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Die Erfindung betrifft ein Leuchtband zur Beleuchtung in einer Flugzeugkabine und eine Flugzeugkabine mit einer Beleuchtungseinheit.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Leuchtband anzugeben.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Leuchtband gemäß Patentanspruch 1 zur Beleuchtung in einer Flugzeugkabine. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sowie anderer Erfindungskategorien ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Das Leuchtband enthält einen Träger. Der Träger erstreckt sich entlang einer Verlaufslinie. Der Träger und damit das gesamte Leuchtband ist insbesondere flexibel und/oder gelenkig, jedenfalls in seiner Gänze formveränderlich. Die Verlaufslinie ist daher veränderbar und kann einer Zielform angepasst oder zumindest angenähert werden.
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Das Leuchtband enthält mehrere elektrische Bauteile. Die Bauteile sind am Träger gehalten. Mehrere der Bauteile sind Lichtquellen. Das Leuchtband enthält Verbindungsleitungen. Die Verbindungsleitungen sind ebenfalls am Träger gehalten und dienen zur elektrischen Versorgung bzw. dem Anschluss zu versorgender Bauteile.
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Das Leuchtband weist entlang der Verlaufslinie abwechselnd starre und flexible Abschnitte auf. Mindestens eines der Bauteile ist an einem der starren Abschnitte des Leuchtbandes gehalten.
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Vorzugsweise sind alle biegeempfindlichen Bauteile an den starren Abschnitten des Leuchtbandes gehalten. Vorzugsweise sind alle Bauteile an den starren Abschnitten des Leuchtbandes gehalten. Dabei ist insbesondere jedes der Bauteile an jeweils nur einem der Abschnitte gehalten. „An ... gehalten” bedeutet, dass etwas direkt (unmittelbar dort) oder indirekt (unter Zwischenschaltung von mindestens einem anderen Objekt) in und/oder auf dem betreffenden Objekt (Träger/Leuchtband) gehalten ist, insbesondere dort mechanisch und/oder elektrisch befestigt bzw. angeschlossen ist.
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Insbesondere können auch alle Bauteile Lichtquellen sein. „Versorgung/Anschluss der Bauteile” bedeutet, dass die Bauteile durch die Verbindungsleitung mit elektrischer Leistung, bei Bedarf alternativ oder zusätzlich mit Steuer-, Logik-, Kommunikations- oder sonstigen Signalen in Form von Spannungen und/oder Strömen versorgt sind.
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Gemäß der Erfindung ergibt sich also ein in seiner Gesamtheit flexibles Leuchtband oder ”Flexlight” mit partieller Versteifung, nämlich im Bereich der starren Abschnitte. Zwischen den starren Abschnitten (auch ”Inseln” genannt) befinden sich die flexiblen Abschnitte oder Verbinder (bewegliche Teile des Trägers), welche es ermöglichen, dass sich die Ausrichtung jeder einzelnen Insel gegenüber der benachbarten Insel so verändern kann, dass das Leuchtband (auch ”LED-Board” genannt) auf gekrümmten Oberflächen montiert werden kann.
