DE102018101207A1

DE102018101207A1 - Vorrichtung und Verfahren für einen automatisierten Zusammenbau einer LED-Lampe

Info

Publication number: DE102018101207A1
Application number: DE102018101207.1A
Authority: DE
Inventors: Steven C. Farley; Brian G. Lariviere; Nilesh S. Patel; Thomas James Peles; Thomas J. Spehalski; Valeriy Zolotykh
Original assignee: Ledvance LLC
Current assignee: Ledvance LLC
Priority date: 2017-01-20
Filing date: 2018-01-19
Publication date: 2018-07-26
Also published as: US10584861B2; US20180209629A1

Abstract

Eine Vorrichtung für eine LED-Lampe enthält eine optische Einrichtung. Zumindest ein Lichtgeneratordraht ist mit der optischen Einrichtung verbunden und zumindest teilweise außen an der optischen Einrichtung montiert. Mit der optischen Einrichtung ist ein Sockel in Eingriff gebracht. Innerhalb des Sockels ist ein Treiber enthalten. Zumindest ein Kontakt ist an dem Treiber in elektrischer Verbindung mit dem Treiber montiert, wobei der zumindest eine Kontakt mit dem zumindest einen Lichtgeneratordraht in einem Kontakt ohne Eingriff steht.

Description

GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein LED-Lampen und betrifft insbesondere einen Lampenentwurf, der einen automatisierten Zusammenbau mit hoher Geschwindigkeit gestattet.
HINTERGRUND
LED-Treiber (auch bekannt als LED-Netzteile) sind Vorschaltgeräten für Fluoreszenzlampen oder Transformatoren für Niederspannungs-Glühbirnen ähnlich. Die LED-Treiber versorgen LEDs mit Elektrizität, die erforderlich ist, damit sie funktionieren und bestmögliche Leistung erbringen. LEDs arbeiten bei einer niedrigen Spannung und Gleichstrom, werden aber von Wechselstromquellen höherer Spannung gespeist. LEDs erfordern Treiber, um Wechselstrom höherer Spannung in einen Gleichstrom niedriger Spannung umzuwandeln und die Spannung und den Strom, der durch eine LED-Schaltung fließt, bei einem gesteuerten Nennpegel zu halten. Alle LED-Glühbirnen erfordern einen Treiber.
Ein Verbinden des LED-Treibers mit dem LED-Lichtgenerator (LED Light Engine) ist typischerweise eine manuelle Tätigkeit, die ein Verdrillen von Leitern von dem LED-Treiber mit mit dem LED-Lichtgenerator verbundenen Leitern, manchmal deren Zusammenlöten, beinhaltet. Eine manuelle Verbindung des Treibers mit dem Lichtgenerator ist mühsam und erzeugt Herstellungskosten, insbesondere für eine Massenfertigung. Eine bessere Option zum Verbinden des Treibers und des Lichtgenerators wird benötigt.
Folglich besteht in der Industrie ein bisher nicht bedienter Bedarf daran, die oben erwähnten Mängel und Unzulänglichkeiten anzugehen.
ZUSAMMENASSUNG
Angesichts der vorhergehenden Ausführungen betrifft die vorliegende Erfindung allgemein eine Vorrichtung und ein Verfahren für einen automatisierten Zusammenbau einer LED-Lampe. Unter Bezugnahme auf die Struktur der Vorrichtung schließt im Allgemeinen die Vorrichtung für eine LED-Lampe eine optische Einrichtung ein. Zumindest ein Lichtgeneratordraht ist mit der optischen Einrichtung verbunden und zumindest teilweise außerhalb der optischen Einrichtung montiert. Mit der optischen Einrichtung steht ein Sockel in Eingriff. Innerhalb des Sockels ist ein Treiber enthalten. Zumindest ein Kontakt ist an dem Treiber in elektrischer Verbindung mit dem Treiber montiert, wobei zumindest ein Kontakt mit dem zumindest einen Lichtgeneratordraht in einem Kontakt ohne Eingriff steht.
Im Allgemeinen beinhaltet das Verfahren zum Vorsehen eines automatisierten Zusammenbaus einer LED-Lampe den Schritt, bei dem eine optische Einrichtung mit zumindest einem Lichtgeneratordraht außerhalb der optischen Einrichtung mit einem Sockel in Eingriff gebracht wird, wobei ein Ineingriffbringen der optischen Einrichtung mit dem Sockel den Lichtgeneratordraht mit zumindest einem Kontakt, der an einem innerhalb des Sockels enthaltenen Treiber montiert ist, automatisch in einen Kontakt ohne Eingriff bringt.
Andere Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden einem Fachmann auf dem Gebiet bei Prüfung der folgenden Zeichnungen und detaillierten Beschreibung ersichtlich sein oder werden. Alle derartigen zusätzlichen Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile sollen innerhalb dieser Beschreibung einbezogen sein, innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung liegen und durch die beigefügten Ansprüche geschützt sein.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung kann unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen besser verstanden werden. Die Komponenten der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, wobei stattdessen ein Schwerpunkt darauf gelegt wird, die Prinzipien der vorliegenden Erfindung klar zu veranschaulichen. Außerdem bezeichnen in den Zeichnungen die verschiedenen Ansichten hindurch gleiche Bezugszeichen entsprechende Teile.

