DE102009047556A1

DE102009047556A1 - LED-Streifen-Kartenrandsteckverbinder und LED-Baugruppe

Info

Publication number: DE102009047556A1
Application number: DE102009047556A
Authority: DE
Inventors: Peter Ely Bishop
Original assignee: AVX Corp
Current assignee: Kyocera Avx Components Corp
Priority date: 2008-12-08
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2010-08-05
Also published as: CN102980156A; JP2010153383A; CN101749675A; US8297788B2; JP5794760B2; HK1180757A1; US20100142204A1; CN102980156B

Abstract

Eine LED-Lichtquellenbaugruppe enthält eine Vielzahl von LED-Leiterplatten (PCB), wobei jede LED-Leiterplatte mindestens einen LED-Leuchtkörper sowie elektrische Steckverbinder-Kontaktflächen aufweist, die an jedem entgegengesetzten Ende der Leiterplatten angeordnet sind. Mindestens ein elektrischer Steckverbinder ist gestaltet, ein Ende einer ersten LED-Leiterplatte so mit einem Ende einer zweiten LED-Leiterplatte zu verbinden, dass die erste LED-Leiterplatte und die zweite LED-Leiterplatte hintereinander geschaltet sind. Die verbundenen LED-Leiterplatten können in einer Lichtröhre angeordnet sein, die Steckverbinder-Endkappen zur Montage der Lichtröhre in einem Beleuchtungskörper enthält.

Description

Hintergrund
Die Verwendung von LED-Lichtquellen (Licht emittierende Diode) wird in einer breiten Vielzahl von Beleuchtungsanwendungen immer beliebter. Es wurden bedeutende Fortschritte in der LED-Beleuchtungstechnik gemacht, die den Einsatz von LED-Lichtquellen in verschiedenen industriellen, häuslichen und anderen Umgebungen erschwinglicher und wünschenswerter machten, in denen erweiterte Beleuchtungssysteme benötigt werden.
LED-Lichtquellen bieten bedeutende Vorteile gegenüber herkömmlichen Glühlampen-Beleuchtungssystemen. Bei Glühlampen liegen die Aufwendungen nicht nur bei den Kosten für Ersatzlampen, sondern auch bei Arbeitsaufwand und Kosten, die mit dem häufigen Austausch der Glühlampen verknüpft sind. Diese Aufwendungen können bedeutend sein, wo eine große Anzahl von Glühlampen eingesetzt ist. Zum Beispiel können die Wartungskosten zum Ersetzen von Glühlampen in großen Bürogebäuden, Fahrzeugen und Systemen des öffentlichen Verkehrs und dergleichen recht hoch sein. Diese Probleme werden mit LED-Beleuchtungssystemen wesentlich minimiert.
Die Betriebslebensdauer herkömmlicher weißer LED-Lampen beträgt ungefähr 100 000 Stunden. Das kommt ungefähr 11 Jahren Dauerbetrieb oder 22 Jahren Betrieb bei 50% gleich. Das steht im starken Kontrast zur durchschnittlichen Lebensdauer einer Glühlampe, die ungefähr 5000 Stunden beträgt. Es wird daher ohne weiteres anerkannt, dass die Verwendung von LED-Lichtquellen praktisch das Erfordernis routinemäßigen Austauschs von Leuchtkörpern beseitigt. Dieser Vorteil ist umso wichtiger, wenn die Beleuchtungseinrichtung an einer sehr unzugänglichen Stelle eingebaut ist.
Es ist allgemein anerkannt, dass in einem richtig entworfenen System LED-Lichtquellen bedeutend weniger Leistung verbrauchen als Glühlampen. Ein LED-Stromkreis weist einen Wirkungsgrad von ungefähr 80% auf, was bedeutet, dass 80% der elektrischen Energie in Lichtenergie umgewandelt werden, während die verbleibenden 20% als Wärmeenergie verloren gehen. In großen Beleuchtungssystemen sind die Kostenersparnisse enorm.
Leider wandte sich die Technik, teilweise wegen der relativ hohen Kosten von LED-Lichtquellen, den Leuchtstofflampen und -systemen als Alternative zu Glühlampen zu. Beleuchtung mit Leuchtstofflampen ist um ungefähr 66 Prozent billiger als Beleuchtung mit Glühlampen, während sie im Wesentlichen dieselbe Helligkeit bietet. Beleuchtung mit Leuchtstofflampen hält auch länger als Beleuchtung mit herkömmlichen Glühlampen. Durchschnittlich hat eine Leuchtstofflampe eine sechsmal längere Lebensdauer als eine gewöhnliche Glühlampe. Bei einer großen Mehrheit von Geschäfts- und Industriebauten sind herkömmliche Leuchtstofflampen-Beleuchtungskörper eingebaut, was auch bei neueren Wohngebäuden der Fall ist. Leuchtstofflampen-Beleuchtungskörper werden auch verbreitet in öffentlichen Verkehrssystemen und Fahrzeugen, Zügen, U-Bahnwagen, Flugzeugen und so weiter verwendet.
