[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein vorzugsweise röhrenförmiges Leuchtmittel,
insbesondere eine LED-Röhre, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Kit
mit einem solchen.
[0002] Röhrenförmige Leuchtmittel sind bekannt und verbreitet zur Beleuchtung von Räumen,
Hallen, Außenbereichen oder dergleichen. Dies gilt insbesondere für Leuchtstofflampen,
auch Leuchtstoffröhren genannt. Im industriellen Einsatz werden oftmals Betriebszeiten
von acht oder mehr Stunden täglich erreicht. Dies führt sowohl zu einer begrenzten
Lebensdauer der Leuchtmittels als auch zu einem beträchtlichen Stromverbrauch, was
zu hohen Energie- und Wartungskosten führt.
[0003] Leuchtmittel mit Leuchtdioden, auch "Light-Emitting Diodes" oder LEDs genannt, bieten
sowohl eine vielfach längere Betriebszeit als konventionelle Leuchtmittel wie Leuchtstofflampen
als auch eine wesentlich höhere Effizienz, da im Vergleich zu Leuchtstofflampen mit
LEDs ein ähnlicher Lichtstrom mit einer um einen Faktor zwei bis zehn reduzierten
Leistungsaufnahme erreicht werden kann. Aus diesem Grund sind zunehmend Bestrebungen
zu verzeichnen, konventionelle Leuchtmittel wie Leuchtstofflampen durch LED-Leuchtmittel
zu ersetzen.
[0004] Die
US 8,072,124 B2 betrifft ein Leuchtmittel mit Leuchtdioden auf einer Platine in einem röhrenförmigen
Gehäuse. Das Gehäuse weist einerseits eine Wärmeleiteinrichtung zur Kühlung der Leuchtdioden
auf, andererseits ist eine weitere Platine mit einer Ansteuerelektronik vorgesehen,
die in einem separaten Gehäuseteil angeordnet ist. Dies bedingt jedoch verhältnismäßig
große Röhrendurchmesser, was in vielen Fällen unerwünscht ist und zu Inkompatibilitäten
mit bestehenden Fassungen führen kann.
[0005] Die
US 7,988,492 B2 betrifft einen Konnektor zum Anschluss einer Platine mit Leuchtdioden, die in einem
röhrenförmigen Gehäuse angeordnet ist. Mit der Platine verbundene Klemmen werden verwendet,
um Anschlussstifte zu kontaktieren, die zum Anschluss aus dem Gehäuse ragen. Eine
Ansteuerelektronik zum Netzbetrieb ist jedoch nicht ersichtlich.
[0006] Vorbekannte LED-Leuchtmittel zum Betrieb mit Netzspannung weisen einerseits eine
Trägerplatine mit den Leuchtdioden, andererseits eine Ansteuerelektronik zur Versorgung
der Leuchtdioden auf einer separaten Platine auf, die in dem Gehäuse des Leuchtmittels
oder außerhalb angeordnet sein kann.
[0007] Ist die Ansteuerelektronik in dem Gehäuse des Leuchtmittels integriert, müssen Sicherheitsabstände
zwischen der Ansteuerelektronik und der die Leuchtdioden tragenden Platine vorgesehen
sein, um Kurzschlüsse auszuschließen. Dies bedingt insbesondere bei röhrenförmigen
Leuchtmitteln verhältnismäßig große Durchmesser. Alternativ kann die Ansteuerelektronik
außerhalb des Leuchtmittels angeordnet werden, wodurch nur noch die Platinen mit den
Leuchtdioden in dem Gehäuse des Leuchtmittel untergebracht werden muss und auch Bauformen
mit geringeren Durchmessern ermöglicht werden. Dies hat jedoch den Nachteil, dass
eine externe Elektronik installiert, angeschlossen und verstaut werden muss.
[0008] Weiter werden für unterschiedlich lange röhrenförmige Leuchtmittel im Stand der Technik
unterschiedlich lange Trägerplatinen mit Leuchtdioden verwendet, was zu einem hohen
Entwicklungs- und Produktions- und Logistikaufwand bei der Herstellung unterschiedlich
langer Leuchtmittel führt.
[0009] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Leuchtmittel, insbesondere
eine LED-Röhre, anzugeben, wobei eine kompakte Bauform auch bei direkter Eignung des
Leuchtmittels für Netzspannung erreicht werden kann und/oder sich Leuchtmittel unterschiedlicher
Längen flexibler herstellen lassen.
[0010] Die obige Aufgabe wird durch ein Leuchtmittel gemäß Anspruch 1 und durch ein Kit
gemäß Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
[0011] Das vorschlagsgemäße Leuchtmittel, insbesondere eine LED-Röhre, weist mindestens
eine erste Platine und mehrere Leuchtdioden auf, die von der ersten Platine getragen
sind. Ferner weist bzw. nimmt das vorschlagsgemäße Leuchtmittel eine Ansteuerelektronik
zur Versorgung der Leuchtdioden auf, die vorzugsweise zum Betrieb mit Netzspannung
ausgebildet ist. Ein Anschlussmittel ist vorgesehen, um die Ansteuerelektronik an
Netzspannung anzuschließen.
[0012] Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung trägt die erste Platine die
Ansteuerelektronik oder zumindest wesentliche Teile der Ansteuerelektronik. Es wird
also dieselbe Platine verwendet, um sowohl Leuchtdioden als auch die Ansteuerelektronik
zu tragen. Daher kann auf die Anordnung mehrerer Platinen für die Leuchtdioden und
die Ansteuerelektronik nebeneinander bzw. untereinander in einem Gehäuse des Leuchtmittels
verzichtet werden und das Leuchtmittel 1 kann flexibler, kleiner bzw. mit einem geringeren
Durchmesser gestaltet werden kann. Das Leuchtmittel ist also vorzugsweise frei von
gestapelten bzw. nebeneinander oder untereinander angeordneten Platinen.
