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Technisches Gebiet
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Die Erfindung geht aus von Leuchten, welche Strahlungsquellen mit jeweils mindestens einem LED-Bauteil aufweisen, wobei die Strahlungsquellen auf einer Leiterplatte vorgesehen sind und die LED-Bauteile als so genannten surface mounted device (SMD) LED-Bauteile oder als so genannten bare LED-Bauteile realisiert sind. Diese LED-Bauteile müssen in einem möglichst kostengünstigen hochautomatisierbaren Prozess in hohen Stückzahlen mit der Leiterplatte verbunden werden. Insbesondere geht die Erfindung gemäß einem ersten Aspekt aus von einem Kopplungsbauteil für ein Leuchtenmodul, wobei das Leuchtenmodul aufweist: eine Trägervorrichtung; mindestens ein an der Trägervorrichtung montierbares Strahlungsmodul mit mindestens einem LED-Bauteil; sowie eine elektrische Verbindung zu einer Treibereinrichtung für das Strahlungsmodul, wobei das Kopplungsbauteil aufweist: eine Fixiereinrichtung für seine Montage an der Trägervorrichtung; mindestens ein Kontaktierelement, über welches die elektrische Verbindung mit dem mindestens einen Strahlungsmodul elektrisch koppelbar ist. Ferner geht die Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt aus von einem linearen Leuchtenmodul mit mindestens einem Strahlungsmodul mit mindestens einem LED-Bauteil, und mit einer Trägervorrichtung, die zur Aufnahme des Strahlungsmoduls ausgebildet ist.
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Stand der Technik
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Bisher werden aus mehreren einzelnen LED Lichtquellen aufgebaute LED Leuchten meist durch das Bestücken von Leiterplatten mit so genannten surface mounted device (SMD) LED Komponenten realisiert. Der Begriff SMD steht für Bauelemente, welche keine Drahtanschlüsse aufweisen, sondern welche über insbesondere anlötbare Kontakte unmittelbar auf einer Leiterplatte montiert werden können, müssen also nicht wie Bauelemente mit Drahtanschlüssen durch eine Leiterplatte gesteckt werden. Als Leiterplatte kommen wahlweise gedruckte Leiterplatten, so genannte printed circuit boards (PCB), oder geformte Leiterplatten, so genannte metal core boards (MCB) zum Einsatz. Das Leiterplattenmaterial sowie die SMD-Baugruppen bringen jedoch hohe Material- und/oder Fertigungskosten mit sich. Auch ist diese Art des Aufbaus der LED Leuchten mit einem hohen Flächenverbrauch auf den Leiterplatten verbunden. Nicht zuletzt müssen auch besondere thermische Anforderungen an die SMD-Baugruppen gestellt werden, da diese einem Lötvorgang mit Temperaturen im Bereich von bis zu 260 °C ausgesetzt sind. Denn alle SMD-Komponenten werden üblicherweise einem thermischen Verfahren in einem Tunnelofen ausgesetzt, der je nach SMD-Komponente und Bestückungsreihenfolge von jeder SMD-Komponente bis zu dreimal durchlaufen wird. Für diesen standardisierten, hoch automatisierten Prozess müssen temperaturbeständige, meist dadurch teurere Materialien verwendet werden.
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Neben den über die Oberflächenmontage-Technik, der so genannten zuvor beschriebenen surface mounted technology (SMT), hergstellten LED-Komponenten sind auch so genannte bare LED bekannt (bare: Engl. für nackt, bloß, freiliegend), also ungehauste LED-Chips, welche über die so genannte chip-on-board(COB)-Technologie direkt auf Leiterplatten aufgebaut werden und dann mittels eines so genannten dam and fill-Verfahrens oder eines so genannten glob top-Verfahrens versiegelt werden, entsprechend einem Oberflächenverguss mit oder ohne Umrandung. Beim dam and fill-Verfahren wird erst eine Umgrenzung, also eine Art Damm, um den zu versiegelnden LED-Chips oder das zu versiegelnde LED-Bauteil gelegt, um daraufhin den somit definierten Bereich mit einer Versiegelung bzw. einem Klebstoff aufzufüllen. Beim glob top-Verfahren erfolgt ein Vergießen bereits kontaktierter LED-Chips, indem lediglich eine definierte Menge einer geeigneten, in den rheologischen Eigenschaften angepassten Versiegelungsmasse auf die LED-Chips bzw. das LED-Bauteil aufgebracht wird. Bei den bare LED handelt es sich um rohe, ungepackagede LED-Chips wie z.B. LED-Quader, insbesondere LED-Würfel.
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Die LED Komponenten, seien sie nun als SMD- oder CoB-Komponenten ausgeführt, können streifenförmig aufgebaut sein, so dass sich damit z.B. schmale linienförmige Leuchten realisieren lassen. Solche Komponenten bzw. Leuchten erstrecken sich stärker in einer ersten Richtung als in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung. Zur Realisierung dieser linearen, linienförmigen Leuchten werden die LED-Komponenten in einem Gehäuse vorgesehen und von einer Abdeckung abgedeckt, die auch eine optische Funktion, z.B. im Hinblick auf eine Lichtstreuung oder Fokussierung oder Entblendung, übernehmen kann. Dabei kann die Abdeckung auch eine Steuerungsfunktion im Zusammenhang mit optischen Eigenschaften der Leuchte übernehmen. Die Abdeckung kann ferner eine mechanische Schutzfunktion erfüllen. Zudem kann sie eine dekorative Funktion erfüllen. In dieses Gehäuse kann wahlweise auch ein elektrisches Vorschaltgerät eingebaut werden.
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Darstellung der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung für eine LED-Leuchte bereitzustellen, mittels welcher aus einzelnen LED-Lichtquellen aufgebaute Leuchten kostengünstig hergestellt, insbesondere auf einfache Weise montiert und kontaktiert werden können.
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Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Bevorzugt handelt es sich bei dem Leuchtenmodul um ein lineares Leuchtenmodul, insbesondere ein Leuchtenmodul mit variablem linearem Formfaktor, und besonders bevorzugt handelt es sich auch bei dem Strahlungsmodul um ein lineares Strahlungsmodul. Bei dem Leuchtenmodul kann von einem variablen linearen Formfaktor gesprochen werden, denn zum einen ist bei den Leuchtenmodulen die Erstreckung in einer Längsrichtung deutlich größer als die Erstreckung in einer Querrichtung, z.B. um den Faktor 2 bis 20, insbesondere 5 bis 10. Als ein lineares Leuchtenmodul bzw. lineares Strahlungsmodul ist damit bevorzugt ein Leuchtenmodul bzw. Strahlungsmodul zu verstehen, welches sich stärker in einer ersten Richtung als in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung erstreckt.