Leuchtstoff-Lichtquellen weisen jedoch deutliche Nachteile auf. Schaltkreise für Leuchtstofflampenbeleuchtung sind komplexer als Glühlampenbeleuchtung und erfordern allgemein fachmännische Installation und teure Bauteile. Leuchtstofflampenbeleuchtung ist im Allgemeinen weniger attraktiv als Glühlampenbeleuchtung und kann merklich flackern und ein ungleichmäßiges Licht erzeugen, das einige Anwender stören kann. Quecksilber ist ein wesentlicher Bestandteil bei der Herstellung von Leuchtstoffröhren und wird von der amerikanischen Umweltschutzbehörde wegen seiner Fähigkeit, sich in der Umwelt biologisch anzureichern, als gefährlich angesehen. Die Entsorgung von Leuchtstoffröhren ist für viele Gemeinden problematisch, und vie lerorts hat sich eine Bewegung gebildet, um die Verwendung von Leuchtstofflampenbeleuchtung auslaufen zu lassen.
Verstärktes Zurückgreifen auf LED-Beleuchtung ist daher ein natürlicher Fortschritt. Jedoch sind die Kosten für das Ersetzen der bestehenden Leuchtstofflampen-Beleuchtungskörper und -Schaltkreise in bestehenden Bauten, Fahrzeugen, Systemen und so weiter unerschwinglich. Daher besteht Bedarf an einem Beleuchtungssystem, mit dem LED-Beleuchtungseinrichtungen leicht und erschwinglich in herkömmliche Leuchtstofflampen-Beleuchtungskörper eingebaut werden können. Die vorliegende Erfindung bietet eine einzigartige Lösung für diesen Bedarf.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt, oder sie können aus der Beschreibung offensichtlich sein oder aus der Anwendung der Erfindung ersehen werden.
Gemäß bestimmten Aspekten der Erfindung wird eine LED-Lichtquellenbaugruppe geschaffen, die eine Vielzahl von LED-Leiterplatten (PCB) enthält, von denen jede mindestens einen LED-Leuchtkörper und an jedem entgegengesetzten Ende der Leiterplatte angeordnete elektrische Steckverbinder-Kontaktflächen aufweist. Ein elektrischer Steckverbinder ist angeordnet, um ein Ende einer ersten LED-Leiterplatte mit einem Ende einer zweiten, benachbarten LED-Leiterplatte zu verbinden.
Der Steckverbinder zwischen den benachbarten LED-Leiterplatten kann verschiedene Gestaltungen annehmen. In einem besonders einzigartigen Ausführungsbeispiel enthält der elektrische Steckverbinder einen isolierenden Körper, der entgegengesetzte, fluchtende offene Enden aufweist. Zum Beispiel kann der Körper die Gestalt einer kasten- oder kanalartigen Hülle mit offenen Enden aufweisen. Mindestens zwei elektrische Kontakte werden in dem isolierenden Körper gehalten und weisen einen Abstand zueinander auf, der einem Trennabstand der Steckverbinder-Kontaktflächen an den Enden der LED-Leiterplatten entspricht. Es sollte einzusehen sein, dass eine beliebige Anzahl von Kontakten in dem Körper angeordnet sein können, abhängig von dem gewünschten Kontakt-Grundriss. Jeder Kontakt kann ein klingenartiges Element sein, das einen Mittelbalken und Aufnahmekanäle aufweist, die sich in entgegengesetzten Richtungen von dem Mittelbalken weg zu den jeweiligen offenen Enden des isolierenden Körpers erstrecken. Die Aufnahmekanäle sind zwischen Paaren von Kontaktarmen definiert, die sich quer vom Mittelbalken weg erstrecken und so gestaltet sind, dass sie sich elektrisch mit den Steckverbinder-Kontaktflächen eines Endes der LED-Leiterplatte koppeln, die in das offene Ende des isolierenden Körpers gesteckt wird.
Die Kontakte können auf verschiedene Weise im isolierenden Körper des Steckverbinders fixiert sein. Zum Beispiel können in einem einzigartigen Ausführungsbeispiel Schlitze in den inneren Flächen der oberen und unteren Seiten des isolierenden Körpers definiert sein, wobei die Schlitze eine Breite aufweisen, die im Wesentlichen der Dicke der Kontakte entspricht. Die Schlitze sind an einem der Enden des Körpers offen, sodass sich die Kontakte in die Schlitze an dem jeweiligen Ende schieben lassen. Die Schlitze können am entgegengesetzten Ende geschlossen sein, sodass die Kontakte nicht aus den Schlitzen hinausgeschoben werden können. Es kann bei diesem Ausführungsbeispiel erwünscht sein, an einer Außenfläche der Körperhülle eine Hinweismarke anzubringen, die auf das jeweilige Längsende hinweist, das die offenen Schlitze aufweist. Beim Verbinden benachbarter LED-Leiterplatten sollte eine erste Leiterplatte in dasjenige Ende das Steckverbinders gesteckt werden, das die offenen Schlitze aufweist, bevor eine Leiterplatte in das entgegengesetzte Ende des Steckverbinders gesteckt wird. Wenn eine Leiterplatte zuerst in das entgegengesetzte Ende des Steckverbinders gesteckt würde, könnte dies dazu führen, dass die Kontakte durch die offene Endfläche der Schlitze aus der Hülle gestoßen werden.
Die Kontakte können jede gewünschte Gestalt und Anordnung annehmen, die einen zuverlässigen elektrischen Kontakt mit den Kontaktflächen der LED-Leiterplatten sicherstellen. In einem Ausführungsbeispiel enthalten die elektrischen Kontakte Spitzen an den Kontaktarmen, die so angeordnet sind, dass sie gegen die Steckverbinder-Kontaktflächen gleiten. Die Kontaktarme können in die Aufnahmekanäle vorgespannt sein, wobei die Spitzen weiter dazu dienen, eine Auslenkung der Kontaktarme beim Einstecken des Endes der LED-Leiterplatte in den Aufnahmekanal zu ermöglichen.
