DE102016012639A1 - Chainable, fully encapsulated, flexible light emitting diode strip and method for its production - Google Patents
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Abstract
Leuchtdiodenband mit:•einem flexiblen offenen Profil (U) aus extrudiertem Kunststoff,•mit 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) für die Verkettung der Leuchtdiodenbänder (LB) miteinander aufweisen,•mit Ausnehmungen bis zu den elektrischen Leitungen (L1, L2, , Ln) in der Wand (UW), welche die Kontaktfläche für den Anschluss von auf einem flexiblen Leitungsträger (LP) angeordneten Chip-Leuchtdioden (LED1, LED2, .. , LEDn) bilden und•mit einer das Profil (U) innen auffüllenden transparenten oder transluzenten Vergußmasse (V), derart, dass die Chip-Leuchtdioden (LED1, LED2, .. , LEDn) vor Feuchtigkeit bzw. Witterungseinflüssen geschützt sind, wobei der Summenstrom durch die mittels Steckverbinder (S, B) verbundenen Leitungen (L1, L2, , Ln) des Profils (U) fließt und wobei das Leuchtdiodenband (LB) vertikal zur Erstreckungsrichtung biegeelastisch ist.Light-emitting diode band comprising: • a flexible open profile (U) of extruded plastic, • having at least two electrical leads (L1, L2,, Ln) integrated in the wall (UW) inside a wall (UW) of the profile (U) parallel to each other and end connectors (S, B) for the linking of the light emitting diode bands (LB) with each other, • with recesses up to the electrical lines (L1, L2,, Ln) in the wall (UW), which is the contact surface for the Connection of on a flexible conductor carrier (LP) arranged chip light-emitting diodes (LED1, LED2, .., LEDn) form and • with a profile (U) inside filling transparent or translucent potting compound (V), such that the chip LEDs (LED1, LED2, .., LEDn) are protected from moisture or weather influences, the sum current through the connector (S, B) connected to lines (L1, L2,, Ln) of the profile (U) flows and wherein the light emitting diode band (LB) vertical to He stretch direction is flexible.
Description
Die Erfindung betrifft, gemäß Patentanspruch 1, ein verkettbares, vollvergossenes, flexibles Leuchtdiodenband. Weiterhin betrifft die Erfindung, gemäß Patentanspruch 9, ein Verfahren zu dessen Herstellung.The invention relates, according to
Lichtschläuche meist flexibler Art, insbesondere zu Dekorationszwecken und Werbezwecken sind seit langem bekannt. Beispielsweise ist aus der
Weiterhin ist aus der
Weiterhin ist aus der
Weiterhin sind Leuchtdiodenbänder - auch flexibler Art - seit langem bekannt. Beispielsweise ist aus der
Hinsichtlich der Anschlusstechnik ist aus der
- -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).
- Placing each of a positive wire and a negative wire at predetermined positions in a mold,
- Placing "bare" LED chips at predetermined positions in the mold, - connecting each individual "bare" LED chip to the positive wire and the negative wire by means of connecting wires,
- - Injection of molten (packaging) material on or in the mold, which contains the positive and the negative wire and the "bare" LED chips and
- - After treatment or curing of the encapsulation (packaging material).
Weiterhin ist aus der
Weiterhin ist aus der
Weiterhin ist aus der
- (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.
- (a) providing a band-shaped carrier which is equipped on at least one side with a plurality of semiconductor light sources, in particular light-emitting diodes,
- (B) arranging at least one electrical line on the carrier and
- (c) potting the at least one electrical line on the carrier.