[0013] Weiter wird das Material für die zusätzliche Platine eingespart und eine fehleranfällige
Kabelverbindung zwischen der Ansteuerelektronik und der Platine mit den Leuchtdioden
kann vermieden werden. Letzteres ist zusätzlich in Hinblick auf den Produktionsaufwand
vorteilhaft, da Verbindungen zwischen unterschiedlichen Platinen in der Regel nicht
automatisiert hergestellt werden können und daher besonders aufwändig sind.
[0014] Ein weiterer, auch unabhängig realisierbarer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft
ein vorschlagsgemäßes Leuchtmittel, das mindestens eine zweite Platine mit mehreren
Leuchtdioden aufweist. Zwischen der ersten, der zweiten und/oder weiteren Platine
ist eine elektrisch leitende Steckverbindung zur Versorgung der Leuchtdioden der zweiten
und/oder weiteren Platine durch die Ansteuerelektronik hergestellt.
[0015] Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise einen flexiblen und/oder modularen Aufbau
des Leuchtmittels, insbesondere wobei durch Anstecken einer zweiten oder weiteren
Platine die Länge des Leuchtmittels flexibel festgelegt werden kann. So können unterschiedliche
Leuchtmittellängen unter Verwendung nur eines Typs oder zweier Typen von Platinen
hergestellt werden. Durch Einsatz der Steckverbindung wird insbesondere erreicht,
dass keine Fehler- und verschleißanfällige Kabelverbindung bzw. aufwändige manuelle
Lötverbindungen hergestellt werden müssen, um die Länge des Leuchtmittels skalieren
zu können. Somit wird durch das vorschlagsgemäße Leuchtmittel eine einfache, kostengünstige,
flexible und zuverlässige Skalierbarkeit, insbesondere der Länge des Leuchtmittels,
erreicht. Zudem kann mit der Steckverbindung eine Mechanische Kopplung bzw. Arretierung
der Platinen zueinander erreicht werden.
[0016] Ferner ist die Kombination der obigen, auch unabhängig realisierbareren Aspekte besonders
vorteilhaft. Insbesondere können durch die Platzierung der Ansteuerelektronik oder
wesentlicher Teile dieser auf der ersten Platine und durch die Verwendung der Steckverbindung
jeweils einen fehleranfälligen Einsatz von Kabelverbindungen vermeidbar machen. In
synergetischer Weise wird durch die Kombination der Aspekte ein besonders robustes,
zuverlässiges und haltbares Leuchtmittel, bevorzugt ganz ohne Kabelverbindungen, ermöglicht.
[0017] Zudem ist die nachteilige Realisierung der Ansteuerelektronik auf einer separaten
Platine im Stand der Technik durch dessen Wiederverwendbarkeit in unterschiedlichen
Leuchtmiffeln bedingt. Das vorschlagsgemäße Leuchtmittel hingegen verwendet bevorzugt
mehrere, insbesondere mit leitenden Steckverbindungen gekoppelte, Platinen mit Leuchtdioden,
von denen mindestens eine, vorzugsweise stirnseitig im Leuchtmittel angeordnete, Platine
zumindest wesentliche Teile der Ansteuerelektronik trägt. Dies erlaubt die Verwendung
derselben Ansteuerelektronik in unterschiedlichen Leuchtmitteln bei gleichzeitig verringertem
Platzbedarf, verbesserter Zuverlässigkeit und einfacherer sowie kostengünstigerer
Montage.
[0018] Ein Kabel bzw. eine Kabelverbindung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein vorzugsweise
flexibler, biegsamer und/oder insbesondere radial und/oder zumindest teilweise mit
einer Isolierung umgebener elektrischer Leiter, der insbesondere zumindest teilweise
frei im Raum verlegbar ist. Beispielsweise kann ein Kabel im Sinne der vorliegenden
Erfindung eine Litze, einen Klingeldraht oder dergleichen sein oder aufweisen. Insbesondere
stellt ein starrer und/oder zumindest teilweise bzw. im Wesentlichen nicht-isolierter,
elektrisch leitender Anschlussstift kein Kabel im Sinne der vorliegenden Erfindung
dar.
[0019] Ein Leuchtmittel im Sinne der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein Mittel
zur Emission elektromagnetischer Wellen im optisch sichtbaren Bereich, das insbesondere
zur Beleuchtung von Räumen, Böden, Wänden, Decken, Objekten, Außenbereichen oder dergleichen
geeignet ist. Das Leuchtmittel ist also bevorzugt dazu geeignet, eine ausreichende
Lichtmenge zur Beleuchtung bereitzustellen, durch Beleuchtung eines Gegenstands dessen
Sichtbarkeit zu verbessern bzw. eine ausreichende Lichtmenge abzugeben, beispielsweise
einen Lichtstrom von mehr als 10 Lumen, vorzugsweise mehr als 100 Lumen, insbesondere
mehr als 300 Lumen, damit diese Lichtmenge auch nach Reflexion durch ein Objekt von
einem menschlichen Auge wahrgenommen werden kann. Ein Leuchtmittel ist daher insbesondere
keine reine Status-LED oder dergleichen, die zwar auch leuchten kann, bei der jedoch
primär bzw. ausschließlich die unmittelbare Lichtemission als Anzeige verwendet wird.
[0020] Eine Platine im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine vorzugsweise ptattenförmige
Anordnung mit einem isolierenden und einem leitenden Material, vorzugsweise wobei
das isolierende Material einen Träger für zumindest eine Leitung aus dem leitenden
Material bildet. Vorzugsweise kann es sich bei der Platine um eine solche für gedruckte
Schaltungen, ein so genanntes "Printed Circuit Board" oder PCB handeln, insbesondere
auf Epoxid-Basis (isolierendes Material) und/oder mit Kupferkaschierung (leitendes
Material).
[0021] Eine Leuchtdiode im Sinne der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein Halbleiterbauelement,
das zur Emission elektromagnetischer Wellen ausgebildet ist, vorzugsweise im vom menschlichen
Auge detektierbaren bzw. sichtbaren Bereich. Sie weist vorzugsweise einen Halbleiterübergang
auf, der in Flussrichtung der Diode mit Strom durchflossen eine Lichtemission bewirkt.