Es sollte einzusehen sein, dass die Kontakte durch andere geeignete Mittel in dem isolierenden Körper festgehalten sein können. Zum Beispiel können die elektrischen Kontakte in den Körper eingegossen sein.
Der elektrische Steckverbinder zwischen den LED-Leiterplatten ermöglicht einen minimalen Abstand zwischen den Leiterplatten und damit einen gleichmäßigen Abstand zwischen LED-Leuchtkörpern benachbarter Leiterplatten. Der Mittelbalken der elektrischen Kontakte definiert im Wesentlichen den Trennabstand zwischen den Enden benachbarter LED-Leiterplatten. In einem besonderen Ausführungsbeispiel weist der Mittelbalken eine Längslänge zwischen 1 mm und 5 mm auf, sodass die benachbarten Enden der LED-Leiterplatten in einem zusammengebauten Zustand einen minimalen Abstand zwischen ungefähr 1 mm und 5 mm aufweisen.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine LED-Lichtröhrenbaugruppe, die zur Aufnahme in einem Beleuchtungskörper gestaltet ist. Diese Lichtröhrenbaugruppe enthält eine Lichtröhre, die an jedem ihrer entgegengesetzten Längsenden einen Endkappen-Steckverbinder aufweist. Auf diese Weise kann die LED-Lichtröhrenbaugruppe einer herkömmlichen Leuchtstoffröhre ähneln. Eine Vielzahl von LED-Leiterplatten ist innerhalb der Lichtröhre hintereinander geschaltet, wobei jede der LED-Leiterplatten mindestens einen LED-Leuchtkörper und elektrische Steckverbinder-Kontaktflächen aufweist, die an jedem entgegengesetzten Ende der Leiterplatten angeordnet sind. Die elektrischen Steckverbinder-Kontaktflächen an den äußersten entgegengesetzten Enden der verbundenen Leiterplatten stehen in elektrischem Pass-Kontakt mit den Endkappen-Steckverbindern. Wie oben beschrieben, verbindet ein elektrischer Steckverbinder die Steckverbinder-Kontaktflächen fluchtender Enden benachbarter LED-Leiterplatten innerhalb der Lichtröhre so, dass ein Ende einer ersten LED-Leiterplatte in elektrischem Kontakt mit einem Ende einer zweiten LED-Leiterplatte steht. Auf diese Weise kann innerhalb der Lichtröhre eine beliebige gewünschte Anzahl von LED-Leiterplatten hintereinander geschaltet sein. So können verschiedene Größen und Nennleistungen der Lichtröhre unter Verwendung einer Standard-LED-Leiterplatte in einer einzigen Größe, von Endkappen-Steckverbindern und Leiterplatten-Steckverbindern einfach hergestellt und zusammengebaut werden. Nur die Länge der Lichtröhre würde variieren, um die gewünschte Anzahl von LED-Leiterplatten unterzubringen.
Die LED-Lichtröhrenbaugruppe ist besonders einzigartig insofern, als sie ohne weiteres zur Aufnahme in einem vorhandenen Leuchtstofflampen-Beleuchtungskörper gestaltet sein kann. Die Endkappen-Steckverbinder würden Stiftkontakte enthalten, die zur Aufnahme in Sockel in dem Leuchtstofflampen-Beleuchtungskörper gestaltet wären. Auf diese Weise kann die LED-Lichtröhre eine Ersatzlampe für bestehende Leuchtstofflampen-Beleuchtungskörper sein.
Die elektrischen Steckverbinder zwischen den LED-Leiterplatten in der LED-Lichtröhrenbaugruppe können wie oben beschrieben gestaltet sein.
Die Erfindung umfasst auch einen elektrischen Steckverbinder, der zum Verbinden benachbarter Enden von LED-Leiterplatten innerhalb einer Lichtröhre gestaltet ist, wobei die LED-Leiterplatten mindestens einen LED-Leuchtkörper und eine Vielzahl von elektrischen Kontaktflächen an jedem Ende der Leiterplatte aufweisen. Dieser Steckverbinder kann die einzigartige Gestaltung und die Vorteile aufweisen, wie oben beschrieben und hierin genauer dargestellt.
Aspekte der Erfindung sind nachstehend mit Bezug auf besondere Ausführungsbeispiele aufgezeigt, die in den Figuren dargestellt sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1A ist eine Ansicht der Bauteile eines Ausführungsbeispiels einer LED-Lichtröhrenbaugruppe;
1B ist eine Teilansicht der LED-Lichtröhrenbaugruppe von 1A im zusammengebauten Zustand;
2A ist eine Ansicht der Bauteile eines Ausführungsbeispiels eines elektrischen Steckverbinders und einer LED-Leiterplattenbaugruppe gemäß Aspekten der Erfindung;
2B ist eine Ansicht der zusammengebauten Bauteile von 2A;
3 ist eine Schnitt-Seitenansicht der zusammengebauten Bauteile von 2B;
4 ist eine Endansicht eines Ausführungsbeispiels eines LED-Leiterplattensteckverbinders;
5 ist eine Draufsicht des Isolierkörper-Bauteils des LED-Leiterplattensteckverbinders von 4;
6 ist eine Seitenansicht des Isolierkörper-Bauteils des LED-Leiterplattensteckverbinders von 4; und
7 ist eine Draufsicht eines Endes einer LED-Leiterplatte, welche die Steckverbinder-Kontaktflächen darstellt.
