DE202005016208U1 - Functional unit e.g. lamp, has LEDs with technical units e.g. anodes, cathodes and LED body, that are fixed together by balls that are fixed relative to units by filling cavities between balls with insulating material - Google Patents

Functional unit e.g. lamp, has LEDs with technical units e.g. anodes, cathodes and LED body, that are fixed together by balls that are fixed relative to units by filling cavities between balls with insulating material Download PDF

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    • F21—LIGHTING
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    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers

Abstract

The unit has LEDs arranged in a receptacle and having technical units e.g. anodes (112), cathodes (114) and LED body. The technical units are fixed together in their relative position by supporting balls which are adjacent to one another. The supporting balls are fixed relative to the units by filling cavities between the balls with an insulating material (120). The balls are made of glass, ceramic and steel.

Description

Die Erfindung betrifft ein Funktionselement.The The invention relates to a functional element.

Funktionselemente sind beispielsweise vergossene Leuchten, bei denen das Leuchtmittel von einer Füllmasse umgeben ist.functional elements are, for example, potted lights, where the light source from a filling is surrounded.

Es kommt jedoch häufig vor, dass die Füllmasse sich während bzw. nach der Herstellung eines Funktionselementes verzieht. Dadurch werden die vergossenen Leuchten oder andere vergossene technische Elemente verformt oder gar zerstört.It but comes often before that the filling mass while or after the production of a functional element warps. Thereby become the potted lights or other potted technical Elements deformed or even destroyed.

Aus der Praxis sind ferner sogenannte gefüllte Füllmassen bekannt, welche mit mineralischen Zusätzen versetzt sind und ähnlich vergossen werden wie nicht gefüllte Füllmassen. Doch auch gefüllte Füllmassen verformen sich während bzw. nach der Herstellung und verformen bzw. zerstören mit ihnen vergossene, technische Elemente.Out In practice, so-called filled fillers are also known, which with mineral additives are offset and similar to be shed like unfilled Filling compounds. But also filled fillings deform during or after production and deform or destroy with they shed technical elements.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Funktionselement mit vergossenen technischen Elementen zur Verfügung zu stellen, bei welchem die Sicherheit der technischen Elemente erhöht ist.Of the Invention is based on the object, a functional element with potted technical elements available to put at which the safety of the technical elements elevated is.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The solution The object is achieved according to the invention with the features of the claim 1.

Gemäß der Erfindung weist ein Funktionselement ein erstes technisches Element und mindestens ein zweites technisches Element auf, wobei das erste und das zweite technische Element durch aneinander anliegende Stützkörper und eine Füllmasse in ihrer relativen Position zueinander festgelegt sind. Die aneinander anliegenden Stützkörper werden durch die Füllmasse zusammengehalten und bilden eine Stützstruktur. Die Stützstruktur ist vergleichbar mit einem Skelett, welches durch die Füllmasse in seiner Position fixiert ist. Jeder Stützkörper bildet einen Ankerpunkt, an welchem sich die Füllmasse festkrallt. Einer Verformung der Füllmasse wie im Stand der Technik wirken bei dem erfindungsgemäßen Funktionselement daher die Stützkörper entgegen. So sind auch das erste und das zweite technische Bauteil durch die Stützkörper und die Füllmasse sicher festgelegt.According to the invention a functional element has a first technical element and at least a second technical element, wherein the first and the second technical element by abutting support body and a filling in their relative position to each other. The together adjacent support body are through the filling material held together and form a support structure. The support structure is similar to a skeleton, which by the filling material is fixed in position. Each support body forms an anchor point, on which the filling material clings. A deformation of the filling compound as in the prior art act in the functional element according to the invention therefore the support body against. So are also the first and the second technical component through the Supporting body and the filling material securely set.

