DE102009047558A1 - Zweiteiliger LED-Streifen-Steckverbinder für Oberflächenmontage und LED-Baugruppe - Google Patents

Zweiteiliger LED-Streifen-Steckverbinder für Oberflächenmontage und LED-Baugruppe Download PDF

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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. Ein zweiteiliger elektrischer Steckverbinder für Oberflächenmontage 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 ei-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 vielerorts 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 zweiteiliger elektrischer Steckverbinder für Oberflächenmontage ist angeordnet, um ein Ende einer ersten LED-Leiterplatte mit einem Ende einer zweiten, benachbarten LED-Leiterplatte zu verbinden.
  • Der Steckverbinder für Oberflächenmontage zwischen den benachbarten LED-Leiterplatten kann gemäß der Erfindung verschiedene Gestaltungen annehmen. In einer besonders einzigartigen Ausführungsform enthält der Steckverbinder ein Buchsenbauteil, das an einem ersten Ende einer LED-Leiterplatte auf deren oberer Fläche montiert ist und in elektrischem Kontakt mit den Steckverbinder-Kontaktflächen auf der LED-Leiterplatte steht. Ein separates Steckerbauteil ist am entgegengesetzten Ende der LED-Leiterplatte auf deren oberer Fläche montiert und steht in elektrischem Kontakt mit Steckverbinder-Kontaktflächen auf der LED-Leiterplatte. Bei dieser einzigartigen Anordnung koppelt sich das Steckerbauteil einer ersten LED-Leiterplatte mit dem Buchsenbauteil einer zweiten LED-Leiterplatte, um die erste und die zweite LED-Leiterplatte in einer hintereinander aneinanderstoßenden Anordnung elektrisch zu verbinden.
  • In einer besonders einzigartigen Anordnung enthält das Buchsenbauteil einen isolierenden Körper, der einen darin definierten inneren Aufnahmekanal aufweist, sowie mindestens zwei in dem isolierenden Körper gehaltene elektrische Kontakte. Es sollte einzusehen sein, dass eine beliebige Anzahl von Kontakten in dem Körper angeordnet sein kann, abhängig von dem gewünschten Kontakt-Grundriss. Jeder elektrische Kontakt weist einen ersten Abschnitt an einer unteren Fläche des isolierenden Körpers auf, der einen Abstand aufweist, der einem Trennabstand entsprechender Steckverbinder-Kontaktflächen am ersten Ende der LED-Leiterplatte entspricht, sowie einen zweiten Abschnitt, der sich in den inneren Aufnahmekanal erstreckt. Das Steckerbauteil kann einen isolierenden Grundkörper mit mindestens zwei elektrischen Kontakten enthalten, die einen ersten Abschnitt an einer unteren Fläche des isolierenden Grundkörpers aufweisen, der einen Abstand aufweist, der einem Trennabstand entsprechender Steckverbinder-Kontaktflächen am zweiten Ende der LED-Leiterplatte entspricht. Das Steckerbauteil enthält eine beliebige Art von Steckerelement, das sich quer von dem Grundkörperelement über das Ende der LED-Leiterplatte hinaus erstreckt, wobei die elektrischen Kontakte in dem Steckerelement einen zweiten Abschnitt aufweisen, der sich zumindest teilweise auf das Steckerelement erstreckt. Bei dieser Anordnung erstreckt sich das Steckerelement zur passgenauen elektrischen Verbindung zwischen benachbarten LED-Leiter platten so in den Aufnahmekanal des Buchsenbauteils einer benachbarten LED-Leiterplatte, dass sich die elektrischen Kontakte auf dem Steckerelement mit den elektrischen Kontakten in dem Aufnahmekanal des Buchsenbauteils koppeln.
  • Das Buchsenbauteil und das Steckerbauteil können auf der oberen Fläche der LED-Leiterplatte durch eine beliebige Form der Oberflächenmontagetechnik fixiert sein. Zum Beispiel können die Bauteile elektrische Kontaktlaschen enthalten, die mit dem isolierenden Körper gestaltet sind und an Kontaktflächen auf der Leiterplatte montiert sind, zum Beispiel durch Schweißen oder andere herkömmliche Mittel.