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Zum anderen kann eine Leuchte aus mehreren Leuchtenmodulen variabel zusammengesetzt und in der linearen Erstreckungsrichtung erweitert werden. Als variabler linearer Formfaktor im Zusammenhang mit dem Kopplungsbauteil ist dabei bevorzugt die konstruktive Möglichkeit zu verstehen, das Leuchtenmodul beliebig zu vergrößern um jeweils definierte Einheiten. Bei der linearen Ausführung kann also mittels des Kopplungsbauteils auf kostengünstige Weise eine große, modulartig aus einer Vielzahl an Leuchtenmodulen bzw. Strahlungsmodulen aufgebaute Leuchte bereitgestellt werden. Es kann auf einfache und kostengünstige Weise ein lineares Leuchtenmodul, auch als LED-Linearmodul zu bezeichnen, mit einem variablen linearen Formfaktor realisiert werden.
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Als eine Treibereinrichtung ist dabei bevorzugt eine Einrichtung zu verstehen, mittels welcher eine energetische Versorgung sichergestellt werden kann, insbesondere bei geeigneter Spannung bzw. geeignetem Strom, also z.B. ein elektrisches Vorschaltgerät.
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Als ein Leuchtenmodul ist dabei bevorzugt ein Modul für eine Leuchte zu verstehen, welches für sich bereits als eine Leuchte ausgebildet werden kann, welches aber auch auf einfache Weise in Verbindung mit weiteren Leuchtenmodulen vorgesehen sein kann. Mehrere dieser Leuchtenmodule können eine Leuchte mit einer großen linearen Erstreckung bilden.
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Als ein Strahlungsmodul ist dabei bevorzugt eine Komponente für eine Leuchte zu verstehen, welche allgemein Strahlung oder speziell sichtbare Strahlung, also Licht emittiert. Bevorzugt wird die Strahlung bei den hier betrachteten Strahlungsmodulen durch LEDs erzeugt und ist sichtbar.
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Als eine erste Montageseite ist dabei bevorzugt eine Seite der Montageebene aufzufassen, von welcher Strahlung abgestrahlt wird und Strahlungsmodule angeordnet sind. Als eine zweite Montageseite ist dabei bevorzugt eine Seite der Montageebene aufzufassen, von welcher keine Strahlung abgestrahlt wird und welche zu einer Wand oder einer sonstigen Einrichtung weist, an welcher das Leuchtemodul bzw. die Trägervorrichtung bei der am Einsatzort installierten Leuchte befestigt sein kann.
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Die Fixiereinrichtung ist dabei dazu ausgebildet, das Kopplungsbauteil in einer definierten Lage in Bezug auf die Trägervorrichtung zu fixieren. Hierzu weist die Fixiereinrichtung bevorzugt einen Absatz auf, über welchen eine positionsgenaue Montage, insbesondere eine Zentrierung des Kopplungsbauteils auf einer der Montageseiten der Montageebene der Trägervorrichtung sichergestellt werden kann. Der Absatz kann hierzu mit einer Mantelfläche ausgebildet sein, die gewisse Toleranzbereiche einhält, sei es z.B. in Bezug auf die absoluten Abmessungen des Absatzes oder eine Ebenheit der Mantelfläche selbst.
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Bevorzugt ist das Kontaktierelement an der Fixiereinrichtung vorgesehen, insbesondere innerhalb der Fixiereinrichtung geführt und gelagert.
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Durch das Kopplungsbauteil ist es nicht mehr erforderlich, ein bestimmtes, möglicherweise sehr teures Leiterplattenmaterial zu verwenden. Vielmehr kann das Leuchtenmodul mit einer kostengünstigeren Trägervorrichtung aufgebaut werden. Es können kostengünstige Kabel, insbesondere Litzen für die Verdrahtung verwendet werden, insbesondere auch als elektrische Verbindung. Die elektrische Verbindung kann z.B. durch zwei Litzen gebildet sein, unabhängig von der Anzahl der LED-Bauteile oder Strahlungsmodule. Diese Art einer elektrischen Verbindung ist sehr einfach und kostengünstig.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Kontaktierelement dazu ausgebildet, die elektrische Kopplung durch Anliegen über Druckkontakt an dem mindestens einen Strahlungsmodul zu bilden, insbesondere auf der ersten Montageseite.
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Mit anderen Worten kann das Kontaktierelement punkt- oder flächenförmig an einem Strahlungsmodul zur Anlage kommen. Dies ermöglicht eine einfache, wahlweise nachträgliche Montage des Kopplungsbauteils an einer bereits mit Strahlungsmodulen bestückten Trägervorrichtung, insbesondere durch Aufstecken und wahlweise auch stoffschlüssiges Verbinden des Kopplungsbauteils mit der Trägervorrichtung. Bevorzugt ist die elektrische Kopplung durch kraftschlüssiges Aufliegen eines federartigen Teils des Kontaktierelements auf einem Substrat des jeweiligen Strahlungsmoduls sichergestellt.
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Eine Verlötung ist dabei nicht erforderlich. Die Kontaktierung kann durch Druckkontakt erfolgen. Damit müssen die verwendeten Materialien auch keinem hohen Temperaturstress ausgesetzt werden. Die verwendeten Materialien können kostengünstiger sein, allein weil sie nicht etwa 260 °C standhalten müssen, sondern nur wesentlich geringeren Temperaturen, z.B. im Bereich unterhalb von 150 °C.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Kontaktierelement einen Modulkontaktteil auf, welcher dazu ausgebildet ist, federartig unter Vorspannung an dem mindestens einen Strahlungsmodul anzuliegen, insbesondere auf der ersten Montageseite.
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Bevorzugt liegt der Modulkontaktteil unter einer Biegespannung in dem Modulkontaktteil auf einem Substrat des Strahlungsmoduls auf.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Kontaktierelement einen Verbindungsteil auf, welcher dazu ausgebildet ist, die elektrische Verbindung des Leuchtenmoduls mittels einer Klemmverbindung, insbesondere Schneidklemmverbindung, an das Strahlungsmodul zu koppeln, insbesondere auf der zweiten Montageseite.
