[0001] Die Erfindung betrifft, gemäß Patentanspruch 1, ein verkettbares, vollvergossenes,
flexibles Leuchtdiodenband. Weiterhin betrifft die Erfindung, gemäß Patentanspruch
13, ein Verfahren zu dessen Herstellung.
[0002] Lichtschläuche meist flexibler Art, insbesondere zu Dekorationszwecken und Werbezwecken
sind seit langem bekannt. Beispielsweise ist aus der
DE 102 43 948 A1 ein flexibler Lichtschlauch und dessen Anwendung in einem Leuchtkörper bekannt, welcher
vorzugsweise in der Lichtwerbung auf der Basis von LEDs benutzt wird. Im Einzelnen
sind innerhalb eines lichtdurchlässigen Plasteschlauches zwei Kabel als Plusschiene
und als Minusschiene geführt und zwischen der Plusschiene und der Minusschiene sind
mindestens zwei oder mehrere als Parallelschaltung angeordnete Gruppen von mindestens
zwei oder mehrere in Reihe geschalteten LEDs elektrisch miteinander und mit einem
Vorwiderstand verbunden. Alle LEDs sind mit ihrer Lichtaustrittsseite in eine Richtung
gerichtet und einzelne Abschnitte innerhalb des Plasteschlauches sind mit zusätzlichen
Schlauchstücken, vorzugsweise ein Schrumpfschlauch, zwischen den LEDs versehen, wobei
diese Schlauchstücke die Plusschiene, die Minusschiene und das Verbindungskabel zwischen
den LEDs umfassen und eine bessere Fixierung der LEDs und der Verbindungsdrähte innerhalb
des Lichtschlauches ermöglichen, ohne dass die Flexibilität des Lichtschlauches behindert
wird. Schließlich sind die Hohlräume innerhalb des Plasteschlauches mit einem transparenten,
elastischen Kunststoff verfüllt, wodurch ein weiterer Sperreffekt gegen eindringende
Feuchtigkeit erzielt wird. Auf einer Seite des Leuchtkörpers, welcher aus einem Kunststoffkörper
besteht, ist mindestens eine Nut eingefräst, in die der Lichtschlauch als Lichtquelle
eingelegt und mit einem Kunstharz vergossen oder angeklebt ist. Um eine breitere Lichtausbreitung
zu realisieren weiten sich die Nutwände der Nut nach außen hin auf.
[0003] Weiterhin ist aus der
DE 201 19 861 U1 ein flexibler transparenter Lichtschlauch aus Kunststoff bekannt, bei dem die Schlauchwand
des flexiblen transparenten Schlauches mit einem strangförmigen biegbaren und nach
Verbiegen die Form beibehaltenden Verstärkungselement verbunden ist. Das Verstärkungselement
ist vorzugsweise in die Schlauchwand integriert und weist vorzugsweise einen im Wesentlichen
kreisförmigen Querschnitt auf. Bei der Herstellung eines derartigen transparenten
Schlauches kann das Verstärkungselement direkt beim Extrudieren des Schlauches in
die Schlauchwand eingelegt werden. Im Inneren des Schlauches ist eine Vielzahl von
kleinen Leuchtelementen angeordnet, die über elektrische Anschlussdrähte, die in einem
Stecker enden und mit elektrischer Spannung versorgt werden.
[0004] Weiterhin ist aus der
DE 20 2005 002 425 U1 ein flexibler Lichtschlauch bekannt, welcher mindestens zwei parallel verlaufende
Kupferdrähte zur Stromversorgung, einen biegsamen undurchsichtigen aber lichtdurchlässigen
Streifen, mehrere mit multiplen LEDs ausgestattete Platinen sowie ein lichtdurchlässiges
Formteil, welches streifenförmig ausgebildet ist, aufweist. Der Streifen ist im Querschnitt
viereckig ausgebildet und weist ein der Länge nach durchgehend ausgebildetes Durchgangsloch
sowie einen seitlich des Durchgangslochs angeordneten Schlitz auf, der für die Montage
der Platinen vorgesehen ist. Jede Platine weist an ihren beiden Enden jeweils eine
Kontaktklemme auf. Die Platinen werden durch den Schlitz in das Durchgangsloch des
Streifens eingeführt, wobei die Kontaktklemmen der Platinen mit den Kupferdrähten
elektrisch verbunden werden. Das von den nebeneinander angeordneten LEDs ausgestrahlte
Licht wird durch das Formteil, welches eine im Querschnitt nach außen halbrunde Fläche
aufweist, nach außen abgegeben. Dabei überlappt sich der abgegebene Lichtstrahl nebeneinanderliegender
LEDs in einer Überlappungszone. Weiterhin ist eine Plastikhülle bestehend aus undurchsichtigem
PVC vorgesehen, die unterhalb des Formteils beidseits und am Boden des Streifens angeordnet
ist. Bei einer weiteren Ausführungsform des Lichtschlauchs sind die mit multiplen
LEDs versehenen Platinen von einem Streifen umhüllt, der durch Spritzgießen aus weißem
bzw. andersfarbigem Kunststoff hergestellt ist. Der Streifen hat dabei an seinem oberen
Ende eine Kerbe und einen längs ausgebildeten Schlitz, welcher dazu dient, die Platine
in das Durchgangsloch des Streifens einbringen zu können. Das Durchgangsloch längs
im Produkt weist die Gefahr von Schwitzwasser/Kapillareffekt auf. Um den Beleuchtungseffekt
zu erhöhen, kann die Kerbe zusätzlich mit einem Reflexfilm versehen sein. Bei dieser
Ausführungsform ist der Streifen aus undurchsichtigem Kunststoff hergestellt. Um mit
dem Lichtschlauch beispielsweise das Wort "OPEN" zu formen, sind mehrere Fixierelemente
zur Befestigung des Lichtschlauchs an einer Platte vorgesehen. Beim Fertigungsprozess
wird ausschließlich die Extrusion verwendet; eine Anregung auf einen Verguss ist der
DE 20 2005 002 425 U1 nicht entnehmbar.
[0005] Weiterhin sind Leuchtdiodenbänder - auch flexibler Art - seit langem bekannt. Beispielsweise
ist aus der
DE 10 2012 110 136 A1 ein LED-Band bekannt, welches eine Vielzahl von Leuchtdioden aufweist, die in einer
Reihe angeordnet sind und in einem flexiblen langgestreckten Gehäuse eingegossen sind.
Das Gehäuse bildet eine, insbesondere U-förmige oder V-förmige, Gussform aus, die
zwei sich nach oben (z-Richtung) erstreckende Seitenwandungen umfasst, d.h. mit zwei
sich nach oben zur offenen Seite der Gussform erstreckenden Seitenwandungen, die in
einem unteren Bereich, insbesondere durch einen Boden, miteinander verbunden sind.
Die Leuchtdioden werden in die Gussform eingebracht; die Gussform wird anschließend
mit Vergussmasse befüllt. Von unten nach oben (in z-Richtung) betrachtet, wird die
Gussform bis zu einer Markierung, d.h. eine durch zumindest eine an einer Seitenwandung
horizontal verlaufende Markierungskante, wobei der unmittelbar oberhalb der Markierungskante
anschließende Wandabschnitt der Seitenwandung vertikal ausgerichtet ist oder weiter
als die Markierungskante in den Innenraum (der Gussform) hineinragt (auch zur Ausbildung
eines zumindest teilweise "unstetigen" Übergangs von einem oberen Wandabschnitt zu
einem unteren Wandabschnitt der Seitenwandung), mit einer ersten Vergussmasse befüllt.
Ab der Markierung ist die Gussform mit einer zweiten Vergussmasse befüllt. Dabei können
auch weitere Vergussmassen oberhalb bzw. unterhalb der Markierung angeordnet sein.
An der Markierung bildet sich eine horizontale Grenzlinie zwischen erster und zweiter
Vergussmasse aus, wobei die erste Vergussmasse nach dem Aushärten den Boden der Vergußform
für die zweite Vergussmasse bildet. Die erste Vergussmasse ist insbesondere eine transparente
Vergussmasse; die zweite Vergussmasse ist insbesondere eine opake Vergussmasse. Als
Vergussmassen eignen sich grundsätzlich Polyurethan(PU)-Werkstoffe. Insbesondere ist
nun die Markierung durch zumindest eine an einer der Seitenwandungen, insbesondere
an beiden der Seitenwandungen, horizontal verlaufende Markierungskante gebildet. Der
sich unmittelbar oberhalb der Markierungskante anschließende Wandabschnitt der Seitenwandung
ist vertikal ausgerichtet oder ragt weiter als die Markierungskante in den Innenraum
hinein. Dabei kann der unmittelbar oberhalb der Markierungskante anschließende Wandabschnitt
der Seitenwandung weiter in den Innenraum der Gussform hineinragen als ein unmittelbar
unterhalb der Markierungskante anschließender Abschnitt der Seitenwandung. Die Seitenwandung
ist zwingend einstückig und eine gute Einstellbarkeit tritt insbesondere dann ein,
wenn an beiden Seitenwandungen eine horizontal verlaufende Markierungskante angeordnet
ist, wobei beide Markierungskanten auf der gleichen vertikalen Position (z-Richtung)
angeordnet sind. In einer bevorzugten Ausgestaltung eines LED-Bandes sind benachbarte
Leuchtdioden in drei Freiheitsgraden gelenkig miteinander verbunden. Hierzu sind die
benachbarten Leuchtdioden ausschließlich durch freiliegende Kabelleitungen miteinander
verbunden und sind nicht auf einem Leitungsband oder auf einer bandförmigen Platine
befestigt. Es ist ersichtlich, dass die freiliegenden Kabelleitungen für sich genommen
Drehungen und Biegungen in allen Richtungen erlauben. Freiliegend bedeutet dabei,
dass diese Kabelleitung (=Litze + Isolation der Litze) vor dem Eingießen von keinem
Material umschlossen waren; nach dem Eingießen können die freiliegenden Kabel aber
durch die Vergußmasse umschlossen sein. Ein Kabel kann mehrere Kabelleitungen umfassen.
