-
Die Erfindung betrifft einen Funktionsträger zum Aufbau von Lichtbandsystemen, diese umfassend aneinander reihbare Profilkörper mit einem Komponentenaufnahmeraum, welcher einerseits seitlich von zwei parallel verlaufenden Schenkeln mit Längsnuten sowie andererseits von einem Schenkelverbindungsabschnitt begrenzt wird, wobei in die Längsnuten ein für sichtbare Strahlung mindestens teilweise durchlässiger Profilstreifen einbringbar ist, welcher zu den Längsnuten komplementär ausgebildete Längskanten aufweist, gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
-
Aus der
DE 20 2011 104 306 U1 ist ein Aluminiumprofilschienensystem für LED-Streifen vorbekannt, welches eine als Endlosprofil ausgebildete Profilschiene mit einer rückseitigen Montageseite und einer vorderseitigen Beleuchtungsseite besitzt. Vom Querschnitt her betrachtet ist eine horizontal verlaufende Grundplatte vorhanden und es sind zwei gegenüberliegende vertikale Seitenwände ausgebildet, so dass der Beleuchtungsraum im Wesentlichen U-förmig ist. Die Grundplatte ist als Befestigungsfläche für den LED-Streifen ausgebildet. An der Rückseite weist die Grundplatte eine T-Nut auf, die sowohl zur Aufnahme einer T-Verbinderschiene als auch eines ersten Befestigungselementes mit einem T-Fuß zur Deckenabhängung ausgebildet ist. Weiterhin ist ein transparentes Abdeckprofil zur Abdeckung des Beleuchtungsraumes vorhanden.
-
Mit der Verbinderschiene lassen sich mehrere Profilschienen miteinander verbinden, so dass auch sehr lange LED-Leuchten nach Art von Lichtbandsystemen realisiert werden können.
-
Bei einer Weiterbildung der vorbekannten Lehre umfasst das Profilschienensystem ein Leuchtenmodul, insbesondere ein LED-Leuchtenmodul, das zum Einsetzen in dem Beleuchtungsraum der Schiene ausgebildet ist. Unter Leuchtmodul wird eine vorgefertigte, eine Leuchte bildende Baueinheit verstanden, die ein Gehäuse mit darin angeordneten Leuchtmitteln sowie mit den erforderlichen elektrischen Anschlüssen umfasst. Das Leuchtmodul besitzt also ein Gehäuse, das werkzeuglos durch Einschnappen in die Profilschiene befestigt werden kann. Hierfür ist das Gehäuse insbesondere U-förmig nach Art eines Profils mit seitlichen Auswölbungen ausgebildet, die Rastnasen darstellen. Das Gehäuse ist nach vorn von einer lichtdurchlässigen, transparenten Abdeckung verschlossen. Wenn im Hinblick auf das erforderliche Gehäuse ein besonders flachbauendes Lichtbandsystem erstellt werden soll, erfordert bereits das Gehäuse einen Bauraum, der dem Ziel einer möglichst flachen Ausführungsform entgegensteht.
-
Bei dem an einer Decke befestigbaren Schutzart-Lichtband nach
DE 10 2015 121 476 A1 wird von einer in Längsrichtung sich erstreckenden Tragschiene ausgegangen, welche einen Leitungsraum für die Aufnahme einer Durchgangsverdrahtung definiert. Unterseitig weist die Tragschiene Verbindungsstellen auf, welche Leuchteinsätze aufnehmen. Die Tragschiene besitzt an der Verbindungsstelle ausgebildete Längseinfassungen. Eine lichtdurchlässige Leuchtenkapsel ist mit den Längseinfassungen verbindbar.
-
Die dort vorgeschlagenen Längseinfassungen sollen das Problem unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten der unterschiedlichen Materialien von Tragschiene und Leuchtenkapsel kompensieren. Die Leuchtenkapsel und die Tragschiene sollen sich also in Längsrichtung relativ zueinander bewegen können, um Spannungen zwischen den Bauteilen zu vermeiden. Diesbezüglich sind vorzugsweise zwischen den Längseinfassungen und der Leuchtenkapsel in Einbaulage sich gegenseitig hintergreifende und komplementäre Rastkonturen ausgebildet. Diese sind so gestaltet, dass diese in Einbaulage durch den jeweiligen Fügepartner immer in die geschlossene Position gezwungen werden, also quasi selbstzentrierend sind.
