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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung aufweisend zumindest eine Lage eines Trägermaterials, zumindest ein Leuchtmittel und einen Anschlussdraht, der das Leuchtmittel elektrisch kontaktiert.
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Derartige Leuchtvorrichtungen sind grundsätzlich bekannt und umfassen beispielsweise LEDs als Leuchtmittel, welche auf dem Trägermaterial verteilt angeordnet sind. Auf diese Weise können z. B. streifenförmige oder flächige Leuchtvorrichtungen geschaffen werden, die insbesondere zur Hinterleuchtung von semitransparenten Schildern und dergleichen eingesetzt werden können.
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Üblicherweise werden möglichst wenige, dafür aber sehr helle Leuchtmittel eingesetzt, um den Aufwand für die elektrische Kontaktierung, also die Verkabelung, der Leuchtmittel zu reduzieren. Dies ist notwendig, da die Verkabelung meist von Hand erfolgt und damit sowohl zeit- als auch kostenaufwändig ist. Problematisch ist bei der Verkabelung auch die Befestigung des Anschlussdrahts zwischen verschiedenen Leuchtmitteln, wobei diese Befestigung zusätzlichen Aufwand verursacht.
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Es ist daher die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Leuchtvorrichtung und ein Verfahren zu deren Herstellung anzugeben, welche eine einfache und kostengünstige, insbesondere automatisierbare, Herstellung einer Leuchtvorrichtung ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche und insbesondere durch eine Leuchtvorrichtung gelöst, bei welcher der Anschlussdraht zumindest bereichsweise mittels einer Fügeverbindung an dem Trägermaterial fixiert ist, wobei die Fügeverbindung nur aus Material des Anschlussdrahts und des Trägermaterials besteht.
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Anders ausgedrückt ist der Anschlussdraht also ohne die Zugabe von zusätzlichem Material an dem Trägermaterial befestigt. Die Fügeverbindung kann z. B. durch Stoffschluss und/oder Formschluss von Trägermaterial und Anschlussdraht erzeugt werden. Diese Art der Befestigung des Anschlussdrahts an dem Trägermaterial eignet sich daher besonders für eine automatisierte Herstellung, die im Vergleich zu händischen Verfahren kostengünstiger, schneller und reproduzierbarer ist. Davon abgesehen entfällt die Bereitstellung eines zusätzlichen Materials oder von zusätzlichen Befestigungsmitteln, wie z. B. Klammern, Klebstoff und dergleichen, wodurch die Leuchtvorrichtung wiederrum wirtschaftlicher produzierbar ist.
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Zudem kann der Anschlussdraht im Herstellungsprozess links und rechts des Leuchtmittels an dem Trägermaterial befestigt werden, wodurch der Anschlussdraht über das Leuchtmittel hinweg gespannt werden kann und der Anschlussdraht zugleich über dem Leuchtmittel fixiert ist. Folglich kann der so gespannte Anschlussdraht auf einfache Weise elektrisch, z. B. mittels Löten oder Bonden, mit dem Leuchtmittel verbunden und abschließend auf die benötigte Länge gekürzt werden.
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Insbesondere ist das Trägermaterial im Bereich der Fügeverbindung eben und durchgängig ausgebildet, d. h. weist zumindest im Bereich der Fügeverbindung keine Aussparungen auf. Das Trägermaterial kann ebenfalls über seine gesamte Erstreckung eben und durchgängig geformt sein.
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Aufgrund der Möglichkeit, die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung schnell, wirtschaftlich und insbesondere automatisiert herzustellen eignet sie sich besonders für großflächige Anwendungen. Beispielsweise kann die Leuchtvorrichtung mit der Kontur von Schriftzeichen oder Symbolen gefertigt werden und der Hinterleuchtung von Schriftzügen, Schildern und dergleichen dienen.
