DE102008034956A1

DE102008034956A1 - Verbindungselement zur Bildung bandförmiger Beleuchtungen und damit hergestelltes Beleuchtungselement

Info

Publication number: DE102008034956A1
Application number: DE102008034956A
Authority: DE
Original assignee: SIGNAL CONSTRUCT GmbH; SIGNAL-CONSTRUCT GmbH
Current assignee: SIGNAL CONSTRUCT GmbH; SIGNAL-CONSTRUCT GmbH
Priority date: 2008-07-25
Filing date: 2008-07-25
Publication date: 2010-02-04

Abstract

Für die Verbindung von mit Leuchtmitteln bestückten, streifenförmigen Leiterplatten (3) zur Bildung bandförmiger Beleuchtungen ist ein Aufnahmeelement (1) mit wenigstens zwei Aufnahmen (1a) für die streifenförmigen Leiterplatten (3) vorgesehen. Am Aufnahmeelement (1) sind wenigstens zwei Kontaktelemente zur mehrpoligen Kontaktierung der Leiterplatten (3) vorgesehen, die jeweils beide Leiterplatten kontaktieren. Dadurch ergibt sich eine schnelle, sichere und einfache Verbindung der Leiterplatten. Mit diesen Elementen kann ein Beleuchtungselement auch großflächig aufgebaut werden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement für mit Leuchtmitteln bestückte, streifenförmige Leiterplatten zur Bildung bandförmiger und/oder flächiger Beleuchtungen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie ein Beleuchtungselement nach Anspruch 9 und einen Bausatz zum Aufbau eines Beleuchtungselements nach Anspruch 20.
Stand der Technik
Streifenförmige, mit Leuchtmitteln bestückte Leiterplatten, wie insbesondere LED-Streifen, werden dazu verwendet, längere Leuchtbänder zu bilden. Dazu müssen einzelne Streifen durch entsprechende „Verbinder” aneinander gereiht werden können. Die erfolgt bisher meist auf die folgenden zwei Arten:

– das Einlöten einer Buchse am einen Ende des Streifens und eines Gegensteckers am anderen Ende des Streifens, um längere bandförmige Beleuchtungen dadurch zu realisieren, dass Stecker und Buchse ineinander gesteckt werden. Dabei ergibt sich auf Grund der Abmessung von Strecker und Buchse in der Regel im Bereich der Verbindung zwischen den einzelnen Streifen ein größerer Abstand von Lichtpunkt zu Lichtpunkten als zwischen den Lichtpunkten der Streifen selbst.
– das Einlöten von Litzen oder eines Kabels, an deren Ende sich ebenfalls jeweils ein Stecker bzw. eine Buchse befindet. Damit ist ein unmittelbares Aneinanderreihen und ein gleichmäßiger Abstand von Leuchtpunkt zu Leuchtpunkt nicht möglich, da die Leitungen und unter Umständen auch Stecker und Buchse zwischen den einzelnen Streifenunterzubringen sind.

