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Technischer Bereich
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungsmodul für eine Lampe, vorzugsweise für eine LED-basierte Filamentenlampe, mit einer verbesserten Funkantenne, einen Treiber zum Lagern oder Halten eines solchen Verbindungsmoduls und eine entsprechende Lampe mit einem
solchen Verbindungsmodul.
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Stand der Technik
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In bestehenden Lampendesigns ist der Platz für einen Treiber und ein Verbindungsmodul zur Realisierung einer LED-basierten Beleuchtung in der Regel begrenzt. So werden z.B. bei klassischen Glühlampen in der Regel Glaskolben und Metallsockel verwendet, wobei der Sockel der Lampe einen begrenzten Raum für die Unterbringung z.B. eines Treibers bietet, der für die Realisierung einer LED-basierten Lichtquelle erforderlich ist. Auch wenn dieser Platz für den Treiber selbst ausreicht, so ergeben sich Probleme bei der Verbindung mit der in der Lampe enthaltenen Lichtquelle und bei der Implementierung weiterer Funktionen wie z.B. der drahtlosen Konnektivität.
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In solchen Fällen ist eine Funkantenne erforderlich. Um eine akzeptable Funkleistungsfähigkeit bereitzustellen, muss die Antenne jedoch aus dem Metallsockel herausstehen, da Metallteile die Funksignale in der Regel beeinträchtigen und somit die drahtlose Signalübertragung blockieren können.
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Darüber hinaus ist sowohl der Raum innerhalb einer inneren Halterung der Lampe als auch innerhalb der Lampensockel im Allgemeinen eng, so dass übliche Lösungen entweder die Implementierung eines Adapterrings, z.B. eines Kunststoffgehäuses, um den durch den Sockel bereitgestellten Raum sowohl für das Verbindungsmodul als auch für die Antenne zu erweitern, oder die Bereitstellung einer separaten Antenne beinhalten.
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Im ersteren Fall führt dies zu einem weniger ansprechenden Erscheinungsbild und zu einer geringeren Akzeptanz neuer Lampen auf LED-Basis, während gleichzeitig die Produktionskosten steigen und die Robustheit durch die steigende Anzahl der Teile abnimmt. Im letzteren Fall muss eine separate Antenne manuell an das Verbindungsmodul oder den Treiber gelötet werden, und die Positionierung oder Ausrichtung einer solchen Antenne ist beim Verbinden der Lampenteile oft schwierig, insbesondere bei der Positionierung des Verbindungsmoduls und der Antenne. Außerdem wird dadurch die Konsistenz der Funkleistungsfähigkeit reduziert.
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Entsprechend besteht ein Bedarf, die drahtlose Konnektivität von Lampen unter Berücksichtigung der oben genannten Probleme weiter zu verbessern.
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Darstellung der Erfindung
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Angesichts des bekannten Standes der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Antennenfunktion in Lampen, insbesondere in LED-basierten Filamentenlampen, bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verbindungsmodul, einen Treiber und eine Lampe gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Entsprechend wird ein Verbindungsmodul für eine Lampe mit einem Lampenkolben und einem Sockel vorgeschlagen, das eine erste Seite, die dazu konfiguriert ist, um von einem Treiber, der in dem Sockel der Lampe enthalten ist, aufgenommen zu werden, und eine zweite Seite, die einen länglichen Bereich umfasst, der sich zum Lampenkolben der Lampe hin erstreckt, wobei der längliche Bereich eine Breite aufweist, die kleiner als die Länge der zweiten Seite und der ersten Seite ist, und eine Antenne umfasst. Die Antenne ist erfindungsgemäß im Verbindungsmodul auf dem länglichen Bereich integriert, wobei die Antenne linear auf dem länglichen Bereich angeordnet ist, und wobei die Antenne vorzugsweise aus Kupfer gefertigt ist.
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Der längliche Bereich bildet somit einen Teil des Verbindungsmoduls, wobei das Substrat des Verbindungsmoduls als Träger für verschiedene elektronische Komponenten dienen kann, die zusammen z.B. über Leiterbahnen eine Schaltung bilden können. Das Verbindungsmodul kann z.B. an eine Light Engine angeschlossen werden, die eine oder mehrere Leuchtdioden oder LED-Chips umfasst. Entsprechend bildet der längliche Bereich einen integralen Bestandteil, so dass das Verbindungsmodul und dessen länglicher Bereich aus einem einzigen Teil gebildet werden.
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Eine solche Anordnung hat den Vorteil, dass die Herstellung des Verbindungsmoduls und der Antenne erheblich erleichtert werden kann, da die Antenne keine manuellen Lötschritte erfordert und somit eine automatisierte Fertigung des Verbindungsmoduls mit der Antenne ermöglicht wird. So kann z.B. das Verbindungsmodul mit der On-Board-Antenne durch Stanzen, Prägen oder Lochen hergestellt werden.
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Weiterhin hat die Integration der Antenne auf dem länglichen Bereich den Vorteil, dass die Funkleistungsfähigkeit der Antenne verbessert und unter jedem von mehreren Verbindungsmodulen konsistent ist, da die Ausrichtung der Antenne vordefiniert ist und die Verbindung zwischen Antenne und Verbindungsmodul auf dem Substrat des Verbindungsmoduls vorgesehen ist und nicht von der Wirksamkeit z.B. eines manuellen Lötschritts abhängt. Entsprechend wird die drahtlose Konnektivität der Lampe deutlich verbessert. Mithilfe der Antenne kann eine Lichtquelle der Lampe geschaltet oder gesteuert werden, z.B. über eine mit der Lampe gekoppelte Fernbedienung über die bereitgestellte drahtlose Kommunikation.