1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer LED-Lampe gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
2 ist eine aufgeschnittene perspektivische Ansicht eines Teils der in 1 veranschaulichten LED-Lampe gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des in 1 veranschaulichten Sockels gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
4 ist eine perspektivische Ansicht des in 3 veranschaulichten Sockels gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
5 ist eine aufgeschnittene perspektivische Ansicht eines Teils der in 1 veranschaulichten LED-Lampe gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein LED-Lampen und ist insbesondere auf einen Lampenentwurf bezogen, der einen automatisierten Zusammenbau gestattet. Es sollte besonders erwähnt werden, dass, obgleich das Folgende eine Reihe von Beispielen der LED-Lampe und ihrer Komponenten liefert, andere Gestaltungen genutzt werden können, ohne von dem Umfang der Ansprüche abzuweichen.
1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer LED-Lampe 10 gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die LED-Lampe 10 umfasst eine optische Einrichtung 12. Die optische Einrichtung 12 kann die Form einer beliebigen Art einer bekannten Leuchteinrichtung, einschließlich, nicht aber darauf beschränkt, einer Lampe, eines Lichtgenerators, eines Moduls usw. einnehmen. Die optische Einrichtung 12 kann eine Kombination eines Lichtgenerators und einer Birne umfassen. Mit der optischen Einrichtung 12 steht ein Sockel 14 in Eingriff. Der Sockel 14 kann ein elektrisch leitfähiges Außenelement 16, ein elektrisch isolierendes Innenelement 18 und einen (nicht dargestellten) Treiber 20 enthalten. Das elektrisch leitfähige Außenelement 16 und das elektrisch isolierende Innenelement 18 können zum Beispiel mechanisch, einschließlich eines Einschraubens des elektrisch isolierenden Innenelements 18 in das elektrisch leitfähige Außenelement 16, mittels eines Klebstoffs oder anderer Mittel, die dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt sind, miteinander verbunden werden. Der Treiber 20 kann innerhalb des elektrisch isolierenden Innenelements 18 enthalten sein.
2 ist eine aufgeschnittene perspektivische Ansicht eines Teils der in 1 veranschaulichten LED-Lampe 10 gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Zumindest ein Lichtgeneratordraht 22 ist mit der optischen Einrichtung 12 verbunden und zumindest teilweise außen an der optischen Einrichtung 12 montiert. Der Treiber 20 ist innerhalb des Sockels 14 enthalten. Zumindest ein Kontakt 24 ist an dem Treiber 20 in elektrischer Verbindung mit dem Treiber 20 montiert, wobei der zumindest eine Kontakt 24 mit dem zumindest einen Lichtgeneratordraht 22 in einem Kontakt ohne Eingriff steht.
Indem der Lichtgeneratordraht 22 und der Kontakt 24 in einer Art und Weise orientiert werden, die bewirkt, dass die beiden Elemente in elektrischen Kontakt gebracht werden, wenn die optische Einrichtung 12 mit dem Sockel 14 in Eingriff gebracht wird, wird ein Zusammenbau der LED-Lampe vereinfacht und einfacher automatisiert. Wie man aus 2 ersehen kann, schließt eine Ausführungsform, um diese Verbindung herbeizuführen, ein Erzeugen eines L-förmigen Kontakts 24 und ein Biegen des Lichtgeneratordrahts 22 in eine im Wesentlichen L-Form ein, die einem äußeren Teil der optischen Einrichtung 12 entspricht. Das Vorsehen beider Elemente mit vergleichbaren Formen verbessert den Eingriff der Elemente an zumindest einer Stelle.
