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Die
Erfindung betrifft insbesondere eine Anschlusseinrichtung für
eine lichtemittierende Diode (LED).
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Eine
derartige Anschlusseinrichtung ist aus der
DE 1 98 43 331 A1 in Form
einer kleinen Anschluss-Platte aus Isolierstoff bekannt. Sie ist
derart mit einer gehäusten LED bestückt, dass
die beiden drahtförmigen LED-Anschlüsse die Platte
rückseitig durchragen. Auf jener Platten-Rückseite
sind Kontakte ausgebildet, an die einerseits die Anschlüsse
und andererseits Speisekabel angelötet sind. Die LED selbst
ruht in einem hohlzylindrischen Gehäuse vor der Anschluss-Platte.
Ein Lochbrett nimmt eine Anzahl derart bestückter Gehäuse
auf. Während die Anschluss-Platte mit der Verdrahtung hinter
dem Lochbrett liegt, erfolgt die Abstrahlung aus dem LED-Gehäuse
durch die Löcher hindurch. Bei dem Lochbrett handelt es
sich insbesondere um einen Teil des Dachhimmel-Paneels der Kabine
eines Passagierflugzeuges, um je nach der elektrischen Ansteuerung der
einzelnen LEDs etwa eine Grundbeleuchtung zu liefern oder Symbole
wie Firmenlogos oder Sternzeichen aufleuchten zu lassen.
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Nachteilig
bei der bekannten Anschlusseinrichtung ist insbesondere der Verkabelungsaufwand für
das programmierbare Bestromen bestimmter einzelner oder elektrisch
zu Gruppen zusammengeschalteter LEDs, sowie der Austausch defekter LEDs.
Darüber hinaus bietet der bekannte Aufbau im Hinblick auf
die Lichtabstrahlung lediglich beschränkte Möglichkeiten.
Allerdings ist hierzu aus der
DE 1 03 31 076 A1 eine in das Lochbrett einzusetzende Buchse
mit abstrahlseitig trichterförmig sich verjüngendem
Innendurchmesser zur Aufnahme eines entsprechend profilierten Lichtleitkörpers
bekannt. Dieser ist einstrahlseitig, im Zentrum seiner rückwärtigen Basis,
mit einer Ausnehmung ausgestaltet, in die eine ungehäuste
LED hineinragt. Direkt an deren rückwärtig im
Innern der Hülse gelegenen, drahtförmigen Anschlüssen
sind Speisekabel angelötet und, dementsprechend senkrecht
aus der Hülse austretend, in ihr mittels Vergussmassen
festgelegt. Ein LED-Austausch ist hier besonders arbeitsaufwändig. Außerdem
erfordert ein solcher elektrischer Anschluss vergleichsweise viel
Bauraum hinter dem Paneel, um die Speiseleitungen nicht direkt hinter
der Hülse scharf abknicken zu müssen und dadurch
mechanisch zu beschädigen.
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Ausgehend
davon ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Anschlusseinrichtung
für eine lichtemittierende Diode, bereitzustellen, welche
bei kostengünstigem Aufbau eine zuverlässige elektromechanische
Verbindungstechnik zeigt und eine leichte Austauschbarkeit der LED
ermöglicht. Ferner soll unter Heranziehung der gleichen
Grundsätze, eine entsprechende Beleuchtungseinheit bereitgestellt
werden.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der Ansprüche
1 und 8. Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß ist
bei einer Anschlusseinrichtung für eine lichtemittierende
Diode bzw. einer Beleuchtungseinheit ein Anschlussblock vorgesehen,
der rückwärtig mit wenigstens einer LED-Aufnahme
ausgeformt ist, deren Geometrie und Ausrichtung, demjenigen gehäuster
LEDs entspricht. Anschlüsse der LEDs sind rückwärtig
zugänglich, was z. B. bedeutet, dass deren Speisekontakte
auf Gehäusekanten in der rückwärtigen
Ebene des Anschlussblockes zugänglich sind.
