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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Beleuchtungskörpers auf LED-Basis, insbesondere als Leuchtmittel-Ersatz für eine Leuchtstofflampe.
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In der Praxis werden zu Beleuchtungszwecken neben herkömmlichen Glühlampen insbesondere Leuchtstofflampen eingesetzt, die auch als Leuchtstoffröhren bezeichnet werden. Sie arbeiten nach dem Prinzip der Gasentladungslampe und zeichnen sich gegenüber einfachen Glühbirnen in der Regel durch eine höhere Wirtschaftlichkeit aus. Die Maße solcher Leuchtstoffröhren sind standardisiert. Leuchtstoffröhren werden in der Regel in unterschiedlichen Längen angeboten. Grundsätzlich zeichnen sich Leuchtstofflampen durch eine verhältnismäßig lange Lebensdauer aus. Diese wird jedoch bei häufigen Schaltvorgängen deutlich verkürzt.
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Es wurde daher bereits vorgeschlagen, herkömmliche Leuchtstofflampen durch Lampen auf LED-Basis zu ersetzen.
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So beschreibt die
US 2007/0223225 A1 einen Leuchtkörper auf LED-Basis als Ersatz für eine konventionelle Leuchtstofflampe, wobei in einem röhrenförmigen Körper eine Vielzahl von Leuchtdioden montiert werden. Dieser röhrenförmige Körper mit den darin angeordneten Leuchtdioden soll dann in eine herkömmliche Lampenfassung einer Leuchtstofflampe einsetzbar sein. Die Herstellung eines solchen Beleuchtungskörpers ist jedoch verhältnismäßig aufwendig.
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Ähnliches gilt für eine aus der
DE 200 13 605 U1 bekannte längliche Lichtquelle, bei der als Leuchtmittel in der Lichtquelle Leuchtdioden, auf Längsachsen nebeneinander und jede für sich auf der Achse eine Kette bildend, angeordnet sind.
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Im Übrigen ist es aus der Praxis bekannt, Leuchtdiodenbänder bzw. LED-Funktionsbänder herzustellen. Solche LED-Funktionsbänder bestehen in der Regel aus einem flexiblen Trägerband, auf welchem eine Vielzahl von Leuchtdioden und weitere elektronische Bauelemente angeordnet sind. Solche Leuchtdiodenbänder sind an diskreten Stellen auftrennbar, sodass dann die gewünschte Kontaktierung erfolgen kann. In der
DE 20 2009 002 127 U1 wird vorgeschlagen, auf Basis eines solchen LED-Funktionsbandes eine LED-Leuchte herzustellen, welche ein Gehäuse aufweist, in dem das LED-Funktionsband angeordnet ist. Das Gehäuse ist mit einer transparenten Vergussmasse gefüllt, sodass das LED-Funktionsband gleichsam in die Vergussmasse eingebettet wird. Ergänzend kann das Gehäuse mit einer zweiten, opaken Vergussmasse gefüllt werden, die einen Gehäusedeckel bildet. Dadurch soll eine besonders gleichmäßige Ausleuchtung erreicht und der bislang durch eine Vielzahl von LEDs auftretende Punkteffekt vermieden werden. Diese LED-Leuchte soll auch als Ersatz bestehender Leuchtstoffröhren-Leuchten zum Einsatz kommen. Die Herstellung der Leuchte ist jedoch ebenfalls verhältnismäßig aufwendig.
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Schließlich beschreibt die
DE 10 2009 052 697 A1 eine Beleuchtungsvorrichtung auf LED-Basis, wobei auf den die LEDs enthaltenden Beleuchtungskörper endseitig Anschlussadapter aufgesteckt werden, sodass die Lampe in herkömmlichen Leuchtstofflampen-Fassungen einsetzbar sein soll.
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Insgesamt ist man folglich bestrebt, herkömmliche Leuchtstofflampen durch LED-Lösungen zu ersetzen. Die Herstellung der vorgeschlagenen Lösungen ist jedoch verhältnismäßig aufwendig, sodass diese Technik bislang in die Praxis kaum Eingang gefunden hat. – Hier setzt die Erfindung ein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zum Herstellen eines Beleuchtungskörpers auf LED-Basis zu schaffen, wobei insbesondere LED-Beleuchtungskörper hergestellt werden sollen, die als Leuchtmittel-Ersatz für herkömmliche Leuchtstofflampen einsetzbar sind.