Wie in 2 veranschaulicht ist, kann der zumindest eine L-förmige Kontakt 24 ein vertikales Element 24A mit einem ersten vorgespannten Vorsprung 26 und ein horizontales Element 24B mit einem zweiten vorgespannten Vorsprung 28 umfassen. Das horizontale Element 24B kann der Teil des Kontakts 24 sein, der mit dem Treiber 20 verbindet. Der erste vorgespannte Vorsprung 26 und der zweite vorgespannte Vorsprung 28 können beide in Richtung der optischen Einrichtung 12 und konkreter des Lichtgeneratordrahts 22 vorgespannt sein. Vorspannteile des Kontakts 24 verbessern die Zuverlässigkeit eines elektrischen Kontakts zwischen dem Kontakt 24 und dem Lichtgeneratordraht 22, indem eine Varianz in den Abmessungen der Elemente der LED-Lampe 10 zugelassen wird, ohne eine Qualität der elektrischen Verbindung zu mindern. Ferner kann man sehen, dass ein elektrischer Kontakt zwischen dem Kontakt 24 und dem Lichtgeneratordraht 22 eingerichtet wird, ohne die beiden Elemente direkt in Eingriff bringen zu müssen. Ein Ineingriffbringen der beiden Elemente erfordert Zeit und verlangsamt die Produktion.
3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des in 1 veranschaulichten Sockels 14 gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie veranschaulicht ist, umfasst der Sockel 14 das elektrisch leitfähige Außenelement 16, das elektrisch isolierende Innenelement 18 und den Treiber 20. Der Treiber 20 kann zwei Kontakte 24 enthalten. Die optische Einrichtung 12 kann einen Lichtgeneratordraht 22 für jeden Kontakt 24 aufweisen. Der Treiber 20 kann auch ein Sockelverbindungselement 30 aufweisen. Zusammengebaut erstreckt sich das Sockelverbindungselement 30 durch einen Durchbruch 32 in dem elektrisch isolierenden Innenelement 18, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Treiber 20 und dem elektrisch leitfähigen Außenelement 16 zu schaffen.
4 ist eine perspektivische Ansicht des in 3 veranschaulichten Sockels 14 gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie veranschaulicht ist, umfasst der Sockel 14 das elektrisch leitfähige Außenelement 16, das elektrisch isolierende Innenelement 18 und den Treiber 20. Der Treiber 20 kann zwei Kontakte 24 enthalten. Die optische Einrichtung 12 kann einen Lichtgeneratordraht 22 für jeden Kontakt 24 aufweisen. Der Treiber 20 kann auch ein Sockelverbindungselement 30 aufweisen. Das Sockelverbindungselement 30 erstreckt sich durch einen Durchbruch 32 in dem elektrisch isolierenden Innenelement 18, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Treiber 20 und dem elektrisch leitfähigen Außenelement 16 vorzusehen.
Das elektrisch isolierende Innenelement 18 kann auch eine Ausrichtungskerbe 34 enthalten. Wie in 4 ersichtlich ist, kann das elektrisch isolierende Innenelement 18 eine Reihe vertikaler Kerben 36 entlang einer Innenseite des Innenelements 18 aufweisen. Die Ausrichtungskerbe 34 ist jedoch die einzige Kerbe, die sich durch eine obere Lippe 38 des elektrisch isolierenden Innenelements 18 erstreckt. Ein Anordnen der Ausrichtungskerbe 34 erlaubt eine mechanische oder optische Ausrichtung zwischen dem Sockel 14 und der optischen Einrichtung 12, um die Kontakte 24 in Bezug auf die Lichtgeneratordrähte 22 zu orientieren und eine geeignete Verbindung vorzusehen, wenn die optische Einrichtung 12 mit dem Sockel 14 in Eingriff gebracht ist.
5 ist eine aufgeschnittene perspektivische Ansicht eines Teils der in 1 veranschaulichten LED-Lampe 10 gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 5 ist 2 sehr ähnlich, mit einer vergleichbaren optischen Einrichtung 12, einem Sockel 14 (der das leitfähige Außenelement 16 und isolierende Innenelement 18 umfasst), dem Treiber 20 und zumindest einem Lichtgeneratordraht 22. Die Variation in dieser Ausführungsform ist die Form des zumindest einen Kontakts 24 in einem Kontakt ohne Eingriff mit dem zumindest einen Lichtgeneratordraht 22.
