DE20008944U1 - Light unit - Google Patents
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Description
EBT Optronic GmbH & Co. KG Robert-Bunsen-Straße 1EBT Optronic GmbH & Co. KG Robert-Bunsen-Strasse 1
Die Erfindung bezieht sich auf eine Leuchteinheit gemäß den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a lighting unit according to the features specified in the preamble of claim 1.
Aus dem europäischen Patent gemäß EP 0 557 776 B1 ist eine derartige Leuchteinheit bekannt, welche ein lichtdurchlässiges Gehäuse in Form einer Kappe und zumindest ein in dieser angeordnetes Leuchtelement enthält. Das Leuchtelement ist insbesondere als eine Leuchtdiode, kurz LED, ausgebildet und in einem Ringkörper angeordnet, welcher zwischen der Kappe und einer Schutzhülse festgelegt ist. In der Schutzhülse können ferner elektronische Bauteile, wie Widerstände, Kondensatoren ebenso angeordnet sein, wie die elektrischen Anschlüsse, welche durch die Schutzhülse nach außen geführt sind. Derartige Leuchteinheiten können beispielsweise in Schalttafeln oder an Maschinen zur sichtbaren Darstellung von Betriebszuständen, wie z.B. Störung oder Stopp oder sonstigen Funktionen zum Einsatz gelangen. Desweiteren sind zur weithin sichtbaren Darstellung von Betriebszuständen an Maschinen sogenannte Signalampeln oder Signalsäulen im Einsatz, wobei regelmäßig mehrere Module übereinander angeordnet werden können. Die einzelnen Module weisen hierbei eine entsprechende Formgebung auf und können stapelbar angeordnet werden, wobei die Reihenfolge der einzelnen Signalfarben der jeweiligen Module nach Bedarf vorgegeben werden können. Derartige Leuchteinheiten oder Module enthalten als Leuchtelement regelmäßig eine Glühlampe oder LED. Die Fertigung und Montage der vorbekannten Leuchteinheiten erfordern einenSuch a lighting unit is known from the European patent according to EP 0 557 776 B1, which contains a translucent housing in the form of a cap and at least one lighting element arranged in it. The lighting element is designed in particular as a light-emitting diode, or LED for short, and is arranged in a ring body which is fixed between the cap and a protective sleeve. Electronic components such as resistors and capacitors can also be arranged in the protective sleeve, as can the electrical connections which are led out through the protective sleeve. Such lighting units can be used, for example, in control panels or on machines to visibly display operating states such as faults or stops or other functions. In addition, so-called signal lights or signal columns are used to display operating states on machines in a way that is visible from afar, whereby several modules can usually be arranged one above the other. The individual modules have a corresponding shape and can be arranged in a stackable manner, whereby the order of the individual signal colors of the respective modules can be specified as required. Such lighting units or modules usually contain a light bulb or LED as a lighting element. The production and assembly of the previously known lighting units require a
erheblichen Aufwand, wobei zusätzliche Maßnahmen zur Festlegung und Verbindung der Leuchtelemente und der elektronischen Bauteile getroffen werden müssen.considerable effort, with additional measures having to be taken to fix and connect the lighting elements and the electronic components.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Leuchteinheit der genannten Art auszubilden, daß mit geringem konstruktiven Aufwand eine einfache und gleichwohl funktionssichere Fertigung gewährleistet ist. Die Anordnung und Befestigung des Leuchtelements sowie ggf. notwendiger elektronischer Bauteile soll in einfacher Weise durchführbar sein und ferner soll die Anordnung und Herstellung der elektrischen Verbindungen und Anschlüsse problemlos durchführbar sein. Die herzustellenden Verbindungen sollen schnell und ohne zusätzlichen Materialaufbau herstellbar sein und insgesamt soll die Leuchteinheit einen kompakten und funktionsgerechten Aufbau aufweisen.Based on this, the invention is based on the task of designing a lighting unit of the type mentioned that ensures simple and yet functionally reliable production with little construction effort. The arrangement and fastening of the lighting element and any necessary electronic components should be easy to carry out and the arrangement and production of the electrical connections and terminals should also be easy to carry out. The connections to be made should be able to be made quickly and without additional material and overall the lighting unit should have a compact and functional structure.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved according to the features specified in claim 1.