-
Die Leuchte gemäß
DE 10 2015 121 476 A1 geht grundsätzlich von einem Profilkörper, ausgebildet als Tragschiene, aus. Die Tragschiene besitzt Seitenschenkel, an deren unterem Ende jeweils eine zur Mittellängsachse des Lichtbandelementes in das Innere der Leuchte ragende Einrastrippe ausgebildet ist, wodurch beidseitige Anlagestege resultieren, an denen die transparente Leuchtenkapsel anliegt, das heißt dort verrastet ist.
-
Die Leuchtenkapsel ist als ein wannenförmiges Kunststoffprofil mit oberem Befestigungsbereich ausgebildet. Der wannenförmige Lichtaustrittsbereich umfasst einen sich in der Waagerechten erstreckenden Boden, der eine direkte Lichtaustrittsebene bildet. Weiterhin sind gewellte Seitenteile vorhanden, die an ihren oberen Enden zur Mittellängsachse hin einen Absatz zur Bildung eines Hinterschnittes mit in Längsrichtung erstreckenden Längsnuten aufweisen. Diese Längsnuten werden an ihren oberen Enden durch Rastvorsprünge begrenzt, an die sich nach oben erstreckend Federarme anschließen. Die Federarme tauchen dann in kanalartige Längseinfassungen am Außenbereich der Tragschiene ein.
-
Weiterhin weist die Tragschiene Haltestege für die Befestigung der eigentlichen Leuchteinsätze auf.
-
Jeder Leuchteinsatz besteht aus einem, als gekantetes Blechprofil mit einem schalenförmigen Querschnitt ausgebildeten Geräteträger, an dessen Unterseite mehrere LED-Arrays mit einer in Strahlungsrichtung davor angeordneten, also in Einbaulage unterhalb des LED-Arrays befindlichen Optiken. Die Leuchteinsätze sind innenseitig an der Tragschiene über mehrere, beabstandet zueinander angeordnete Federverschlüsse lösbar befestigt.
-
Bei der Ausführungsform, wie oben geschildert, ist also der jeweilige Leuchteinsatz ein von der sogenannten Leuchtenkapsel getrenntes Bauteil, das über besondere Mittel mit der Tragschiene zu verbinden ist.
-
Dadurch, dass Leuchteinsatz und Leuchtenkapsel an unterschiedlichen Stellen und mit unterschiedlichen Mitteln an bzw. mit der Tragschiene verbunden sind, besteht die Gefahr, dass insbesondere auch bei einer thermisch bedingten Ausdehnung der unterschiedlichen Komponenten eine Positionsverschiebung zwischen dem jeweiligen LED-Array und der zugehörigen Optik eintritt, welches für die Beleuchtungseigenschaften nachteilig ist.
-
Aus der gattungsbildenden
DE 20 2015 103 611 U1 ist eine Leuchte zum Bilden einer Lichtlinie vorbekannt. Bei dieser Leuchte soll eine erleichterte präzise Anordnung des Leuchtengehäuses möglich werden. Insofern ist ein längliches Gehäuse vorhanden, das sich entlang einer Längsrichtung der Leuchte erstreckt. Das Gehäuse weist einen Randbereich zur Festlegung eines, sich linienartig entlang der Längsrichtung erstreckenden Lichtaustrittsbereiches auf. Weiterhin besitzt die Leuchte mindestens ein Fassungselement, das den Randbereich fassend angeordnet ist. Durch das Fassungselement lässt sich der Randbereich stabilisieren, so dass die Gefahr einer unerwünschten und ungleichmäßigen Ausrichtung des Randbereiches vermindert ist. Das Fassungselement ist bevorzugt profilartig gestaltet, wobei es einen Fassungsbereich aufweist, der den Randbereich entlang der Längsrichtung ausgerichtet hält. Vorzugsweise ist das mindestens eine Fassungselement mit dem Randbereich über eine Rastverbindung verbunden.