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.The serving for power supply and / or data transmission electrical line is thus made separately from the carrier and is not limited to production methods for printed conductors. The cross-sectional area is not limited to the cross-sectional area of conductor tracks, but may be much larger, so that it may have a much lower electrical resistance with respect to an equal length. Thereby, an electric wire of a large cross section can be provided inexpensively. Due to the spatially close (contacting or non-contacting) arrangement of the carrier to the electrical line, the common casting with a, in particular translucent, potting compound is made possible in a simple manner. This method is particularly simple and z. B. without elaborate preparatory steps implemented. Furthermore, the already fully stocked, but not yet cast carrier can be prepared as before and need not be modified until its Verguss. The electrical line may be a metal wire, which is usually thin, long and flexible or deformable. The use of wire thus does not impede flexibility of the lighting device or at least not significantly. The wire may have a circular, square, flat, etc. cross section. As metals z. As iron, copper, brass, aluminum, silver, gold and stainless steel and alloys are used. The placing of the electrical line on the carrier comprises arranging so that it can be cast together by a Vergusseinheit, eg extruding machine. In particular, arranging on the carrier in step (b) comprises applying the electrical line to the carrier, whereby the line thus mechanically contacts the carrier. As a result, a particularly compact encapsulated light strip can be generated and an accurate positioning of the electrical line (s) is possible. Alternatively, the placing in step (b) comprises a loose application of the electrical line to the carrier. Loose application means, in particular, a non-autonomous (non-positive, positive and / or cohesive) holding of the electrical line (s) on the carrier. Rather, the system by an external device, for. As a pressing or clamping mechanism, or caused by gravity. Alternatively, the placing in step (b) comprises a material-locking fastening of the electrical line to the carrier, e.g. B. by a primer, z. B. a double-sided tape. This enables a particularly precise positioning of the electrical line. However, the line can also be pressed in and thereby held in a force and / or form-fitting manner by the carrier. Alternatively, the arranging in step (b) comprises a spaced arrangement of the electrical line to the carrier. This has the advantage that an expense for mechanical contacting of the electrical line (s) can be omitted. The spaced-apart arrangement may in particular be arranged at a small distance include. Alternatively, the arranging in step (b) comprises a tensioning of the electrical line, whereby the electrical line is straightened and so in particular loosely applied to the carrier or can be kept thereof at a defined distance. In a further embodiment, the provision in step (a) comprises providing a carrier equipped only on its front side and arranging in step (b) comprising arranging the electrical line on a rear side of the carrier. As a result, an embodiment of the front, z. B. a guide of printed conductors, are largely unaffected by the presence of at least one electrical line configured. Alternatively or additionally, in step (a), the method comprises providing a carrier mounted only on its front side and arranging in step (b) arranging the electrical line on a rear side of the carrier. As a result, an embodiment of the front side, for example a guide of the conductor tracks, can be designed largely uninfluenced by the presence of the electrical line. The band-shaped carrier may in particular be a band-shaped printed circuit board or a flexible carrier, for. B. of polyimide. This also makes it possible to provide a flexible luminous band, in particular if the potting compound used for step (c) is a flexible potting compound. z. Silicone. The potting of the electrical line (s) on the carrier comprises at least a partial shedding of the carrier. The Teilvergießen causes in particular a positive connection of the carrier and the electrical line, possibly also a material connection. For example, in a partial encapsulation, the light-emitting diodes or their emitter surface may remain free and, if desired, may be cast in a further step, eg. B. with a different potting compound. For example, the potting compound connecting the carrier and the at least one electrical line may be opaque, while the potting compound is transparent to potting the light-emitting diodes. Furthermore, steps (b) and (c) include placing at least one exposed (non-electrically isolated) electrical lead. Exposed electrical lines, z. B. bare wires, facilitate electrical contact. In general, the electrical line can also have an electrically insulating jacket o. Ä., For. B. in the form of one or more cables. Furthermore, the method comprises a following step (d) of electrical connection of the electrical line to at least a part of the semiconductor light sources, optionally via an interconnected interconnect structure. The electrical connection can be effected by soldering or welding (laser, resistance or friction welding) (in the case of at least one electrical line on a side facing away from the semiconductor light sources, if necessary via plated-through holes (vias)). In particular, if the electrical line is arranged on a side facing away from the semiconductor light sources side, the electrical contact z. B. also by crimping, etc. In a further embodiment, the casting in step (c) comprises a common complete casting of the carrier and the at least one electrical line. As a result, the casting can be carried out very easily. The potting material used for this purpose is preferably translucent. In particular, the semiconductor light source comprises at least one light-emitting diode. If several LEDs are present, they can be lit in the same color or in different colors. A color can be monochrome (eg red, green, blue, etc.) or multichrome (eg, white). The light emitted by the at least one light-emitting diode can also be an infrared light (IR LED) or an ultraviolet light (UV LED). Several light emitting diodes can produce a mixed light; z. B. a white mixed light. The at least one light-emitting diode may contain at least one wavelength-converting phosphor (conversion LED). The phosphor may alternatively or additionally be arranged remotely from the light-emitting diode ("remote phosphor"), z. B. in the potting compound. The light-emitting diode may be in the form of at least one individually packaged light-emitting diode or in the form of at least one LED chip. Several LED chips can be mounted on a common substrate ("submount"). The light emitting diode may be equipped with at least one own and / or common optics for beam guidance, z. At least one Fresnel lens, collimator, and so on. Instead of or in addition to inorganic light emitting diodes, z. Based on InGaN or AlInGaP, organic LEDs (OLEDs, eg polymer OLEDs) can generally also be used. Alternatively, the at least one semiconductor light source z. B. have at least one diode laser.
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
Der Erfindung liegt gegenüber den Leuchtdiodenbändern gemäß der
Diese Aufgabe wird, gemäß dem Patentanspruch 1, durch ein Leuchtdiodenband gelöst mit:
- • einem flexiblen offenen Profil aus extrudiertem Kunststoff,
- • mit mindestens zwei im Innern einer Wand des Profils integrierten elektrischen Leitungen, welche in der Wand parallel zueinander verlaufen und endseitig Steckverbinder für die Verkettung der Leuchtdiodenbänder miteinander aufweisen,
- • mit Ausnehmungen bis zu den elektrischen Leitungen in der Wand, welche die Kontaktfläche für den Anschluss von auf einem flexiblen Leitungsträger angeordneten Chip-Leuchtdioden bilden und
- • mit einer das Profil innen auffüllenden transparenten oder transluzenten Vergußmasse,
- A flexible open profile of extruded plastic,
- • having at least two electrical lines integrated in the interior of a wall of the profile, which run parallel to one another in the wall and have plug connectors for the connection of the light-emitting diode bands to one another on the end,
- • With recesses up to the electrical lines in the wall, which form the contact surface for the connection of arranged on a flexible conductor carrier chip LEDs and
- With a transparent or translucent potting compound filling the profile inside,
Weiterhin wird diese Aufgabe, gemäß Anspruch 9, durch ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtdiodenbands nach Anspruch 1 gelöst, bei dem:
- a) ein flexibles 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 Kontaktfläche für den Anschluss von auf einem flexiblen Leitungsträger 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) eine Verstärkung auf den inneren Boden des Profils mittels Kleber aufgebracht wird,
- g) ein flexibler Leitungsträger auf der mechanischen Verstärkung mit einem Kleber eingebracht wird,
- h) eine Kontaktierung zwischen den im Boden des Profils verlaufenden Leitern und dem flexiblen Leitungsträger durch eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt wird und
- i) eine Vergußmasse in das innere Profil eingefüllt wird.
- a) a flexible open profile is extruded with at least two integrated in the interior of a wall of the profile electrical wiring made of plastic,
- b) the profile is cut to the length of the finished product,
- c) recesses up to the electrical lines in the wall, which form the contact surface for the connection of arranged on a flexible conductor carrier chip light-emitting diodes are made with a cutting tool,
- d) at the beginning and / or end of the profile, a plug-in system is assembled by the outer geometry of the profile is removed, so that only the insulated electrical lines on the front side of the profile protrude and after stripping in a certain length required for connection a plug or a socket is mounted,
- e) the profile is fixed with plug-in system in a mold in horizontal longitudinal extent,
- f) a reinforcement is applied to the inner bottom of the profile by means of adhesive,
- g) a flexible conductor carrier is introduced on the mechanical reinforcement with an adhesive,
- h) a contact between the running in the bottom of the profile conductors and the flexible conductor carrier is made by a material connection and
- i) a potting compound is filled in the inner profile.
