Stand der TechnikState of the art
Es ist bereits eine Beleuchtungseinheit zu einer Integration in einem Bekleidungsstück, die mehrere LEDs umfasst, die über eine Lötverbindung mit einem elektrischen Leiter verbunden sind, vorgeschlagen worden.There has already been proposed a lighting unit for integration in a garment comprising a plurality of LEDs connected to an electrical conductor via a solder joint.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung geht aus von einer Beleuchtungseinheit, die zu einer Integration in einem Bekleidungsstück vorgesehen ist, mit zumindest einem elektrischen Leiter und mit zumindest einem Beleuchtungselement, das mit dem zumindest einen elektrischen Leiter elektrisch verbunden ist.The invention is based on a lighting unit, which is intended for integration in a piece of clothing, with at least one electrical conductor and with at least one lighting element, which is electrically connected to the at least one electrical conductor.
Es wird vorgeschlagen, dass die Beleuchtungseinheit zumindest eine Widerstandsschmelzverbindung aufweist, über die der zumindest eine elektrische Leiter mit zumindest einem Elektronikelement verbunden ist. Unter einer „Integration in einem Bekleidungsstück“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Beleuchtungseinheit zumindest teilweise fest mit dem Bekleidungsstück verbunden ist. Vorzugsweise ist die Beleuchtungseinheit in das Bekleidungsstück eingenäht. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Beleuchtungseinheit dazu vorgesehen, auch während eines Waschens in dem Bekleidungsstück zu verbleiben. Die Beleuchtungseinheit ist vorzugsweise zumindest teilweise wasser- und/oder staubgeschützt ausgebildet und weist insbesondere zumindest die Schutzklasse IP 57 gemäß der DIN EN 60529 auf. Es ist jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende, insbesondere höhere, Schutzklasse der Beleuchtungseinheit denkbar. Unter „vorgesehen“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere speziell ausgestattet, ausgestaltet und/oder ausgelegt verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.It is proposed that the lighting unit has at least one resistance fusion connection, via which the at least one electrical conductor is connected to at least one electronic element. An "integration in a piece of clothing" should be understood in this context in particular that the lighting unit is at least partially firmly connected to the garment. Preferably, the lighting unit is sewn into the garment. In a particularly preferred embodiment, the lighting unit is intended to remain in the garment during a wash. The lighting unit is preferably formed at least partially protected against water and / or dust and has in particular at least the protection class IP 57 according to the DIN EN 60529 on. However, it is also conceivable that another protective class of the lighting unit appears to be appropriate, in particular higher, to a person skilled in the art. In this context, "provided" is to be understood as being in particular specially equipped, configured and / or designed. The fact that an object is intended for a specific function should in particular mean that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state.
Unter einem „elektrischen Leiter“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein elektrisch leitfähiges, insbesondere zumindest teilweise drahtförmiges, Substrat verstanden werden, das zu einer elektrischen Kopplung zwischen dem zumindest einen Beleuchtungselement und einer Stromquelle vorgesehen ist. Der elektrische Leiter weist vorzugsweise eine elektrische Leitfähigkeit insbesondere von zumindest 35·104 1/Ωcm, vorzugsweise von zumindest 45·104 1/Ωcm und besonders bevorzugt von zumindest 55·104 1/Ωcm auf. Der elektrische Leiter ist vorzugsweise als Draht und besonders bevorzugt als Litze ausgebildet. Unter einem „Beleuchtungselement“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Bauteil verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, elektrische Energie zumindest teilweise in Licht umzuwandeln und das Licht in einem Betriebszustand zumindest teilweise zu emittieren. Das zumindest eine Beleuchtungselement ist vorzugsweise von einer LED, besonders bevorzugt von einer SMD-LED oder µ-LED oder von einer RGB-LED gebildet. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen des zumindest einen Beleuchtungselements denkbar. Unter „elektrisch verbunden“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Verbindung verstanden werden, die eine elektrische Leitfähigkeit insbesondere von zumindest 100 1/Ωcm und besonders bevorzugt von zumindest 1·104 1/Ωcm aufweist.In this context, an "electrical conductor" should be understood as meaning in particular an electrically conductive, in particular at least partially wire-shaped, substrate which is provided for electrical coupling between the at least one lighting element and a current source. The electrical conductor preferably has an electrical conductivity, in particular of at least 35 · 10 4 1 / Ωcm , preferably of at least 45 · 10 4 1 / Ωcm and more preferably of at least 55 · 10 4 1 / Ωcm . The electrical conductor is preferably designed as a wire and particularly preferably as a stranded wire. In this context, a "lighting element" is to be understood as meaning, in particular, a component which is intended to at least partially convert electrical energy into light and at least partially emit the light in an operating state. The at least one illumination element is preferably formed by an LED, particularly preferably by an SMD LED or μ-LED or by an RGB LED. However, other embodiments of the at least one lighting element that appear meaningful to a person skilled in the art are also conceivable. By "electrically connected" is meant in this context in particular a compound having an electrical conductivity in particular of at least 100 1 / Ωcm and more preferably of at least 1 x 10 4 1 / Ωcm .
Unter einer „Widerstandsschmelzverbindung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine zumindest teilweise feste und stoffschlüssige Verbindung zwischen zumindest zwei Bauteilen, die zumindest teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff gebildet sind, verstanden werden, die zumindest teilweise durch eine Joulesche Stromwärme eines durch zumindest eine Kontaktstelle zwischen den zumindest zwei Bauteilen fließenden elektrischen Stroms erreicht wird. Vorzugsweise werden zumindest die zumindest zwei Bauteile zumindest teilweise bis zu einem Erreichen einer Schweißtemperatur erhitzt und besonders bevorzugt an der zumindest einen Kontaktstelle zwischen den zumindest zwei Bauteilen durch eine Kraft durch Erstarren einer Schmelze, durch Diffusion und/oder auch in fester Phase verschweißt. Es ist auch denkbar, dass an der zumindest einen Kontaktstelle zwischen den zumindest zwei Bauteilen zumindest eine Lötpaste vorgesehen ist.In this context, a "resistance-melt connection" is to be understood as meaning, in particular, an at least partially firm and cohesive connection between at least two components, which are at least partially formed from an electrically conductive material, which is at least partially replaced by Joule current through at least one contact point between the two at least two components flowing electrical current is achieved. Preferably, at least the at least two components are at least partially heated until a welding temperature is reached, and more preferably welded to the at least one contact point between the at least two components by a force by solidification of a melt, by diffusion and / or also in solid phase. It is also conceivable that at least one soldering paste is provided at the at least one contact point between the at least two components.
Unter einem „Elektronikelement“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein elektrisches und/oder elektronisches Bauteil verstanden werden. Das zumindest eine Elektronikelement ist vorzugsweise als Beleuchtungselement, Sensorelement, Kommunikationselement, Energieerzeugungselement, Widerstand und/oder als ein anderes, einem Fachmann als sinnvoll erscheinendes elektrisches und/oder elektronisches Bauteil ausgebildet.An "electronic element" is to be understood in this context, in particular an electrical and / or electronic component. The at least one electronic element is preferably designed as an illumination element, sensor element, communication element, energy-generating element, resistor and / or as another electrical and / or electronic component that appears expedient to a person skilled in the art.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Beleuchtungseinheit kann auf konstruktiv einfache Weise eine vorteilhaft robuste und stabile Fügestelle und somit eine bevorzugt zuverlässige Verbindung zwischen dem zumindest einen elektrischen Leiter und dem zumindest einen Elektronikelement erreicht werden.The inventive design of the lighting unit can be achieved in a structurally simple manner an advantageously robust and stable joint and thus a preferably reliable connection between the at least one electrical conductor and the at least one electronic element.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Elektronikelement zumindest teilweise von dem zumindest einen Beleuchtungselement gebildet ist. Dadurch kann eine konstruktiv einfache Ausgestaltung der Beleuchtungseinheit erreicht werden.In addition, it is proposed that the at least one electronic element at least partially formed by the at least one lighting element is. This allows a structurally simple design of the lighting unit can be achieved.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Widerstandsschmelzverbindung als Widerstandsschweißverbindung ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass die zumindest eine Widerstandsschmelzverbindung als Widerstandslötverbindung ausgebildet ist. Es sind auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen der Widerstandsschmelzverbindung denkbar. Dadurch kann eine vorteilhaft zuverlässige mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem zumindest einen elektrischen Leiter und dem zumindest einen Elektronikelement erreicht werden.Furthermore, it is proposed that the at least one resistance-melting connection is designed as a resistance-welded connection. Alternatively or additionally, it is also conceivable that the at least one resistance-melting connection is designed as a resistance solder connection. There are also other, a skilled person appear reasonable embodiments of the resistance melt connection conceivable. As a result, an advantageously reliable mechanical and electrical connection between the at least one electrical conductor and the at least one electronic element can be achieved.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Beleuchtungseinheit zumindest ein Kontaktelement umfasst, über das das zumindest eine Elektronikelement mit dem zumindest einen elektrischen Leiter elektrisch verbunden ist. Das zumindest eine Kontaktelement ist vorzugsweise direkt mit dem zumindest einen Elektronikelement und/oder mit dem zumindest einen elektrischen Leiter verbunden. Unter „elektrisch verbunden“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Verbindung verstanden werden, die eine elektrische Leitfähigkeit insbesondere von zumindest 100 1/Ωcm und besonders bevorzugt von zumindest 1·104 1/Ωcm aufweist. Das zumindest eine Kontaktelement ist vorzugsweise zumindest teilweise aus einem Metall gebildet. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Materialien, wie beispielsweise elektrisch leitfähige Kunststoffe, denkbar. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das zumindest eine Kontaktelement, insbesondere vor einer Montage der Beleuchtungseinheit, zumindest teilweise fest mit dem zumindest einen Elektronikelement verbunden und bildet eine Montageeinheit mit dem zumindest einen Elektronikelement. Besonders bevorzugt ist das zumindest eine Elektronikelement von dem zumindest einen Beleuchtungselement gebildet, wobei das zumindest eine Kontaktelement als Kontaktpin des zumindest einen Beleuchtungselements ausgebildet ist. Dadurch kann eine vorteilhaft einfache Verbindung zwischen dem zumindest einen Elektronikelement und dem zumindest einen elektrischen Leiter erreicht werden.Furthermore, it is proposed that the illumination unit comprises at least one contact element via which the at least one electronic element is electrically connected to the at least one electrical conductor. The at least one contact element is preferably connected directly to the at least one electronic element and / or to the at least one electrical conductor. By "electrically connected" is meant in this context in particular a compound having an electrical conductivity in particular of at least 100 1 / Ωcm and more preferably of at least 1 x 10 4 1 / Ωcm . The at least one contact element is preferably formed at least partially from a metal. However, other materials that appear appropriate to a person skilled in the art, such as, for example, electrically conductive plastics, are also conceivable. In a particularly preferred embodiment, the at least one contact element, in particular prior to assembly of the illumination unit, at least partially fixedly connected to the at least one electronic element and forms an assembly unit with the at least one electronic element. Particularly preferably, the at least one electronic element is formed by the at least one illumination element, wherein the at least one contact element is designed as a contact pin of the at least one illumination element. As a result, an advantageously simple connection between the at least one electronic element and the at least one electrical conductor can be achieved.