-
Die
EP 1 593 109 B1 offenbart ein Optikelement, das zur Darstellung von Symbolen oder graphischen Informationen einsetzbar ist. Das Optikelement enthält eine Vielzahl von ansteuerbaren Lichtquellen, ausgebildet als lichtemittierende Dioden. Die Optikelemente können in eine Matrixplatte eingepresst oder eingeklebt werden. Offenbart ist ebenfalls eine Kombination von Optikelementen durch bauliche Vereinigung mit umgebenden Gehäusen oder Gehäuseteilen. In einem solchen Fall kann auch ohne Matrixplatte ein in sich steifer Modul geschaffen werden, der an seinen Kanten Verbindungsmittel aufweist, die beispielsweise als Nut-Feder-System realisiert sind, um ein Aneinanderreihen von Optikelementen zu ermöglichen. Eine gemeinsame Platine kann über einen Haken gehalten und mittels Positionszapfen in Positionslöchern positioniert werden.
-
Die
DE 10 2014 213 803 A1 betrifft eine Anzeigevorrichtung mit wenigstens einem Anzeigeelement, einer Leiterplatte mit wenigstens einem elektrischen Leuchtmittel, das zur Erzeugung von Licht aus elektrischer Energie auf der Leiterplatte kontaktiert ist und wenigstens einen Lichtleiter, der eine Einkopplungsfläche und eine Auskopplungsfläche sowie einen Lichtleitabschnitt aufweist. Eine solche Anzeigevorrichtung kann insbesondere für ein Haushaltsgerät Anwendung finden.
-
Auch die
US 2010/0073929 A1 zeigt eine Lichtleiste mit einer Vielzahl von lichtemittierenden Dioden, die auf einem Träger mechanisch angeordnet und elektrisch verschalten sind.
-
Einzelne Trägerabschnitte lassen sich durch Rastverbindungen koppeln, um so beliebige Längen zu realisieren. Zur Positionierung und zum Befestigen des so geschaffenen Streifens mit lichtemittierenden Dioden sind mit Rastelementen versehene Fortsätze ausgebildet, die in zugehörige Ausnehmungen, zum Beispiel eines Gehäuses, eingreifen.
-
Aus dem Vorgenannten ist es Aufgabe der Erfindung, einen weiterentwickelten Funktionsträger zum Aufbau von Lichtbandsystemen anzugeben, welcher aus wenigen Teilen besteht, der kostengünstig herstellbar ist und der dafür Sorge trägt, dass unter allen Betriebsumständen und Betriebsbedingungen eine eindeutige Zuordnung zwischen dem jeweiligen Leuchtmittel und einer zugehörigen Optik gewährleistet ist.
-
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch einen Funktionsträger zum Aufbau von Lichtbandsystemen, der über eine hohe Eigensteifigkeit verfügt, gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.
-
Es wird demnach von einem Funktionsträger zum Aufbau von Lichtbandsystemen ausgegangen. Diese Lichtbandsysteme umfassen mehrere, aneinander reihbare Profilkörper, die jeweils einen Komponentenaufnahmeraum besitzen, welcher einerseits seitlich von zwei parallel verlaufenden Schenkeln mit Längsnuten sowie andererseits von einem Schenkelverbindungsabschnitt begrenzt wird.
-
Üblicherweise besitzen die Profilkörper also einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt.
-
In die Längsnuten ist ein für sichtbare Strahlung mindestens teilweise durchlässiger Profilstreifen, zum Beispiel aus einem transparenten Kunststoff realisiert, einbringbar, welcher zu den Längsnuten komplementär ausgebildete Längskanten aufweist, um einen entsprechenden Formschluss zu erreichen.
-
Erfindungsgemäß ist zum Erhalt einer herausragenden Eigensteifigkeit des Funktionsträgers der Profilstreifen mit einer Vielzahl von im Wesentlichen senkrecht orientierten, stiftartigen Anschlägen sowie in seiner Längsausdehnung verteilt angeordneten, ebenfalls senkrecht orientierten Rasthaken versehen, wobei ein streifenförmiger Verdrahtungsträger mit einer Vielzahl von lichtemittierenden Elementen, insbesondere LEDs, zu den Rasthaken komplementäre Rastaussparungen besitzt.