[0022] Weitere Aspekte, Einzelheiten, Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und aus der zeichnerischen Darstellung
und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des vorschlagsgemäßen
Leuchtmittels. Es zeigt:
- Fig. 1
- ein Leuchtmittel gemäß der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 2
- einen ausschnittsweisen Längsschnitt des vorschlagsgemäßen Leuchtmittels gemäß Fig.
1;
- Fig. 3
- einen Querschnitt des vorschlagsgemäßen Leuchtmittels gemäß der Schnittlinie III -
III aus Fig. 2; und
- Fig. 4
- ein vorschlagsgemäßes Starterersatzmittel.
[0023] In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Teile dieselben Bezugszeichen verwendet,
wobei entsprechende oder vergleichbare Eigenschaften und Vorteile erreicht werden
können, auch wenn von einer wiederholten Beschreibung abgesehen worden ist.
[0024] Fig. 1 zeigt ein vorschlagsgemäßes Leuchtmittel 1, das als LED-Röhre ausgebildet
ist. Es weist mindestens eine erste Platine 2 auf. Von der ersten Platine 2 werden
mehrere Leuchtdioden 3 getragen.
[0025] Fig. 2 zeigt einen ausschnittsweisen Längsschnitt des vorschlagsgemäßen Leuchtmittels
1 aus Fig. 1. Die erste Platine 2 weist vorzugsweise auf ihrer Rückseite bzw. auf
der der Leuchtdioden abgewandten Seite eine Ansteuerelektronik 4 auf und/oder trägt
zumindest wesentliche Teile der Ansteuerelektronik 4.
[0026] Es ist jedoch auch möglich, dass die Leuchtdioden 3 und die Ansteuerelektronik 4
zumindest teilweise auf derselben Seite der Platine 2 angeordnet sind. Eine Platzierung
der Ansteuerelektronik 4 auf der den Leuchtdioden 3 abgewandten Seite der Platine
2 ist jedoch bevorzugt, da hierdurch einerseits seitliche Abschattungen der Leuchtdioden
3 durch Bauelemente vermieden werden können und andererseits der ästhetische Eindruck
nicht durch oberflächlich sichtbare elektronische Bauelemente beeinträchtigt wird.
[0027] Das vorschlagsgemäße Leuchtmittel 1 weist ferner ein Anschlussmittel 5 auf, im Darstellungsbeispiel
gebildet durch zwei oder mehr Anschlussstifte 6. Die Stirnseiten des Leuchtmittels
1 sind mit Endkappen 7 verschlossen, die vorzugsweise mindestens eine Durchbrechung
für die Anschlussstifte 6 aufweisen. Es ist ausreichend, wenn Anschlussstifte 6 lediglich
an einer der Stirnseiten des Leuchtmittels 1 vorgesehen und/oder angeschlossen sind.
Für die Kompatibilität des Leuchtmittels 1 ist jedoch ein symmetrischer Aufbau bevorzugt,
bei dem Anschlussmittel 5 auf beiden Stirnseiten vorgesehen sind, welche aber nicht
beide auch angeschlossen werden müssen.
[0028] Das Leuchtmittel 1 weist in einem auch unabhängig realisierbaren Aspekt zusätzlich
zu der ersten Platine 2 mindestens eine zweite Platine 8 mit mehreren Leuchtdioden
9 auf.
[0029] Die erste Platine 2 und die zweite Platine 8 sind durch eine Steckverbindung 10 elektrisch
leitend miteinander verbunden. Vorzugsweise wird über die Steckverbindung 10 eine
Versorgung der Leuchtdioden 9 der zweiten Platine 8 durch die Ansteuerelektronik 4
ermöglicht bzw. realisiert.
[0030] Die Platinen 2, 8 sind vorzugsweise flach und/oder länglich ausgebildet und/oder
zum Einsatz, insbesondere Einschub in ein röhrenförmiges Gehäuse 11 des vorschlagsgemäßen
Leuchtmittels 1 geeignet. Die erste Platine 2 und die zweite Platine 8 können durch
die Steckverbindung 10 vorzugsweise stirnseitig miteinander verbunden werden, insbesondere
elektrisch leitend und/oder mechanisch, beispielsweise klemmend, rastend o.dgl.
[0031] Die Platinen 2, 8 und/oder die Steckverbindung 10 können derart ausgebildet sein,
dass die Platinen 2, 8 zumindest im Wesentlichen in einer Ebene und/oder auf einer
Geraden liegen. Dies erlaubt insbesondere einen Einsatz der mittels der Steckverbindung
10 verbundenen Platinen 2, 8 in das röhrenförmige Gehäuse 11. Besonders bevorzugt
bilden die Längsflanken der Platinen 2, 8 Fluchten zum Einschub und zur Halterung
der Platinen 2, 8 in dem Gehäuse 11.
[0032] Die flachen, länglichen Platinen 2, 8 weisen vorzugsweise eine Längserstreckung auf,
die die Quererstreckung übersteigt, vorzugsweise mehr als Faktor drei oder fünf, insbesondere
mehr als Faktor acht. Weiter weisen die Platinen 2, 8 vorzugsweise eine Stärke des
Platinenmaterials auf, die die Quererstreckung übersteigt, vorzugsweise um mehr als
Faktor fünf, insbesondere mehr als Faktor zehn. Platinen 2, 8 dieser Form sind besonders
geeignet, ein kompaktes, längliches Leuchtmittel 1 zu ermöglichen.
[0033] Es ist ferner bevorzugt, dass die erste Platine 2, die zweite Platine 8 und/oder
die weitere Platine zumindest im Wesentlichen einheitliche Abmessungen aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn die erste Platine 2, die zweite
Platine 8 und/oder die weitere Platine Abmessungen aufweisen, die zwischen 90 % und
100 % des Ergebnisses einer Division von 1,80 m mit einem ganzzahligen Divisor, vorzugsweise
kleiner oder gleich 20, insbesondere 2, 3, 4, 6 und/oder 9, beträgt.