[0006] Hinsichtlich der Anschlusstechnik ist aus der
DE 20 2008 002 044 U1 ein flexibles sogenanntes LED-Stablicht-Gerät bekannt, welches aus zumindest einem
positiven Draht und mindestens einem negativen Draht (Stromversorgungsleitungen),
welche parallel zueinander stehen, besteht. Weiterhin sind LED-Chips vorgesehen, von
denen jeder vermittels Anschlussdrähten mit dem positiven und dem negativen Draht
verbunden ist. Schließlich ist ein Verpackungsmaterial zum Verkapseln des positiven
Drahts, des negativen Drahts und der (blanken) LED-Chips im flexiblen LED-Stablicht-Gerät
vorgesehen. Die Kapselung (Verpackungsmaterial) kann jedes Material sein, welches
nach dem Aushärten transparent und flexibel ist, beispielsweise wärmehärtendes Kunstharz,
Epoxidharz, Polycarbonat, Polyethylen-Terephthalat, Polyethylen-Naphthalat, Polymid,
Polyacrylat usw. Im flexiblen LED-Stablicht-Gerät können die positiven und negativen
Drähte weiterhin mit Isolationsmaterial ummantelt werden, ausgenommen dort, wo die
(blanken) LED-Chips aufgesteckt werden. Der Herstellungsprozess besteht aus folgenden
Schritten:
- Platzieren jeweils eines positiven Drahtes und eines negativen Drahtes an vorbestimmten
Positionen in einer Gussform,
- Platzieren von "blanken" LED-Chips an vorbestimmten Positionen in der Gussform,
- Verbinden jedes einzelnen "blanken" LED-Chips mit dem positiven Draht und dem negativen
Draht mittels Anschlussdrähten,
- Einspritzen von geschmolzenem (Verpackungs-) Material auf bzw. in die Gussform, welche
den positiven und den negativen Draht sowie die "blanken" LED-Chips enthält und
- Nachbehandeln bzw. Aushärten der Kapselung (Verpackungsmaterial).
[0007] Weiterhin ist aus der
DE 20 2005 006 643 U1 eine flexible LED-Kabel-Beleuchtung mit einem flexiblen und flachen Isolierkörper
mit einem Längsschlitz und mehreren Vertiefungen zur jeweiligen Verbindung mit dem
Längsschlitz bekannt. Weiterhin sind mindestens zwei Drähte zur Stromversorgung parallel
in dem Isolierkörper eingebettet und es sind mehrere Stränge vorgesehen, die jeweils
eine Mehrzahl von LEDs und mindestens einen damit in Reihe geschalteten und in den
Längsschlitz angeordneten Widerstand, welcher kleiner als die LEDs ist, umfassen.
Die LEDs sind jeweils in den Vertiefungen, welche etwas größer als die LEDs sind,
befestigt und elektrisch zwischen die mindestens zwei Drähte geschaltet. Jede LED
ist auf einer Leiterplatte befestigt, welche über Leiter mit den mindestens zwei Drähten
durch Anlöten oder Ausbilden zweier Zinken elektrisch verbunden, d.h. elektrisch parallel
geschaltet ist. Dadurch kann die LED-Kabel-Beleuchtung auf gewünschte Längen geschnitten
werden. Schließlich bedeckt eine Schutzschicht den Isolierkörper und die LEDs, wobei
die Schutzschicht aus lichtdurchlässigem Material oder halb lichtdurchlässigem Material,
insbesondere Polyvinylchlorid (PVC) besteht. Um die Kabel-Beleuchtung zu befestigen,
ist auf die Schutzschicht ein Zweikomponenten-Kleber aufgebracht. Die serielle Verbindung
der Stränge erfolgt mittels strahlenförmiger Zinken, welche in den Isolierkörper des
einen Segments geschoben und somit jeweils mit den mindestens zwei Drähten elektrisch
verbunden werden. Die Verbindungsstelle wird mit Klebstoff versiegelt und mit einem
Schlauch abgedeckt.
[0008] Weiterhin ist aus der
DE 20 2011 003 608 A1 ein sogenanntes gehäustes LED-Modul bekannt. Das gehäuste LED-Modul weist ein Modul
mit wenigstens einer darauf angeordneten LED, ein einteiliges Gehäuse mit einer Aufnahme
für das Modul, einem im Wesentlichen optisch durchlässigen Bereich, welcher das Abstrahlen
von Licht der LED nach außen ermöglicht und eine Öffnung, auf. Ein Vergießblockiermittel,
welches zwischen dem Modul und dem Gehäuse vorgesehen bzw. angeordnet ist, ist derart
ausgebildet, dass es das Eindringen einer über die Öffnung in das mit dem Modul bestückte
Gehäuse eingebrachten Vergussmasse (mittels eines Zwei- oder Mehr-komponenten-Spritzsystems)
in einen Bereich zwischen LED und den im Wesentlichen optisch durchlässigen Bereich,
durch Aufhebung der Kapillarwirkung zwischen Modul und Gehäuse verhindert. Vorzugsweise
weist die Vergussmasse aus Polyurethan, Silikonharz, Epoxydharz oder dergleichen bekannte
Materialien ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit auf. Das Gehäuse ist so ausgebildet,
dass es nach dem Einlegen des LED-Moduls in die Aufnahme sogleich von hinten, also
über die Öffnung, ausgegossen werden kann. Die Vergießblockiermittel erzielen insbesondere
eine Unterbrechung bzw. Aufhebung der Kapillarwirkung zwischen dem in das Gehäuse
eingelegten Modul sowie dem Gehäuse, so dass die eingegossene Vergussmasse nicht aufgrund
Kapillarwirkung in den Bereich zwischen LED und im Wesentlichen optisch durchlässigen
Bereich eindringt. Somit wird weiterhin ein gezieltes Abstrahlen von Licht der LED
nach außen ermöglicht. Die Verwendung der Vergießblockiermittel ermöglicht es auf
besonders einfache Weise, dass das LED-Modul sowie auch mit dem Modul verbindbare
Anschlusskabel im Gehäuse ohne die Verwendung von einem zusätzlichen Material, wie
bspw. ein separates Dichtelement, nach außen abgedichtet und vollvergossen werden
kann, ohne dass die Vergussmasse nach vorne zwischen LED und den im Wesentlichen optisch
durchlässigen Bereich dringt. Auch auf zusätzliche Trennwände oder ähnliches kann
verzichtet werden, die zu einer Vergrößerung des gesamten Bauteils führen würden.
Da das gehäuste LED-Modul voll vergossen werden kann, wird auch kein zusätzliches
Unterteil zum Verschließen des Gehäuses benötigt. Zum Herstellen einer kraft- und
formschlüssigen Verbindung zwischen Gehäuse und Modul und um die Lagefixierung des
Moduls zu verbessern und sicherzustellen, können Positioniermittel (Platzierungsstifte)
des Gehäuses mit aufgestecktem Modul verstemmt werden. Somit wird sicher vermieden,
dass das in dem Gehäuse angeordnete Modul sich aus seiner vorbestimmten Lage löst.
Alternativ oder zusätzlich können die Positioniermittel des Gehäuses, beispielsweise
die vorgenannten Platzierungsstifte, eine elektrische Verbindung zwischen dem Modul
und wenigstens einem, vorzugsweise wenigstens zwei zur elektrischen Kontaktierung
des Moduls verwendeten Anschlusskabel bereitstellen. Hierzu weisen die Positioniermittel
vorzugsweise eine elektrisch leitfähige Oberfläche auf oder sind aus einem elektrisch
leitfähigen Material hergestellt. Die mit den Positioniermitteln in Kontakt tretenden
Bereiche der Platzierungsöffnungen des Moduls weisen dazu ebenfalls elektrisch leitfähige
Verbindungen auf. Um einen Kontakt mit dem oder den Anschlusskabeln zu ermöglichen,
weisen entweder die Platzierungsstifte an ihren den Anschlusskabeln zugewandten Ende
Schneidklemmkontakte auf, oder die Anschlusskabel sind an entsprechenden Stellen abisoliert,
so dass eine elektrische Verbindung durch einfachen Berührkontakt hergestellt wird.
Diese Verbindung wird durch den Vergusskörper schließlich Lagefixiert, welcher das
Gehäuse ausfüllt und Gehäuse mit Modul und Anschlusskabeln abdichtend verbindet. Vorzugsweise
weist das Gehäuse ferner seitliche Anschlussführungen mit Ausnehmungen auf, in denen
wenigstens ein, vorzugsweise wenigstens zwei zur elektrischen Kontaktierung des Moduls
verwendete Anschlusskabel geführt sind. Die Ausnehmungen weisen vorzugsweise Verjüngungen
auf, welche abschnittsweise den Durchmesser der Ausnehmung verkleinern. Besonders
vorzugsweise sind die Verjüngungen als Dichtlippen der Ausnehmungen ausgebildet, in
die das bzw. die Anschlusskabel eingepresst sind, um das bzw. die Anschlusskabel abdichtend
in den Anschlussführungen zu fixieren. Ein zusätzliches Abdichtelement kann somit
entfallen. Der Vergusskörper allein sowie auch unterstützt durch die Dichtlippen ermöglicht
es somit, dass das LED-Modul in dem Gehäuse ohne die Verwendung von zusätzlichem Material
abdichtend und sicher fixiert gelagert ist. Zudem dienen die Verjüngungen als zusätzliche
Zugentlastung, so dass die auf das bzw. die Anschlusskabel wirkenden Zugkräfte sicher
auf das Gehäuse übertragen werden können. Das Modul kann ferner, bspw. auf seiner
der LED abgewandten Seite, Kontaktierungselemente zur elektrischen Kontaktierung des
Moduls mit Anschlusskabeln aufweisen. Dies insbesondere, wenn die Platzierungsstifte
nicht zur elektrischen Kontaktierung zwischen Modul und Anschlusskabel dienen. Das
Kontaktierungselement ist dazu vorzugsweise elektrisch leitfähig und kann aus einem
Metall oder einer Metalllegierung bestehen. Die Kontaktierungselemente sind vorzugsweise
als Schneidklemmkontakte, Piercingkontakte, Crimpkontakte oder dergleichen bekannte
Kontaktierungselemente ausgebildet. Schneidklemmkontakte sind in der Regel derart
ausgebildet, dass sie einen Schlitz aufweisen, in den der entsprechende Leiter eingeschoben
wird. Der Schlitz weist eine solche Größe auf, dass beim Hineinschieben die Isolierung
der Leitung durchschnitten wird. Somit kann ein elektrischer Kontakt mit der Leitung
realisiert werden. Dabei hat der Schlitz vorzugsweise eine solche Breite, dass der
Leiter, beispielsweise ein Draht oder Litzen, nicht angeschnitten wird. Somit kann
durch einfaches Zusammenstecken bzw. Aufstecken der Anschlusskabel ein elektrischer
Verbindungs- bzw. Steckkontakt hergestellt werden. Eine beliebig lange LED-Kette kann
dadurch gebildet werden, dass auf den Anschlusskabeln an beliebigen Positionen mehrere
gehäuste LED-Module einfach angeordnet und montiert werden. Die Anschlusskabel zwischen
den gehäusten LED-Modulen sind Leitungen ohne Unterbrechung, die bei den Kontaktstellen
entweder abisoliert oder mit Schneidklemmkontakten kontaktiert werden, ohne das Endloskabel
zu unterbrechen. Diese Lösung ermöglicht eine endlose Verkettung sowie die Verwendung
von vorprogrammierbaren, beliebig änderbaren Modulabständen auch innerhalb der LED-Kette.
