitigen als Wärmesumpf/Kühlkörper ausgebildeten Wärmeleitelementes (16) gebildet ist.
Lampensockel und Lampenfassung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die sockelseitige Wärmeleitfläche (22) von der dem Wärmesumpf zugewandten Unterseite des Zapfens (20) gebildet ist.
Lampensockel und Lampenfassung nach 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (34) der Fassung (11) den zentralen Bereich bildet, in welchem die Wärmeleitflächen (22, 43) aneinander anliegen.
Lampensockel und Lampenfassung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltelement (25) als Halteplatte (26) mit einer Ringaufnahme (68) für den sockelseitigen Zapfen (20) ausgebildet ist.
Lampensockel und Lampenfassung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampenfassung (11) eine Gleitfläche (41) ausbildet, auf welcher das Haltelement (25) im wesentlichen quer zur Richtung des Anlagedrucks bzw. quer zur Hauptwirkrichtung des Magnetfeldes in das Magnetfeld einbringbar ist.
Lampensockel und Lampenfassung nach Anspruch 2 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (40) der Magneten (38) ebenengleich zur Gleitfläche (41) der Lampenfassung (11) angeordnet sind.
Lampensockel und Lampenfassung nach Anspruch 6 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen das Wipplager (24) ausbildet und die Wipplagerachse gegenüber der Anlageebene, die von den Anlagenflächen (40) der Magnete (38) ausgebildet ist, minimal in Richtung Unterseite des Lampensockels (12) versetzt angeordnet ist.
Lampensockel und Lampenfassung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (20) umfangsverteilte und bevorzugt auf einer Umfangslinie angeordnete Nocken (62) aufweist, die der Anordnung des Halteelementes (25) am Zapfen (20) dienen.
Lampensockel und Lampenfassung nach Anspruch 11, 12 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringaufnahme (68) der Halteplatte (26) mit den zapfenseitigen Nocken (62) korrespondierende Freischnitte (69) für eine bajonettartige Festlegung der Halteplatte (26) an dem Zapfen (20) ausbildet.
Lampensockel und Lampenfassung nach Anspruch 2 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringaufnahme (68) im Bereich der Freischnitte (69) mit den Nocken (62) zusammenwirkende Schrägflächen (70) aufweist, mittels derer die Halteplatte (26) von den Anlageflächen (40) der Magnete (38) in Richtung Sockelunterseite (15) beabstandbar ist.
Lampensockel und Lampenfassung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lampensockel quer zur Richtung des Anlagedrucks der Wärmeleitflächen und/oder quer zur Hauptwirkrichtung des Magneten in die Lampenfassung einsetzbar ist.
Lampensockel und Lampenfassung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl Fassung als Auch Sockel einen Magneten tragen, wobei einer der Magneten als Halteelement dient.
Lampensockel und Lampenfassung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneten in einem zentralen Bereich von Socke und Fassung angeordnet sind und dass die Wärmeleitelemente benachbart der Magnete angeordnet sind.
Lampensockel und Lampenfassung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in Reihe angeordnete Magnete zur Gewährleistung des definierten Anlagedrucks dienen.
Lampensockel und Lampenfassung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Lampensockel mittels einer Schiebebewegung in die Fassung eingebracht wird.
Lampensockel und Lampenfassung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass mit Einsetzen des Lampensockels in die Lampenfassung bewegungseinheitlich das Halteelement in das Magnetfeld des Magneten einbringbar ist.
Lampensockel und Lampenfassung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fassungsseitigen und sockelseitigen Anschluß- und/oder Steuerkontakte derart in Relation zu Magnet und Halteelement angeordnet sind, dass diese einen elektrischen Kontakt erst nach erreichen eines definierten Mindestanlagedrucks zwischen den Wärmeleitflächen eingehen.