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Die starren Abschnitte bilden eine stabile und formunveränderliche Basis für die Montage von (auch biegeempfindlichen) Bauteilen. Vor allem wird so eine mechanische Belastung der Lötstellen an den Bauteilanschlüssen vermieden, wenn das Leuchtband gebogen wird, da der starre Abschnitt relativ zum Bauteil nicht gebogen wird, sondern starr verbleibt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Träger ein entlang der Verlaufslinie durchgehender Träger. Die Herstellung des Leuchtbandes wird dadurch besonders einfach, da der bereits durchgehende Träger lediglich an den starren Abschnitten entsprechend starr ausgeführt oder gemacht werden muss. Der Träger ist insbesondere ein einstückiger Träger.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Träger ein – insbesondere flexibles – Band. Somit ergibt sich bereits aus dem Träger eine Bandform für das Leuchtband, welches im Wesentlichen nur noch durch die Bauteile und Verbindungsleitungen zu ergänzen ist und an den entsprechenden Abschnitten starr auszuführen ist. Insbesondere ist das Band ein durchgehendes, insbesondere einstückiges, Band.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens einer der starren Abschnitte dadurch gebildet, dass der entsprechende Abschnitt des Trägers durch ein Starrelement versteift ist. Insbesondere sind alle starren Abschnitte so gebildet. Die flexiblen Abschnitte des Leuchtbandes sind dann insbesondere durch die verbleibenden, nicht durch Starrelemente versteiften Abschnitte (z. B. flexibel oder gelenkig) des Trägers gebildet. Auf diese Weise können die starren Abschnitte des Leuchtbandes besonders einfach realisiert werden und ein homogener, entsprechend einfach und kostengünstiger flexibler Träger verwendet werden. Insbesondere wenn also der Träger flexibel ist oder flexible Abschnitte aufweist, bilden diese insbesondere die flexiblen Abschnitte des Leuchtbandes.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist das Starrelement vollflächig mit dem Träger verbunden. So kann insbesondere ein im Bereich des Starrelements flexibler Träger in diesem gesamten Bereich zu einem starren Träger gemacht werden. Träger und Starrelement verbunden miteinander bilden dann gemeinsam den starren Abschnitt.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist das Starrelement auf dem Träger aufgeklebt. Durch Aufkleben kann eine besonders schnelle und einfache Verbindung von Starrelement und Träger und damit z. B. Versteifung des Trägers erfolgen. Das Aufkleben kann insbesondere wie oben genannt vollflächig erfolgen.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist das jeweilige am starren Abschnitt gehaltene Bauteil dadurch am Träger gehalten, dass es (direkt oder indirekt) am Starrelement gehalten ist. Am Starrelement kann das Bauteil besonders einfach und sicher befestigt werden. Alternativ kann das Bauteil jedoch auch im Bereich des Starrelements am Träger gehalten sein, insbesondere, wenn dieser durch das Starrelement selbst versteift ist, zum Beispiel durch vollflächige Verbindung mit dem Träger.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist das Starrelement eine elektrische (starre) Leiterplatte. Eine solche Leiterplatte eignet sich besonders zum Halten und optional auch zum gleichzeitigen elektrischen kontaktieren elektrischer Bauteile und dient wegen ihrer Steifigkeit zusätzlich der Bildung des jeweiligen starren Abschnitts des Leuchtbandes. Insbesondere wird die Leiterplatte mit dem Träger bzw. entsprechenden elektrischen Elementen auf dem Träger kontaktiert, zum Beispiel an die Verbindungsleitungen auf dem Träger angeschlossen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eines der Bauteile ein SMD-Bauteil (surface mounted device), das auf der jeweiligen Oberfläche, zum Beispiel des Trägers oder des Starrelements, gehalten ist. Derartige Bauteile lassen sich besonders einfach montieren bzw. bestücken.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens eine der Lichtquellen eine LED-Lichtquelle (light emitting diode). Insbesondere sind alle Lichtquellen LED-Lichtquellen. Somit ergibt sich ein LED-Leuchtband mit den bekannten und herkömmlichen Vorteilen der Nutzung der LED-Technik (wenig Stromverbrauch, wenig Abwärme, ...).
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens eine der Lichtquellen eine Mehrfarblichtquelle. Mehrfarblichtquellen können je nach Ansteuerung Licht verschiedener Farben aussenden. So kann ein Leuchtband geschaffen werden, welches im Betrieb angesteuert werden kann, um Licht verschiedener Farben auszusenden. Hierdurch sind besonders ansprechende Beleuchtungen realisierbar.