Zudem wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine elektrische Leiter über die zumindest eine Widerstandsschmelzverbindung mit dem zumindest einen Kontaktelement verbunden ist. Dadurch kann auf konstruktiv einfache Weise eine bevorzugt zuverlässige Verbindung erreicht werden, ohne dass das zumindest eine Elektronikelement insbesondere durch eine insbesondere punktuelle Überhitzung beim Herstellen der zumindest einen Widerstandsschmelzverbindung beschädigt wird.In addition, it is proposed that the at least one electrical conductor is connected to the at least one contact element via the at least one resistance-fuse connection. As a result, a preferably reliable connection can be achieved in a structurally simple manner, without the at least one electronic element being damaged, in particular, by a particularly punctual overheating during the production of the at least one resistance-melting connection.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Kontaktelement zumindest teilweise als stiftförmiger Kontaktpin ausgebildet ist. Unter „stiftförmig“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der Kontaktpin in einem Querschnitt senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung des Kontaktpins eine größte Erstreckung aufweist, die insbesondere weniger als 25 %, vorzugsweise weniger als 15 %, bevorzugt weniger als 10 % und besonders bevorzugt weniger als 5 % einer Erstreckung des Kontaktpins in Haupterstreckungsrichtung des Kontaktpins beträgt. Vorzugsweise weist der Kontaktpin in einem Querschnitt senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung des Kontaktpins eine zumindest nahezu kreisförmige Kontur auf. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen des zumindest einen Kontaktelements denkbar. Das zumindest eine Kontaktelement ist vorzugsweise als stiftförmiger Kontaktpin einer SMD-LED, die vorzugsweise das zumindest eine Elektronikelement bildet, ausgebildet. Dadurch kann eine konstruktiv einfache und vorteilhaft kostengünstige Ausgestaltung der Beleuchtungseinheit erreicht werden.It is also proposed that the at least one contact element is at least partially formed as a pin-shaped contact pin. By "pin-shaped" is to be understood in this context in particular that the contact pin has a maximum extent in a cross section perpendicular to a main extension direction of the contact pin, in particular less than 25%, preferably less than 15%, preferably less than 10% and particularly preferably is less than 5% of an extension of the contact pin in the main extension direction of the contact pin. Preferably, the contact pin has an at least approximately circular contour in a cross-section perpendicular to a main extension direction of the contact pin. However, it is also conceivable that other embodiments of the at least one contact element that appear reasonable to a person skilled in the art would be conceivable. The at least one contact element is preferably designed as a pin-shaped contact pin of an SMD LED, which preferably forms the at least one electronic element. This allows a structurally simple and advantageous low-cost embodiment of the lighting unit can be achieved.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Kontaktelement zumindest teilweise abgewinkelt ausgebildet ist. Unter „abgewinkelt“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass das zumindest eine Kontaktelement eine Grundfläche mit zumindest einer ersten Flächennormalen und mit zumindest einer weiteren Flächennormalen umfasst, wobei die zumindest eine erste Flächennormale und die zumindest eine weitere Flächennormale einen Winkel einschließen, der insbesondere zumindest 15 °, vorzugsweise zumindest 45 °, bevorzugt zumindest 60 ° und besonders bevorzugt 90 ° beträgt. Das zumindest eine Kontaktelement weist entlang zumindest einer Richtung parallel zur Grundfläche zumindest eine sprunghafte Änderung einer Richtung zwischen der ersten Flächennormalen und der weiteren Flächennormalen auf. Das zumindest eine Kontaktelement ist vorzugsweise zumindest teilweise L-förmig, U-förmig, stufenförmig und/oder auf eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise ausgebildet. Dadurch kann eine bevorzugt kompakte Ausgestaltung des zumindest einen Kontaktelements erreicht werden.Furthermore, it is proposed that the at least one contact element is at least partially angled. In this context, "angled" is to be understood in particular as meaning that the at least one contact element comprises a base area with at least one first surface normal and with at least one further surface normal, wherein the at least one first surface normal and the at least one further surface normal enclose an angle at least 15 °, preferably at least 45 °, preferably at least 60 ° and particularly preferably 90 °. The at least one contact element has along at least one direction parallel to the base surface at least one abrupt change of a direction between the first surface normal and the further surface normal. The at least one contact element is preferably at least partially L-shaped, U-shaped, step-shaped and / or formed in another manner that appears appropriate to a person skilled in the art. As a result, a preferably compact design of the at least one contact element can be achieved.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Beleuchtungseinheit zumindest zwei Kontaktelemente umfasst, die mit dem zumindest einen Elektronikelement und mit jeweils zumindest einem elektrischen Leiter verbunden sind. Die zumindest zwei Kontaktelemente sind vorzugsweise zumindest nahezu vollständig identisch ausgebildet. Dadurch kann eine bevorzugt gute elektrische und mechanische Verbindung der zumindest zwei elektrischen Leiter und des zumindest einen Elektronikelements erreicht werden.In addition, it is proposed that the lighting unit comprises at least two contact elements, which are connected to the at least one electronic element and each having at least one electrical conductor. The at least two contact elements are preferably at least almost completely identical. As a result, a preferably good electrical and mechanical connection of the at least two electrical conductors and the at least one electronic element can be achieved.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest zwei elektrischen Leiter in einem montierten Zustand an gegenüberliegenden Seitenflächen des zumindest einen Elektronikelements angeordnet sind. Das zumindest eine Elektronikelement ist dabei vorzugsweise von dem zumindest einen Beleuchtungselement gebildet. Unter „gegenüberliegenden Seitenflächen“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die zumindest zwei elektrischen Leiter in einem montierten Zustand so an dem zumindest einen Beleuchtungselement angeordnet sind, dass in zumindest einer Richtung, insbesondere senkrecht zu einer Hauptstrahlrichtung des zumindest einen Beleuchtungselements, das zumindest eine Beleuchtungselement zumindest teilweise, vorzugsweise zumindest nahezu vollständig, zwischen den zumindest zwei elektrischen Leitern angeordnet ist. Dadurch kann auf bevorzugt einfache Weise ein unerwünschter elektrischer Kontakt zwischen den zumindest zwei elektrischen Leitern vermieden werden. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass zumindest ein Trennelement vorgesehen ist, das zwischen den zumindest zwei elektrischen Leitern angeordnet und zu einer elektrischen und/oder mechanischen Isolierung der zwei elektrischen Leiter vorgesehen ist. Das zumindest eine Trennelement kann aus Plastik, Papier, Folie und/oder aus einem anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Material gebildet sein. Dadurch können eine bevorzugt kompakte und eine konstruktiv einfache Ausgestaltung der Beleuchtungseinheit erreicht werden. It is also proposed that the at least two electrical conductors are arranged in an assembled state on opposite side surfaces of the at least one electronic element. The at least one electronic element is preferably formed by the at least one illumination element. By "opposite side surfaces" is to be understood in this context in particular that the at least two electrical conductors are arranged in an assembled state on the at least one illumination element that in at least one direction, in particular perpendicular to a main radiation direction of the at least one illumination element, the at least a lighting element is arranged at least partially, preferably at least almost completely, between the at least two electrical conductors. As a result, unwanted electrical contact between the at least two electrical conductors can be avoided in a preferably simple manner. Alternatively or additionally, it is also conceivable that at least one separating element is provided, which is arranged between the at least two electrical conductors and provided for electrical and / or mechanical insulation of the two electrical conductors. The at least one separating element can be formed from plastic, paper, foil and / or from another material which appears expedient to a person skilled in the art. As a result, a preferred compact and a structurally simple embodiment of the lighting unit can be achieved.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die zumindest zwei elektrischen Leiter in einem montierten Zustand an einer Seite des zumindest einen Elektronikelements nebeneinander angeordnet sind. Vorzugsweise sind die zumindest zwei elektrischen Leiter in einem montierten Zustand an einer Unterseite des zumindest einen Elektronikelements nebeneinander angeordnet. Dadurch kann auf konstruktiv einfache Weise eine bevorzugt kompakte Ausgestaltung der Beleuchtungseinheit erreicht werden.Furthermore, it is proposed that the at least two electrical conductors are arranged next to one another in a mounted state on one side of the at least one electronic element. Preferably, the at least two electrical conductors are arranged in a mounted state on a lower side of the at least one electronic element adjacent to each other. As a result, a preferably compact design of the lighting unit can be achieved in a structurally simple manner.
Zudem wird ein Verfahren zu einer Herstellung einer Beleuchtungseinheit vorgeschlagen, das zumindest einen Verfahrensschritt aufweist, in dem der zumindest eine elektrische Leiter über die zumindest eine Widerstandsschmelzverbindung mit dem zumindest einen Elektronikelement verbunden wird. Unter einer „Widerstandsschmelzverbindung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine zumindest teilweise feste und stoffschlüssige Verbindung zwischen zumindest zwei Bauteilen, die zumindest teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff gebildet sind, verstanden werden, die zumindest teilweise durch eine Joulesche Stromwärme eines durch zumindest eine Kontaktstelle zwischen den zumindest zwei Bauteilen fließenden elektrischen Stroms erreicht wird. Vorzugsweise werden zumindest die zumindest zwei Bauteile zumindest teilweise bis zu einem Erreichen einer Schweißtemperatur erhitzt und besonders bevorzugt an der zumindest einen Kontaktstelle zwischen den zumindest zwei Bauteilen durch eine Kraft durch Erstarren einer Schmelze, durch Diffusion und/oder auch in fester Phase verschweißt. Es ist auch denkbar, dass an der zumindest einen Kontaktstelle zwischen den zumindest zwei Bauteilen zumindest eine Lötpaste vorgesehen ist. Dadurch kann eine bevorzugt zuverlässige elektrische und mechanische Verbindung des zumindest einen elektrischen Leiters mit dem zumindest einen Elektronikelement erreicht werden.In addition, a method for producing a lighting unit is proposed which has at least one method step in which the at least one electrical conductor is connected to the at least one electronic element via the at least one resistance-fuse connection. In this context, a "resistance-melt connection" is to be understood as meaning, in particular, an at least partially firm and cohesive connection between at least two components, which are at least partially formed from an electrically conductive material, which is at least partially replaced by Joule current through at least one contact point between the two at least two components flowing electrical current is achieved. Preferably, at least the at least two components are at least partially heated until a welding temperature is reached, and more preferably welded to the at least one contact point between the at least two components by a force by solidification of a melt, by diffusion and / or also in solid phase. It is also conceivable that at least one soldering paste is provided at the at least one contact point between the at least two components. As a result, a preferably reliable electrical and mechanical connection of the at least one electrical conductor to the at least one electronic element can be achieved.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine elektrische Leiter in dem zumindest einen Verfahrensschritt an dem zumindest einen Kontaktelement angelegt und mittels zwei Elektroden die zumindest eine Widerstandsschmelzverbindung hergestellt und der zumindest eine elektrische Leiter mit dem zumindest einen Kontaktelement verbunden wird. Über die zumindest zwei Elektroden wird vorzugsweise ein elektrischer Strom bzw. eine elektrische Spannung angelegt und zur Herstellung der zumindest einen Widerstandsschmelzverbindung durch die zumindest eine Kontaktstelle zwischen dem zumindest einen Beleuchtungselement und dem zumindest einen elektrischen Leiter geleitet. Dadurch kann eine bevorzugt gute elektrische und mechanische Verbindung des zumindest einen elektrischen Leiters und des zumindest einen Elektronikelements erreicht werden.Furthermore, it is proposed that the at least one electrical conductor be applied to the at least one contact element in the at least one method step, and the at least one resistance-fuse connection be made by means of two electrodes and the at least one electrical conductor be connected to the at least one contact element. An electrical current or an electrical voltage is preferably applied via the at least two electrodes and led through the at least one contact point between the at least one illumination element and the at least one electrical conductor to produce the at least one resistance fusion connection. As a result, a preferably good electrical and mechanical connection of the at least one electrical conductor and the at least one electronic element can be achieved.