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Die Möglichkeit zur schnellen und insbesondere automatisierten Herstellung der Leuchtvorrichtung erlaubt es auch, statt wenigen hellen Leuchtmitteln eine Vielzahl von Standardleuchtmitteln in der Leuchtvorrichtung einzusetzen. Dadurch können zum einen günstigere Leuchtmittel verwendet werden und zum anderen besitzt die so gestaltete Leuchtvorrichtung eine gleichmäßigere Lichtabstrahlung und Wärmeverteilung. Durch die gleichmäßigere Lichtabstrahlung kann wiederum der Abstand der Leuchtvorrichtung beispielsweise zu einem zu hinterleuchtenden Schild verringert werden.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Beschreibung, den Unteransprüchen und den Zeichnungen angegeben.
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Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform ist der Anschlussdraht im Bereich der Fügeverbindung zumindest bereichsweise, insbesondere unmittelbar, von dem Trägermaterial teilweise umgeben. Dies bedeutet, der Anschlussdraht kann zu seiner Befestigung zumindest teilweise im Bereich der Fügeverbindung in das Trägermaterial versenkt werden. Dies kann beispielsweise durch Druck auf den Anschlussdraht und/oder durch die Verwendung einer Sonotrode erfolgen. Die Sonotrode kann dabei den Anschlussdraht relativ zu dem Trägermaterial in Schwingungen, insbesondere im Ultraschallbereich, versetzen, wodurch es zu einer Verbindung von Anschlussdraht und Trägermaterial kommt und der Anschlussdraht zudem in dem Trägermaterial versenkt werden kann.
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Insbesondere weist der Anschlussdraht einen Durchmesser von kleiner 1,0 mm, insbesondere von kleiner 0,5 mm, bevorzugt von kleiner 0,15 mm auf. Ein derart dünner Anschlussdraht eignet sich besonders für dünnes Trägermaterial, wodurch die Leuchtvorrichtung insgesamt besonders dünn ausgebildet werden kann.
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Aufgrund des in dem Trägermaterial versenkten Anschlussdrahts ist der Raumbedarf der Leuchtvorrichtung im Bereich der Fügeverbindung sehr gering, wodurch auch die Leuchtvorrichtung selbst platzsparend und insbesondere besonders dünn und somit flexibel ausgestaltet werden kann.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Fügeverbindung zeitweise verflüssigtes Material des Trägermaterials und/oder des Anschlussdrahts, wobei der Anschlussdraht insbesondere eine Backlackschicht aufweist. Beispielsweise durch Erwärmung mittels einer Sonotrode und/oder eines beheizten Stempels kann das Trägermaterial und/oder der Anschlussdraht zum Teil verflüssigt werden und auf diese Weise nach dem Abkühlen und dem damit verbundenen Verfestigen die Fügeverbindung von Trägermaterial und Anschlussdraht schaffen.
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Bevorzugt umfasst der Anschlussdraht eine Backlackschicht. Diese kann eine leicht schmelzbare Lackschicht sein, z. B. PVB (Polyvinylbutyral), und kann ihren Schmelzpunkt bei einer Temperatur von etwa 120°C haben, wobei eine solche Temperatur auf einfache Art und Weise mittels einer Sonotrode oder eines beheizten Stempels erreicht werden kann. Der Anschlussdraht kann z. B. einen leitfähigen Kern aus Kupfer aufweisen, der von einer temperaturstabilen Isolationsschicht umgeben ist. Die Isolationsschicht kann wiederum von der Backlackschicht umgeben sein.
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Ein Anschlussdraht mit einer Backlackschicht kann bevorzugt bei Verwendung eines nicht nachgebenden Trägermaterials, wie beispielsweise einem Metall oder Glas, zum Einsatz kommen. Insbesondere kann ein leitfähiges Trägermaterial als Rückleiter für die Leuchtmittel dienen, wodurch der Aufwand zur separaten Verlegung von Anschlussdrähten als Rückleiter eingespart werden kann.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Trägermaterial aus einem, insbesondere flexiblen, bevorzugt nicht-transparenten, Kunststoff gebildet und umfasst bevorzugt ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) und/oder PVC (Polyvinylchlorid) und/oder PVB (Polyvinylbutyral) und/oder Synthetikfaserpapier. Die Verwendung eines Kunststoffes als Trägermaterial erlaubt wegen dessen plastischer Verformbarkeit sowohl das Einbetten des Anschlussdrahts in das Trägermaterial als auch die zeitweilige Verflüssigung des Trägermaterials aufgrund der üblicherweise relativ niedrigen Schmelztemperaturen von Kunststoffen.
