DE102014104433A1

DE102014104433A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten eines LED-Streifens

Info

Publication number: DE102014104433A1
Application number: DE102014104433.9A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: DOLLKEN KUNSTSTOFFVERARBEITUNG GmbH; DOLLKEN-KUNSTSTOFFVERARBEITUNG GmbH
Current assignee: DOELLKEN PROFILES GMBH, DE
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2015-10-01

Abstract

1. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines LED-Streifens, welches ein in einem Kunststoffmantel eingebettetes und mit elektrischen Leitern, elektrischen Bauelementen und Leuchtdioden bestücktes LED-Funktionsband aufweist, wobei ein Abschlussende des LED-Streifens in ein temperierbares Abschlusswerkzeug eingelegt wird und wobei in das Abschlusswerkzeug eine Schmelze eines thermoplastischen Abschlusskunststoffs eingespritzt wird, welcher das Abschlussende vollständig umschließt und nach Abkühlung unter Bildung einer Abschlusskappe und einer stoffschlüssigen Verbindung mit dem Kunststoffmantel flüssigkeitsdicht verschließt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines LED-Streifens, wobei ein solcher LED-Streifen ein in einen Kunststoffmantel eingebettetes LED-Funktionsband aufweist, das mit Leuchtdioden, elektrischen Leitern und ggf. sonstigen elektrischen Bauelementen bestückt ist. Ein solcher LED-Streifen wird in der Regel aus einem durch Kunststoffextrusion hergestellten (endlosen) LED-Band durch entsprechende Konfektionierung erhalten.
Bestücktes LED-Funktionsband meint im Rahmen der Erfindung ein Trägerband, welches z. B. in vorgegebenen Abständen mit einer Vielzahl von Leuchtdioden (LED's) bestückt ist und welches außerdem mit in Längsrichtung des Trägerbandes verlaufenden Leiterbahnen und darüber hinaus mit elektrischen bzw. elektronischen Bauelementen bestückt ist, die in üblicher Weise für den Betrieb der Leuchtdioden erforderlich sind. Das LED-Funktionsband bildet folglich ein Vorprodukt für die Herstellung des LED-Bandes. Solche LED-Funktionsbänder sind ans der Praxis grundsätzlich bekannt, sie werden in der Regel mit einer Versorgungsspannung von 12 V oder 24 V (Gleichstrom) betrieben. Zur Herstellung eines LED-Bandes wird das beschriebene LED-Funktionsband in einer Extrusionsvorrichtung kontinuierlich in eine Schmelz aus zumindest einem (transparenten) thermoplastischen Kunststoff eingebettet. Transparent meint im Rahmen der Erfindung transparent für sichtbares Licht. Davon soll auch bloße (streuende) Lichtdurchlässigkeit, Transluzents und Opazität umfasst sein. Es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, dass LED-Funktionsband im Wege der Mehrfachextrusion in mehrere Kunststoff bzw. Kunststoffschichten einzubetten.
Die Herstellung solcher LED-Bänder ist z. B. aus der EP 2 444 227 A1 und der EP 2 444 230 A1 bekannt.
Solche LED-Bänder und insbesondere die Herstellung durch Kunststoffextrusion haben sich in der Praxis bewährt. Damit gelingt die Herstellung auch in verhältnismäßig großen Längen. Solche LED-Bänder können dann in diesen Längen als sehr lange LED-Streifen unmittelbar verwendet werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die langen LED-Bänder in den gewünschten Längen zu konfektionieren und folglich in LED-Streifen zu schneiden. Dazu ist das LED-Funktionsband bevorzugt mit in vorgegebenen Abständen angeordneten Anschlussstellen, sogenannten "Piercingstellen" versehen. An diesen "Piercingstellen" lässt sich das LED-Band einfach abschneiden und kontaktieren. Diese Kontaktierung bereitet in der Praxis häufig Probleme. Wichtig ist dabei die Tatsache, dass die LED-Bänder aufgrund der eingebetteten elektronischen Bauelemente grundsätzlich feuchtigkeitsdicht ausgebildet sind und folglich auch für den Außeneinsatz geeignet sind. Dieses gilt jedoch nicht uneingeschränkt auch für die Anschlussbereiche, in denen die LED-Bänder elektrisch kontaktiert und folglich über Kabel mit Spannungsversorgungen verbunden werden. – Hier setzt die Erfindung ein.