Ferner wird ein Halbzeug mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit und mit einer Elektronikeinheit vorgeschlagen. Die Elektronikeinheit kann zumindest ein Sensorelement, zumindest einen Schalter zur Betätigung der Beleuchtungseinheit, zumindest einen Stecker zur Kopplung des Halbzeugs mit einer Stromquelle, zumindest ein Kommunikationselement, zumindest einen Aktor, zumindest ein Energiegewinnungselement, zumindest ein Energiespeicherelement, zumindest ein Datenverarbeitungselement und/oder zumindest ein anderes, einem Fachmann als sinnvoll erscheinendes elektronisches Bauteil umfassen. Furthermore, a semifinished product with the lighting unit according to the invention and with an electronic unit is proposed. The electronic unit may include at least one sensor element, at least one switch for actuating the illumination unit, at least one connector for coupling the semifinished product with a power source, at least one communication element, at least one actuator, at least one energy harvesting element, at least one energy storage element, at least one data processing element and / or at least one include other, deemed appropriate to a skilled electronic component.
Dadurch können eine vorteilhaft bedienerfreundliche Ausgestaltung und ein bevorzugt hoher Komfort des Halbzeugs erreicht werden.As a result, an advantageously user-friendly design and a preferably high comfort of the semifinished product can be achieved.
Des Weiteren wird ein Bekleidungsstück, insbesondere ein Sicherheitsbekleidungsstück, mit zumindest der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit vorgeschlagen. Unter einem „Sicherheitsbekleidungsstück“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Bekleidungsstück verstanden werden, das zumindest eine passive Schutzeinheit aufweist und das insbesondere speziell dazu vorgesehen ist, von einem Träger während eines Arbeitsvorgangs getragen zu werden. Unter einer „passiven Schutzeinheit“ soll hier insbesondere eine Schutzeinheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, einen Träger passiv zumindest vor mechanischen und/oder elektrischen Belastungen zu schützen. Somit kann das Sicherheitsbekleidungsstück als Arbeitsjacke, als Arbeitsweste, insbesondere als Warnweste, als Arbeitshose, als Arbeitsschuh, als Sicherheitshelm, als Sicherheitsbrille, als Arbeitshandschuh, als Arbeitsgürtel und/oder auf eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise ausgebildet sein. Das Bekleidungsstück ist vorzugsweise als Weste, insbesondere als Sicherheitsweste ausgebildet. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen des Bekleidungsstücks, wie beispielsweise als Helm, Mütze, Jacke, Hose, T-Shirt und/oder Handschuh, denkbar. Dadurch kann eine vorteilhaft hohe Arbeitssicherheit für einen Benutzer des Bekleidungsstücks erreicht werden.Furthermore, a piece of clothing, in particular a safety garment, having at least the lighting unit according to the invention is proposed. In this context, a "safety clothing item" is to be understood as meaning, in particular, a piece of clothing which has at least one passive protection unit and which is especially provided for this purpose by a wearer during a work process to be worn. A "passive protection unit" is to be understood here in particular as a protection unit which is intended to protect a wearer at least from mechanical and / or electrical stresses. Thus, the safety garment as a work jacket, as a work vest, especially as a safety vest, work trousers, work shoes, as a safety helmet, as safety glasses, as a work glove, as a work belt and / or in any other, a person skilled in the appear appropriate sense manner. The item of clothing is preferably designed as a vest, in particular as a safety vest. However, there are also other, a person skilled in appear appropriate embodiments of the garment, such as helmet, cap, jacket, pants, T-shirt and / or glove, conceivable. As a result, an advantageously high level of occupational safety for a user of the item of clothing can be achieved.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.The lighting unit according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the illumination unit according to the invention may have a number deviating from a number of individual elements, components and units specified herein for fulfilling a mode of operation described herein. In addition, in the value ranges indicated in this disclosure, values lying within the stated limits are also to be disclosed as disclosed and used as desired.
Zeichnungdrawing
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawing, several embodiments of the invention are shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Es zeigen:Show it:
1 eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit in einer Schnittansicht, 1 a lighting unit according to the invention in a sectional view,
2 eine alternative Ausgestaltung einer Beleuchtungseinheit in einer Schnittansicht, 2 an alternative embodiment of a lighting unit in a sectional view,
3 eine weitere alternative Ausgestaltung einer Beleuchtungseinheit in einer Schnittansicht, 3 a further alternative embodiment of a lighting unit in a sectional view,
4 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit, 4 a schematic flow diagram of a method for producing the illumination unit according to the invention,
5a ein Halbzeug mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit und mit einer Elektronikeinheit in einer schematischen Darstellung, 5a a semifinished product with the illumination unit according to the invention and with an electronics unit in a schematic representation,
5b ein alternativ ausgestaltetes Halbzeug mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit und mit einer Elektronikeinheit in einer schematischen Darstellung, 5b an alternatively configured semi-finished product with the illumination unit according to the invention and with an electronic unit in a schematic representation,
6a ein Bekleidungsstück, in dem die erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit integriert ist, in einer Vorderansicht und 6a a garment in which the lighting unit according to the invention is integrated, in a front view and
6b das Bekleidungsstück, in dem die erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit integriert ist, in einer Rückansicht. 6b the garment in which the lighting unit according to the invention is integrated, in a rear view.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In 1 ist eine Beleuchtungseinheit 110, die zu einer Integration in einem Bekleidungsstück 12 vorgesehen ist, dargestellt. Die Beleuchtungseinheit 110 umfasst zumindest einen elektrischen Leiter 114 und zumindest ein Beleuchtungselement 116, das mit dem zumindest einen elektrischen Leiter 114 elektrisch verbunden ist. Das zumindest eine Beleuchtungselement 116 ist elektrisch und mechanisch mit dem zumindest einen elektrischen Leiter 114 verbunden. Die Beleuchtungseinheit 110 umfasst zwei elektrische Leiter 114, die mit dem zumindest einen Beleuchtungselement 116 verbunden sind. Die elektrischen Leiter 114 sind identisch ausgebildet. Im Folgenden wird der Einfachheit halber stellvertretend nur einer der zwei elektrischen Leiter 114 der Beleuchtungseinheit 110 beschrieben. Der elektrische Leiter 114 ist als Litze ausgebildet. Der elektrische Leiter 114 umfasst mehrere Einzeldrähte, die zu einer Litze zusammengefasst sind. Dadurch weist der elektrische Leiter 114 eine hohe Flexibilität und Biegsamkeit auf. Die Beleuchtungseinheit 110 umfasst eine Vielzahl an Beleuchtungselementen 116. Die Beleuchtungselemente 116 der Beleuchtungseinheit 110 sind identisch ausgebildet. Der Einfachheit halber ist stellvertretend nur eines der Beleuchtungselemente 116 der Beleuchtungseinheit 110 beschrieben. Das Beleuchtungselement 116 ist als LED ausgebildet. Das Beleuchtungselement 116 ist als SMD-LED ausgebildet. Das Beleuchtungselement 116 weist eine Linse 134 auf, durch die in einem Betriebszustand Licht emittiert wird. Die Linse 134 ist dazu vorgesehen, das Licht in einem Betriebszustand zumindest zu einem Großteil in einer Hauptstrahlrichtung 136 zu emittieren. In 1 is a lighting unit 110 leading to an integration in a garment 12 is provided shown. The lighting unit 110 includes at least one electrical conductor 114 and at least one lighting element 116 that with the at least one electrical conductor 114 electrically connected. The at least one lighting element 116 is electrically and mechanically with the at least one electrical conductor 114 connected. The lighting unit 110 includes two electrical conductors 114 connected to the at least one lighting element 116 are connected. The electrical conductors 114 are identical. In the following, for the sake of simplicity, only one of the two electrical conductors will be representative 114 the lighting unit 110 described. The electrical conductor 114 is designed as a strand. The electrical conductor 114 comprises several individual wires, which are combined into a strand. This indicates the electrical conductor 114 a high flexibility and flexibility. The lighting unit 110 includes a variety of lighting elements 116 , The lighting elements 116 the lighting unit 110 are identical. For the sake of simplicity, only one of the lighting elements is representative 116 the lighting unit 110 described. The lighting element 116 is designed as an LED. The lighting element 116 is designed as an SMD LED. The lighting element 116 has a lens 134 through which light is emitted in an operating state. The Lens 134 is intended to the light in an operating state at least for the most part in a main beam direction 136 to emit.
Die Beleuchtungseinheit 110 umfasst zumindest ein Kontaktelement 120, über das das zumindest eine Beleuchtungselement 116 mit dem zumindest einen elektrischen Leiter 114 elektrisch verbunden ist. Die Beleuchtungseinheit 110 umfasst zumindest zwei Kontaktelemente 120, die mit dem zumindest einen Beleuchtungselement 116 und mit jeweils zumindest einem elektrischen Leiter 114 verbunden sind. Das Beleuchtungselement 116 weist das zumindest eine Kontaktelement 120 auf, das zu einer elektrischen und mechanischen Kopplung des Beleuchtungselements 116 mit dem elektrischen Leiter 114 vorgesehen ist. Das Beleuchtungselement 116 weist zwei Kontaktelemente 120 auf, die zu einer Kopplung mit jeweils einem der elektrischen Leiter 114 vorgesehen sind. Im Bereich der Kopplung mit den Kontaktelementen 120 mit dem elektrischen Leiter 114 ist eine Isolierung des elektrischen Leiters 114 unterbrochen. Es ist auch denkbar, dass die elektrischen Leiter 114 im Bereich der Kopplung mit den Kontaktelementen 120 zumindest teilweise mechanisch und/oder thermisch und/oder durch einen Zusatzstoff chemisch kompaktiert oder verdichtet ausgebildet sind.The lighting unit 110 comprises at least one contact element 120 , about which the at least one lighting element 116 with the at least one electrical conductor 114 electrically connected. The lighting unit 110 comprises at least two contact elements 120 that with the at least one lighting element 116 and each with at least one electrical conductor 114 are connected. The lighting element 116 has the at least one contact element 120 on, leading to an electrical and mechanical coupling of the lighting element 116 with the electrical conductor 114 is provided. The lighting element 116 has two contact elements 120 on, which leads to a coupling with one of the electrical conductors 114 are provided. In the area of the coupling with the contact elements 120 with the electrical conductor 114 is an insulation of the electrical conductor 114 interrupted. It is also conceivable that the electrical conductors 114 in the region of the coupling with the contact elements 120 at least partially formed mechanically and / or thermally and / or by an additive chemically compacted or compacted.