[0034] Beispielsweise kann die Haupterstreckung einer der Platinen 2, 8 größer als 8 cm,
vorzugsweise großer als 13 cm, insbesondere größer als 27 cm und/oder höchstens 60
cm, vorzugsweise höchstens 30 cm, insbesondere zwischen 12 und 15 cm, zwischen 27
cm und 30 cm und/oder zwischen 54 cm und 60 cm betragen. Hierdurch wird ein modularer
Aufbau und eine flexible Skalierung der Länge des vorschlagsgemäßen Leuchtmittels
1 begünstigt. Besonders bevorzugt sind Haupterstreckungen der Platinen 2, 8 von etwa
9 cm bis 10 cm, 14 cm bis 15 cm, 19 cm bis 20 cm und/oder 29 cm bis 30 cm, da mit
diesen Längen eine modulare Realisierung typischer bzw. genormter Leuchtmittellängen
besonders effektiv erreicht werden kann.
[0035] Die Steckverbindung 10 kann mindestens zwei voneinander isolierte leitende Verbindungen,
insbesondere mit Steckern, Buchsen, Klammem und/oder Klemmen, aufweisen. Dies ermöglicht
die Versorgung der Leuchtdioden 9 in der zweiten Platine 8 mittels eines Stromkreises
bzw. durch die Ansteuerelektronik 4.
[0036] Die Steckverbindung 10 kann mehrteilig ausgebildet sein, insbesondere mit mindestens
einem Stecker und einer Buchse. Besonders bevorzugt ermöglicht die Steckverbindung
10 sowohl eine elektrische Verbindung der Platinen 2, 8 miteinander als auch eine
mechanische Halterung der Platinen 2, 8 aneinander. Die Steckverbindung 10 kann zwischen
den Platinen 2, 8 und/oder auf der den Leuchtdioden 3, 9 zugewandten Seite (Oberseite)
der Platinen 2, 8 angeordnet sein. Bevorzugt ist jedoch eine Anordnung der Steckverbindung
10 auf der den Leuchtdioden 3, 9 abgewandten Seite der Platinen 2, 8 (Unterseite).
Hierdurch können seitliche Abschattungen der Leuchtdioden 3, 9 durch die Steckverbindung
10 vermieden werden. Die Steckverbindung 10 kann zumindest auf der gleichen Seite
der jeweiligen Platine 2, 8 in Bezug auf die Leuchtdioden 3, 9 angeordnet sein.
[0037] Alternativ oder zusätzlich kann die Steckverbindung 10 auch auf der der den Leuchtdioden
3, 9 zugewandten Seite der Platinen 2, 8 angeordnet sein. Dies ermöglicht beispielsweise,
dass die zweite Platine 8 oder eine weitere Platine lediglich einseitig bzw. einlagig
mit leitenden Strukturen ausgebildet sein braucht. Zumindest die erste Platine 2 ist
jedoch vorzugsweise doppelseitig oder mehrlagig mit elektrisch leitenden Strukturen
versehen, die vorzugsweise zumindest teilweise einerseits das Anschlussmittel 5 mit
der Ansteuerelektronik 4 elektrisch leitend verbinden, andererseits die Zuleitungen
von der Ansteuerelektronik 4 zu den Leuchtdioden 3, 9 bilden. Ferner können Durchkontaktierungen
12 zwischen den Leuchtdioden 3, 9 zugewandten und abgewandten Seiten zumindest einer
der Platinen 2, 8 vorgesehen sein. Dies erlaubt eine elektrisch leitende Verbindung
zwischen der Ober- und Unterseite der Platinen 2, 8 bzw. zwischen der Ansteuerelektronik
4 und den Leuchtdioden 3, 9 zur Stromversorgung.
[0038] Die Verwendung von beidseitig zumindest teilweise mit Metall, insbesondere Kupfer,
belegten Platinen 2, 8 ist auch deshalb bevorzugt, da hierdurch eine verbesserte Wärmeverteilung
und -ableitung erreicht werden kann. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung
sind alle Platinen 2, 8 zumindest teilweise, insbesondere jeweils zu mindestens 40
%, vorzugsweise 50 %, insbesondere 60 %, beidseitig mit Metall belegt, insbesondere
mit Kupfer oder Kupferlegierungen. Ferner ist bevorzugt, dass die Metallisierungen
bzw. leitenden Strukturen zumindest im Wesentlichen mit einer isolierenden Schutzschicht
abgedeckt sind. Hierdurch kann die Kurzschlussfestigkeit verbessert und Korrosion
vorgebeugt werden.
[0039] In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die Steckverbindung 10
mehr als zwei elektrische Kontakte zwischen den Platinen 2, 8 herstellt. Insbesondere
auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, Teile der Ansteuerelektronik 4 von
der ersten Platine 2 auf die zweite Platine 8 auszulagern bzw. die Ansteuerelektronik
4 oder Teile hiervon insbesondere entsprechend der Gesamtzahl von Leuchtdioden 3,
9 zu skalieren. Es ist also möglich, dass durch Anstecken der zweiten Platine 8 und/oder
weiteren Platine an die erste Platine 2 die Ansteuerelektronik 4 automatisch angepasst
bzw. skaliert wird.
[0040] Die Ansteuerelektronik 4 ist vorzugsweise zum Betrieb bei Netzspannung ausgebildet.
Netzspannung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Spannung, die beispielsweise
zwischen 80 und 800 V, insbesondere bei 230 V, 380 V oder 110 V Wechselstrom liegen
kann und/oder über die Hausinstallation o.dgl. zur Verfügung steht. Es ist also bevorzugt,
dass die Ansteuerelektronik 4 einen Betrieb des Leuchtmittels 1 am öffentlichen Stromnetz
erlaubt. Insbesondere ermöglicht die Ansteuerelektronik 4 einen Betrieb des Leuchtmittels
1 unmittelbar in standardisierten Leuchtmittelfassungen für den Netzbetrieb. Das Leuchtmittel
1 aus Fig. 1 kann beispielsweise in eine Leuchtstofflampenfassung eingesetzt und in
dieser betrieben werden. Alternative Leuchtmittelformen und/oder eine Kompatibilität
zu anderen Fassungstypen ist alternativ oder zusätzlich möglich.