Der zumindest eine L-förmige Kontakt 24 umfasst ein vertikales Element 24A mit einem ersten vorgespannten Vorsprung 26' und ein horizontales Element 24B mit einem zweiten vorgespannten Vorsprung 28. Der erste vorgespannte Vorsprung 26' in der zweiten beispielhaften Ausführungsform unterscheidet sich von dem ersten vorgespannten Vorsprung 26 (wie in 2 dargestellt) in der Form. Beide Formen schaffen ein Mittel zum Vorspannen des L-förmigen Kontakts 24 in einen elektrischen Kontakt mit dem Lichtgeneratordraht 22; aber verschiedene Formen können verschiedene Vorteile bieten, einschließlich einer Zuverlässigkeit bei der Herstellung und Aufrechterhaltung eines elektrischen Kontakts trotz des Fehlens eines Eingriffs mit dem Lichtgeneratordraht 22. Andere Variationen in den Vorspannteilen des Kontakts 24, die einen zuverlässigen, elektrischen Kontakt ohne Eingriff zwischen dem Kontakt 24 und dem Lichtgeneratordraht 22 gestatten, werden als innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung liegend betrachtet.
Die vorliegende Offenbarung beinhaltet auch ein Verfahren zum Zusammenbauen einer LED-Lampe 10. Es sollte besonders erwähnt werden, dass jegliche Prozessbeschreibungen oder -blöcke in Flussdiagrammen dahingehend verstanden werden sollen, dass sie Module, Segmente, Teile eines Codes oder Schritte repräsentieren, die eine oder mehrere Anweisungen zum Implementieren spezifischer logischer Funktionen in dem Prozess einschließen, und alternative Implementierungen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen sind, worin Funktionen außerhalb der dargestellten oder diskutierten Reihenfolge, einschließlich im Wesentlichen gleichzeitig oder in umgekehrter Reihenfolge, je nach der damit einhergehenden Funktionalität, ausgeführt werden können, wie der Fachmann auf dem Gebiet der vorliegenden Offenbarung verstehen wird.
Das Verfahren zum Zusammenbauen der LED-Lampe 10 beinhaltet ein Ineingriffbringen einer optischen Einrichtung 12 mit zumindest einem Lichtgeneratordraht 22 außen an der optischen Einrichtung 12 mit einem Sockel 14, wobei ein Ineingriffbringen der optischen Einrichtung 12 mit dem Sockel 14 den Lichtgeneratordraht 22 mit zumindest einem Kontakt 24, der auf einem innerhalb des Sockels 14 enthaltenen Treiber 20 montiert ist, automatisch in einen Kontakt ohne Eingriff bringt.
Das Verfahren kann ferner ein Ausrichten der optischen Einrichtung 12 mit dem Sockel 14 für einen Eingriff unter Ausnutzung einer Ausrichtungskerbe 34 für eine mechanische oder optische Ausrichtung der optischen Einrichtung 12 und des Sockels 14 vor dem Schritt, bei dem ein Eingriff hergestellt wird, einschließen. Die in dem Verfahren beschriebene LED-Lampe 10 kann beliebige oder alle der strukturellen Komponenten enthalten, die in Bezug auf die LED-Lampe 10 beschrieben und in den beigefügten Figuren veranschaulicht sind. Das Verfahren kann ein vorheriges Anordnen des Lichtgeneratordrahts 22 in einer L-Form einschließen, so dass er einer Außenseite der optischen Einrichtung 12 entspricht und/oder die Form des Kontakts 24 widerspiegelt.
Es sollte hervorgehoben werden, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nur einige mögliche Beispiele von Gestaltungen sind, die für ein klares Verständnis der Prinzipien der Erfindung dargelegt sind. Viele Variationen und Modifikationen können an den oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung vorgenommen werden, ohne von dem Geist und den Prinzipien der Erfindung im Wesentlichen abzuweichen. Alle derartigen Modifikationen und Variationen sollen als innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung und der vorliegenden Erfindung hierin eingeschlossen betrachtet und durch die folgenden Ansprüche geschützt sein.