Die Kontaktelemente 120 sind stiftförmig ausgebildet. Die Kontaktelemente 120 sind als stiftförmige Kontaktpins des Beleuchtungselements 116 ausgebildet. Die Kontaktelemente 120 sind aus einem Metall gebildet. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende, insbesondere elektrisch leitfähige, Materialien der Kontaktelemente 120 denkbar. Die Kontaktelemente 120 sind zu einer direkten Kopplung des Beleuchtungselements 116 mit jeweils einem der elektrischen Leiter 114 vorgesehen. Die Kontaktelemente 120 sind, senkrecht zur Hauptstrahlrichtung 136 des Beleuchtungselements 116 betrachtet, jeweils an einer seitlich neben der Linse 134 angeordneten Seitenfläche 122 des Beleuchtungselements 116 angeordnet. Eine Haupterstreckungsrichtung 138 der Kontaktelemente 120 verläuft senkrecht zur Hauptstrahlrichtung 136. Die Haupterstreckungsrichtung 138 der Kontaktelemente 120 verläuft parallel zu einer der Linse 134, in Hauptstrahlrichtung 136 betrachtet, gegenüberliegenden Unterseite 140 des Beleuchtungselements 116. Die Haupterstreckungsrichtungen 138 der Kontaktelemente 120 verlaufen parallel zueinander.The contact elements 120 are formed pin-shaped. The contact elements 120 are as pin-shaped contact pins of the lighting element 116 educated. The contact elements 120 are made of a metal. However, there are also other materials of the contact elements which appear meaningful to a person skilled in the art, in particular electrically conductive materials 120 conceivable. The contact elements 120 are to a direct coupling of the lighting element 116 each with one of the electrical conductors 114 intended. The contact elements 120 are perpendicular to the main beam direction 136 of the lighting element 116 considered, each at a side next to the lens 134 arranged side surface 122 of the lighting element 116 arranged. A main extension direction 138 the contact elements 120 runs perpendicular to the main radiation direction 136 , The main extension direction 138 the contact elements 120 runs parallel to one of the lenses 134 , in the main beam direction 136 considered, opposite bottom 140 of the lighting element 116 , The main directions of extension 138 the contact elements 120 run parallel to each other.
Die Beleuchtungseinheit 110 weist zumindest eine Widerstandsschmelzverbindung 118 auf, über die der zumindest eine elektrische Leiter 114 mit zumindest einem Elektronikelement verbunden ist. Über die Widerstandsschmelzverbindung 118 ist der elektrische Leiter 114 mit einem Elektronikelement verbunden. Das zumindest eine Elektronikelement ist zumindest teilweise von dem Beleuchtungselement 116 gebildet. Das Beleuchtungselement 116 bildet das Elektronikelement. Die Widerstandsschmelzverbindung 118 ist als Widerstandsschweißverbindung ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Widerstandsschmelzverbindung 118 als Widerstandslötverbindung oder auf eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise ausgebildet ist. Die elektrischen Leiter 114 sind in einem montierten Zustand über die Widerstandsschmelzverbindung 118 mit jeweils einem der Kontaktelemente 120 verbunden. Die Widerstandsschmelzverbindung 118 ist zur mechanischen und elektrischen Kopplung der Kontaktelemente 120 mit jeweils einem der elektrischen Leiter 114 vorgesehen. Die elektrischen Leiter 114 sind in einem montierten Zustand an den gegenüberliegenden Seitenflächen 122 des Beleuchtungselements 116 angeordnet.The lighting unit 110 has at least one resistance fusion connection 118 on, over which the at least one electrical conductor 114 is connected to at least one electronic element. About the resistance fusion connection 118 is the electrical conductor 114 connected to an electronic element. The at least one electronic element is at least partially of the lighting element 116 educated. The lighting element 116 forms the electronic element. The resistance fusion connection 118 is designed as a resistance welding connection. However, it is also conceivable that the resistance melt connection 118 is designed as a resistance soldered connection or in another way that appears appropriate to a person skilled in the art. The electrical conductors 114 are in a mounted condition via the resistance fusion joint 118 each with one of the contact elements 120 connected. The resistance fusion connection 118 is for mechanical and electrical coupling of the contact elements 120 each with one of the electrical conductors 114 intended. The electrical conductors 114 are in a mounted state on the opposite side surfaces 122 of the lighting element 116 arranged.
Zu einer Herstellung der Widerstandsschmelzverbindung 118 werden die elektrischen Leiter 114 so an den Kontaktelementen 120 positioniert, dass eine Haupterstreckungsrichtung der elektrischen Leiter 114 senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung 138 der Kontaktelemente 120 und parallel zur Unterseite 140 des Beleuchtungselements 116 verläuft. Die elektrischen Leiter 114 werden auf einer, in Hauptstrahlrichtung 136 des Beleuchtungselements 116 betrachtet, der Linse 134 zugewandten und der Unterseite 140 abgewandten Seite der Kontaktelemente 120 angeordnet. Anschließend werden zwei, in Hauptstrahlrichtung 136 des Beleuchtungselements 116 betrachtet, einander gegenüberliegende Elektroden 124, 126 zur Herstellung der Widerstandsschmelzverbindung 118 positioniert. Eine der Elektroden 124 kontaktiert dabei den elektrischen Leiter 114 auf einer, in Hauptstrahlrichtung 136 des Beleuchtungselements 116 betrachtet, dem Kontaktelement 120 gegenüberliegenden Seite des elektrischen Leiters 114. Eine andere der Elektroden 126 kontaktiert das Kontaktelement 120 auf einer, in Hauptstrahlrichtung 136 des Beleuchtungselements 116 betrachtet, dem elektrischen Leiter 114 gegenüberliegenden Seite des Kontaktelements 120. Die Elektroden 124, 126 üben eine Kraft auf das Kontaktelement 120 und den elektrischen Leiter 114 parallel zur Hauptstrahlrichtung 136 aus. Die Elektroden 124, 126 pressen das Kontaktelement 120 und den elektrischen Leiter 114 parallel zur Hauptstrahlrichtung 136 zusammen.For a production of the resistance fusion connection 118 become the electrical conductors 114 so at the contact elements 120 positioned such that a main direction of extension of the electrical conductors 114 perpendicular to the main extension direction 138 the contact elements 120 and parallel to the bottom 140 of the lighting element 116 runs. The electrical conductors 114 be on one, in main beam direction 136 of the lighting element 116 considered, the lens 134 facing and the bottom 140 opposite side of the contact elements 120 arranged. Then two, in the main beam direction 136 of the lighting element 116 considered, opposing electrodes 124 . 126 for the production of the resistance fusion connection 118 positioned. One of the electrodes 124 contacts the electrical conductor 114 on one, in the main beam direction 136 of the lighting element 116 considered, the contact element 120 opposite side of the electrical conductor 114 , Another one of the electrodes 126 contacts the contact element 120 on one, in the main beam direction 136 of the lighting element 116 considered, the electrical conductor 114 opposite side of the contact element 120 , The electrodes 124 . 126 exert a force on the contact element 120 and the electrical conductor 114 parallel to the main beam direction 136 out. The electrodes 124 . 126 press the contact element 120 and the electrical conductor 114 parallel to the main beam direction 136 together.
Zudem wird eine elektrische Spannung an die Elektroden 124, 126 angelegt. Dadurch fließt ein elektrischer Strom durch den elektrischen Leiter 114 und das Kontaktelement 120 und erwärmt den elektrischen Leiter 114 und das Kontaktelement 120. An einer Kontaktstelle 144 zwischen dem elektrischen Leiter 114 und dem Kontaktelement 120 weisen der elektrische Leiter 114 und das Kontaktelement 120 jeweils eine Beschichtung auf. Die Beschichtung ist aus Zinn gebildet. Die Erwärmung des elektrischen Leiters 114 und des Kontaktelements 120 bewirkt eine partielle Aufschmelzung der Beschichtung an der Kontaktstelle 144, wodurch nach einem Abkühlen eine stoffschlüssige, feste Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter 114 und dem Kontaktelement 120 erreicht wird. Zudem bewirkt die Erwärmung des elektrischen Leiters 114 und des Kontaktelements 120 einen Diffusionsvorgang von Grundwerkstoffen des elektrischen Leiters 114 und des Kontaktelements 120, wodurch ebenfalls eine stoffschlüssige, feste Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter 114 und dem Kontaktelement 120 erreicht wird. Der Diffusionsvorgang findet unterhalb einer Solidustemperatur der Grundwerkstoffe des elektrischen Leiters 114 und des Kontaktelements 120 statt.In addition, an electrical voltage is applied to the electrodes 124 . 126 created. As a result, an electric current flows through the electrical conductor 114 and the contact element 120 and heats the electrical conductor 114 and the contact element 120 , At a contact point 144 between the electrical conductor 114 and the contact element 120 assign the electrical conductor 114 and the contact element 120 each one on a coating. The coating is made of tin. The heating of the electrical conductor 114 and the contact element 120 causes a partial melting of the coating at the contact point 144 , whereby, after cooling, a cohesive, firm connection between the electrical conductor 114 and the contact element 120 is reached. In addition, the heating of the electrical conductor causes 114 and the contact element 120 a diffusion process of base materials of the electrical conductor 114 and the contact element 120 , whereby also a cohesive, firm connection between the electrical conductor 114 and the contact element 120 is reached. The diffusion process takes place below a solidus temperature of the base materials of the electrical conductor 114 and the contact element 120 instead of.