[0041] Zum Betrieb der Leuchtdioden 3, 9 mit Netzspannung kann die Ansteuerelektronik 4
dazu ausgebildet sein, einen bestimmten Strom bereitzustellen, der vorzugsweise mit
den Spezifikationen der Leuchtdioden 3, 9 vereinbar ist. Ein solcher Strom kann beispielsweise
zwischen 1 mA und 200 mA, insbesondere zwischen 20 und 120 mA pro Leuchtdiode 3, 9
oder Reihenschaltung dieser liegen. Insbesondere kann die Ansteuerelektronik 4 dazu
ausgebildet sein, eine Spannung zum Betrieb der Leuchtdioden 3, 9 derart zu beeinflussen,
dass die Leuchtdioden 3, 9 mit einem zumindest im Wesentlichen konstanten Strom versorgt
werden. Hierzu kann die Ansteuerelektronik 4 eine Steuer- oder Regelung aufweisen,
insbesondere einen Konstantstromregler "CCR". Bauelemente, Steckverbinder 10 und/oder
Leuchtdioden 3, 9 in SMD-Form sind aufgrund der einfacheren und kostengünstigeren
Produktion bevorzugt.
[0042] Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Leuchtdioden 3, 9 durch
die Ansteuerelektronik 4 derart unabhängig voneinander angesteuert, dass bei Ausfall
einer der Leuchtdioden 3, 9 die Funktion weiterer Leuchtdioden 3, 9 oder Gruppen der
Leuchtdioden 3, 9 nicht beeinträchtigt ist. Beispielsweise können Leuchtdioden 3,
9 oder Gruppen von Leuchtdioden 3, 9 parallel zueinander durch die Ansteuerelektronik
4 versorgt werden. In diesem Fall blockiert ein Ausfall einer Leuchtdiode 3, 9 bzw.
einer Gruppe von Leuchtdioden 3, 9 die hierzu parallel angesteuerten Leuchtdioden
3, 9 nicht.
[0043] Das Anschlussmittel 5, insbesondere mindestens ein Anschlussstift 6, kann an der
ersten Platine 2 befestigt und/oder mit der Platine 2 vorzugsweise elektrisch leitend
verbunden sein. Dies ermöglicht eine stabile Halterung des Anschlussmittels 5 durch
die erste Platine 2, wodurch auf eine feste Halterung des Anschlussmittels 5 an der
Endkappe 7 und/oder auf eine fehleranfällige Kabelverbindung zwischen einer der Platinen
2, 8 und dem Anschlussmittel 5 verzichtet werden kann. Es ist bevorzugt, dass das
Leuchtmittel 1 Kabelfrei aufgebaut ist, da hierdurch die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit
des Leuchtmittels 1 verbessert werden kann.
[0044] Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der auch unabhängig realisiert
werden kann, ist die Ansteuerelektronik 4 bzw. das Leuchtmittel 1 transformatorfrei.
Transformatoren werden zur Wandlung von Netzspannung in niedrigere, einfacher handhabbare
Spannungen verwendet. Die Verwendung von Transformatoren hat jedoch den Nachteil,
dass durch die begrenzte magnetische Verkopplung der Transformatorwicklungen und durch
Kemverluste verhältnismäßig große Verlustleistungen durch die Transformation auftreten,
was sowohl den Wirkungsgrad des Leuchtmittels 1 reduziert als auch zu einer verhältnismäßig
starken Erwärmung des Leuchtmittels 1 führt. Die zusätzliche Erwärmung bedingt Aufwand
und Einrichtungen wie Kühlkörper zur Abfuhr der Wärme und schränkt ferner die Auswahl
möglicher Materialien ein. Die vorliegende Erfindung geht einen anderen Weg und verzichtet
vorzugsweise auf Transformatoren. Stattdessen wird insbesondere gleichgerichtete Netzspannung
unmittelbar zur Versorgung eines Konstantstromreglers oder DC-DC-Wandlers eingesetzt,
um die Leuchtdioden 3, 9 zu versorgen. Hierdurch kann die Effizienz des Leuchtmittels
1 verbessert werden, insbesondere da durch Wegfall der Transformatorverluste mit gleicher
Stromaufnahme eine bessere Lichtausbeute oder bei gleicher Lichtausbeute eine geringere
Stromaufnahme realisiert werden kann.
[0045] Ferner ist bevorzugt, dass die Ansteuerelektronik 4 zumindest ausgangsseitig ausschließlich
mit nicht-elektrolytischen Kondensatoren aufgebaut ist. Elektrolytische Kondensatoren
bieten den Vorteil einer sehr hohen Kapazitätsdichte und geringeren Herstellungskosten
in Bezug auf die Kapazität. Deshalb ist es üblich, elektrolytische Kondensatoren insbesondere
zur Stabilisierung der Versorgungsspannung für die Leuchtdioden 3, 9 zu verwenden.
Nicht-elektrolytische Kondensatoren, insbesondere Keramikschichtkondensatoren, Folienschichtkondensatoren
oder dergleichen, sind bezogen auf die Kapazität teurer in der Herstellung und wurden
daher bisher vermieden, insbesondere wenn zur Stabilisierung der Versorgungsspannung
für Leuchtdioden 3, 9 große Kapazitätswerte erreicht werden sollten. Es wurde nämlich
davon ausgegangen, dass nur mit einem in Bezug auf die Kapazität kostengünstigen Kondensator
auch ein kostengünstiges Leuchtmittel 1 erzielt werden kann. Dieses Vorurteil überwindet
die vorliegende Erfindung und setzt bevorzugt zumindest ausgangsseitig in der Ansteuerelektronik
4 ausschließlich nicht-elektrolytische Kondensatoren ein.