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Insbesondere ist mindestens eine der Mehrfarblichtquellen eine RGBW-LED-Lichtquelle (Rot-Grün-Blau-Weiß). Hier ergeben sich die bekannten Vorzüge der LED-Technologie bzw. von RGBW-Lichtquellen (Farbmischung, Weiß-Anteil, ...) auch für das Leuchtband.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist mindestens eine der Mehrfarblichtquellen ein Cluster (Ansammlung/Gruppierung) mindestens zweier Einzellichtquellen in Form von Einzelbauteilen. Die Einzellichtquellen sind also separate Bauteile, die nicht mechanisch starr zueinander gekoppelt sind und somit in Ihrer Ausrichtung zueinander veränderlich sind. Insbesondere sind die Einzellichtquellen monochrome Lichtquellen. Insbesondere sind dies vier separate R-, G-, B- und W-LEDs. Somit sind auch sämtliche Einzellichtquellen jeweils für sich am Leuchtband zu halten. Gegenüber Multichip-LEDs bieten derartige Cluster von Einzellichtquellen den Vorteil, dass eine höhere Lichtqualität erzeugt werden kann (geringere Farbabweichungen der von den jeweiligen LED-Clustern erzeugten Mischfarben), da monochrome (R, G, B) und weiße (W) Einzel-LEDs mit genauer definierten Helligkeits- und Farbwerten (sogenannten ”Bins”) erhältlich sind, als dies bei Multichip-LEDs der Fall ist.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform sind alle Einzelbauteile eines der bzw. des selben, also eines bestimmten Clusters an dem selben bzw. einem einzigen der starren Abschnitte gehalten. Insbesondere sind alle Cluster-LEDs eines Clusters als SMD-Bauteile auf einer einzigen bzw. der selben Leiterplatte (Starrelement) montiert. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die durch die Abstrahlcharakteristik der einzelnen Lichtquellen des Clusters erzeugte Farbmischung auch bei Montage des Leuchtbandes auf gekrümmten Oberflächen unverändert bleibt, da sich die Lage der einzelnen Lichtquellen zueinander nicht ändert. Im Gegensatz hierzu würde bei vollflexiblen Leuchtbändern unter Umständen ein „Knick” bzw. eine Biegung im Cluster entstehen, sodass es auf beleuchteten Flächen zu einer Entmischung von Primärfarben kommen könnte. So wird der Bau von flexiblen Leuchtbändern mit einer höheren Lichtqualität ermöglicht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Leuchtband ein Leuchtband zum Einbau als Designelement und/oder Akzentbeleuchtung in einer Flugzeugkabine. Als Designelement dient das Leuchtband durch die Ausstrahlung seines Lichts in erster Linie zu dekorativen Zwecken. Somit ergeben sich auch für Dekorationsmöglichkeiten und/oder eine Akzentbeleuchtung in einer Flugzeugkabine sämtliche oben genannte Vorteile des Leuchtbandes.
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Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch eine Flugzeugkabine gemäß Patentanspruch 15. Die Flugzeugkabine und zumindest ein Teil deren Ausführungsformen sowie die jeweiligen Vorteile wurden sinngemäß bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Leuchtband erläutert.
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Die Flugzeugkabine enthält eine Beleuchtungseinheit. Die Beleuchtungseinheit enthält ein erfindungsgemäßes Leuchtband. Insbesondere ist das Leuchtband ein Leuchtband ein Designelement bzw. ein solches zur Akzentbeleuchtung. So ergibt sich eine Flugzeugkabine mit besonders hoch qualitativer Design- bzw. Akzentbeleuchtung.
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Die Erfindung beruht auf folgenden Erkenntnissen, Beobachtungen bzw. Überlegungen und weist noch die nachfolgenden Ausführungsformen auf. Die Ausführungsformen werden dabei teils vereinfachend auch ”die Erfindung” genannt. Die Ausführungsformen können hierbei auch Teile oder Kombinationen der oben genannten Ausführungsformen enthalten oder diesen entsprechen und/oder gegebenenfalls auch bisher nicht erwähnte Ausführungsformen einschließen.