Die erfindungsgemäße Leuchteinheit zeichnet sich durch eine einfache und mit geringem Aufwand zu fertigenden Aufbau aus. Das Leuchtelement und ggf. zugeordnete elektronische Bauteile sind auf wenigstens einer Platine angeordnet, welche innerhalb des zumindest teilweise lichtdurchlässigen bzw. transparenten Kunststoffgehäuses angeordnet ist. In besonders zweckmäßiger Weise sind drei nach Art eines gleichschenkeligen Dreiecks angeordnete Platinen vorgesehen, welche im wesentlichen parallel zur Längsachse des Gehäuses angeordnet sind und jeweils Lötfahnen oder Lötflächen zur Verbindung aufweisen. Die Lötfahnen oder Lötflächen sind in vorteilhafterweise jeweils an zwei einander zugeordneten benachbarten und/oder aneinander liegenden Längskanten der jeweiligen Platine angeordnet, wobei mittels Lötverbindungen die mechanische und/oder elektrische Verbindung der benachbarten Platinen erreicht ist. Das Gehäuse ist in vorteilhafter Weise als eine Kunststoffhülse ausgebildet, welche wenigstens eine erste Ausnehmung zur zumindest teilweisen Aufnahme des Leuchtelements und/oder wenigstens eine zweite Ausnehmung mit einer Anlagefläche für einen Teil der Platine enthält. Die Geometrie der ersten Ausnehmung ist auf das Leuchtelement abgestimmt, welches zumindest teilweise bevorzugt radial nach außen in die Ausnehmung hineinragt. Die erste und/oder zweite Ausnehmungen sind inbesondere als vom inneren Hohlraum radial nach außen gerichtete Längsnuten derart ausgebildet, daß das Einschieben der Platine oder Platinen in den inneren Hohlraum in Richtung der Längsachse ermöglicht ist. Die Achse des Leuchtelements steht in vorteilhafterweise im wesentlichen orthogonal zur Längsachse der Kappe oder Kunststoffhülse, welche zumindest im Bereich des Leuchtelements transparent ausgebildet ist. Die LeuchteinheitThe lighting unit according to the invention is characterized by a simple structure that can be manufactured with little effort. The lighting element and any associated electronic components are arranged on at least one circuit board, which is arranged inside the at least partially translucent or transparent plastic housing. In a particularly expedient manner, three circuit boards arranged in the manner of an isosceles triangle are provided, which are arranged essentially parallel to the longitudinal axis of the housing and each have soldering lugs or soldering surfaces for connection. The soldering lugs or soldering surfaces are advantageously arranged on two adjacent and/or adjacent longitudinal edges of the respective circuit board, whereby the mechanical and/or electrical connection of the adjacent circuit boards is achieved by means of soldering connections. The housing is advantageously designed as a plastic sleeve, which contains at least one first recess for at least partially receiving the lighting element and/or at least one second recess with a contact surface for part of the circuit board. The geometry of the first recess is matched to the lighting element, which preferably protrudes at least partially radially outwards into the recess. The first and/or second recesses are designed in particular as longitudinal grooves directed radially outward from the inner cavity in such a way that the insertion of the circuit board or circuit boards into the inner cavity in the direction of the longitudinal axis is possible. The axis of the lighting element is advantageously essentially orthogonal to the longitudinal axis of the cap or plastic sleeve, which is transparent at least in the area of the lighting element. The lighting unit
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ist in vorteilhafterweise als Modul ausgebildet, wobei insbesondere durch Farbgebung des Gehäuses bzw. der Kappe oder Kunststoffhülse die jeweils gewünschte Farbe wie rot, gelb, grün oder dergleichen vorgegeben ist.is advantageously designed as a module, wherein the desired color such as red, yellow, green or the like is predetermined in particular by the color of the housing or the cap or plastic sleeve.