Mit der elektrischen Verbindung von LED-Bändern bzw. der Kontaktierung befasst sich z. B. die DE 10 2009 019 285 A1 . Es wird ein Verbindungselement vorgesehen, das nach einem Durchtrennen eines Kontaktbereichs des LED-Bandes auf den Kontaktbereich aufgebracht wird und mittels Aufbringen des Verbindungselementes auf den Kontaktbereich ein Stromkreis auf der Einheitsleiterplatte des LED-Bandes geschlossen wird. Ein solches Verbindungselement kann ein Gehäuse und eine Platine aufweisen, wobei das Gehäuse als Spritzgussteil ausgeführt sein kann. Alternativ besteht die Möglichkeit eines Vergusses oder das Aufbringen eines Schmelzklebstoffs.
In der US 8 257 110 B2 wird die Herstellung eines Anschlusses eines LED-Streifens beschrieben, wobei endseitig in den LED-Streifen durch Spritzgießen eine Anschlussbuchse integriert wird.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem sich ein LED-Streifen an einem Abschlussende einfach und schnell kontaktieren lässt, wobei bevorzugt eine flüssigkeitsdichte Kontaktierung gewährleistet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung ein Verfahren zum Bearbeiten eines LED-Streifens, wobei der LED-Streifen ein in einem Kunststoffmantel eingebettetes und mit Leuchtdioden und elektrischen Leitern und ggf. sonstigen elektrischen Bauelementen bestücktes LED-Funktionsband aufweist,
wobei ein Abschlussende des LED-Streifens in ein temperierbares Abschlusswerkzeug eingelegt wird und
wobei in einem Formraum des Abschlusswerkzeuges eine Schmelze eines thermoplastischen Abschlusskunststoffs eingespritzt wird, welcher das Abschlussende vollständig umschließt und nach Abkühlung unter Bildung einer Abschlusskappe und einer stoffschlüssigen Verbindung mit dem Kunststoffmantel flüssigkeitsdicht verschließt.
Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass sich die Enden eines (konfektionierten) LED-Streifens einwandfrei und insbesondere auch flüssigkeitsdicht abschließen lassen, indem das jeweilige Abschlussende des Streifens mit einem thermoplastischen Kunststoff vollständig umspritzt wird, so dass im Zuge des Umspritzens eine Abschlusskappe entsteht, die stoffschlüssig mit der Kunststoffummantelung des LED-Streifens verbunden ist.
Erfindungsgemäß wird folglich nicht eine separat gefertigte Abschlusskappe auf das Ende des LED-Streifens aufgesetzt und mit diesem verbunden, sondern die Abschlusskappe entsteht erst im Zuge des Umspritzens unmittelbar am LED-Streifen selbst.
Dieses Verfahren eignet sich zunächst einmal für eine einwandfreie und insbesondere flüssigkeitsdichte Kontaktierung des LED-Streifens mit einem Anschlusskabel (für die Stromversorgung). Dazu werden an einem freien Abschlussende die elektrischen Leiter des LED-Funktionsbandes freigelegt, indem durch gleichsam "Abisolieren" ein Teil des Kunststoffmantels des LED-Streifens entfernt wird. Anschließend lassen sich die Enden der elektrischen Leiter (an den sogenannten Piercing-Stellen) mit einem Anschlusskabel elektrisch kontaktieren. Eine solche Kontaktierung im Bereich der Piercing-Stellen mit einem Anschlusskabel ist aus der Praxis grundsätzlich bekannt. Erfindungsgemäß wird nun jedoch das Abschlussende des LED-Streifens mit dem daran angeschlossenen Kabelende in das Abschlusswerkzeug eingelegt und das Abschlussende und das Kabelende werden dann unter Bildung einer als Kontaktierungskappe ausgebildeten Abschlusskappe umspritzt. Nach elektrischer Kontaktierung erfolgt folglich das Umspritzen des Abschlussendes unter Bildung einer Abschlusskappe, die in diesem Fall als sogenannte Kontaktierungskappe ausgebildet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren wird folglich besonders bevorzugt im Bereich des zu kontaktierenden Anschlussendes des LED-Streifens eingesetzt.