-
Durch einen Rastvorgang unter Nutzung der Rasthaken und der Rastaussparungen wird eine Sandwichstruktur aus Profilstreifen und Verdrahtungsträger gebildet, wobei der Verdrahtungsträger an den Anschlägen aufliegt und die Rasthaken mit jeweils vorhandenen Rastnasen die Verdrahtungsträger-Rückseite im Bereich der Rastaussparungen hintergreifen.
-
Hierdurch entsteht ein stabiles mechanisches Gebilde, das als quasi komplette Baueinheit in einen abmessungsseitig abgestimmten Profilkörper von oben, das heißt von seiner offenen U-Seite, eingerastet oder eingeclipst werden kann.
-
Dadurch, dass der Funktionsträger bereits alle wesentlichen optischen und elektrischen Elemente einschließlich der lichtemittierenden Dioden besitzt, kann der Komponentenaufnahmeraum minimiert und insgesamt der Profilkörper und damit das Lichtband flachbauend realisiert werden.
-
Der Profilstreifen besitzt auf seiner zum Verdrahtungsträger weisenden Oberfläche eine zu den lichtemittierenden Elementen komplementär ausgebildete und angeordnete Anzahl von linsenartigen Fassungen, in welche die lichtemittierenden Elemente mindestens teilweise eintauchen. Es erfolgt also auf diese Weise eine optimale Einkopplung emittierter Strahlung in den Linsenbereich, der insofern das betreffende strahlungsemittierende Element umgibt, und zwar in einer eindeutigen sich im Laufe des Betriebes nicht ändernden geometrisch-räumlichen Zuordnung.
-
Vom Profilstreifen erstrecken sich in Richtung Verdrahtungsträger Zentrierstifte, welche in passende Zentrierausnehmungen im Verdrahtungsträger eintauchen.
-
Bezogen auf die Längsausdehnung von Profilstreifen und Verdrahtungsträger sind erste Zentrierstifte und zugehörige Zentrierausnehmungen im Wesentlichen mittig angeordnet. Hierdurch erfolgt quasi eine Halbierung der eintretenden Temperaturlängsausdehnungen. Durch eine leicht außermittige Lage wird eine Vertauschungssicherheit gewährleistet und Montagefehler vermieden.
-
An den längsseitigen Enden sind erfindungsgemäß jeweils zweite Zentrierstifte befindlich, wobei deren zugehörige Zentrierausnehmungen als in Längsrichtung verlaufende Schlitze zum Ausgleich temperaturbedingten Ausdehnungsverhaltens realisiert sind.
-
Der Profilstreifen ist bei einer bevorzugten Ausführungsform breiter als der Verdrahtungsträger ausgeführt.
-
Der lichtdurchlässige Profilstreifen in seiner Ausbildung als Sandwichstruktur mit Verdrahtungsträger ist insbesondere frontbündig in den Profilkörper einsetzbar.
-
Die stirnseitigen Enden des Profilstreifens weisen einen toleranzausgleichenden Dicht- und Kopplungsabschnitt bezogen auf den kollinear in Längsrichtung benachbarten Profilstreifen auf.
-
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist im Bereich der Längsnuten des Profilkörpers und der Längskanten des Profilstreifens eine im Montagezustand sich ergebende Labyrinthdichtung realisiert.
-
Die Profilstreifen bestehen, wie bereits erläutert, aus einem durchsichtigen, durchscheinenden bzw. transluzenten Kunststoffmaterial und weisen die bereits erwähnten integrierten Linsen oder vergleichbare, die Strahlungseigenschaften bestimmende Mittel auf.
-
Der Verdrahtungsträger ist bevorzugt als Multilayer mit einem gut wärmeleitenden Basismaterial, zum Beispiel Aluminium, und einer Folienleiterschicht zur elektrischen Verschaltung der lichtemittierenden Elemente ausgebildet.