Genaue Beschreibung
Nun wird genauer auf Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, von denen Beispiele in der Zeichnung dargestellt sind. Die verschiedenen Ausführungsformen sind hierin zum Erläutern von Aspekten der Erfindung dargelegt und sollten nicht als Einschränkung der Erfindung aufgefasst werden. Zum Beispiel können bezüglich eines Ausführungsbeispiels dargestellte oder beschriebene Merkmale bei einer anderen Ausführungsform benutzt werden, um noch eine weitere Ausführungsform zu ergeben. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung diese und andere Änderungen und Abwandlungen einschließt, wie sie innerhalb des Umfangs und Erfindungsgedankens der vorliegenden Erfindung liegen.
Die 1A und 1B stellen eine besondere Ausführungsform dar, die Aspekte der Erfindung umfasst. Eine LED-Lichtquellenbaugruppe 10 ist in 1A dargestellt. Diese Baugruppe 10 enthält eine Vielzahl einzelner LED-Leiterplatten (PCB) 12. Jede dieser Leiterplatten 12 enthält mindestens einen LED-Leuchtkörper 14. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält jede Leiterplatte 12 vier Leuchtkörper 14. Die Leiterplatten 12 können so gefertigt sein, dass sie eine Standardlänge, -leuchtkörperanzahl und andere Standardmaße aufweisen. Auf diese Weise braucht ein Hersteller nicht LED-Leiterplatten 12 verschiedener Größen herzustellen und zu lagern, was ein bedeutender Kosten- und Fertigungsvorteil ist.
Jede der Leiterplatten 12 enthält ein erstes Ende 16 und ein entgegengesetztes zweites 18. Jedes der Enden 16, 18 enthält einen Steckverbinder-Kontaktflächen-Grundriss, der eine Anzahl von Steckverbinder-Kontaktflächen 22 umfasst. Diese Kontaktflächen 22 können an einem Fortsatz 20 eines Hauptabschnitts der Leiterplatte 12 definiert sein, wobei der Fortsatz 20 die äußersten Enden der Leiterplatte 12 definiert. In einem alternativen Ausführungsbeispiel können die Steckverbinder-Kontaktflächen 22 über das gesamte Maß des Hauptabschnitts der Leiterplatte 12 ohne das Fortsatzelement 20 angeordnet sein. Die Steckverbinder-Kontaktflächen 22 dienen zur elektrischen Verbindung und dazu, die auf der Leiterplatte 12 montierten Leuchtkörper 14 mit elektrischer Energie zu versorgen.
Eine genauere Ansicht eines Endes einer Leiterplatte 12 ist in 7 gegeben. In dieser Ansicht umfasst der Fortsatz 20 zwei einzelne Steckverbinder-Kontaktflächen 22. Diese Kontaktflächen können aus einem beliebigen herkömmlichen und geeigneten leitfähigen Material hergestellt sein. Zum Beispiel sind die Kontaktflächen 22 in einem besonderen Ausführungsbeispiel verzinnte Elemente. Wie in 7 sind Maße in bestimmten der Figuren nur zu erläuternden Zwecken vorgesehen. Es sollte leicht einzusehen sein, dass Größe und Maße keine einschränkenden Faktoren der Erfindung sind, und dass die Erfindung mit anderen Maßen und Größen gestaltet sein kann, abhängig von dem speziellen Endprodukt, in dem die Bauteile verwendet werden.
Wieder mit Bezug auf 1A ist ein Steckverbinder 24 zwischen benachbarten LED-Leiterplatten 12 vorgesehen. Dieser Steckverbinder 24 kann verschiedene Gestaltungen annehmen und dient zum Hintereinanderschalten benachbarter Leiterplatten 12. In einem in der Zeichnung dargestellten besonderen Ausführungsbeispiel enthält der elektrische Steckverbinder 22 einen isolierenden Körper 26, der aus einem beliebigen geeigneten isolierenden Material ausgebildet ist, wie etwa Nylon 46. Andere Materialien sind Fachleuten wohlbekannt und können in einem Steckverbinder 24 nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Der Körper 26 weist entgegengesetzte, fluchtende offene Enden 38 auf, wie in 4 zu sehen. Auf diese Weise kann der Körper 26 die Gestalt einer kasten- oder kanalartigen Hülle 28 mit offenen Enden aufweisen, in der ein Durchlass vollständig durch die Hülle 28 ausgebildet ist.