  • Die elektrischen Kontakte in den Buchsen- und Steckerbauteilen können verschiedene Gestalten und Anordnungen annehmen. In einer nützlichen Ausführungsform sind die zweiten Abschnitte der elektrischen Kontakte im Buchsenbauteil im Aufnahmekanal gefedert vorgespannt. Diese Vorspannung kann das Ergebnis einer Biegung im Kontakt sein. Zum Beispiel sind in einem Ausführungsbeispiel die elektrischen Kontakte im Buchsenbauteil allgemein U-förmig, wobei der erste Abschnitt der Kontakte durch einen Schenkel des U-förmigen Kontakts definiert ist, der sich durch eine Öffnung im isolierenden Körper zur unteren Fläche des Körpers erstreckt. Der andere Schenkel des U-förmigen Kontakts kann sich um einen Teil des Körpers in den Aufnahmekanal biegen, wobei die Biegung dem zweiten Abschnitt des Kontakts ein gewisses Maß an Federung oder Elastizität verleiht, der sich mit dem Kontaktabschnitt des Steckerelements koppelt.
  • In einer besonderen Ausführungsform erstrecken sich die elektrischen Kontakte in dem Steckerbauteil durch eine Öffnung in einer Seitenwand des isolierenden Grundkörpers allgemein an einer Stelle, an der sich das Steckerelement von der Seitenwand weg erstreckt, und der erste Abschnitt der elektrischen Kontakte erstreckt sich aus einer Öffnung in der unteren Fläche des isolierenden Grundkörpers.
  • In noch anderen Ausführungen können die elektrischen Kontakte in den Stecker- und Buchsenbauteilen in die jeweiligen isolierenden Körper gegossen sein.
  • 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 zweiteiliger elektrischer Steckverbinder für Oberflächenmontage 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 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 Zeichnungen
  • 1A ist eine Ansicht der Bestandteile eines Ausführungsbeispiels einer LED-Lichtröhrenbaugruppe;
  • 1B ist eine Teilansicht der LED-Lichtröhrenbaugruppe von 1A im zusammengebauten Zustand;
  • 2A ist eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Steckerbauteils eines zweiteiligen elektrischen Steckverbinders für Oberflächenmontage für eine LED-Leiterplattenbaugruppe gemäß Aspekten der Erfindung;
  • 2B ist eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Buchsenbauteils, das mit dem Steckerbauteil von 2A zusammenpasst;
  • 3A ist eine Ansicht der Bauteile eines Ausführungsbeispiels eines elektrischen Steckverbinders aus zwei Bauteilen sowie einer LED-Leiterplattenbaugruppe gemäß Aspekten der Erfindung;
  • 3B ist eine perspektivische Ansicht mehrerer Baugruppen des Typs von 3A im Zustand vor dem Verbinden;
  • 4A ist eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Buchsenbauteils eines Steckverbinders;
  • 4B ist eine Ansicht von unten einer Ausführungsform eines Steckerbauteils eines Steckverbinders;
  • 4C ist eine Seitenansicht des Steckerbauteils von 4B; und
  • 5 ist eine Draufsicht eines Endes einer LED-Leiterplatte, welche die Steckverbinder-Kontaktflächen und Laschen-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 (5) und Laschen-Kontaktflächen für Oberflächenmontage (5) umfasst. Die -Kontaktflächen 22, 20 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 5 gegeben. In dieser Ansicht sind drei einzelne Steckverbinder-Kontaktflächen 22 zwischen den Kontaktflächen zur Oberflächenmontage 20 gezeigt. Diese Kontaktflächen können aus einem beliebigen herkömmlichen und geeigneten leitfähigen Material hergestellt sein. Zum Beispiel können die Kontaktflächen in einem besonderen Ausführungsbeispiel verzinnte Elemente sein. Wie in 5 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 zweiteiliger Steckverbinder 24 für Oberflächenmontage zwischen benachbarten LED-Leiterplatten 12 vorgesehen. Die Bauteile dieses Steckverbinders 24 können verschiedene Gestaltungen annehmen und dienen zum Hintereinanderschalten benachbarter Leiterplatten 12 in einer direkt anstoßenden Anordnung. In der in den Figuren dargestellten Ausführungsform des Steckverbinders 24 ist ein Buchsenbauteil 26 an einem ersten Ende 18 einer LED-Leiterplatte 12 auf deren oberer Fläche montiert und steht in elektrischem Kontakt mit den Steckverbinder-Kontaktflächen 22 (5) auf der oberen Fläche der Leiterplatte 12. Ein separates Steckerbauteil 48 ist am entgegengesetzten Ende der LED-Leiterplatte 12 auf deren oberer Fläche montiert und steht in elektrischem Kontakt mit Steckverbinder-Kontaktflächen 22 auf diesem Ende der Leiterplatte 12. Die Montage des Buchsenbauteils 26 und des Steckerbauteils 48 auf entgegengesetzten Enden einer Leiterplatte 12 ist besonders in den 3A und 3B dargestellt. Bei diesem einzigartigen zweiteiligen Steckverbinder 24 aus Buchsen- und Steckerbauteil koppelt sich das Steckerbauteil 48 einer ersten Leiterplatte 12 mit dem Buchsenbauteil 26 einer zweiten Leiterplatte 12, wie durch die Pfeile in 3B angezeigt, um die erste und die zweite LED-Leiterplatte 12 in einer aneinanderstoßenden Anordnung elektrisch hintereinanderzuschalten.