Claims

Vorrichtung für eine LED-Lampe, umfassend: eine optische Einrichtung; zumindest einen Lichtgeneratordraht, der mit der optischen Einrichtung verbunden ist und zumindest teilweise außerhalb der optischen Einrichtung montiert ist; einen Sockel, der mit der optischen Einrichtung in Eingriff steht; einen Treiber, der innerhalb des Sockels enthalten ist; zumindest einen Kontakt, der an dem Treiber in elektrischer Verbindung mit dem Treiber montiert ist, wobei der zumindest eine Kontakt mit dem zumindest einen Lichtgeneratordraht in einem Kontakt ohne Eingriff steht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine Lichtgeneratordraht einen L-förmigen Teil aufweist, der einem äußeren Teil der optischen Einrichtung im Wesentlichen entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die optische Einrichtung einen mit einem Kolben integralen Lichtgenerator umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sockel ein elektrisch leitfähiges Außenelement, ein elektrisch isolierendes Innenelement, wobei der Treiber innerhalb des elektrisch isolierenden Innenelements enthalten ist, und zumindest eine elektrische Verbindung von dem elektrisch leitfähigen Außenelement zum Treiber umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine Kontakt ferner zumindest einen L-förmigen Kontakt umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der zumindest eine L-förmige Kontakt umfasst: ein vertikales Element mit einem ersten vorgespannten Vorsprung; und ein horizontales Element mit einem zweiten vorgespannten Vorsprung.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der erste vorgespannte Vorsprung und der zweite vorgespannte Vorsprung beide in Richtung der optischen Einrichtung vorgespannt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei zumindest einer des ersten vorgespannten Vorsprungs und des zweiten vorgespannten Vorsprungs den Kontakt ohne Eingriff mit dem zumindest einen Lichtgeneratordraht bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sockel ferner eine Ausrichtungskerbe aufweist, wodurch die Ausrichtungskerbe für eine mechanische oder optische Ausrichtung der optischen Einrichtung und des Sockels nutzbar ist.
Verfahren zum Zusammenbauen einer LED-Lampe, wobei das Verfahren den Schritt umfasst, bei dem eine optische Einrichtung mit zumindest einem Lichtgeneratordraht außerhalb der optischen Vorrichtung mit einem Sockel in Eingriff gebracht wird, wobei das Ineingriffbringen der optischen Einrichtung mit dem Sockel den Lichtgeneratordraht mit zumindest einem Kontakt, der auf einem innerhalb des Sockels enthaltenen Treiber montiert ist, automatisch in einen Kontakt ohne Eingriff bringt.
Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend den Schritt, bei dem die optische Einrichtung mit dem Sockel für einen Eingriff unter Verwendung einer Ausrichtungskerbe für eine mechanische oder optische Ausrichtung der optischen Einrichtung und des Sockels vor dem Schritt, bei dem sie in Eingriff gebracht werden, ausgerichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend ein vorheriges Anordnen des zumindest einen Lichtgeneratordrahtes, so dass er einen L-förmigen Teil enthält, der einem äußeren Teil der optischen Einrichtung im Wesentlichen entspricht.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die optische Einrichtung einen mit einem Kolben integralen Lichtgenerator umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Sockel ein elektrisch leitfähiges Außenelement, ein elektrisch isolierendes Innenelement, wobei der Treiber innerhalb des elektrisch isolierenden Innenelements enthalten ist, und zumindest eine elektrische Verbindung von dem elektrisch leitfähigen Außenelement zum Treiber umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der zumindest eine Kontakt ferner zumindest einen L-förmigen Kontakt umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei der zumindest eine L-förmige Kontakt umfasst: ein vertikales Element mit einem ersten vorgespannten Vorsprung; und ein horizontales Element mit einem zweiten vorgespannten Vorsprung.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend ein Vorspannen von zumindest einem des vertikalen Elements und des horizontalen Elements in einen elektrischen Kontakt mit dem Lichtgeneratordraht.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei zumindest einer des ersten vorgespannten Vorsprungs und des zweiten vorgespannten Vorsprungs den Kontakt ohne Eingriff mit dem zumindest einen Lichtgeneratordraht bildet.
System zum Verbinden von zumindest einem Lichtgeneratordraht eines Lichtgenerators mit zumindest einem Kontakt, der mit einem Treiber innerhalb eines Sockels integral ist, wobei das System umfasst: Kontaktmittel, um zu veranlassen, dass der zumindest eine Lichtgeneratordraht und der zumindest eine Kontakt aneinanderstoßen, indem der Lichtgenerator mit dem Sockel in Eingriff gebracht wird und der zumindest eine Lichtgeneratordraht mit dem zumindest einen Kontakt nicht manuell in Eingriff gebracht wird.
System nach Anspruch 19, wobei der zumindest eine Kontakt gegen den zumindest einen Lichtgeneratordraht vorgespannt ist.