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Durch eine Kombination einer Klemmverbindung, insbesondere Schneidklemmverbindung, mit einer Druckkontaktverbindung, insbesondere einer federartigen Verbindung, in dem Kontaktierelement kann eine besonders einfaches, kostengünstiges Kopplungsbauteil bereitgestellt werden. Die Kopplung der elektrischen Verbindung mit der Klemmverbindung kann manuell auf einfache Weise erfolgen, mit Standardwerkzeug oder rein händisch, und die Kopplung der Strahlungsmodule mit der Druckkontaktverbindung kann automatisch dadurch erfolgen, dass das Kopplungsbauteil in der Montageebene fixiert wird. Das Kontaktierelement kann somit gleichzeitig die Funktionen Andruckkontakt und (Schneid-)klemme übernehmen. Durch diese kombinierte Funktionalität ist die elektrische Kopplung auf besonders einfache Art realisierbar, sei es vollautomatisiert oder manuell. Die Strahlungsmodule können bereits durch Aufstecken des Kopplungsbauteils auf der Trägervorrichtung kontaktiert werden. Gleichzeitig kann die Teilevielfalt gering gehalten werden.
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Das Kontaktierelement kann auf kostengünstige Weise in großen Stückzahlen als so genanntes pre-mold Teil hergestellt werden, also ein einzelnes vorgeformtes Teil, welches lediglich mit der Fixiereinrichtung verbunden werden muss.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Kontaktierelement ortsfest derart innerhalb der Fixiereinrichtung gelagert, dass eine in einem montierten Zustand des Kopplungsbauteils auf das Kontaktierelement ausgeübte Vorspannkraft in die Fixiereinrichtung einleitbar ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Fixiereinrichtung einstückig ausgebildet und weist einen massiven Grundkörper auf, in welchem das Kontaktierelement gelagert, insbesondere eingebettet ist. Dadurch dass das Kontaktierelement innerhalb des Grundkörpers eingebettet ist, können mechanische Kräfte zwischen dem Grundkörper und dem Kontaktierelement übertragen werden, ohne dass Spannungsspitzen entstehen. Dabei kann das Kontaktierelement zumindest teilweise flächig an einer inneren Mantelfläche des Grundkörpers zur Anlage kommen. Bevorzugt ist die Fixiereinrichtung aus Kunststoff ausgebildet, besonders bevorzugt als Spritzgussteil. Hierdurch ergeben sich gerade bei hohen Stückzahlen Kostenvorteile.
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Bevorzugt steht das Kontaktierelement beidseitig mit beiden freien Enden aus der Fixiereinrichtung hervor. Dabei kann der Modulkontaktteil in einem nicht vorgespannten Zustand an einer Oberfläche des Grundkörpers anliegen, und in einem montierten Zustand, in welchem der Modulkontaktteil an einem Strahlungsmodul zur Anlage kommt, wird der Modulkontaktteil von der Oberfläche angehoben, wodurch sich eine Vorspannung in dem Kontaktierelement einstellt, welche zu einer Druckkraft des Modulkontaktteils auf das Strahlungsmodul führt. Weiter bevorzugt ist das Kontaktierelement einstückig ausgebildet.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ragt das Kontaktierelment in einem montierten Zustand des Kopplungsbauteils auf beiden Seiten der Montageebene aus der Fixiereinrichtung hervor. Hierdurch ist es auch nach der Montage gut zugänglich, und eine elektrische Kopplung kann auf einfache Weise erfolgen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Kontaktierelement als L-förmiges Profil ausgebildet und mit einem Schenkel des L-förmigen Profils ortsfest innerhalb einer massiven Fixiereinrichtung des Kopplungsbauteils gelagert und steht beidseitig mit freien Enden der beiden Schenkel aus der Fixiereinrichtung hervor.
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Bevorzugt ist der eine Schenkel des L-förmigen Profils, insbesondere der Verbindungsteil, in einem montierten Zustand des Kopplungsbauteils zumindest annähernd senkrecht zu der Montageebene ausgerichtet und der andere Schenkel des L-förmigen Profils, insbesondere der Modulkontaktteil, zumindest über einen Teilabschnitt zumindest annähernd parallel zu der Montageebene ausgerichtet. Diese Anordnung liefert eine gute Stabilität und eine gute Aufnahme und Weiterleitung eines auf den Modulkontaktteil einwirkenden Biegemoments. Gleichzeitig bleibt der Verbindungsteil auch im montierten Zustand gut zugänglich. Auch kann das Kontaktierelement dann auf einfache Weise mit der Fixiereinrichtung verbunden werden, insbesondere in die Fixiereinrichtung eingeschoben werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Fixiereinrichtung einen Absatz auf und ist geeignet zum Koppeln aneinandergrenzender Trägervorrichtungen mittels des Absatzes.
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Bevorzugt weist die Fixiereinrichtung neben dem Absatz mindestens einen hervorstehenden Teil auf, besonders bevorzugt zwei hervorstehende Teile an den beiden in Erstreckungsrichtung ausgerichteten Seiten des Absatzes. Über die hervorstehenden Teile kann eine Befestigung der Fixiereinrichtung an der Trägervorrichtung erfolgen, insbesondere auf der zweiten Montageseite. Die Befestigung kann formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig erfolgen. Bevorzugt erfolgt sie zumindest auch stoffschlüssig. Eine formschlüssige Befestigung lässt sich z.B. über Rastmittel realisieren.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind n Strahlungsmodule vorgesehen, die als CoB-Module ausgeführt und mittels einer thermisch leitfähigen Versiegelung auf der Trägervorrichtung fixiert sind. Dabei können n + 1 Kopplungsbauteile vorgesehen sein, die jeweils neben zwei aneinandergrenzenden Strahlungsmodulen vorgesehen sind und jeweils eine elektrische Kopplung von diesen beiden Strahlungsmodulen mit der elektrischen Verbindung sicherstellen.
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Die Kopplungsbauteile sind bis auf die an einem freien Ende einer Trägervorrichtung angeordneten Kopplungsbauteile jeweils neben zwei aneinandergrenzenden Strahlungsmodulen vorgesehen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weisen die CoB-Module, insbesondere Substrate der CoB-Module, zumindest teilweise ein hochreflektives Material auf, mittels welchem eine hohe Reflektivität der von den CoB-Modulen emittierten Strahlung sowie eine gute Wärmeabfuhr an die Trägervorrichtung erzielbar ist.
