DE10131592C1 - Träger für Leuchtdioden - Google Patents

Abstract

Ein Träger für Leuchtdioden ist gekennzeichnet durch zwei zu einer Trägerschiene zusammengesetzte, elektrisch leitende und wärmeleitende Strangprofile (10, 12), die durch wenigstens einen Isolierkörper (38, 40), der zwischen die Strangprofile (10, 12) eingefügt ist, elektrisch und räumlich getrennt sind und die wenigstens eine Auflagefläche (54, 56) auf der Außenseite der Trägerschiene zur Aufnahme von auf Platinen (58) angeordneten Leuchtdioden (60) bilden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Träger für Leuchtdioden.

Leuchtdioden eignen sich als Lichtquelle für zahlreiche Einsatzgebiete. Sie las­ sen sich u. a. leicht in Parallelschaltungen nebeneinander zur Bildung von Lichtleisten zusammenschließen. Als Beispiel für die Anwendung von weißen Leuchtdioden-Lichtleisten können Not- und Hinweisleuchten in der Form von klaren Glas- oder Kunststoffplatten dienen, in die von einer Kante her Licht ein­ gespeist wird, das auf einer Seitenfläche ausgelenkt wird und dabei ein dort an­ gebrachtes Piktogramm durchleuchtet.

Ein Nachteil der Leuchtdioden liegt darin, daß die theoretisch erreichbare Le­ bensdauer von 100.000 und mehr Stunden in der Praxis vor allem bei weißen Leuchtdioden nicht annähernd erreicht wird und die Leuchtdioden bereits nach einigen 1.000 Betriebsstunden ausfallen. Dies beruht im wesentlichen auf der Erwärmung der Leuchtdioden, da die Abfuhr der entstehenden Wärme nicht im­ mer leicht zu lösen ist.

Die DE 694 23 176 T2 zeigt und beschreibt ein Bauelement in Modul-Form, das eine Vielzahl von lichtemittierenden Dioden enthält. Das Bauelement hat die Form einer Schiene. Die DE 198 48 637 A1 befaßt sich mit einer Beleuchtungsvor­ richtung für eine Blendleiste im Wohnbereich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Träger für Leuchtdioden zu schaffen, der eine einfache Bestückung mit Leuchtdioden ermöglicht und eine gute Wärmeabfuhr bewirkt.

Diese Aufgabe wird durch einen Träger für Leuchtdioden gelöst, der gekenn­ zeichnet ist durch zwei zu einer Trägerschiene zusammengesetzte, elektrisch lei­ tende und wärmeleitende Strangprofile, die durch wenigstens einen Isolierkör­ per, der zwischen die Strangprofile eingefügt ist, elektrisch und räumlich ge­ trennt sind und die wenigstens eine Auflagefläche auf der Außenseite der Trä­ gerschiene zur Aufnahme von auf Leiterplatinen angeordneten Leuchtdioden bil­ den.

Da die beiden Strangprofile aus einem elektrisch leitenden Material bestehen und durch den wenigstens einen Isolierkörper elektrisch voneinander getrennt sind, können Sie als Zuleitungen für den Gleichstrom dienen, mit dem die Leuchtdioden betrieben werden.

Mit Hilfe der Trägerschiene kann auf diese Weise eine Lichtleiste mit grundsätz­ lich beliebig vielen, parallel geschalteten Leuchtdioden gebildet werden.

Andererseits soll das Material der Strangprofile ein guter Wärmeleiter sein, so daß die Strangprofile die Abwärme der Leuchtdioden aufnehmen, verteilen und gegebenenfalls abstrahlen können.

Die Betriebstemperatur der Leuchtdioden kann daher gesenkt werden, so daß sich deren Lebensdauer entsprechend erhöht. Materialien, die sowohl elektrisch leitend sind als auch einen guten Wärmeleiter darstellen, sind beispielsweise die meisten Metalle, für den vorliegenden Anwendungsfall insbesondere Aluminium.

Die beiden Strangprofile gemäß der vorliegenden Erfindung sind untereinander identisch und werden in spiegelbildlicher Anordnung zu der Trägerschiene zu­ sammengesetzt.

Der Querschnitt der Strangprofile kann im weiteren Sinne als T-förmig bezeich­ net werden und umfaßt einen senkrechten Schenkel-Bereich entsprechend dem senkrechten Strich des T sowie einen waagerechten Querstrich-Bereich. Die bei­ den Strangprofile sind so zusammengefügt, daß die Schenkel-Bereiche parallel zueinander übereinanderliegen. Auf diese Weise entstehen oberhalb des oberen Schenkel-Bereichs und unterhalb des unteren Schenkel-Bereichs zwischen den beiden Querstrich-Bereichen Taschen, die zur Aufnahme von Leuchtdioden ver­ wendet werden können, wie später näher erläutert werden soll.

