DE102010019454A1 - Trägerprofil für eine Beleuchtung - Google Patents

Abstract

Trägerprofil Linienförmige Beleuchtungen durch in Reihen angeordnete Lichtquellen werden zur Zeit aus langen, schmalen Leiterplatten mit Leuchtdioden (LEDs) aufgebaut. Hierzu werden die Leiterplatten teilweise auf mehrere Meter verlängert und in einem Trägerprofil befestigt. Der Anschluss an die Energieversorgung erfolgt über Kabel an den Enden der Leiterplatten. Die nach dem Stand der Technik aufgebauten Beleuchtungen haben verschiedene Nachteile. So ist im Wesentlichen der Montageaufwand extrem groß und die Energieführung über die Leiterplatten führt zu ungleichen Betriebsspannungen der einzelnen Leuchtdioden. Die Erfindung behebt die verschiedenen Nachteile durch ein Trägerprofil in dem ausreichend dimensionierte Leiter zur Verfügung gestellt werden und die Leiterplatten mit den Leuchtdioden über Schrauben direkt mit den Leitern im Trägerprofil befestigt und kontaktiert werden. Hierdurch werden die Träger der Lichtquellen stabil im Trägerprofil gehalten und gleichzeitig zuverlässig an der Spannungsversorgung angeschlossen. Mit der Erfindung ist der Aufbau von sehr langen linienförmigen und gleichmäßigen Beleuchtungen möglich. Derartige Beleuchtungen werden für die allgemeine und dekorative Raumbeleuchtung benötigt.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Trägerprofil für eine Beleuchtung mit Leuchtdioden für die allgemeine und dekorative Raumbeleuchtung, insbesondere der umlaufenden Beleuchtung von Decken, Wänden und die Beleuchtung in Möbeln.
• Es ist bekannt, dass eine linienförmige Beleuchtung durch nebeneinander angeordneten Lichtquellen möglich ist. Eine in der Praxis eingesetzte Lichtquelle dieser Form besteht aus mit Leuchtdioden (LEDs) bestückten langen, schmalen Leiterplatten (Leiterplattenstreifen). Wenn Leiterplatten mit vielen einzelnen Leuchtdioden eingesetzt werden, so ist eine gleichmäßige Beleuchtung unter Verwendung von Leuchtdioden möglich, wenn die Abstände zwischen den Lichtquellen gleich sind und der Abstand zwischen den Lichtquellen und dem eingesetzten Diffusor (z. B. Kunststoffscheibe oder Kunststofffolie) größer ist, als der Abstand zwischen den Lichtquellen. Bei Beleuchtungen mit geringer Bauhöhe erfordert dies einen engen Abstand zwischen den Lichtquellen. In der Regel werden Abstände von 10 mm bis 20 mm zwischen den Lichtquellen verwendet. Hierbei werden zum Beispiel Leiterplattenstreifen als Träger der Lichtquellen eingesetzt, die mit LEDs bestückt sind und dann hintereinander in einem Trägerprofil oder direkt in der Leuchte oder dem Möbel angeordnet werden.
• Es ist bei der Montage Stand der Technik, dass die Leiterplatten mit den Leuchtdioden im Trägerprofil bzw. direkt in der Leuchte in Führungen gehalten, eingeklebt oder vermittels Schrauben befestigt werden.
• Es ist üblich dass der Anschluss der Leiterplatten an die Versorgungsspannung über angelötete Kabel oder Kabel mit Steckverbinder erfolgt.
• Bei langen Leuchten werden in der Regel mehrere kurze Leiterplatten über Drahtbrücken oder Steckverbinder auf die erforderliche Länge verlängert. Das Anpassen auf die genaue Länge erfolgt durch schneiden der letzten Leiterplatte an bestimmten Trennstellen.
• Das Problem bei einem derartigen Aufbau von längeren Beleuchtungen ist insbesondere der erhebliche Montage- und Verdrahtungsaufwand, da jede einzelne Leiterplatte auf der Montagefläche befestigt werden muss. Sofern die Verlängerung der Leiterplatten über Kabel oder Drähte erfolgt, ist der Lötaufwand erheblich.
• Ein weiteres Problem bei dieser Montageart ist, dass bei sehr langen Beleuchtungen ein sehr großer Strom über die Leiterplatten geführt werden muss. Dies hat zur Folge, dass große Spannungsabfälle entstehen und die Lichtquellen nur gleich hell leuchten können, wenn die sich ergebenden Betriebsspannungsunterschiede zum Beispiel durch elektronische Strombegrenzungen kompensiert werden. Das wiederum beinhaltet den Nachteil, dass die Helligkeitseinstellung durch die einfache Variation der Betriebsspannung nicht möglich ist und aufwendigere Verfahren, wie zum Beispiel die Pulsweitenmodulation, eingesetzt werden müssen.
• Ein extremer Nachteil bei den zur Zeit bekannten Ausführungen ist, das es im Bereich der Steckverbinder zu Schattenbildungen kommt, da an den Stellen der Steckverbinder keine Lichtquellen angeordnet werden können, und somit bei kleinen Abständen zwischen den Lichtquellen ein Schatten zu sehen ist, wodurch der Eindruck entsteht, dass eine Lichtquelle defekt sei.
• Ein weiterer Nachteil ist, das die abgeschnittenen Leiterplatten (Reststücke) in der Regel nicht ohne zusätzlich Lötarbeiten weiter verwendet werden können. Dies verteuert den Aufbau der Beleuchtung entsprechend.
• Nachteilig ist auch, dass für die Montage der Beleuchtung in der Regel besondere Werkzeuge (Lötstation) und damit verbundene fachliche Kompetenz benötigt werden.
