DE102016012639B4

DE102016012639B4 - Verkettbares, vollvergossenes, flexibles Leuchtdiodenband und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102016012639B4
Application number: DE102016012639.6A
Authority: DE
Inventors: Hans Astrup; Stefan Eistetter
Original assignee: Cld Germany GmbH
Current assignee: Cld Germany GmbH
Priority date: 2016-10-24
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2018-09-20
Anticipated expiration: 2036-10-25
Also published as: DE102016012639A1; EP3312506A1

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,•mit einer parallel zur flexiblen Leiterplatte (LP) angeordneten mechanischen Verstärkung (T) mit Aussparungen, wobei die Verstärkung (T) ein Biegen gegen der zulässigen Biegerichtung des flexiblen Leitungsträgers (LP) verhindert, 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.

Description

Die Erfindung betrifft, gemäß Patentanspruch 1, ein verkettbares, vollvergossenes, flexibles Leuchtdiodenband. Weiterhin betrifft die Erfindung, gemäß Patentanspruch 8, ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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.
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.
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. 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.
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.
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).

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 ahlenförmiger 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.
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.
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.
Weiterhin ist aus der WO 2011/110217 A1 ein flexibles Leuchtband bekannt, welches eine flexible Leiterplatte, eine Mehrzahl von Lichtquellen zum Emittieren von Licht, angeordnet auf der flexiblen Leiterplatte, erste Leiter zum Speisen der Lichtquellen und ein Gehäuse, das um die flexible Leiterplatte und die Lichtquellen geformt ist, aufweist. Die Lichtquellen sind so angeordnet, dass Licht im Wesentlichen normal zur flexiblen Leiterplatte emittiert wird. Das Gehäuse weist mindestens einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf, die sich entlang der flexiblen Leiterplatte erstrecken. Der erste Abschnitt ist im Wesentlichen lichtdurchlässig für das von den Lichtquellen emittierte Licht und die ersten und zweiten Abschnitte sind so angeordnet, dass das emittierte Licht an dem zweiten Abschnitt reflektiert wird. Die Hauptverteilungsrichtung des emittierten Lichtes wird so umgeleitet, dass ein Intensitätsmuster mit einer maximalen Intensität in einer Richtung bei einem Winkel ungleich null zur Normale der flexiblen Leiterplatte entsteht. Der Winkel zu der Normale der flexiblen Leiterplatte beträgt zwischen 30 Grad und 60 Grad, vorzugsweise 45 Grad. Insbesondere wird mindestens ungefähr die Hälfte des von den Lichtquellen emittierten Lichtes von dem zweiten Abschnitt reflektiert. Das flexible Leuchtband weist im Querschnitt eine im Wesentlichen rechteckige Form mit paarweise gegenüberliegenden ersten und zweiten sowie dritten und vierten 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 die Hälfte der von dem Leuchtband emittierten Lichts von der dritten und/oder vierten Fläche reflektiert wird.
Weiterhin ist aus der nicht vorveröffentlichten EP3270053A1 eine Beleuchtungsvorrichtung, z.B. eine LED-Beleuchtungsvorrichtung, umfassend ein Gehäuse aus einem elektrisch isolierenden, kanalförmigen länglichen Körper, vorzugsweise ein U-Profil, mit einer Mehrzahl von elektrischen Leitungen, die sich entlang der Länge des U-Profil erstrecken und in der Basis des U-Profils eingebettet sind, bekannt. Die elektrischen Leitungen können eine flache Form oder eine kreisförmige Form sowie eine feste oder verseilte Struktur aufweisen. Weiterhin umfasst die Beleuchtungsvorrichtung mindestens ein elektrisch betriebenes Lichtstrahlenquellenmodul, welches mit elektrischen Kontaktgebilden zur Kontaktierung der elektrischen Leitungen in der Basis des U-Profils und zur Kontaktierung von Kontaktflächen der LEDs versehen ist. Die elektrischen Kontaktgebilde können Schneidklemmen zur Kontaktierungen zum Eindringen in den und zum Herstellen eines Kontakts mit den elektrisch leitenden Leitungen des U-Profils sein. Alternativ können gabelartige Kontaktanordnungen vorgesehen werden, insbesondere sind diese rittlings auf den elektrischen Leitungen des U-Profils und Kontaktflächen des LED-Moduls angeordnet. Alternativ ist auch die Kontaktierung durch elektrisch leitendes Material (z. B. Klebstoff) zwischen den elektrischen Leitungen und den Kontaktflächen aufgezeigt. Nach der Bestückung des U-Profils mit einer Vielzahl von LED-Modulen und deren Kontaktierung mit den in der Basis angeordneten elektrischen Leitungen des U-Profils wird dieses innen mit einer transparenten Vergussmasse verschlossen.
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.
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.
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,
• mit einer parallel zur flexiblen Leiterplatte angeordneten mechanischen Verstärkung mit Aussparungen, wobei die Verstärkung ein Biegen gegen der zulässigen Biegerichtung des flexiblen Leitungsträgers verhindert, und
• mit einer das Profil innen auffüllenden transparenten oder transluzenten Vergussmasse,