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Die Erfindung beruht auf der Beobachtung, dass herkömmliche vollflexible vollfarbfähige LED-Boards (Leuchtstreifen, auch Flex-Leiterplatte genannt) üblicherweise mit Multichip-LEDs (RGB oder RGBW) bestückt sind. Da die Multichip-LEDs die verschiedenfarbigen LED-Chips in einem Bauteil vereinen, ändert sich hier die Ausrichtung der einzelnen LED-Chips zueinander nicht, wenn das LED-Board gebogen wird. Außerdem führt das Biegen der Flex-Leiterplatte zu einer mechanischen Belastung der Lötstellen an den Bauteilanschlüssen, sodass auf diesen LED-Boards neben den natürlich vorhandenen LEDs üblicherweise nur sehr wenige (kleine) Bauteile bestückt sind, um die durch gebrochene Lötstellen verursachte Ausfallrate möglichst gering zu halten.
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Die Erfindung beruht auf der Idee, statt eines vollflexiblen LED-Boards ein partiell versteiftes (starr-flex) LED-Board zu verwenden. Auf den starren Inseln werden die aus einzelnen RGB(W)-LEDs bestehenden Cluster bestückt. Zwischen den starren Inseln befinden sich flexible Verbinder, welche es ermöglichen, dass sich die Ausrichtung jeder einzelnen Insel gegenüber der benachbarten Insel so verändern kann, dass das LED-Board auf gekrümmten Oberflächen montiert werden kann. Zusätzlich können auf den starren Inseln (zum Beispiel auf der Unterseite, z. B. Seite eines flexiblen Träger-/Montagebandes) größere Bauteile (zum Beispiel Mikrocontroller) bestückt werden, sodass eine mechanische Belastung der Lötstellen an den Bauteilanschlüssen vermieden wird, wenn das gesamte LED-Board gebogen wird.
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Die Erfindung ermöglicht den Bau von flexiblen Akzentbeleuchtungen mit einer höheren Lichtqualität (geringere Farbabweichungen der von den jeweiligen LED-Clustern erzeugten Mischfarben), da monochrome (R, G, B) und weiße (W) Einzel-LEDs mit genauer definierten Helligkeits- und Farbwerten (sogenannten ”Bins”) erhältlich sind, als dies bei Multichip-LEDs der Fall ist und die durch die Abstrahlcharakteristik der einzelnen LEDs erzeugte Farbmischung auch bei Montage des LED-Boards auf gekrümmten Oberflächen unverändert bleibt, da sich die Lage der einzelnen Lichtquellen zueinander nicht ändert. Bei vollflexiblen LED-Boards würde demgegenüber ein „Knick” im Cluster entstehen, sodass es auf beleuchteten Flächen zu einer Entmischung der Primärfarben kommen könnte.
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Darüber hinaus können auf den starren Inseln größere und komplexere Bauteile (zum Beispiel Mikrocontroller) bestückt und damit „intelligente” LED-Boards (zum Beispiel mit Kommunikationsschnittstelle und Abgleichdaten) realisiert werden, die einen vorgegebenen Farbort mit einer geringen Farbabweichung wiedergeben können. Bei vollflexiblen LED-Boards würde das Biegen der Leiterplatte zu einer mechanischen Belastung der Lötstellen an den Bauteilanschlüssen führen, was insbesondere bei wiederholter Biegebeanspruchung zum Ausfall (Bruch) der Lötstelle führen könnte.
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Die Erfindung ermöglicht den Bau von vollfarbfähigen flexiblen LED-Boards, welche eine für den Einsatz als Akzentbeleuchtung in Flugzeugkabinen ausreichende Flexibilität bieten, ohne Einschränkungen in der Lichtqualität gegenüber den an anderen Stellen verbauten starren LED-Boards machen zu müssen. Dies ist insbesondere für Anwendungen in der Flugzeugkabine wichtig, da hier üblicherweise keine sichtbaren Farbunterschiede zwischen der mit starren LED-Boards realisierten Hauptbeleuchtung und der hier beschriebenen Akzentbeleuchtung toleriert werden.