Alternativ oder ergänzend ist es jedoch zweckmäßig, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch ein nicht zu kontaktierendes Abschlussende eines LED-Streifens zu bearbeiten. Denn die LED-Streifen werden bevorzugt durch Konfektionierung aus (endlosen) LED-Bändern erzeugt, so dass an beiden gegenüberliegenden Enden die elektrischen Leiter im Bereich der Piercing-Stellen zumindest geringfügig freiliegen können. Insbesondere für einen Außeneinsatz ist es dann erforderlich, nicht nur das Anschlussende zu bearbeiten, sondern auch das gegenüberliegende Abschlussende. Dazu wird das nicht mit einem elektrischen Kabel verbundene Abschlussende in das Abschlusswerkzeug eingelegt und unter Bildung einer als Endkappe ausgebildeten Abschlusskappe umspritzt. Erfindungsgemäß lassen sich folglich nicht nur Kontaktierungskappen, sondern auch Endkappen erzeugen, die ebenso stoffschlüssig mit dem LED-Streifen verbunden werden, so dass das in den Kunststoffmantel eingebettete LED-Funktionsband mit seinen elektrischen Komponenten anschließend wieder vollständig gekapselt ist.
Damit lassen sich Lichtquellen in Form von LED-Streifen bzw. LED-Bändern zur Verfügung stellen, die mit flüssigkeitsdichten Anschlüssen bzw. Abschlüssen versehen sind und auch für einen Einsatz nach IB Schutzart 68 geeignet sind.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden im Folgenden erläutert.
So liegt es im Rahmen der Erfindung, dass das Abschlusswerkzeug vor und/oder während des Einspritzens des Kunststoffs zumindest Bereichsweise erwärmt wird. Dadurch gelingt eine einwandfreie Verfahrensführung und auch eine zuverlässige Verbindung der einzuspritzenden Schmelze mit der Kunststoffummantelung des LED-Streifens. Dabei ist jedoch zweckmäßig, nicht den gesamten Bereich des Abschlusswerkzeuges zu erwärmen. Denn es muss sichergestellt werden, dass die elektronischen Komponenten, insbesondere die Leuchtdioden oder auch entsprechende Chips auf dem LED-Funktionsband nicht beschädigt werden. Daher ist es zweckmäßig, wenn das Abschlusswerkzeug vor und/oder während des Einspritzens nur in einem Endbereich des LED-Streifens (im Bereich der Piercing-Stelle, in der lediglich elektrische Leiter angeordnet sind) erwärmt wird und wenn das Abschlusswerkzeug in einem sich an diesem Endbereich anschließenden inneren Bereich gekühlt wird. Eine solche partielle Kühlung vor und/oder während des Einspritzens verhindert Beschädigungen des LED-Funktionsbandes und insbesondere der darauf angeordneten Komponenten. Der zu erwärmende Endbereich ist vorzugsweise der Bereich des Formraums des Werkzeuges.
Auch wenn es zweckmäßig ist, den dem Endbereich des LED-Streifens zugeordneten Bereich des Abschlusswerkzeuges vor und/oder während des Einspritzens zu erwärmen, schlägt die Erfindung in bevorzugter Weiterbildung vor, dass das Abschlusswerkzeug nach dem Einspritzen (vollständig) gekühlt wird, um ein schnelles und zuverlässiges Aushärten der Kunststoffschmelze zu gewährleisten.