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Bei Verwendung eines flexiblen Trägermaterials kann das Trägermaterial gewölbt oder gebogen werden, um eine dreidimensionale Form der Leuchtvorrichtung zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Leuchtvorrichtung als leuchtende Kugel ausgebildet werden, wobei nach entsprechendem zweidimensionalem Zuschnitt des Trägermaterials ein dreidimensionaler Körper geformt werden kann.
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Besonders bevorzugt weist die Leuchtvorrichtung zumindest eine an einer ersten Seite des Trägermaterials fixierte Platine auf, wobei eine erste Seite der Platine mit der ersten Seite des Trägermaterials verbunden ist, der Anschlussdraht an der ersten Seite des Trägermaterials fixiert ist und das Leuchtmittel auf einer zweiten Seite der Platine befestigt ist. Mit anderen Worten bildet das Trägermaterial den Untergrund der Leuchtvorrichtung, wobei an der Oberseite (der ersten Seite) des Trägermaterials eine Platine angeordnet und der Anschlussdraht mittels der Fügeverbindung befestigt ist. Auf der Oberseite der Platine (der zweiten Seite) ist das Leuchtmittel, beispielsweise eine LED, befestigt und strahlt im Betrieb somit von dem Trägermaterial weg. Die Unterseite der Platine (die erste Seite) kann mit der Oberseite des Trägermaterials z. B. verklebt sein. Die Platine mit dem Leuchtmittel kann somit automatisiert, z. B. mittels eines Pick-and-Place-Automaten auf dem Trägermaterial angeordnet werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann ein Leuchtmittel auf der ersten Seite der Platine befestigt sein und Licht durch eine Aussparung in dem Trägermaterial hindurch abstrahlen.
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Folglich können die Leuchtmittel nahezu beliebig innerhalb der Kontur der Leuchtvorrichtung angeordnet werden, wodurch auch komplexere Strukturen, wie Schriftzüge oder Symbole durch leuchtende Bildpunkte dargestellt werden können. Die Schriftzüge und Symbole können individuell angepasst werden, indem die Positionen der Leuchtmittel bei der Herstellung der Leuchtvorrichtung entsprechend festgelegt werden.
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Bevorzugt ist zumindest auf 50%, insbesondere auf 75%, bevorzugt im Wesentlichen auf allen, der Platinen jeweils nur ein einzelnes Leuchtmittel angeordnet.
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Dies bedeutet, dass zumindest auf 50% der Platinen jeweils nur genau ein Leuchtmittel vorgesehen ist. Die Platinen können insbesondere als flexible Platinen ausgebildet sein. Die Platinen sind an der ersten Seite des Trägermaterials fixiert und liegen bevorzugt an dem Trägermaterial, insbesondere direkt, an.
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Zur Herstellung der Leuchtvorrichtung kann eine große Anzahl von Platinen benötigt werden, auf welchen jeweils ein einziges Leuchtmittel angeordnet wird. Somit können die Platinen für die einzelnen Leuchtmittel identisch ausgebildet sein. Folglich können die Platinen in sehr großen Stückzahlen hergestellt und in einem Prozess mit ebenfalls großer Stückzahl mit je einem Leuchtmittel bestückt werden, um anschließend in der Leuchtvorrichtung angeordnet zu werden. Aufgrund der hohen zu erzielenden Stückzahl für die Platinen mit einzelnem Leuchtmittel sinken die Herstellungskosten und Bestückungskosten für eine einzelne Platine sehr stark, wodurch auch die Leuchtvorrichtung besonders wirtschaftlich herstellbar ist. Dies gilt im Besonderen bei großflächigen Leuchtvorrichtungen, bei welchen die Platinen nur einen geringen Teil der Fläche der Leuchtvorrichtung überdecken.
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Anstelle von Platinen können auch Kunststoffplatten verwendet werden, an welchen die Leuchtmittel befestigt sind.
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Alternativ kann auf die Platine bzw. die Platinen auch verzichtet werden, wobei die Leuchtmittel direkt an dem Trägermaterial befestigt werden. Beispielsweise können als Leuchtmittel LEDs zum Einsatz kommen, die große Kontaktflächen aufweisen, wobei die Anschlussdrähte direkt an den Kontaktflächen elektrisch kontaktiert werden.