• Der gesamte Aufbau der bislang bekannten langen Beleuchtung ist zudem im Servicefall sehr aufwendig, da der Austausch einzelner Leiterplatten mit defekten Leuchtdioden sehr kompliziert ist. Bei geklebten Leiterplatten ergibt sich das Problem, dass die Klebereste von der Montagefläche im Falle eines Austauschens komplett entfernt werden müssen, damit eine zuverlässige Verklebung der ausgetauschten Leiterplatten möglich ist. Bei gesteckten Leiterplatten lassen sich mittig angeordnete Leiterplatten nicht einzeln demontieren.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die genannten Nachteile und Probleme zu beheben und die Möglichkeit zu schaffen eine optimale, einfache, mechanisch sichere und elektrisch niederohmige Beleuchtung aufbauen zu können.
• Hierzu verwendet die Erfindung ein Trägerprofil nach dem Anspruch 1 genannten Merkmal. Ergänzende Erfindungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
• Die Beleuchtung enthält mindestens ein Trägerprofil, das z. B. direkt auf der Decke, einer Wand oder einem Halter, in einem Möbel oder in einer Leuchte angebracht ist und die Aufgabe hat, den mit Lichtquellen bestückten Träger (z. B. eine Leiterplatte) mechanisch zu halten und dabei gleichzeitig für die Energieversorgung zu kontaktieren.
• Ein Ausführungsbeispiel des Trägerprofils zeigt 1. Das Trägerprofil (1) hat zwei Nuten (2). In den Nuten werden zwei kunststoffummantelte Litzen (3) eingelegt. Der Träger der Lichtquelle ist in diesem Fall eine einseitige Leiterplatte (4) mit Leuchtdioden (5) und besitzt Kontaktflächen (6) mit Bohrungen (7). Die Montage der Leiterplatte erfolgt mit Schrauben (8), die durch die Bohrungen der Leiterplatte geführt und in die Litzen geschraubt werden. Infolge des Einschraubens erhöht sich der Platzbedarf im Schraubbereich der Litze und verbindet so die Leiterplatte und die Litze fest mit dem Profil. Das Abdeckprofil (Diffusor) (9) sorgt für einen gleichmäßigen Lichtaustritt.
• Durch eine Abstimmung von Lochposition in der Leiterplatte, der Führung der Leiterplatte im Trägerprofil und der Position der Leiter (Litzen) im Trägerprofil, kann sichergestellt werden, dass auch bei der Verwendung von metallischen Trägerprofilen kein Kurzschluss entstehen kann.
• Die Erfindung hat den Vorteil das die Leiterplatten sehr schnell und zuverlässig montiert werden können und damit gleichzeitig mit einem ausgesprochen niederohmigen Leiter zur Energieversorgung elektrisch verbunden sind.
• Die Erfindung hat weiter den Vorteil, dass im Vergleich zu Leiterplatten mit Steckverbindern auch bei schmalen Leiterplatten die Befestigung und Kontaktierung außerhalb des LED-Bereichs liegen kann, wodurch sichergestellt ist, dass auch bei kleinen LED-Abständen keine Schattenbereiche entstehen.
• Die Erfindung ermöglicht, dass das Leiterpaar ohne Unterbrechung über sehr viele Trägerprofile geführt werden kann und damit mit einem Leiterpaar die Energieversorgung von sehr langen Beleuchtungen möglich ist.
• Die Erfindung gestattet sogar, dass das Leiterpaar bis zur Spannungsversorgung geführt werden kann und somit keine zusätzliche Leitungen verlegt werden müssen.
• Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die Träger der Lichtquellen an beliebigen Orten des Trägerprofils montiert werden können. Damit ist es zum Beispiel möglich, umlaufend an der Decke Trägerprofile zu montieren und im Bereich von zum Beispiel Bildern, gezielt die Trägerprofile mit Träger von Lichtquellen auszustatten.
• Da die Flächen und Bohrungen zur Kontaktierung erfindungsgemäß fortlaufend auf dem Träger der Lichtquellen vorgesehen sind, hat die Erfindung weiterhin den Vorteil, dass alle zuschnittsbedingten Leiterplatten-Reststücke verwendet werden können.
• Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung des Trägerprofils zeigt 2. Bei diesem Beispiel wird das Trägerprofil (1) um einen dritten Leiter (3) ergänzt. Dies ermöglicht Leiterplatten mit zwei unterschiedlich steuerbaren Gruppen von Leuchtdioden zu betreiben. Das hat den Vorteil, dass zum Beispiel in Verbindung mit kaltweißen und warmweißen Leuchtdioden eine Lichtmischung im Weißbereich möglich ist.
• Die Erfindung beinhaltet zudem die Möglichkeit das Trägerprofil mit insgesamt vier Leitern auszustatten. Dies ermöglicht die Ansteuerung eines Trägers mit RGB-Lichtquellen.
• Alternativ können erfindungsgemäß über die Leiter auch Informationen zum Träger der Lichtquellen weitergegeben werden. Hierdurch wird in Verbindung mit einer intelligenten Elektronik auf dem Träger der Lichtquellen die Möglichkeit gegeben, weitere Lichteffekte, wie zum Beispiel ein Lauflicht, erzeugen zu können.
• Das dritte Beispiel der Erfindung des Trägerprofils in 3 zeigt die Ausführung in runder Form. Die Ausschnittvergrößerung zeigt, dass die Erfindung zur Montagehilfe in der Nut (2) des Trägerprofils (1) Verkleinerungen (10) des freien Querschnitts vorgesehen sind, mit der eine Leiterfixierung möglich wird. Dies hat den Vorteil, dass die eingelegten Leiter (3) bei einer Überkopfmontage nicht aus der Nut fallen.
• Bezugszeichenliste