Weiterbildungen und besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung eines besonderen Ausführungsbeispiels angegeben.Further developments and special embodiments of the invention are specified in the subclaims and the following description of a particular embodiment.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne daß insoweit eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Es zeigen:The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment, without limiting the invention in this respect. They show:
Fig. 1 einen Schnitt durch die Leuchteinheit quer zur Längsachse,Fig. 1 a section through the lighting unit transverse to the longitudinal axis,
Fig. 2 einen Schnitt durch das Gehäuse in der Schnittebene A gemäß Fig. 1,Fig. 2 is a section through the housing in the section plane A according to Fig. 1,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Leuchteinheit,Fig. 3 is a perspective view of the lighting unit,
Fig. 4 eine schematische Ansicht der Platinen,Fig. 4 is a schematic view of the circuit boards,
Fig. 5 vergrößert das Detail B gemäß Fig. 4,Fig. 5 enlarges detail B according to Fig. 4,
Fig. 6, 7 schematische Darstellungen der Platinen während der Montage.Fig. 6, 7 schematic representations of the boards during assembly.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Leuchteinheit in einer Schnitteben quer zu einer Längsachse 2 eines Gehäuses 4, welches inbesondere als eine transparente Kappe oder Kunststoffhülse ausgebildet ist. Das Gehäuse 4 enthält innen einen Hohlraum 6, in welchem drei Platinen 8-10 angeordnet sind. Die Platinen 8-10 sind im wesentlichen übereinstimmend ausgebildet und im wesentlichen parallel zur Längsachse 2 in einem gleichschenkeligen Dreieck angeordnet. Die Platinen enthalten jeweils auf ihrer von der Längsachse 2 angewandten Seite wenigstens ein Leuchtelement 12-14, welche inbesondere als Leuchtdioden bzw. LED ausgebildet sind. Die Leuchtelemente 12-14 sind in geeigneterweise mit den jeweiligen Platinen oder Leiterplatten 8-10 mechanisch und elektrisch verbunden, wobei die Platinen 8-10 in entsprechender Weise elektrische Leiterbahnen sowie Anschlüsse zur Verbindung mit einem Sockel aufweisen. Ferner enthalten die Platinen 8-10, in zweckmäßiger Weise auf ihren der Längsachse 2 zugewandten Innenseite, elektronische Bauteile, wie beispielsweise Widerstände 16-18Fig. 1 shows a section through the lighting unit in a sectional plane transverse to a longitudinal axis 2 of a housing 4, which is designed in particular as a transparent cap or plastic sleeve. The housing 4 contains a cavity 6 inside, in which three circuit boards 8-10 are arranged. The circuit boards 8-10 are designed essentially the same and are arranged essentially parallel to the longitudinal axis 2 in an isosceles triangle. The circuit boards each contain at least one lighting element 12-14 on their side facing away from the longitudinal axis 2, which are designed in particular as light-emitting diodes or LEDs. The lighting elements 12-14 are suitably connected mechanically and electrically to the respective circuit boards or printed circuit boards 8-10, the circuit boards 8-10 having electrical conductor tracks and connections for connection to a base in a corresponding manner. Furthermore, the circuit boards 8-10 contain, in a suitable manner on their inner side facing the longitudinal axis 2, electronic components, such as resistors 16-18
oder dergleichen, welche wiederum in geeigneter Weise mit den Leiterbahnen und/oder den Leuchtelementen 12-14 verbunden sind. Die in einem gleichschenkeligen Dreieck angeordneten Platinen 8-10 sind von der offenen Seite her in Richtung der Längsachse 2 in den Hohlraum 6 eingesetzt.or the like, which in turn are connected in a suitable manner to the conductor tracks and/or the lighting elements 12-14. The circuit boards 8-10 arranged in an isosceles triangle are inserted into the cavity 6 from the open side in the direction of the longitudinal axis 2.