  • In einem Ausführungsbeispiel enthält das Buchsenbauteil 26, wie in den Figuren dargestellt, einen isolierenden Körper 28, der darin eine innere Aufnahmeaussparung oder einen Aufnahmekanal 30 definiert. Der isolierende Körper 28 kann verschiedene Gestalten und Größen annehmen und ist allgemein aus einem beliebigen geeigneten isolierenden Material, wie etwa Nylon-46 ausgebildet. Andere isolierende Materialien sind Fachleuten wohlbekannt und können in den Bauteilen eines Steckverbinders 24 nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • Mindestens zwei elektrische Kontakte 32 sind in dem Körper 28 des Buchsenbauteils 26 gehalten. Eine beliebige Anzahl von Kontakten 32 kann in dem Körper 28 angeordnet sein, abhängig von dem gewünschten Kontakt-Grundriss (d. h. ein 2-Wege-, 3-Wege-, 4-Wege-Kontakt und so weiter). Bei jedem der Kontakte 32 ist ein erster Abschnitt 34 auf einer unteren Fläche 38 des Körpers 28 angeordnet, der sich mit den Kontaktflächen 22 auf der Leiterplatte 12 koppelt. Die Oberseiten dieser Kontaktabschnitte 34 sind in den in den 3A und 3B dargestellten Buchsenbauteilen 26 sichtbar (wobei die Unterseiten gegen die Kontaktflächen 22 auf der Leiterplatte 12 angeordnet sind). Die ersten Abschnitte 34 weisen entlang der Unterfläche des Körpers 28 einen Abstand auf, der einem Trennabstand der entsprechenden Steckverbinder-Kontaktflächen 22 (5) an dem jeweiligen Ende der LED-Leiterplatte 12 entspricht.
  • Kontakte 32 in dem Buchsenbauteil 26 können einen zweiten Abschnitt 42 enthalten, der sich in den inneren Aufnahmekanal 30 erstreckt, wie insbesondere in 2B dargestellt. Dieser Abschnitt 42 kann im Aufnahmekanal 30 als Ergebnis einer Biegung 46 im Kontakt 32 unter Feder-Vorspannung stehen. Zum Beispiel ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Kontakt 32 ein allgemein U-förmiges Streifenelement, wobei der erste Abschnitt 34 des Kontakts 32 durch einen der Schenkel des U-förmigen Elements definiert ist, der sich durch eine Öffnung oder einen Schlitz 40 im Körper 28 nahe der unteren Fläche 38 des Körpers erstreckt. Der andere Schenkel des U-förmigen Kontakts 32 ist durch die Biegung 46 definiert und erstreckt sich in den Aufnahmekanal 30, wobei die Biegung 46 dem zweiten Abschnitt 42 ein Maß an Federung oder Elastizität verleiht. Der U-förmige Kontakt 32 kann sich um einen Pfosten oder Teilbereich des Körpers 28 biegen, oder der Kontakt 32 kann in Schlitzen oder einer anderen koppelnden Struktur festgehalten sein, die in einem beliebigen Teil des Körpers 28 definiert ist. Es sollte ohne weiteres einzusehen sein, dass beliebige geeignete Mittel benutzt werden können, um die Kontakte 32 innerhalb des Körpers 28 festzuhalten. Zum Beispiel können die Kontakte 32 direkt in den Körper 28 eingegossen oder durch beliebige mechanische Mittel fixiert sein.