Soweit im vorliegenden Zusammenhang Begriffe wie "oben" und "unten" verwen­ det werden, beziehen sie sich auf eine Stellung der Trägerschiene, wie sie bei den später erläuterten Ausführungsformen vorgesehen ist. Grundsätzlich ist die Anordnung der Trägerschiene im Raum beliebig.

Vorzugsweise ist der wenigstens eine Isolierkörper, der die beiden Strangprofile trennt, ebenfalls strangförmig ausgebildet. Es soll daher im weiteren Verlauf von einem Isolierprofil gesprochen werden. Vorzugsweise sind in einer Trägerschiene zwei identische Isolierprofile vorgesehen, die ebenso wie die Strangprofile spie­ gelbildlich angeordnet sind.

Vorzugsweise gehen von den Schenkel-Bereichen der beiden Strangprofile etwa im Bereich der unteren Hälfte quer zu den Schenkel-Bereichen verlaufende, im Abstand liegende Stege aus, die in Richtung des jeweils anderen Schenkel-Be­ reichs gerichtet sind. Beispielsweise sind jeweils drei Stege vorgesehen.

Vorzugsweise befindet sich zwischen zwei der Stege jeweils ein Anschlußkontakt zum Anschließen einer Versorgungsleitung für Gleichstrom, während der Zwi­ schenraum zwischen dem zweiten und dritten Steg jeweils zur Aufnahme eines Teils des Isolierprofils verwendet werden kann. Dieses Isolierprofil hat vorzugs­ weise im wesentlichen die Querschnittsform eines F. Von diesem F-förmigen Iso­ lierprofil tritt der untere Querstrich-Bereich vorzugsweise zwischen den zweiten und dritten Steg des entsprechenden Strangprofils ein, während der obere Quer­ strich-Bereich zwischen dem letzten Steg am unteren Ende des Schenkel-Be­ reichs und der Innenfläche des entsprechenden Querstrich-Bereichs des Strang­ profils liegt. Zum Verständnis dieser Definitionen ist es zweckmäßig, auf die wei­ ter unten erläuterten Ausführungsformen mit zugehörigen Zeichnungen bezug zu nehmen.

Die Querstrich-Bereiche der Isolierprofile und der jeweils letzte Steg der Schen­ kel-Bereich der Strangprofile sind vorzugsweise mit zusammenwirkenden Rast­ mitteln versehen, die es gestatten, die Strangprofile und die Isolierprofile mitein­ ander zu einer Einheit zu verrasten. Als Rastmittel kommt beispielsweise eine Riffelung auf der Oberfläche in Betracht.

Im übrigen sind Kontaktklammern vorgesehen, die die Querstrich-Bereiche der Strangprofile von außen übergreifen und dabei zugleich in die jeweiligen Ta­ schen eingreifen und in diesen jeweils die auf Leiterplatten angeordneten Leuchtdioden festhalten. Die Kontaktklammern dienen zugleich zur Überleitung des Stroms von den Strangprofilen auf die Kontaktpositionen der Leiterplatten.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts einer erfin­ dungsgemäßen Trägerschiene;

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Trägerschiene.

Eine erfindungsgemäße Trägerschiene ist im wesentlichen zusammengesetzt aus zwei gleichen, spiegelbildlich zueinander angeordneten Strangprofilen 10, 12, die aus einem elektrisch leitenden und im übrigen gut wärmeleitenden Material be­ stehen, insbesondere Aluminium.

Die Querschnittsform der Strangprofile 10, 12 kann zumindest im weiteren Sin­ ne als T-förmig bezeichnet werden. Dementsprechend setzt sich die Quer­ schnittsform zusammen aus einem oberen Querstrich-Bereich 14, 16, der die rechte und linke Seitenwand in dem in Fig. 2 gezeigten Querschnitt der Träger­ schiene bildet, und einem senkrechten Schenkel-Bereich 18, 20 des T-Quer­ schnitts. Diese Schenkel-Bereiche 18, 20 sind leicht seitlich versetzt an den obe­ ren Querstrich-Bereichen 14, 16 angeordnet. Sie sind im übrigen an ihrem obe­ ren Bereich, der von den Querstrich-Bereichen 14, 16 ausgeht, strichförmig aus­ gebildet, während sie im Bereich der unteren Enden drei seitlich vorspringende, in Abständen liegende Stege 22, 24, 26 und 28, 30, 32 aufweisen, die jeweils in Richtung des anderen Schenkel-Bereichs gerichtet sind. Auf diese Weise füllen die Stege 22, 24, 26 und 28, 30, 32 den Zwischenraum zwischen den beiden ver­ setzt angeordneten Schenkel-Bereichen 18, 20 im wesentlichen, jeweils unter Einhaltung von Abständen, aus.