Das Gehäuse 4 enthält drei innenliegende, erste Ausnehmungen 20-22, welche zumindest teilweise parallel zur Längsachse 2 verlaufen, als vom Hohlraum 6 radial nach außen weisende Längsnuten ausgebildet sind und in welche die jeweiligen Leuchtelemente 12-14 hineinragen. Das Gehäuse 4 ist zumindest im Bereich der Leuchtelemente 12-14 transparent ausgebildet, so daß das von den Leuchtelementen 12-14 ausgesandte Licht nach außen strahlen kann. Da die hier nicht weiter dargestellten Leuchtkörper der einzelnen Leuchtelemente 12-14 von der Längsachse 2 einen vergleichsweise großen Abstand aufweisen, ist eine gute Rundum-Sichtbarkeit gewährleistet. The housing 4 contains three internal, first recesses 20-22, which run at least partially parallel to the longitudinal axis 2, are designed as longitudinal grooves pointing radially outward from the cavity 6 and into which the respective lighting elements 12-14 protrude. The housing 4 is transparent at least in the area of the lighting elements 12-14, so that the light emitted by the lighting elements 12-14 can radiate outward. Since the lighting bodies of the individual lighting elements 12-14 (not shown here) are at a comparatively large distance from the longitudinal axis 2, good all-round visibility is guaranteed.
Der Hohlraum 6 enthält ferner zweite Ausnehmungen 24-26, welche gleichfalls als radial nach außen weisende Längsnuten ausgebildet sind und in welche die jeweiligen Platinen 8-10 mit ihren Längskanten hineinragen. Diese zweiten Ausnehmungen 24-26 weisen jeweils zwei Anlageflächen 28, 29 auf, welche im wesentlichen parallel zur Längsachse 2 verlaufen und zueinander einen vorgegebenen Winkel 30 von zumindest näherungsweise 60° entsprechend der gleichschenkeligen Anordnung der drei Platinen 8-10 aufweisen. Die zweiten Ausnehmungen 24-26 und/oder die genannten jeweiligen Anlageflächen 28, 29 gewährleisten eine stabile und funktionssichere Aufnahme und Halterung der drei Platinen 8-10 und der darauf angeordneten Leuchtelemente 12-14. Bei der Montage werden somit in besonders einfacher Weise die miteinander zuvor verbundenen Platinen samt den Leuchtelementen 12-14 und ggf. den elektronischen Bauteilen 16-18 von der offenen Seite her in den Hohlraum 6 des Gehäuses 4 eingeschoben. Mit ihren Stirnkanten, welche beispielsweise vor der Zeichenebene liegen, gelangen die Platinen 8-10 an einer gleichfalls vor der Zeichenebene liegenden Endfläche des Hohlraumes 6 des Gehäuses 4 zur Anlage. Die hinter der Zeichenebene liegenden Endflächen der Platinen können mittels eines mit dem Gehäuse 4 zu verbindenden Sockels oder sonstigen Arretierungsmitteln festgelegt werden. Die Platinen 8-10 sind erfindungsgemäß die Träger der Leuchtelemente 12-14 und ggf. weiterer elektronische Bauteile sowie elektrischer Anschlüsse, wobei mittels des transparenten Gehäuses 4 ein funktionssicherer Schutz vor direkter Berührung und somit eine hohe elektrische Sicherheit gewährleistet ist.The cavity 6 also contains second recesses 24-26, which are also designed as longitudinal grooves pointing radially outwards and into which the respective circuit boards 8-10 protrude with their longitudinal edges. These second recesses 24-26 each have two contact surfaces 28, 29, which run essentially parallel to the longitudinal axis 2 and have a predetermined angle 30 of at least approximately 60° to one another, corresponding to the isosceles arrangement of the three circuit boards 8-10. The second recesses 24-26 and/or the respective contact surfaces 28, 29 ensure stable and functionally reliable reception and mounting of the three circuit boards 8-10 and the lighting elements 12-14 arranged thereon. During assembly, the circuit boards previously connected to one another, together with the lighting elements 12-14 and, if applicable, the electronic components 16-18, are thus pushed into the cavity 6 of the housing 4 from the open side in a particularly simple manner. With their front edges, which lie, for example, in front of the drawing plane, the circuit boards 8-10 come into contact with an end surface of the cavity 6 of the housing 4, which is also in front of the drawing plane. The end surfaces of the circuit boards lying behind the drawing plane can be secured by means of a base to be connected to the housing 4 or other locking means. According to the invention, the circuit boards 8-10 are the carriers of the lighting elements 12-14 and possibly other electronic components and electrical connections, with the transparent housing 4 ensuring functionally reliable protection against direct contact and thus a high level of electrical safety.