-
Bei einer Ausführungsform der Erfindung kommt die untere, das heißt zum Komponentenaufnahmeraum weisende Seite des Verdrahtungsträgers mit innenseitigen Anschlag- oder Auflagekanten des Profilkörpers in Kontakt, so dass insbesondere dann, wenn der Profilkörper aus einem ebenfalls gut wärmeleitfähigen, insbesondere metallischen, Material besteht, eine weitere Wärmesenke entsteht, was für die zu erwartende Lebensdauer der Anordnung von Vorteil ist.
-
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher erläutert werden.
-
Hierbei zeigen:
- 1 einen Längsschnitt durch einen Abschnitt eines Lichtbandsystems mit Profilkörper und bündig im Profilkörper eingesetzten Funktionsträger, dieser bestehend aus einer Sandwichstruktur aus lichtdurchlässigen Profilstreifen und Verdrahtungsträger;
- 2 eine Detaildarstellung Z gemäß 1 mit beispielhafter Darstellung eines an den stirnseitigen Enden der gegenüberstehenden Profilstreifen ausgebildeten, toleranzausgleichenden Licht- und Kopplungsabschnittes;
- 3 eine Querschnittsdarstellung eines Abschnittes eines Lichtbandsystems mit Profilkörper und bündig in diesem eingerasteten Funktionsträger nebst Detaildarstellung Z einer sich im Montagezustand ergebenden Labyrinthdichtung;
- 4 eine perspektivische Darstellung einer Stirnseitenansicht auf einen Abschnitt eines Lichtbandsystems mit Profilkörper und darin befestigten Funktionsträger;
- 5 eine Detaildarstellung Z gemäß 4;
- 6 einen Querschnitt der Sandwichstruktur mit Rasthaken und
- 7 eine Detaildarstellung Z des Rasthakens und einer zugehörigen Rastausnehmung.
-
Die 1 geht von einem Profilkörper 1 aus, der Bestandteil eines Lichtbandsystems ist. Im Profilkörper 1 befindet sich ein Komponentenaufnahmeraum 2 (siehe auch 4). Dieser Komponentenaufnahmeraum 2 ist einerseits seitlich von zwei parallel verlaufenden Schenkeln 3 und 4 mit entsprechenden Längsnuten sowie andererseits von einem Schenkelverbindungsabschnitt 5 begrenzt.
-
In die Längsnuten 6 (siehe auch 3) ist ein für sichtbare Strahlung überwiegend durchlässiger Profilstreifen 7 einbringbar, welcher zu den Längsnuten 6 komplementär ausgebildete Längskanten 8 aufweist, wie dies insbesondere auch die 3, 5 und 6 deutlich werden lassen.
-
Ein eigensteifer Funktionsträger wird dadurch gebildet, dass der Profilstreifen 7 eine Vielzahl von stiftartigen Anschlägen 9 aufweist. Weiterhin sind in seiner Längsausdehnung verteilt angeordnete Rasthaken 10 vorhanden, wobei ein streifenförmiger Verdrahtungsträger 11 eine Vielzahl von lichtemittierenden Elementen 100 trägt und zu den Rasthaken 10 komplementäre Rastaussparungen 200 besitzt, um durch einen Rastvorgang eine gewünschte Sandwichstruktur aus Profilstreifen 7 und Verdrahtungsträger 11 zu bilden, wie das die 6 und 7 zeigen.
-
Der Verdrahtungsträger 11 liegt dabei an den erwähnten Anschlägen 9 auf und die Rasthaken 10 mit jeweils vorhandenen Rastnasen 13 hintergreifen die Verdrahtungsträgerrückseite im Bereich der entsprechenden Rastaussparungen 200. Die so erhaltene Sandwichstruktur ist in die Längsnuten 6 des Profilkörpers 1 seitlich einschiebbar oder kann von der offenen Seite des U-förmigen Profilkörpers 1 eingeclipst werden.
-
Der Profilstreifen 7 weist auf seiner zum Verdrahtungsträger 11 weisenden Oberfläche eine zu den lichtemittierenden Elementen komplementär ausgebildete und angeordnete Anzahl von linsenartigen Fassungen 14 auf, in welchen die lichtemittierenden Elemente 100, ausgebildet als Diodenchips, mindestens teilweise eintauchen.