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Das hochreflektive Material besteht bevorzug aus drei Hauptschichten, nämlich einem Aluminiumblech, einer darauf vorgesehenen, insbesondere gesputterten, Aluminium- oder Silberschicht, und einer darauf vorgesehenen Korrosionsschicht, insbesondere aus SiO2 und/oder TiO2, welche auch eine Funktion als dielektrischer Spiegel übernehmen kann. Das hochreflektive Material liefert gegenüber den im Zusammenhang mit SMD-Bauteilen häufig eingesetzten Reflektoren auf Silberbasis den Vorteil, dass die Gefahr einer Korrosion und damit die Gefahr einer über die Lebensdauer der Strahlungsmodule deutlich schlechter werdenden Effizienz deutlich verringert werden kann. Das hochreflektive Material kann dabei wahlweise wie in der europäischen Patentschrift
EP 0 918 234 B1 näher beschrieben aufgebaut sein. Durch einen solchen Aufbau kann eine gute Strahlungsausbeute erzielt werden, insbesondere auch bei Saphir-Chips, welche als so genannte Volumen-Emitter Licht üblicherweise in mehrere Richtungen, speziell nach oben und unten abstrahlen. Dabei wird auf einem transparenten Grundkörper aus Saphir-Material eine Epitaxie-Schicht aufgebracht, die von einer Oberseite kontaktiert werden kann. Gemäß einer Variante kann das Substrat durch das hochreflektive Material bzw. den beschriebenen Schichtenaufbau gebildet sein.
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Eine Materialzusammensetzung basierend auf Schichten aus Aluminium hoher Reinheit sowie reinem Silber liefert dabei auch den Vorteil eines einfach aufgebauten CoB-Moduls. Dabei können Licht-Gesamtreflexionen von bis zu 95 Prozent oder gar 98 Prozent erzielt werden. Eine Anordnung von LED-Chips auf Reflexionsmaterial, das einen Aufbau aus Schichten aus einem Basismaterial, einer Haftvermittlungsschicht, Reinstaluminium mit 99,99 % Reinheit, sowie einem reflexionsverstärkendem Schichtsystem aus unterschiedlichen Oxiden aufweist, liefert daher gerade im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Trägervorrichtung Kostenvorteile. Denn hierdurch lassen sich effiziente Leuchten mittels CoB-Modulen realisieren. Die Verwendung des hochreflektiven Materials ist im Zusammenhang mit CoB-Modulen vorteilhafterweise nicht mit großem technischem Aufwand verbunden. Im Gegensatz dazu erweist sich dessen Verwendung im Zusammenhang mit SMD-Bauteilen eher als problematisch.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Strahlungsmodule und die Kopplungsbauteile von oben auf der ersten Montageseite der Montageebene der Trägervorrichtung montiert. Das Leuchtenmodul kann eine Abdeckung aufweisen, die über den Strahlungsmodulen angeordnet ist, wobei die Abdeckung an den Schenkeln der Trägervorrichtung gelagert und fixiert sein kann. Durch eine derartige Anordnung kann eine besonders einfache Montage ermöglicht werden, denn die Kopplungsbauteile können senkrecht zu der Montageebene auf die Trägervorrichtung gesteckt werden, ohne dass sie verdreht oder verschwenkt werden müssen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Strahlungsmodule von oben auf der ersten Montageseite der Montageebene der Trägervorrichtung montiert und die Kopplungsbauteile von unten auf der zweiten Montageseite der Montageebene der Trägervorrichtung montiert. Bei dieser Variante können die mechanischen Kräfte, welche durch die Vorspannung des Kontaktierelements zwischen der Fixiereinrichtung und der Trägervorrichtung zu übertragen sind, allein durch Formschluss übertragen werden. Eine stoffschlüssige Verbindung ist nicht notwendigerweise erforderlich, denn das jeweilige Kopplungsbauteil kann sich über geometrische Vorsprünge oder Absätze an der zweiten Montageseite an der Trägervorrichtung abstützen.
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Bevorzugt ist die Trägervorrichtung für das lineare Leuchtenmodul geeignet zur Anordnung von mindestens einem linearen Strahlungsmodul des Leuchtenmoduls und legt eine Montageebene fest, in welcher das Strahlungsmodul an der Trägervorrichtung auf einer ersten Seite der Montageebene fixierbar ist, wobei die Trägervorrichtung als ein lineares Profil ausgebildet ist, welches sich zumindest teilweise in der Montageebene erstreckt und in der Montageebene eine Aussparung zum Verbinden eines Kopplungsbauteils mit der Montageebene aufweist, über welche eine elektrische Kopplung des Strahlungsmoduls mit einer auf der zweiten Seite der Montageebene angeordneten elektrischen Verbindung des Leuchtenmoduls herstellbar ist. Weiter bevorzugt ist die Trägervorrichtung geeignet zur Anordnung von mehreren linearen Strahlungsmodulen, insbesondere in linearer Erstreckungsrichtung seriell hintereinander. Hierzu kann die Trägervorrichtung eine Mehrzahl an Aussparungen aufweisen, die in linearer Erstreckungsrichtung seriell hintereinander angeordnet sind. Bevorzugt weist sie für jedes Kopplungsbauteil drei seriell hintereinander angeordnete Aussparungen auf, insbesondere zwei kreisförmige Aussparungen und darin eine längliche, vorzugsweise rechteckige Aussparung.
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Durch eine solche Trägervorrichtung kann auf einfache und kostengünstige Weise ein Leuchtenmodul mit einem linearen Formfaktor realisiert werden. Als linearer Formfaktor im Zusammenhang mit der Trägervorrichtung ist dabei bevorzugt die konstruktive Möglichkeit zu verstehen, das Leuchtenmodul beliebig zu vergrößern um jeweils definierte Einheiten. Hierzu weist die Trägervorrichtung bevorzugt eine Aussparung für einen an einem Kopplungsbauteil vorgesehenen Absatz auf, insbesondere in einem Randbereich an einem ihrer freien Enden. Somit können mittels der Trägervorrichtung Vorteile eines CoB-Aufbaus der Strahlungsmodule mit Vorteilen eines SMD-Aufbaus kombiniert werden. Es können getestete und gebinnte Einzelkomponenten bzw. -module verwendet werden.
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Bevorzugt ist die Trägervorrichtung als Blech aus einem metallischen Material ausgeführt, insbesondere aus Aluminium oder auch aus Kupfer, wahlweise auch aus Stahl. Hierdurch ergeben sich Vorteile im Hinblick auf ein Abführung von durch die Strahlungsmodule erzeugter Wärme. Dem Blech kann z.B. durch Biegen in das gewünschte Profil der Trägervorrichtung gebracht werden. Aussparungen oder Verbindungsmittel können z.B. in die Trägervorrichtung gestanzt werden. Die Trägervorrichtung kann kostengünstig hergestellt werden.