  • Das Steckerbauteil 48 kann einen isolierenden Grundkörper 50 enthalten, der mindestens zwei elektrische Kontakte 54 aufweist, die dadurch festgehalten sind. Der Kontakt 54 kann einen ersten Abschnitt 56 aufweisen, der entlang einer Unterfläche 58 des Körpers angeordnet ist und einen Abstand aufweist, der einem Trennabstand entsprechender Steckverbinder-Kontaktflächen 22 (5) an dem zweiten Ende der LED-Leiterplatte 12 entspricht, wie insbesondere in den 2A und 4B dargestellt. Das Steckerbauteil 48 kann eine beliebige Art von Fortsatz oder Steckerelement 52 enthalten, das sich quer vom Grundkörper 50 über das Ende der LED-Leiterplatte 12 hinaus erstreckt; diese Beziehung ist insbesondere in den 3A und 3B dargestellt. Die elektrischen Kontakte 54 in dem Steckerbauteil 48 weisen einen zweiten Abschnitt 64 auf, der sich zumindest teilweise auf das Steckerelement 52 erstreckt, wie in den 2A und 4B dargestellt. Zum Beispiel können sich die elektrischen Kontakte 54 durch eine Öffnung in einer Seitenwand 63 des Grundkörpers 50 allgemein an einer Stelle erstrecken, an der sich das Steckerelement 52 quer von der Seitenwand 63 erstreckt. Ein Teilbereich des Kontakts, der den ersten Abschnitt 56 definiert, kann sich aus einer Öffnung 62 im Boden 58 des Körpers 50 erstrecken, wie in den 2A und 4B zu sehen. So können die Kontakte 54 eine beliebige Anzahl von Biegungen enthalten, um diese Anordnung innerhalb des Körpers 50 und entlang des Steckerelements 52 unterzubringen. Wie bei den Buchsenbauteilen 26 können die Kontakte 54 in dem Steckerbauteil 48 durch beliebige geeignete Mittel fixiert sein. Zum Beispiel können die Kontakte 54 direkt in das Steckerbauteil 48 eingegossen oder durch beliebige geeignete mechanische Mittel fixiert sein.
  • Mit Bezug auf 3B ist ohne weiteres einzusehen, dass zur passgenauen elektrischen Verbindung zwischen benachbarten LED-Leiterplatten 12 das Steckerelement 52 an einem Ende einer ersten Leiterplatte 12 in den Aufnahmekanal 30 in dem Buchsenbauteil 26 gleitet, das am Ende einer benachbarten Leiterplatte 12 montiert ist. Die auf dem Steckerelement 52 entlang der Unterfläche des Steckerelements offen liegenden zweiten Abschnit te 64 der Kontakte 54 koppeln sich in gleitendem Reibungskontakt mit den zweiten Abschnitten 42 der Kontakte 32 in dem Buchsenbauteil 26, die im Kanal 30 nach oben gerichtet sind.
  • Das Buchsenbauteil 26 und das Steckerbauteil 48 können auf der oberen Fläche der LED-Leiterplatten 12 durch eine beliebige Oberflächenmontagetechnik fixiert sein. Zum Beispiel enthält in den dargestellten Ausführungsformen die Buchse 26 Laschen 44 für Oberflächenmontage, und das Steckerbauteil 48 enthält Laschen 66 für Oberflächenmontage zur Montage auf Kontaktflächen 20 (5) auf der Leiterplatte 12 durch Schweißen oder andere herkömmliche, in der Technik bekannte und praktizierte Mittel.
  • Es sollte ohne weiteres einzusehen sein, dass der hierin beschriebene zweiteilige Steckverbinder 24 ist auf keinerlei Weise auf ein besonderes Konstruktionsmaterial beschränkt ist. In einer wünschenswerten Ausführungsform können die verschiedenen Kontakte zum Beispiel aus einer Kupferlegierung mit einer selektiven Vergoldung über Nickel-Zinn auf den Kontaktausläufern sein. Die Laschen zur Oberflächenmontage können zum Beispiel aus einer verzinnten Kupferlegierung sein. Die isolierenden Körperbauteile können zum Beispiel aus Nylon-46 sein.