Es ist denkbar, dass die Beleuchtungseinheit 110 ein nicht dargestelltes Trägersubstrat umfasst, mit dem der elektrische Leiter 114 verbunden ist. Das Trägersubstrat ist von einem Textil gebildet. Das Trägersubstrat ist von einem Gewebe gebildet. Das Trägersubstrat ist als Stoffbahn ausgebildet. Der elektrische Leiter 114 ist aus Silber gebildet. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende elektrisch leitfähige Materialien oder Ausgestaltungen, wie beispielsweise Kupfer, leitfähiges Garn oder Kohlenfasern, zur Ausbildung des elektrischen Leiters 114 denkbar. Der elektrische Leiter 114 ist fest mit dem Trägersubstrat verbunden. Der elektrische Leiter 114 ist auf das Trägersubstrat aufgestickt. Es ist jedoch auch denkbar, dass der elektrische Leiter 114 in das Trägersubstrat eingewebt oder auf eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise mit dem Trägersubstrat verbunden ist.It is conceivable that the lighting unit 110 an unillustrated carrier substrate comprises, with which the electrical conductor 114 connected is. The carrier substrate is formed by a textile. The carrier substrate is formed by a fabric. The carrier substrate is designed as a material web. The electrical conductor 114 is made of silver. However, there are also other electrically conductive materials or embodiments, such as copper, conductive yarn or carbon fibers, which appear expedient to a person skilled in the art, for forming the electrical conductor 114 conceivable. The electrical conductor 114 is firmly connected to the carrier substrate. The electrical conductor 114 is embroidered on the carrier substrate. However, it is also conceivable that the electrical conductor 114 is woven into the carrier substrate or connected to the carrier substrate in another way that appears appropriate to a person skilled in the art.
Zu einer Entlastung einer Fügestelle zwischen dem elektrischen Leiter 114 und dem Beleuchtungselement 116 bei einer dynamischen Beanspruchung der Beleuchtungseinheit 110, ist der elektrische Leiter 114 wellenförmig auf dem Trägersubstrat befestigt. Dadurch kann ein Großteil von Kräften, die bei Verwindung, Torsion und/oder Biegung der Beleuchtungseinheit 110 entstehen, von dem Trägersubstrat aufgenommen werden und die Fügestellen zwischen den elektrischen Leitern 114 und den Beleuchtungselementen 116 können entlastet werden. Der elektrische Leiter 114 ist entlang von Kettfäden des Trägersubstrats wellenförmig angeordnet. Der elektrische Leiter 114 ist innerhalb einer Ebene, die parallel zu einer Oberfläche des Trägersubstrats in einer Haupterstreckungsebene des Trägersubstrats verläuft, wellenförmig angeordnet. Dadurch kann eine Versteifung der Fügestelle zwischen dem elektrischen Leiter 114 und dem Beleuchtungselement 116 in einer Kettenrichtung des Trägersubstrats, insbesondere im Vergleich zu einer geradlinigen Anordnung des elektrischen Leiters 114, effektiv reduziert werden. Die Kettenrichtung des Trägersubstrats verläuft parallel zu einer Längserstreckung der Kettfäden des Trägersubstrats. Durch die Ausgestaltung einer Amplitude der wellenfömigen Anordnung des elektrischen Leiters 114 bzw. einer maximalen Erstreckung des wellenförmig angeordneten elektrischen Leiters 114 senkrecht zur Kettenrichtung und parallel zur Haupterstreckungsebene des Trägersubstrats betrachtet, können eine Flexibilität und eine Dehnbarkeit der Beleuchtungseinheit 110 angepasst werden. Durch die Ausgestaltung einer Wellenlänge der wellenfömigen Anordnung des elektrischen Leiters 114 bzw. einer Erstreckung des wellenförmig angeordneten elektrischen Leiters 114, parallel zur Kettenrichtung des Trägersubstrats betrachtet, zwischen zwei aufeinanderfolgenden Punkten des elektrischen Leiters 114 einer maximalen Auslenkung des elektrischen Leiters 114, senkrecht zur Kettenrichtung und parallel zur Haupterstreckungsebene des Trägersubstrats betrachtet, können eine Flexibilität und eine Dehnbarkeit der Beleuchtungseinheit 110 angepasst werden.To relieve a joint between the electrical conductor 114 and the lighting element 116 at a dynamic stress of the lighting unit 110 , is the electrical conductor 114 Wavy mounted on the carrier substrate. This allows a lot of forces resulting from twisting, twisting and / or bending of the lighting unit 110 arise, are absorbed by the carrier substrate and the joints between the electrical conductors 114 and the lighting elements 116 can be relieved. The electrical conductor 114 is waved along warp threads of the carrier substrate. The electrical conductor 114 is waved within a plane parallel to a surface of the support substrate in a main extension plane of the support substrate. As a result, a stiffening of the joint between the electrical conductor 114 and the lighting element 116 in a chain direction of the carrier substrate, in particular in comparison to a rectilinear arrangement of the electrical conductor 114 , effectively reduced. The chain direction of the carrier substrate runs parallel to a longitudinal extent of the warp threads of the carrier substrate. By the design of an amplitude of the wave-like arrangement of the electrical conductor 114 or a maximum extent of the wave-shaped electrical conductor 114 considered perpendicular to the chain direction and parallel to the main extension plane of the carrier substrate, a flexibility and a stretchability of the lighting unit 110 be adjusted. By the configuration of a wavelength of the wavy arrangement of the electrical conductor 114 or an extension of the wave-shaped electrical conductor 114 , viewed parallel to the chain direction of the carrier substrate, between two successive points of the electrical conductor 114 a maximum deflection of the electrical conductor 114 , Viewed perpendicular to the chain direction and parallel to the main extension plane of the carrier substrate, a flexibility and a stretchability of the lighting unit 110 be adjusted.
In einem Bereich des Trägersubstrats, in dem die Fügestelle angeordnet ist, ist das Trägersubstrat feinmaschig ausgebildet. In einem Bereich des Trägersubstrats zwischen den Fügestellen ist das Trägersubstrat grobmaschig ausgebildet. Das Trägersubstrat weist abwechselnd einen feinmaschigen und somit steiferen Bereich und einen grobmaschigen und somit flexibleren Bereich auf. Dadurch können eine Steifigkeit bzw. Dehnbarkeit des Trägersubstrats angepasst und die Fügestellen zwischen den elektrischen Leitern 114 und den Beleuchtungselementen 16 entlastet werden. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen des Trägersubstrats, beispielsweise hinsichtlich eines Flechtbilds, einer Webart und/oder einer Art von verwendeten Garnen, denkbar. Durch die Ausgestaltung des Trägersubstrats als textiles Gewebe können, insbesondere aufgrund von weitverbreiteten und großserienfähigen Textilprozessen eine kostengünstige Herstellung und insbesondere eine kostengünstige Alternative zu einer Verwendung von polymeren flexiblen Leiterplatten, sogenannten Flexleitern, erreicht werden. Die Fügestellen zwischen den elektrischen Leitern 114 und den Beleuchtungselementen 116 ist relativ zu dem Trägersubstrat in einer quasistatischen Ruhezone des Trägersubstrats positioniert, in der das Trägersubstrat bei einer Dehnung oder Verzerrung des Trägersubstrats nur geringfügig verformt wird. Dadurch können die Fügestellen weiter entlastet werden.In a region of the carrier substrate in which the joint is arranged, the carrier substrate is formed fine-meshed. In a region of the carrier substrate between the joints, the carrier substrate is coarsely meshed. The carrier substrate alternately has a fine-meshed and thus more rigid region and a coarsely meshed and thus more flexible region. As a result, a rigidity or extensibility of the carrier substrate can be adapted and the joints between the electrical conductors 114 and the lighting elements 16 be relieved. However, other embodiments of the carrier substrate which appear meaningful to a person skilled in the art, for example with regard to a braiding pattern, a weave and / or a type of yarn used, are also conceivable. Due to the design of the carrier substrate as a textile fabric, cost-effective production and, in particular, a cost-effective alternative to the use of polymeric flexible printed circuit boards, so-called flex conductors, can be achieved, in particular due to widespread and mass-produced textile processes. The joints between the electrical conductors 114 and the lighting elements 116 is positioned relative to the carrier substrate in a quasi-static quiescent zone of the carrier substrate in which the carrier substrate is only slightly deformed upon stretching or distortion of the carrier substrate. As a result, the joints can be further relieved.
In den 2 bis 3 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in 1 die Ziffer 1, den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in 2 die Ziffer 2 und den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele in 3 die Ziffer 3 vorangestellt.In the 2 to 3 Further embodiments of the invention are shown. The following descriptions and the drawings are essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, with reference in principle to the same reference components, in particular with respect to components with the same reference numerals, to the drawings and / or the description of the other embodiments, in particular 1 , can be referenced. For distinguishing the embodiments is the reference numerals of the embodiment in 1 the numeral 1, the reference numerals of the embodiment in 2 the numeral 2 and the reference numerals of the embodiments in 3 preceded by the number 3.
In 2 ist eine alternative Beleuchtungseinheit 210, die zu einer Integration in einem Bekleidungsstück 12 vorgesehen ist, dargestellt. Die Beleuchtungseinheit 210 umfasst einen elektrischen Leiter 214 und ein Beleuchtungselement 216, das mit dem elektrischen Leiter 214 verbunden ist. Die Beleuchtungseinheit 210 entspricht im Wesentlichen der bereits beschriebenen Beleuchtungseinheit 110. Der elektrische Leiter 214 entspricht dem bereits beschriebenen elektrischen Leiter 114. Das Beleuchtungselement 216 entspricht im Wesentlichen dem bereits beschriebenen Beleuchtungselement 116. In 2 is an alternative lighting unit 210 leading to an integration in a garment 12 is provided shown. The lighting unit 210 includes an electrical conductor 214 and a lighting element 216 that with the electrical conductor 214 connected is. The lighting unit 210 essentially corresponds to the illumination unit already described 110 , The electrical conductor 214 corresponds to the electrical conductor already described 114 , The lighting element 216 essentially corresponds to the lighting element already described 116 ,
Die Beleuchtungseinheit 210 umfasst zwei Kontaktelemente 220, die mit dem zumindest einen Beleuchtungselement 216 und mit jeweils zumindest einem elektrischen Leiter 214 verbunden sind. Das Beleuchtungselement 216 weist die Kontaktelemente 220 auf, die zu einer elektrischen und mechanischen, direkten Kopplung des Beleuchtungselements 216 mit dem elektrischen Leiter 214 vorgesehen sind. Die Kontaktelemente 220 sind als stiftförmige Kontaktpins des Beleuchtungselements 216 ausgebildet. Die Kontaktelemente 220 sind aus einem Metall gebildet. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende, insbesondere elektrisch leitfähige, Materialien der Kontaktelemente 220 denkbar. The lighting unit 210 includes two contact elements 220 connected to the at least one lighting element 216 and each with at least one electrical conductor 214 are connected. The lighting element 216 has the contact elements 220 on, leading to an electrical and mechanical, direct coupling of the lighting element 216 with the electrical conductor 214 are provided. The contact elements 220 are as pin-shaped contact pins of the lighting element 216 educated. The contact elements 220 are made of a metal. However, there are also other materials of the contact elements which appear meaningful to a person skilled in the art, in particular electrically conductive materials 220 conceivable.