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Wahlweise kann die Trägervorrichtung auch aus einem Kunststoff hergestellt sein, bevorzugt einem gut wärmeleitenden Kunststoff. Die Trägervorrichtung kann dann durch ein bei hohen Stückzahlen kostengünstiges Verfahren, z.B. Spritzguss, hergestellt werden. Das Profil der Trägervorrichtung ist dabei bevorzugt dünnwandig, also mit einer Wandstärke ausgeführt, die aus Gründen ausreichender Steifigkeit zwar einen bestimmten Wert nicht unterschreitet, jedoch nicht unnötig groß ist.
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Besonders bevorzugt ist die Trägervorrichtung als Blech aus einem metallischen Material ausgeführt, mit welchem ein Aluminium-Substrat eines Strahlungsmoduls koppelbar ist. Das Aluminium-Substrat kann z.B. direkt auf der Trägervorrichtung angeordnet werden und daran mittels thermisch leitfähigem Klebstoff befestigt werden. Dies liefert den Vorteil einer sehr variablen freien Anordnung der Strahlungsmodule und einer unmittelbaren Wärmeabfuhr.
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Auf der Trägervorrichtung können eine Vielzahl an Strahlungsmodulen angeordnet werden. Jedes Strahlungsmodul kann selbst gebinnt werden, d.h., für jedes Strahlungsmodul können die das Strahlungsmodul bildenden LED-Bauteile bzw. LED-Lichtquellen so ausgewählt werden, dass das Strahlungsmodul auch die gewünschten strahlungstechnischen Eigenschaften aufweist, z.B. in der gewünschten Lichtfarbe abstrahlt. Der Einsatz vorgemessener, gebinnter Strahlungsmodule, welche eine definierte Größe aufweisen, also eine definierte Anzahl an LED-Bauteilen, ermöglicht eine große Fertigungsausbeute, also eine Steigerung der prozentual nutzbaren LED-Bauteile aus einer Fertigungscharge. Ausschuss und Mehrverbrauch können dadurch gesenkt werden. Es können leichter die gut zueinander passenden Module miteinander verbaut werden, also Module, deren Strahlungseigenschaften sich ergänzen. Mit anderen Worten kann durch vorgemessene Sub-Module, nämlich den Strahlungsmodulen definierter einheitlicher Größe, der prozentuale Anteil der als fehlerhaft einzustufenden LED-Bauteile reduziert werden, und auch der Aufwand für ein binning kann gering gehalten werden, denn es müssen nicht für jeden Leuchtentyp unterschiedliche Module mit abweichender Anzahl an LED-Bauteilen bzw. LED-Chips jeweils für sich in einem spezifischen Abgleich-Verfahren gebinnt werden.
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Als binning ist dabei bevorzugt ein Abgleich von Parametern zwischen einzelnen LED-Bauteilen bzw. LED-Chips aus einer Fertigungscharge aufzufassen, bei welchem die LED-Chips in Gruppen klassifiziert werden. Als Parameter können z.B. die Helligkeit, der Farbort oder die Betriebsspannung herangezogen werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Trägervorrichtung als U-förmiges Profil ausgebildet und die Montageebene mit der Aussparung ist durch den die beiden Schenkel des U-förmigen Profils verbindenden Profilabschnitt gebildet, wobei das Profil bevorzugt ein Blechprofil ist. Hierdurch kann eine einfache, kostengünstige Trägervorrichtung bereitgestellt werden. Die Aussparungen können auf einfache Weise in dem Profil vorgesehen werden, z.B. eingestanzt werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist an einem freien Ende der beiden Schenkel eine Lasche ausgebildet, an welcher Befestigungsmittel zur Montage der Trägervorrichtung vorgesehen sind. Hierdurch kann auch die Befestigung der Trägervorrichtung oder des gesamten Leuchtenmoduls auf besonders einfache und kostengünstige Weise in einem einzigen Bauteil realisiert werden. Auch die Befestigungsmittel können z.B. eingestanzt sein.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Trägervorrichtung in der Montageebene zur elektrischen Kopplung von jeweils zwei aneinandergrenzend angeordneten Strahlungsmodulen drei nebeneinander in einer x-Richtung angeordnete Aussparungen auf, die zwischen den Strahlungsmodulen vorgesehen sind, wobei die äußeren Aussparungen zur Aufnahme und Befestigung von hervorstehenden Teilen des erfindungsgemäßen Kopplungsbauteils ausgebildet sind. Durch diese Anordnung der Aussparungen kann auf einfache Weise mittels eines Kopplungsbauteils eine Kontaktierung von zwei Strahlungsmodulen erfolgen. Bevorzugt ist in einem Randbereich an einem freien Ende der Trägervorrichtung die mittlere der Aussparungen dazu ausgebildet, mit der mittleren Aussparung einer angrenzend an der Trägervorrichtung anordenbaren weiteren Trägervorrichtung zu korrespondieren.