Vor diesem Hintergrund ist es zweckmäßig, ein Abschlusswerkzeug zu verwenden, das in verschiedenen Werkzeugbereichen jeweils sowohl heizbar als auch kühlbar ist, um eine flexible Verfahrensführung zu ermöglichen. Einzelheiten werden im Folgenden noch erläutert.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines LED-Streifens nach einem Verfahren der beschriebenen Art. Eine solche Vorrichtung weist zumindest ein Abschlusswerkzeug mit zumindest zwei Werkzeugteilen, z. B. Werkzeugoberteil und Werkzeugunterteil wobei zwischen den Werkzeugteilen, z. B. Oberteil und Unterteil, ein Formraum gebildet wird. Das zu bearbeitende Abschlussende des LED-Streifens wird in dieses Abschlusswerkzeug eingelegt und in der beschriebenen Weise mit thermoplastischem Kunststoff, nämlich dem "Abschlusskunststoff" umspritzt. Erfindungsgemäß ist das Abschlusswerkzeug bzw. zumindest eines der Werkzeugteile temperierbar, und zwar zumindest bereichsweise temperierbar.
So besteht insbesondere die Möglichkeit, dass Werkzeug vor und/oder während des Einspritzens der Schmelze in der beschriebenen Weise zu erwärmen.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung mit besonderer Bedeutung weist das temperierbare Werkzeug bzw. ein temperierbares Werkzeugteil zumindest einen ersten Werkzeugbereich und einen zweiten Werkzeugbereich auf, wobei der erste Werkzeugbereich dem Endbereich des LED-Streifens und bevorzugt dem Formraum und der zweite Werkzeugbereich einem sich an dem Endbereich anschließenden inneren Bereich des LED-Streifens zugeordnet ist. Erfindungsgemäß sind diese beiden sich in Streifenlängsrichtung hintereinander erstreckenden Werkzeugbereiche separat temperierbar. Dazu ist es zweckmäßig, wenn dass Abschlusswerkzeug mit mehreren Temperierelementen ausgerüstet ist, wobei ein erstes Temperierelement in dem ersten Werkzeugbereich und ein zweites Temperierelement in dem zweiten Werkzeugbereich angeordnet ist. Auf diese Weise besteht z. B. die Möglichkeit, im Zuge des Einspritzens des thermoplastischen Kunststoffs einerseits den ersten Werkzeugbereich zu erhitzen und anderseits den zweiten Werkzeugbereich zu kühlen, um Beschädigungen der elektronischen Komponenten zu vermeiden.
Nach bevorzugter Weiterbildung ist das Temperierelement bzw. sind die Temperierelemente als (thermisch) umkehrbare Temperierelemente ausgebildet. Umkehrbares Temperierelement meint, dass dieses sowohl als Heizelement als auch als Kühlelement einsetzbar ist. Dazu kann das Temperierelement z. B. als Peltierelement ausgebildet sein. Ein solches Peltierelement wird in der Regel mit einer Gleichspannung versorgt. Durch Pohlungswechsel der Gleichspannung ändert sich die Richtung des Wärmeflusses, so dass das Peltierelement durch entsprechende Pohlung einerseits als Kühlelement und andererseits als Heizelement eingesetzt werden kann. Sofern zwei Temperierelemente verwendet werden, sind bevorzugt beide Temperierelemente als umkehrbare Temperierelemente ausgebildet. So besteht z. B. die Möglichkeit, im Zuge des Einspritzens des thermoplastischen Kunststoffs den ersten Werkzeugbereich zu erwärmen und den zweiten Werkzeugbereich zu kühlen. Nach dem Einspritzen des Kunststoffs lässt sich dann die Temperierung des ersten Temperierelementes umkehren, so dass dann beide Temperierelemente als Kühlelemente arbeiten.