[0046] Es hat sich nämlich in überraschender Weise gezeigt, dass nicht-elektrolytische Kondensatoren
neben besseren Hochfrequenzeigenschaften, die vorliegend weniger relevant sind, auch
bei niedrigeren Frequenzen wesentlich verlustärmer sind als elektrolytische Kondensatoren.
Durch Einsatz nicht-elektrolytischer Kondensatoren lässt sich die Wärmeentwicklung
durch die Ansteuerelektronik 4 reduzieren, was einen signifikant reduzierten Material-
und Produktionseinsatz für die Kühlung des vorschlagsgemäßen Leuchtmittels 1 ermöglicht.
Ferner ermöglicht die reduzierte Wärmeentwicklung in dem Leuchtmittel 1 die Verwendung
von Materialien, die in Bezug auf die Umgebungstemperatur empfindlicher, dafür jedoch
günstiger, besser zu verarbeiten oder auf sonstige Weise der Funktion oder der Herstellungskosten
des Leuchtmittels 1 zuträglich sind. Zudem führen nicht-elektrolytische Kondensatoren
zu dem Vorteil, dass kein Elektrolyt vorliegt, das austrocknen und hierdurch zu einem
Defekt des Leuchtmittels 1 führen kann, was eine häufige Fehlerquelle darstellt. Die
Verwendung ausschließlich nicht-elektrolytischer Kondensatoren in dem Leuchtmittel
1, für das Leuchtmittel 1 und/oder in der Ansteuerelektronik 4, insbesondere ausgangsseitig,
ermöglicht also eine verbesserte Haltbarkeit des Leuchtmittels 1.
[0047] Fig. 3 zeigt einen Querschnitt des Leuchtmittels 1 gemäß der Schnittlinie III-III
aus Fig. 2. Ein auch unabhängig realisierbarer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft
eine zumindest im Wesentlichen transparente bzw. lichtdurchlässige Abdeckung 13 des
Gehäuses 11, die besonders bevorzugt Polymethylmethacrylat - PMMA - aufweist oder
aus PMMA besteht. Das Gehäuse 11 kann also PMMA aufweisen oder zumindest im Wesentlichen
aus PMMA bestehen.
[0048] Eine PMMA-Abdeckung 13 zeichnet sich durch eine herausragende Transmissionseigenschaft
für sichtbares Licht aus, weist eine hohe UV-Beständigkeit und gute Stoßeigenschaften
auf und vergilbt im Gegensatz zu üblichen Abdeckungen aus Polycarbonat nicht. Bisher
wird Polycarbonat wegen seiner höheren Temperaturbeständigkeit eingesetzt, hat jedoch
schlechtere Transmissionseigenschaften und vergilbt bereits nach kurzer Zeit. Mit
einer PMMA-Abdeckung lässt sich folglich ein stoßfestes Leuchtmittel 1 mit verbesserter
UV-Beständigkeit realisieren, dessen Leuchtkraft und Effizienz aufgrund verbesserter
Transmissionseigenschaften der Abdeckung verbessert ist und dessen Funktion zudem
nicht aufgrund von Vergilbungseffekten mit der Zeit degradiert wird. Durch Einsatz
der Abdeckung aus PMMA kann also die Effizienz des Leuchtmittels 1 dadurch verbessert
werden, dass durch die herausragenden Transmissionseigenschaften der Abdeckung abgestrahlte
Lichtleistung vergrößert werden kann.
[0049] Eine Voraussetzung ist jedoch, dass die Temperatur des Leuchtmittels 1 gering genug
gehalten werden kann, dass ein Einsatz von PMMA möglich ist. Eine aktive Kühlung und/oder
eine vergrößerte Kühloberfläche des Gehäuses sind zwar möglich, bedeuten jedoch einen
hohen zusätzlichen Material- und Arbeitsaufwand. Die vorliegende Erfindung bevorzugt
stattdessen oder zusätzlich eine transformatorfreie und/oder zumindest ausgangsseitig
ausschließlich mit nicht-elektrolytischen Kondensatoren aufgebaute Ansteuerelektronik
4, insbesondere wie eingangs beschrieben. Hierdurch kann die Wärmeentwicklung in dem
Leuchtmittel 1 soweit reduziert werden, dass keine zusätzlichen Kühloberflächen benötigt
werden. Eine Kombination der Abdeckung aus PMMA mit der Ansteuerelektronik 4, die
transformatorfrei ist und/oder zumindest ausgangsseitig ausschließlich mit nicht-elektrolytischen
Kondensatoren aufgebaut ist, ist also besonders vorteilhaft, da hierdurch ein sowohl
besonders sparsames als auch besonders helles Leuchtmittel 1 ermöglicht wird.
[0050] Eine zweite Abdeckung 14 kann mit der lichtdurchlässigen Abdeckung 13 verbunden sein,
insbesondere klemmend und/oder rastend bzw. formschlüssig und/oder kraftschlüssig.
Die zweite Abdeckung 14 ist bevorzugt aus einem wärmeableitenden Material, insbesondere
Aluminium, Stahl oder dergleichen, kann aber auch PMMA und/oder Polycarbonat (PC)
aufweisen oder hieraus bestehen. Die zweite Abdeckung 14 kann ein Mittel, insbesondere
eine Nut 15, zur Aufnahme, zum Einschub und/oder zur Halterung der Platinen 2, 8 aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich können die Platinen 2, 8 auch durch oder mit der lichtdurchlässigen
Abdeckung 13 gehalten werden. Ferner kann die zweite Abdeckung 14 Riefen, Wülste oder
Kühlrippen aufweisen, insbesondere außenseitig und/oder längs zum Gehäuse 11, um die
Wärmeableitung in die Umgebung zur Kühlung des Leuchtmittels 1 zu fördern.