In beiden Fällen ist es bei der Befestigung der LED-Streifen üblich, entweder die Streifen durch Löcher in den Leiterplatten an einer Trägerplatte zu befestigen oder aber mittels zusätzlicher Halter anzubringen.
Aufgabe de Erfindung
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine einfache, schnelle und sichere Verbindung von Leiterplatte zu Leiterplatte zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird durch ein Verbindungselement mit den Merkmalen des Anspruches 1, ein Beleuchtungsmittel mit den Merkmalen des Anspruches 9 sowie einen Bausatz mit den Merkmalen des Anspruches 20 gelöst.
Als Verbindungselement wird ein Aufnahmeelement mit zwei Aufnahmen für die streifenförmigen Leiterplatten vorgesehen, in dem zwei Kontaktelemente zur Kontaktierung der Leiterplatten vorgesehen sind, die jeweils beide Leiterplatten kontaktieren. Damit ergibt sich ein Steckverbinder, in den lediglich die Leiterplatten eingesteckt werden müssen. Ein Einlöten von Steckern, Buchsen, Litzen oder Kabeln ist damit nicht mehr erforderlich. Da die Leiterplatten gleichzeitig nahezu unmittelbar aneinander stoßen können, wird auch im Verbindungsbereich der einzelnen Streifen ein gleichmäßiger Abstand von Lichtpunkt zu Lichtpunkt gewährleistet.
Vorzugsweise sind die Kontaktelemente federkorntaktlose, doppelseitige Gabelkontakte, so dass die Stromversorgung durch das bloße Ineinanderstecken gewährleistet werden kann. Das Aufnahmeelement kann dadurch gleichzeitig auf minimale Abmessungen minimiert werden, so dass auch das Einbringen der Leuchtbänder, sei es in eine indirekte Beleuchtung oder auch in geometrisch beliebig geformten Rohre problemlos möglich ist. Dies erleichtert auch den wasserdichten Verschluss in derartigen Rohren.
Vorteilhafterweise weist das Aufnahmeelement eine Öffnung für ein Befestigungsmittel auf, so dass die Leuchtbänder leicht und einfach vor Ort zu befestigen sind.
Die zunächst linear aneinander gereihten streifenförmigen Leiterplatten können durch einfach herzustellende Zusatzteile wie Querverbinder, die ihrerseits vorzugsweise selbst auch aus Leiterplattenmaterial hergestellt sind, zu großflächigen oder selbst dreidimensionalen Beleuchtungen zusammengebaut werden, wobei insbesondere bei einer flächigen Anordnung in beiden Richtungen die Abstände der Lichtpunkte gleich beabstandet sein können, um eine vollständige Homogenität zu erreichen.
Alle Elemente können Teil eines Bausatzes sein, der es dem Anwender ermöglicht, beliebige Formen und Gestaltungen der Beleuchtungsmittel aufzubauen.
Weiter Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Kurzbeschreibung der Figuren
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den beigefügten Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Verbindungselement in einer dreidimensionalen Ansicht,
2 ein Verbindungselement mit vierpoligem Verbinder in einer dreidimensionalen Ansicht,
3 ein Darstellung des Verbindungselements gemäß 1 vor dem Einstecken eine Leiterplatte und eines Anschlusselements,
4 mehrere streifenförmige Leiterplatten mit zugeordneten Querverbindern zum Aufbau eines flächigen Beleuchtungselements.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Bevor die Erfindung im Detail beschrieben wird, ist darauf hinzuweisen, dass sie nicht auf die jeweiligen Bauteile der Vorrichtung sowie die jeweiligen Verfahrensschritte beschränkt ist, da diese Bauteile und Verfahren variieren können. Die hier verwendeten Begriffe sind lediglich dafür bestimmt, besondere Ausführungsformen zu beschreiben und werden nicht einschränkend verwendet. Wenn zudem in der Beschreibung oder in den Ansprüchen die Einzahl oder unbestimmte Artikel verwendet werden, bezieht sich dies auch auf die Mehrzahl dieser Elemente, solange nicht der Gesamtzusammenhang eindeutig etwas Anderes deutlich macht.