Insbesondere dann, wenn mit zwei Temperierelementen gearbeitet wird, ist es zweckmäßig, zwischen dem ersten (temperierbaren) Werkzeugbereich und dem zweiten (temperierbaren) Werkzeugbereich eine Wärmeflussreduzierung vorzusehen. Eine solche Wärmeflussreduzierung kann z. B. durch eine Materialreduzierung in dem Werkzeugteil ausgebildet sein, in dem die Temperierelemente angeordnet sind. Alternativ oder ergänzend können thermische Isolierungen aus geeignetem Material zwischen den Werkzeugbereichen angeordnet sein. Solche Maßnahmen verhindern einen übermäßigen Wärmefluss aus dem ersten Werkzeugbereich in den zweiten Werkzeugbereich, so dass z. B. beim Erwärmen des ersten Werkzeugbereichs die Kühlung im zweiten Werkzeugbereich nicht übermäßig beeinflusst wird und umgekehrt.
Es wurde beispielhaft beschrieben, dass ein Werkzeugteil, z. B. das Werkzeugunterteil temperierbar ist. Alternativ kann auch das obere Werkzeugteil temperierbar sein und es liegt ebenfalls im Rahmen der Erfindung, dass sowohl das Werkzeugunterteil als auch das Werkzeugoberteil temperiert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform steht die selektive Temperierung verschiedener Bereiche des LED-Bandes im Vordergrund. Dieses kann durch die beschriebene unterschiedliche Temperierung verschiedener Werkzeugbereiche erfolgen. Alternativ kann der erste Werkzeugbereich, der temperierbar ist und dem Formraum zugeordnet ist, Teil des Werkzeuges sein und der zweite Bereich, der nicht erwärmt, sondern gekühlt wird, dann als separater Bereich außerhalb des Werkzeuges liegen und einen separaten Kühlbereich bilden. Die beschriebenen Vorteile lassen sich in der beschriebenen Weise folglich auch dann erreichen, wenn der zweite Bereich, welcher bevorzugt gekühlt wird, nicht unmittelbar Bestandteil des Werkzeuges ist, sondern sich als separater Kühlbereich an das Werkzeug anschließt.
Die Temperierelemente können im Übrigen auf einem Grundkörper angeordnet sein, welcher z. B. (rückseitig) mit einem Kühlkörper versehen ist.
Im Folgenden wird Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiels darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
1 einen LED-Streifen in einer Draufsicht,
2 den LED-Streifen nach 1 mit angeschlossenem Kabel und Kontaktierungskappe,
3 ein Abschlusswerkzeug mit eingelegtem LED-Streifen in einer vereinfachten schematischen Darstellung,
4a den Gegenstand nach 3 während einer Heizphase und
4b den Gegenstand nach 3 während einer Kühlphase,
5a einen kontaktierten LED-Streifen mit Kontaktierungskappe,
5b den Gegenstand nach 5a in einer abgewandelten Ausführungsform und
5c einen LED-Streifen mit Endkappe.
In 1 ist ein LED-Streifen 1 dargestellt, der z. B. durch Konfektionierung aus einem (endlosen) LED-Band abgetrennt wird. Ein solcher LED-Streifen bzw. ein entsprechendes LED-Band weist ein LED-Funktionsband 2 auf, welches mit Leuchtdioden 3, elektrischen Leitern 4 und sonstigen elektrischen oder elektronischen Bauelementen versehen ist. Dieses LED-Funktionsband 2 wird in einer Extrusionsvorrichtung in einen Kunststoffmantel 5 aus thermoplastischem Kunststoff eingebettet. Ein solches LED-Band bzw. LED-Streifen 1 weist in vorgegebenen Abständen angeordnete Anschlussstellen 6, die sogenannten Piercing-Stellen auf. An diesen Piercing-Stellen lässt sich das LED-Band einfach abschneiden und kontaktieren. Gemäß 1 wurde ein LED-Band im Bereich einer solchen Anschlussstelle 6 abgeschnitten, so dass in 1 links ein Abschlussende 7 des LED-Streifens 1 erkennbar ist.