Die Kontaktelemente 220 sind, senkrecht zu einer Hauptstrahlrichtung 236 des Beleuchtungselements 216 betrachtet, jeweils an einer seitlich neben einer Linse 234 angeordneten Seitenfläche 222 des Beleuchtungselements 216 angeordnet. Im Folgenden wird der Einfachheit halber stellvertretend nur eines der Kontaktelemente 220 der Beleuchtungseinheit 210 beschrieben. Das Kontaktelement 220 weist einen ersten Bereich 246 und einen weiteren Bereich 248 auf. Der erste Bereich 246 und weitere Bereich 248 schließen direkt aneinander an. Der erste Bereich 246 und der weitere Bereich 248 sind jeweils stiftförmig ausgebildet. Eine Haupterstreckungsrichtung 250 des ersten Bereichs 246 und eine Haupterstreckungsrichtung 252 des weiteren Bereichs 248 schließen einen Winkel ein. Die Haupterstreckungsrichtung 250 des ersten Bereichs 246 und die Haupterstreckungsrichtung 252 des weiteren Bereichs 248 schließen einen rechten Winkel ein. Das Kontaktelement 220 ist zumindest im Wesentlichen abgewinkelt ausgebildet. Das Kontaktelement 220 ist abgewinkelt ausgebildet. Das Kontaktelement 220 ist L-förmig ausgebildet. Eine Länge des ersten Bereichs 246, in Haupterstreckungsrichtung 250 des ersten Bereichs 246 betrachtet, ist größer ausgebildet als eine Länge des weiteren Bereichs 248, in Haupterstreckungsrichtung 252 des weiteren Bereichs 248 betrachtet. Das Kontaktelement 220 ist in dem ersten Bereich 246 an dem Beleuchtungselement 216 angeordnet. Der weitere Bereich 248 ist beabstandet zur Seitenfläche 222 des Beleuchtungselements 216, an der das Kontaktelement 220 angebracht ist, angeordnet. Die Haupterstreckungsrichtung 250 des ersten Bereichs 246 verläuft senkrecht zur Hauptstrahlrichtung 236 und parallel zu einer Unterseite 240 des Beleuchtungselements 216. Die Haupterstreckungsrichtung 252 des weiteren Bereichs 248 verläuft parallel zur Hauptstrahlrichtung 236 des Beleuchtungselements 216. The contact elements 220 are perpendicular to a main beam direction 236 of the lighting element 216 viewed, each at a side next to a lens 234 arranged side surface 222 of the lighting element 216 arranged. In the following, for the sake of simplicity, only one of the contact elements will be representative 220 the lighting unit 210 described. The contact element 220 has a first area 246 and another area 248 on. The first area 246 and more area 248 connect directly to each other. The first area 246 and the wider area 248 are each pin-shaped. A main extension direction 250 of the first area 246 and a main direction of extension 252 the further area 248 include an angle. The main extension direction 250 of the first area 246 and the main extension direction 252 the further area 248 include a right angle. The contact element 220 is formed at least substantially angled. The contact element 220 is formed angled. The contact element 220 is L-shaped. A length of the first area 246 , in the main direction of extension 250 of the first area 246 is considered larger than a length of the wider area 248 , in the main direction of extension 252 the further area 248 considered. The contact element 220 is in the first area 246 on the lighting element 216 arranged. The further area 248 is spaced from the side surface 222 of the lighting element 216 at which the contact element 220 is attached, arranged. The main extension direction 250 of the first area 246 runs perpendicular to the main radiation direction 236 and parallel to a bottom 240 of the lighting element 216 , The main extension direction 252 the further area 248 runs parallel to the main beam direction 236 of the lighting element 216 ,
Die Beleuchtungseinheit 210 weist zumindest eine Widerstandsschmelzverbindung 218 auf, über die der zumindest eine elektrische Leiter 214 mit dem zumindest einen Beleuchtungselement 216 verbunden ist. Die Widerstandsschmelzverbindung 218 ist als Widerstandsschweißverbindung ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Widerstandsschmelzverbindung 218 als Widerstandslötverbindung oder auf eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise ausgebildet ist. Die elektrischen Leiter 214 sind in einem montierten Zustand über die Widerstandsschmelzverbindung 218 mechanisch und elektrisch mit jeweils einem der Kontaktelemente 220 verbunden. Die elektrischen Leiter 214 sind in einem montierten Zustand an den einander gegenüberliegenden Seitenflächen 222 des Beleuchtungselements 216 angeordnet.The lighting unit 210 has at least one resistance fusion connection 218 on, over which the at least one electrical conductor 214 with the at least one lighting element 216 connected is. The resistance fusion connection 218 is designed as a resistance welding connection. However, it is also conceivable that the resistance melt connection 218 is designed as a resistance soldered connection or in another way that appears appropriate to a person skilled in the art. The electrical conductors 214 are in a mounted condition via the resistance fusion joint 218 mechanically and electrically with one of the contact elements 220 connected. The electrical conductors 214 are in an assembled state on the opposite side surfaces 222 of the lighting element 216 arranged.
Zu einer Herstellung der Widerstandsschmelzverbindung 218 werden die elektrischen Leiter 214 so an den Kontaktelementen 220 positioniert, dass eine Haupterstreckungsrichtung der elektrischen Leiters 214 parallel zur der Linse 234, in Hauptstrahlrichtung 236 betrachtet, gegenüberliegenden Unterseite 240 des Beleuchtungselements 216 verläuft. Die elektrischen Leiter 214 werden auf einer, in Hauptstrahlrichtung 236 des Beleuchtungselements 216 betrachtet, der Linse 234 zugewandten und der Unterseite 240 abgewandten Seite der Kontaktelemente 220 angeordnet. Die elektrischen Leiter 214 kontaktieren die Kontaktelemente 220 dabei in dem ersten Bereich 246 und in dem weiteren Bereich 248. Anschließend werden zwei, in Hauptstrahlrichtung 236 des Beleuchtungselements 216 betrachtet, gegenüberliegende Elektroden 224, 226 zur Herstellung der Widerstandsschmelzverbindung 218 positioniert. Eine der Elektroden 224 kontaktiert dabei den elektrischen Leiter 214 auf einer, in Hauptstrahlrichtung 236 des Beleuchtungselements 216 betrachtet, dem Kontaktelement 220 gegenüberliegenden Seite des elektrischen Leiters 214. Eine andere der Elektroden 226 kontaktiert das Kontaktelement 220 im ersten Bereich 246 auf einer, in Hauptstrahlrichtung 236 des Beleuchtungselements 216 betrachtet, dem elektrischen Leiter 214 gegenüberliegenden Seite des Kontaktelements 220. Die Elektroden 224, 226 üben eine Kraft auf das Kontaktelement 220 und den elektrischen Leiter 214 parallel zur Hauptstrahlrichtung 236 aus. Die Elektroden 224, 226 pressen das Kontaktelement 220 und den elektrischen Leiter 214 parallel zur Hauptstrahlrichtung 236 zusammen.For a production of the resistance fusion connection 218 become the electrical conductors 214 so at the contact elements 220 positioned such that a main direction of extension of the electrical conductor 214 parallel to the lens 234 , in the main beam direction 236 considered, opposite bottom 240 of the lighting element 216 runs. The electrical conductors 214 be on one, in main beam direction 236 of the lighting element 216 considered, the lens 234 facing and the bottom 240 opposite side of the contact elements 220 arranged. The electrical conductors 214 contact the contact elements 220 doing so in the first area 246 and in the wider area 248 , Then two, in the main beam direction 236 of the lighting element 216 considered, opposite electrodes 224 . 226 for the production of the resistance fusion connection 218 positioned. One of the electrodes 224 contacts the electrical conductor 214 on one, in the main beam direction 236 of the lighting element 216 considered, the contact element 220 opposite side of the electrical conductor 214 , Another one of the electrodes 226 contacts the contact element 220 in the first area 246 on one, in the main beam direction 236 of the lighting element 216 considered, the electrical conductor 214 opposite side of the contact element 220 , The electrodes 224 . 226 exert a force on the contact element 220 and the electrical conductor 214 parallel to the main beam direction 236 out. The electrodes 224 . 226 press the contact element 220 and the electrical conductor 214 parallel to the main beam direction 236 together.
Zudem wird eine elektrische Spannung an die Elektroden 224, 226 angelegt. Dadurch fließt ein elektrischer Strom durch den elektrischen Leiter 214 und das Kontaktelement 220 und erwärmt den elektrischen Leiter 214 und das Kontaktelement 220. An einer Kontaktstelle 244 zwischen dem elektrischen Leiter 214 und dem Kontaktelement 220 weisen der elektrische Leiter 214 und das Kontaktelement 220 jeweils eine Beschichtung auf. Die Beschichtung ist aus Zinn gebildet. Die Erwärmung des elektrischen Leiters 214 und des Kontaktelements 220 bewirkt eine partielle Aufschmelzung der Beschichtung an der Kontaktstelle 244, wodurch nach einem Abkühlen eine stoffschlüssige feste Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter 214 und dem Kontaktelement 220 erreicht wird. Zudem bewirkt die Erwärmung des elektrischen Leiters 214 und des Kontaktelements 220 einen Diffusionsvorgang von Grundwerkstoffen des elektrischen Leiters 214 und des Kontaktelements 220, wodurch ebenfalls eine stoffschlüssige, feste Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter 214 und dem Kontaktelement 220 erreicht wird. Der Diffusionsvorgang findet unterhalb einer Solidustemperatur der Grundwerkstoffe des elektrischen Leiters 214 und des Kontaktelements 220 statt. In addition, an electrical voltage is applied to the electrodes 224 . 226 created. As a result, an electric current flows through the electrical conductor 214 and the contact element 220 and heats the electrical conductor 214 and the contact element 220 , At a contact point 244 between the electrical conductor 214 and the contact element 220 assign the electrical conductor 214 and the contact element 220 each one on a coating. The coating is made of tin. The heating of the electrical conductor 214 and the contact element 220 causes a partial melting of the coating at the contact point 244 , whereby after cooling, a cohesive solid connection between the electrical conductor 214 and the contact element 220 is reached. In addition, the heating of the electrical conductor causes 214 and the contact element 220 a diffusion process of base materials of the electrical conductor 214 and the contact element 220 , whereby also a cohesive, firm connection between the electrical conductor 214 and the contact element 220 is reached. The diffusion process takes place below a solidus temperature of the base materials of the electrical conductor 214 and the contact element 220 instead of.