Weiterhin wird diese Aufgabe, gemäß Anspruch 8, 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 mechanische 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.

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.
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 offenen Profils 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 nach 2 mit eingebrachter flexibler Leiterplatte mit LEDs bestückt,
4 das Profil nach 3 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 nach 4 eingebracht in ein U-förmiges Gehäuse,
14 eine zweite Ausführungsform des Leuchtdiodenbands nach 4 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 bis 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. Die Geometrie des Querschnitts des Leuchtdiodenbands LB kann rechteckig, quadratisch (vieleckig) oder auch halbrund sein. Wie insbesondere 13, 14 bzw. 15 und 21 zeigen, kann dieser gefertigte, vergossene LED Streifen LB wiederum auch als Grundbeleuchtungselement für weitere Geometrien dienen.
Als Grundform dient ein flexibles offenes Profil U, insbesondere wie die im Detail in 1 bis 4 dargestellte Ausführungsform aufzeigt, eine U-Schale, in deren verdickten Boden die Leitungsführung und somit die Spannungsversorgung eines flexiblen Leitungsträgers LP geführt wird.
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.
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.
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 13, 14, 15, 21 V2) benutzt werden.
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 5). Der Summenstrom läuft durch die per Steckverbinder, insbesondere Stecker S und Buchse B, verbundenen Leitungen der U-Schale U. Dadurch wird der kritische Spannungsfall über die flexiblen Leitungsträger LP genommen, welcher bisher solch große Einspeiselängen verhindert hat.
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.
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 8, 9, 10):

a) einkanalige Ausführung, hierbei werden zwei Leitungen parallel genutzt, d.h., nur 2 Pole der 4 Pole belegt (siehe 8) oder zwei Leitungen zusammengefasst, um Leitungsquerschnitt pro Kanal zu erhöhen und somit den Spannungsfall zu minimieren (siehe 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 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.