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Die Breite des länglichen Bereichs ist als eine Länge zu verstehen, die den länglichen Bereich in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung des länglichen Bereichs durchquert und gleichzeitig im Wesentlichen senkrecht zu einer Richtung ist, die einer Dicke des Substrats des Treibers entspricht. Die Breite kann z.B. als Länge des länglichen Bereichs oder der zweiten Seite angegeben werden, die im Wesentlichen parallel zur zweiten Seite und an dem Punkt verläuft, an dem der längliche Bereich von der zweiten Seite ausgeht, z.B. an einer Endfläche der zweiten Seite.
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Weiterhin muss die erste Seite des Verbindungsmoduls, die von einem Treiber aufgenommen werden soll, nicht vollständig vom Treiber unterstützt oder gehalten werden. Die erste Seite kann beispielsweise nichtlinear oder gekrümmt sein und/oder eine oder mehrere Stufen oder Schulterbereiche umfassen, so dass nur ein Teil der ersten Seite vom Treiber aufgenommen werden kann. Die erste Seite kann z.B. mit einer im Wesentlichen geraden Endfläche gebildet werden, die abgestumpft, abgeschrägt oder gefast sein kann, so dass das Verbindungsmodul als Ganzes im Wesentlichen eine Trapez- oder Kegelstumpfform und nicht eine rechteckige oder quadratische Form bildet. Die erste und die zweite Seite des Verbindungsmoduls können jedoch im Allgemeinen jede beliebige Form haben und können daher an den Treiber und/oder andere Bauteile der Leuchte angepasst werden, z.B. eine innere Halterung der Leuchte.
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Bevorzugt ist das Verbindungsmodul für eine LED-basierte Filamentenlampe ausgelegt. Entsprechend kann das Verbindungsmodul so konfiguriert sein, dass es eine elektrische Verbindung z.B. mit einer Light Engine oder allgemein mit einer oder mehreren Leuchtdioden oder LEDs bereitstellt. Das Verbindungsmodul kann z.B. als Verbindungsmodul für mehrere Filamente konfiguriert sein, die LED-Chips aufweisen und in einem Lampenkolben der Lampe umlaufend, z.B. in gleichem Abstand zueinander, angeordnet sind und auf eine innere Halterung der Lampe aufgesetzt bzw. in diese eingesetzt werden. Das Verbindungsmodul ist jedoch nicht als auf solche LED-basierten Filamentenlampen beschränkt anzusehen und kann z.B. für jeden klassischen Lampentyp, z.B. mit einem Sockel nach E27- oder E14-Standard, konfiguriert sein.
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Durch die Anordnung der Antenne auf dem länglichen Bereich ist weiterhin vorgesehen, dass eine Verlängerung eines Sockels, z.B. mittels einer Kunststoffverlängerung des Sockels, welche zum Aufnehmen der Antenne ausgelegt ist, nicht erforderlich ist. Dadurch wird insbesondere bei Filamentenlampen, die ein eher klassisches Aussehen haben, ein wesentlich ansprechenderes Erscheinungsbild erreicht, zumal die Kunststoffverlängerung entfallen kann. Weiterhin erleichtert das Weglassen einer solchen Kunststoffverlängerung die Herstellung der Lampe erheblich und senkt gleichzeitig die Produktionskosten.
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Bevorzugt entspricht die Erstreckungsrichtung des länglichen Bereichs im Wesentlichen einer Längsrichtung der Lampe.
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Beispielsweise kann das Verbindungsmodul im Allgemeinen in der Ebene der Längsrichtung der Lampe ausgerichtet sein, d. h. einer Längsachse, die durch einen Mittelpunkt des Sockels und des Lampenkolbens verläuft, jedoch unter einem Winkel zur Längsrichtung. Der längliche Bereich ist jedoch vorzugsweise in Längsrichtung orientiert. Entsprechend kann sich der längliche Bereich z.B. unter einem Winkel zur zweiten Seite erstrecken. Vorzugsweise ist jedoch das gesamte Verbindungsmodul in Längsrichtung der Lampe ausgerichtet, so dass der längliche Bereich z.B. in einer Ebene mit einer Erstreckungsrichtung zwischen der ersten und zweiten Seite und/oder senkrecht zur ersten und/oder zweiten Seite angeordnet werden kann.
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Eine solche Anordnung hat den Vorteil, dass die Antenne zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, in den Lampenkolben und aus dem Lampensockel heraus ragen kann, wodurch die Funkeigenschaften der Antenne und damit die drahtlose Verbindungsfunktion der Lampe verbessert wird. Weiterhin erleichtert dies die Positionierung des Treibers z.B. in Bezug auf den Lampenkolben und/oder eine innere Halterung der Lampe und verringert den Platz, der vom länglichen Bereich eingenommen wird.
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Der längliche Bereich kann weiterhin an jeder Stelle der zweiten Seite des Verbindungsmoduls vorgesehen sein, je nach den Eigenschaften des Leuchtmittels und den darin enthaltenen Komponenten. So kann der längliche Bereich beispielsweise an einer Endfläche der zweiten Seite, z.B. an einer Ecke oder in der Nähe einer Ecke, oder auch mittig oder in einem Mittelabschnitt der zweiten Seite vorgesehen sein.
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Um die Funkeigenschaft der Antenne weiter zu verbessern und die Herstellung des Verbindungsmoduls weiter zu erleichtern, kann die Antenne linear auf dem länglichen Bereich angeordnet sein. Weiterhin ist die Antenne bevorzugt aus Kupfer gefertigt. Dadurch kann die Leitungs- und Empfangsleistungsfähigkeit weiter verbessert werden und die Antenne kann einfach auf das Substrat des Verbindungsmoduls aufgebracht werden, z.B. durch Druck- und/oder Ätztechniken.
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Vorzugsweise liegt das Verhältnis der Breite des länglichen Bereichs zur Länge der ersten Seite und/oder zweiten Seite zwischen 1:20 und 1:1, bevorzugt zwischen 1:4 und 1:6.