Die Figuren zeigen ein Verbindungselement für mit Leuchtmitteln 10 bestückte, streifenförmige Leiterplatten 3 zur Bildung von bandförmigen und/oder flächigen Beleuchtungen. Das Verbindungselement ist durch ein Aufnahmeelement 1 mit wenigstens zwei Aufnahmen 1a gebildet, in die gemäß 3 die streifenförmigen Leiterplatten 3 einführbar sind. Am Aufnahmeelement und vorzugsweise im Innenraum des Aufnahmeelements 1 sind wenigstens zwei Kontaktelemente 2 zur mehrpoligen Kontaktierung der Leiterplatten 3 vorgesehen, wobei die Kontaktelemente 2 jeweils beide Leiterplatten 3 bzw. wie in 3 dargestellt die Leiterplatte auf der einen Seite und ein Anschlusselement 4 zum Netzanschluss auf der anderen Seite kontaktieren. Als Leuchtmittel werden auf der Leiterplatte vorzugsweise LEDs vorgesehen, die in beliebiger Bauform ausgeführt sein können. Die LEDs zur Herstellung der Streifen können somit z. B. SMD-Typen wie in den Figuren, aber auch sogenannte ”bedrahtete” Ausführungen sein. Die streifenförmigen Leiterplatten können damit auch als LED-Streifen angesprochen werden. Die Verwendung anderer Leuchtmittel als LEDs ist ebenfalls denkbar. Die streifenförmigen Leiterplatten 3 weisen insofern neben den Leuchtmitteln 10 die für den Betrieb zum Beispiel mit einer festgelegten Spannung notwendigen zusätzlichen Bauelemente wie Widerstände, Transistoren, Brückengleichrichter und dergleichen auf. Die Enden dieser Streifen sind so ausgeführt, dass die Kontaktelemente 2 mit den streifenförmigen Leiterplatten 3 eine sichere und gasdichte Kontaktierung gewährleisten können.
2 zeigt den Aufbau analog zu 1, wobei jedoch bei dieser Ausführungsform ergänzend zum einfarbig leuchtenden Streifen mit einem Paar an Kontaktelementen 2 auch vollfarbtaugliche (RGB-)Versionen ausgebildet werden können. Dazu sind in 2 vier Kontaktelemente für einer einen vierpoligen Verbinder zur Ansteuerung entsprechender LEDs im Aufnahmeelement 8 vorgesehen. Eine andere Anzahl von Kontaktelementen als zwei oder drei ist selbstverständlich ebenfalls möglich.
Die im Innenraum des Aufnahmeelements 1 angeordneten Kontaktelemente 2 sind federkontaktlose, doppelseitige Gabelkontakte, wobei der Abstand der Gabeln an die Stärke die Leiterplatten 3 angepasst ist. Mit anderen Worten können nach Bedarf entsprechende Gabelkontakte im Gehäuse des Verbindungselements, also im Aufnahmeelement 1 eingesetzt werden. Die Aufnahmen 1a sind vorzugsweise diametral gegenüberliegend angeordnet, sodass eine lineare Anordnung der Leiterplatten möglich ist. Eine Anordnung der Aufnahmen 1a im Winkel zueinander ist jedoch ebenfalls möglich, um zum Beispiel mehreckige oder kreisförmige Anordnungen zu erzielen. Es ist auch denkbar, mehr als nur zwei Aufnahmen an einem Aufnahmeelement vorzusehen, um z. B. Verzweigungen auszubilden.
Das Aufnahmeelement 1 besteht im Ausführungsbeispiel aus einem mehrteiligen, konkret zweiteiligen Element mit Ober- und Unterteil. Die Teile des Aufnahmeelementes können wahlweise verrastet, verschweißt oder verklebt sein, wobei eine versstete Ausführung auch den bedarfsweisen Austausch der Kontaktelemente 2 erlaubt. Das Aufnahmeelement 1 ist für die Aufnahme von zwei, drei oder vier Kontaktelementen 2, je nach Wunsch das Kunden bestückt, wobei auch eine andere Anzahl von Kontaktelementen grundsätzlich möglich ist. Wie aus 3 und 4 zu erkennen, sind Breite und Höhe der Aufnahme 1a des Aufnahmeelements 1 etwa an Breite und Stärke der Leiterplatte 3 angepasst. Das Aufnahmeelement ist in Längsrichtung der Leiterplatte 3 vorzugsweise etwa so lang wie die Kontaktelemente 2.
Vorzugsweise weist das Aufnahmeelement 1 eine Öffnung oder ein Durchgangsloch 1b für ein Befestigungsmittel 6 auf, das zum Befestigen der Streifen auf einem beliebig ausgeführten Trägermaterial durch Einbringen des Befestigungsmittel 6 dient. Damit kann ein Leuchtband problemlos zum Beispiel in einer indirekten Beleuchtung befestigt werden.