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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Beleuchtungskörpers auf LED-Basis, insbesondere als Leuchtmittel-Ersatz für eine Leuchtstofflampe, wobei ein mit mehreren Leuchtdioden bestücktes LED-Funktionsband in einer Extrusionsvorrichtung kontinuierlich unter Bildung eines LED-Bandes in zumindest einen thermoplastischen Kunststoff eingebettet wird, wobei das LED-Band anschließend in mehrere LED-Streifen vorgegebener Länge aufgeteilt wird und wobei an einem oder an beiden Enden eines LED-Streifens ein oder mehrere Anschlussadapter befestigt werden.
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Bestücktes LED-Funktionsband meint ein Trägerband, welches z. B. in vorgegebenen Abständen mit einer Vielzahl von Leuchtdioden (LEDs) bestückt ist und welches außerdem mit in Längsrichtung des Trägerbandes verlaufenden Leiterbahnen und darüber hinaus mit elektrischen bzw. elektronischen Bauelementen bestückt ist, welche in üblicher Weise für den Betrieb der Leuchtdioden erforderlich sind. Solche LED-Funktionsbänder sind aus der Praxis grundsätzlich bekannt, sie werden in der Regel mit einer Versorgungsspannung von 12 V oder 24 V (Gleichstrom) betrieben. Solche LED-Funktionsbänder werden durch Extrusion in zumindest einen thermoplastischen Kunststoff eingebettet.
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Die Erfindung geht dabei zunächst einmal von der Erkenntnis aus, dass sich gleichsam ”endlose” LED-Bänder im Wege der Kunststoffextrusion kontinuierlich herstellen lassen, wobei grundsätzlich herkömmliche LED-Funktionsbänder im Zuge der Extrusion in zumindest einen thermoplastischen Kunststoff eingebettet werden. Aus solchen ”endlosen” LED-Bändern lassen sich nun auf einfache Weise Beleuchtungskörper herstellen, die als Leuchtmittelersatz für eine Leuchtstofflampe dienen können, indem das LED-Band in eine Vielzahl von LED-Streifen in vorgegebener Länge aufgeteilt wird. Die auf diese Weise hergestellten LED-Streifen lassen sich einfach mit Anschlussadaptern versehen, sodass der auf diese Weise hergestellte LED-Streifen mit den Adaptern ohne weiteres als Beleuchtungskörper eingesetzt werden kann. Insbesondere ist es nicht erforderlich, einzelne LEDs oder LED-Streifen in einem Gehäuse zu montieren. Es ist auch nicht erforderlich, Leuchtdioden oder Abschnitte von LED-Funktionsbändern aufwendig in einzelne Gehäusekomponenten einzugießen. Die Herstellung der LED-Bänder erfolgt kontinuierlich im Wege der Kunststoffextrusion und die anschließend abgelängten Streifen können ohne weitere aufwendige Montage, lediglich nach Montage der erforderlichen Anschlussadapter, ohne weiteres als Beleuchtungskörper eingesetzt werden. Die Herstellung im Wege der Extrusion ist besonders wirtschaftlich, sodass sich die gewünschten Beleuchtungskörper relativ kostengünstig herstellen lassen. Die den Ausgangspunkt bildenden LED-Funktionsbänder lassen sich im Vorfeld endlos mit einer gewünschten Bestückung und Aufteilung herstellen, das heißt die sogenannten ”Piercing-Stellen” sind so eingerichtet, dass sich LED-Streifen in der gewünschten Länge herstellen lassen. Folglich lassen sich auch Beleuchtungskörper in unterschiedlichster Länge herstellen, sodass im Zuge der Fertigung eine einfache Anpassung an die erforderliche Geometrie erfolgen kann. Berücksichtigt man die Tatsache, dass konventionelle Leuchtstofflampen bislang in ganz bestimmten Längen für ganz bestimmte Leuchtenfassungen angeboten werden, so lassen sich auf diese Weise LED-Beleuchtungskörper als Ersatz in exakt