Um einen solchen LED-Streifen 1 gemäß 1 elektrisch zu kontaktieren und folglich mit einem Anschlusskabel 8 zu verbinden, werden die elektrischen Leiter 4 in diesem Bereich freigelegt und mit einem elektrischen Anschlusskabel 8 versehen, z. B. durch Löten. Anschließend wird das Abschlussende 7 des LED-Streifens 1 mit dem daran elektrisch angeschlossenen Kabelende 8 in ein temperierbares Abschlusswerkzeug 9 eingelegt. Ein solches temperierbares Abschlusswerkzeug 9 ist beispielhaft in 3 dargestellt.
In das Abschlusswerkzeug 9 bzw. dessen Formraum wird dann eine Schmelze eines thermoplastischen Abschlusskunststoffs eingespritzt, welcher das Abschlussende 7 vollständig umschließt und nach Abkühlung unter Bildung einer Abschlusskappe 10 und einer stoffschlüssigen Verbindung mit dem Kunststoffmantel 5 flüssigkeitsdicht verschließt. Diese Abschlusskappe 10, die folglich erst im Zuge des Kunststoffspritzens entsteht, bildet dann eine Kontaktierungskappe 10, welche den Anschlussbereich des LED-Bandes flüssigkeitsdicht umschließt. Das Ergebnis ist in 2 gezeigt.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß 3 weist das Abschlusswerkzeug 9 zwei Werkzeugteile 9a, 9b, nämlich ein Werkzeugoberteil 9a und ein Werkzeugunterteil 9b auf. Dass zu bearbeitende Ende des LED-Streifens 1 wird in das Werkzeug und folglich zwischen Werkzeugoberteil 9a und Werkzeugunterteil 9b eingelegt. Ergänzend kann eine Fixiervorrichtung 11 vorgesehen sein, mit welcher der LED-Streifen 1 in dem Werkzeug fixiert wird.
Dabei ist in 3 erkennbar, dass das Werkzeug 9 als temperierbares Werkzeug ausgerüstet ist, denn das Werkzeugunterteil 9b ist mit Temperierelementen 12, 13 versehen, welche ein Temperieren des Werkzeugunterteils 9b ermöglichen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Werkzeugunterteil 9b einen ersten Werkzeugbereich b1 auf, der dem Endbereich des LED-Streifens 1 zugeordnet ist und einen zweiten Werkzeugbereich b2, der sich an den ersten Werkzeugbereich in Streifenlängsrichtung anschließt und einem inneren Bereich des LED-Streifens 1 zugeordnet ist, der nicht mit Kunststoff umspritzt ist.
In 3 ist folglich erkennbar, dass der erste Werkzeugbereich b1 des Werkzeugunterteils 9b der Bereich ist, in dem auch das Werkzeugoberteil 9a und folglich der Formraum angeordnet ist, in den folglich der Kunststoff eingespritzt wird. Daran schließt sich der zweite Werkzeugbereich b2 an, der nicht dem Werkzeugoberteil 9a bzw. dem Formraum zugeordnet ist und in dem folglich auch keine Kunststoffumspritzung erfolgt.
Erfindungsgemäß sind nun der erste Werkzeugbereich b1 einerseits und der zweite Werkzeugbereich b2 anderseits mit zwei separaten Temperierelementen 12, 13 ausgerüstet, wobei diese Temperierelemente 12, 13 im Ausführungsbeispiel als Peltierelemente ausgebildet sind. Diese Peltierelemente 12, 13 sind an das Werkzeugunterteil 9b angeschlossen, sie sind auf einem Grundkörper 14 angeordnet, der rückseitig mit einem Kühlkörper 15 und ggf. einem Lüfter versehen ist. Für die elektrischen Zuleitungen 16 der Temperierelemente 12, 13 sind Zugentlastungen 17 vorgesehen.
Mit den beiden Peltierelementen 12, 13 besteht nun die Möglichkeit, das Werkzeug variabel zu temperieren. Dieses soll anhand der 3 und 4a bzw. 4b erläutert werden.