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Gemäß der Erfindung wird das LED-Board für den Einsatz als Akzentbeleuchtung in Flugzeugkabinen als sogenannte Starr-Flex-Leiterplatte ausgeführt, wobei mindestens ein RBGW-LED-Cluster auf einem starren Abschnitt platziert wird, sodass sich die Ausrichtung der einzelnen Cluster-LEDs (und deren Lichtkeulen) zueinander nicht ändert, wenn das LED-Board gebogen wird, zum Beispiel bei der Montage des Boards auf gekrümmten Oberflächen.
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Vorzugsweise werden auch alle anderen elektronischen Bauteile (insbesondere Bauteile mit größeren geometrischen Abmessungen wie Mikrocontroller und Stecker oder besonders empfindliche Bauteile wie Keramik-Kondensatoren) auf dem starren Abschnitten platziert, entweder auf den starren Leiterplatten auf der Oberseite des LED-Boards (neben den LEDs, auf Starrelement) oder auf der durchgehenden Flex-PCB (Printed-Circuit-Board, auf Träger) auf der Unterseite des LED-Boards. Hierbei muss natürlich beachtet werden, dass nur der Bereich der Flex-PCB verwendet wird, der durch die aufgeklebte starre Leiterplatte auf der Oberseite des LED-Bords partiell versteift ist.
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Gemäß der Erfindung ergibt sich insbesondere ein flexibles LED-Board (Leuchtband) für den Einsatz als Akzentbeleuchtung in Flugzeugkabinen, welches im Bereich der aus RGBW-LEDs bestehenden Cluster partiell versteift ist, sodass sich die Ausrichtung der einzelnen Cluster-LEDs (und deren Lichtkeulen) zueinander nicht ändert, wenn das LED-Board gebogen wird, zum Beispiel bei der Montage des Boards auf gekrümmten Oberflächen. Gemäß der Erfindung ergibt sich ein vollfarbfähiges flexibles LED-Board für den Einsatz als Akzentbeleuchtung in Flugzeugkabinen.
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Weitere Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen in einer schematischen Prinzipskizze:
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1 ein Leuchtband in Ansicht a) von oben, b) von unten und c) seitlich.
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1 zeigt ein Leuchtband 2 in a) Draufsicht auf dessen Oberseite, b) Draufsicht auf dessen gegenüberliegende Unterseite und c) Seitenansicht, wobei die Ansichten a) und b) in 1c durch Pfeile angedeutet sind.
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Das Leuchtband 2 dient der Abstrahlung von Licht in Richtung des Pfeils 4 (siehe 1c) und zur Beleuchtung in einer hier nur symbolisch angedeuteten Flugzeugkabine 6. Das Leuchtband 2 enthält einen Träger 8, der sich entlang einer Verlaufslinie 10 erstreckt. Der Träger ist gemäß 1c vergleichsweise dünn und mittig zur Verdeutlichung übertrieben dick dargestellt. Der Träger 8 ist ein entlang der Verlaufslinie 10 durchgehender Träger 8 in Form eines Bandes.
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Das Leuchtband 2 enthält elektrische Bauteile 12, die am Träger 8 gehalten sind (direkt oder indirekt auf dem Träger 8, d. h. ggf. unter Zwischenschaltung anderer Montageelemente, beispielsweise von Starrelementen 24, siehe unten). Von den Bauteilen 12 werden exemplarisch nur einige erläutert. Mehrere der Bauteile 12 sind Lichtquellen 14. Andere Bauteile 12 sind Stecker 16 oder Mikrocontroller 18. Das Leuchtband 2 enthält auch (hier nur exemplarisch und symbolisch angedeutete) Verbindungsleitungen 20, die ebenfalls am Träger 8 gehalten sind und zur elektrischen Versorgung der Bauteile 12 dienen.