denselben Längen, z. B. für herkömmliche Fassungen, herstellen. Zweiseitig gesockelte Leuchtstofflampen sind bislang von der Norm DIN EN60081 und einseitig gesockelte Leuchtstofflampen von der Norm DIN EN60901 umfasst. Es liegt folglich im Rahmen der Erfindung, die Beleuchtungskörper mit der Maßgabe herzustellen, dass die dort genormten Leuchtstofflampen ohne weiteres ersetzt werden, sodass die erfindungsgemäßen Beleuchtungskörper folglich in Sockel bzw. Fassungen montierbar sind, welche für die in diesen Normen beschriebenen Leuchtstofflampen ausgebildet sind. Damit können Leuchtstofflampen in großem Umfang ohne aufwendige Umrüstarbeiten ausgetauscht werden. Dieses ist insbesondere dann von großer Bedeutung, wenn z. B. im gewerblichen Bereich Leuchtstofflampen in großem Umfang montiert sind, z. B. zur Beleuchtung von Hallen, Werkstätten usw.. Es ist folglich nicht erforderlich, die Lampenfassungen auszutauschen. Vielmehr liegt es im Rahmen der Erfindung, Beleuchtungskörper zu schaffen, welche ohne weitere Anpassung unmittelbar in solche Lampenfassungen einsetzbar sind. Dies gelingt z. B. dann, wenn die auf die LED-Streifen aufgesetzten Anschlussadapter mit der erforderlichen Elektrik bzw. Elektronik ausgerüstet sind, sodass der LED-Beleuchtungskörper mit herkömmlichen Vorschaltgeräten der Leuchtstofflampe betrieben wird. Dies lässt sich beispielsweise dadurch realisieren, dass in die Anschlussadapter Transformatoren integriert werden, welche die Netzspannung in geeignete Gleichspannung von z. B. 12 V oder 24 V transformieren.
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Es liegt jedoch ebenso im Rahmen der Erfindung, dass zwar auf herkömmliche Lampenfassungen zurückgegriffen wird, dass diese jedoch in bestimmter Weise modifiziert werden, um darin den LED-Beleuchtungskörper montieren zu können. So ist es denkbar, dass die Lampenfassung verwendet wird, dass jedoch Teile der Elektrik bzw. Elektronik, z. B. das Vorschaltgerät ausgetauscht oder entfernt werden. Es ist z. B. möglich, dass das Vorschaltgerät aus der Lampenfassung entfernt wird. Auch dann kann es zweckmäßig sein, den Anschlussadapter der LED-Leuchte mit einem Transformator auszurüsten, der wiederum die Netzspannung in die erforderliche Gleichspannung umwandelt. Alternativ besteht die Möglichkeit, das herkömmliche Vorschaltgerät nicht einfach nur zu entfernen, sondern durch einen geeigneten Transformator zu ersetzen, sodass die modifizierte Lampenfassung dann bereits die erforderliche Gleichspannung zur Verfügung stellt. In diesem Fall kann dann auf einen in den Anschlussadapter integrierten Transformator verzichtet werden.
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Schließlich liegt es ebenso im Rahmen der Erfindung, für den LED-Beleuchtungskörper vollständig neue Gehäuse und/oder Fassungen anzufertigen. Dieses bietet sich insbesondere bei Neuinstallationen an. Insgesamt zeichnet sich der auf die erfindungsgemäße Weise hergestellte Beleuchtungskörper folglich durch hohe Flexibilität aus.
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Grundsätzlich ist es möglich, das LED-Funktionsband im Wege der einfachen Kunststoffextrusion in lediglich einen einzigen Kunststoff, vorzugsweise einen transparenten Kunststoff einzubetten. Dann ist es zweckmäßig, wenn dieser Kunststoff nach der Extrusion und folglich nach der Abkühlung eine ausreichende Stabilität aufweist, sodass der abgetrennte LED-Streifen hinreichend formstabil ist und sich nach Montage der Anschlussadapter ohne weiteres in einer Lampenfassung selbsttragend montieren lässt.