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Die
rückwärtig zugänglichen Anschlüsse
der LEDs können beispielsweise über geometrisch
zugeordnete, freiliegende Anschlussflächen einer in der rückwärtigen
Ebene, vorzugsweise, formschlüssig positionierten flexiblen
Leiterplatte elektrisch kontaktiert werden. Die Anschlussflächen
können mit beispielsweise aufkaschierten oder einlaminierten
Speiseleitungen der Leiterplatte verbunden sein. Solche Leiterplatten
sind auch bekannt als Flexleiter oder FPB (flexible printed board).
Ferner umfasst die Anschlusseinrichtung eine am Anschlussblock befestigbare
Haube. Die Haube ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass diese
vom Anschlussblock in einfacher weise wieder gelöst werden
kann. Das ist beispielsweise mittels Rast- oder Schraubverbindungen
möglich. Die Haube ist nun derart ausgebildet ist, dass
bei Befestigung der Haube am Anschlussblock die LED-Anschlüsse
und korrespondierende Leiterbahnen-Anschlussflächen eines
zwischen Haube und Anschlussblock eingebrachten Flexleiters kontaktgebend
aneinander gedrückt werden. Ein Kontaktandruck zwischen
den LED-Anschlüssen und den ihnen bezüglich der
Anordnung geometrisch zugeordneten Leiterbahnen-Anschlussflächen
kann beispielsweise durch eine rückwärtig über
den Flexleiter gestülpte und dabei wieder demontierbar
mit dem Anschlussblock verrastende, flache Andruck-Haube gewährleistet
werden. Die Andruck-Haube, kurz auch Haube, kann entweder separat
ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass die Haube beweglich
am Anschlussblock angebracht ist, beispielsweise über eine
Klappverbindung oder einen Klapp-Mechanismus.
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Insbesondere
dann, wenn der Anschlussblock nicht selbst aus lichtleitendem Material
hergestellt ist und dann abstrahlseitig, den LED-Aufnahmen gegenüber,
mit etwa zylindrischen oder kegelstumpfförmig sich verjüngenden
Abstrahl-Lichtleitern ausgeformt ist, ist im Anschlussblock vorne,
jeder der rückwärtigen LED-Aufnahmen gegenüber,
je eine Lichtleiter-Aufnahme zum Bestücken mit einem gesonderten
abstrahlseitigen Lichtleiter ausgebildet.
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Zum
Austausch einer der gehäusten LEDs wird diese dem Anschlussblock
rückwärtig aus ihrer Aufnahme entnommen und ersetzt;
wofür lediglich die Andruck-Haube und der Flexleiter rückwärtig
vom Anschlussblock abgehoben und nach dem LED-Austausch wieder aufgesetzt
werden müssen.
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Vorzugsweise
ist die Gesamtheit der LED-Aufnahmen in der rückwärtigen
Ebene des Anschlussblockes, zwischen diesem und dem hier aufliegenden
Flexleiter, von einer flexiblen Dichtung gegen Feuchtigkeitszutritt
zu den Kontaktpaarungen umgeben, der im Zuge des Aufschnappens der
Andruck-Haube auf den Anschlussblock komprimiert wird.
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Zusätzliche
Weiterbildungen und Alternativen zur erfindungsgemäßen
Lösung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen
und, auch hinsichtlich deren Vorteilen, aus nachstehender Beschreibung
einer nicht ganz maßstabsgerecht und hinsichtlich Details
vereinfacht skizzierten bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung.
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1 zeigt
nach Art einer Explosionsdarstellung eine erfindungsgemäße
Beleuchtungseinheit mit Anschlusseinrichtung mit einem Anschlussblock, der
hier für Bestückung mit nur einer LED-ausgelegt ist.
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Die
skizzierte Beleuchtungseinheit 11 umfasst einen Anschlussblock 12 aus
elektrisch isolierendem Material, in dessen rückwärtige
Oberfläche 13 eine LED-Aufnahme 14 eingeformt
oder eingearbeitet ist. In diese wird das LED-Gehäuse 15 im
Wesentlichen gleicher Geometrie derart wieder herausnehmbar, also
mit relativ losem Sitz, eingesenkt, dass dessen LED 16 abstrahlseitig
von der rückwärtigen Oberfläche 13 des
Anschlussblockes 12 fort gerichtet ist. In dieser rückwärtigen
Oberfläche 13 liegen dann, jedenfalls rückwärtig
frei zugänglich, die LED-Anschlüsse 17 der
gehäusten LED 16.