-
Vom Profilstreifen 7 erstrecken sich in Richtung Verdrahtungsträger 11 Zentrierstifte 15, welche in Zentrierausnehmungen 16 im Verdrahtungsträger 11 eintauchen.
-
Aus der Querschnittsdarstellung nach 3 wird ersichtlich, dass der Profilstreifen 7 breiter als der Verdrahtungsträger 11 ausgebildet ist.
-
Der Verdrahtungsträger 11 kann hierbei an nach innen, zum Komponentenaufnahmeraum 2 weisenden Anschlagkanten 170 aufliegen, um insofern die Masse des Profilkörpers 1 als Wärmesenke zu nutzen.
-
Die Längskanten 8 des Profilstreifens 7 verfügen an ihrer Außenseite über jeweils eine Einführschräge 17 und einen Hinterschnitt, um ein gewünschtes Einclipsen oder Einrasten des Profilstreifens in die hierfür vorgesehenen Längsnuten 6 des Profilkörpers 1 zu erreichen.
-
Die Längsnuten 6 weisen dabei die Gestalt eines angenäherten, auf dem Kopf stehenden T auf.
-
In die Längsnuten 6 ragt als Bestandteil des Profilkörpers 1 ein nasenartiger Vorsprung 18 hinein, der in Richtung der jeweils benachbarten Längskante 8 des Profilstreifens 7 orientiert ist.
-
Wenn es insofern temperaturbedingt zu Bewegungen zwischen den üblicherweise aus Kunststoff bestehenden Profilstreifen 7 und dem metallischen Profilkörper 1 kommt, bleibt ungeachtet der möglichen Bewegung ein Dichtlabyrinth erhalten, so dass in Verbindung mit weiteren Maßnahmen die Schutzart IP54 erreicht werden kann.
-
Eine vergleichbare Labyrinthdichtung ergibt sich unter Hinweis auf die Detaildarstellung Z gemäß 2. Hier ist im Bereich der stirnseitigen Enden des Profilstreifens 7 ein toleranzausgleichender Dicht- und Kopplungsabschnitt bezogen auf den kollinear in Längsrichtung benachbarten Profilstreifen vorhanden. Durch die gezeigte Ausbildung ist sichergestellt, dass auch bei einer möglichen Längsausdehnung einerseits unerwünschte mechanische Spannungen vermieden werden, andererseits aber immer eine Anzahl ausreichender Dichtflächen zur Verfügung stehen.
-
Die in der 2 gezeigte Überdeckung benachbarter Profilstreifen ist so realisiert, dass die Flächenbündigkeit eines gesamten, entsprechend realisierten Lichtbandes erhalten bleibt (siehe hierzu auch die Detaildarstellung gemäß Z nach 5).
-
Zusammenfassend stellt der Profilstreifen mit seinen beispielhaften linsenförmigen optischen Elementen, den Rastmitteln sowie den Anschlägen und Zentrierelementen eine Fassung zur Aufnahme einer entsprechend geometrisch angeordneten Vielzahl von lichtemittierenden Elementen dar, wobei sich letztere auf einem Verdrahtungsträger befinden. Durch die gebildete Sandwichstruktur unter Rückgriff auf die Rast-, Zentrier- und Anschlagmittel entsteht ein eigensteifer Funktionsträger der als komplettes Teil werkzeuglos und mit geringem Aufwand in maßlich abgestimmte und an sich bekannte Profilkörper eingesetzt, insbesondere von der offenen Seite in einen solchen Profilkörper eingerastet werden kann.
-
Durch die kompakte Bauform, insbesondere die flachbauende Art des Funktionsträgers, können die Profilkörper, die beispielsweise im Strangpressverfahren hergestellt werden, kleiner und leichter ausgeführt werden.
-
Gemäß einer Ausführungsform weist der Profilstreifen mit seinen Fassungsaufnahmen für den Verdrahtungsträger eine Länge von 566 mm auf. Ein beispielhafter Verdrahtungsträger besitzt eine etwas geringere Länge von beispielsweise 560 mm.