Durch Verwendung von flexiblen Anschlusskabeln kann der Einsatzbereich, im Vergleich
zu starren Leitern, noch vergrößert werden. Somit ist eine unendliche Anzahl an möglichen
Abständen (gleichmäßig; ungleichmäßig; sich wiederholend) der LED-Module 1 auf einem
Anschlusskabel gegeben, welche durch das Vergießen des Vergusskörpers einfach hergestellt
werden können. Ebenso ist durch die mögliche Verwendung von Endloskabeln jede beliebige
Kettenlänge möglich, die zudem bei flexiblen Anschlusskabeln auch jede beliebige Form
annehmen können.
[0009] Weiterhin ist aus der
DE 10 2012 213 309 A1 ein Verfahren zum Herstellen eines Leuchtbands mit einem bandförmigen Träger bekannt,
welcher an zumindest einer Seite mit mehreren Halbleiterlichtquellen bestückt ist,
mit mindestens einer elektrischen Leitung, die an dem Träger angeordnet ist und mit
einem gemeinsamen Verguss des Trägers und der elektrischen Leitung. Das Verfahren
weist die folgenden Schritte auf:
- (a) Bereitstellen eines bandförmigen Trägers, welcher an zumindest einer Seite mit
mehreren Halbleiterlichtquellen, insbesondere Leuchtdioden, bestückt ist,
- (b) Anordnen mindestens einer elektrischen Leitung an dem Träger und
- (c) Vergießen der mindestens einen elektrischen Leitung an dem Träger.
Die zur Stromversorgung und/oder Datenübertragung dienende elektrische Leitung wird
also separat von dem Träger hergestellt und ist nicht auf Herstellungsarten für Leiterbahnen
beschränkt. Die Querschnittfläche ist nicht auf die Querschnittsfläche von Leiterbahnen
beschränkt, sondern kann wesentlich größer sein, so dass sie einen weit geringeren
elektrischen Widerstand bezüglich einer gleichen Länge aufweisen kann. Dadurch kann
eine elektrische Leitung eines großen Querschnitts preiswert bereitgestellt werden.
Durch die räumlich nahe (kontaktierende oder nicht kontaktierende) Anordnung des Trägers
zu der elektrischen Leitung wird auf einfache Weise der gemeinsame Verguss mit einer,
insbesondere lichtdurchlässigen, Vergussmasse ermöglicht. Dieses Verfahren ist besonders
einfach und z. B. ohne aufwändige vorbereitende Schritte umsetzbar. Weiterhin kann
der bereits vollständig bestückte, aber noch nicht vergossene Träger wie bisher hergestellt
werden und braucht bis zu seinem Verguss nicht modifiziert zu werden. Die elektrische
Leitung kann ein Metalldraht sein, welcher in der Regel dünn, lang und biegsam bzw.
verformbar ist. Die Verwendung von Draht beeinträchtigt also eine Flexibilität der
Leuchtvorrichtung nicht oder zumindest nicht wesentlich. Der Draht kann einen kreisförmigem,
vierkantigen, flachen usw. Querschnitt aufweisen. Als Metalle können z. B. Eisen,
Kupfer, Messing, Aluminium, Silber, Gold und Edelstahl sowie Legierungen verwendet
werden. Das Anordnen der elektrischen Leitung an dem Träger umfasst ein Anordnen so,
dass sie gemeinsam von einer Vergusseinheit, z.B. Extrudiermaschine, vergossen werden
kann. Insbesondere umfasst das Anordnen an dem Träger im Schritt (b) ein Anlegen der
elektrischen Leitung an den Träger, wodurch die Leitung also den Träger mechanisch
kontaktiert. Dadurch kann ein besonders kompaktes vergossenes Leuchtband erzeugt werden
und eine genaue Positionierung der elektrischen Leitung(en) ist möglich. Alternativ
umfasst das Anordnen im Schritt (b) ein lockeres Anlegen der elektrischen Leitung
an den Träger. Unter einem lockeren Anlegen wird insbesondere ein nicht selbstständig
(nicht kraft-, form- und/oder stoffschlüssiges) Halten der elektrischen Leitung(en)
an dem Träger verstanden. Vielmehr wird die Anlage durch eine externe Vorrichtung,
z. B. einen Andrück- oder Spannmechanismus, oder durch eine Schwerkraft bewirkt. Alternativ
umfasst das Anordnen im Schritt (b) ein stoffschlüssiges Befestigen der elektrischen
Leitung an dem Träger, z. B. durch einen Haftvermittler, z. B. ein doppelseitiges
Klebeband. So wird eine besonders präzise Positionierung der elektrischen Leitung
ermöglicht. Jedoch kann die Leitung auch eingedrückt werden und dadurch kraft- und/oder
formschlüssig von dem Träger gehalten werden.. Alternativ umfasst das Anordnen im
Schritt (b) ein beabstandetes Anordnen der elektrischen Leitung zu dem Träger. Dies
weist den Vorteil auf, dass ein Aufwand zum mechanischen Kontaktieren der elektrischen
Leitung(en) entfallen kann. Das beabstandete Anordnen mag insbesondere ein Anordnen
in einem geringen Abstand umfassen. Alternativ umfasst das Anordnen im Schritt (b)
ein Spannen der elektrischen Leitung , wodurch die elektrische Leitung geradegezogen
wird und so insbesondere locker an den Träger angelegt oder davon in einem definierten
Abstand gehalten werden kann. In weiterer Ausgestaltung umfasst das Bereitstellen
im Schritt (a) ein Bereitstellen eines nur an seiner Vorderseite bestückten Trägers
und das Anordnen im Schritt (b) ein Anordnen der elektrischen Leitung an einer Rückseite
des Trägers umfasst. Dadurch kann eine Ausgestaltung der Vorderseite, z. B. eine Führung
von Leiterbahnen, weitgehend unbeeinflusst von der Anwesenheit der mindestens einen
elektrischen Leitung ausgestaltet werden. Alternativ oder zusätzlich umfasst das Verfahren
im Schritt (a) ein Bereitstellen eines nur an seiner Vorderseite bestückten Trägers
und das Anordnen im Schritt (b) ein Anordnen der elektrischen Leitung an einer Rückseite
des Trägers. Dadurch kann eine Ausgestaltung der Vorderseite, z.B. eine Führung der
Leiterbahnen weitgehend unbeeinflusst von der Anwesenheit der elektrischen Leitung
ausgestaltet werden. Der bandförmige Träger kann insbesondere eine bandförmige Leiterplatte
oder ein flexibler Träger sein, z. B. aus Polyimid. Dies ermöglicht auch eine Bereitstellung
eines flexiblen Leuchtbands, insbesondere falls die für Schritt (c) verwendete Vergussmasse
eine flexible Vergussmasse ist. z. B. Silikon. Das Vergießen der elektrischen Leitung(en)
an dem Träger umfasst zumindest ein Teilvergießen des Trägers. Das Teilvergießen bewirkt
insbesondere eine formschlüssige Verbindung von dem Träger und der elektrischen Leitung,
ggf. auch einen Stoffschluss. Bei einem Teilverguss mögen beispielsweise die Leuchtdioden
bzw. deren Emitterfläche freibleiben und können, falls gewünscht, in einem weiteren
Schritt vergossen werden, z. B. mit einer unterschiedlichen Vergussmasse. Beispielsweise
mag die den Träger und die mindestens eine elektrische Leitung verbindende Vergussmasse
blickdicht sein, während die Vergussmasse zum Verguss der Leuchtdioden lichtdurchlässig
ist. Weiterhin umfassen die Schritte (b) und (c) ein Anordnen bzw. Vergießen mindestens
einer freiliegenden (nicht elektrisch isolierten) elektrischen Leitung. Freiliegende
elektrische Leitungen, z. B. nackte Drähte, erleichtern eine elektrische Kontaktierung.
Allgemein kann die elektrische Leitung auch einen elektrisch isolierenden Mantel o.
ä. aufweisen, z. B. in Form eines oder mehrerer Kabel vorliegen. Weiterhin umfasst
das Verfahren einen folgenden Schritt (d) eines elektrischen Verbindens der elektrischen
Leitung mit zumindest einem Teil der Halbleiterlichtquellen, ggf. über eine zwischengeschaltete
Leiterbahnstruktur. Das elektrische Verbinden kann durch Löten oder Schweißen (Laser-,
Widerstands- oder Reibschweißen) erfolgen (bei mindestens einer elektrischen Leitung
auf einer zu den Halbleiterlichtquellen abgewandten Seite ggf. über Durchkontaktierungen
(Vias)). Insbesondere falls die elektrische Leitung an einer zu den Halbleiterlichtquellen
abgewandten Seite angeordnet ist, kann die elektrische Kontaktierung z. B. auch durch
Crimpen usw. erfolgen. In einer weiteren Ausgestaltung umfasst das Vergießen in Schritt
(c) ein gemeinsames vollständiges Vergießen des Trägers und der mindestens einen elektrischen
Leitung. Dadurch kann der Verguss besonders einfach durchgeführt werden. Das dazu
verwendete Vergussmaterial ist vorzugsweise lichtdurchlässig. Insbesondere umfasst
die Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden
können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe
kann monochrom (z. B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z. B. weiß) sein. Auch
kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht
(IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere Leuchtdioden können
ein Mischlicht erzeugen; z. B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode
kann mindestens einen wellenlängen-umwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions-LED).
Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Leuchtdiode angeordnet
sein ("Remote Phosphor"), z. B. in der Vergussmasse. Die Leuchtdiode kann in Form
mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips
vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert
sein. Die Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik
zur Strahlführung ausgerüstet sein, z. B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator,
und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z. B. auf Basis
von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z. B. Polymer-OLEDs)
einsetzbar. Alternativ kann die mindestens eine Halbleiterlichtquelle z. B. mindestens
einen Diodenlaser aufweisen.