Eine Vielzahl von elektrischen Kontakten 40 ist in dem Körper 26 des Steckverbinders 24 gehalten. Diese Kontakte können aus einem beliebigen geeigneten Material hergestellt sein, wie etwa verzinnter Kupferlegierung. Die Kontakte 40 weisen einen Abstand zueinander auf, der dem Trennabstand der Steckverbinder-Kontaktflächen 22 an den Enden der LED-Leiterplatten 12 entspricht, wie insbesondere in 2A zu sehen. Jeder der Kontakte 40 koppelt sich elektrisch mit einer einzelnen Steckverbinder-Kontaktfläche 22 einer LED-Leiterplatte und verbindet die betreffende Kontaktfläche 22 elektrisch mit einer fluchtenden Kontaktfläche 22 einer benachbarten LED-Leiterplatte, wie besonders in den 2A und 2B dargestellt. Es sollte einzusehen sein, dass eine beliebige Anzahl von Kontakten in dem Körper 26 angeordnet sein kann, abhängig von dem Kontakt-Grundriss und dem Kontaktflächen-Grundriss auf den betreffenden LED-Leiterplatten 12. Zum Beispiel enthält der Steckverbinder 24 in den 2A und 2B fünf Kontakte 40, die sich elektrisch mit fünf jeweiligen Steckverbinder-Kontaktflächen 22 auf jeder der Leiterplatten 12 paaren. Diese Anordnung kann in der Technik als 5-Wege-Steckverbinder bezeichnet werden. In dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Kontakte 40 in dem Körper 26 in einem 2-Wege-Steckverbinder 24 fixiert. In dem in 1A dargestellten Ausführungsbeispiel wäre der Steckverbinder 24 ein 4-Wege-Steckverbinder mit vier einzelnen Kontakten 40, passend zu den entsprechenden Steckverbinder-Kontaktflächen 22 an den Enden der Leiterplatten 12. Es ist daher einzusehen, dass die Steckverbinder 24 nicht durch die Anzahl von Kontaktelementen oder die Anordnung in der Endanwendung eingeschränkt sind.
Die in dem Steckverbinderkörper 26 fixierten Kontakte 40 können verschiedene Gestalten und Anordnungen annehmen. In einer besonders einzigartigen, zum Beispiel in 3 dargestellten Ausführungsform ist jedes Kontaktelement 40 ein klingenartiges Element, das ein Mittelbalken- oder Mittelpfostenelement 42 aufweist. Ein Paar von Kontaktarmen 46 erstreckt sich von dem Mittelbalken 42 in entgegengesetzte Längsrichtungen, wobei jedes Armpaar 46 einen Aufnahmekanal 44 zur Aufnahme des Fortsatzes 20 der Leiterplatte 12 definiert, auf dem sich die Steckverbinder-Kontaktflächen 22 befinden, wie insbesondere in 3 dargestellt. Jeder der Arme 46 kann eine Spitze 50 enthalten, die eine angewinkelte Vorderfläche aufweist, wie insbesondere in 3 dargestellt. Jeder der Arme 46 kann in den Aufnahmekanal 44 vorgespannt sein, um eine stärkere kraftschlüssige und sichere Kopplung mit den Steckverbinder-Kontaktflächen 22 vorzusehen. Bei dieser Anordnung unterstützt die abgewinkelte Vorderfläche der Spitzen 58 das Einschieben des Endes 20 der Leiterplatte 12 in den Aufnahmekanal 44.
Jeder der Kontakte 40 kann auf verschiedene Weise im Körper 12 des Steckverbinders 24 festgehalten sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind Schlitze 48 in die Innenflächen des Oberteils 30 und des Unterteils 32 des Körpers 26 eingearbeitet oder anderweitig ausgebildet, wie insbesondere in 2A zu sehen. Diese Schlitze 48 sind an einem der Enden des Körpers 26 offen zum Einschieben der Kontakte 40 in den Körper 26. Die offene Vorderfläche der Schlitze 48 ist leicht in 2A zu sehen. Die Schlitze 40 weisen eine Breite auf, die allgemein der Dicke der klingenartigen Kontakte 40 entspricht. Die Schlitze 48 können am entgegengesetzten Ende des Körpers 26 geschlossen sein, sodass die Kontakte 40 nicht vollständig durch den Körper 26 hindurch geschoben werden können.
Bei der oben beschriebenen Schlitzanordnung ist es vorzuziehen, dass eine Leiterplatte 12 zuerst in dasjenige Längsende des Steckverbinders 24 gesteckt wird, das die Fläche mit den offenen Enden der Schlitze 48 aufweist. Indem eine Leiterplatte 12 zuerst in dieses Ende gesteckt wird, werden die einzelnen Kontakte 40 vollständig in den Körper 26 gegen das geschlossene Ende der Schlitze 48 am entgegengesetzten Ende des Körpers 26 geschoben und können daher nicht aus dem Steckverbinderkörper 26 verdrängt werden. Nachdem eine Leiterplatte 12 in dieses Ende gesteckt wurde, kann eine weitere Leiterplatte 12 in das entgegengesetzte Ende des Steckverbinders 24 gesteckt werden. Diesbezüglich kann es erwünscht sein, auf der O berseite 30 oder Unterseite 32 des Steckverbinderkörpers 26 eine Markierung oder einen anderen Hinweis 52 anzubringen, wobei diese Markierung 52 einen eindeutigen Hinweis bezüglich des ersten Endes des Steckverbinders 24 zum Einstecken einer LED-Leiterplatte 12 in einem nachfolgenden Zusammenbauvorgang vorsieht. Diese Markierung 52 kann eine beliebige Art von Gravierung, Stempel, Einkerbung und dergleichen sein.
Es sollte einzusehen sein, dass die einzelnen Kontakte durch beliebige andere geeignete Mittel in dem isolierenden Körper 26 des Steckverbinders 24 festgehalten sein können. Zum Beispiel können die Kontakte 40 direkt in den Körper 26 eingegossen oder durch andere mechanische Mittel fixiert sein.