Zunächst wird der LED-Streifen 1 wie bereits beschrieben im Bereich der Piercing-Stellen 6 abisoliert und mit dem Anschlusskabel 8 durch Löten versehen. Der LED-Streifen 1 wird mit dem daran angeschlossenen Anschlusskabel 8 in das Werkzeug 9 eingelegt und das Werkzeug 9 wird verschlossen. Nun wird das Werkzeug 9 aufgeheizt. Diese Heizphase ist in 4a dargestellt. Der Wärmefluss ist durch die Pfeile W angedeutet. Es ist erkennbar, dass lediglich das erste Peltierelement 12 im Bereich des ersten Werkzeugbereichs b1 als Heizelement eingesetzt wird, während das Peltierelement 13 als Kühlelement eingesetzt wird, so dass der innere Bereich des LED-Streifens 1 gekühlt wird. Nun wird der thermoplastische Kunststoff (z. B. TPU) eingepresst.
Nach dem Einpressen und Einspritzen des thermoplastischen Kunststoffs beginnt gem. 4b die Kühlphase. Dazu wird das erste Peltierelement 12 umgeschaltet, so dass es nun ebenfalls als Kühlelement arbeitet. Der thermoplastische Kunststoff härtet unter Bildung der Abschlusskappe 10 bzw. der Kontaktierungskappe aus.
Danach lässt sich das Werkzeug 9 öffnen und der kontaktierte LED-Streifen 1 mit der auf dieser Weise erzeugten Kontaktierungskappe 10 entnehmen.
Mit dem beschriebenen Verfahren bzw. der beschriebenen Vorrichtung lassen sich nicht nur Kontaktierungen und folglich Kontaktierungskappen 10 herstellen, sondern es besteht auch die Möglichkeit, dass gegenüberliegende Ende eines LED-Bandes bzw. LED-Streifens 1 zu bearbeiten, ohne dass dort eine elektrische Kontaktierung vorgesehen ist. Dazu wird dieses (freies) Ende ohne irgendeine Kontaktierung in das beschriebene Werkzeug eingelegt und mit thermoplastischem Kunststoff unter Bildung einer Endkappe 10' als Abschlusskappe 10' umspritzt.
Die verschiedenen Varianten sind beispielshaft in den 5a, 5b und 5c dargestellt. Die 5a und 5b zeigen als Abschlusskappen Kontaktierungskappen 10 mit elektrischer Kontaktierung in verschiedenen Ausführungsformen mit horizontalem Anschluss einerseits (5a) und vertikalem Anschluss (5b) andererseits.
Demgegenüber zeigt 5c eine Endkappe 10' ohne Kontaktierung. Dabei werden diese einzelnen Abschlusskappen nicht mit ein und demselben Werkzeug, sondern in der Regel mit unterschiedlich konzipierten Werkzeugen hergestellt, die jedoch funktionell identisch ausgebildet sein können und sich lediglich in der Werkzeugeometrie unterscheiden. Einzelheiten sind nicht dargestellt.
Im Übrigen ist in den Figuren erkennbar, dass zwischen dem ersten Werkzeugbereich b1 und dem zweiten Werkzeugbereich b2 eine Wärmeflussreduzierung 18 vorgesehen ist, die im Ausführungsbeispiel als Materialreduzierung ausgebildet ist. Auf diese Weise wird unnötiger Wärmefluss zwischen den einzelnen Bereichen verhindert.