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Der längliche Bereich bildet somit einen Abschnitt, der im Verhältnis zur allgemeinen Oberfläche des Substrats des Verbindungsmoduls relativ dünn ist. Dadurch wird sichergestellt, dass die Antenne keinen unnötigen Platz in der Lampe einnimmt, so dass das Design der Lampe kompakt sein kann und die Leuchteigenschaften oder die Lichtleistung nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt werden. Die Breite des länglichen Bereichs kann somit derart gewählt werden, dass eine ausreichende Stützung der Antenne gegeben ist und eine erforderliche Stabilität bereitgestellt ist, um die notwendige Robustheit des Verbindungsmoduls und der Antenne bereitzustellen. Zusätzlich kann eine größere Breite vorgesehen sein, um z.B. die Breite der Antenne zu vergrößern und/oder um eine Stützkonstruktion für z.B. eine innere Halterung des Lampenkolbens bereitzustellen.
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Zusätzlich oder alternativ kann ein Verhältnis einer Länge des von der zweiten Seite ausgehenden länglichen Bereichs und einer Länge des Verbindungsmoduls zwischen der ersten und der zweiten Seite optional zwischen 1:20 und 5:1 oder 1:1, bevorzugt zwischen 1:1,2 und 1,2:1, liegen.
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Die Länge des länglichen Bereichs kann z.B. im Wesentlichen der Länge des Verbindungsmoduls zwischen der ersten und der zweiten Seite entsprechen, so dass das Verhältnis etwa 1:1 beträgt. Der längliche Bereich kann im Vergleich dazu aber auch größer sein, z.B. wenn das Verbindungsmodul für Lampen mit begrenztem Platz innerhalb eines Hohlraums eines Sockels oder eines Lampenkolbens dimensioniert ist, z.B. für Light Engines oder eine oder mehrere LEDs mit einer reduzierten Komplexität des Verbindungsmoduls. Weiterhin kann es erforderlich sein, die Funk-Eigenschaften der Antenne weiter zu verbessern, so dass der entsprechende längliche Bereich entsprechend dimensioniert sein kann. Ebenso kann ein komplexeres Verbindungsmodul ein größeres Substrat erfordern, so dass der längliche Bereich im Vergleich zur restlichen Oberfläche des Verbindungsmoduls kleiner sein kann. Weiterhin kann der Platz zur Aufnahme der Antenne eingeschränkt sein, so dass auch bei einer Standardgröße eine Länge des länglichen Bereichs kürzer sein kann als die übrige Oberfläche des Verbindungsmoduls.
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Das Verbindungsmodul und insbesondere der längliche Bereich können daher eine Vielzahl von Anordnungen und Abmessungen haben. Entsprechend kann das Verbindungsmodul an verschiedene Anforderungen angepasst werden. Somit kann der längliche Bereich derart dimensioniert sein, dass er in einer Aussparung einer Halterung des Lampenkolbens, vorzugsweise in einer Glashalterung des Lampenkolbens, untergebracht sein kann.
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Eine solche Aussparung kann z.B. in einer inneren Glashalterung vorgesehen sein, die z.B. für die Aufnahme einer Light Engine oder einer Struktur mit einem oder mehreren LED-Filamenten konfiguriert ist. Entsprechend kann z.B. zwischen einem Glasteil, das eine Führungsfläche für den Halter und/oder eine elektrische Isolierung für elektronische Verbindungselemente bietet, und einer Auflagefläche für diesen Halter, die z.B. kuppelförmig oder konisch sein kann, eine Aussparung vorgesehen sein. Da dieser Raum bei bestehenden Lampen in der Regel begrenzt ist, kann der längliche Bereich an diesen Raum angepasst werden. Der längliche Bereich hat somit den Vorteil, dass die darauf vorgesehene Antenne in den Lampenkolben hineinragen kann, was bei der größeren Breite der zweiten Seite des Verbindungsmoduls nicht möglich wäre.
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Weiterhin hat eine relativ kleine Dimensionierung des Verbindungsmoduls und/oder des länglichen Bereichs den Vorteil, dass dieses Bauteil weniger dominant und damit z.B. in einer Lampe weniger sichtbar sein kann, wobei ein Gehäuse oder eine Halterung aus einem im Wesentlichen transparenten Material gebildet ist. Dies führt zu einer erhöhten Akzeptanz bei Benutzern bzw. Verbrauchern, zumal das ästhetische Erscheinungsbild nicht wesentlich beeinträchtigt wird.
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Das Verbindungsmodul wird bevorzugt aus Leiterplattenmaterial gebildet. Entsprechend kann das Substrat des Verbindungsmoduls eine Schaltung mit einer Vielzahl von Leiterbahnen und elektronischen Elementen auf einem Substrat umfassen, um einen Hauptkörper des Treibers zu bilden. Das Leiterplattenmaterial kann eine flächige Struktur aufweisen, so dass die reduzierte Dicke des Verbindungsmoduls eine weitere kompakte Bauweise des Verbindungsmoduls und des länglichen Bereichs ermöglicht. Die Antenne bildet somit eine On-Board-PCB-Antenne. Die Formgebung des Verbindungsmoduls aus Leiterplattenmaterial hat den Vorteil, dass es aus dem gleichen Material wie ein an das Verbindungsmodul anzukoppelnder Treiber geformt werden kann, was die Fertigung weiter erleichtert. Alternativ kann das Verbindungsmodul auch im Wesentlichen aus einem Kunststoff oder Metall gebildet sein.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein entsprechender Treiber für eine Lampe mit einem Lampenkolben und einem Sockel vorgeschlagen, bevorzugt für eine LED- basierte Filamentenlampe, wobei der Treiber eine erste Oberfläche zur Aufnahme in einer Aussparung oder einem Hohlraum des Sockels und welche so konfiguriert ist, dass sie dem Sockel der Lampe zugewandt ist, eine zweite Oberfläche, die ein Verbindungselement oder einen Träger zur Aufnahme eines Verbindungsmoduls umfasst, und ein erfindungsgemäßes Verbindungsmodul umfasst, wobei das Verbindungsmodul von dem Verbindungselement oder dem Träger aufgenommen ist.