Mit Bezug auf 2B kann man sehen, dass der elektrische Steckverbinder 24 zwischen den benachbarten LED-Leiterplatten 12 minimalen Abstand zwischen den Leiterplatten und damit einen definierten gleichmäßigen Abstand zwischen LED-Leuchtkörpern 14 benachbarter Leiterplatten 12 ermöglicht. Der Mittelbalkenbestandteil 42 der einzelnen Kontakte 40 definiert im Wesentlichen den Trennabstand zwischen den Enden der benachbarten LED-Leiterplatten 12. In einem besonderen Ausführungsbeispiel weist der Mittelbalken 42 eine Längslänge zwischen 1 mm und 5 mm auf, sodass die benachbarten Enden der LED-Leiterplatten 12 in einem zusammengebauten Zustand einen minimalen Abstand zwischen ungefähr 1 mm und 5 mm aufweisen.
Die 5 und 6 sind eine Draufsicht und eine Seitenansicht des Körpers 26 im dargestellten Steckverbinder 24. Wie in diesen und den anderen Figuren dargestellt, kann der Körper 26 die Gestalt einer kasten- oder kanalartigen Hülle 28 aufweisen, die einen inneren Durchlass dort hindurch definiert, wie insbesondere in 4 dargestellt.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine LED-Lichtröhrenbaugruppe 60, wie insbesondere in den 1A und 1B dargestellt. Diese Baugruppe 60 enthält eine Lichtröhre 62, die zum Beispiel aus Glas, Kunststoff oder einer beliebigen anderen Art geeigneten klaren oder durchscheinenden Materials sein kann. Die Baugruppe 60 enthält einen Endkappen-Steckverbinder 64 an entgegengesetzten Enden der Röhre 62. Jeder dieser Steckverbinder 64 enthält eine beliebige Art von äußerem elektrischem Verbindungsteil, wie etwa Stifte 66. Diese Stifte 66 koppeln sich mit einer Stromversorgungsbuchse in einem herkömmlichen Beleuchtungskörper, wie etwa einem herkömmlichen Leuchtstofflampen-Beleuchtungskörper. Eine Vielzahl von LED-Leiterplatten 12 ist innerhalb der Lichtröhre 62 hintereinander geschaltet, wie konzeptionell in 1A dargestellt, wo zwei Leiterplatten 12 dargestellt sind. Die Steckverbinder-Kontaktflächen 22 an den äußersten Enden der verbundenen Leiterplatten 12 koppeln sich mit einer entsprechenden Buchse oder einem anderen Steckverbinder-Bauteil innerhalb der Endkappen-Steckverbinder 64. Auf diese Weise ist ein vollständiger elektrischer Stromkreis von einem Endkappen-Steckverbinder 64 durch die miteinander verbundenen Leiterplatten 12 hindurch zum entgegengesetzten Endkappen-Steckverbinder 64 definiert.
Wieder mit Bezug auf 1A ist einzusehen, dass verschiedene Größen und Nennleistungen für eine Lichtröhrenbaugruppe 60 unter Verwendung einer LED-Leiterplatte einer Standardgröße, von Endkappen-Steckverbindern 64 und Leiterplatten-Steckverbindern 24 einfach hergestellt und zusammengebaut werden können. Nur die Länge der Lichtröhre 62 würde variieren müssen, um eine erhöhte oder verringerte Anzahl von LED-Leiterplatten 12 unterzubringen. Die besonders in 1A dargestellte LED-Lichtröhrenbaugruppe 60 ist einzigartig darin, dass sie einer herkömmlichen Leuchtstofflampe ähnelt und ohne weiteres zur Aufnahme in einem vorhandenen Leuchtstofflampen-Beleuchtungskörper gestaltet sein kann. Auf diese Weise kann die LED-Lichtröhrenbaugruppe 60 als Ersatzlampe für bestehende Leuchtstofflampen-Beleuchtungskörper fungieren.
Es sollte auch ohne weiteres einzusehen sein, dass die Erfindung auch einen elektrischen Steckverbinder 24 umfasst, der zum Verbinden benachbarter Enden von LED-Leiterplatten 12 innerhalb einer Lichtröhre 62 oder anderen Art von Beleuchtungskörper gestaltet ist, wie oben beschrieben.
Fachleute sollten ohne weiteres einsehen, dass verschiedene Änderungen und Abwandlungen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne von Umfang und Erfindungsgedanken der Erfindung abzuweichen, wie sie in den Ansprüchen und ihren Äquivalenten dargelegt sind.

Claims

LED-Lichtquellenbaugruppe, umfassend: eine Vielzahl von LED-Leiterplatten (PCB), wobei jede der LED-Leiterplatten mindestens einen LED-Leuchtkörper sowie elektrische Steckverbinder-Kontaktflächen aufweist, die an jedem entgegengesetzten Ende der LED-Leiterplatten angeordnet sind; mindestens einen elektrischen Steckverbinder, der ein Ende einer ersten LED-Leiterplatte so mit einem Ende einer zweiten LED-Leiterplatte verbindet, dass die erste und zweite LED-Leiterplatte elektrisch hintereinander geschaltet sind.