[0010] Um den Nachteil von LED-Leuchtbänder mit einem U-förmigen Profil und mit einem Verguss
mit lichtdurchlässigen Silikon hinsichtlich einer begrenzten Länge und Zusammensetzung
für größere Längen aus mehreren LED-Leuchtbänder zu vermeiden, ist aus der
DE 10 2013 203 666 B4 ein Leuchtband mit bandförmigem Substrat bekannt. Das Leuchtband weist ein bandförmiges
Substrat mit mindestens einer an mindestens einer Flachseite des Substrats angeordneten
Halbleiterlichtquelle auf. Das Substrat ist ein Flachbandkabel mit mehreren Adern,
wobei mindestens eine Ader zumindest abschnittsweise an mindestens einer Flachseite
abisoliert ist und die Halbleiterlichtquelle abisolierte Bereiche mindestens einer
Ader elektrisch kontaktiert. Ferner weist das Leuchtband mindestens eine nicht an
einer Flachseite abisolierte Ader auf und ist zumindest an abisolierten Bereichen
der mindestens einen Flachseite von einer lichtdurchlässigen Abdeckung, insbesondere
Vergussmasse (wie z. B. Silikon, Polyimid, PVC, PE, PP und für eine hohe Lichtausbeute
transparent oder z. B. für ein homogeneres Lichtabstrahlmuster transluzent (opak,
milchig) sein), abgedeckt, wobei das Leuchtband an seiner mindestens einen nicht abisolierten
randseitigen Ader frei von der Abdeckung ist. Durch die Verwendung eines Flachbandkabels
anstelle einer vergleichsweise teuren Leiterplatte ist das Leuchtband besonders preisgünstig
und zudem praktisch ohne Längenbeschränkung herstellbar, z B. im Rahmen eines Endlosprozesses.
Produktlängen können flexibel eingestellt werden und auch von einem Kunden durch Schneiden
selbst konfektioniert werden. Zusätzlich sind viele unterschiedliche Flachbandkabel
(z. B. mit unterschiedlichen Leiterbahndicken, Leiterbahnformen. Leiterbahnmaterialien,
Farbe der Isolierung usw.) kommerziell erhältlich. Zudem lässt sich eine elektrische
Verschaltung besonders einfach einbringen und ändern, z. B. durch Einbringung von
Unterbrechungen der Adern oder einfaches Anlöten von Kabeln, ggf. sogar noch bei einer
Montage oder durch einen Endkunden. Außerdem sind für handelsübliche Flachbandkabel
viele genormte handelsübliche Stecker und Endstücke erhältlich, und zwar auch mit
IP-Schutz, UL-Zulassung und/oder ähnlichen Zertifizierungen. Darüber hinaus weisen
Adern eines Flachbandkabels typischerweise einen höheren Querschnitt auf als eine
Leiterbahn einer Leiterplatte, wodurch wiederum höhere Stromdichten und eine Parallelschaltung
von Halbleiterlichtquellen ermöglicht werden. Die nicht abisolierte Ader trägt nicht
zur elektrischen Verschaltung der mindestens einen Halbleiterlichtquelle bei, mag
aber eine Stabilität des Leuchtbands erhöhen. Zudem stellt eine solche Ader ein Mittel
zur Wärmeableitung dar, wozu sie insbesondere mit mindestens einem Kühlkörper verbunden
sein kann. Die Vergussmasse stellt einen Schutz, insbesondere IP-Schutz, für die mindestens
eine Halbleiterlichtquelle und die abisolierten Bereiche der Flachseiten zur Verfügung.
Das Freilassen der nicht abisolierten Ader von der Abdeckung ermöglicht eine höhere
Wärmeabgabe und spart an Material für die Abdeckung. Zudem kann die randseitige Ader
ein Überlaufen einer Vergussmasse verhindern, falls eine solche verwendet wird, z.
B. indem die nicht entfernte Isolierung als Stoppkante wirkt. Ein Bereitstellen der
mindestens einen abisolierten Ader kann beispielsweise durch Schaben, Schneiden. Lasern
oder andere materialabtragende Verfahren oder durch Bezug als fertig konfektioniertes
Vorprodukt erreicht werden. Vorzugsweise umfasst die mindestens eine Halbleiterlichtquelle
mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der
gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Mehrere Leuchtdioden können
ein Mischlicht erzeugen, z. B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode
kann mindestens einen Wellenlängen umwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions-LED).
Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Leuchtdiode angeordnet
sein ("Remote Phosphor"), z. B. in einer Vergussmasse. Die mindestens eine Leuchtdiode
kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens
eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat
("Submount") montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer
eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z. B. mindestens
einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Der elektrische Kontakt der Kontaktbereiche
kann durch Löten oder einen elektrisch leitfähigen Haftvermittler wie Lotpaste oder
Leitkleber erfolgen. Die Lotpaste oder der Leitkleber kann beispielsweise mittels
Druckens, Dispensens oder Jettens aufgebracht werden. Die Halbleiterlichtquelle kann
stoffschlüssig mit dem mindestens einen Kontaktbereiche verbunden sein. Zusätzlich
zu der mindestens einen Halbleiterlichtquelle kann das Flachbandkabel auf analoge
Weise mit elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen bestückt sein, z. B. mit
oberflächenmontierten Bauelementen ("SMDs"). Zumindest einige dieser Bauelemente mögen
einen Treiber oder einen Teil eines Treibers für die mindestens eine Halbleiterlichtquelle
darstellen. Das Verfahren zum Herstellen eines Leuchtbands gemäß der
DE 10 2013 203 666 B4 weist die folgenden Schritte auf: (a) Bereitstellen eines Flachbandkabels mit mehreren
Adern; (b) Abisolieren zumindest eines Abschnitts zumindest einer Ader an mindestens
einer Flachseite des Flachbandkabels; und (c) Befestigen zumindest einer Halbleiterlichtquelle
an einer zugehörigen Flachseite so, dass sie mit Kontaktbereichen der mindestens einen
abisolierten Ader elektrisch verbunden ist. Weiterhin schließt sich dem Schritt des
Abisolierens ein Schritt eines Einbringens mindestens einer Unterbrechung in einen
abisolierten Abschnitt mindestens einer Ader an und der Schritt des Befestigens umfasst
ein elektrisches Verbinden zumindest einer Halbleiterlichtquelle an durch eine Unterbrechung
getrennten Kontaktbereichen einer gemeinsamen Ader. Es ist eine Weiterbildung, dass
das Verfahren einen Schritt eines Aufbringens eines elektrisch leitfähigen Haftvermittlers
auf mindestens einen Abschnitt mindestens einer abisolierten Ader aufweist.. Der Haftvermittler
kann insbesondere vor oder nach einem Einbringen einer Unterbrechung aufgebracht werden.
Dem Aufbringen des elektrisch leitfähigen Haftvermittlers schließt sich der Schritt
des Befestigens der zumindest einen Halbleiterlichtquelle an. Dieser Schritt umfasst
ein Bestücken mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle und/oder mit mindestens einem
elektrischen oder elektronischen Bauelement am Ort des elektrisch leitfähigen Haftvermittlers,
und damit an einem zugehörigen Kontaktbereich. Dem Befestigen zumindest einer Halbleiterlichtquelle
kann sich ein Temperaturprozess mit erhöhter Temperatur anschließen, z. B. zum Aufschmelzen
der Lotpaste oder zum Aushärten des Leitklebers. Für ein nur an einer Flachseite bzw.
einseitig abisoliertes oder bestücktes Flachbandkabel, dass sich ein Schritt eines
Anbringens z. B. eines doppelseitigen Klebebands an der nicht abisolierten bzw. nicht
bestückten Flachseite anschließt. Dadurch können insbesondere bei der Unterbrechung
der Ader(n) entstandene Löcher oder Durchführungen in der einseitigen Isolation abgedeckt
werden. Insbesondere falls bei der Unterbrechung der Ader(n) keine Löcher oder Durchführungen
entstanden sind, kann das doppelseitige Klebeband auch weggelassen oder nach dem Verguss
mit einer lichtdurchlässigen Vergussmasse zumindest an abisolierten Stellen der mindestens
einen Flachseite des Flachbandkabels aufgebracht werden. Das Leuchtband gemäß der
DE 10 2013 203 666 B4 weist also parallel angeordnete Adern, insbesondere zwei äußere, nicht stromführende
Adern, eine mittige Ader mit Unterbrechung zur Serienschaltung der Leuchtdioden und
rechts und links davon verlaufende, über ihre gesamte Länge abisolierte bzw. von der
Isolierung befreite Adern, an denen die Betriebsspannung (Plus- und Minus-Pol) angelegt
ist, auf. Die beiden randseitig angeordneten, nicht abisolierten Adern dienen zur
Erhöhung der mechanischen Stabilität des Leuchtbands und als Stoppkante für die Vergussmasse.
[0011] Schließlich ist aus der
EP 2 454 520 B1 ein Leuchtband, beispielsweise für Fassadenbeleuchtung bekannt, welches eine flexible
Leiterplatte und eine Mehrzahl von Lichtquellen sowie einen ersten Leiter zum Speisen
der Lichtquellen mit Strom, aufweist, wobei die Lichtquellen so angeordnet sind, dass
das Licht im Wesentlichen normal zur flexiblen Leiterplatte emittiert wird. Weiterhin
ist ein Gehäuse um die flexible Leiterplatte und die Lichtquellen geformt, so dass
ein flexibles, längliches Objekt entsteht, wobei das Gehäuse mindestens einen ersten
Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, die sich entlang der flexiblen Leiterplatte
erstrecken. Der erste Abschnitt ist im Wesentlichen für das von den Lichtquellen emittierte
Licht lichtdurchlässig. Im Einzelnen sind die ersten und zweiten Abschnitte so angeordnet,
dass das emittierte Licht an dem zweiten Abschnitt reflektiert und die Hauptverteilungsrichtung
des emittierten Lichtes so umgeleitet wird, dass ein Intensitätsmuster entsteht mit
einer maximalen Intensität in einer Richtung bei einem Winkel ungleich null zur Normalen
der flexiblen Leiterplatte. Der Winkel zu der Normalen der flexiblen Leiterplatte
beträgt zwischen 30 Grad und 60 Grad, insbesondere ungefähr 45 Grad. Dabei wird mindestens
ungefähr die Hälfte des von den Lichtquellen emittierten Lichtes von dem zweiten Abschnitt
reflektiert/umgeleitet. Das flexible Leuchtband weist im Querschnitt eine im Wesentlichen
rechteckige Form mit ersten und zweiten sich gegenüberliegenden Flächen und dritten
und vierten sich gegenüberliegenden Flächen auf, wobei sich die flexible Leiterplatte
im Wesentlichen parallel zur ersten Fläche erstreckt, und der erste und zweite Abschnitt
so angeordnet sind, dass mindestens ungefähr die Hälfte des von dem Leuchtband emittierten
Lichts von der dritten und/oder vierten Fläche emittiert wird. Das Leuchtband weist
einen oder mehrere zweite elektrische Leiter auf, die sich im Wesentlichen durchgehend
parallel zu der flexiblen Leiterplatte erstrecken und an mehreren Positionen elektrisch
mit der flexiblen Leiterplatte verbunden sind. Das Gehäuse ist um die flexible Leiterplatte,
die Lichtquellen und die zweiten elektrischen Leiter so geformt, dass ein flexibles
längliches Objekt ausgebildet ist. Die flexible Leiterplatte weist eine Mehrzahl von
Bereichen auf, die durch Verbindungselemente mechanisch und elektrisch miteinander
verbunden sind. In einer Ausgestaltung weist eine Anordnung mindestens ein erstes
flexibles Leuchtband, ein zweites flexibles Leuchtband und einen Konnektor zum Verbinden
mindestens eines ersten Leiters sowohl des ersten als auch des zweiten flexiblen Leuchtbandes
mit mindestens einem zweiten Leiter des mindestens einen ersten und zweiten flexiblen
Leuchtbandes auf.