Wie aus Fig. 1 und 2 weiter hervorgeht, befinden sich jeweils zwischen dem mittleren und dem oberen Steg 24, 26 und 28, 30 der Schenkel-Bereiche, bezogen auf die aufrechte Stellung des Buchstaben T, Anschlußkontakte 34, 36. Über diese Anschlußkontakte kann Strom, insbesondere Gleichstrom, in die beiden Strangprofile eingeleitet werden. Da diese aus einem leitenden Material beste­ hen, kann der Strom in jeder beliebigen Längsposition der Trägerschiene abge­ griffen werden.

Damit die beiden Strangprofile 10, 12 räumlich und elektrisch getrennt gehalten werden können, sind zwei strangförmige Isolierprofile 38, 40 vorgesehen. Diese Isolierprofile haben einen Querschnitt, der als F-förmig bezeichnet werden kann. Daraus ergeben sich zwei Querstrich-Bereiche 42, 44 und 46, 48. Von diesen liegt der jeweils obere Querstrich-Bereich 42 bzw. 48 zwischen dem letzten der jewei­ ligen Stege 22, 32 und der angrenzenden Innenfläche des jeweils anderen Quer­ strich-Bereichs 14, 16, der die Außenwand bildet.

Der untere Querstrich-Bereich 44, 46 der F-förmigen Isolierprofile tritt zwischen den letzten und mittleren Steg 22, 24 und 30, 32 ein. Die in Berührung stehen­ den Flächen der Stege 22, 24 und 30, 32 sowie der Querstrich-Bereiche 42, 44, 46, 48 weisen eine Riffelung oder dergleichen auf, die es gestattet, die Iso­ lierprofile 38, 40 mit den entsprechenden Strangprofilen 10, 12 und auf diese Weise auch die Strangprofile 10, 12 untereinander zu verrasten.

Die senkrechten Schenkel-Bereiche 50, 52 verlaufen entlang dem oberen Teil der Schenkel-Bereiche 18, 20 des jeweils anderen Strangprofils. Sie halten im übri­ gen die Anschlußkontakte 34, 36 in den Zwischenräumen zwischen den Stegen 24, 26 und 28, 30 fest, wie es in der Zeichnung gezeigt ist.

Da die senkrechten Schenkel-Bereiche 18, 20 auf der jeweils äußeren, den Ste­ gen gegenüberliegenden Seiten glatt und im übrigen gegenüber den äußeren En­ den der Querstrich-Bereiche 14, 16 zurückversetzt sind, werden auf der oberen und unteren Seite der Trägerprofile Taschen 54, 56 gebildet, die einen flachen, rechteckigen Querschnitt aufweisen und sich über die Länge des Trägerprofils erstrecken. In der oberen der Taschen 54 befindet sich gemäß Fig. 1 und 2 eine Leiterplatine 58, auf der eine Leuchtdiode angebracht ist. Auf der Platine ist eine Vorschaltelektronik für die jeweilige Diode angeordnet, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Als Betriebsspannung können beispielsweise 8 Volt Gleich­ spannung vorgesehen sein. Die Platine kann aus Keramik bestehen.

Im übrigen sind Kontaktklammern 62, 64 vorgesehen, die die Querstrich-Berei­ che 14, 16 der Strangprofile von außen übergreifen und zum Festlegen und elek­ trischen Anschließen jeweils einer Platine dienen. Diese Kontaktklammern wei­ sen Fortsätze 66, 68, 70, 72 auf, die in die obere und untere Tasche 54, 56 hinein­ greifen und so angeordnet sind, daß sie jeweils mit Anschlußkontakten einer in der Tasche liegenden Platine 58 in Berührung treten. Da die Kontaktklammern 62, 64 aus elektrisch leitendem Material bestehen, stellen sie eine elektrische Verbindung zwischen den Strangprofilen 10, 12 einerseits und den Anschluß­ kontakten 74, 76 der Platine andererseits her, so daß die Stromversorgung der Platine 58 und der Diode 60 sichergestellt ist. Auf diese Weise kann über die Länge der Trägerschiene hinweg eine große Anzahl von Leuchtdioden in einfa­ cher und rascher Weise installiert werden. Lötarbeiten oder dergleichen sind nicht erforderlich, und Werkzeuge werden nicht benötigt.