  • Es sollte einzusehen sein, dass die einzelnen Kontakte durch beliebige andere geeignete Mittel in den isolierenden Körpern 28, 50 des Buchsenbauteils 26 und des Steckerbauteils 48 festgehalten sein können. Zum Beispiel können die Kontakte 40 direkt in die Körper eingegossen oder durch andere mechanische Mittel fixiert sein.
  • Mit Bezug auf 3B ist zu sehen, dass der elektrische Steckverbinder 24 zwischen den benachbarten LED-Leiterplatten 12 einen Null-Abstand zwischen den Leiterplatten ermöglicht. Mit anderen Worten, die Leiterplatten 12 stoßen hintereinander angeordnet in direktem Kontakt an. Dies kann ein wichtiger Gesichtspunkt sein, wenn der Platz in einer Lichtröhre begrenzt ist.
  • Auch ist der Abstand zwischen LED-Leuchtkörpern 14 entlang der Länge der verbundenen Leiterplatten 12 gleichförmig, da der Steckverbinder 24 keinen zusätzlichen Abstand zwischen den Leiterplatten 12 einfügt.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine LED-Lichtröhrenbaugruppe 80, wie insbesondere in den 1A und 1B dargestellt. Diese Baugruppe 80 enthält eine Lichtröhre 82, die zum Beispiel aus Glas, Kunststoff oder einer beliebigen anderen Art geeigneten klaren oder durchscheinenden Materials sein kann. Die Baugruppe 80 enthält einen Endkappen-Steckverbinder 84 an entgegengesetzten Enden der Röhre 82. Jeder dieser Steckverbinder 84 enthält eine beliebige Art von äußerem elektrischem Verbindungsteil, wie etwa Stifte 86. Diese Stifte 86 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 82 hintereinander geschaltet, wie konzeptionell in 1A dargestellt, wo drei 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 84. Auf diese Weise ist ein vollständiger elektrischer Stromkreis von einem Endkappen-Steckverbinder 84 durch die miteinander verbundenen Leiterplatten 12 hindurch zum entgegengesetzten Endkappen-Steckverbinder 84 definiert.
  • Wieder mit Bezug auf 1A ist einzusehen, dass verschiedene Größen und Nennleistungen für eine Lichtröhrenbaugruppe 80 unter Verwendung einer LED-Leiterplatte einer Standardgröße, von Endkappen-Steckverbindern 84 und Leiterplatten-Steckverbindern für Oberflächenmontage 24 einfach hergestellt und zusammengebaut werden können. Nur die Länge der Lichtröhre 82 würde variieren müssen, um eine erhöhte oder verringerte Anzahl von LED-Leiterplatten 12 unterzubringen. Die besonders in 1A dargestellte LED-Lichtröhrenbaugruppe 80 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 80 als Ersatzlampe für bestehende Leuchtstofflampen-Beleuchtungskörper fungieren.
  • Es sollte auch ohne weiteres einzusehen sein, dass die Erfindung auch einen zweiteiligen elektrischen Steckverbinder für Oberflächenmontage 24 umfasst, der zum Verbinden benachbarter Enden von LED-Leiterplatten 12 innerhalb einer Lichtröhre 82 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 (25)

  1. LED-Lichtquellenbaugruppe, umfassend: 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 LED-Leiterplatten auf einer oberen Fläche 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, wobei der elektrische Steckverbinder eine oberflächenmontierte Anordnung aus zwei Bauteilen umfasst, sodass die Leiterplatten ohne Spalt dazwischen aneinanderstoßen.
  2. LED-Lichtquellenbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der elektrische Steckverbinder weiter umfasst: ein Buchsenbauteil, das an einem ersten Ende der LED-Leiterplatte auf der oberen Fläche in elektrischem Kontakt mit den Steckverbinder-Kontaktflächen auf der LED-Leiterplatte montiert ist, ein Steckerbauteil, das an einem zweiten, entgegengesetzten Ende der LED-Leiterplatte auf der oberen Fläche in elektrischem Kontakt mit Steckverbinder-Kontaktflächen auf der LED-Leiterplatte montiert ist; und wobei sich das Stecker-Bauteil einer ersten LED-Leiterplatte so in das Buchsenbauteil einer zweiten LED-Leiterplatte koppelt, dass die erste und die zweite LED-Leiterplatte in einer hintereinander anstoßenden Anordnung elektrisch verbunden werden.