Durch ein geeignetes, vorzugsweise hobelartiges Werkzeug W (siehe 6) wird auf der Innenseite der U-Schale U die U-Schale U selbst und die Isolierung der Leitung L1, L2, , Ln in einer Art und Weise geöffnet und abgetragen, dass jeweils der Zugang zur der oder den gewünschten Leitung L1, L2, , Ln an der oder den jeweiligen Stellen freigelegt wird.
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 7). Durch ein geeignete Schleif-/FräsVorrichtung mit definiertem Anpressdruck und Eintauchtiefe wird die obere Schicht der U-Schale U definiert abgetragen und die Leiter L1, L2, , Ln im Inneren der U-Schale U werden an der oder den jeweiligen Stellen zugänglich.
An dieser jeweils freigelegten Stelle kann nun eine (Löt-) Verbindung zum flexiblen Leitungsträger LP hergestellt werden.
Durch eine beidseitige Einspeisung kann die maximal mit einer Einspeisung betreibbare Länge nochmals, d.h. auf maximal das Doppelte, vergrößert werden.
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.
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 1 bis 21 gezeigt - vorzugsweise vier Leiter L1, L2, , Ln eingebracht, sodass diese parallel im Boden des Profils U verlaufen. Dieses Profil U wird quasi im Endlosprozess hergestellt (siehe 1).
Vor der weiteren Verarbeitung wird das Profil U auf die Länge des fertigen Produktes abgelängt.
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 6) bzw. eine geeignete Schleif-/Fräs-Kombination W (siehe 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.
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.
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.
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.
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.
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 2)).
Im nächsten Schritt wird der flexible Ladungsträger LP auf der im vorherigen Schritt eingebrachten mechanischen Verstärkung T mit einem geeigneten Kleber eingebracht (siehe 3). Hierbei ist zu beachten, dass ein definierter Abstand zu den freigelegten Leitern im Boden des offenen Profils U frei gehalten wird.
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.
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.
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.
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 11).
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 12).
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 13, 14), um große Längen mit einer Einspeisung zu realisieren. Wie dort beschrieben und in 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 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.
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 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.
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.
16 zeigt im Detail eine zweite Ausführungsform, nämlich eine konvexe Ausbildung des offenen Profils U, 17 zeigt im Detail eine dritte Ausführungsform mit nach oben verjüngenden Flanken des offenen Profils U, 18 zeigt im Detail eine vierte Ausführungsform mit konvexen Flanken und geraden Boden des offenen Profils U, 19 zeigt im Detail eine fünfte Ausführungsform mit Hinterschnitten und nach oben verjüngenden Flanken des offenen Profils U und 20 zeigt im Detail eine sechste Ausführungsform des flexiblen offenen Profils, nämlich ein Doppel-T Profil U.
Schließlich zeigt 21 eine dritte Ausführungsform des Leuchtdiodenbands LEB mit Halbrund ausgeführter Grundform VG gemäß der Erfindung.
Durch den Einsatz von zwei LED Modulen LED auf dem Doppel-T Profil U (siehe 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).
Eine weitere Möglichkeit, bei dem Einsatz von mehreren (zwei oder mehr LED Streifen) auf dem Doppel-T Profil U (siehe 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.
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.
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.

Claims

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, •mit einer parallel zur flexiblen Leiterplatte (LP) angeordneten mechanischen Verstärkung (T) mit Aussparungen, wobei die Verstärkung (T) ein Biegen gegen der zulässigen Biegerichtung des flexiblen Leitungsträgers (LP) verhindert, 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.
Leuchtdiodenband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (U) im Wesentlichen U-förmig ist und die Wanddicke der Wände ohne elektrische Leitungen (L1, L2, , Ln) kleiner ist, als die Wanddicke der Wände mit den integrierten elektrischen Leitungen (L1, L2, , Ln).
Leuchtdiodenband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (U) im Wesentlichen Doppel T-förmig ist und die Wanddicke der Wände ohne elektrische Leitungen (L1, L2, , Ln) kleiner ist, als die Wanddicke der Wände mit den integrierten elektrischen Leitungen (L1, L2, , Ln).
Leuchtdiodenband nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel des Profils (U) gleichlang sind und auf der inneren Mantelfläche eine Vertiefung (H) aufweisen.
Leuchtdiodenband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Mantelfläche des Leuchtdiodenbands (LB) im Querschnitt rechteckig, quadratisch, polygonal-, kreis- oder ellipsenförmig ist.
Leuchtdiodenband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Leitungsträger (LP) mit Klebeband an der Wand (UW) mit den elektrischen Leitungen angeklebt ist.
Leuchtdiodenband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, 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.
Verfahren zur Herstellung eines Leuchtdiodenbands nach Anspruch 1, bei dem: a) ein flexibles 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 Kontaktfläche für den Anschluss von auf einem flexiblen Leitungsträger (LP) 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) eine mechanische Verstärkung (T) auf den inneren Boden des Profils (U) mittels Kleber aufgebracht wird, g) ein flexibler Leitungsträger (LP) auf der mechanischen Verstärkung (T) mit einem Kleber eingebracht wird, h) eine Kontaktierung zwischen den im Boden des Profils (U) verlaufenden Leitern und dem flexiblen Leitungsträger (LP) durch eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt wird und i) eine Vergussmasse (V) in das innere Profil (U) eingefüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem nach dem Verfahrensschritt i) in einem weiteren Verfahrensschritt: j) das Leuchtdiodenband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 in eine offene Vergussform (VG) eingebracht und danach bis zum Füllrand der Vergussform (VG) eine transparente und/oder transluzente Vergussmasse (V, V2) eingefüllt wird.