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Entlang der Verlaufslinie 10 enthält das Leuchtband 2 achtzehn starre Abschnitte 22a und siebzehn, jeweils dazwischen liegende flexible Abschnitte 22b. Jeweils einer der entsprechenden starren und flexiblen Abschnitte 22a, b ist exemplarisch durch gestrichelte Linien angedeutet. Sämtliche Bauteile 12 sind ausschließlich an jeweils einem der starren Abschnitte 22a gehalten.
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Die starren Abschnitte 22a sind jeweils dadurch gebildet, dass der entsprechende Abschnitt des durchgängig bzw. vollständig flexiblen Trägers 8 durch ein jeweiliges Starrelement 24 versteift ist. Die Starrelemente 24 sind jeweils vorflächig mit dem Träger 8 verbunden, nämlich aufgeklebt.
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1a zeigt sämtliche Bauteile 12, die an bzw. auf den jeweiligen Starrelementen 24 gehalten sind. Die Starrelemente 24 sind jeweilige elektrische Leiterplatten. Die in 1a sichtbaren Bauteile 12 sind jeweils SMD-Bauteile und auf die jeweiligen Starrelemente 24 aufgelötet, also direkt auf diesen bzw. von diesen gehalten.
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1b zeigt weitere Bauteile 12, die direkt an bzw. auf dem Träger 8 gehalten sind. Sowohl die Bauteile 12 als auch die Stecker 16 sind SMD-Bauteile und daher im Wesentlichen durch Auflöten auf dem Träger 8 gehalten.
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Die Lichtquellen 14 sind ausnahmslos LED-Lichtquellen in Form von Mehrfarblichtquellen, hier RGBW-LEDs. Jede der Lichtquellen 14 ist ein Cluster von jeweils vier Einzelbauteilen 28a–d in Form von Einzellichtquellen, wobei in den Figuren beispielhaft einige der Cluster 26 durch eine gestrichelte Linie umrahmt sind. Die vier Einzellichtquellen sind also jeweilige R-, G-, B-, und W-LEDs.
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Alle Einzelbauteile 28a–d jedes einzelnen Clusters 26 sind jeweils auf dem selben starren Abschnitt 22a gehalten. Bei einer Verformung des Leuchtbandes 2 findet diese jeweils lediglich ausschließlich an den flexiblen Abschnitten 22b statt, die sich verformen. Jeder der Abschnitte 22a bleibt dagegen formunverändert. Hierdurch kann sich auch bei Verformung des gesamten Leuchtbandes 2 die Relativposition der Einzelbauteile 28a–d des jeweils selben Clusters 26 zueinander nicht verändern.
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Das Leuchtband 2 ist ein Leuchtband zum Einbau als Akzentbeleuchtung in die Flugzeugkabine 6.
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1 zeigt somit auch eine Flugzeugkabine 6 mit einer Beleuchtungseinheit 30, die das Leuchtband 2 enthält. Die Beleuchtungseinheit 30 verfügt in üblicher Weise außerdem über nicht dargestellte Abdeckscheiben und Montageclips etc.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Leuchtband
- 4
- Pfeil
- 6
- Flugzeugkabine
- 8
- Träger
- 10
- Verlaufslinie
- 12
- Bauteil
- 14
- Lichtquelle
- 16
- Stecker
- 18
- Mikrocontroller
- 20
- Verbindungsleitungen
- 22a
- Abschnitt (starr)
- 22b
- Abschnitt (flexibel)
- 24
- Starrelement
- 26
- Cluster
- 28a–d
- Einzelbauteil
- 30
- Beleuchtungseinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- ”RGB Flexible Decor Light” (FL0240-Series) der AES Aircraft Elektro/Elektronik System GmbH, Bremen, Deutschland von der Webseite ”http://www.aes-aero.de/products/lightsystem/flexible-decor-lights/fl0240-series/” [0002]