[0012] Wie die vorstehende Würdigung des Standes der Technik aufzeigt, sind unterschiedlich
ausgestaltete Lichtschläuche oder biegeelastische Leuchtdiodenbänder einschließlich
verschiedener Ausgestaltungen der Anschlusstechnik hierzu bekannt. Ausgehend von dem
Verfahren zum Herstellen eines Leuchtbands mit einem bandförmigen Träger gemäß der
DE 10 2012 213 309 A1 mit der dort geschilderten Vielfalt von Alternativen fehlt in der Praxis für den
Innen-, Außen- sowie Unterwasserbereich mit einer Schutzart von bis zu IP68 ein verkettbares,
vollvergossenes, flexibles Leuchtdiodenband, welches Verbesserungen hinsichtlich der
Kosten, der Kompaktheit und/oder der Zuverlässigkeit der elektrischen und mechanischen
Verbindung ermöglicht. Besonders bedeutsam ist dies, weil die Beleuchtungsmittel herstellende
Industrie als fortschrittliche, entwicklungsfreudige Industrie anzusehen ist, die
schnell Verbesserungen und Vereinfachungen aufgreift und in die Tat umsetzt.
[0013] Der Erfindung liegt gegenüber den Leuchtdiodenbändern gemäß der
DE 10 2012 213 309 A1 die Aufgabe zugrunde, diese derart weiterzuentwickeln, dass dem Benutzer ein verkettbares,
vollvergossenes, flexibles Leuchtdiodenband zur Verfügung gestellt wird, welches bei
langen Einspeiselängen eine zuverlässige elektrische und mechanische Verbindung aufweist
und kostengünstig herstellbar ist.
[0014] Diese Aufgabe wird, gemäß dem Patentanspruch 1, durch ein Leuchtdiodenband gelöst
mit:
- einem flexiblen, nach einer Seite offenen Profil aus extrudiertem Kunststoff,
- mindestens zwei im Innern einer Wand des Profils integrierten elektrischen Leitungen,
welche in der Wand parallel zueinander verlaufen und endseitig Steckverbinder oder
freie Drahtenden für die Verkettung der Leuchtdiodenbänder miteinander aufweisen,
- Ausnehmungen bis zu den elektrischen Leitungen in der Wand, welche die durch die Ausnehmung
begrenzte Kontaktfläche für den Anschluss von flexiblen Leitungsträgern mit darauf
angeordneten Chip-Leuchtdioden bilden und
- einer das Profil innen auffüllenden transparenten oder transluzenten Vergussmasse,
derart, dass die flexiblen Leitungsträger mit den Chip-Leuchtdioden vor Feuchtigkeit
oder Witterungseinflüssen geschützt sind und dass die flexiblen Leitungsträger in
Parallelschaltung mit den elektrischen Leitungen verbunden sind, wobei der Summenstrom
durch die mittels Steckverbinder oder freien Drahtenden verbundenen Leitungen des
Profils fließt und wobei das Leuchtdiodenband vertikal zur Erstreckungsrichtung biegeelastisch
ist.
[0015] Weiterhin wird diese Aufgabe, gemäß Anspruch 13, durch ein Verfahren zur Herstellung
eines Leuchtdiodenbands nach Anspruch 1 gelöst, bei dem:
- a) ein flexibles nach einer Seite offenes Profil mit mindestens zwei im Innern einer
Wand des Profils integrierten elektrischen Leitungen aus Kunststoff extrudiert wird,
- b) das Profil auf die Länge des fertigen Produktes abgelängt wird,
- c) Ausnehmungen bis zu den elektrischen Leitungen in der Wand, welche die durch die
Ausnehmung begrenzte Kontaktfläche für den Anschluss von flexiblen Leitungsträgern
mit darauf angeordneten Chip-Leuchtdioden bilden, mit einem spanabhebenden Werkzeug
hergestellt werden,
- d) am Anfang und/oder am Ende des Profils ein Stecksystem konfektioniert wird, indem
die äußere Geometrie des Profils entfernt wird, sodass nur die isolierten elektrischen
Leitungen auf der Stirnseite des Profils herausragen und nach Abisolieren in einer
bestimmten, zum Anschluss erforderlichen Länge ein Stecker oder eine Buchse montiert
wird,
- e) das Profil mit Stecksystem in einer Form in horizontaler Längserstreckung fixiert
wird,
- f) ein flexibler Leitungsträger auf der Wand mit den elektrischen Leitungen mit einem
Kleber eingebracht wird,
- g) eine Kontaktierung zwischen den in der Wand mit den elektrischen Leitungen des
Profils verlaufenden Leitern und dem flexiblen Leitungsträger durch eine stoffschlüssige
Verbindung hergestellt wird und
- h) eine Vergussmasse in die Gussform des Profils eingefüllt wird.
[0016] Das erfindungsgemäße Leuchtdiodenband weist den Vorteil auf, dass dieses auf überraschend
einfache und kostengünstige Art und Weise in beliebiger Länge hergestellt werden kann,
wobei das flexible offene Profil (mit integrierten elektrischen Leitungen mit oder
ohne Isolierung zur Stromversorgung und/oder Steuerung und/oder Datenübertragung)
sowohl als Träger als auch als Vergußform dient. Durch die erfindungsgemäße Kombination,
insbesondere aus extrudiertem Profil und der Vergusstechnik, werden auf überraschend
einfache Art und Weise, die in der
DE 10 2013 203 666 B4 geschilderten Nachteile beim Stand der Technik (LED-Leuchtbänder mit einem U-förmigen
Profil und mit einem Verguss mit lichtdurchlässigen Silikon) überwunden, wobei eine
plane Lichtaustrittsfläche realisiert werden kann.
[0017] Weitere Vorteile und Einzelheiten lassen sich der nachfolgenden Beschreibung von
bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmen.
In der Zeichnung zeigt:
- Fig. 1
- eine erste Ausführungsform des flexiblen offenen Profil mit 4 isolierten Leitern,
innen im Boden des Profils liegend gemäß der Erfindung,
- Fig. 2
- das Profil nach FIG. 1 mit einem eingelegten Knickschutz,
- Fig. 3
- das Profil nach FIG. 2 mit eingebrachter flexibler Leiterplatte mit LEDs bestückt,
- Fig. 4
- das Profil nach FIG. 3 mit Verguss,
- Fig. 5
- die Prinzipskizze der elektrischen Verschaltung der LEDs,
- Fig. 6
- den Verfahrensschritt zur Freilegung der im Inneren des Profils verlaufenden Leiter
mittels Hobel,
- Fig. 7
- den Verfahrens schritt zur Freilegung der im Inneren des Profils verlaufenden Leiter
mittels Fräser,
- Fig. 8
- eine einkanalige Ausführung eines mit LEDs bestückten flexiblen Leitungsträgers,
- Fig. 9
- eine mehrkanalige Ausführung eines mit LEDs bestückten flexiblen Leitungsträgers,
- Fig. 10
- eine einkanalige Ausführung mit Zusammenfassen von Leitungen eines mit LEDs bestückten
flexiblen Leitungsträgers,
- Fig. 11
- die Verkettung der Leuchtdiodenbänder mittels Stecker-Buchse,
- Fig. 12
- die Verkettung der Leuchtdiodenbänder mittels Stecker-Buchse und Stoß an Stoß,
- Fig. 13
- eine erste Ausführungsform des Leuchtdiodenbands nach FIG. 4 eingebracht in ein U-förmiges
Gehäuse,
- Fig. 14
- eine zweite Ausführungsform des Leuchtdiodenbands nach FIG. 4 eingebracht in ein U-förmiges
Gehäuse,
- Fig. 15
- eine dritte Ausführungsform des Leuchtdiodenbands eingebracht in ein starres Profil,
- Fig. 16
- eine zweite Ausführungsform des flexiblen offenen Profils,
- Fig. 17
- eine dritte Ausführungsform des flexiblen offenen Profils,
- Fig. 18
- eine vierte Ausführungsform des flexiblen offenen Profils,
- Fig. 19
- eine fünfte Ausführungsform des flexiblen offenen Profils,
- Fig. 20
- eine sechste Ausführungsform des flexiblen offenen Profils und
- Fig. 21
- eine vierte Ausführungsform des Leuchtdiodenbands mit Halbrund ausgeführter Grundform
gemäß der Erfindung.
[0018] Fig. 1 bis Fig. 21 zeigen verschiedene Ausführungsformen eines Leuchtdiodenbands
LB gemäß der Erfindung, insbesondere von verkettbaren, vollvergossenen, nachfolgend
LED Streifen LB genannten Leuchtdiodenbänder mit langer betreibbarer Länge mit mindestens
einer Einspeisung, respektive Spannungsversorgung. Solche kompakte, vergossene LED
Streifen LB mit sehr langen Einspeiselängen bis zu 100m und darüber hinaus, sind u.a.
in Tunnelbeleuchtungen gefordert. Dies wird durch das Zusammenfassen der einzelnen
Summenströme I1, I2, I3, .., In (siehe Fig. 5) jedes flexiblen Leitungsträgers LP
auf die elektrischen Leitungen L1, L2, , Ln in einem flexiblen , nach einer Seite
offenen Profil U (insbesondere einer U-Schale/U-Profil) erreicht. Dadurch wird die
Limitation der Strombelastbarkeit des flexiblen Leitungsträgers LP umgangen, welcher
bisher solch große Einspeiselängen verhindert hat. Die Geometrie des Querschnitts
des Leuchtdiodenbands LB kann rechteckig, quadratisch (vieleckig) oder auch halbrund
sein. Wie insbesondere Fig. 13, Fig. 14 bzw. Fig. 15 und Fig. 21 zeigen, kann dieser
gefertigte, vergossene LED Streifen LB wiederum auch als Grundbeleuchtungselement
für weitere Geometrien dienen.
[0019] Als Grundform dient ein flexibles, nach einer Seite offenes Profil U, insbesondere
wie die im Detail in Fig. 1 bis Fig. 4 dargestellte Ausführungsform aufzeigt, eine
U-Schale (auch U-Profil genannt), in deren verdickten Boden die Leitungsführung und
somit die Spannungsversorgung (elektrische Leitungen L1, L2, , Ln) eines flexiblen
Leitungsträgers LP geführt wird. Die flexiblen Leitungsträgers LP weisen vorzugsweise
eine Modullänge von 5m bis 10m und eine Bestückungsdichte von 10 LEDs/m bis 100LEDs/m
auf.