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Besonders bevorzugt wird man das LED-Band jedoch kontinuierlich im Wege der Koextrusion mit zumindest einer transparenten Kernschicht aus einem ersten transparenten Kunststoff und zumindest einer transparent-streuenden Frontschicht aus einem zweiten Kunststoff herstellen. Dabei geht die Erfindung von der (grundsätzlich bekannten) Erkenntnis aus, dass insbesondere bei länglichen Leuchtkörpern eine ”homogene” Beleuchtung gewünscht wird, ohne dass die einzelnen Leuchtdioden als diskrete Leuchtpunkte wahrnehmbar sind. Die transparent-streuende Frontschicht sorgt folglich als gleichsam Streuschicht bzw. Ausgleichsschicht dafür, dass der Leuchtkörper eine über die Länge und Breite gleichmäßige Abstrahlcharakteristik aufweist, ohne dass die einzelnen Leuchtdioden vom Betrachter als Punktlichtquellen wahrgenommen werden können. Dieses lässt sich beispielsweise dadurch realisieren, dass die transparent-streuende Frontschicht aus einem anderen Kunststoff gefertigt wird, als die hochtransparente bzw. glasklare Kernschicht, in welche die Leuchtdioden selbst eingebettet sind. Bei der transparent-streuenden Frontschicht kann es sich folglich um eine gleichsam opake Schicht handeln. Ergänzend oder alternativ kann der transparent-streuende Charakter der Frontschicht aber auch durch die geometrische Ausgestaltung und insbesondere die Oberflächengestaltung beeinflusst werden. So kann die Frontschicht beispielsweise eine strukturierte und/oder profilierte Oberfläche aufweisen, wobei eine solche Oberfläche die bewusst gewünschten Streueffekte weiter verstärkt und folglich ebenfalls zu einer homogenen Abstrahlcharakteristik führt. In der Praxis wird man vorzugsweise eine Kombination aus Materialwahl einerseits und Geometrie andererseits wählen. Jedenfalls lassen sich auf LED-Basis Beleuchtungskörper herstellen, die – ähnlich wie eine Leuchtstofflampe – eine homogene Abstrahlcharakteristik über die gesamte Länge aufweisen, ohne dass damit jedoch die Nachteile der bekannten Leuchtstoffröhren verbunden wären.
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Von besonderer Bedeutung ist im Rahmen der Erfindung die Tatsache, dass sich der Beleuchtungskörper letztlich im Wesentlichen aus den abgetrennten LED-Streifen und den endseitig angesetzten Adapter zusammensetzt und dass die LED-Bänder folglich nicht in aufwendiger Weise in ein separates Gehäuse eingesetzt werden müssen. Dazu kann die bereits erwähnte Formstabilität des LED-Streifens vorteilhaft sein. Besonders bevorzugt wird man das LED-Band daher kontinuierlich im Wege der Koextrusion mit einer zu der Kernschicht und gegebenenfalls Frontschicht zusätzlichen stabilisierenden Basisschicht aus einem zweiten bzw. dritten Kunststoff fertigen. Diese rückseitige Basisschicht bildet folglich gleichsam ein stabiles Basisgehäuse, welches jedoch im Wege der Koextrusion einstückig mit dem gesamten LED-Band gefertigt wird. Während es bei der transparenten Kernschicht und/oder der transparent-streuenden Frontschicht in der Regel auf die optischen Eigenschaften ankommt, soll die Basisschicht in erster Linie die Stabilität des auf diese Weise hergestellten LED-Streifens gewährleisten, sodass sich der LED-Streifen anschließend tatsächlich ohne weitere Bearbeitungsschritte und insbesondere ohne Einsatz eines weiteren Gehäuses oder weiterer Gehäusekomponenten montieren lässt. Während die transparente Kernschicht folglich vorzugsweise aus einem hochtransparenten Kunststoff besteht und die gegebenenfalls vorgesehene transparent-streuende Frontschicht ebenfalls aus einem transparenten bzw. opaken oder zumindest teiltransparenten Material besteht, ist es grundsätzlich nicht erforderlich, auch die Basisschicht aus einem transparenten Kunststoff zu fertigen. Es liegt vielmehr im Rahmen der Erfindung, dass die Basisschicht aus einem nichttransparenten Kunststoff gefertigt wird. Dieses ermöglicht zudem eine Beeinflussung der Abstrahlcharakteristik, und zwar insbesondere dann, wenn auf eine seitliche und/oder rückseitige Abstrahlung verzichtet werden soll. Die Basisschicht kann ergänzend zu der Kernschicht aus einem ersten Kunststoff eine zusätzliche, zweite Schicht aus einem zweiten Kunststoff bilden. Sofern neben einer Kernschicht auch eine Frontschicht vorgesehen ist, bildet die Basisschicht eine zusätzliche Schicht aus einem dritten Kunststoff.