  3. LED-Lichtquellenbaugruppe nach Anspruch 1, wobei: das Buchsenbauteil weiter einen isolierenden Körper enthält, der einen darin definierten inneren Aufnahmekanal und mindestens zwei in dem isolierenden Körper gehaltene elektrische Kontakte aufweist, wobei die elektrischen Kontakte an einer unteren Fläche des isolierenden Körpers einen ersten Abschnitt, mit einem Abstand zueinander, der einem Trennabstand entsprechender Steckverbinder-Kontaktflächen an dem ersten Ende der LED-Leiterplatte entspricht, und einen zweiten Abschnitt aufweisen, der sich in den inneren Aufnahmekanal erstreckt; und das Steckerbauteil einen isolierenden Grundkörper mit mindestens zwei elektrischen Kontakten umfasst, die an einer unteren Fläche des isolierenden Grundkörpers einen ersten Abschnitt aufweisen mit einem Abstand zueinander, der einem Trennabstand entsprechender Steckverbinder-Kontaktflächen am zweiten Ende der LED-Leiterplatte entspricht; wobei das Steckerbauteil weiter ein isolierendes Steckerelement aufweist, das sich quer von dem Körperelement über das zweite Ende der LED-Leiterplatte hinaus erstreckt, wobei die elektrischen Kontakte einen zweiten Abschnitt aufweisen, der sich zumindest teilweise auf das Steckerelement erstreckt; und wobei sich das Steckerbauteil beim Pass-Kontakt des Steckerbauteils und des Buchsenbauteils so in den Aufnahmekanal des Buchsenbauteils einer benachbarten LED-Leiterplatte erstreckt, dass sich die elektrischen Kontakte an dem Steckerbauteil mit den elektrischen Kontakten in dem Aufnahmekanal des Buchsenbauteils koppeln.
  4. LED-Lichtquellenbaugruppe nach Anspruch 3, wobei das Buchsenbauteil und das Steckerbauteil weiter Laschen zur Oberflächenmontage umfassen, die an ihrer jeweiligen unteren Fläche angeordnet sind.
  5. LED-Lichtquellenbaugruppe nach Anspruch 3, wobei die zweiten Abschnitte der elektrischen Kontaktabschnitte in die Aufnahmekanäle des Buchsenbauteils federnd vorgespannt sind.
  6. LED-Lichtquellenbaugruppe nach Anspruch 5, wobei die elektrischen Kontakte in dem Buchsenbauteil allgemein U-förmig sind, wobei der erste Abschnitt der elektrischen Kontakte durch einen Schenkel des U-förmigen Kontakts definiert ist, der sich durch eine Öffnung in dem isolierenden Körper zu der unteren Fläche des isolierenden Körpers erstreckt.
  7. LED-Lichtquellenbaugruppe nach Anspruch 3, wobei sich die elektrischen Kontakte in dem Steckerbauteil durch eine Öffnung in einer Seitenwand des isolierenden Grundkörpers erstrecken, wo sich das Steckerelement von der Seitenwand erstreckt, und der erste Abschnitt der elektrischen Kontakte aus einer Öffnung in der unteren Fläche des isolierenden Grundkörpers austritt.
  8. LED-Lichtquellenbaugruppe nach Anspruch 3, wobei die elektrischen Kontakte in den isolierenden Körper des Buchsenbauteils und des Steckerbauteils eingegossen sind.
  9. 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 auf einer oberen Fläche 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 mindestens einen elektrischen Steckverbinder, der ein Ende einer ersten LED-Leiterplatte so mit einem Ende einer zweiten, angrenzenden LED-Leiterplatte verbindet, dass die erste und zweite LED-Leiterplatte elektrisch hintereinander geschaltet sind, wobei der elektrische Steckverbinder eine oberflächenmontierte Anordnung aus zwei Bauteilen umfasst, sodass die Leiterplatten ohne Spalt dazwischen aneinanderstoßen.