Die Erfindung eignet sich insbesondere für den Einsatz von elektronischen Bauteilen und/oder elektronischen Baugruppen als erstes und/oder als zweites technisches Element, denn an solche technische Elemente, welche häufig empfindliche Verdrahtungen aufweisen, werden hohe Sicherheitsanforderungen gestellt. Das erfindungsgemäße Funktionselement eignet sich insbesondere für elektronische Bauteile wie Leuchtdioden.The Invention is particularly suitable for the use of electronic Components and / or electronic components as the first and / or as a second technical element, because of such technical elements, which often have sensitive wiring, high security requirements posed. The functional element according to the invention is particularly suitable for electronic components such as light emitting diodes.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind als Stützkörper Stützkugeln vorgesehen. Stützkugeln ordnen sich in einem Gefäß aufgrund der Gravitation und aufgrund der geringen Reibung zwischen den Stützkugeln praktisch von alleine aneinander anliegend in einer dichten Packung an, indem sie aufeinander abrollen. Kugeln können daher als Stützkörper vor dem Befüllen einer Herstellungsform mit Füllmasse einfach in die Form hineingeschüttet werden.In a particularly preferred embodiment are supporting bodies as supporting bodies intended. support balls arrange themselves in a vessel due gravity and due to the low friction between the support balls Practically alone by abutting each other in a tight pack by rolling on each other. Balls can therefore be used as a supporting body the filling a production form with filling material simply poured into the mold become.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Stützkugeln einen Durchmesser von 1 bis 10 mm, vorzugsweise 2 bis 4 mm, insbesondere 3 mm, aufweisen, denn Stützkugeln mit solchen Durchmessern sind als Standardteile in den meisten Werkstoffen preisgünstig verfügbar.It has proved to be particularly advantageous when the support balls a diameter of 1 to 10 mm, preferably 2 to 4 mm, in particular 3 mm, for supporting balls with such diameters are considered standard parts in most materials inexpensive available.

Als Werkstoffe für die Stützkörper sind Glas, Keramik, Stahl oder jeder andere nicht kompressible Werkstoff geeignet, dessen Erweichungstemperatur oberhalb der Verarbeitungstemperatur der Füllmasse liegt.When Materials for the supporting bodies are Glass, ceramics, steel or any other non-compressible material suitable, whose softening temperature is above the processing temperature the filling material is.

Stützkörper aus Glas sind durchsichtig und wirken insbesondere in transparenten Füllmassen sehr ästhetisch. Funktionselemente mit transparenten Füllmassen und Stützkörpern aus Glas weisen daher neben den zuvor beschriebenen technischen Vorzügen der Erfindung auch ein ansprechendes Design auf.Support body off Glass are transparent and look especially transparent Fillers very aesthetically. Functional elements with transparent filling compounds and supporting bodies Glass therefore have, in addition to the technical advantages described above Invention also an attractive design.

Keramische Werkstoffe sind besonders hart und sollten daher insbesondere für Funktionselemente eingesetzt werden, die besonders hohem Druck ausgesetzt sind.ceramic Materials are particularly hard and should therefore be especially for functional elements are used, which are exposed to particularly high pressure.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Stützkörper relativ zu dem ersten bzw. zu dem zweiten technischen Element dadurch festgelegt, dass die Hohlräume zwischen den Stützkörpern und dem ersten bzw. dem zweiten technischen Element mit der Füllmasse ausgefüllt sind. Dadurch kann die Stabilität des Funktionselementes erhöht werden, denn dann ist nicht nur im Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten technischen Element, sondern im gesamten Bereich der Stützkörper eine durch Stützkörper und Füllmasse stabile Struktur gebildet.In a particularly preferred embodiment the support bodies are relative determined by the first or the second technical element, that the cavities between the support bodies and the first and the second technical element with the filling material filled out are. This can improve the stability of the functional element increases be, because then not only in the area between the first and the second technical element, but in the whole range of Support body one through support body and filling compound stable structure formed.

Wenn das zweite technische Element ein Gehäuseelement zur Aufnahme des ersten technischen Elementes ist, welches mindestens teilweise mit Stützkörpern und Füllmasse ausgefüllt ist, werden zur Herstellung keine separaten Formen benötigt, denn das zweite technische Element kann als Form zur Aufnahme des ersten technischen Elementes, der Stützkörper und der Füllmasse dienen. Solche Funktionselemente können daher innerhalb kürzester Zeit in hohen Stückzahlen hergestellt werden.If the second technical element is a housing element for receiving the first technical element is, which at least partially with Supporting bodies and filling compound filled out is, no separate molds are needed for the production, because the second technical element can be used as a form for receiving the first technical element, the supporting body and the filling material serve. Such functional elements can therefore be within the shortest possible time Time in high quantities getting produced.

Die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Funktionselemente sind bevorzugt mit einer Füllmasse aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt. Thermoplastischer Kunststoff lässt sich bei relativ niedrigen Temperaturen bearbeiten, so dass der Werkstoff für die Stützkörper – selbst wenn dessen Erweichungstemperatur höher sein soll als die Verarbeitungstemperatur der Füllmasse – nahezu frei auswählbar ist.The The above-described functional elements according to the invention are preferably with a filling material made of thermoplastic material. thermoplastic Plastic leaves to work at relatively low temperatures, so that the Material for the supporting body - itself if its softening temperature should be higher than the processing temperature the filling mass - almost freely selectable is.