LED-Lichtquellenbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der elektrische Steckverbinder weiter umfasst: einen isolierenden Körper, der entgegengesetzte, fluchtende offene Enden und mindestens zwei in dem isolierenden Körper gehaltene elektrische Kontakte aufweist, wobei die Kontakte einen Abstand zueinander aufweisen, der einem Trennabstand der Steckverbinder-Kontaktflächen an den Enden der LED-Leiterplatten entspricht; wobei jeder elektrische Kontakt einen Mittelbalken und einander entgegengesetzte Aufnahmekanäle aufweist, die sich in entgegengesetzten Richtungen von dem Mittelbalken weg zu den jeweiligen offenen Enden des isolierenden Körpers erstrecken, wobei die Aufnahmekanäle zwischen Kontaktarmen definiert sind, die sich quer von dem Mittelbalken erstrecken, wobei die Kontaktarme so gestaltet sind, dass sie sich mit den Steckverbinder-Kontaktflächen eines Endes einer in das offene Ende des isolierenden Körpers gesteckten LED-Leiterplatte elektrisch koppeln.
LED-Lichtquellenbaugruppe nach Anspruch 2, wobei der isolierende Körper eine Hülle umfasst, die ein Oberteil, ein Unterteil, Seiten und einen Durchlass zwischen offenen Längsenden aufweist, wobei die elektrischen Kontakte so in die Hülle eingepasst sind, dass sich die Kontaktarme zu den jeweiligen offenen Längsenden erstrecken.
LED-Lichtquellenbaugruppe nach Anspruch 3, wobei die elektrischen Kontakte in Schlitze eingepasst sind, die in dem Oberteil und Unterteil einer Innenfläche der Hülle definiert sind.
LED-Lichtquellenbaugruppe nach Anspruch 4, wobei die Schlitze an einem der Längsenden der Hülle offen zum Einsetzen der elektrischen Kontakte sind und die Baugruppe weiter eine Hinweismarkierung auf einer äußeren Fläche der Hülle aufweist, die einen Hinweis auf das jeweilige Längsende gibt, welches das offene Ende der Schlitze aufweist.
LED-Lichtquellenbaugruppe nach Anspruch 2, wobei die elektrischen Kontakte Spitzen auf den Kontaktarmen aufweisen, die so gestaltet sind, dass sie gegen die Steckverbinder-Kontaktflächen der in die Aufnahmekanäle gesteckten LED-Leiterplatte gleiten.
LED-Lichtquellenbaugruppe nach Anspruch 6, wobei die Kontaktarme in die Aufnahmekanäle vorgespannt sind.
LED-Lichtquellenbaugruppe nach Anspruch 2, wobei die elektrischen Kontakte in den isolierenden Körper eingegossen sind.
LED-Lichtquellenbaugruppe nach Anspruch 2, wobei der Mittelbalken der elektrischen Kontakte eine Längslänge zwischen 1 mm und 5 mm aufweist, sodass benachbarte Enden der LED-Leiterplatten in einem zusammengebauten Zustand einen minimalen Abstand gleich der Länge des Mittelbalkens aufweisen.
LED-Lichtröhrenbaugruppe, gestaltet zur Aufnahme in einem Beleuchtungskörper, umfassend: eine Lichtröhre, die an jedem ihrer entgegengesetzten Längsenden einen Endkappen-Steckverbinder aufweist; eine Vielzahl von LED-Leiterplatten (PCB), die in der Lichtröhre hintereinander geschaltet sind, wobei jede LED-Leiterplatte mindestens einen LED-Leuchtkörper sowie elektrische Steckverbinder-Kontaktflächen aufweist, die an jedem entgegengesetzten Ende der LED-Leiterplatten angeordnet sind, wobei die elektrischen Steckverbinder-Kontaktflächen der äußersten entgegengesetzten Enden der verbundenen LED-Leiterplatten in elektrischem Pass-Kontakt mit den Endkappen-Steckverbindern stehen; und einen elektrischen Steckverbinder, der die Steckverbinder-Kontaktflächen fluchtender Enden benachbarter LED-Leiterplatten innerhalb der Lichtröhre so verbindet, dass ein Ende einer ersten LED-Leiterplatte in elektrischem Kontakt mit einem Ende einer zweiten LED-Leiterplatte steht.
LED-Lichtröhrenbaugruppe nach Anspruch 10, wobei die Baugruppe zur Aufnahme in einem Leuchtstofflampen-Beleuchtungskörper gestaltet ist, wobei die Endkappen-Steckverbinder Stiftkontakte umfassen, die zur Aufnahme in Sockel in dem Leuchtstofflampen-Beleuchtungskörper gestaltet sind.
LED-Lichtröhrenbaugruppe nach Anspruch 10, wobei die LED-Leiterplatten eine standardmäßige, einheitliche Länge aufweisen, und wodurch Baugruppen variierender Längen und Leistung gestaltet werden, indem mehr oder weniger der LED-Leiterplatten innerhalb der Lichtröhre verbunden werden.
LED-Lichtröhrenbaugruppe nach Anspruch 10, wobei die elektrischen Steckverbinder zwischen den LED-Leiterplatten weiter umfassen: einen isolierenden Körper, der entgegengesetzte, fluchtende offene Enden und mindestens zwei in dem isolierenden Körper gehaltene elektrische Kontakte aufweist, wobei die Kontakte einen Abstand zueinander aufweisen, der einem Trennabstand der Steckverbinder-Kontaktflächen an den Enden der LED-Leiterplatten entspricht; wobei der elektrische Kontakt einen Mittelbalken und einander entgegengesetzte Aufnahmekanäle aufweist, die sich in entgegengesetzten Richtungen von dem Mittelbalken weg zu den jeweiligen offenen Enden des isolierenden Körpers erstrecken, wobei die Aufnahmekanäle zwischen Kontaktarmen definiert sind, die sich quer von dem Mittelbalken erstrecken, wobei die Kontaktarme so gestaltet sind, dass sie sich mit den Steckverbinder-Kontaktflächen eines Endes einer in das offene Ende des isolierenden Körpers gesteckten LED-Leiterplatte elektrisch koppeln.