[0020] Die beiden Schenkel der U-Schale U sind vorzugsweise mit einem Hinterschnitt H zum
Boden hin ausgeführt. Dieser Hinterschnitt H sorgt im Produktionsprozess für eine
optimale Verankerung einer Vergussmasse V an der U-Schale U.
[0021] Das Material der U-Schale U besteht vorzugsweise aus Polyurethan und wird vorzugsweise
im Extrusionsverfahren hergestellt. Die U-Schale U ist durch additive Partikel in
Farbe und Eigenschaften einstellbar. Denkbar ist etwa durch Beimischung von Farbpartikeln
eine reinweiße U-Schale U für eine optimale Lichtausbeute oder durch Farbpartikel
der RAL Palette eine individuelle Farbgestaltung je nach Einsatzort (Dekorationselement).
Des Weiteren kann durch die Beimischung spezieller Partikel eine flammwidrige Materialeigenschaft
erzielt werden, v.a. für den Einsatz in Bereichen mit erhöhten Sicherheitsanforderungen.
Ferner ist durch Keramik-Partikel eine wärmeleitende Eigenschaft möglich.
[0022] Auf die Grundfläche zwischen den beiden Schenkeln wird ein flexibler Leitungsträger
LP mit LEDs bestückt und verklebt und mit einer vorzugsweise klaren, aus Polyurethan
bestehenden Vergussmasse V gefüllt und dadurch vor Feuchtigkeit bzw. Witterungseinflüssen
geschützt. um die Punktlichtblendung zu minimieren kann im Rahmen der Erfindung auch
eine transluzente Vergussmasse V (siehe auch Fig. 13, Fig. 14, Fig. 15, Fig. 21 V2)
benutzt werden.
[0023] In dem verdickten Boden der U-Schale U laufen beispielsweise 4, möglich mit 2 und
mehr Leitern, vorzugsweise isolierte Leitungen L1, L2, , Ln. Diese Leitungen L1, L2,
, Ln übernehmen die Stromführung zu den Einzellängen der flexiblen Leitungsträger
LP. Dadurch wird die Summenstrombelastung vom LED Streifen LB genommen, und der Großteil
des Stromes (I1+I2+I3...+In) läuft über die Leitungen im Boden der U-Schale. Über
den einzelnen flexiblen Leitungsträger LP fließt nunmehr nur der Einzelstrom I1, I2,
I3... In, jedoch nicht mehr die Summe aus den Strömen (siehe Fig. 5). Der Summenstrom
läuft durch die per Steckverbinder, insbesondere Stecker S und Buchse B, verbundenen
Leitungen der U-Schale U. Durch das Zusammenfassen der einzelnen Ströme I1, I2, I3,
.., In jedes flexiblen Leitungsträgers LP als Summenstrom auf die elektrischen Leiter
L1, L2, , Ln in der U-Schale, wird die Limitation der Strombelastbarkeit des flexiblen
Leitungsträgers LP umgangen, welcher bisher solch große Einspeiselängen verhindert
hat.
[0024] Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Leuchtdiodenbands LB wird in die U-Schale
U ein flexibler Leitungsträger LP, welcher in längs Erstreckung vorzugsweise mit Chip-Leuchtdioden
(LED1, LED2, .. , LEDn) bestückt ist, eingebracht. Der flexible Leitungsträger LP
wird auf dem innenliegenden Boden zwischen den Schenkeln des Profils U verklebt. Vor
diesem Schritt kann eine mechanische Verstärkung T, welche beispielsweise eine Kunststofffolie,
eine Metallfolie, alternativ ein Kunststoffband/Metallband, ein Gitter oder ein glasfaserverstärktes
Gewebeband ist, um ein Biegen entgegen der zulässigen Biegerichtung des flexiblen
Leitungsträgers LP zu verhindern, eingebracht werden. Die Einzelkomponenten werden
durch ein geeignetes Klebeband miteinander kraftschlüssig verbunden.
[0025] Die Kontaktierung des flexiblen Leitungsträger LP mit den in dem Boden der U-Schale
U verlaufenden isolierten Leitungen L1, L2, , Ln, kann am Ende, Anfang, mittig oder
auch beiderseitig erfolgen. Je nach Anwendung können die vorzugsweise vier Leitungen
wie folgt genutzt werden (siehe Fig. 8, Fig. 9, Fig. 10):
- a) einkanalige Ausführung, hierbei werden zwei Leitungen parallel genutzt, d.h., nur
zwei Pole der vier Pole belegt (siehe Fig. 8) oder zwei Leitungen zusammengefasst,
um den Leitungsquerschnitt pro Kanal zu erhöhen (bei gleich großem Leiterquerschnitt
zu verdoppeln) und somit den Spannungsfall zu minimieren (siehe Fig. 10),
- b) mehrkanalige Ausführung, hierbei werden je zwei Leitungen für einen Kanal genutzt,
d.h. zwei Kanäle als Redundanz, oder drei Kanäle bspw. als Indikator Beleuchtung (RGB)
(siehe Fig. 9),
- c) als 3-Kanal, hierbei wird eine Leitung als gemeinsame Kathode bzw. gemeinsame Anode
genutzt, die verbleibenden drei Leitungen stehen der 3 - Kanal Ansteuerung zur Verfügung.
[0026] Durch ein geeignetes, vorzugsweise hobelartiges Werkzeug W (siehe Fig. 6) wird auf
der Innenseite der U-Schale U die U-Schale U selbst und die Isolierung der Leitung
L1, L2, , Ln begrenzt an der Stelle der Kontaktierung in einer Art und Weise geöffnet
und abgetragen, dass jeweils der Zugang zu der oder den gewünschten Leitung L1, L2,
, Ln an der oder den jeweiligen Stellen freigelegt wird.
[0027] Eine weitere Möglichkeit zur Freilegung der im Inneren der U-Schale U verlaufenden
Leiter L1, L2, , Ln stellt die Technik des Materialabtragens durch Schleifen bzw.
Fräsen dar (siehe Fig. 7). Durch ein geeignete Schleif-/FräsVorrichtung mit definiertem
Anpressdruck und Eintauchtiefe wird die obere Schicht der U-Schale U begrenzt an der
Stelle der Kontaktierung definiert abgetragen und die Leiter L1, L2, , Ln im Inneren
der U-Schale U werden an der oder den jeweiligen Stellen zugänglich.
[0028] An dieser jeweils freigelegten Stelle kann nun eine (Löt-) Verbindung zum flexiblen
Leitungsträger LP hergestellt werden.
[0029] Durch eine beidseitige Einspeisung kann die maximal mit einer Einspeisung betreibbare
Länge nochmals, d.h. auf maximal das Doppelte, vergrößert werden.
[0030] Eine weitere Möglichkeit der Kontaktierung stellt die sog. Piercing Technologie dar.
Hierbei werden mittels insbesondere nadelartiger Schneidklemmen die U-Schale U und
die Leitungsisolierung (in der Regel undurchsichtige Isolierung in blau=Nullleiter,
Schwarz=Phase, grün-gelb=Erde u.a. um den Draht/Litze mit einem Querschnitte von 1mm
2 oder mehr herum, in Fig.1 zwei 2-Drahtleitungen) durchschnitten und ein Kontakt zu
den im Inneren laufenden Leitern L1, L2, , Ln hergestellt.
[0031] Nachfolgend wird das Herstellungsverfahren kurz beschrieben:
Als Grundform für das fertige Produkt dient ein offenes Profil U aus extrudiertem
Kunststoff, vorzugsweise Polyurethan (PUR). Während des Extrusionsprozesses werden
- wie in den Fig. 1 bis Fig. 21 gezeigt - vorzugsweise vier Leiter L1, L2, , Ln (zwei
2-Drahtleitungen) eingebracht, sodass diese parallel im Boden des Profils U verlaufen.
Dieses Profil U wird quasi im Endlosprozess hergestellt (siehe Fig. 1).
[0032] Vor der weiteren Verarbeitung wird das Profil U auf die Länge des fertigen Produktes
abgelängt.
[0033] Der nächste Herstellungsschritt ist nun das Öffnen des inneren Bodens hin zu den
vorzugsweise vier, im Inneren des offenen Profils U verlaufenden, Leitungen L1, L2,
, Ln, um dort eine spätere Kontaktierung mit dem flexiblen Leitungsträger LP, welche
später auf den inneren Boden des offenen Profils U aufgebracht wird, herstellen zu
können. Dieses Öffnen der Isolierung im Bodenbereich kann bspw. über ein hobelartiges
Werkzeug W (siehe Fig. 6) bzw. eine geeignete Schleif-/Fräs-Kombination W (siehe Fig.
7) definiert geöffnet werden. Die Isolierung im Bodenbereich der U-Schale und der
darin befindlichen Leiter L1, L2, , Ln wird entfernt bis die Kupferleiter der Leitungen
L1, L2, , Ln blank liegen und somit eine Kontaktierung möglich ist.
[0034] Im nächsten Schritt wird der Anfang und/oder das Ende des offenen Profils U konfektioniert,
was bedeutet, es wir die äußere Geometrie des Profils U entfernt, sodass nur die isolierten
oder nichtisolierten Leiter L1, L2, , Ln aus dem Boden der U-Schale bloß liegen. Quasi
an jedem Ende ragen nun vorzugsweise vier Einzeladern L1, L2, , Ln aus dem Profil
U heraus (freie Drahtenden).
[0035] An diesen freigelegten Einzeladern L1, L2, , Ln wird nun am Anfang und/oder Ende
des offenen Profils U ein nun vorzugsweise IP-geschütztes Stecksystem S, B konfektioniert.
[0036] Nun besitzt der Grundkörper/Profil U eine definierte Länge, hat vorzugsweise ein
IP-Stecksystem S, B am Anfang und / oder Ende, ist an einer definierten Stelle im
Inneren des Profils U geöffnet und somit der Zugang zu dem im Boden verlaufenden Leitern
L1, L2, , Ln freigelegt.
[0037] Im nächsten Schritt wird das Profil U in eine geeignete Form, welche die Fixierung
darstellt, eingelegt bzw. geklemmt. Dadurch ist das Profil U in Längserstreckung fixiert,
in sich gerade gehalten wird und weist keine Höhenunterschiede auf. Das wiederum ist
wichtig für den späteren Prozess des Einbringens der Vergussmasse V.
[0038] Im nächsten Schritt findet die Bestückung mit der mechanischen Verstärkung T statt.