Zur Herstellung erfindungsgemäßer Funktionselemente werden ein erstes technisches Element und mindestens ein zweites technisches Element in ihrer relativen Position zu einander dadurch festgelegt, dass Zwischenräume zwischen dem ersten und dem zweiten technischen Element mit einer Schüttung loser Stützkörper teilweise ausgefüllt werden und anschließend die Stützkörper in ihrer Lage durch eine im Verarbeitungszustand fließfähige, aushärtbare Füllmasse mindestens teilweise umhüllt und derart fixiert werden, dass die Stützkörper eine das Schwind- bzw. Dehnverhalten der Füllmasse mindestens beim Erstarren dämpfender bzw. verhindernder Skelettstruktur bilden. Das Verfahren ermöglicht es, auf einfache Art und Weise ein Funktionselement, insbesondere ein Funktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, herzustellen. Die durch die Stützkörper gebildete Skelettstruktur ist umso stabiler, wenn sie an mehreren Stellen an weiteren Stützkörpern anliegen. Daher kann es vorteilhaft sein, vor der Hinzugabe der fließfähigen, aushärtbaren Füllmasse die Stützkörper beispielsweise durch Vibration zu verdichten.to Production of functional elements according to the invention become a first technical element and at least a second technical element in its relative position to each other thereby set that spaces between the first and the second technical element with a fill loose support body partially filled out and then the supporting body in their position by a flowable in the processing state, curable filler at least partially wrapped And fixed in such a way that the support body a the Schwind- or Expansion behavior of the filling material at least when solidifying dampening or prevent the skeletal structure. The procedure allows on simple way a functional element, in particular a functional element according to one of the claims 1 to 9, produce. The skeleton structure formed by the support bodies is all the more stable if they rest at several points on other support bodies. Therefore, it may be advantageous to add the flowable, curable before adding Filling material the Supporting body, for example to compact by vibration.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.Further yield advantageous embodiments and refinements of the invention from the dependent claims as well as from the description in connection with the drawings.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein erfindungsgemäßes Funktionselement ohne Stützkörper und ohne Füllmasse in einer perspektivischen Ansicht, 1 an inventive functional element without support body and without filling compound in a perspective view,

2 das in 2 gezeigte erfindungsgemäße Funktionselemente ohne Stützkörper und ohne Füllmasse in einer Schnittdarstellung gemäß der in 1 eingetragenen Schnittebene A, 2 this in 2 shown inventive functional elements without support body and without filling compound in a sectional view according to the in 1 registered section plane A,

3 das in den 1 und 2 gezeigte erfindungsgemäße Funktionselement ohne Füllmasse in einer Schnittdarstellung gemäß der in 1 eingetragenen Schnittebene A sowie 3 that in the 1 and 2 shown functional element without filling material in a sectional view according to the in 1 Registered cutting plane A as well

4 das in den 1 bis 3 gezeigte Funktionselement in einer Schnittdarstellung gemäß der in 1 eingetragenen Schnittebene A, 4 that in the 1 to 3 shown functional element in a sectional view according to the in 1 registered section plane A,

1 zeigt von einem erfindungsgemäßen Funktionselement 100 eine erste Leuchtdiode 102, eine zweite Leuchtdiode 104 und eine dritte Leuchtdiode 106, wie diese in einem Aufnahmebehälter 108 ausgerichtet sind. 1 shows of a functional element according to the invention 100 a first light emitting diode 102 , a second LED 104 and a third light emitting diode 106 like these in a receptacle 108 are aligned.

Die Leuchtdioden 102, 104, 106 sind gleich aufgebaut und nur schematisch dargestellt. Wie am Beispiel der ersten Leuchtdiode 102 illustriert, weisen die Leuchtdioden einen Leuchtdiodenkörper 110, eine Anode 112 und eine Kathode 114 auf. Jede Anode 112, jede Kathode 114, jeder Leuchtdiodenkörper 110 und auch der Aufnahmebehälter 108 sind technische Elemente im Sinne der Erfindung.The light-emitting diodes 102 . 104 . 106 are the same structure and only shown schematically. As with the example of the first light-emitting diode 102 illustrated, the light emitting diodes have a light emitting diode body 110 , an anode 112 and a cathode 114 on. Every anode 112 , every cathode 114 , each LED body 110 and also the receptacle 108 are technical elements in the context of the invention.

2 zeigt die in der Schnittebene A liegende erste Leuchtdiode 102 und die hinter der Schnittebene A liegende zweite Leuchtdiode 104, wie sie mit ihren Stirnseiten an den Boden 116 des Aufnahmebehälters 108 flächig anliegend. 2 shows the lying in the sectional plane A first LED 102 and the second light-emitting diode lying behind the cutting plane A 104 how they put their faces to the floor 116 of the receptacle 108 flat adjacent.