LED-Lichtröhrenbaugruppe nach Anspruch 13, wobei der isolierende Körper eine Hülle umfasst, die ein Oberteil, ein Unterteil, Seiten und einen Durchlass zwischen offenen Längsenden aufweist, wobei die elektrischen Kontakte so in die Hülle eingepasst sind, dass sich die Kontaktarme zu den jeweiligen offenen Längsenden erstrecken.
LED-Lichtröhrenbaugruppe nach Anspruch 14, wobei die elektrischen Kontakte in Schlitze eingepasst sind, die in der Oberseite und der Unterseite einer Innenfläche der Hülle definiert sind, wobei die Schlitze an einem der Längsenden der Hülle zum Einsetzen der elektrischen Kontakte offen sind und die Baugruppe weiter eine Hinweismarkierung auf einer äußeren Fläche der Hülle aufweist, die einen Hinweis auf das jeweilige Längsende gibt, welches die offenen Schlitze aufweist.
LED-Lichtröhrenbaugruppe nach Anspruch 13, wobei die elektrischen Kontakte Spitzen auf den Kontaktarmen aufweisen, die so gestaltet sind, dass sie gegen die Steckverbinder-Kontaktflächen der in die Aufnahmekanäle gesteckten LED-Leiterplatten gleiten.
LED-Lichtröhrenbaugruppe nach Anspruch 16, wobei die Kontaktarme in den Aufnahmekanal vorgespannt sind.
LED-Lichtquellenbaugruppe nach Anspruch 13, wobei die elektrischen Kontakte in den isolierenden Körper eingegossen sind.
LED-Lichtröhrenbaugruppe nach Anspruch 13, wobei der Mittelbalken der elektrischen Kontakte eine Längslänge zwischen 1 mm und 5 mm aufweist, sodass benachbarte Enden der LED-Leiterplatten in einem zusammengebauten Zustand einen minimalen Abstand innerhalb der Lichtröhre gleich der Länge des Mittelbalkens aufweisen.
Elektrischer Steckverbinder, der zum Verbinden benachbarter Enden von LED-Leiterplatten innerhalb einer Lichtröhre gestaltet ist, wobei die LED-Leiterplatten mindestens einen LED-Leuchtkörper und eine Vielzahl von elektrischen Kontaktflächen an jedem ihrer Enden aufweisen, wobei der Steckverbinder umfasst: einen isolierenden Körper, der entgegengesetzte, fluchtende offene Enden und mindestens zwei in dem isolierenden Körper gehaltene elektrische Kontakte aufweist, wobei die Kontakte einen Abstand zueinander aufweisen, der einem Trennabstand der Steckverbinder-Kontaktflächen an den Enden der LED-Leiterplatten entspricht; wobei jeder elektrische Kontakt einen Mittelbalken und einander entgegengesetzte Aufnahmekanäle aufweist, die sich in entgegengesetzten Richtungen von dem Mittelbalken weg zu den jeweiligen offenen Enden des isolierenden Körpers erstrecken, wobei die Aufnahmekanäle zwischen Kontaktarmen definiert sind, die sich quer von dem Mittelbalken erstrecken, wobei die Kontaktarme so gestaltet sind, dass sie sich mit den Steckverbinder-Kontaktflächen eines Endes einer in das offene Ende des isolierenden Körpers gesteckten LED-Leiterplatte elektrisch koppeln.
LED-Leiterplatten-Steckverbinder nach Anspruch 20, wobei der isolierende Körper eine Hülle umfasst, die ein Oberteil, ein Unterteil, Seiten und einen Durchlass zwischen offenen Längsenden aufweist, wobei die elektrischen Kontakte so in die Hülle eingepasst sind, dass sich die Kontaktarme zu den jeweiligen offenen Längsenden erstrecken.
LED-Leiterplatten-Steckverbinder nach Anspruch 21, wobei die elektrischen Kontakte in Schlitze eingepasst sind, die in dem Oberteil und Unterteil einer Innenfläche der Hülle definiert sind.
LED-Leiterplatten-Steckverbinder nach Anspruch 22, wobei die Schlitze an einem der Längsenden der Hülle zum Einsetzen der elektrischen Kontakte offen sind und der Steckverbinder weiter eine Hinweismarkierung auf einer äußeren Fläche der Hülle aufweist, die einen Hinweis auf das jeweilige Längsende gibt, welches die offenen Schlitze aufweist.
LED-Leiterplatten-Steckverbinder nach Anspruch 20, wobei die Kontaktarme in den Aufnahmekanal vorgespannt sind und Spitzen aufweisen, die so gestaltet sind, dass sie gegen die Steckverbinder- Kontaktflächen der in die Aufnahmekanäle gesteckten LED-Leiterplatten gleiten.
LED-Leiterplatten-Steckverbinder nach Anspruch 20, wobei die elektrischen Kontakte in den isolierenden Körper eingegossen sind.
LED-Leiterplatten-Steckverbinder nach Anspruch 20, wobei der Mittelbalken der elektrischen Kontakte eine Längslänge zwischen 1 mm und 5 mm aufweist, sodass benachbarte Enden der LED-Leiterplatten in einem zusammengebauten Zustand einen minimalen Abstand gleich der Länge des Mittelbalkens aufweisen.