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Alternativ kann jedoch auch ohne formstabile Basisschicht gearbeitet werden. Dann ist es zweckmäßig, wenn die Kernschicht selbst (hinreichend) formstabil ausgebildet wird.
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Für die transparente Kernschicht kann beispielsweise ein elastomeres oder flexibles Material verwendet werden. Hier bietet es sich insbesondere bei der transparenten Kernschicht an, ein Kunststoffmaterial mit verhältnismäßig niedrigem Erweichungspunkt bzw. Schmelzpunkt zu verwenden, sodass das LED-Funktionsband im Zuge der Kunststoffextrusion in eine Schmelze mit einer Temperatur von weniger als 150°C, vorzugsweise weniger als 140°C, besonders bevorzugt bis zu 130°C eingebettet wird. Auf diese Weise werden Beschädigungen des LED-Funktionsbandes und insbesondere der elektronischen Bauteile vermieden. Die transparente Kernschicht wird vorzugsweise aus einem hochtransparenten Kunststoff gefertigt, z. B. aus Polyurethan (PU bzw. TPU).
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Die Frontschicht kann grundsätzlich aus demselben Material gefertigt werden, wie die transparente Kernschicht. Es kann ebenfalls Polyurethan zum Einsatz kommen. Alternativ kann die Frontschicht aber auch aus Polycarbonat (PC) oder PMMA bestehen.
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Die Basisschicht wird vorzugsweise aus einem den Beleuchtungskörper tragenden, formstabilen Kunststoff hergestellt. Hier kann ebenfalls Polycarbonat oder PMMA zum Einsatz kommen. Für die Basisschicht können auch Kunststoffe mit höherem Erweichungspunkt bzw. Schmelzpunkt verwendet werden, und zwar insbesondere dann, wenn durch die Anordnung gewährleistet ist, dass die empfindlichen Komponenten des LED-Funktionsbandes nicht mit dieser heißeren Schmelze in Kontakt kommen. Die Basisschicht kann aber auch aus PU bestehen.
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Insbesondere wenn die verwendeten Kunststoffe bei deutlich unterschiedlichen Temperaturen verarbeitet werden, kann es zweckmäßig sein, das LED-Funktionsband vollständig in die Kernschicht einzubetten, welche in der Regel bei verhältnismäßig geringen Temperaturen extrudiert wird. Optional besteht die Möglichkeit, das LED-Funktionsband lediglich bereichsweise in diese Kernschicht einzubetten, und zwar insbesondere bzw. zumindest im Bereich der Leuchtdioden. Andere Teile des LED-Funktionsbandes, z. B. der Bereich des Trägerbandes, können beispielsweise in die stabile Basisschicht eingebettet werden.
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Es wurde bereits erwähnt, dass die optional vorgesehene Basisschicht gleichsam ein einstückig mit dem Beleuchtungskörper hergestelltes Gehäuse bildet. Vor diesem Hintergrund ist es zweckmäßig, dass die Basisschicht im Querschnitt muldenförmig oder trichterförmig ausgebildet ist, sodass die Basisschicht die Kernschicht unter Bildung von schräg und/oder gekrümmt zu der Grundfläche verlaufenden Grenzflächen (bereichsweise) umgibt. Im Querschnitt kann die Basisschicht folglich einen Trog oder Trichter bilden, in welchem das LED-Funktionsband zumindest bereichsweise angeordnet ist und welcher gleichsam mit der transparenten Kernschicht ausgefüllt ist, wenngleich die Herstellung zeitgleich und einstückig im Wege der Koextrusion erfolgt. Optional ist es weiter zweckmäßig, wenn die von der Basisschicht gebildete Mulde, in welcher die Kernschicht angeordnet ist, frontseitig von der transparent-streuenden Frontschicht verschlossen wird. Auch diese wird – wie bereits erläutert – im Wege der Koextrusion einstückig mit den übrigen Komponenten hergestellt.