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Obgleich die vorstehend erläuterte gleichschenkelige Anordnung von drei Platinen sich als besonders zweckmäßig erwiesen hat, kann im Rahmen der Erfindung auch eine andere Anzahl von Platinen vorgesehen sein. So kann beispielsweise eine einzige Platine vorgesehen sein, deren seitliche Längsränder in zwei diametral liegende zweite Ausnehmungen eingreifen. Die ersten Ausnehmungen für die Leuchtelemente liegen bei einer solchen Ausführungsform gleichfalls diametral, und zwar um 90° bezogen auf die Längsachse zu den zweiten Ausnehmungen versetzt, wobei zweckmäßig auf beiden Seiten dieser einzigen Platine jeweils ein Leuchtelement angeordnet ist. Ferner können beispielsweise auch vier Platinen vorgesehen sein, welche jeweils rechtwinklig zueinander angeordnet sind, wobei die zweiten Ausnehmungen zur Aufnahme der jeweiligen Platinen Längskanten-Anlageflächen aufweisen, welche im wesentlichen rechtwinklig zueinander verlaufen. Unabhängig von der jeweiligen Anzahl der Platinen sind erfindunsgemäß deren Längskanten in den erläuterten zweiten Ausnehmungen festgelegt, während die jeweiligen Leuchtelemente in die korrespondierend ausgebildeten ersten Ausnehmungen des Gehäuses hineinragen.Although the isosceles arrangement of three circuit boards explained above has proven to be particularly useful, a different number of circuit boards can also be provided within the scope of the invention. For example, a single circuit board can be provided, the lateral longitudinal edges of which engage in two diametrically positioned second recesses. In such an embodiment, the first recesses for the lighting elements are also diametrically positioned, namely offset by 90° relative to the longitudinal axis from the second recesses, with a lighting element being conveniently arranged on both sides of this single circuit board. Furthermore, for example, four circuit boards can also be provided, each of which is arranged at right angles to one another, with the second recesses for receiving the respective circuit boards having longitudinal edge contact surfaces which run essentially at right angles to one another. Regardless of the respective number of circuit boards, according to the invention their longitudinal edges are fixed in the second recesses explained, while the respective lighting elements protrude into the correspondingly designed first recesses in the housing.
Fig. 2 zeigt in einer axialen Schnittebene das Gehäuse 4 ohne die Platinen. Das transparente Gehäuse ist topfartig ausgebildet und besitzt die bereits erwähnte Endfläche 32, an welchem der Hohlraum 6 endet. Wie ersichtlich, ist das Gehäuse 4 am anderen Ende offen, so daß von dort her die Platinen in den Hohlraum bei der Montage eingeschoben werden können. Das Gehäuse 4 enthält ferner im Bereich des letztgenannten Endes außen eine Ringschulter 34, in deren Bereich in bekannter Weise ein hier nicht weiter dargestellter Sockel befestigt werden kann. Der Sockel dient zur axialen Arretierung und Festlegung der Platinen und ferner in üblicher Weise zur Kontaktierung und zum elektrischen Anschluß. Die erste Ausnehmung 20 und ebenso die Anlageflächen 28, 29 der beiden voneinander beabstandeten zweiten Ausnehmungen sind hier gut zu erkennen.Fig. 2 shows the housing 4 without the circuit boards in an axial section plane. The transparent housing is pot-shaped and has the aforementioned end surface 32, at which the cavity 6 ends. As can be seen, the housing 4 is open at the other end, so that the circuit boards can be pushed into the cavity from there during assembly. The housing 4 also contains an annular shoulder 34 on the outside in the area of the last-mentioned end, in the area of which a base (not shown here) can be attached in a known manner. The base serves to axially lock and secure the circuit boards and also in the usual way for contacting and electrical connection. The first recess 20 and also the contact surfaces 28, 29 of the two second recesses spaced apart from one another can be clearly seen here.