Diese Verstärkung T, vorzugsweise eine Kunststofffolie, eine Metallfolie, alternativ
Kunststoffband/Metallband, ein Gitter oder ein glasfaserverstärktes Gewebeband, oder
eine ebene Platte mit Aussparungen, wird auf den inneren Boden des offenen Profils
U mittels geeignetem Kleber aufgebracht. Dadurch werden die freigelegten Leiter L1,
L2, , Ln im Boden des Profils U nicht überdeckt und sind weiterhin für eine Kontaktierung
frei zu erreichen (siehe Fig. 2)).
[0039] Im nächsten Schritt wird der flexible Ladungsträger LP auf der im vorherigen Schritt
eingebrachten mechanischen Verstärkung T mit einem geeigneten Kleber eingebracht (siehe
Fig. 3). Hierbei ist zu beachten, dass ein definierter Abstand zu den freigelegten
Leitern im Boden des offenen Profils U frei gehalten wird.
[0040] Im nächsten Schritt findet nun die Kontaktierung zwischen den im Boden des Profils
U verlaufenden Leitern L1, L2, , Ln und dem flexiblen Leitungsträger LP statt. Die
Verbindung wird vorzugsweise mittels Löttechnik hergestellt, um eine dauerhafte und
unterbrechungsfreie Kontaktierung zu gewährleisten.
[0041] Das vorbereitete Profil U, mit Steckverbindern S, B am Anfang/Ende, der eingebrachten
mechanischen Verstärkung T, dem mit den im Inneren des offenen Profils U verlaufenden
Leiter L1, L2, , Ln verbundenen flexiblen Leitungsträger LP und vollständig in einem
Klemmprofil fixierten und definierten Länge befindlichen Einheit ist nun vorbereitet
für den Verguss.
[0042] Mittels einer linearen und CNC gesteuerten Vergussmaschine wird nun eine definierte
Menge an einer vorzugsweise aus Polyurethan bestehenden Vergussmasse V in einer Art
und Weise ausgetragen, dass eine gleichmäßige Füllhöhe im offenen Profil U erreicht
wird. Wobei die Vergussmasse V aus einer bzw. mehreren Schichten bestehen kann und
wiederum selbst durch die Zugabe von Additiven in ihren Eigenschaften beeinflusst
werden kann. Als denkbare Einstellungen sind hier insbesondere transluzente Partikel
für eine reduzierte Blendung und eine gleichmäßigere Lichtverteilung oder fluoreszierende
Partikel, die ein Nachleuchten des Produktes ermöglichen zu nennen, vor allem in Bereichen
für sicherheitsrelevante Orientierungs-Beleuchtungen.
[0043] Die im Inneren des Profils U laufenden Leitungen L1, L2, , Ln werden am Anfang und
am Ende jeweils mit vorzugsweise IP-geschützten Steckverbinder S, B konfektioniert
(siehe Fig. 11).
[0044] Durch ein geeignetes Schneidwerkzeug kann im Anfangs - und Endbereich des Profils
U der untere Teil, in dem die isolierten oder nicht isolierten Leiter L1, L2, , Ln
verlaufen, abgenommen werden. Nun liegen die abisolierten Leiter L1, L2, , Ln im Anfangs-
und Endbereich frei und können mit Stecker S und Buchse B konfektioniert werden. Durch
diese Technik können die auf der Oberseite weiter laufenden flexiblen Leitungsträger
LP Stoß an Stoß mit dem nächsten Element verbaut werden, ohne eine Schattenwirkung
an Anfangs und Endstellen in Kauf nehmen zu müssen (siehe Fig. 12).
[0045] Weiterhin ist es im Rahmen der Erfindung möglich, den oben beschriebenen vergossenen
LED Streifen LB bzw. das LED Modul LB in ein horizontal oder vertikal biegeelastisches
Leuchtdiodenband LEB mit homogenen Lichtaustritt bis zu 180° und transluzenter Vergussmasse
V2, wie dies im Deutschen Patent
10 2013 019 039.8 B3 beschrieben ist, einsetzen (siehe Fig. 13, Fig. 14), um große Längen mit einer Einspeisung
zu realisieren. Wie dort beschrieben und in Fig. 13 gezeigt, besteht mindestens der
erste Schenkel S1 des Gehäuses G teilweise aus einer transluzenten, entsprechend dem
Kapillareffekt in der Wandstärke sich verjüngenden und in das Kunststoffmaterial des
Gehäuses G übergehenden zweiten Vergussmasse V2 und wenigstens teilweise aus dem Kunststoffmaterial
des (U-förmigen) Gehäuses G, wobei an diesem Schenkelteil S1 der bereits fertig vergossene
LED Streifen/LED Linie LB angeordnet und in einer ersten transparenten Vergussmasse
V1 eingebettet ist. Das Licht der Chip-Leuchtdioden LED wird von den Innenflächen
des Gehäuses G reflektiert und durch die eine Stirnseite ST des Gehäuses G bildende
zweite Vergussmasse V2 diffus abgestrahlt, wobei das Leuchtdiodenband LEB horizontal
in Erstreckungsrichtung biegeelastisch ist. Wie weiterhin im Deutschen Patent
10 2013 019 039.8 B3 beschrieben und in Fig. 14 gezeigt ist, kann bei einer alternativen Ausgestaltung
der bereits fertig vergossene LED Streifen/LED Linie LB an einer der Stirnseite ST
des Gehäuses G gegenüberliegenden Wand angeordnet werden. Dabei wird ein Teil des
Lichts der Chip-Leuchtdioden LED von den Innenflächen des Gehäuses G reflektiert und
durch die eine Stirnseite ST des Gehäuses G bildende zweite Vergussmasse V2 diffus
abgestrahlt wird, wobei das Leuchtdiodenband LEB vertikal in Erstreckungsrichtung
biegeelastisch ist. Bei beiden alternativen Ausgestaltungen des Leuchtdiodenbands
LEB werden erfindungsgemäß beide positive Eigenschaften, nämlich die opale, homogene
und plane Leuchtfläche mit einer großen betreibbaren Länge kombiniert. Der Herstellungsprozess
dieser Produktart ist unverändert zu dem im Deutschen Patent
10 2013 019 039.8 B3 beschriebenen Herstellungsverfahren, einzig wird nun kein flexibler Leitungsträger
als Lichtquelle eingebracht, sondern die bereits fertig vergossene LED Streifen/LED
Linie LB mit den im Profil U verlaufenden isolierten oder nicht isolierten Leiter
L1, L2, .. , Ln.
[0046] Analog zum Einsatz in flexiblen, homogenen Lichtlinien gemäß dem Deutschen Patent
10 2013 019 039.8 B3 kann die Technik auch in starren Profilen P, welche vorzugsweise aus Aluminium hergestellt
sind, eingesetzt/kombiniert werden. Dadurch werden wieder die positiven Eigenschaften
wie die hohe mechanische Belastbarkeit des Profils U mit der großen betreibbaren Länge
kombiniert (siehe Fig. 15). Hierbei kann der bereits fertig vergossene LED Streifen/LED
Linie LB in einer ersten transparenten Vergussmasse V1 eingebettet werden und das
Licht der Chip-Leuchtdioden LED wird durch die Stirnseite ST bildende zweite Vergussmasse
V2 diffus abgestrahlt.
[0047] Im Rahmen der Erfindung kann das offene Profil U, welches erfindungsgemäß sowohl
als Träger als auch als Vergußform VG dient, verschiedene Geometrien aufweisen; Hinterschnitte
oder dergleichen im Profil U / in der Form U sind als unproblematisch zu sehen, da
das Profil U sowie das Vergussmaterial V biegeelastisch sind und die bei der Entformung
auftretenden Kräfte ausgleichen.
[0048] Fig. 16 zeigt im Detail eine zweite Ausführungsform, nämlich eine konvexe Ausbildung
des offenen Profils U, Fig. 17 zeigt im Detail eine dritte Ausführungsform mit nach
oben verjüngenden Flanken des offenen Profils U, Fig. 18 zeigt im Detail eine vierte
Ausführungsform mit konvexen Flanken und geraden Boden des offenen Profils U, Fig.
19 zeigt im Detail eine fünfte Ausführungsform mit Hinterschnitten und nach oben verjüngenden
Flanken des offenen Profils U und Fig. 20 zeigt im Detail eine sechste Ausführungsform
des flexiblen offenen Profils, nämlich ein Doppel-T Profil U.
[0049] Schließlich zeigt Fig. 21 eine dritte Ausführungsform des Leuchtdiodenbands LEB mit
Halbrund ausgeführter Grundform VG gemäß der Erfindung.
[0050] Durch den Einsatz von zwei LED Modulen LED auf dem Doppel-T Profil U (siehe Fig.
20) können diese auch unabhängig voneinander angesteuert werden. Beispielsweise können
durch verschiedenfarbige LED-Streifen dekorative Effekte durch ein unterschiedliches
dimmen der Streifen LED erreicht werden; so kann die Farbmischung im Leuchtenkörper
variabel und dynamisch gestaltet werden. Das gleiche Prinzip lässt sich auch auf unterschiedliche
Weißtöne übertragen, somit kann eine Leuchte von einem warmen Weißton hin zu einem
kühlen Weißton variabel eingestellt werden. Beispielsweise um eine Tageslichtsimulation
nachzubilden (Früh-Abends: Warmweiß, Tagsüber: Kaltweiß).
[0051] Eine weitere Möglichkeit, bei dem Einsatz von mehreren (zwei oder mehr LED Streifen)
auf dem Doppel-T Profil U (siehe Fig. 20), dass ein Strang von LED Modulen zu Notbeleuchtungszwecken
genutzt werden. Bedeutet in der Praxis bei Stromausfall fällt die primäre Ausleuchtung
des Leuchtkörpers aus, jedoch wird über den getrennt ausgeführten Kanal eine Notbeleuchtung,
insbesondere einer der Stränge von LED Modulen gespeist.
[0052] Die Halte(r)möglichkeiten der Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Leuchtdiodenbands
LB gemäß der Erfindung sind wie folgt. Durch eine entsprechende Profilierung der Schenkel
des offenen Profils U, bei symmetrischen Querschnitt, kann mittels eines vorgespannten
Halters aus Kunststoff oder Federstahl, welche in die negative Profilierung greift,
eine entsprechende Haltevorrichtung vorgesehen werden, welche einfach und schnell
zu montieren ist. Alternativ kann ein Haltebügel, mit Vorspannung, welcher sich nach
oben hin verjüngt und in welchem die gegossene Leuchte/ Leuchtdiodenband eingeschnappt
wird, als Montagehalter verwendet werden.
[0053] Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkende Ausführungen.