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Der in der beschriebenen Weise hergestellte LED-Streifen kann grundsätzlich unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen. So ist z. B. eine rechteckige Querschnittsform mit im Wesentlichen ebener Frontfläche denkbar. Es liegt jedoch optional auch im Rahmen der Erfindung, wenn der LED-Streifen eine konvex (nach außen) gekrümmte Frontfläche aufweist, welche beispielsweise von einer konvex gekrümmten Frontschicht gebildet wird. Auch bei dieser Ausgestaltung kann das LED-Band bzw. der LED-Streifen insgesamt eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform, jedoch mit gekrümmter Frontschicht, aufweisen.
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Alternativ kann das LED-Band bzw. der LED-Streifen aber auch einen kreisförmigen oder kreissegmentförmigen Querschnitt oder auch einen ringförmigen oder ringsegmentförmigen Querschnitt aufweisen. Diese Querschnittsformen haben den Vorteil, dass sie beispielsweise mit den bekannten Querschnittsformen herkömmlicher Leuchtstoffröhren übereinstimmen können, sodass auch die Endkappen in ihrer Dimension an die üblichen Stecker angepasst werden können. Insbesondere bei solchen Ausführungsformen mit kreisförmigem oder kreissegmentförmigem bzw. ringförmigem oder ringsegmentförmigem Querschnitt ist es zweckmäßig, wenn das LED-Funktionsband in einem um seine Längsachse gekrümmten Zustand in den Kunststoff eingebettet wird, wobei die Leuchtdioden dann vorzugsweise auf den Krümmungsmittelpunkt hin ausgerichtet sind.
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Bei einer solchen gekrümmten Variante ist vorzugsweise zumindest die Kernschicht gekrümmt und folglich im Querschnitt ringsegmentförmig ausgebildet, wobei auf der dem Krümmungsmittelpunkt zugewandten Innenseite eine ebenfalls gekrümmte Frontschicht angeordnet sein kann, welche die bereits beschriebenen streuenden Eigenschaften aufweist. Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, dass der LED-Streifen lediglich von einer solchen gekrümmten Kernschicht mit einer darauf angeordneten ebenfalls gekrümmten Frontschicht gebildet wird. Dann ist es zweckmäßig, wenn die Kernschicht aus einem hinreichend formstabilen Kunststoff gefertigt wird. Alternativ kann jedoch auch eine zusätzliche Basisschicht vorgesehen sein, welche ebenfalls in entsprechender Weise gekrümmt und damit ringsegmentförmig ausgebildet sein kann. Optional kann die Basisschicht im Querschnitt kreisförmig ausgebildet sein, wobei dann die ringsegmentförmige Kernschicht und die gegebenenfalls vorgesehene Frontschicht vollständig in diese Kernschicht integriert sein können. Bei dieser Ausführungsform wird der LED-Streifen im Wesentlichen von einer im Querschnitt kreisförmigen, massiven Basisschicht aus transparentem Material oder teilweise transparentem Material gebildet, in welches die Kernschicht und damit auch das in die Kernschicht eingebettete LED-Funktionsband integriert ist.
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Nach einem weiteren Vorschlag mit besonderer Bedeutung können in das LED-Funktionsband im vorgegebenen, die Länge des LED-Streifens definierenden Abständen, Kontaktelemente integriert sein, welche für die Kontaktierung mit den Anschlusskappen ausgelegt sind. Bei diesen Kontaktelementen kann es sich z. B. um Kontakthülsen oder Kontaktstifte handeln, die in vorgegebenen Abständen mit in das LED-Funktionsband integriert und dann folglich in das LED-Band eingebettet werden. Nach entsprechender Konfektionierung werden diese Kontaktelemente freigelegt, sodass in einfacher Weise geeignete Endkappen aufgesteckt werden können, wobei im Zuge dieses Aufsteckens beispielsweise Kontaktelemente der Endkappen in Kontakthülsen eingesteckt oder auf Kontaktstifte aufgesteckt werden.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung können in das LED-Band bzw. in die LED-Streifen ein oder mehrere Thermoelemente eingebracht werden, und zwar vorzugsweise unmittelbar während der Extrusion. Diese Thermoelemente werden bei einem mehrschichtigen Aufbau besonders bevorzugt in die Basisschicht integriert. Diese Thermoelemente erlauben eine Temperaturüberwachung und damit ein effizientes Energiemanagement der Leuchte.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
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1 einen erfindungsgemäßen Beleuchtungskörper als Ersatz für eine herkömmliche Leuchtstofflampe,
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2 einen vereinfachten Querschnitt durch den in 1 dargestellten Beleuchtungskörper,
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3 eine abgewandelte Ausführungsform des Gegenstandes nach 2,
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4 eine dritte Ausführungsform der Erfindung und
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5 eine vierte Ausführungsform der Erfindung.
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In den Figuren ist ein Beleuchtungskörper 1 dargestellt, welcher einen Leuchtmittelersatz für eine herkömmliche Leuchtstofflampe bildet. Dazu zeigt 1 eine herkömmliche Lampenfassung 2 für eine herkömmliche Leuchtstofflampe, wobei in diese Lampenfassung 2 ein erfindungsgemäßer Beleuchtungskörper 1 auf LED-Basis einsetzbar ist. Der erfindungsgemäße Beleuchtungskörper 1 wird wie folgt hergestellt:
Zunächst wird ein LED-Funktionsband in einer Extrusionsvorrichtung kontinuierlich unter Bildung eines LED-Bandes in zumindest einen thermoplastischen Kunststoff eingebettet. Das den Ausgangspunkt der Herstellung bildende LED-Funktionsband 3 weist in der Regel ein (flexibles) Trägerband 4 auf, auf bzw. in welchem Leiterbahnen und gegebenenfalls weitere elektrische bzw. elektronische Komponenten angeordnet sind. Insbesondere sind auf dem LED-Funktionsband eine Vielzahl von Leuchtdioden 5 angeordnet.
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Nach der Extrusion und folglich nach Herstellung des (endlosen) LED-Bandes wird dieses LED-Band in mehrere LED-Streifen 6 vorgegebener Länge aufgeteilt. Im Ausführungsbeispiel wird nun an beiden Enden eines solchen LED-Streifens 6 jeweils ein Anschlussadapter 7 montiert. Der mit den Anschlussadaptern 7 versehene LED-Streifen bildet dann ohne wesentliche weitere Modifizierung den Beleuchtungskörper 1, welcher als Ersatz für eine herkömmliche Leuchtstofflampe in der in 1 angedeuteten Lampenfassung 2 montiert werden kann.
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Die 2 und 3 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, bei welchen das LED-Band, aus welchem die LED-Streifen 6 hergestellt werden, kontinuierlich im Wege der Koextrusion hergestellt wird. In den 2 und 3 ist erkennbar, dass das LED-Band bzw. der LED-Streifen eine transparente Kernschicht 8 aus einem ersten Kunststoffmaterial und eine transparent-streuende Frontschicht 9 aus einem zweiten Kunststoffmaterial aufweist. Ferner ist als dritte Schicht eine ebenfalls im Wege der Koextrusion hergestellte Basisschicht 10 erkennbar, welche aus einem dritten Kunststoff gefertigt ist.
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Die transparente Kernschicht 8 ist in der Regel aus einem hochtransparenten bzw. glasklaren Kunststoffmaterial gefertigt und in diese transparente Kernschicht 8 sind auch zumindest die Leuchtdioden 5 des LED-Funktionsbandes 3 integriert. Die Frontschicht 9 hat demgegenüber streuende Eigenschaften, sodass der Beleuchtungskörper 1 insgesamt kein punktuelles Licht erzeugt, sondern eine gleichmäßige Beleuchtung gewährleistet. In den Ausführungsbeispielen ist angedeutet, dass diese Frontschicht 9 eine strukturierte Oberfläche aufweist.
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Die Basisschicht 10 ist im Ausführungsbeispiel aus einem nichttransparenten Kunststoff gefertigt. Sie bildet gleichsam das einstückig hergestellte Gehäuse und ist dazu als eine selbsttragende, formstabile Schicht ausgebildet.
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In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist das LED-Funktionsband 3 sowohl bereichsweise in die Basisschicht 10 als auch bereichsweise in die Kernschicht 8 eingebettet. Es ist angedeutet, dass zumindest die Leuchtdioden 5 des LED-Funktionsbandes 3 in den Bereich der Kernschicht 8 eingebettet sind, während das Trägerband 4 zumindest bereichsweise in die Basisschicht 10 eingebettet ist.