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Bevorzugt umfasst die Leuchtvorrichtung Leuchtmittel, die einen LED-Die umfassen, welcher insbesondere mit Silikon bedeckt ist. Bei der Herstellung der Leuchtmittel wird zu diesem Zweck ein LED-Die, also das Halbleiterelement einer LED auf einer Platine oder einem Blechformteil befestigt und beispielsweise mittels Bonden elektrisch mit der Platine kontaktiert. Anschließend wird der LED-Die mit einem transparenten Silikon eingegossen, um diesen gegen Beschädigung und Umwelteinflüsse zu schützen. Durch die Verwendung eines reinen LED-Dies kann das Leuchtmittel im Vergleich zu herkömmlichen LEDs kleiner und flacher ausgebildet werden. Beispielsweise kann der LED-Die in eine angepasste Vertiefung der Platine eingesetzt werden, durch welche der LED-Die zugleich gehalten und ausgerichtet wird.
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Zudem tritt bei Silikon – anders als bei dem in LEDs häufig verwendeten Epoxidharzen – keine Trübung über die Zeit durch das von dem LED-Die emittierte Licht auf. Alternativ kann anstelle eines Silikons auch ein Epoxidharz, ein Polyurethan oder ein sonstiges transluzentes Vergussmittel verwendet werden.
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Vorteilhafterweise kann als LED-Die ein sogenannter Flip-Chip verwendet werden, also ein LED-Die dessen Halbleitersubstrat direkt auf einer Kontaktfläche der Platine aufgebracht bzw. aufgelötet werden kann. Dadurch kann das Bonden des LED-Dies eingespart werden. Der Einsatz von Flip-Chip-LEDs minimiert zudem das Risiko des Ausfalls von in Reihe geschalteten LED-Strängen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Leuchtvorrichtung ein Oberflächenmaterial, welches zumindest eine Aussparung für das oder die Leuchtmittel umfasst, und an der ersten Seite des Trägermaterials befestigt ist. Das Oberflächenmaterial kann also als sichtseitiges Material dienen, wobei sämtliche Anschlussdrähte, Platinen und Leuchtmittel zwischen dem Oberflächenmaterial und dem Trägermaterial zu liegen kommen können. Als Oberflächenmaterial kann z. B. ein Tapetenmaterial oder ein Textilmaterial zum Einsatz kommen. Die Leuchtvorrichtung kann sichtseitig somit den Eindruck einer Tapete oder eines Textilstoffes vermitteln, wobei das oder die Leuchtmittel durch eine oder mehrere Aussparungen in dem Oberflächenmaterial hindurch Licht abstrahlen können. Umfasst die Leuchtvorrichtung mehrere Leuchtmittel, so können beispielsweise auch Schriftzüge, Symbole und dergleichen mit einer entsprechenden Anordnung der Leuchtmittel auf dem Trägermaterial dargestellt werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Trägermaterial und/oder das Oberflächenmaterial in Bereichen ausgeschnitten, in welchen keine Leuchtmittel und/oder Anschlussdrähte vorgesehen sind. Die Ausschnitte können z. B. dazu dienen, eine Haftvermittlung zwischen dem das Oberflächenmaterial tragenden Untergrund und dem Untergrund herzustellen. Beispielsweise kann das Trägermaterial großflächig ausgespart werden, um in Verbindungen mit Oberflächenmaterial in Form einer Fliese eine Verlegung derselben mit üblichen Fliesenklebern zu ermöglichen, wobei die Fliese trotz angebrachtem Trägermaterial durch die Ausschnitte des Trägermaterials in direktem Kontakt mit dem Fliesenkleber kommt.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchtvorrichtung der vorstehend erläuterten Art. Das Verfahren umfasst, dass das Leuchtmittel an dem Trägermaterial befestigt wird und das Leuchtmittel mittels des Anschlussdrahts elektrisch kontaktiert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Fügeverbindung mittels einer Relativbewegung des Trägermaterials und des Anschlussdrahts zueinander und/oder mittels Erhitzen des Trägermaterials und/oder des Anschlussdrahts erzeugt wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erzeugt eine Sonotrode mittels Schwingungen, insbesondere in einer Richtung senkrecht zur Erstreckungsebene des Trägermaterials, die Fügeverbindung. Durch die Schwingungen der Sonotrode kann der Anschlussdraht relativ zu dem Trägermaterial bewegt werden, wodurch sich Trägermaterial und Anschlussdraht erwärmen und eine Schweißverbindung miteinander eingehen. Insbesondere kann die Richtung der Schwingungen der Sonotrode senkrecht zu der Erstreckungsebene des Trägermaterials ausgerichtet sein, wodurch die Sonotrode von „oben” auf den Anschlussdraht schlägt und den Anschlussdraht so zusätzlich zumindest teilweise in das Trägermaterial versenken kann.