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Die mit Bezug zu dem erfindungsgemäßen Kopplungsbauteil vorgestellten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die beanspruchte Trägervorrichtung sowie das beanspruchte Leuchtenmodul.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen, wobei gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Wenn nicht explizit in einer bestimmten Figur erläutert, so betreffen einzelne Bezugszeichen die jeweils entsprechenden bereits im Zusammenhang mit vorhergehenden Figuren erläuterten Elemente. Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
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1 eine perspektivische Seitenansicht einer Trägervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, welche zur Aufnahme von einer Vielzahl von linearen Strahlungsmodulen ausgebildet ist, die über Kopplungsbauteile gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gekoppelt sind;
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2 eine perspektivische Seitenansicht eines Leuchtenmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches zusätzlich zu der in der 1 gezeigten Trägervorrichtung auch eine Abdeckung sowie ein elektrisches Vorschaltgerät aufweist;
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3 im Detail eine perspektivische Seitenansicht des in der 2 gezeigten Leuchtenmoduls;
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4 im Detail eine perspektivische Ansicht auf eine Trägervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, an welcher hintereinander in Reihe lineare Strahlungsmodule angeordnet sind, die jeweils über daneben angeordnete Kopplungsbauteile aneinander gekoppelt sind;
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5 im Detail eine perspektivische Ansicht auf eine Unterseite einer Trägervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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6 im Detail eine perspektivische Ansicht auf einen Randbereich einer Trägervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei an dem Randbereich ein Kopplungsbauteil gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen ist, über welches eine weitere Trägervorrichtung mit der gezeigten Trägervorrichtung gekoppelt werden kann;
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7 im Detail eine perspektivische Ansicht auf eine Unterseite eines Kopplungsbauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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8 im Detail eine perspektivische Ansicht auf eine Vorderseite des in der 7 gezeigten Kopplungsbauteils;
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9 im Detail eine perspektivische Ansicht des in der 7 gezeigten Kopplungsbauteils, wobei das Kopplungsbauteil geschnitten dargestellt ist;
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10 eine schematische Skizze zur Erläuterung des Funktionsprinzips einer für ein erfindungsgemäßes Leuchtenmodul verwendbaren Klemmverbindung, wobei eine Prinzipskizze eines Verbindungsteils eines Kopplungsbauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt ist; und
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11 eine Detailansicht einer Prinzipskizze eines Verbindungsteils eines Kopplungsbauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Bevorzugte Ausführung der Erfindung
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In der 1 ist eine Trägervorrichtung 20 gezeigt, auf welcher eine Vielzahl an linearen Strahlungsmodulen hintereinander in Reihe angeordnet sind. Die Strahlungsmodule 10 können als sogenannte Chip-on-Board-Module (CoB-Module) ausgeführt sein, wodurch sie für eine Direktmontage auf der Trägervorrichtung 20 geeignet sind, insbesondere über ein Substrat 11, auf welchem einzelne LED-Lichtquellen vorgesehen sind. Die Trägervorrichtung 20 weist Befestigungsmittel 21 auf, insbesondere im Bereich von Laschen 20c, hier in Form von Aussparungen, an welchen Schrauben oder irgendwelche Klemmmittel vorgesehen sein können. Einzelne Strahlungsmodule 10 sind über Kopplungsbauteile 40 mit einer elektrischen Verbindung gekoppelt, wobei jeweils ein Kopplungsbauteil 40 zwei Strahlungsmodule 10 elektrisch verbinden kann, indem die Kopplungsbauteile 40 jeweils an den freien Enden zwischen zwei in Reihe hintereinander angeordneten Strahlungsmodule 10 vorgesehen ist. Die Kopplungsbauteile 40 sind seitlich neben jeweils zwei Strahlungsmodulen 10 angeordnet und überlappen beide Strahlungsmodule 10 um eine gewisse Länge in einer x-Richtung. Jedes Strahlungsmodul 10 kann eine Vielzahl an LED-Lichtquellen aufweisen.
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In der 2 ist ein Leuchtenmodul 1 gezeigt, welches im Wesentlichen aus der Trägervorrichtung 20, einer Vielzahl von Strahlungsmodulen 10, nicht näher dargestellten Kopplungsbauteilen, einer Abdeckung 50 und einem elektrischen Vorschaltgerät 60 aufgebaut ist. Die Trägervorrichtung 20 kann über Befestigungsmittel 21 in einem Leuchtengehäuse oder direkt auf einer beliebigen Oberfläche montiert werden. Die Abdeckung 50 kann an seitlichen Schenkeln 20b der Trägervorrichtung 20 montiert sein.
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In der 3 ist ein Randbereich einer Trägervorrichtung 20 gezeigt, an welchem ein elektrisches Vorschaltgerät 60 vorgesehen ist, und an welchem auch eine Abdeckung 50 mit der Trägervorrichtung 20 abschließt. In dem Randbereich steht ein Kopplungsbauteil 40 von der Trägervorrichtung 20 ab, schließt also nicht in derselben yz-Ebene ab wie die Trägervorrichtung 20, und dieses Kopplungsbauteil 40 kann auch eine Verbindung zwischen einem linearen Strahlungsmodul 10 der Trägervorrichtung 20 und einem weiteren linearen Strahlungsmodul einer weiteren Trägervorrichtung (nicht dargestellt) herstellen. Es ist erkennbar, dass die Trägervorrichtung 20 als dünnwandiges Profil ausgebildet ist, nämlich in einer U-Form mit Laschen 20c an den Schenkeln 20b des U-Profils, und die linearen Strahlungsmodule 10 sind auf einer Oberseite 20a der Trägervorrichtung 20 angeordnet und an einer Unterseite der Trägervorrichtung 20 elektrisch mit dem Vorschaltgerät 60 verbunden. Gleichzeitig stellt das Kopplungsbauteil 40 eine Verbindung auf der Oberseite der Trägervorrichtung 20 mit dem Strahlungsmodul 10 her. Das Schnittestellenbauteil 40 kann von oben auf die Trägervorrichtung gesteckt werden. Durch das U-Profil der Trägervorrichtung 20 kann bei eingestecktem Kopplungsbauteil 40 nach wie vor von unten eine Kontaktierung mit einer elektrischen Verbindung zu einem elektrischen Vorschaltgerät 60 erfolgen. Das U-Profil ist nach unten hin offen, eine Zugänglichkeit ist nicht eingeschränkt.
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In der 4 ist im Detail gezeigt, wie ein Kopplungsbauteil 40 neben bzw. zwischen zwei Strahlungsmodulen 10 angeordnet werden kann und dabei gleichzeitig eine elektrische Kontaktierung beider Strahlungsmodule 10 sicherstellen kann. Das Kopplungsbauteil 40 weist eine Fixiereinrichtung 41 auf, an welcher zwei Kontaktierelemente 42 angeordnet sind. Die Kontaktierelemente 42 sind nebeneinander in einer x-Richtung angeordnet und stehen seitlich von der Fixiereinrichtung 41 ab. Dabei ist das Kopplungsbauteil 40 so nah neben zwei linearen Strahlungsmodulen 10 angeordnet, dass die Kontaktierelemente 42 bis auf ein Substrat 11 des jeweiligen Strahlungsmoduls 10 reichen. Auf dem Substrat 11 sind jeweils eine Vielzahl an LED-Lichtquellen 12 angeordnet. Das Kopplungsbauteil 40 kann wie die Strahlungsmodule 10 auf einer ersten Montageseite M1 entsprechend der Oberseite der Trägervorrichtung 20 angeordnet sein. Bei der Montage des Kopplungsbauteils 40 auf einer Trägervorrichtung 20 können die beiden Kontaktierelemente 42 flächig oder auch nur punktförmig auf dem jeweiligen Substrat 11 zur Anlage gebracht werden, insbesondere kraftschlüssig, indem sie leicht vorgespannt sind, wenn das Kopplungsbauteil 40 in der Endposition fixiert ist, wie im Zusammenhang mit 5 näher beschrieben. Das Substrat 11 eines jeweiligen Strahlungsmoduls 10 kann eine rechteckige Grundform aufweisen, und die Vielzahl an LED-Lichtquellen 12 kann über eine ovale Grundfläche verteilt angeordnet sein, so dass sich freie Ecken 11a bilden, an welchen eine Kontaktierung durch Aufliegen der Kontaktierelemente 42 direkt auf den freien Ecken 11a sichergestellt werden kann.