Die Platinen können ebenso einfach deinstalliert oder - im Falle einer Störung - ausgewechselt werden. Wichtig ist auch, daß die Platinen in beliebigen Positio­ nen angebracht werden können, da sie nicht von festen Anschlußkontakten an den Schienen abhängig sind, so daß sowohl die Positionen als auch die Abstän­ de der Platinen untereinander frei gewählt werden können.

Die Anschlußkontakte der Platine sind in Fig. 1 so dargestellt, daß sie sich in Richtung über die Taschen hinweg zu dem gegenüberliegenden Querstrich-Be­ reich des jeweils anderen Strangprofils erstrecken. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Anschlußkontakte L-förmig ausgebildet sind und einen Schenkel aufweisen, der an dem Querstrich-Bereich entlang unterhalb der nicht bezeichneten Druckkanten der Kontaktklammern verläuft, so daß ein be­ sonders sicherer und großflächiger elektrischer Kontakt zwischen den Halte­ klammern und den Anschlußkontakten gewährleistet ist.

Claims (13)

1. Träger für Leuchtdioden, gekennzeichnet durch zwei zu einer Trägerschie­ ne zusammengesetzte, elektrisch leitende und wärmeleitende Strangprofile (10, 12), die durch wenigstens einen Isolierkörper (38, 40), der zwischen die Strangprofile (10, 12) eingefügt ist, elektrisch und räumlich getrennt sind und die wenigstens eine Auflagefläche (54, 56) auf der Außenseite der Trägerschiene zur Aufnahme von auf Platinen (58) angeordneten Leuchtdioden (60) bilden.

2. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangprofile (10, 12) identisch sind.

3. Träger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strang­ profile (10, 12) im Querschnitt im weiteren Sinne T-förmig ausgebildet sind und in bezug zueinander so angeordnet sind, daß die senkrechten Schenkel-Bereiche (18, 20) des T parallel nebeneinanderliegen und die Querstrich-Bereiche (14, 16) gegenüberliegende Außenflächen der Trägerschiene bilden.

4. Träger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Außensei­ ten der parallelen senkrechten Schenkel-Bereiche (18, 20) des T zwischen den Querstrich-Bereichen (14, 16) Taschen (54, 56) ausgebildet sind, die als Aufnah­ mefläche für Leuchtdioden dienen.

5. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Isolierkörper als strangförmiges Isolierprofil (38, 40) ausgebildet ist, das zwischen die beiden Strangprofile (10, 12) eingefügt ist.

6. Träger nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß von den unteren Enden der Schenkel-Bereiche (18, 20) der Strangprofile (10, 12) jeweils dem anderen Schenkel-Bereich zugewandte, in Abständen liegen­ de Stege (22, 24, 26; 28, 30, 32) ausgehen.

7. Träger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen zwei Stegen (24, 26; 28, 30) Anschlußkontakte (34, 36) vorgesehen sind.

8. Träger nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierprofile (38, 40) einen im wesentlichen F-förmigen Querschnitt aufwei­ sen.

9. Träger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstrich-Be­ reiche des F der Isolierprofile (38, 40) jeweils den letzten Steg (22, 32) am Ende der Schenkel-Bereiche der Strangprofile (10, 12) umgreifen und daß der senk­ rechte Schenkel-Bereich (50, 52) der Isolierprofile (38, 40) gegen den Schenkel- Bereich (18, 20) des jeweils anderen Strangprofils anliegt.

10. Träger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstrich-Be­ reiche (42, 44, 46, 48) der Isolierprofile (38, 40) und/oder der umgriffene Steg (22, 32) sowie die Innenfläche des Querstrich-Bereichs (14, 16) des jeweils ande­ ren Strangprofils (10, 12) zusammenwirkende Rastmittel aufweisen.

11. Träger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastmittel eine Riffelung auf der Oberfläche der Stege (22, 24, 30, 32), der Querstrich-Berei­ che (42, 44, 46, 48) der Isolierprofile (38, 40) und/oder der Innenflächen der Quer­ strich-Bereiche (14, 16) der Strangprofile umfassen.

12. Träger nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Kontaktklammern (62, 64) vorgesehen sind, die die Querstrich-Bereiche (14, 16) der Strangprofile (10, 12) von außen umgreifen und darüber hinaus Fortsätze (66, 68, 70, 72) aufweisen, die die in den Taschen (54, 56) liegenden Leuchtdioden erfassen.

13. Träger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdioden (6 0) auf Leiterplatinen (58) angeordnet sind, deren Anschlußkontakte (74, 76) je­ weils im Eingriffsbereich einer der Kontaktklammern (62, 64) liegen.