In 3 ist eine weitere alternative Beleuchtungseinheit 310, die zu einer Integration in einem Bekleidungsstück 12 vorgesehen ist, dargestellt. Die Beleuchtungseinheit 310 umfasst einen elektrischen Leiter 314 und ein Beleuchtungselement 316, das mit dem elektrischen Leiter 314 verbunden ist. Die Beleuchtungseinheit 310 entspricht im Wesentlichen der bereits beschriebenen Beleuchtungseinheit 110. Der elektrische Leiter 314 entspricht dem bereits beschriebenen elektrischen Leiter 114. Das Beleuchtungselement 316 entspricht im Wesentlichen dem bereits beschriebenen Beleuchtungselement 116. In 3 is another alternative lighting unit 310 leading to an integration in a garment 12 is provided shown. The lighting unit 310 includes an electrical conductor 314 and a lighting element 316 that with the electrical conductor 314 connected is. The lighting unit 310 essentially corresponds to the illumination unit already described 110 , The electrical conductor 314 corresponds to the electrical conductor already described 114 , The lighting element 316 essentially corresponds to the lighting element already described 116 ,
Die Beleuchtungseinheit 310 umfasst zwei Kontaktelemente 320, die mit dem zumindest einen Beleuchtungselement 316 und mit jeweils zumindest einem elektrischen Leiter 314 verbunden sind. Das Beleuchtungselement 316 weist die Kontaktelemente 320 auf, die zu einer elektrischen und mechanischen, direkten Kopplung des Beleuchtungselements 316 mit dem elektrischen Leiter 314 vorgesehen sind. Die Kontaktelemente 320 sind als stiftförmige Kontaktpins des Beleuchtungselements 316 ausgebildet. Die Kontaktelemente 320 sind aus einem Metall gebildet. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende, insbesondere elektrisch leitfähige, Materialien der Kontaktelemente 320 denkbar. Die Kontaktelemente 320 sind, senkrecht zu einer Hauptstrahlrichtung 336 des Beleuchtungselements 316 betrachtet, jeweils an einer seitlich neben einer Linse 334 angeordneten Seitenfläche 322 sowie an einer der Linse 334, in Hauptstrahlrichtung 336 betrachtet, gegenüberliegenden Unterseite 340 des Beleuchtungselements 316 angeordnet.The lighting unit 310 includes two contact elements 320 connected to the at least one lighting element 316 and each with at least one electrical conductor 314 are connected. The lighting element 316 has the contact elements 320 on, leading to an electrical and mechanical, direct coupling of the lighting element 316 with the electrical conductor 314 are provided. The contact elements 320 are as pin-shaped contact pins of the lighting element 316 educated. The contact elements 320 are made of a metal. However, there are also other materials of the contact elements which appear meaningful to a person skilled in the art, in particular electrically conductive materials 320 conceivable. The contact elements 320 are perpendicular to a main beam direction 336 of the lighting element 316 viewed, each at a side next to a lens 334 arranged side surface 322 as well as on one of the lenses 334 , in the main beam direction 336 considered, opposite bottom 340 of the lighting element 316 arranged.
Im Folgenden wird der Einfachheit halber stellvertretend nur eines der Kontaktelemente 320 der Beleuchtungseinheit 310 beschrieben. Das Kontaktelement 320 weist einen ersten Bereich 346 und einen weiteren Bereich 348 auf. Der erste Bereich 346 und weitere Bereich 348 schließen direkt aneinander an. Der erste Bereich 346 und der weitere Bereich 348 sind jeweils stiftförmig ausgebildet. Eine Haupterstreckungsrichtung 350 des ersten Bereichs 346 und eine Haupterstreckungsrichtung 352 des weiteren Bereichs 348 schließen einen Winkel ein. Die Haupterstreckungsrichtung 350 des ersten Bereichs 346 und die Haupterstreckungsrichtung 352 des weiteren Bereichs 348 schließen einen rechten Winkel ein. Das Kontaktelement 320 ist abgewinkelt ausgebildet. Das Kontaktelement 320 ist L-förmig ausgebildet. Eine Länge des ersten Bereichs 346, in Haupterstreckungsrichtung 350 des ersten Bereichs 346 betrachtet, entspricht einer Länge des weiteren Bereichs 348, in Haupterstreckungsrichtung 352 des weiteren Bereichs 348 betrachtet. Das Kontaktelement 320 ist in dem ersten Bereich 346 und in dem weiteren Bereich 348 an dem Beleuchtungselement 316 angeordnet. Der erste Bereich 346 liegt an der Unterseite 340 des Beleuchtungselements 316 an. Der weitere Bereich 348 liegt an der Seitenfläche 322 des Beleuchtungselements 316 an. Die Haupterstreckungsrichtung 350 des ersten Bereichs 346 verläuft senkrecht zur Hauptstrahlrichtung 336 und parallel zur Unterseite 340 des Beleuchtungselements 316. Die Haupterstreckungsrichtung 352 des weiteren Bereichs 348 verläuft parallel zur Hauptstrahlrichtung 336 des Beleuchtungselements 316. In the following, for the sake of simplicity, only one of the contact elements will be representative 320 the lighting unit 310 described. The contact element 320 has a first area 346 and another area 348 on. The first area 346 and more area 348 connect directly to each other. The first area 346 and the wider area 348 are each pin-shaped. A main extension direction 350 of the first area 346 and a main direction of extension 352 the further area 348 include an angle. The main extension direction 350 of the first area 346 and the main extension direction 352 the further area 348 include a right angle. The contact element 320 is formed angled. The contact element 320 is L-shaped. A length of the first area 346 , in the main direction of extension 350 of the first area 346 considered corresponds to a length of the wider area 348 , in the main direction of extension 352 the further area 348 considered. The contact element 320 is in the first area 346 and in the wider area 348 on the lighting element 316 arranged. The first area 346 is at the bottom 340 of the lighting element 316 at. The further area 348 lies on the side surface 322 of the lighting element 316 at. The main extension direction 350 of the first area 346 runs perpendicular to the main radiation direction 336 and parallel to the bottom 340 of the lighting element 316 , The main extension direction 352 the further area 348 runs parallel to the main beam direction 336 of the lighting element 316 ,
Die Beleuchtungseinheit 310 weist zumindest eine Widerstandsschmelzverbindung 318 auf, über die der zumindest eine elektrische Leiter 314 mit dem zumindest einen Beleuchtungselement 316 verbunden ist. Die Widerstandsschmelzverbindung 318 ist als Widerstandsschweißverbindung ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Widerstandsschmelzverbindung 318 als Widerstandslötverbindung oder auf eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise ausgebildet ist. Die elektrischen Leiter 314 sind in einem montierten Zustand über die Widerstandsschmelzverbindung 318 mechanisch und elektrisch mit jeweils einem der Kontaktelemente 320 verbunden. Die elektrischen Leiter 314 sind in einem montierten Zustand an einer Seite des Beleuchtungselements 316 nebeneinander angeordnet. Die elektrischen Leiter 314 sind in einem montierten Zustand an der Unterseite 340 des Beleuchtungselements 316 angeordnet.The lighting unit 310 has at least one resistance fusion connection 318 on, over which the at least one electrical conductor 314 with the at least one lighting element 316 connected is. The resistance fusion connection 318 is designed as a resistance welding connection. However, it is also conceivable that the resistance melt connection 318 is designed as a resistance soldered connection or in another way that appears appropriate to a person skilled in the art. The electrical conductors 314 are in a mounted condition via the resistance fusion joint 318 mechanically and electrically with one of the contact elements 320 connected. The electrical conductors 314 are in a mounted state on one side of the lighting element 316 arranged side by side. The electrical conductors 314 are in a mounted state at the bottom 340 of the lighting element 316 arranged.
Zu einer Herstellung der Widerstandsschmelzverbindung 318 werden die elektrischen Leiter 314 so an den Kontaktelementen 320 positioniert, dass eine Haupterstreckungsrichtung der elektrischen Leiter 314 parallel zur Unterseite 340 des Beleuchtungselements 316 verläuft. Die elektrischen Leiter 314 werden auf einer, in Hauptstrahlrichtung 336 des Beleuchtungselements 316 betrachtet, der Linse 334 und der Unterseite 340 des Beleuchtungselements 316 abgewandten Seite der Kontaktelemente 320 angeordnet. Die elektrischen Leiter 314 kontaktieren die Kontaktelemente 320 dabei in dem ersten Bereich 346. Anschließend werden zwei Elektroden 324, 326 zur Herstellung der Widerstandsschmelzverbindung 318 positioniert. Eine der Elektroden 324 kontaktiert dabei den elektrischen Leiter 314 auf einer, in Hauptstrahlrichtung 336 des Beleuchtungselements 316 betrachtet, dem Kontaktelement 320 gegenüberliegenden Seite des elektrischen Leiters 314. Eine andere der Elektroden 326 kontaktiert das Kontaktelement 320 im weiteren Bereich 348 auf einer, senkrecht zur Hauptstrahlrichtung 336 des Beleuchtungselements 316 betrachtet, dem Beleuchtungselement 316 gegenüberliegenden Seite des Kontaktelements 320. An einer der Unterseite 340 in Hauptstrahlrichtung 336 gegenüberliegenden Seite des Beleuchtungselements 316 wird ein Gegenlager 354 positioniert. Die Elektroden 324, 326 üben eine Kraft auf das Kontaktelement 320 senkrecht zur Hauptstrahlrichtung 336 des Beleuchtungselements 316 aus. Die Elektroden 324, 326 üben zudem eine Kraft auf den elektrischen Leiter 314 parallel zur Hauptstrahlrichtung 336 aus, wobei das Gegenlager 354 dieser Kraft entgegenwirkt, sodass ein Druck zwischen dem elektrischen Leiter 314 und dem Beleuchtungselement 316 entsteht. Die Elektroden 324, 326 pressen das Kontaktelement 320 und den elektrischen Leiter 314 an das Beleuchtungselement 316 an.For a production of the resistance fusion connection 318 become the electrical conductors 314 so at the contact elements 320 positioned such that a main direction of extension of the electrical conductors 314 parallel to the bottom 340 of the lighting element 316 runs. The electrical ladder 314 be on one, in main beam direction 336 of the lighting element 316 considered, the lens 334 and the bottom 340 of the lighting element 316 opposite side of the contact elements 320 arranged. The electrical conductors 314 contact the contact elements 320 doing so in the first area 346 , Subsequently, two electrodes 324 . 326 for the production of the resistance fusion connection 318 positioned. One of the electrodes 324 contacts the electrical conductor 314 on one, in the main beam direction 336 of the lighting element 316 considered, the contact element 320 opposite side of the electrical conductor 314 , Another one of the electrodes 326 contacts the contact element 320 in the wider area 348 on one, perpendicular to the main beam direction 336 of the lighting element 316 considered, the lighting element 316 opposite side of the contact element 320 , At one of the bottom 340 in the main beam direction 336 opposite side of the lighting element 316 becomes an anvil 354 positioned. The electrodes 324 . 326 exert a force on the contact element 320 perpendicular to the main beam direction 336 of the lighting element 316 out. The electrodes 324 . 326 also exert a force on the electrical conductor 314 parallel to the main beam direction 336 out, with the counter bearing 354 counteracts this force, so that a pressure between the electrical conductor 314 and the lighting element 316 arises. The electrodes 324 . 326 press the contact element 320 and the electrical conductor 314 to the lighting element 316 at.