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In der 5 ist eine Unterseite einer Trägervorrichtung 20 gezeigt, insbesondere auch eine zweite Montageseite M2, wobei die Trägervorrichtung 20 als dünnwandiges Profil ausgebildet ist, und Fixiereinrichtungen 41 eines jeweiligen Kopplungsbauteils sind durch eine Montageebene 20a der Trägervorrichtung 20 seitens einer ersten Montageseite auf die zweite Montageseite M2 gesteckt, wobei in der jeweiligen Fixiereinrichtung 41 Kontaktierelemente 42 geführt sind, welche jeweils eine elektrische Verbindung 30 halten. Wie im Zusammenhang mit der 11 näher beschrieben, erfolgt über die Kontaktierelemente 42 eine Kontaktierung zwischen dem Substrat eines Strahlungsmoduls und einer Leitung der elektrischen Verbindung 30. Hierzu kann die Fixiereinrichtung 41 durch die Montageebene 20a gesteckt werden und über einen hervorstehenden Teil 41.2 mit der Trägervorrichtung 20 verbunden werden, insbesondere stoffschlüssig. Durch den hervorstehenden Teil 41.2 kann Material bereitgestellt werden, welches dann bei einem stoffschlüssigen Verbinden dann eingeschmolzen werden kann. Es ist wahlweise auch ein formschlüssiges Verbinden möglich, insbesondere indem der hervorstehende Teil 41.2 im bereits montierten Zustand unter Wärmeeinwirkung plastisch verformt wird, insbesondere platter und breiter gedrückt wird. Die Trägervorrichtung 20 weist für jedes Kopplungsbauteil drei Aussparungen auf, nämlich zwei Aussparungen 23 zur Aufnahme der hervorstehenden Teile 41.2 sowie eine mittig dazu angeordnete Aussparung 24 zur Aufnahme eines Absatzes 41.3 der Fixiereinrichtung 41.
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In der 6 ist ein Randbereich einer Trägervorrichtung 20 gezeigt, in welchem ein lineares Strahlungsmodul 10 angeordnet ist, welches ein Substrat 11 und darauf angeordnete LED-Lichtquellen 12 aufweist. Das Strahlungsmodul 10 ist auf einer Montageebene 20a der Trägervorrichtung 20 angeordnet, wobei die Montageebene 20a eine erste Montageseite M1 von einer zweiten Montageseite M2 trennt, und unterhalb der Montageebene 20a ist ein elektrisches Vorschaltgerät 60 vorgesehen, von welchem eine elektrische Verbindung 30 zu einem Kopplungsbauteil 40 führt. Auch das Kopplungsbauteil 40 ist auf der Oberseite der Montageebene 20a angeordnet, insbesondere teilweise durch die als dünnwandiges Profil ausgebildete Trägervorrichtung 20 gesteckt, und liefert eine stabile Fixierung für zwei Kontaktierelemente 42. Das Kopplungsbauteil 40 steht über ein freies Ende 20d hervor, insbesondere auch mit einem an seiner Unterseite vorgesehenen Absatz, über welchen eine Zentrierung einer benachbarten Trägervorrichtung (nicht dargestellt) erfolgen kann. Die Kontaktierelemente 42 sind L-förmig und in einem Grundkörper 41.1 einer Fixiereinrichtung 41 geführt. Die Fixiereinrichtung 41 weist ferner hervorstehende Teile 41.2 auf, über welche das Kopplungsbauteil 40 mit der Trägervorrichtung 20 verbunden werden kann, insbesondere stoffschlüssig. Die Fixiereinrichtung 41 kann wie dargestellt als ein massiver Körper ausgeführt sein und aus einem Kunststoffmaterial bestehen, und dann können auch die hervorstehenden Teile 41.2 aus einem schweißbaren Kunststoffmaterial bestehen. Die Kontaktierelemente 42 hingegen sind aus einem gut leitenden, thermisch beständigen Material, bevorzugt metallischen Material ausgeführt, welches auch eine gute Formstabilität aufweist und elastisch biegsam ist und vorgespannt werden kann. Die elektrische Verbindung 30 ist direkt an das Kontaktierelement 42 angeschlossen, also ohne weitere Verbindungsmittel. Dies kann durch eine Geometrie des Kontaktierelements 42 sichergestellt werden, dank welcher die elektrische Verbindung 30 an dem Kontaktierelement 42 verklemmt werden kann. Dies stellt eine besonders einfache Montage sicher. Das Kontaktierelement 42 überbrückt dabei in der gezeigten Anordnung die Montageebene 20a.
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In der 7 ist ein Kopplungsbauteil 40 gezeigt, welches zwei hervorstehende Teile 41.2 aufweist, die Teil einer einstückigen Fixiereinrichtung 41 sind. Jedes der hervorstehenden Teile bzw. jeder der hervorstehenden Teilbereiche 41.2 ist dazu vorgesehen, in einer entsprechende Aussparung an einer Trägervorrichtung (nicht dargestellt) angeordnet zu werden. Die Fixiereinrichtung 41 weist ferner einen Absatz 41.3 auf, welcher auch einstückig mit einem Grundkörper 41.1 der Fixiereinrichtung 41 ausgebildet ist. In dem Absatz 41.3 können zwei Kontaktierelemente 42 geführt werden, und durch den Absatz 41.3 kann eine besonders stabile Anordnung der Kontaktierelemente 42 erfolgen, ohne dass das Kopplungsbauteil 40 besonders groß oder materialintensiv ausgeführt sein muss. Der Absatz 41.3 kann dabei das Kontaktierelement 42 über eine lange Strecke lagern, so dass bei einer Vorspannung des Kontaktierelements 42 eine gleichförmige Krafteinleitung von dem Kontaktierelement 42 in die Fixiereinrichtung 41 möglich ist, ohne dass die Gefahr besteht, dass das Kontaktierelement 42 an punkt- oder linienförmigen Belastungsstellen verbiegt. Gleichzeitig kann über den Absatz 41.3 auch eine Zentrierung von zwei Trägervorrichtungen (nicht dargestellt) erfolgen, nämlich in dem Fall, dass das Kopplungsbauteil 40 genau an dem Randbereich von zwei aneinander grenzenden Trägervorrichtungen vorgesehen ist. Die Trägervorrichtungen weisen entsprechende Durchführungen oder Aussparungen auf, um den Absatz 41.3 aufzunehmen. Bevorzugt ist der Absatz 41.3 wie dargestellt rechteckig, also quaderförmig, und die hervorstehenden Teile 41.2 sind zylindrisch. Die Kontaktierelemente 42 selbst sind L-förmig ausgebildet, nämlich im Wesentlichen aus einem ersten Teil, dem Modulkontaktteil 42.1, welches federartig ausgebildet ist und dadurch eine Vorspannung auf ein Substrat ausüben kann, und einem Verbindungsteil 42.2, welches insbesondere klemmenartig ausgebildet ist, sodass darin eine Leitung einer elektrischen Verbindung eingeklemmt werden kann. Bevorzugt ist der Verbindungsteil 42.2 mit zwei aufeinander zulaufenden Schneiden 42.2a ausgebildet, welche in eine teilkreisförmige Aussparung 42.2b münden. Durch diese Geometrie kann eine elektrische Verbindung an den Schneiden 42.2a entlang geführt werden, wodurch die Schneiden 42.2a kontinuierlich mehr in eine Isolierung der elektrischen Verbindung einschneiden können, bis sie die Isolierung lokal durchschnitten haben und einen Leiter kontaktieren. Durch Verschieben der elektrischen Verbindung bis in die Aussparung 42.2b kann ein unvorhergesehenes Lösen des Kontakt vermieden werden.