1

Trägerprofil

2

Nut

3

Leiter

4

Träger der Lichtquelle (Leiterplatte)

5

Lichtquelle (Leuchtdiode)

6

Kontaktfläche

7

Bohrung

8

Schraube

9

Abdeckprofil (Diffusor)

10

Leiterfixierung

Claims (8)

1. Trägerprofil für eine Beleuchtung dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung des Trägers der Lichtquelle durch mindestens zwei im Profil angeordneten elektrischen Leitern in der Art und Weise erfolgt, das mit der Befestigung des Trägers der Lichtquelle, gleichzeitig der Anschluss des Trägers der Lichtquelle an die Versorgungsspannung erfolgt.
2. Trägerprofil für eine Beleuchtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Trägerprofil mehr als zwei elektrische Leiter vorhanden sind.
3. Trägerprofil für eine Beleuchtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere elektrische Leiter in das Trägerprofil eingelegt werden und die Befestigung der Leiter erst durch das Befestigen der Träger der Lichtquellen erfolgt.
4. Trägerprofil für eine Beleuchtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter in das Trägerprofil eingedrückt werden und aufgrund geometrischer Eigenschaften des Profils im Profil gehalten werden.
5. Trägerprofil für eine Beleuchtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerprofil zusätzlich die Aufgabe hat, andere Gegenstände zu halten.
6. Trägerprofil für eine Beleuchtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerprofil von anderen Gegenständen oder Vorrichtungen gehalten wird.
7. Trägerprofil für eine Beleuchtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerprofil zur Ausstattung einer Leuchte gehört.
8. Trägerprofil für eine Beleuchtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerprofil aus mehreren Einzelprofilen zusammengesetzt wird.

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