Da keine weiteren Anschlusselenente zwischen den Leiterplatten vorgesehen sind, können die streifenförmigen Leiterplatten zusammen mit den Aufnahmeelementen problemlos auch in runde, quadratische oder rechteckige Rohre eingebracht werden und dort wasserdicht verschlossen werden. Da kein zusätzlicher Abstand zwischen den Leiterplatten auftritt, ergibt sich ein einheitliches Erscheinungsbild mit einem gleichmäßigen Abstand von Lichtpunkt zu Lichtpunkt selbst über den Verbindungsbereicht hinweg.
Das Beleuchtungselement umfasst damit zunächst die mit den Leuchtmitteln 10 bestückten, streifenförmigen Leiterplatten 3 sowie das zugehörige Verbindungselement, das durch das Aufnahmeelement 1 gebildet ist.
Zum Schutz der Bauteile gegen Verstauben und auch zum Schutz gegen eine mechanisch Belastung der auf der Leiterplatte 3 aufgebrachten Bauteile können Hohlkörper 7 vorgesehen sein, wobei diese Hohlkörper auch durch mehrere Teile gebildet sein können, die in Umfangsrichtung um die Leiterplatte 3 herum miteinander verbunden werden. Der Hohlkörper 7 kann glasklar, opak oder an der Oberfläche satiniert sein. Die Länge das Hohlkörpers entspricht etwa der Länge der streifenförmigen Leiterplatte 3, richtet sich aber insgesamt nach der Länge dieser Leiterplatten 3 unter Berücksichtigung des Maßes der Aufnahmeelemente 1. Höhe und Breite des Hohlkörpers 7 entspricht etwa Höhe und Breite des Aufnahmeelements 1, so dass sich ein Streifen wie in 4 dargestellt ergibt. Das Aufnahmeelement 1 besitzt vorzugsweise Rastmittel 1c zur Verrastung mit dem Hohlkörper 7 bzw. zum Eingriff in den Hohlkörper 7, wie dies insbesondere aus 3 ersichtlich ist.
Zum Netzanschluss des Beleuchtungselements ist ein Anschlusselement 4 mit zugehörigem Kabel 5 vorgesehen, das in eine Aufnahme 1a des Aufnahmeelements 1 passt, indem es vorzugsweise im Anschlussbereich den Anschluss einer Leiterplatte 3 nachahmt. Damit ist ein lötfreier Anschluss zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen der streifenförmigen Leiterplatte 3 und dem Netz, wie zum Beispiel durch ein Netzteil möglich.
Zur Verbindung mehrere streifenförmiger Leiterplatten oder daraus hergestellter Leuchtbänder kann gemäß 4 ein Querverbinder 9 vorgesehen werden, der quer zu seiner Längserstreckung mehrere Leiterplatten-artige Anschlusselemente 9a zum Eintritt in die Aufnahmen 1a des Aufnahmeelements und zum Anschluss an die Kontaktelemente 2 aufweist. Der Querverbinder 9 ist auf der Basis einer Leiterplatte ausgebildet, die vorzugsweise einseitig so ausgeführt ist, dass die eine sichere Kontaktierung mit dem Aufnahmeelement 1 gewährleistet. Der Querverbinder 9 hat mehrere einzelne hervorstehende Anschlusselemente 9a zu Adaptierung von Leuchtstreifen, die vorzugsweise so angeordnet sind, dass die Abstände der einzelnen Lichtpunkte sowohl in Längs- als auch in Querrichtung gleich beabstandet sind. Damit ergibt sich ein günstiges Element zum Aufbau einer großflächigen Beleuchtung, insbesondere bei der Verwendung einer Leiterplatte auch als Querverbinder 9. Der Querverbinder selbst kann ein Anschlussmittel für den Netzanschluss zum Beispiel zur Kontaktierung mit den Netzteil mit entsprechenden Streckern, Buchsen oder Löchern aufweisen oder auch wiederum ein Aufnahmeelement zum Anschluss eines Anschlusselements 4. Mehrere Querverbinder 9 können ihrerseits wieder in ihrer Längsrichtung also quer zur Längserstreckung der streifenförmigen Leiteplatten 3 Anschlussstücke für weitere Querverbinder aufweisen. Die Verbindung der Querverbinder 9 untereinander kann dann ebenfalls wieder über ein Aufnahmeelement 1 erfolgen.
Dies führt zu einem Bausatz zum Aufbau eines Beleuchtungselements, der folgende Elemente umfasst:

– streifenförmige, mit Leuchtmitteln versehen bestückte Leiterplatten 3,
– Aufnahmeelemente 1 als Verbindungselemente zur Verbindung der streifenförmigen Leiterplatten und/oder der Querverbinder,
– wenigstens einem Anschlusselement 4 zum Netzanschluss des Beleuchtungselements,
– gegebenenfalls die Leiterplatten umgebende Hohlkörper 7,
– gegebenenfalls wenigstens einem Querverbinder 9

1: Aufnahmeelement
1a: Aufnahme
1b: Durchgangsloch
1c: Rastmittel
2: Kontaktelement
3: Leiterplatte
4: Anschlusselement
5: Kabel
6: Befestigungsmittel
7: Hohlkörper
8: Aufnahmeelement (2)
9: Querverbinder
9a: Anschlusselement
10: Leuchtmittel

Claims

Verbindungselement für mit Leuchtmitteln (10) bestückte, streifenförmige Leiterplatten (3) zur Bildung bandförmiger und/oder flächiger Beleuchtungen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement durch ein Aufnahmeelement (1, 8) mit wenigstens zwei Aufnahmen (1a) für die streifenförmigen Leiterplatten (3) gebildet ist und am Aufnahmeelement (1, 8) wenigstens zwei Kontaktelemente (2) zur mehrpoligen Kontaktierung der Leiterplatte (3) vorgesehen sind, die jeweils beide Leiterplatten kontaktieren.
Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement dafür bestimmt ist, als streifenförmige Leiterplatte (3) ausgebildete LED-Streifen miteinander zu verbinden, die als Leuchtmittel LEDs aufweisen.
Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im Innenraum des Aufnahmeelements (1, 8) angeordneten Kontaktelemente (2) federkontaktlose, doppelseitige Gabelkontakte sind.
Verbindungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Gabelkontakte an die Stärke der Leiterplatte (3) angepasst ist.
Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite und Höhe der Aufnahmen (1a) des Aufnahmeelements (1, 8) etwa der Breite und der Stärke der Leiterplatte (3) entspricht.
Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (1) in Längsrichtung der Leiterplatten (3) vorzugsweise etwa so lang wie die Kontaktelemente (2) ist.
Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (1, 8) ein Durchgangsloch (1b) für ein Befestigungsmittel (6) aufweist.
Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Kontaktelemente (2) umgebende und elektrisch isolierende Aufnahmeelement (1, 8) wenigstens zwei Teile aufweist, die im Gebrauchszustand miteinander verbunden sind.
Beleuchtungselement, umfassend mehrere mit Leuchtmitteln (10) bestückte, streifenförmige Leiterplatten (3), die durch ein Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8 miteinander zur Bildung bandförmiger und/oder flächiger Beleuchtungen verbunden sind.
Beleuchtungselement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterplatte (3) ein die Leiterplatte umgebender Hohlkörper (7) zugeordnet ist, dessen Länge vorzugsweise etwa der Länge der streifenförmigen Leiterplatte (3) entspricht.
Beleuchtungselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Höhe und Breite des Hohlkörpers (7) etwa der Höhe und Breite des Aufnahmeelements (1, 8) entspricht.
Beleuchtungselement nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (1) Rastmittel (1c) zur Verrastung mit dem Hohlkörper 7 aufweist.
Beleuchtungselement nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum Netzanschluss des Beleuchtungselements ein in eine Aufnahme (1a) des Aufnahmeelements (1, 8) passendes Anschlusselement (4) vorgesehen ist.
Beleuchtungselement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (4) im Anschlussbereich den Anschluss einer Leiterplatte (3) nachbildet.
Beleuchtungselement nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbindung mehrerer streifenförmiger Leiterplatten (3) wenigstens ein Querverbinder (9) vorgesehen ist, der quer zu seiner Längserstreckung mehrere leiterplattenartige Anschlusselemente (9a) zum Eintritt in die Aufnahme (1a) des Aufnahmeelements (1, 8) und zum Anschluss an die Kontaktelemente (2) aufweist.
Beleuchtungselement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Querverbinder (9) durch eine Leiterplatte (3) gebildet ist.
Beleuchtungselement nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Querverbinder (9) Anschlussmittel für einen Netzanschluss aufweist.
Beleuchtungselement nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Querverbinder (9) in seiner Längsrichtung, also quer zur Längserstreckung der streifenförmigen Leiterplatte (3) Anschlussstücke für weitere Querverbinder oder Leiterplatten aufweist.
Beleuchtungselement nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbindung der Querverbinder (9) untereinander ebenfalls das Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8 vorgesehen ist.
Bausatz zum Aufbau eines Beleuchtungselements, umfassend – streifenförmige, mit Leuchtmitteln (10) bestückte Leiterplatten (3), – Verbindungselemente nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Verbindung der streifenförmigen Leiterplatten (3) in deren Längsrichtung, – wenigstens einem Anschlusselement (4) nach einem der Ansprüchen 13 oder 14 zum Netzanschluss des Beleuchtungselements, – gegebenenfalls die Leiterplatten umgebende Hohlkörper (7) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, – gegebenenfalls wenigstens einen Querverbinder (9) nach einem der Ansprüche 15 bis 19.