[0051] Gemäß einem weiteren, auch unabhängig realisierbaren Aspekt der vorliegenden Erfindung
kann das Gehäuse 11, die transparente bzw. lichtdurchlässige Abdeckung 13, die zweite
Abdeckung 14 und/oder die Abschlusskappen 7 aus Kunststoff, insbesondere PMMA und/oder
Polycarbonat bestehen oder PMMA bzw. Polycarbonat aufweisen. Ferner ist es möglich,
dass das Gehäuse 11, die Abdeckung 13, die zweite Abdeckung 14 und/oder mindestens
eine der Abschlusskappen 7 einstückig ausgebildet sind. Insbesondere können die Abdeckung
13 und die zweite Abdeckung 14 einteilig und/oder aus dem gleichen Material gebildet
sein, insbesondere als Abschnitt eines PMMA-Rohrs. Das gesamte Gehäuse 19 und/oder
die Abschlusskappen 7 können aus Kunststoff bestehen. Dies erlaubt ein besonders robustes
Leuchtmittel, dass auch in mehrere Richtungen gleichzeitig Licht emittieren oder dicht
gegenüber Wasser oder sonstigen Chemikalien sein kann.
[0052] Der Einsatz von PMMA für das vorzugsweise gesamte Gehäuse 11 ist besonders bevorzugt,
da mit PMMA ein Leuchtmittel 1 ermöglicht wird, das zumindest im Wesentlichen nicht
vergilbt und/oder UV beständig ist. Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse 11 bzw.
die zweite Abdeckung 14 metallfrei und/oder kühlrippenfrei ist. Insbesondere kann
das Gehäuse 11 zumindest im wesentlichen riefenfrei, furchenfrei und/oder glatt ausgebildet
sein. Hierbei kann vorgesehen sein, dass ein Radius des Gehäuses 11, der durchsichtigen
bzw. lichtdurchlässigen Abdeckung 13 und/oder der zweiten Abdeckung 14 eine äußere
Oberfläche aufweist, die in Bezug auf einen Radius im Querschnitt eine Varianz bzw.
Abweichung von einem mittleren Radius geringer als 10%, vorzugsweise geringer als
2%, insbesondere geringer 1 % aufweist, und/oder weniger als 1 mm, vorzugsweise weniger
als 0,7 mm, insbesondere weniger als 0,5 mm.
[0053] Das Leuchtmittel 1 bzw. das Gehäuse 11 kann die Form einer lang gestreckten Röhre
haben, insbesondere mit einer Länge größer als 25 cm, geringer als 200 cm, im Wesentlichen
30 cm, 45 cm, 60 cm, 90 cm, 120 cm, 150 cm oder 180 cm und/oder mit im Wesentlichen
rundem Querschnitt, vorzugsweise größer als 7mm, insbesondere größer als 15 mm und/oder
geringer als 40 mm, vorzugsweise geringer als 30 mm, insbesondere zumindest im Wesentlichen
zwischen 16 und 28 mm.
[0054] Ferner kann vorgesehen sein, dass unterschiedliche Platinen 2, 8 des Leuchtmittels
1 die Ansteuerelektronik 4 oder wesentliche Teile hiervon und das Anschlussmittel
5 tragen. Bevorzugt ist jedoch die Platzierung der Ansteuerelektronik 4 auf der ersten
Platine 2 des Leuchtmittels gemeinsam mit dem Anschlussmittel 5. Zudem ist bevorzugt,
dass die erste Platine 2 in dem Gehäuse 11 stirnseitig angeordnet ist, was einen Netzanschluss
vereinfacht. Es sind aber auch andere Lösungen denkbar, insbesondere wobei die Netzspannung
mittels der Steckverbindung 10 oder dergleichen auf eine weitere Platine 2, 8 übertragen
wird.
[0055] Die Ansteuerelektronik 4 ist bevorzugt nur auf einer Seite, insbesondere auf derselben
Seite wie das Anschlussmittel 5, der ersten Platine 2 angeordnet. Hierdurch können
Netzspannungsbereiche von Verbraucherbereichen der Platinenmetallisierungen getrennt
auf unterschiedlichen Seiten der Platinen 2, 8 angeordnet werden, was vorteilhaft
für die Betriebssicherheit ist.
[0056] Ein weiterer, auch unabhängig realisierbarer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft
ein Kit mit dem vorschlagsgemäßen Leuchtmittel 1 und mit einem Starterersatzmittel
16, insbesondere wie in Fig. 4 dargestellt. Das Starterersatzmittel 16 ist vorzugsweise
dazu ausgebildet, das Leuchtmittel 1 bzw. die Ansteuerelektronik 4 des Leuchtmittels
1 mit Netzspannung zu versorgen, also mit dem Stromnetz zu verbinden. Das Leuchtmittel
1 und das Starterersatzmittel 16 sind vorzugsweise zum Einsatz in einer Leuchtstofflampenfassung
ausgebildet. Bei dem Starterersatzmittel 16 kann es sich insbesondere um eine Kurzschlussbrücke
oder dergleichen handeln. Das Starterersatzmittel 16 kann einen Anschluss 17 aufweisen,
der zu der Starteraufnahme einer Leuchtstofflampenfassung oder einem sonstigen Sockel
für einen Starter kompatibel ist. Das Starterersatzmittel 16 wird also bevorzugt zum
Ersatz eines Starters und/oder das Leuchtmittel 1 in als Ersatz für eine Leuchtstofflampe
verwendet. Entsprechend sind die Bauformen und Anschlüsse von Leuchtmittel 1 und Starterersatzmittel
16 vorzugsweise kompatibel zu den Schnittstellen einer Leuchtstofflampenfassung.
[0057] Einzelne Aspekte der vorliegenden Erfindung können auch unabhängig voneinander und
in beliebiger Kombination realisiert bzw. verwendet werden, wobei zumindest teilweise
ähnliche oder sonstige Eigenschaften oder Vorteile wie die beschriebenen erreicht
werden können.
[0058] Insbesondere ist es vorteilhaft, die auf der Unterseite der ersten Platine 2 angeordnete
Ansteuerelektronik 4 transformatorfrei und/oder elektrolytkondensatorfrei auszubilden.