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Bevorzugt umfasst die Sonotrode eine Aussparung, welche in einer Richtung senkrecht zu dem Trägermaterial durch die Sonotrode hindurch verläuft. Die Aussparung kann also insbesondere in der Schwingungsrichtung der Sonotrode angeordnet sein. Durch die Aussparung kann der Anschlussdraht geführt werden und beim Austritt aus dem dem Trägermaterial zugewandten Ende der Aussparung direkt mit dem Trägermaterial verbunden werden. Auf diese Weise kann die Sonotrode eine doppelte Funktion erfüllen. Zum einen erzeugt die Sonotrode die Fügeverbindung von Anschlussdraht und Trägermaterial. Zum anderen ist auf diese Weise die Positionierung bzw. die Führung des Anschlussdrahts während des Verlegens möglich. Ein vorhergehender Arbeitsschritt zur Verlegung des Anschlussdrahts wird somit vorteilhafterweise eingespart.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erhitzt bei dem Erzeugen der Fügeverbindung ein beheizter Stempel, d. h. ein Heizelement, das Trägermaterial und/oder den Anschlussdraht. Durch den beheizten Stempel kann beispielsweise eine Backlackschicht des Anschlussdrahts und/oder das Trägermaterial zeitweise und bereichsweise verflüssigt werden, wodurch ebenfalls eine Verbindung von Anschlussdraht und Trägermaterial entsteht. Der beheizte Stempel kann alternativ oder zusätzlich zu der Sonotrode eingesetzt werden. Wird der beheizte Stempel anstelle der Sonotrode verwendet, so kann in dem beheizten Stempel ebenfalls eine Aussparung zur Führung des Anschlussdrahtes vorgesehen sein, um wie bei der Sonotrode das Verlegen des Anschlussdrahts zu vereinfachen. Die Aussparung in dem beheizten Stempel kann zu diesem Zweck ähnlich zu der Aussparung in der Sonotrode ausgebildet sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird eine Position des Leuchtmittels oder der Leuchtmittel anhand einer gewünschten Helligkeit und/oder einer gewünschten Leuchtdichte und einer gewünschten Kontur der Leuchtvorrichtung berechnet. Die Leuchtdichte wird dabei üblicherweise in der Einheit Candela pro Quadratmeter (cd/m2) angegeben. Aus der Leuchtdichte und der Fläche der Leuchtvorrichtung ergibt sich somit die Lichtleistung bzw. der Lichtstrom (gemessen z. B. in Lumen).