  10. LED-Lichtröhrenbaugruppe nach Anspruch 9, 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.
  11. LED-Lichtröhrenbaugruppe nach Anspruch 9, 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.
  12. LED-Lichtröhrenbaugruppe nach Anspruch 9, wobei die elektrischen Steckverbinder zwischen den LED-Leiterplatten weiter umfassen: ein Buchsenbauteil, das an einem ersten Ende der LED-Leiterplatte auf der oberen Fläche in elektrischem Kontakt mit den Steckverbinder-Kontaktflächen auf der LED-Leiterplatte montiert ist, ein Steckerbauteil, das an einem zweiten, entgegengesetzten Ende der LED-Leiterplatte auf der oberen Fläche in elektrischem Kontakt mit Steckverbinder-Kontaktflächen auf der LED-Leiterplatte montiert ist; und wobei sich das Steckerbauteil einer ersten LED-Leiterplatte so in das Buchsenbauteil einer zweiten LED-Leiterplatte koppelt, dass die erste und die zweite LED-Leiterplatte in einer hintereinander aneinanderstoßenden Anordnung elektrisch verbunden werden.
  13. LED-Lichtröhrenbaugruppe nach Anspruch 12, wobei: das Buchsenbauteil weiter einen isolierenden Körper enthält, der einen darin definierten inneren Aufnahmekanal und mindestens zwei in dem isolierenden Körper gehaltene elektrische Kontakte aufweist, wobei die elektrischen Kontakte einen ersten Abschnitt an einer unteren Fläche des isolierenden Körpers mit einem Abstand zueinander, der einem Trennabstand entsprechender Steckverbinder-Kontaktflächen an dem ersten Ende der LED-Leiterplatte entspricht, und einen zweiten Abschnitt aufweisen, der sich in den inneren Aufnahmekanal erstreckt; und das Steckerbauteil einen isolierenden Grundkörper mit mindestens zwei elektrischen Kontakten umfasst, die einen ersten Abschnitt an einer unteren Fläche des isolierenden Grundkörpers aufweisen mit einem Abstand zueinander, der einem Trennabstand entsprechender Steckverbinder-Kontaktflächen am zweiten Ende der LED-Leiterplatte entspricht; wobei das Steckerbauteil weiter ein isolierendes Steckerelement aufweist, das sich quer von dem Körperelement über das zweite Ende der LED-Leiterplatte erstreckt, wobei die elektrischen Kontakte einen zweiten Abschnitt aufweisen, der sich zumindest teilweise auf das Steckerelement erstreckt; und wobei sich das Steckerbauteil beim Pass-Kontakt des Steckerbauteils und des Buchsenbauteils so in den Aufnahmekanal des Buchsenbauteils einer benachbarten LED-Leiterplatte erstreckt, dass sich die elektrischen Kontakte an dem Steckerbauteil mit den elektrischen Kontakten in dem Aufnahmekanal des Buchsenbauteils koppeln.
  14. LED-Lichtröhrenbaugruppe nach Anspruch 13, wobei das Buchsenbauteil und das Steckerbauteil weiter Laschen zur Oberflächenmontage umfassen, die an ihrer jeweiligen unteren Fläche angeordnet sind.
  15. LED-Lichtröhrenbaugruppe nach Anspruch 13, wobei die zweiten Abschnitte der elektrischen Kontaktabschnitte in die Aufnahmekanäle des Buchsenbauteils federnd vorgespannt sind.
  16. LED-Lichtröhrenbaugruppe nach Anspruch 15, wobei die elektrischen Kontakte in dem Buchsenbauteil allgemein U-förmig sind, wobei der erste Abschnitt der elektrischen Kontakte durch einen Schenkel des U-förmigen Kontakts gebildet ist, der sich durch eine Öffnung in dem isolierenden Körper zu der unteren Fläche des isolierenden Körpers erstreckt.
  17. LED-Lichtröhrenbaugruppe nach Anspruch 13, wobei sich die elektrischen Kontakte in dem Steckerbauteil durch eine Öffnung in einer Seitenwand des isolierenden Grundkörpers erstrecken, wo sich das Steckerelement von der Seitenwand erstreckt, und der erste Abschnitt der elektrischen Kontakte aus einer Öffnung in der unteren Fläche des isolierenden Grundkörpers austritt.
  18. LED-Lichtröhrenbaugruppe nach Anspruch 13, wobei die elektrischen Kontakte in den isolierenden Körper des Buchsenbauteils und des Steckerbauteils eingegossen sind.