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.The light-emitting diode strip according to the invention has the advantage that it can be manufactured in any length in a surprisingly simple and cost-effective manner, with the flexible open profile (with integrated electrical lines with or without insulation for power supply and / or control and / or data transmission) serves both as a carrier and as a casting mold.
Weitere Vorteile und Einzelheiten lassen sich der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmen. In der Zeichnung zeigt:
-
1 eine erste Ausführungsform des flexiblen offenenProfil mit 4 isolierten Leitern, innen im Boden des Profils liegend gemäß der Erfindung, -
2 das Profil nach 1 mit einem eingelegten Knickschutz, -
3 das Profil nach2 mit eingebrachter flexibler Leiterplatte mit LEDs bestückt, -
4 das Profil nach3 mit Verguss, -
5 die Prinzipskizze der elektrischen Verschaltung der LEDs, -
6 den Verfahrensschritt zur Freilegung der im Inneren des Profils verlaufenden Leiter mittels Hobel, -
7 den Verfahrensschritt zur Freilegung der im Inneren des Profils verlaufenden Leiter mittels Fräser, -
8 eine einkanalige Ausführung eines mit LEDs bestückten flexiblen Leitungsträgers, -
9 eine mehrkanalige Ausführung eines mit LEDs bestückten flexiblen Leitungsträgers, -
10 eine einkanalige Ausführung mit Zusammenfassen von Leitungen eines mit LEDs bestückten flexiblen Leitungsträgers, -
11 die Verkettung der Leuchtdiodenbänder mittels Stecker-Buchse, -
12 die Verkettung der Leuchtdiodenbänder mittels Stecker-Buchse und Stoß an Stoß, -
13 eine erste Ausführungsform des Leuchtdiodenbands nach4 eingebracht in ein U-förmiges Gehäuse, -
14 eine zweite Ausführungsform des Leuchtdiodenbands nach4 eingebracht in ein U-förmiges Gehäuse, -
15 eine dritte Ausführungsform des Leuchtdiodenbands eingebracht in ein starres Profil, -
16 eine zweite Ausführungsform des flexiblen offenen Profils, -
17 eine dritte Ausführungsform des flexiblen offenen Profils, -
18 eine vierte Ausführungsform des flexiblen offenen Profils, -
19 eine fünfte Ausführungsform des flexiblen offenen Profils, -
20 eine sechste Ausführungsform des flexiblen offenen Profils und -
21 eine vierte Ausführungsform des Leuchtdiodenbands mit Halbrund ausgeführter Grundform gemäß der Erfindung.
-
1 a first embodiment of the flexible open profile with 4 insulated conductors, lying inside in the bottom of the profile according to the invention, -
2 the profile after1 with an inserted bend protection, -
3 the profile after2 fitted with flexible printed circuit board with LEDs, -
4 the profile after3 with potting, -
5 the schematic diagram of the electrical wiring of the LEDs, -
6 the method step for exposing the conductor running inside the profile by means of a planer, -
7 the method step for exposing the conductors running inside the profile by means of milling cutters, -
8th a single-channel design of a flexible cable carrier equipped with LEDs, -
9 a multi-channel design of a flexible cable carrier equipped with LEDs, -
10 a single-channel design with the combination of lines of a flexible cable carrier equipped with LEDs, -
11 the linking of the light-emitting diode bands by means of plug socket, -
12 the linking of the light-emitting diode bands by means of plug socket and push-and-pull, -
13 a first embodiment of the light emitting diode band according to4 inserted into a U-shaped housing, -
14 a second embodiment of the light emitting diode band according to4 inserted into a U-shaped housing, -
15 a third embodiment of the light-emitting diode band introduced into a rigid profile, -
16 a second embodiment of the flexible open profile, -
17 a third embodiment of the flexible open profile, -
18 a fourth embodiment of the flexible open profile, -
19 a fifth embodiment of the flexible open profile, -
20 a sixth embodiment of the flexible open profile and -
21 a fourth embodiment of the light-emitting diode strip with half-round executed basic form according to the invention.