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Die Basisschicht 10 ist muldenförmig bzw. trichterförmig ausgebildet. Sie umgibt die Kernschicht 8 bereichsweise. Das bedeutet, dass in die von der Basisschicht 10 gebildete Mulde die Kernschicht 8 integriert ist, wobei die Frontschicht 9 frontseitig auf die Kernschicht 8 aufgebracht ist, sodass die von der Basisschicht 10 gebildete Mulde gleichsam von der Frontschicht 9 verschlossen wird. Durch die trogförmige bzw. muldenförmige Ausgestaltung der Basisschicht 10 werden zwischen Kernschicht 8 und Basisschicht 10 schräg zur Grundfläche verlaufende Grenzflächen erzeugt. Diese Grenzflächen sind im Ausführungsbeispiel unter einem Winkel α von etwa 20° bis 60°, z. B. etwa 40° bis 50° angeordnet.
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Während die Ausführungsform nach 2 eine im Wesentlichen ebene – jedoch strukturierte – Frontfläche aufweist, ist die Frontfläche bei der Ausführungsform nach 3 gekrümmt.
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Außerdem ist in 3 angedeutet, dass in den Beleuchtungskörper, z. B. in die Basisschicht 10 zusätzlich Thermoelemente 12 integriert sein können, um für ein effizientes Energiemanagement zu sorgen.
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Während die 1 bis 3 Ausführungsformen zeigen, bei denen die LED-Bänder bzw. LED-Streifen einen im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen, zeigen die 4 und 5 abgewandelte Ausführungsformen, bei denen das LED-Band bzw. der LED-Streifen einen kreisförmigen oder ringsegmentförmigen Querschnitt aufweist. Bei diesen Ausführungsformen ist das LED-Funktionsband 3 in einem um seine Längsachse gekrümmten Zustand in den Kunststoff und insbesondere in die Kernschicht 8 eingebettet. Dieses hat zur Folge, dass die Leuchtdioden 5 auf den Krümmungsmittelpunkt hin ausgerichtet sind.
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Bei der Ausführungsform nach 4 hat das LED-Band einen kreissegmentförmigen Querschnitt. Dabei ist die transparente Kernschicht 8 gekrümmt und folglich im Querschnitt ringsegmentförmig ausgebildet. Auf der dem Krümmungsmittelpunkt zugewandten Innenseite ist eine streuende Frontschicht 9 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform wird das LED-Band ausschließlich von der gekrümmten Kernschicht 8 und der Frontschicht 9 gebildet.
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Bei der abgewandelten Ausführungsform nach 5 ist eine zusätzliche Basisschicht 10 vorgesehen, wobei die kreissegmentförmige Kernschicht 8 mit der Frontschicht 9 vollständig in die Basisschicht 10 integriert ist. Die Basisschicht 10 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf, sodass auch das LED-Band insgesamt einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Bei dieser Ausführungsform ist die Basisschicht 10 ebenfalls aus einem transparenten Kunststoff gefertigt.
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Im Übrigen ist in 4 beispielhaft angedeutet, dass in das LED-Funktionsband Kontaktelemente 11 integriert sein können, welche für die Kontaktierung des konfektionierten LED-Streifens mit einer aufzusteckenden Anschlusskappe bzw. Endkappe 7 ausgelegt sind. Diese Anschlusselemente 11 sind vorzugsweise in vorgegebenen Abständen, welche die Länge der LED-Streifen definieren, in das LED-Funktionsband integriert. Nach der Extrusion und nach Konfektionierung des LED-Bandes, werden diese Kontaktelemente 11 freigelegt, sodass einfach entsprechende Anschlusskappen aufgesteckt werden können. Die Kontaktelemente 11 können beispielsweise als Hülsen oder auch als Stifte ausgebildet sein, sodass entsprechende Gegenkontaktelemente in diese Hülsen eingesteckt oder auf diese Hülsen aufgesteckt werden können. Einzelheiten sind nicht dargestellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2007/0223225 A1 [0004]
- DE 20013605 U1 [0005]
- DE 202009002127 U1 [0006]
- DE 102009052697 A1 [0007]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Norm DIN EN60081 [0012]
- Norm DIN EN60901 [0012]