Eine weitere Befestigungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Leuchtdiodenbands LB ist
eine Nut mit Hinterschnitt auf der Rückseite außen des offenen Profils U selbst vor
zu sehen. In dieser hinterschnittenen Nut wird ein pilzförmiger Halter eingeschoben
und eingerastet, welcher das Leuchtdiodenband LB hält. Vorzugsweise ist das offene
Profil aus Polyurethan hergestellt/extrudiert oder kann insbesondere aus Thermoplaste
(z.B.: Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamide (PA), Polylactat (PLA), Polymethylmethacrylat
(PMMA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polypropylen
(PP), Polystyrol (PS), Polyetheretherketon (PEEK) und Polyvinylchlorid (PVC) im Spritzgießverfahren
oder durch Extrusion hergestellt werden. Vorzugsweise können Teilbereiche des Profils,
insbesondere ein Schenkel eines U-Profils oder das senkrechte Mittelteil und/oder
das obere und/oder das untere Querteil eines Doppel-T-Profils, aus durchsichtigem
Kunststoff bestehen, so dass in Kombination mit der Abstrahlung durch die transparente
oder transluzente Vergussmasse V ein Abstrahlwinkel größer 180° bis zu 360°, bei rundum
abstrahlenden Leuchtdioden (COG-LEDs (Chip On Glas), welche eine Rundum-Abstrahlcharakteristik
durch ihr Glassubstrat aufweisen in Verbindung mit einer Ausnehmung/Loch im flexiblen
Leitungsträger LP durch welches die COG LED ihr Licht nach oben und unten, quasi rundum,
abstrahlt) oder Rücken an Rücken entlang der Schwerelinie des Doppel-T-Profils angeordneten
Leuchtdioden LED1, LED2, .. , LEDn, insbesondere Chip-Leuchtdioden, und komplett durchsichtigen
Profil U erreicht werden. Eine 270°-Abstrahlung kann insbesondere bei einer Anordnung
der elektrischen Leitungen L1, L2, , Ln in der Basis des U-Profils und einem durchsichtigen
Schenkel oder Anordnung der elektrischen Leitungen (L1, L2, , Ln) in einem Schenkel
und durchsichtiger anderer Schenkel sowie durchsichtige Basis realisiert werden. Vorzugsweise
weist das Profil U zur Zugentlastung /Erhöhung der Zugfestigkeit mindestens einen
Draht bzw. eine Litze (bestehend aus mehreren Einzeldrähten) auf, welche insbesondere
im Schenkel eines U-Profils oder in der Basis zwischen den elektrischen Leitungen
L1, L2, , Ln oder im oberen und/oder im unteren Querteil eines Doppel-T-Profils oder
im senkrechten Mittelteil zwischen den elektrischen Leitungen L1, L2, , Ln angeordnet
ist/sind. Vorzugsweise ist (bei teilweise transparentem Mantelmaterial) der Draht/Litze
in einer Seitenwand (Schenkel), welche an der Wand anliegt, und die elektrischen Leitungen
L1, L2, , Ln sind im Boden (Basis) des Profils U (U-Profils) in Erstreckungsrichtung
des Leuchtdiodenbands LB angeordnet. Seitenwand und Boden sind insbesondere undurchsichtig
(wobei die Seitenwand und/oder der Boden innenseitig mit reflektivem Material beschichtet
ist, insbesondere in die Beschichtung eingelagerte reflektierende Partikel) und das
Licht der Leuchtdioden LED1, LED2, .. , LEDn tritt an der gegenüberliegenden, durchsichtigen
oder transluzenten Seitenwand (Schenkel) in den Raum hinein und nach oben oder nach
unten durch die transparente oder transluzente Vergussmasse V aus (Anordnung an der
Seitenwand eines Raumes).
[0054] Ferner ist die Erfindung bislang auch nicht auf die in den Patentansprüchen 1, und
13 definierten Merkmalskombinationen beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige
andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen
definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal der
Patentansprüche 1 und 13 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der
Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann.
1. Leuchtdiodenband mit:
• einem flexiblen, nach einer Seite offenen Profil (U) aus extrudiertem Kunststoff,
• mindestens zwei im Innern einer Wand (UW) des Profils (U) integrierten elektrischen
Leitungen (L1, L2, , Ln), welche in der Wand (UW) parallel zueinander verlaufen und
endseitig Steckverbinder (S, B) oder freie Drahtenden für die Verkettung der Leuchtdiodenbänder
(LB) miteinander aufweisen,
• Ausnehmungen bis zu den elektrischen Leitungen (L1, L2, , Ln) in der Wand (UW),
welche die durch die Ausnehmung begrenzte Kontaktfläche für den Anschluss von flexiblen
Leitungsträgern (LP) mit darauf angeordneten Chip-Leuchtdioden (LED1, LED2, .. , LEDn)
bilden und
• einer das Profil (U) innen auffüllenden transparenten oder transluzenten Vergussmasse
(V),
derart, dass die flexiblen Leitungsträger (LP) mit den Chip-Leuchtdioden (LED1, LED2,
.. , LEDn) vor Feuchtigkeit oder Witterungseinflüssen geschützt sind und dass die
flexiblen Leitungsträger (LP) in Parallelschaltung mit den elektrischen Leitungen
(L1, L2, , Ln) verbunden sind, wobei der Summenstrom durch die mittels Steckverbinder
(S, B) oder freien Drahtenden verbundenen Leitungen (L1, L2, , Ln) des Profils (U)
fließt und wobei das Leuchtdiodenband (LB) vertikal zur Erstreckungsrichtung biegeelastisch
ist.
2. Leuchtdiodenband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (U) im Wesentlichen U-förmig ist und dass mindestens einer der sich seitlich
neben den elektrische Leitungen (L1, L2, , Ln) erstreckenden Schenkel des U-Profils
dünner ist als die Wand (UW) mit den elektrischen Leitungen (L1, L2, , Ln).
3. Leuchtdiodenband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (U) im Wesentlichen Doppel T-förmig ist und die Wanddicke der sich seitlich
neben den elektrische Leitungen (L1, L2, , Ln) erhebenden Wände ohne elektrische Leitungen
(L1, L2, , Ln) kleiner ist als die Wand (UW) mit den elektrischen Leitungen (L1, L2,
, Ln).
4. Leuchtdiodenband nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis des U-Profils (U) dicker ist als die Schenkel des U-Profils oder der senkrechte
Mittelteil dicker ist als das obere und untere Querteil des Doppel-T-Profils.
5. Leuchtdiodenband nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel oder die Querteile des Profils (U) gleichlang sind und auf der inneren
Mantelfläche mindestens_eine Vertiefung (H) aufweisen.
6. Leuchtdiodenband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Mantelfläche des Leuchtdiodenbands (LB) im Querschnitt rechteckig, quadratisch,
polygonal-, kreis- oder ellipsenförmig ist.
7. Leuchtdiodenband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Leitungsträger (LP) mit Klebeband an der Wand (UW) mit den elektrischen
Leitungen angeklebt ist.
8. Leuchtdiodenband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass, um ein Biegen gegen der zulässigen Biegerichtung des flexiblen Leitungsträger (LP)
zu verhindern, parallel und unterhalb der flexiblen Leiterplatte (LP) ein Teil (T)
mit Aussparungen zur mechanischen Verstärkung angeordnet ist.
9. Leuchtdiodenband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass in die Vergussmasse (V) einzeln oder in Kombination miteinander reflektierende oder
transluzente oder fluoreszierende Partikel oder Keramik-Partikel oder Farbpartikel
oder flammwidrige Partikel eingelagert sind.
10. Leuchtdiodenband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Leitungsplatten (LP) eine Modullänge von vorzugsweise zwischen 5m bis
10m und eine Bestückungsdichte mit den Chip-Leuchtdioden (LED1, LED2, .. , LEDn) von
vorzugsweise 10 bis 100LEDs/m aufweist.
11. Leuchtdiodenband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Chip-Leuchtdioden (LED1, LED2, .. , LEDn) der jeweiligen Leitungsplatte (LP)
in Serienschaltung oder Serien-Parallelschaltung miteinander verbunden.
12. Leuchtdiodenband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass bereits fertig vergossene LED Streifen/LED Linien (LB) mit den im Profil (U) verlaufenden
Leiter (L1, L2, .. , Ln) in einer Vergußform (VG) angeordnet sind, welche bis zum
Füllrand der Vergußform (VG) mit einer transparenten und/oder transluzenten Vergussmasse
(V, V2) gefüllt ist.
13. Verfahren zur Herstellung eines Leuchtdiodenbands nach Anspruch 1, bei dem:
a) ein flexibles nach einer Seite offenes Profil (U) mit mindestens zwei im Innern
einer Wand des Profils (U) integrierten elektrischen Leitungen aus Kunststoff extrudiert
wird,
b) das Profil (U) auf die Länge des fertigen Produktes abgelängt wird,
c) Ausnehmungen bis zu den elektrischen Leitungen in der Wand, welche die durch die
Ausnehmung begrenzte Kontaktfläche für den Anschluss von flexiblen Leitungsträgern
(LP) mit darauf angeordneten Chip-Leuchtdioden (LED) bilden, mit einem spanabhebenden
Werkzeug hergestellt werden,
d) am Anfang und/oder am Ende des Profils (U) ein Stecksystem konfektioniert wird,
indem die äußere Geometrie des Profils (U) entfernt wird, sodass nur die isolierten
elektrischen Leitungen auf der Stirnseite des Profils (U) herausragen und nach Abisolieren
in einer bestimmten, zum Anschluss erforderlichen Länge ein Stecker oder eine Buchse
montiert wird,
e) das Profil (U) mit Stecksystem in einer Form in horizontaler Längserstreckung fixiert
wird,
f) ein flexibler Leitungsträger (LP) auf der Wand (UW) mit den elektrischen Leitungen
(L1, L2, , Ln) mit einem Kleber eingebracht wird,
g) eine Kontaktierung zwischen den in der Wand (UW) mit den elektrischen Leitungen
(L1, L2, , Ln) des Profils (U) verlaufenden Leitern und dem flexiblen Leitungsträger
(LP) durch eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt wird und
h) eine Vergussmasse (V) in die Gussform des Profils (U) eingefüllt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem nach dem Verfahrensschritt e) in einem weiteren
Verfahrensschritt:
e1) eine Verstärkung (T) auf dem Inneren der Wand (UW) mit den elektrischen Leitungen
(L1, L2, , Ln) des Profils (U) mittels Kleber aufgebracht wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei dem nach dem Verfahrensschritt h) in einem
weiteren Verfahrensschritt:
i) das Leuchtdiodenband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 in eine offene
Vergußform (VG) eingebracht und danach bis zum Füllrand der Vergußform (VG) eine transparente
und/oder transluzente Vergussmasse (V, V2) eingefüllt wird.