Zudem wird eine elektrische Spannung an die Elektroden 324, 326 angelegt. Dadurch fließt ein elektrischer Strom durch den elektrischen Leiter 314 und das Kontaktelement 320 und erwärmt den elektrischen Leiter 314 und das Kontaktelement 320. An einer Kontaktstelle 344 zwischen dem elektrischen Leiter 314 und dem Kontaktelement 320 weisen der elektrische Leiter 314 und das Kontaktelement 320 jeweils eine Beschichtung auf. Die Beschichtung ist aus Zinn gebildet. Die Erwärmung des elektrischen Leiters 314 und des Kontaktelements 320 bewirkt eine partielle Aufschmelzung der Beschichtung an der Kontaktstelle 344, wodurch nach einem Abkühlen eine stoffschlüssige, feste Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter 314 und dem Kontaktelement 320 erreicht wird. Zudem bewirkt die Erwärmung des elektrischen Leiters 314 und des Kontaktelements 320 einen Diffusionsvorgang von Grundwerkstoffen des elektrischen Leiters 314 und des Kontaktelements 320, wodurch ebenfalls eine stoffschlüssige feste Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter 314 und dem Kontaktelement 320 erreicht wird. Der Diffusionsvorgang findet unterhalb einer Solidustemperatur der Grundwerkstoffe des elektrischen Leiters 314 und des Kontaktelements 320 statt.In addition, an electrical voltage is applied to the electrodes 324 . 326 created. As a result, an electric current flows through the electrical conductor 314 and the contact element 320 and heats the electrical conductor 314 and the contact element 320 , At a contact point 344 between the electrical conductor 314 and the contact element 320 assign the electrical conductor 314 and the contact element 320 each one on a coating. The coating is made of tin. The heating of the electrical conductor 314 and the contact element 320 causes a partial melting of the coating at the contact point 344 , whereby after cooling, a cohesive, firm connection between the electrical conductor 314 and the contact element 320 is reached. In addition, the heating of the electrical conductor causes 314 and the contact element 320 a diffusion process of base materials of the electrical conductor 314 and the contact element 320 , whereby also a cohesive solid connection between the electrical conductor 314 and the contact element 320 is reached. The diffusion process takes place below a solidus temperature of the base materials of the electrical conductor 314 and the contact element 320 instead of.
Die nachfolgenden Beschreibungen umfassen der Einfachheit halber die Beleuchtungseinheit 110 der 1. Es sind jedoch auch Ausgestaltungen denkbar, die alternativ eine der anderen beschriebenen Beleuchtungseinheiten 210 oder 310 der 2 und 3 umfassen.The following descriptions include the lighting unit for the sake of simplicity 110 of the 1 , However, embodiments are also conceivable which alternatively one of the other lighting units described 210 or 310 of the 2 and 3 include.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der Beleuchtungseinheit 110. Das Verfahren weist einen Verfahrensschritt 28 auf, in dem der zumindest eine elektrische Leiter 114 über die zumindest eine Widerstandsschmelzverbindung 118 mit dem zumindest einen, als Beleuchtungselement 116 ausgebildeten Elektronikelement verbunden wird. In dem Verfahrensschritt 28 wird der zumindest eine elektrische Leiter 114 über die zumindest eine Widerstandsschweißverbindung mit dem zumindest einen Beleuchtungselement 116 verbunden. In dem Verfahrensschritt 28 wird der zumindest eine elektrische Leiter 114 an dem zumindest einen Kontaktelement 120 angelegt, mittels zweier Elektroden 124, 126 wird die zumindest eine Widerstandsschmelzverbindung 118 hergestellt und der zumindest eine elektrische Leiter 114 wird dadurch mit dem zumindest einen Kontaktelement 120 verbunden. Jeweils einer der elektrischen Leiter 114 der Beleuchtungseinheit 110 wird in dem Verfahrensschritt 28 so positioniert, dass der elektrische Leiter 114 eines der Kontaktelemente 120 kontaktiert. Anschließend werden die Elektroden 124, 126 positioniert und die Widerstandsschmelzverbindung 118 wird hergestellt. Das Verfahren umfasst ferner zumindest einen nachfolgenden Verfahrensschritt 56, in dem ein nicht dargestellter Träger um die Beleuchtungselemente 116 und die elektrischen Leiter 114 der Beleuchtungseinheit 110 herum angebracht wird. Der Träger wird in dem nachfolgenden Verfahrensschritt 56 an die Beleuchtungselemente 116 und die elektrischen Leiter 114 angespritzt. Das Verfahren kann, alternativ oder zusätzlich, weitere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Verfahrensschritte aufweisen. 4 shows a flowchart of a method for producing the lighting unit 110 , The method has a method step 28 on, in which the at least one electrical conductor 114 over the at least one resistance fusion connection 118 with the at least one, as a lighting element 116 trained electronic element is connected. In the process step 28 becomes the at least one electrical conductor 114 via the at least one resistance welded connection with the at least one lighting element 116 connected. In the process step 28 becomes the at least one electrical conductor 114 on the at least one contact element 120 created by means of two electrodes 124 . 126 becomes the at least one resistance fusion joint 118 made and the at least one electrical conductor 114 is characterized by the at least one contact element 120 connected. Each one of the electrical conductors 114 the lighting unit 110 is in the process step 28 positioned so that the electrical conductor 114 one of the contact elements 120 contacted. Subsequently, the electrodes 124 . 126 positioned and the resistance fusion joint 118 is produced. The method further comprises at least one subsequent method step 56 in which an unillustrated carrier around the lighting elements 116 and the electrical conductors 114 the lighting unit 110 is attached around. The carrier is in the subsequent process step 56 to the lighting elements 116 and the electrical conductors 114 molded. The method may, alternatively or additionally, comprise further method steps that appear appropriate to a person skilled in the art.
In 5a ist ein Halbzeug 30a mit der Beleuchtungseinheit 110a und mit einer Elektronikeinheit 32 dargestellt. Die Elektronikeinheit 32 ist elektrisch mit der Beleuchtungseinheit 110a verbunden. Die Elektronikeinheit 32 ist über einen elektrischen Leiter 58 mit der Beleuchtungseinheit 110a verbunden. Der elektrische Leiter 58 ist von einem Stromkabel gebildet. Die Elektronikeinheit 32 umfasst einen Schalter 60 zur Betätigung der Beleuchtungseinheit 110a und einen Stecker 62 zur Kopplung des Halbzeugs 30a mit einer Stromquelle. Zudem umfasst die Elektronikeinheit 32 zumindest ein Elektronikelement 64. Das zumindest eine Elektronikelement 64 kann als Sensorelement, Kommunikationselement, Aktor, Energiegewinnungselement, Energiespeicherelement, Datenverarbeitungselement und/oder auf eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise ausgebildet sein.In 5a is a semi-finished product 30a with the lighting unit 110a and with an electronics unit 32 shown. The electronics unit 32 is electric with the lighting unit 110a connected. The electronics unit 32 is over an electrical conductor 58 with the lighting unit 110a connected. The electrical conductor 58 is formed by a power cable. The electronics unit 32 includes a switch 60 for actuating the lighting unit 110a and a plug 62 for coupling the semifinished product 30a with a power source. In addition, the electronics unit includes 32 at least one electronic element 64 , The at least one electronic element 64 can be configured as a sensor element, communication element, actuator, energy harvesting element, energy storage element, data processing element and / or in another, to a person skilled in the sense appearing wise.
In 5b ist ein Halbzeug 30b mit einer alternativen Ausgestaltung der Beleuchtungseinheit 110b und mit einer Elektronikeinheit 32 dargestellt. Die Beleuchtungseinheit 110b ist mehrteilig ausgebildet. Die Beleuchtungseinheit 110b umfasst drei Beleuchtungsabschnitte, die über einen elektrischen Leiter 66 gekoppelt sind. Die drei Beleuchtungsabschnitte der Beleuchtungseinheit 110b sind in Reihe geschaltet. Die Elektronikeinheit 32 ist elektrisch mit der Beleuchtungseinheit 110b verbunden. Die Elektronikeinheit 32 ist über einen elektrischen Leiter 58 mit der Beleuchtungseinheit 110b verbunden. Die Elektronikeinheit 32 umfasst einen Stecker 62, einen Schalter 60 und ein Elektronikelement 64 und entspricht der bereits beschriebenen Elektronikeinheit 32. In 5b is a semi-finished product 30b with an alternative embodiment of the lighting unit 110b and with an electronics unit 32 shown. The lighting unit 110b is designed in several parts. The lighting unit 110b includes three lighting sections that are connected via an electrical conductor 66 are coupled. The three lighting sections of the lighting unit 110b are connected in series. The electronics unit 32 is electric with the lighting unit 110b connected. The electronics unit 32 is over an electrical conductor 58 with the lighting unit 110b connected. The electronics unit 32 includes a plug 62 , a switch 60 and an electronic element 64 and corresponds to the electronics unit already described 32 ,
Die 6a und 6b zeigen jeweils ein Bekleidungsstück 12 in Vorder- und Rückansicht. Das Bekleidungsstück 12 ist hierbei als Warnweste ausgebildet. Es ist aber auch denkbar, dass ein anderes beliebiges, einem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Bekleidungsstück zum Einsatz kommt. Das Bekleidungsstück 12 umfasst die Beleuchtungseinheit 110. Die Vorderansicht zeigt hierbei eine Vorderseite 68 des Bekleidungsstücks 12. Die Vorderseite 68 ist in zwei Teilbereiche 70a und 70b unterteilt. Die Rückansicht zeigt eine Rückseite 72 des Bekleidungsstücks 12. In das Bekleidungsstück 12 ist das Halbzeug 30 integriert. Die Beleuchtungseinheit 110 erstreckt sich ausgehend vom ersten Teilbereich 70a der Vorderseite 68 des Bekleidungsstücks 12 über die Rückseite 72 des Bekleidungsstücks 12 bis zum zweiten Teilbereich 70b der Vorderseite 68 des Bekleidungsstücks 12. Die Beleuchtungseinheit 110 erstreckt sich auf einem Umfang des Bekleidungsstücks 12, wobei die Beleuchtungseinheit 110 auf der Vorderseite 68 des Bekleidungsstücks 12 schräg zur Mitte und auf der Rückseite 72 des Bekleidungsstücks 12 horizontal verläuft.The 6a and 6b each show a piece of clothing 12 in front and back view. The garment 12 is here designed as a safety vest. But it is also conceivable that any other, a professional appear appropriate sense garment is used. The garment 12 includes the lighting unit 110 , The front view shows a front side 68 of the garment 12 , The front 68 is in two parts 70a and 70b divided. The rear view shows a back 72 of the garment 12 , In the garment 12 is the semi-finished product 30 integrated. The lighting unit 110 extends from the first section 70a the front 68 of the garment 12 over the back 72 of the garment 12 to the second subarea 70b the front 68 of the garment 12 , The lighting unit 110 extends on a circumference of the garment 12 , wherein the lighting unit 110 on the front side 68 of the garment 12 diagonally to the middle and on the back 72 of the garment 12 runs horizontally.
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