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In der 8 ist in einer perspektivischen Seitenansicht erkennbar, dass die hervorstehenden Teile 41.2 einer einstückigen Fixiereinrichtung 41 des Kopplungsbauteils 40 tiefer hervorstehen als ein Absatz 41.3. Dies deshalb, weil die hervorstehenden Teile 41.2 auch Material für eine stoffschlüssige Verbindung zu einer Trägervorrichtung bereitstellen können. Für eine ausreichend stabile Lagerung der Kontaktierelemente 42 reicht es aus, wenn der Absatz 41.3 nur leicht gegenüber der Fixiereinrichtung bzw. dem Grundkörper 41.1 der Fixiereinrichtung 41 hervorsteht. Auf diese Weise kann ein platzsparendes, flachbauendes Kopplungsbauteil 40 realisiert werden.
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In der 9 ist im Detail der Aufbau der Kontaktierelemente 42 erkennbar. Das jeweilige Kontaktierelement 42 liegt auf einer Oberfläche eines Grundkörpers 41.1 des Kopplungsbauteils 40 auf und ist mit einem Verbindungsteil 42.2 durch die Fixiereinrichtung 41 geführt und darin gelagert. Der Modulkontaktteil 42.1 fällt gegenüber dem Grundkörper 41.1 ab, sobald er seitlich über diesen hinausragt, und geht dann in eine im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Grundkörpers 41.1 sich erstreckende Zunge über, mittels welcher eine Kontaktierung eines Substrats eines Strahlungsmoduls erfolgen kann. Durch diese Geometrie kann in Verbindung mit der Lagerung in dem Grundkörper 41.1 bzw. dem Absatz 41.3 mit einem einfachen Bauteil eine gute Federwirkung für eine ausreichend feste und sichere Kontaktierung eines Substrats bereitgestellt werden. Dadurch dass der Modulkontaktteil 42.1 auf der Oberfläche des Grundkörpers 41.1 aufliegt und eine Fixierung des anschließenden Verbindungsteils 42.2 innerhalb des Grundkörpers 41.1 erfolgt, kann ausgeschlossen werden, dass sich das Kontaktierelement 42 bei einer Vorspannung leicht verbiegt. Der Absatz 41.3 weist ferner eine Mantelfläche 41.3a auf, welche gewisse Toleranzbereiche einhält, um das Kopplungsbauteil 40 möglichst genau an einer Trägervorrichtung positionieren zu können. Über die Mantelfläche 41.3a kann eine Zentrierung des Kopplungsbauteils 40 und Ausrichtung des Kopplungsbauteils 40 in Bezug auf an der Trägervorrichtung angeordneten Strahlungsmodulen erfolgen.
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In der 10 ist schematisch anhand von drei den Ablauf einer Klemmung verdeutlichenden Skizzen beschrieben, wie in einem klemmenartigen Verbindungsteil 41.2 eines Kontaktierelements eine elektrische Verbindung 30 so eingegrenzt werden kann, dass eine Isolierung 31 der elektrischen Verbindung 30 verdrängt wird, und das Verbindungsteil 42.2 in elektrischen Kontakt mit einer Leitung 42 der elektrischen Verbindung 30 gerät. Dies kann durch Einschneiden der Isolierung 31 erfolgen, und das Einschneiden selbst kann dadurch erzielt werden, dass die elektrische Verbindung 30 an dem Verbindungsteil 42.2, welches gegebenenfalls scharfe Kanten aufweist, entlang geführt wird. Durch diese definierte Bewegung kann auch eine gasdichte Verbindung zwischen der Leitung 32 und dem Verbindungsteil 42.2 erzielt werden, was allein schon im Hinblick auf Korrosion Vorteile liefert. Feuchtigkeit dringt somit weniger leicht zwischen die Leitung 32 und die Isolierung 31 ein. Die Isolierung 31 liegt dabei dichtestmöglich an dem Verbindungsteil 42.2 an. Diese Art der Verbindung ist leicht zu handhaben, denn die Isolierung muss vorher nicht entfernt werden und es ergeben sich auch keine freiliegenden Leitungsabschnitte. Das Kontaktierelement 42 kann hierfür zumindest auch im Bereich des Verbindungsteils 42.2 mit einer speziellen Oberfläche, die z.B. galvanisch aufgebracht ist, ausgeführt sein, z.B. Zinn, um die Kontaktierung zwischen dem Verbindungsteil 42.2 und der Leitung 32 sowie der Isolierung 31 zu optimieren.
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In der 11 ist ein Verbindungsteil 42.2 gezeigt, welches aufeinander zulaufende Schneiden 42.2a aufweist, sodass bei einer Bewegung eines elektrischen Leiters 30 entlang der Schneiden 42.2a ein Druck automatisch von den Schneiden 42.2a auf den Leiter 30 ausgeübt wird. Auf diese Weise kann der elektrische Leiter 30 sehr sorgfältig und sauber angeschnitten werden und eine Kontaktierung der Leitung 32 auf zuverlässige und gut abgedichtete Weise erfolgen, ohne unnötig viele Teile einer Isolierung entfernen zu müssen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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