Dabei zeigen die Figuren eine Ausführungsform, bei welcher der zu kühlende zweite Bereich b2 konstruktiv Bestandteil des Werkzeuges und in diesem Fall Bestandteil des Werkzeugunterteils 9b ist. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, diesen zweiten Bereich 9b als separaten Kühlbereich zu betrachten, so dass dann lediglich der dem Formraum zugeordnete Bereich b1 das Unterwerkzeug 9b bildet. Die Erfindung umfasst folglich auch Ausführungsformen, bei denen die Kühlung des inneren Bereichs des LED-Bandes nicht über das Werkzeug, sondern über eine separate Kühlvorrichtung erfolgt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2444227 A1 [0003]
EP 2444230 A1 [0003]
DE 102009019285 A1 [0005]
US 8257110 B2 [0006]

Claims

Verfahren zum Bearbeiten eines LED-Streifens, welcher ein in einem Kunststoffmantel eingebettetes und mit elektrischen Leitern und Leuchtdioden bestücktes LED-Funktionsband aufweist, wobei ein Abschlussende des LED-Streifens in ein temperierbares Abschlusswerkzeug eingelegt wird und wobei in einen Formraum des Abschlusswerkzeuges eine Schmelze eines thermoplastischen Abschlusskunststoffs eingespritzt wird, welcher das Abschlussende nach Abkühlung unter Bildung einer Abschlusskappe und einer stoffschlüssigen Verbindung mit dem Kunststoffmantel flüssigkeitsdicht umschließt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einem freien Abschlussende die elektrischen Leier freigelegt und mit einem Kabelende eines Anschlusskabels elektrisch kontaktiert werden und dass das Abschlussende mit dem Kabelende anschließend in das Abschlusswerkzeug eingelegt wird und dass das Abschlussende und das Kabelende unter Bildung einer als Kontaktierungskappe ausgebildeten Abschlusskappe umspritzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein nicht mit einem elektrischen Kabel verbundenes Abschlussende in das Abschlusswerkzeug eingelegt und unter Bildung einer als Endkappe ausgebildeten Abschlusskappe umspritzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschlusswerkzeug vor und/oder während des Einspritzens zumindest in einem Endbereich des LED-Streifens mit elektrischen Leitern erwärmt wird, wobei der Endbereich bevorzugt der Bereich des Formraumes des Abschlusswerkzeugs ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschlusswerkzeug und/oder das LED-Band vor und/oder während des Einspritzens in einem sich an den Endbereich oder an das Abschlusswerkzeug anschließenden inneren Bereich gekühlt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschlusswerkzeug nach dem Einspritzen gekühlt wird.
Vorrichtung zum Bearbeiten eines LED-Streifens nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem Abschlusswerkzeug (9) mit zumindest zwei Werkzeugteilen, z. B. Werkzeugoberteil (9a) und Werkzeugunterteil (9b) und mit einem Formraum, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Werkzeugteil, z. B. das Werkzeugunterteil 9b, temperierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das temperierbare Werkzeugteil (9a, 9b) zumindest einen ersten Werkzeugbereich (b1) und einen zweiten Werkzeugbereich (b2) aufweist, wobei der erste Werkzeugbereich (b1) dem Endbereich des LED-Streifens und der zweite Werkzeugbereich (b2) dem inneren Bereich des LED-Streifens zugeordnet ist und wobei die beiden Werkzeugbereiche (b1, b2) separat temperierbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Werkzeugbereich (b1) der Bereich des Formraumes und der zweite Werkzeugbereich (b2) der sich an den Formraum in Längsrichtung des LED-Bandes anschließende Bereich ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschlusswerkzeug (9) mit einem oder mehreren Temperierelementen (12, 13) ausgerüstet ist, wobei bevorzugt in einem ersten Bereich (b1) und einem zweiten Bereich (b2) des Abschlusswerkzeuges (9) jeweils einzelne Temperierelemente (12, 13) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierelemente (12, 13) als umkehrbare Temperierelemente, z. B. Peltierelemente ausgebildet sind, die sowohl als Heizelemente als auch als Kühlelement einsetztbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Werkzeugbereich (b1) und dem zweiten Werkzeugbereich (b2) eine Wärmeflussreduzierung (18) vorgesehen ist, z. B. durch eine Materialreduzierung und/oder eine thermische Isolierung.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierelemente (12, 13) auf einem Grundkörper (14) angeordnet sind, welcher z. B. mit einem Kühlkörper (15) versehen ist.