Dies ermöglicht eine kleine Bauform, wobei die verringerte Verlustleistung trotzdem
ausreichend auch über eine entsprechend kleinere Gehäuseoberfläche abgeführt werden
kann. Ferner ist es vorteilhaft, die Abdeckung 13 mit PMMA mit vorzugsweise ausschließlich
doppelseitig metallisierten Platinen 2, 8 zu verwenden, da die hierdurch verbesserte
Wärmeabfuhr für die Haltbarkeit, insbesondere des PMMA, zuträglich ist. Entsprechendes
gilt für eine Kombination der Ansteuerelektronik 4 mit Elektrolytkondensatoren mit
einem oder mehreren der voranstehenden, vorzugsweise zu Reduktion der Verlustleistung
geeigneten Aspekte, insbesondere mit einer transformatorfreien Ansteuerelektronik
4 bzw. mit doppelseitiger Metallisierung der Platinen 2, 8. Hierbei kann durch Reduktion
der Leuchtmitteltemperatur die Lebensdauer der Elektrolytkondensatoren und des Leuchtmittels
1 verbessert werden. Dies sind jedoch lediglich Beispiele für eine Vielzahl von vorteilhaften
Kombinationen unterschiedlicher Aspekte der vorliegenden Erfindung.
Bezugszeichenliste:
[0059]
- 1
- Leuchtmittel
- 2
- erste Platine
- 3
- Leuchtdiode
- 4
- Ansteuerelektronik
- 5
- Anschlussmittel
- 6
- Stift
- 7
- Abschlusskappe
- 8
- zweite Platine
- 9
- Leuchtdioden
- 10
- Steckverbindung
- 11
- Gehäuse
- 12
- Durchkontaktierungen
- 13
- lichtdurchlässige Abdeckung
- 14
- zweite Abdeckung
- 15
- Nut
- 16
- Starterersatzmittel
- 17
- Anschluss
1. Leuchtmitkel (1), insbesondere LED-Röhre,
mit mindestens einer ersten Platine (2),
mit mehreren Leuchtdioden (3) getragen von der ersten Platine (2),
mit einer Ansteuerelektronik (4) zur Versorgung der Leuchtdioden (3), und
mit einem Anschlussmittel (5) zum Anschluss der Ansteuerelektronik (4) an Netzspannung,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Platine (2) die Ansteuerelektronik (4) oder zumindest wesentliche Teile
der Ansteuerelektronik (4) trägt; und
dass das Leuchtmittel (1) mindestens eine zweite Platine (8) mit mehreren Leuchtdioden
(9) aufweist und dass zwischen den Platinen (2, 8) eine elektrisch leitende Steckverbindung
(10) zur Versorgung der Leuchtdioden (9) der zweiten Platine (8) durch die Ansteuerelektronik
(4) hergestellt ist.
2. Leuchtmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Platine (2) stirnseitig im Leuchtmittel (1) angeordnet ist.
3. Leuchtmittel gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (1) ein röhrenförmiges Gehäuse (11) aufweist und die Platinen (2,
8) zum Einschub in das Gehäuse (11) ausgebildet sind.
4. Leuchtmittel gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platinen (2, 8) eine Längserstreckung aufweisen, die die Quererstreckung um mehr
als Faktor drei übersteigt.
5. Leuchtmittel gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (1) die erste Platine (2), die zweite Platine (8) und eine weitere
Platine aufweist, die zumindest im Wesentlichen einheitliche Abmessungen aufweisen.
6. Leuchtmittel gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Platine (8) dazu ausgebildet ist, durch Anstecken an die erste Platine
(2) die Ansteuerelektronik (4) automatisch entsprechend der Gesamtzahl von Leuchtdioden
(3, 9) zu skalieren.
7. Leuchtmittel gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platinen (2, 8) länglich ausgebildet und durch die Steckverbindung (10) stirnseitig
miteinander verbunden sind.
8. Leuchtmittel gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platinen (2, 8) zumindest im Wesentlichen in einer Ebene und/oder auf einer Geraden
liegen.
9. Leuchtmittel gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platinen (2, 8) zumindest im Wesentlichen gleiche Abmessungen und/oder jeweils
eine Haupterstreckung aufweisen, die zwischen 90 % und 100 % des Ergebnisses einer
Division von 180 cm mit einem ganzzahligen Divisor kleiner oder gleich 20 beträgt.
10. Leuchtmittel gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerelektronik (4) zumindest im Wesentlichen auf der der Leuchtdioden (3,
9) abgewandten Seite der ersten Platine (2) angeordnet ist.
11. Leuchtmittel gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Ansteuerelektronik (4) mehrere Leuchtdioden (3, 9) derart unabhängig voneinander
ansteuerbar sind, dass bei Ausfall einer der Leuchtdioden (3, 9) die Funktion weiterer
Leuchtdioden (3, 9) oder Leuchtdiodengruppen nicht beeinträchtigt ist.
12. Leuchtmittel gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussmittel (5) an der ersten Platine (2) befestigt ist und/oder elektrisch
leitfähige Stifte (6) zur elektrischen Kontaktierung einer Leuchtstoffröhrenfassung
aufweist.
13. Leuchtmittel gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (1) kabelfrei ausgebildet ist, dass die Ansteuerelektronik (4) transformatorlos
und/oder zumindest ausgangsseitig ausschließlich mit nicht-elektrolytischen Kondensatoren
aufgebaut ist.
14. Leuchtmittel gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (1) ein vorzugsweise röhrenförmiges Gehäuse (11) und/oder eine Abdeckung
(13) aus Polymethylmethacrylat aufweist.
15. Kit mit einem Leuchtmittel (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche und mit einem
Starterersatzmittel (16) für eine Leuchtstoffröhrenfassung, wobei das Starterersatzmittel
(16) eine Versorgung der Ansteuerelektronik (4) des Leuchtmittels (1) mit Netzspannung
ermöglicht.