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Aus der gewünschten Kontur der Leuchtvorrichtung ergibt sich die Größe der Leuchtvorrichtung, wobei die Kontur auch den Abstand der Leuchtmittel von einem Rand der Kontur umfassen kann. Anhand der Größe und der gewünschten bzw. vorgegebenen Leuchtdichte kann aufgrund bekannter Parameter der Leuchtmittel (wie z. B. deren Lichtstrom), eines reflektierenden Trägermaterials und/oder eines Diffusors kann berechnet werden, an welchen Positionen die Leuchtmittel angeordnet werden müssen, um die gewünschte Leuchtdichte zu erreichen. Dabei müssen umso mehr Leuchtmittel pro Flächeneinheit eingesetzt werden, je größer die gewünschte Leuchtdichte ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Anordnung des Anschlussdrahts anhand der Position des Leuchtmittels bzw. der Leuchtmittel und der gewünschten Kontur des Leuchtmittels berechnet. Um eine möglichst weitgehend automatisierte Herstellung der Leuchtvorrichtung zu ermöglichen, kann die Anordnung des Anschlussdrahts, d. h. der Verlauf des Anschlussdrahts, aus der Kontur der Leuchtvorrichtung und der vorher berechneten Position/Positionen des Leuchtmittels/der Leuchtmittel berechnet werden. Die Berechnung der Anordnung kann z. B. von einem sogenannten „Autorouter” vorgenommen werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Kontur der Leuchtvorrichtung automatisiert aus einer computerlesbaren Datei, insbesondere einer CAD-Datei, bevorzugt einer DXF-Datei, ausgelesen, wobei zumindest einer der weiteren Verfahrensschritte automatisiert ausgeführt wird. Das automatisierte Auslesen der Kontur einer zu fertigenden Leuchtvorrichtung ermöglicht die weitere Automatisierung des Herstellungsprozesses der Leuchtvorrichtung. Prinzipiell können allein aus der Kontur und der gewünschten Leuchtdichte die Positionen der Leuchtmittel und die Anordnung der Anschlussdrähte berechnet werden, wobei zumindest ein weiterer der voranstehend erläuterten Verfahrensschritte automatisiert ausgeführt werden kann. Insbesondere können auch sämtliche Verfahrensschritte automatisiert ausgeführt werden, beispielsweise mittels der Verwendung von Pick-and-Place-Automaten zur Anordnung der Leuchtmittel und des bereits erläuterten Verlegens der Anschlussdrähte mittels einer Sonotrode.
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Eine erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung kann beispielsweise spezifisch auf Kundenwunsch gefertigt werden, indem von einem Kunden in einem Web-Portal eine DXF-Datei mit der Kontur der gewünschten Leuchtvorrichtung hochgeladen wird. Die Kontur kann beispielsweise eine Pfeilform sein, wobei die zu fertigende Leuchtvorrichtung z. B. der Hinterleuchtung eines Hinweispfeils dienen kann.
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Weiterhin kann der Kunde eine gewünschte Leuchtdichte spezifizieren. Daraufhin kann eine vollautomatisierte Herstellung der Leuchtvorrichtung beginnen. Zunächst können die Positionen der als Leuchtmittel verwendeten LEDs und der zur elektrischen Kontaktierung der LEDs benötigten Anschlussdrähte berechnet werden. Insbesondere kann die Position der Anschlussdrähte derart gewählt werden, dass jeweils in Reihe geschaltete Gruppen von maximal 20 LEDs entstehen, wobei die Anschlussdrähte der Gruppen von LEDs an zentralen Kontaktpunkten elektrisch kontaktiert werden können, um dort einen Anschluss an eine Stromquelle zu ermöglichen. Die Gruppen von LEDs können elektrisch jeweils einer Treiberschaltung zugeordnet sein.
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Mit Abschluss der Berechnung der Positionen von Leuchtmitteln und Anschlussdrähten können in einem automatisierten Verfahren die auf Platinen aufgebrachten Leuchtmittel auf einem Trägermaterial aufgeklebt werden. Danach erfolgt die Verlegung der Anschlussdrähte, wobei die Anschlussdrähte im Wesentlichen durchgängig zwischen zwei Platinen mittels der Sonotrode an dem Trägermaterial fixiert werden. Die elektrische Kontaktierung der Anschlussdrähte an den Platinen kann mittels Bonden, Löten oder ebenfalls mittels Verschweißen durch die Sonotrode erfolgen. Zu diesem Zweck kann die Sonotrode beispielsweise mittels eines Plotters oder eines X-Y-Tisches bewegt und damit positioniert werden.
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Zur Fertigstellung der Leuchtvorrichtung kann das Trägermaterial der Leuchtvorrichtung noch entsprechend der angegebenen Kontur ausgeschnitten werden.
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Die Erfindung wird nun rein beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 Eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung;
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2(a) eine erste Ausführungsform einer Fügeverbindung von Anschlussdraht und Trägermaterial und (b) eine zweite Ausführungsform einer Fügeverbindung; und
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3 Die Herstellung einer Fügeverbindung mittels einer Sonotrode.
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1 zeigt eine Leuchtvorrichtung 10, welche ein Synthetikfaserpapier 12 als Trägermaterial umfasst. Auf dem Synthetikfaserpapier 12 ist eine Vielzahl von Platinen 14 aufgeklebt, von welchen zwei Platinen 14 gezeigt sind. Auf den Platinen 14 ist wiederrum jeweils eine LED 16 aufgelötet. Die Platinen 14 sind auf einer Oberseite des Synthetikfaserpapiers 12 aufgeklebt. Die LEDs 16 sind auf den Oberseiten der Platinen 14 angeordnet und strahlen im Betrieb von dem Synthetikfaserpapier 12 weg gerichtetes Licht ab.
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Die Platinen 14 sind über Anschlussdrähte 18 elektrisch kontaktiert, wobei die Platinen 14 jeweils mit den LEDs 16 elektrisch verbunden sind. Die Anschlussdrähte 18 sind in einem Großteil der Länge zwischen den Platinen 14 mit dem Synthetikfaserpapier 12 mittels einer Fügeverbindung verbunden. Der Abschnitt in dem die Anschlussdrähte 18 mit dem Synthetikfaserpapier 12 verbunden sind ist als Verbindungsabschnitt 20 gekennzeichnet.
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Die Leuchtvorrichtung 10 ist durch ein Oberflächenmaterial aus Tapetenpapier 21 vervollständigt, welches derart auf das Synthetikfaserpapier 12 aufgeklebt ist, dass die LEDs 16 in Ausschnitten 21a zu liegen kommen und somit Licht durch die Ausschnitte 21a hindurch abstrahlen können. Die Platinen 14 und die Anschlussdrähte 18 liegen zwischen dem Synthetikfaserpapier 12 und dem Tapetenpapier 21.
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Im Betrieb fließt durch die Anschlussdrähte 18 der von den LEDs 16 benötigte Strom. Die Verbindung zwischen den Anschlussdrähten 18 und dem Synthetikfaserpapier 12 kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen, wie in 2 gezeigt ist.
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2a zeigt eine erste Fügeverbindung, bei welcher der Anschlussdraht 18 teilweise in das Synthetikfaserpapier 12 eingelassen ist.
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In 2b ist ein Anschlussdraht 18 mit einem leitenden Kern 22 dargestellt, der von einer isolierenden PU-Schicht 23 umhüllt ist. Die PU-Schicht 23 ist von einem Backlack 24 umgeben. Der Backlack 24 wurde bereichsweise verflüssigt und verbindet somit den Anschlussdraht 18 mit dem Synthetikfaserpapier 12.
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Die Fügeverbindungen gemäß 2 können beispielsweise mit einer Sonotrode erzeugt werden, wie dies in 3 dargestellt ist.
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3 zeigt eine Sonotrode 26, welche senkrecht zu der Erstreckungsebene des Synthetikfaserpapiers 12 in Schwingungen im Ultraschallbereich versetzt ist. Die Schwingungsrichtung der Sonotrode 26 ist durch den Pfeil 28 angedeutet. Die Sonotrode 26 umfasst eine durchgängige Bohrung 30, die in Schwingungsrichtung 28 verläuft. Durch die Bohrung 30 wird der Anschlussdraht 18 geführt und im Bereich eines unteren Endes der Bohrung 30 durch die Schwingung der Sonotrode 26 mit dem Synthetikfaserpapier 12 verbunden. Die Sonotrode 26 bewegt sich dabei entlang einer Bewegungsrichtung 32, wodurch ein kontinuierliches Verlegen und Befestigen des Anschlussdrahts 18 gestattet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Leuchtvorrichtung
- 12
- Synthetikfaserpapier
- 14
- Platine
- 16
- LED
- 18
- Anschlussdraht
- 20
- Verbindungsabschnitt
- 21
- Tapetenpapier
- 21a
- Aussparung
- 22
- leitender Kern
- 23
- PU-Schicht
- 24
- Backlack
- 26
- Sonotrode
- 28
- Schwingungsrichtung
- 30
- Bohrung
- 32
- Bewegungsrichtung