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Der Treiber kann aus dem gleichen oder einem ähnlichen Material wie das Substrat des Verbindungsmoduls bestehen, z.B. aus Leiterplattenmaterial. Weiterhin kann zur Aufnahme des Verbindungsmoduls das Verbindungselement bzw. die Halterung des Treibers z.B. als eine oder mehrere Klemmen oder Buchsen bereitgestellt sein, welche mit dem Verbindungsmodul einen Presssitz bilden.
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Alternativ kann der Treiber einen Schlitz oder eine Aussparung aufweisen, der/die sich von der ersten Oberfläche bis zur zweiten Oberfläche erstreckt und durch den/die die erste Seite des Verbindungsmoduls eingeführt werden kann. Das Anbringen des Schlitzes oder der Aussparung hat den Vorteil, dass die Fertigung keine zusätzlichen Schritte benötigt, um das Verbindungsmodul korrekt im Treiber zu platzieren und zu halten. Zum sicheren Halt des Verbindungsmoduls kann der Treiber darüber hinaus einen oder mehrere Vorsprünge, z.B. in Form von Fasen oder Abschrägungen, aufweisen, die beim Einsetzen des Verbindungsmoduls in den Treiber in entsprechende Schlitze des Verbindungsmoduls eingreifen und so eine Schnappverbindung ermöglichen. Dadurch kann die Kombination des Verbindungsmoduls und des Treibers in verschiedenen Positionen, z.B. auch in einer umgekehrten Stellung oder generell schräg, ausgerichtet sein, was den Fertigungsprozess weiter erleichtern kann.
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Bevorzugt ist der längliche Bereich des Verbindungsmoduls senkrecht zur zweiten Oberfläche angeordnet, wobei das Verbindungsmodul bevorzugt senkrecht zur zweiten Oberfläche angeordnet ist.
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Entsprechend ist der längliche Bereich bevorzugt nicht parallel zur zweiten Oberfläche, sondern in einem Winkel zur zweiten Oberfläche angeordnet, so dass der längliche Bereich reduziert werden kann, um über einen Sockel der Lampe hinaus zu reichen. Eine senkrechte Anordnung bietet eine effiziente Dimensionierung, da dies eine Mindestlänge des länglichen Bereichs erfordern würde, um über den Lampensockel hinaus zu reichen. Umgekehrt kann durch eine senkrechte Anordnung des gesamten Verbindungsmoduls die Länge des länglichen Bereichs weiter reduziert werden, während gleichzeitig der Platzbedarf zur Aufnahme des Verbindungsmoduls verringert werden kann.
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Bevorzugt erstrecken sich die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche in radialer Richtung der Lampe und/oder sind diese parallel zu einer Mittelfläche der Aussparung oder des Hohlraums des Sockels angeordnet.
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Entsprechend wird bevorzugt, dass sich der Treiber in einer Richtung senkrecht zu einer Längsrichtung der Lampe erstreckt, d. h. senkrecht zu einer vertikalen Ausrichtung in einer aufrechten Position der Leuchte. Mit anderen Worten ist der Treiber, bei senkrechter Stellung der Lampe, bevorzugt in einer horizontalen Ebene angeordnet, da dies den Platzbedarf im Sockel reduziert und damit eine kompaktere Bauweise der Lampe, insbesondere des Lampensockels, ermöglicht.
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Der Treiber kann als im Wesentlichen ebene Fläche vorgesehen sein und z.B. eine rechteckige Form oder eine beliebige Form aufweisen, die an die Dimensionierung der Aussparung oder des Hohlraums des Sockels angepasst werden kann. Bevorzugt weist der Treiber eine kreisförmige Fläche auf, die einem Innendurchmesser der Basis bzw. des Sockels entspricht, so dass der Treiber koaxial zum Sockel platziert werden kann. Dies erleichtert nicht nur die Positionierung des Treibers im Sockel und damit den Herstellungsprozess der Lampe, sondern erhöht auch die effiziente Nutzung des verfügbaren Raums bei gleichzeitig besserer Wärmeleitfähigkeit, z.B. über eine Wand des Sockels.
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Um z.B. eine Light Engine oder eine andere Lichtquelle innerhalb des Lampenkolbens der Lampe mit einer Energiequelle oder dem elektrischen Kontakt einer Fassung oder einer Leuchte zu verbinden, stellt der Treiber vorzugsweise eine elektrische Verbindung zwischen dem Verbindungsmodul und einem Kontaktstift oder dem Sockel der Lampe her. Entsprechend kann der Treiber verschiedene elektronische Komponenten aufweisen, die in eine Oberfläche des Verbindungsmoduls integriert oder an dieser befestigt sind. Bevorzugt stellt das Verbindungselement bzw. der Träger des Treibers auch die elektrische Verbindung zum Verbindungsmodul bereit, z.B. über eine oder mehrere Kontaktfedern oder Federklemmen. Alternativ kann das Verbindungsmodul direkt auf die Treiberplatine gelötet oder frei über Drähte verbunden werden. Entsprechend können das Verbindungsmodul und der Treiber die wichtigsten elektrischen Komponenten für eine Lichtquelle, z.B. LED-Filamente, bilden, die in der Filamentenlampe der Lampe enthalten sind.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine entsprechende Lampe, bevorzugt eine LED-basierte Filamentenlampe, vorgeschlagen, welche einen Kolben, einen Sockel zur Herstellung eines elektrischen Kontakts mit einer Lampenfassung und ein erfindungsgemäßes Verbindungsmodul umfasst.