Die perspektivische Ansicht gemäß Fig. 3 zeigt das topfförmig ausgebildete, transparente Gehäuse 4, dessen einteilig ausgebildeter Boden 36 innen die erwähnte Endfläche aufweist. Wie ersichtlich, enthält das Gehäuse 4 anschließend an die Ringschulter 34 Segmente 38, welche einen reduzierten Außendurchmesser aufweisen und zum Einsetzen in den erwähnten Sockel vorgesehen sind.The perspective view according to Fig. 3 shows the pot-shaped, transparent housing 4, the one-piece bottom 36 of which has the mentioned end surface on the inside. As can be seen, the housing 4 contains segments 38 adjacent to the annular shoulder 34, which have a reduced outer diameter and are intended for insertion into the mentioned base.
Fig. 4 - 7 zeigen die Fertigung und den Aufbau der drei Platinen 8-10. Die Platinen 8-10 werden gemäß Fig. 4 gemeinsam aus einer einteiligen Leiterplatte hergestellt, wobei in bekannterj Weise die Leiterbahnen, Lötpunkte, Durchkontaktierungen oder dergleichen vorgesehen sind. Wesentlich ist hierbei, daß an den Längskanten 40, 41 der jeweiligenFig. 4 - 7 show the manufacture and construction of the three circuit boards 8-10. The circuit boards 8-10 are manufactured together from a one-piece circuit board according to Fig. 4, whereby the conductor tracks, soldering points, through-platings or the like are provided in a known manner. It is important here that on the longitudinal edges 40, 41 of the respective
Platinen 8-10 Lötfahnen oder Lötflächen 42-47 vorgesehen sind, welche gemäß Fig. 7 nach entsprechender Positionierung der Platinen 8-10 deren gegenseitige Verlötung ermöglichen, um mechanische und/oder elektrische Verbindungen zwischen den Platinen 8-10 herzustellen. Die Lötflächen und die Lötpunkte liegen innerhalb des aus den drei Platinen gebildeten Hohlkörpern, so daß das Einschieben in das Gehäuse ungehindert ermöglicht wird. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind in sämtlichen Ecken der jeweiligen Platinen 8-10 derartige Lötfahnen vorhanden, so daß an allen Ecken die jeweils benachbarten Platinen 8-10 durch Löten miteinander verbunden sind. Fig. 5 zeigt vergrößert das Detail B, wobei im Bereich der Längskanten 40, 41 der benachbarten Platinen 9, 10 eine Schwächungszone 50 vorgesehen ist, entlang welcher gemäß Fig. 6 die Platinen aus der zunächst gemeinsamen Ebene herausgeschwenkt werden können, und zwar in die gemäß Fig. 7 dargestellten Positionen nach Art eines gleichseitigen Dreiecks. Nachfolgend werden die benachbarten Lötfahnen, zweckmäßig sämtlicher Ecken, miteinander verlötet. Es sei festgehalten, daß in Fig. 4 - 7 der Einfachheit halber weder die Leuchtelemente noch die elektronischen Bauteile dargestellt sind, mit welchen die Platinen 8-10 noch während der gemeinsamen Ausrichtung der gleichen Ebene entsprechend Fig. 4 bestückt werden.Soldering lugs or soldering surfaces 42-47 are provided on the circuit boards 8-10, which, according to Fig. 7, allow the circuit boards 8-10 to be soldered together after they have been positioned accordingly, in order to establish mechanical and/or electrical connections between the circuit boards 8-10. The soldering surfaces and the soldering points are located within the hollow body formed from the three circuit boards, so that insertion into the housing is possible without hindrance. As can be seen from Fig. 4, such soldering lugs are present in all corners of the respective circuit boards 8-10, so that the adjacent circuit boards 8-10 are connected to one another by soldering at all corners. Fig. 5 shows an enlarged detail B, with a weakened zone 50 being provided in the area of the longitudinal edges 40, 41 of the adjacent circuit boards 9, 10, along which, according to Fig. 6, the circuit boards can be pivoted out of the initially common plane, into the positions shown in Fig. 7 in the manner of an equilateral triangle. The adjacent soldering lugs, preferably all corners, are then soldered together. It should be noted that, for the sake of simplicity, neither the lighting elements nor the electronic components are shown in Fig. 4 - 7, with which the boards 8 - 10 are fitted during the joint alignment of the same plane according to Fig. 4.
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