Als Grundform dient ein flexibles offenes Profil U, insbesondere wie die im Detail in
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.The two legs of the U-shell U are preferably designed with an undercut H to the ground. This undercut H ensures in the production process for an optimal anchoring of a potting compound V on the U-shell U.
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.The material of the U-shell U is preferably made of polyurethane and is preferably produced by extrusion. The U-shell U is adjustable by additive particles in color and properties. It is conceivable, for example, by adding color particles, a pure white U-shell U for optimal light output or by color particles of the RAL palette individual color design depending on the place of use (decorative element). Furthermore, by incorporation of special particles, a flame-retardant material property can be achieved, v.a. for use in areas with increased safety requirements. Furthermore, a heat-conducting property is possible by ceramic particles.
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
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
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 optional eine mechanische Verstärkung T, 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.In the manufacture of the light-emitting diode strip LB according to the invention, a flexible conductor carrier LP, which is preferably equipped with chip light-emitting diodes (LED1, LED2, .., LEDn) in the U-shell U, is introduced. The flexible conductor support LP is glued to the inner bottom between the legs of the profile U. Prior to this step, a mechanical reinforcement T may optionally be introduced to prevent bending against the allowable bending direction of the flexible conductor carrier LP. The individual components are non-positively connected by a suitable adhesive tape.
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
- a) einkanalige Ausführung, hierbei werden zwei Leitungen parallel genutzt, d.h., nur 2
Pole der 4 Pole belegt (siehe8 ) oder zwei Leitungen zusammengefasst, um Leitungsquerschnitt pro Kanal zu erhöhen und somit den Spannungsfall zu minimieren (siehe10 ), - 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
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.
- a) single-channel design, this two lines are used in parallel, ie, only 2 poles of the 4 poles occupied (see
8th ) or two lines in order to increase the line cross section per channel and thus to minimize the voltage drop (see10 ) - b) multichannel design, this two channels are used for a channel, ie two channels as redundancy, or three channels, for example, as indicator lighting (RGB) (see
9 ) - c) as a 3-channel, in this case a line is used as a common cathode or common anode, the remaining three lines are the 3-channel control available.
Durch ein geeignetes, vorzugsweise hobelartiges Werkzeug W (siehe
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
An dieser jeweils freigelegten Stelle kann nun eine (Löt-) Verbindung zum flexiblen Leitungsträger LP hergestellt werden.At this exposed point can now be made (solder) connection to the flexible conductor support LP.
Durch eine beidseitige Einspeisung kann die maximal mit einer Einspeisung betreibbare Länge nochmals, d.h. auf maximal das Doppelte, vergrößert werden.Through a feed on both sides, the maximum length which can be operated with one feed can be repeated, i. to a maximum of twice, be increased.
Eine weitere Möglichkeit der Kontaktierung stellt die sog. Piercing Technologie dar. Hierbei werden mittels insbesondere nadelartiger Schneidklemmen die U-Schale U und die Leitungsisolierung durchschnitten und ein Kontakt zu den im Inneren laufenden Leitern L1, L2, , Ln hergestellt.Another possibility of contacting is the so-called. Piercing technology. In this case, the U-shell U and the line insulation are cut by means of particular needle-like insulation displacement terminals and made a contact with the running inside conductors L1, L2,, Ln.
Nachfolgend wird das Herstellungsverfahren kurz beschrieben:The production process is briefly described below:
Als Grundform für das fertige Produkt dient ein offenes Profil U aus extrudiertem Kunststoff, vorzugsweise Polyurethan (PUR). Während des Extrusionsprozesses werden - wie in den
Vor der weiteren Verarbeitung wird das Profil U auf die Länge des fertigen Produktes abgelängt.Before further processing, the profile U is cut to the length of the finished product.