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Der Kolben der Lampe ist vorzugsweise ein Glaskolben, kann aber alternativ auch aus einem Polymer- oder Kunststoffmaterial gebildet sein. Weiterhin ist der Sockel der Lampe vorzugsweise aus Metall, so dass ein elektrischer Kontakt zu einer Lampenfassung bereitgestellt ist.
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Entsprechend kann die Lampe einem klassischen Lampentyp ähneln, z.B. mit einem Sockel nach dem Standard E27 oder E14.
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Um eine elektronische Verbindung mit dem Verbindungsmodul herzustellen, umfasst die Lampe bevorzugt einen Treiber wie vorstehend beschrieben, wobei der Sockel eine Aussparung oder einen Hohlraum umfasst und wobei der Treiber in der Aussparung oder in dem Hohlraum des Sockels aufgenommen ist.
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Entsprechend sind im Wesentlichen alle elektronischen Komponenten, die für die in dem Lampenkolben untergebrachte Lichtquelle benötigt werden, im Sockel enthalten, was nicht nur das Erscheinungsbild und die Akzeptanz bei potenziellen Benutzern verbessert, sondern auch die Beleuchtungseigenschaften erhöht, zumal keine Komponenten das von der Lichtquelle ausgehende Licht behindern.
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Zur Aufnahme der Lichtquelle kann der Kolben der Lampe ferner eine Halterung, vorzugsweise eine Glashalterung, aufweisen, wobei der längliche Bereich des Verbindungsmoduls zumindest teilweise in einer Aussparung der Halterung angeordnet ist.
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Die Halterung ist vorzugsweise eine Innenhalterung, wobei die Halterung durch eine dem Lampensockel zugewandte Öffnung des Kolbens in den Kolben eingeführt werden kann. Dies erleichtert die Herstellung, da die Lichtquelle vor dem Einsetzen auf der Halterung positioniert werden kann. Die Halterung kann jedoch auch zumindest teilweise aus dem Kolben herausstehen, z.B. von der Öffnung des Kolbens in den Lampensockel hineinragen. So kann z.B. eine Führungsfläche bereitgestellt werden, um die Positionierung des Kolbens und der Halterung in Bezug auf den Lampensockel zu erleichtern. Die Halterung kann z.B. eine Halterung für eine Light Engine oder für eine Struktur mit mehreren LED-Filamenten sein und kann weiterhin einen oder mehrere Kanäle umfassen, die zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit und/oder zur Bereitstellung elektrisch isolierter Kanäle für Steckverbinder am Treiber und/oder am Verbindungsmodul verwendet werden können.
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Der längliche Bereich ermöglicht außerdem, dass die Antenne innerhalb der Aussparung der Halterung vorgesehen werden kann, z.B. zwischen einer Führungsfläche oder einem Führungsabschnitt und einer Stützwand der Halterung. Da dieser Platz sehr begrenzt ist, mag das Verbindungsmodul als Ganzes nicht in diesen Raum eingebaut werden können. Der längliche Bereich des Verbindungsmoduls, z.B. ein dünnes und kleines, aber langes Teil eines Leiterplattenverbindungsmoduls, kann jedoch in diesen Raum eingesetzt werden, so dass die On-Board-Antenne oder die integrierte Antenne in dem Kolben oder in der Halterung vorgesehen sein kann, ohne dass Anpassungen des Sockels oder des Kolbens erforderlich sind, z.B. eine Vergrößerung des Sockels durch einen Kunststoffadapterring, um den für die Antenne zur Verfügung stehenden Platz zu vergrößern.
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Die besondere Anordnung des Verbindungsmoduls in Bezug auf den Treiber und/oder den Sockel hat den Vorteil, dass der längliche Bereich, der die Antenne umfasst, Funksignale von der/zur Umgebung, d.h. außerhalb der Lampe, empfangen und/oder senden kann. Entsprechend erstreckt sich der längliche Bereich des Verbindungsmoduls vorzugsweise über den Sockel hinaus in Längsrichtung der Lampe.
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Dies verbessert die Funkeigenschaften weiter, da der Metallsockel nicht mit der Antenne wechselwirkt. Mit anderen Worten, dadurch, dass die Antenne in der inneren Glashalterung steht oder aufrecht steht, blockieren keine Metallteile die drahtlose Signalübertragung, so dass die Verbindungsleistungsfähigkeit der Lampe erleichtert wird. Die Längsorientierung maximiert somit die Länge der Antenne. Durch die Verlängerung über den Fuß hinaus entfallen somit alle sonst erforderlichen Anpassungen, z.B. eine Vergrößerung des Sockels durch einen Kunststoff-Adapterring zur Vergrößerung des Platzes für die Antenne. Dadurch wird die Herstellung der Lampe erheblich erleichtert, während gleichzeitig die Zuverlässigkeit verbessert und die Produktionskosten gesenkt werden.
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Figurenliste
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden im Hinblick auf die Zeichnungen erläutert. In den Figuren ist gezeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Verbindungsmoduls mit integrierter Antenne auf einem länglichen Bereich;
- 2 eine schematische Darstellung eines Verbindungsmoduls gemäß 1 mit alternativen Abmessungen;
- 3 eine schematische Darstellung eines Verbindungsmoduls gemäß 1 mit alternativen Abmessungen;
- 4 eine schematische Darstellung eines Verbindungsmoduls nach 1 mit alternativen Abmessungen und mit einer alternativen Anordnung des länglichen Bereichs;
- 5 eine schematische Darstellung eines von einem Treiber aufgenommenen Verbindungsmoduls, wobei der längliche Bereich in einer Halterung positioniert ist; und
- 6 eine schematische Darstellung einer Lampe mit einem Treiber, einem Verbindungsmodul, einem Kolben und einem Sockel.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Gleiche oder ähnliche Elemente oder Elemente mit gleicher Wirkung können in mehreren Zeichnungen durch dieselben Bezugszeichen angegeben werden. Die Wiederholung der Beschreibung solcher Elemente kann entfallen, um redundante Beschreibungen zu vermeiden.
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In 1 ist eine schematische Darstellung eines Verbindungsmoduls 1 dargestellt, das für das Verbinden mit einer LED-basierten Lichtquelle einer Lampe (nicht dargestellt) konfiguriert ist. Das Verbindungsmodul 1 ist in einer aufrechten Position angeordnet, so dass das Verbindungsmodul 1 im Wesentlichen in einer Längsrichtung A ausgerichtet ist. Diese Längsrichtung A kann einer Längsrichtung einer zusammengesetzten Lampe (nicht abgebildet) in aufrechter Position entsprechen, d.h. vom unteren Ende eines Sockels zur Oberseite eines Kolbens. Das Substrat des Verbindungsmoduls 1 ist, obwohl dies nicht explizit dargestellt ist, aus Leiterplattenmaterial gefertigt, so dass auf einer Hauptoberfläche der Leiterplatte verschiedene elektrische Komponenten (nicht dargestellt) z.B. durch aufgedruckte elektrische Leiterbahnen vorgesehen werden können.
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Das Verbindungsmodul 1 weist eine erste Seite 10 und eine zweite Seite 12 auf, die als lineare Endflächen bzw. Kanten des Verbindungsmoduls 1 dargestellt sind. Jede dieser Seiten kann jedoch auch alternative Formen haben, z.B. eine oder mehrere Stufen oder einen abgeschnittenen oder (scharf) gebogenen Winkel aufweisen, wodurch z.B. eine rechtwinklige Trapezform entsteht. Alternativ sind auch andere polygonale Formen, wie z.B. eine Dreiecks- oder Pyramidenform, oder eine Ellipsoid- oder Kreisform der Fläche zwischen der ersten Seite 10 und der zweiten Seite 12 optional möglich.
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Die erste Seite 10 ist so konfiguriert, dass sie von einem Treiber (nicht abgebildet) einer Lampe aufgenommen wird, um dadurch eine elektrische Verbindung zu z.B. einem in dem Sockel der Lampe angeordneten Stift oder Kabel herzustellen und eine Lichtquelle entsprechend elektrisch zu steuern. Entsprechend kann das Verbindungsmodul 1 mit der erforderlichen Energie für eine Lichtquelle (nicht abgebildet), die in einem Kolben der Lampe untergebracht ist, versorgt werden. Eine solche Lichtquelle kann z.B. an der zweiten Seite 12 an das Verbindungsmodul 1 oder über elektrische Bauteile, die auf der Oberfläche des Verbindungsmoduls 1 angeordnet sind, angeschlossen werden.
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Die zweite Seite 12 umfasst weiterhin einen länglichen Bereich 14, der eine integrierte Antenne 16 enthält. Die Antenne 16 ist aus Kupfer gefertigt und ist linear angeordnet, um die Funkleistungsfähigkeit zu erhöhen. Der längliche Bereich 14 wird an einer Endfläche oder Kante des Verbindungsmoduls 1 dargestellt, kann aber optional auch mittig oder an einem mittleren Abschnitt der zweiten Seite 12 angeordnet sein, je nach verfügbaren Platz in der Lampe.
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Der längliche Bereich 14 hat eine Breite, die kleiner als die Länge der zweiten Seite 12 und der ersten Seite 10 ist. Dadurch kann der längliche Bereich 14 aufgrund der dünnen und kleinen Abmessungen in eine Aussparung in einer Halterung (nicht gezeigt) eines Lampenkolbens hineinragen. Das gesamte Verbindungsmodul 1 kann daher so dimensioniert sein, dass es nicht über einen Rand oder eine Endfläche eines Metallsockels hinausragt, während der längliche Bereich 14 über den Metallsockel hinausragt und in der Halterung oder einem unteren Bereich des Kolbens untergebracht ist.
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Dadurch wird eine verbesserte Funkleistungsfähigkeit erreicht, ohne dass zusätzlicher Platz in dem Sockel benötigt wird oder zusätzliche Teile elektrisch mit dem Verbindungsmodul 1 verbunden werden müssen. Die Implementierung des länglichen Bereichs 14 und der on-board integrierten Antenne 16 erleichtert somit die Herstellung und verbessert die drahtlose Konnektivität einer LED-basierten Lampe erheblich.
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Weiterhin ist der längliche Bereich 14 in Längsrichtung A ausgerichtet und senkrecht zur ersten Seite 10 und zur zweiten Seite 12 dargestellt. Dabei ist eine maximale Länge der Antenne 16 in Längsrichtung A vorgesehen, so dass die Antenne 16 hinreichend über den Metallsockel der Lampe hinausragen kann und eine verbesserte Funkleistungsfähigkeit bereitstellt. Darüber hinaus erleichtert eine solche Ausrichtung die Positionierung des Verbindungsmoduls 1 in Bezug auf einen Lampenkolben oder eine Halterung und erfordert ein Minimum an Platzbedarf. Je nach Anforderung kann der längliche Bereich 14 aber auch schräg ausgerichtet sein und kann weiterhin eine nichtlineare Form aufweisen.
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In der Ausführungsform nach 1 sind die Länge des sich von der zweiten Seite 12 erstreckenden länglichen Bereichs 14 und eine Länge des Verbindungsmoduls 1 zwischen der ersten Seite 10 und der zweiten Seite 12 im Wesentlichen gleich. Entsprechend entspricht ein Verhältnis der genannten Längen etwa 1:1.
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Je nach vorhandenem Platz in dem Sockel der Lampe und der erforderlichen Komplexität des Verbindungsmoduls 1 kann dieses Verhältnis jedoch unterschiedlich sein. So entspricht z.B. die Ausführungsform gemäß 2 im Allgemeinen der Ausführungsform gemäß 1. Obwohl jedoch die Länge des länglichen Bereichs 14 der Ausführungsform gemäß 1 entspricht, ist die Länge des Verbindungsmoduls 1 zwischen der ersten Seite 10 und der zweiten Seite 12 etwa halb so lang, wodurch sich ein Verhältnis von etwa 2:1 ergibt. Dies kann z.B. dann vorteilhaft sein, wenn im Sockel der Lampe nur ein begrenzter Platz zur Verfügung steht und eine moderate Komplexität des Verbindungsmoduls 1 erforderlich ist. Durch die Beibehaltung der Länge des länglichen Bereichs 14 bleibt die Funkleistungsfähigkeit der Lampe jedoch erhalten.
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Ebenso ist in 3 eine im Allgemeinen der Ausführungsform gemäß 1 entsprechende Ausführungsform dargestellt, wobei die Länge des Verbindungsmoduls 1 zwischen der ersten Seite 10 und der zweiten Seite 12 beibehalten ist, die Breite bzw. Länge der ersten Seite 10 und der zweiten Seite 12 jedoch um etwa die Hälfte reduziert ist. Dementsprechend beträgt das Verhältnis dieser Breiten etwa 1:3 und nicht wie in 1 dargestellt etwa 1:6. Weiterhin wurde die Länge des länglichen Bereichs 14 um die Hälfte reduziert, so dass ein Verhältnis bezüglich der Länge des Verbindungsmoduls 1 zwischen der ersten Seite 10 und der zweiten Seite 12 etwa 1:2 beträgt. Dies kann z.B. dann vorteilhaft sein, wenn ein größerer Sockel vorgesehen ist, z.B. bei einer größeren Komplexität des Verbindungsmoduls 1, während die Antenne 16 nur für kurze Distanzen und ohne große Störungen anderer elektronischer Geräte benötigt wird.
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In 4 ist eine Ausführungsform des Verbindungsmoduls 1 dargestellt, die im Allgemeinen der Ausführungsform gemäß 1 entspricht, wobei der längliche Bereich 14, der die Antenne 16 umfasst, an einer zentralen Position entlang der Längsrichtung A angeordnet ist. Dies kann die Positionierung des Verbindungsmoduls 1 und einer Halterung für den Kolben der Lampe weiter erleichtern, z.B. durch Ausrichten des länglichen Bereichs 14 neben einem zentralen Führungsabschnitt einer solchen Halterung. Entsprechend wird sowohl das Einsetzen des länglichen Bereichs 14 z.B. in eine Aussparung einer solchen Halterung als auch das Einsetzen einer solchen Halterung in den Lampensockel der Lampe erleichtert. Zusätzlich kann der längliche Bereich 14 eine Stütze für die Halterung und die auf der Halterung angeordnete Lichtquelle, z.B. LED-Filamente, bereitstellen. Weiterhin wird die Funktionalität des Verbindungsmoduls 1 durch die Bereitstellung mehrerer elektronischer Komponenten 18, z.B. mehrerer Dioden und eines Chips, die auf einer Hauptfläche des Verbindungsmoduls 1 angeordnet sind, schematisch dargestellt.
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In der schematischen Darstellung der 5 ist das Verbindungsmodul 1 weiterhin im zusammengesetzten Zustand zusammen mit einem Treiber 20 und einer Halterung 26 dargestellt.
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Der längliche Bereich 14 mit der Antenne 16 erstreckt sich von der zweiten Seite 12 in einer Längsrichtung A, die einer Mittelachse bzw. Längsrichtung der Halterung 26 entspricht. Der längliche Bereich 14 wird in eine Aussparung 28 eingesetzt, die zwischen einer Außenwand und einem Führungsabschnitt der Halterung 26 vorgesehen ist. Entsprechend ragt die Antenne 16 in die Halterung 26 hinein, während gleichzeitig die Abmessungen des Verbindungsmoduls 1 nicht angepasst werden müssen.
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So kann z.B. die Länge zwischen der ersten Seite 10 und der zweiten Seite 12 des Verbindungsmoduls 1 beibehalten werden und erfordert keine Anpassung, z.B. eine Verkleinerung zur Aufnahme des länglichen Bereichs 14. Ebenso benötigt das Verbindungsmodul 1 keine Verlängerung und keinen entsprechenden Adapterring, da die Antenne 16 in der Halterung 26 untergebracht ist. Die Antenne 16 ragt somit ausreichend aus einem Metallsockel (nicht gezeigt) der Lampe heraus.
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Die Halterung 26 kann im Wesentlichen als Innenhalterung aus Glas ausgebildet sein, so dass eine elektrische Isolierung für eine Lichtquelle (nicht abgebildet) und die erforderlichen thermischen und optischen Eigenschaften bereitgestellt sind. Die Lichtquelle, z.B. eine Struktur mit mehreren LED-Filamenten, kann somit auf und/oder zumindest teilweise in der Halterung angeordnet und über entsprechende elektrische Kontakte mit dem Verbindungsmodul 1 oder dem Treiber 20 verbunden sein. Beispielsweise umfasst das Verbindungsmodul 1 verschiedene elektronische Komponenten 18 auf einer Hauptoberfläche und kann somit zum elektrischen Verbinden der Lichtquelle verwendet werden.
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Weiterhin umfasst der Treiber 20 verschiedene elektronische Komponenten 18 und stellt einen elektronischen Kontakt zu einem Metallsockel, einer Leitung oder einem Stift (nicht gezeigt) bereit, um die Lampe z.B. mit einer Fassung elektrisch zu verbinden. Solche Bauteile können auf einer ersten Oberfläche 22 und/oder auf einer zweiten Oberfläche 24 untergebracht sein. Der Treiber 20 ist weiterhin derart konfiguriert, dass er von einem Sockel der Lampe, z.B. in einer Aussparung oder einem Hohlraum (nicht gezeigt) derselben, aufgenommen werden kann.
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Entsprechend ist die erste Oberfläche 22 so ausgerichtet, dass sie einer zentralen Fläche eines solchen Hohlraums zugewandt ist und somit eine Stütze für das Verbindungsmodul 1 bereitstellt. Auch wenn eine bestimmte Stütze nicht explizit dargestellt ist, können in der Regel jegliche Mittel oder Verbindungselemente vorgesehen sein, die zur Aufnahme und/oder Sicherung des Verbindungsmoduls 1 geeignet sind. Die Befestigung erfolgt vorzugsweise durch eine oder mehrere Klemmen oder durch eine Schnappverbindung. Eine solche Schnappverbindung kann durch einen oder mehrere Vorsprünge um einen Schlitz oder ein Durchgangsloch oder eine Öffnung, die sich von der ersten Oberfläche 22 zur zweiten Oberfläche 24 erstrecken, erfolgen, wobei die Vorsprünge in entsprechende Schlitze am Verbindungsmodul 1 eingreifen, wenn das Verbindungsmodul 1 in den Schlitz eingeführt wird. Zur Erleichterung des Einführens können der eine oder mehrere Vorsprünge eine abgeschrägte Fläche oder eine Fase zur Führung des Verbindungsmoduls 1 aufweisen. Neben der verbesserten Funkleistungsfähigkeit wird damit auch die Fertigung erleichtert, da das Verbindungsmodul 1 einfach in den Treiber 20 gesteckt werden kann.
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Eine zusammengesetzte Lampe ist in einer schematischen Explosionsansicht in 6 dargestellt, welche ein Verbindungsmodul 1, einen Treiber 20, einen Kolben 30 und einen Sockel 34 umfasst.
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Entsprechend ist die Lampe als Filamentenlampe dargestellt, welche eine Vielzahl von LED-basierten Filamenten 32 innerhalb des Lampenkolbens 30 umfasst, die über einen Ring verbunden sind und eine auf der Halterung 26 anzuordnende Struktur aufweisen. Die Halterung 26 wird in einer unteren Öffnung des Kolbens 30 aufgenommen, so dass der Kolben 30 durch die Halterung 26 an seiner Unterseite verschlossen ist.
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Zwischen dem Sockel 34, der Halterung 26 und dem Kolben 30 ist ein Verbindungsmodul 1 vorgesehen, wie es im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungsformen beschrieben ist, das ebenfalls in der Lampe gemäß 6 implementiert werden kann. Entsprechend umfasst das Verbindungsmodul 1 die Antenne 16 auf einem länglichen Bereich 14, der sich von der zweiten Seite 12 in Längsrichtung A und senkrecht sowohl zur ersten Seite 10 und zur zweiten Seite 12 als auch zum Treiber 20 erstreckt.
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Der Treiber 20 unterstützt das Verbindungsmodul 1 an einer zweiten Oberfläche 24, z.B. mittels einer Klemme, eines Schlitzes oder eines Einsatzes, wie oben beschrieben.
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Im montierten Zustand ist der Treiber 20, der das Verbindungsmodul 1 aufnimmt, in einer Aussparung oder Vertiefung 36 des Sockels 34 platziert, wobei die erste Oberfläche 22 einer zentralen Fläche des Sockels 34 zugewandt ist. Da sowohl die Aussparung bzw. der Hohlraum 36 als auch der Treiber 20 eine im Wesentlichen kreisförmige Form aufweisen, wird die Positionierung des Treibers 20 in der Aussparung bzw. dem Hohlraum 36 erleichtert und der Raum innerhalb des Sockels 34 effizient genutzt, während gleichzeitig die thermische Leistung verbessert werden kann.
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Außerdem ist der längliche Bereich 14 des Verbindungsmoduls 1 in die Aussparung 28 der Halterung 26 eingesetzt, so dass die Antenne 16 in den Kolben 30 der Lampe hineinragt. Da nur der längliche Bereich 14 über den Sockel 34 hinausragt und in dem Kolben 30 untergebracht ist, sind keine weiteren Anpassungen erforderlich, so dass die Bereitstellung eines Verlängerungsadapterrings entfallen kann und das Verbindungsmodul 1 keine weiteren Anpassungen erfordert. Darüber hinaus bewirkt die integrierte Antenne 16 auf dem länglichen Bereich 14 eine stabile und konsistente Funkleistungsfähigkeit, da die Konnektivität nicht von einer
manuellen Anordnung oder Befestigung abhängt. Dadurch ermöglicht das Design des Verbindungsmoduls 1 mit dem länglichen Bereich 14 und der integrierten Antenne 16 eine verbesserte drahtlose Konnektivität der Lampe, während gleichzeitig die Herstellung erleichtert und die Produktionskosten reduziert werden.
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Obwohl die Erfindung durch die oben erläuterten Ausführungsformen veranschaulicht und detailliert beschrieben wurde, ist sie nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Andere Variationen können vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche zu verlassen.
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Im Allgemeinen kann „ein“ oder „eine“ als Singular oder Plural verstanden werden, insbesondere mit der Bedeutung „mindestens ein“, „ein oder mehrere“ usw., es sei denn, dies wird ausdrücklich ausgeschlossen, z.B. durch den Begriff „genau ein“ usw.
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Darüber hinaus können Zahlenwerte den genauen Wert sowie ein übliches Toleranzintervall enthalten, sofern dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wird.
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Die in den Ausführungsformen, insbesondere in verschiedenen Ausführungsformen, dargestellten Merkmale können kombiniert oder ersetzt werden, ohne den Schutzbereich zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verbindungsmodul
- 10
- Erste Seite
- 12
- Zweite Seite
- 14
- Länglicher Bereich
- 16
- Antenne
- 18
- Elektronische Komponente
- 20
- Treiber
- 22
- Erste Oberfläche
- 24
- Zweite Oberfläche
- 26
- Halterung
- 28
- Aussparung
- 30
- Kolben
- 32
- Filament
- 34
- Sockel
- 36
- Hohlraum
- A
- Längsrichtung