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Für
den elektrischen Anschluss der LED 16, ist eine flexible
Leiterplatte, ein hier so genannter Flexleiter 19 vorgesehen,
der mit Leiterbahnen 18 kaschiert oder laminiert ist. Die
Leiterbahnen 18 sind elektrisch mit auf der Vorderseite
des Flexleiters 19, d. h. auf der dem Anschlussblock 12 zugewandten Seite
des Flexleiters 19, zugänglichen, auf geweiteten
Anschlussflächen 20 verbunden. Im Interesse einer
flachbauenden Auslegung der Anschlusseinrichtung insgesamt verläuft
der Flexleiter 19 im Wesentlichen parallel zur rückwärtigen
Anschlussblock-Oberfläche 13, auf dieser aufliegend.
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Zum
Kontaktieren je zweier Anschlussflächen 20 zu
den beiden positionsmäßig geometrisch zugeordneten
LED-Anschlüssen 17 wird der Flexleiter 19 derart
auf die rückwärtige Oberfläche 13 des Anschlussblockes 12 aufgelegt,
dass wenigstens ein aus ihr hervorragender Positionierzapfen 21 in
ein geometrisch korrespondierendes, den Anschlussflächen 20 möglichst
dicht benachbartes Positionierloch 22 im Flexleiter 19 eingreift.
Dann liegt gerade je eine Anschlussfläche 20 auf
einem LED-Anschluss 17. Für deren wechselseitige
Kontaktierung wird mittels einer flachen, kappenförmigen
Haube 23 ein wechselseitiger Andruck ausgeübt,
indem die Haube 23, den Flexleiter 19 hinter den
Anschlussflächen 20 rückwärtig
umgreifend, mit dem Anschlussblock 12 reversibel verrastet
wird. Dafür ist die Haube 23 an ihren einander
gegenüberliegenden (Schmal-)Seiten mit wenigstens einem
Paar von biegeelastisch angeformten bzw. bestückten oder
in sich federnden, jedenfalls elastisch aufspreizbaren Rast-Laschen 24 ausgestattet.
Diese können zum Hintergreifen des Anschlussblockes 12 L-förmig
abgewinkelt enden, oder bevorzugt wie skizziert, mit jeweils wenigstens einer
Rastöffnung 25 versehen sein. In diese greift dann,
beim Aufstülpen der Haube 23 hinter den Anschlussblock 12 unter
Zwischenlage des Flexleiters 19, jeweils eine geometrisch
zugeordnete Rastnase 26 vom Anschlussblock 12 her
ein. Um sicherzustellen, dass die LED-Anschlüsse 17,
d. h. Anode und Kathode, in korrekter Polung mit den Anschlussflächen 20 des
Flexleiters 19 verbunden werden, können spezielle
Positionierungshilfen, insbesondere formschlüssige Positionierungshilfen,
vorgesehen sein. Beispielsweise kann an LED-Gehäuse 15 und LED-Aufnahme 14 ein
bezüglich der Hauptachsen des Gehäuses 15 asymmetrisch
gelegenes Nut und Feder Paar 34 vorgesehen sein, welches
sicherstellt, dass die LED 16 stets mit der gleichen Orientierung und
damit korrekter Polung in die LED-Aufnahme 14 eingesetzt
wird. Gleichermaßen können für den Flexleiter 19 entsprechende
Positionierungshilfen vorgesehen sein.
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Um
mittels der Haube 23 eine andauernde Druckausübung
der hinter dem LED-Gehäuse 15 zugänglichen
LED-Anschlüsse 17 auf den Bereich der jeweiligen
Anschlussflächen 20 zu sichern, weisen die Seitenränder 27 des
Flexleiters 19 jeweils neben einem Paar von einander benachbarten
Anschlussflächen 20 eine Einbuchtung 28 zum
Durchgriff der Rast-Laschen 24 auf. Vor diesen Einbuchtungen 28 erstreckt
sich, quer zu der rückwärtigen Oberfläche 13 des
Anschlussblockes 12, zur dadurch geführten Aufnahme
der Rast-Laschen 24, wie skizziert, jeweils eine vorzugsweise
seitlich offene Nut 29 in der Seitenwand 30 des
Anschlussblockes 12. Vom Grunde jeder Nut 29 steht, der
Lage der Rastöffnungen 25 in den hier eingreifenden
Rast-Laschen 24 geometrisch entsprechend, je eine Rastnase 26 vor.
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Dieser
Aufbau stellt eine leicht zu handhabende, insbesondere einfach zu
montierende und demontierende aber dennoch elektromechanisch äußerst
zuverlässige, insbesondere auch erschütterungsresistente
Kontaktierung der gehäusten LEDs 15–16 sicher.
Für den Austausch einer LED 16 brauchen lediglich
die Rast-Laschen 24 seitlich abgespreizt zu werden, um
die Haube 23 und dann den Flexleiter 19 von der
rückwärtigen Oberfläche 13 des Anschlussblockes 12 abzuheben.
Damit ist dessen LED-Aufnahme 14 freigelegt, und die gehäuste
LED 15–16 kann nach rückwärts
aus dem Anschlussblock 12 entnommen werden.
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Umgekehrt
wird eine gehäuste LED 15–16 mit
der LED 16 voraus in die Aufnahme 14 eingesenkt
und diese dann durch bloßes Auflegen des dabei sich kontaktkorrekt
ausrichtenden Flexleiters 19 sowie schließlich
mit Aufschnappen der Haube 23 unter Kontaktierungsandruck
verschlossen, ohne dass es dafür irgendwelcher Löt-
oder sonstiger fehlerträchtiger Kabelanschlussarbeiten
bedarf – die geometrisch korrekte Kontaktierung der Anschlussflächen 20 zu
den LED-Anschlüssen 17 ergibt sich, indem der
wenigstens eine Positionierzapfen 21 des Anschlussblockes 12 das
zugehörige, nahe den Anschlussflächen 20 gelegene
Positionierloch 22 im Flexleiter 19 durchgreift.
Zusätzlich kann der Positionierzapfen 21 in eine
zugeordnete Positionieröffnung in der Haube 23 (aus
der Zeichnung nicht ersichtlich) eingreifen, um deren Positionierung
hinter den Anschlussflächen 20 auch noch abseits
der Einbuchtungen 28 und der Nuten 29 zu sichern.
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Der
Funktionszuverlässigkeit ist es zuträglich wenn
Kontaktpaarungen 17–20 gegen Einwirken von
Feuchtigkeit gesichert werden. Dazu ist ein flexibler, jedenfalls
komprimierbarer Dichtring 31 in der Ebene der rückwärtigen
Oberfläche 13 des Anschlussblockes 12,
vor dem Flexleiter 19 den Bereich dessen Anschussflächen 20 umgebend,
eingelegt, vorzugsweise zur Positioniersicherung in eine in die Oberfläche 13 eingestochene
ringförmige Nut. Dieser Dichtring 31 wird beim
Aufschnappen der Haube 23 auf die Rastnasen 26 zwischen
dem Flexleiter 19 und dem Anschlussblock 12 komprimiert,
womit die Feuchtigkeitsdichtigkeit sichergestellt ist.
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Das
Licht der LED 16 tritt der rückwärtigen Oberfläche 13 gegenüber
durch einen lichtdurchlässigen vorderen Bereich im Anschlussblock 12,
vorzugsweise durch eine frontseitige Öffnung in der LED-Aufnahme 14,
aus dem Anschlussblock 12 aus. Die wirksame Lichtaustrittsfläche
kann durch die Querschnittsgestaltung der stirnseitig freien Basis
eines etwa wie skizziert kegelstumpfförmig endenden Lichtleiters 32 konstruktiv
bestimmt werden. Dieser Lichtleiter 32 kann bei Verwendung
lichtleitenden Materials für den Anschlussblock 12 direkt
vor diesem angeformt sein. Es ist aber auch möglich, dass der
Lichtleiter 32 gesondert ausgebildet und am Anschlussblock 12 vor
der jeweiligen LED-Aufnahme 14 montiert, etwa in einer
entsprechenden Lichtleiter-Aufnahme (aus der Zeichnung nicht ersichtlich) gehaltert
ist.
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Zur
Montage der Beleuchtungseinheit 11 kann sie mittels des
kurzen stabförmigen Lichtleiters 32, mit dem der
Anschlussblock 12 ausgestattet ist, von der Rückseite
eines Lochbrettes 33 her in ein Durchgangsloch eingesteckt
werden. Der Flexleiter 19 verläuft dann von der
Anschlusseinrichtung 11 fort, flach längs der
Rückseite des Lochbrettes 33 zu einer Speise-
und Steuerschaltung hin (in der Zeichnung nicht berücksichtigt).
Bei dem Lochbrett 33 kann es sich etwa um ein Paneel für
den Himmel in der Kabine eines Passagier-Luftfahrzeuges handeln, an
dem dadurch, über die kleine Kegelstumpf-Basis des Lichtleiters 32,
ein wünschenswert kleiner Lichtfleck erscheint.
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Ein
einerseits betriebssicherer und andererseits servicefreundlicher,
flachbauender Bestromungs-Einbau von LEDs 16 in ein Lochbrett 33,
etwa des Dachhimmels einer Flugzeugkabine, ergibt sich somit, wenn
erfindungsgemäß hinter einem Anschlussblock 12 mit
wenigstens einer rückwärtigen Aufnahme 14 für
gehäuste LEDs 16 mit rückwärtig zugänglichen
LED-Anschlüssen 17 ein Flexleiter 19 mit
seinen Leiterbahnen-Anschlussflächen 20 aufgelegt
und dann mittels einer am Anschlussblock 12 wieder abhebbar
verrastenden Haube 23 druckbelastet ist. Die Abstrahlung
aus der LED 16 erfolgt frontseitig aus ihrer Aufnahme 14 im
Anschlussblock 12 heraus, vorzugsweise über einen
dort vorgesehenen, an seinem gegenüberliegenden Stirnende
kegelstumpfförmig verjüngten Lichtleiter 32,
der zur Montage des Anschlussblockes 12 in das Lochbrett 33 eingeführt
ist.
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2 zeigt
einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit 11.
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.
In der Querschnittsdarstellung sind der Verlauf und die Anordnung
des Lichtleiters 32 deutlicher zu sehen. Von der LED 17 ausgehendes Licht
trifft auf den Lichtleiter 32 und wird mittels diesem durch
das Lochbrett 33 hindurch geleitet. In der Darstellung
der 2 sind zwischen Lichtleiter 32 und LED 17 ein
oder mehrere optische Elemente angeordnet. Optische Elemente können
beispielsweise eingesetzt werden, um das Licht der LED 17 in
gewünschter Weise zu bündeln.
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- 11
- Beleuchtungseinheit
(aus 12, 19 und 23)
- 12
- Anschlussblock
(mit 14)
- 13
- rückwärtige
Oberfläche (von 12)
- 14
- LED-Aufnahme
(für 15 in 13)
- 15
- LED-Gehäuse
(mit 16)
- 16
- LED
(in 15)
- 17
- LED-Anschluss
(an 15 zu 16)
- 18
- Leiterbahn
(längs 19)
- 19
- Flexleiter
(auf 13/17)
- 20
- Anschlussfläche
(von 18 an 19, zu 17)
- 21
- Positionierzapfen
(auf 13 für 22)
- 22
- Positionierloch
(für 21 in 19)
- 23
- Haube
(19 bei 20 hintergreifend)
- 24
- Rast-Laschen
(an 23)
- 25
- Rastöffnung
(in 24 für 26)
- 26
- Rastnase
(an 12 für 25)
- 27
- Seitenrand
(von 19)
- 28
- Einbuchtung
(bei 20 in 19 für 24)
- 29
- Nut
(in 30 vor 28 für 24)
- 30
- Seitenwände
(von 12)
- 31
- Dichtring
(zwischen 13 und 19)
- 32
- Lichtleiter
(vor 12/14)
- 33
- Lochbrett
(zur Aufnahme von 12 mittels 31)
- 34
- Nut
und Feder Paar
- 35
- optisches
Element
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 19843331
A1 [0002]
- - DE 10331076 A1 [0003]