Anhand der 3 und 4 wird gezeigt, wie das erfindungsgemäße Funktionselement hergestellt werden kann. Zunächst werden Glaskugeln 118 in den Aufnahmebehälter 108 geschüttet, welche sich wie in 3 gezeigt um die Leuchtdioden 102, 104, 106 verteilen. Durch Vibrieren des Aufnahmebehälters 108 kann die Anordnung der Kugeln gegebenenfalls verdichtet werden. Anschließend wird der Aufnahmebehälter 108 mit einer Füllmasse 120, welches in dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel flüssiger, thermoplastischer Kunststoff ist, so weit befüllt, dass die Anoden 112 und die Kathoden 114 der Leuchtdioden 102, 104, 106 nicht vollständig mit Füllmasse 120 bedeckt sind. Beim Abkühlen der Füllmasse 120 behindern die Stützkörper, in diesem Fall die Glaskugeln 118 das Schrumpfen der Füllmasse 120. Vorzugsweise wird das Schrumpfen ganz unterdrückt, sodass so hergestellte Funktionselemente als „Zero-Shrink-Elemente" und das entsprechende Verfahren als „Zero-Shrink-Verfahren" bezeichnet werden können.Based on 3 and 4 it is shown how the functional element according to the invention can be produced. First, glass balls 118 in the receptacle 108 poured, which is like in 3 shown around the LEDs 102 . 104 . 106 to distribute. By vibrating the receptacle 108 If necessary, the arrangement of the balls can be compressed. Subsequently, the receptacle 108 with a filling 120 which is in the in 4 shown embodiment, liquid, thermoplastic material is filled so far that the anodes 112 and the cathodes 114 the light-emitting diodes 102 . 104 . 106 not completely with filling material 120 are covered. When cooling the filling material 120 hamper the supporting body, in this case the glass balls 118 the shrinkage of the filling material 120 , Preferably, the shrinkage is completely suppressed, so that functional elements produced in this way can be referred to as "zero-shrink elements" and the corresponding method as "zero-shrink method".

Claims (9)

Funktionselement mit einem ersten technischen Element und mindestens einem zweiten technischen Element, wobei das erste und das zweite technische Element durch aneinander anliegende Stützkörper und eine Füllmasse in ihrer relativen Position zueinander festgelegt sind.Functional element with a first technical Element and at least one second technical element, wherein the first and the second technical element by adjoining support body and a filling are fixed in their relative position to each other. Funktionselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste technische Element und/oder das zweite technische Element ein elektronisches Bauteil und/oder eine elektronische Baugruppe ist.Functional element according to claim 1, characterized in that that the first technical element and / or the second technical Element an electronic component and / or an electronic module is. Funktionselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als elektronisches Bauteil mindestens eine Leuchtdiode vorgesehen ist.Functional element according to claim 2, characterized in that that provided as an electronic component at least one light emitting diode is. Funktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Stützkörper Stützkugeln vorgesehen sind.Functional element according to one of claims 1 to 3, characterized in that support balls are provided as support body. Funktionselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkugeln einen Durchmesser von 1,0 bis 10,0 mm, vorzugsweise 2,0 bis 4,0 mm und insbesondere 3,0 mm, aufweisen.Functional element according to claim 4, characterized in that that the support balls a diameter of 1.0 to 10.0 mm, preferably 2.0 to 4.0 mm and in particular 3.0 mm. Funktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkörper aus Glas, Keramik, Stahl oder einem anderen nicht kompressiblen Werkstoff gefertigt sind, dessen Erweichungstemperatur oberhalb der Verarbeitungstemperatur der Füllmasse liegt.Functional element according to one of claims 1 to 5, characterized in that the supporting body made of glass, ceramic, steel or another non-compressible material, its softening temperature above the processing temperature the filling material lies. Funktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkörper relativ zu dem ersten bzw. zu dem zweiten technischen Element durch ein Ausfüllen der Hohlräume zwischen den Stützkörpern und dem ersten bzw. dem zweiten technischen Element mit der Füllmasse festgelegt sind.Functional element according to one of claims 1 to 6 characterized in that the support body relative to the first or to the second technical element by completing the Cavities between the support bodies and the first and the second technical element with the filling material are fixed. Funktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite technische Element ein Gehäuseelement zur Aufnahme des ersten technischen Elementes ist, welches mindestens teilweise mit Stützkörpern und Füllmasse ausgefüllt ist.Functional element according to one of claims 1 to 7, characterized in that the second technical element a housing element for receiving the first technical element, which at least partly with supporting bodies and filling compound filled out is. Funktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Füllmasse ein thermoplastischer Kunststoff ist.Functional element according to one of claims 1 to 8, characterized in that the filling compound is a thermoplastic Plastic is.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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