  19. 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 auf einer oberen Fläche der LED-Leiterplatten aufweisen, wobei der Steckverbinder umfasst: ein Buchsenbauteil, das zur Montage auf der oberen Fläche an einem ersten Ende einer LED-Leiterplatte in elektrischem Kontakt mit den Steckverbinder-Kontaktflächen auf der LED-Leiterplatte gestaltet ist, ein Steckerbauteil, das zur Montage auf der oberen Fläche an einem zweiten, entgegengesetzten Ende der LED-Leiterplatte in elektrischem Kontakt mit Steckverbinder-Kontaktflächen auf der LED-Leiterplatte gestaltet ist; und wobei sich das Stecker-Bauteil einer ersten LED-Leiterplatte so in das Buchsenbauteil einer zweiten LED-Leiterplatte koppelt, dass die erste und die zweite LED-Leiterplatte in einer hintereinander aneinanderstoßenden Anordnung elektrisch verbunden werden.
  20. Steckverbinder für LED-Leiterplatten nach Anspruch 19, wobei: das Buchsenbauteil weiter einen isolierenden Körper enthält, der einen darin definierten inneren Aufnahmekanal und mindestens zwei in dem isolierenden Körper gehaltene elektrische Kontakte aufweist, wobei die elektrischen Kontakte einen ersten Abschnitt an einer unteren Fläche des isolierenden Körpers mit einem Abstand zueinander, der einem Trennabstand entsprechender Steckverbinder-Kontaktflächen an dem ersten Ende der LED-Leiterplatte entspricht, und einen zweiten Abschnitt aufweisen, der sich in den inneren Aufnahmekanal erstreckt; und das Steckerbauteil einen isolierenden Grundkörper mit mindestens zwei elektrischen Kontakten umfasst, die einen ersten Abschnitt an einer unteren Fläche des isolierenden Grundkörpers aufweisen mit einem Abstand zueinander, der einem Trennabstand entsprechender Steckverbinder-Kontaktflächen am zweiten Ende der LED-Leiterplatte entspricht; wobei das Steckerbauteil weiter ein isolierendes Steckerelement aufweist, das sich quer von dem Körperelement über das zweite Ende der LED-Leiterplatte hinaus erstreckt, wobei die elektrischen Kontakte ei nen zweiten Abschnitt aufweisen, der sich zumindest teilweise auf das Steckerelement erstreckt; und wobei sich das Steckerbauteil beim Pass-Kontakt des Steckerbauteils und des Buchsenbauteils so in den Aufnahmekanal des Buchsenbauteils einer benachbarten LED-Leiterplatte erstreckt, dass sich die elektrischen Kontakte an dem Steckerbauteil mit den elektrischen Kontakten in dem Aufnahmekanal des Buchsenbauteils koppeln.
  21. LED-Leiterplatten-Steckverbinder nach Anspruch 20, wobei das Buchsenbauteil und das Steckerbauteil weiter Laschen zur Oberflächenmontage umfassen, die an ihrer jeweiligen unteren Fläche angeordnet sind.
  22. LED-Leiterplatten-Steckverbinder nach Anspruch 21, wobei die zweiten Abschnitte der elektrischen Kontaktabschnitte in die Aufnahmekanäle des Buchsenbauteils federnd vorgespannt sind.
  23. LED-Leiterplatten-Steckverbinder nach Anspruch 22, wobei die elektrischen Kontakte in dem Buchsenbauteil allgemein U-förmig sind, wobei der erste Abschnitt der elektrischen Kontakte durch einen Schenkel des U-förmigen Kontakts definiert ist, der sich durch eine Öffnung in dem isolierenden Körper zu der unteren Fläche des isolierenden Körpers erstreckt.
  24. LED-Leiterplatten-Steckverbinder nach Anspruch 20, wobei sich die elektrischen Kontakte in dem Steckerbauteil durch eine Öffnung in einer Seitenwand des isolierenden Grundkörpers erstrecken, wo sich das Steckerelement von der Seitenwand erstreckt, und der erste Abschnitt der elektrischen Kontakte aus einer Öffnung in der unteren Fläche des isolierenden Grundkörpers austritt.
  25. LED-Leiterplatten-Steckverbinder nach Anspruch 20, wobei die elektrischen Kontakte in den isolierenden Körper des Buchsenbauteils und des Steckerbauteils eingegossen sind.
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