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
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.In the next step, the beginning and / or the end of the open profile U is assembled, which means that we removed the outer geometry of the profile U, so that only the insulated or uninsulated conductors L1, L2,, Ln from the bottom of the U-shell just lie. Virtually four individual wires L1, L2,, Ln protrude from the profile U, virtually at each end.
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.At these exposed individual wires L1, L2,, Ln, a now preferably IP-protected plug-in system S, B is now assembled at the beginning and / or end of the open profile U.
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.Now, the base body / profile U has a defined length, preferably has an IP plug-in system S, B at the beginning and / or end, is open at a defined point in the interior of the profile U and thus access to the running in the ground conductors L1, L2 , Ln exposed.
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.In the next step, the profile U is inserted or clamped in a suitable shape, which represents the fixation. As a result, the profile U is fixed in the longitudinal direction, is kept straight and has no height differences. This, in turn, is important for the later process of introducing the potting compound V.
Im nächsten Schritt findet die Bestückung mit der mechanischen Verstärkung T statt. Diese Verstärkung T, vorzugsweise eine ebene Platte mit Aussparungen oder ein Gitter, 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
Im nächsten Schritt wird der flexible Ladungsträger LP auf der im vorherigen Schritt eingebrachten mechanischen Verstärkung T mit einem geeigneten Kleber eingebracht (siehe
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.In the next step, the contacting takes place between the conductors L1, L2,, Ln running in the bottom of the profile U, and the flexible conductor carrier LP. The connection is preferably made by soldering to ensure a permanent and uninterrupted contact.
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.The prepared profile U, with connectors S, B at the beginning / end of the introduced mechanical reinforcement T, which is connected to the running inside the open profile U conductors L1, L2, Ln connected flexible conductor support LP and completely in a clamping profile and defined Length unit is now ready for potting.
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.By means of a linear and CNC controlled casting machine, a defined amount of a sealing compound V, preferably consisting of polyurethane, is now discharged in such a manner that a uniform filling level in the open profile U is achieved. Wherein the potting compound V can consist of one or more layers and in turn can be influenced even by the addition of additives in their properties. In particular, translucent particles for reduced glare and a more uniform light distribution or fluorescent particles which make it possible to emit afterglow are to be mentioned as conceivable settings, above all in areas for safety-relevant orientation illuminations.
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
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
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
Analog zum Einsatz in flexiblen, homogenen Lichtlinien gemäß dem
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.In the context of the invention, the open profile U, which according to the invention serves both as a carrier and as a casting mold VG, have different geometries; Undercuts or the like in the profile U / in the form U are to be regarded as unproblematic, since the profile U and the potting material V are bending elastic and compensate for the forces occurring during demoulding.
Schließlich zeigt
Durch den Einsatz von zwei LED Modulen LED auf dem Doppel-T Profil U (siehe
Eine weitere Möglichkeit, bei dem Einsatz von mehreren (zwei oder mehr LED Streifen) auf dem Doppel-T Profil U (siehe
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.The holding possibilities of the embodiments of the light emitting diode strip LB according to the invention according to the invention are as follows. By a corresponding profiling of the legs of the open profile U, with symmetrical cross-section, by means of a prestressed holder made of plastic or spring steel, which engages in the negative profiling, a corresponding holding device can be provided, which is easy and quick to assemble. Alternatively, a headband with preload which tapers upwardly and in which the cast light / light emitting diode tape is snapped may be used as a mounting bracket.
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.The invention is not limited to the illustrated and described embodiments, but also includes all the same in the context of the invention embodiments. Another mounting option of the light-emitting diode strip LB according to the invention is to see a groove with an undercut on the back outside the open profile U itself before. In this undercut groove, a mushroom-shaped holder is inserted and locked, which holds the LED strip LB.
Ferner ist die Erfindung bislang auch nicht auf die in den Patentansprüchen
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |