DE202010016257U1

DE202010016257U1 - LED-Modul mit Gehäuseverbinder

Info

Publication number: DE202010016257U1
Application number: DE202010016257U
Authority: DE
Original assignee: BAG Engineering GmbH
Current assignee: Bag Electronics GmbH
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2011-02-17
Anticipated expiration: 2020-12-08

Abstract

LED-Moduleinheit (1) umfassend zumindest eine kontaktierte LED (42), die radial innen zu einem Gehäuserahmen (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem Wandabschnitt des Gehäuserahmens (10) wenigstens ein elektrisches Verbindungselement (20, 60) integral angeformt ist, welches Leiterelemente (21, 61) aufweist, die elektrisch mit der zumindest einen LED (42) verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine LED-Moduleinheit, umfassend zumindest eine kontaktierte LED, die radial innen zu einem Gehäuserahmen angeordnet ist.
Solche herkömmlichen LED-Module werden in den verschiedensten Ausführungsformen hergestellt und angeboten. Beispielsweise ist in dem Gebrauchsmuster DE 20 2009 000 236 U1 ein gehäuste LED-Modul beschrieben, bei welchem das die LEDs tragende Element direkt mit Kabeln kontaktiert ist und dieses Element in einem Gehäuse angeordnet ist, welches sich aus einem mit einem Boden versehenen Gehäuserahmen sowie einem Deckel zusammensetzt.
Eine solche herkömmliche LED-Moduleinheit bietet keine hohe Flexibilität in Bezug auf ihre Verwendung, da jede einzelne Einheit an die Versorgung angelötet werden muss. Dieser Nachteil tritt insbesondere in solchen Fällen besonders zutage, bei welchen mehrere solcher Module zu längeren LED-Ketten zu koppeln sind.
Insofern liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Aufbau einer LED-Moduleinheit zu vereinfachen und eine höhere Flexibilität bei der Versorgung solcher Module bereitzustellen.
Auf überraschende Weise wird diese Aufgabe schon durch eine LED-Moduleinheit mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße LED-Moduleinheit zeichnet sich dadurch aus, dass an zumindest einem Wandabschnitt des Gehäuserahmens wenigstens ein elektrisches Verbindungselement integral angeformt ist, welches die elektrische Versorgung führende Leiterelemente aufweist, die starr sein können und die elektrisch mit der zumindest einen LED verbunden sind. Darüber hinaus kann das wenigstens eine elektrische Verbindungselement auch Leiterelemente aufweisen, welche zum Führen von elektrischen Signalen, insbesondere von elektrischen Steuersignalen ausgebildet sind. Das integral angeformte Verbindungselement wird im Folgenden auch als Gehäuseverbinder bezeichnet.
Mit der Integration zumindest eines elektrischen Verbindungselements in den Gehäuserahmen können bei dem erfindungsgemäßen LED-Modul Kosten eingespart werden, da das Verbindungselement zusammen mit dem Gehäuserahmen hergestellt ist. Ein Platzieren des Verbindungselements oder der Verbindungseinrichtung beim Zusammenbau der erfindungsgemäßen LED-Moduleinheit entfällt. Darüber hinaus kann unter Umständen auch Bauraum im Inneren der LED-Moduleinheit eingespart werden. Ferner kann durch die beschriebene Gestaltung der erfindungsgemäß ausgebildeten LED-Moduleinheit diese auf einfache Weise zu längeren LED-Ketten gekoppelt werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Begriff „LED” umfassend zu verstehen ist und allgemein, jedoch darauf nicht beschränkt, ein Leuchtmittel angibt, dass auf der Basis eines Halbleitermaterials oder eines organischen Materials ausgebildet ist.
Auch der Ausdruck „Gehäuserahmen” umfasst nicht nur Ausführungsformen mit geschlossener, vollumfänglicher Wandung, sondern kann z. B. auch einen Rahmen mit vollumfänglicher Wandung bezeichnen, der in der Wandung Öffnungen aufweist. Vorzugsweise erstrecken sich Leiterelemente des Verbindungselementes durch den Wandabschnitt des Gehäuserahmens hindurch.
Ein solcher Gehäuserahmen kann beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt werden, wobei die Metallteile des Verbindungselements vor dem Spritzgießvorgang in der Gießform angeordnet werden. Andererseits kann der zumindest eine Gehäuseverbinder auch zunächst hergestellt werden, danach kann sie in der Gießform für den Gehäuserahmen umspritzt werden, sodass sie integral mit dem Rahmen ausgebildet und mit diesem unlösbar verbunden ist. Dem Fachmann sind weitere Herstellungsverfahren für einen solchen Gehäuserahmen bekannt.
Die spezifische Gestaltung des zumindest einen Verbindungselementes am Gehäuserahmen kann an die jeweiligen Anwendungserfordernisse angepasst werden. Beispielsweise kann das Verbindungselement in der Art einer integral mit dem Gehäuserahmen ausgebildeten Anschlussklemme, insbesondere einer Anschlussklemmenleiste gestaltet sein mit einer Mehrzahl von gegeneinander isolierten, in Bezug auf den Gehäuserahmen nach außen gerichteten Aderklemmen, insbesondere zur Aufnahme von abisolierten Kabeladern. Bei dieser Ausführungsform kann insofern eine Versorgung des LED-Moduls über einfache Kabel erfolgen, welche in die Anschlussklemmen eingefügt werden, wodurch eine kostengünstige Automatenverkabelung ermöglicht ist. Dabei kann die Klemmung beispielsweise durch eine Verschraubung oder eine elastischen Fixierung der Ader in der Anschlussklemme erfolgen.
Vorzugsweise kann bei der Ausbildung der Verbindungseinrichtung als Anschlussklemme eine Aderklemme jeweils ein als Fortsatz ausgebildetes und in Bezug auf den Gehäuserahmen nach innen, in den vom Gehäuserahmen umschlossenen Raum gerichtetes Leiterelement zur Kontaktierung mit einer Leiterplatte aufweisen. Je nach Ausführung kann eine in den Gehäuserahmen integrierte Anschlussklemme bzw. Klemmenleiste so ausgebildet sein, dass die Klemmung einer Kabelader innerhalb des durch den Gehäuserahmen festgelegten Gehäuseinneren realisiert ist.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn das wenigstens eine, integral mit dem Gehäuserahmen hergestellte Verbindungselement eine Verbindungsbuchse oder einen Verbindungsstecker umfasst. Die im Gehäuserahmen integrierte Verbindungsbuchse bzw. der integrierte Verbindungsstecker kann dann ausgebildet sein zum Zusammenwirken mit einem komplementär ausgestalteten Stecker bzw. Buchse, sodass die erfinderische LED-Moduleinheit auf einfache Weise beispielsweise an eine elektrische Versorgung bzw. an eine übergeordnete Steuerung angeschlossen oder auch an eine weitere derartige LED-Moduleinheit gekoppelt werden kann.
Vorteilhafterweise kann als Material im Bereich des Verbindungselementes wie einer Anschlussklemme, einer Verbindungsbuchse bzw. eines Verbindungssteckers das gleiche Material wie in anderen Bereichen des Gehäuserahmens verwendet werden. In diesem Fall sollte das Material ein Isolator sein, beispielsweise ein herkömmlicher Kunststoff, welcher sich für den genannten Zweck eignet. Die Form des Gehäuserahmens kann beliebig auf die jeweilige Anwendung angepasst sein, beispielsweise vieleckig, insbesondere viereckig, rund oder oval.
Zweckmäßigerweise kann die Verbindungsbuchse als integral zum Gehäuserahmen ausgebildete Einbaubuchse ausgeführt sein. Eine solche LED-Moduleinheit ist damit ausgebildet zum Zusammenwirken mit einem komplementär gestalteten Stecker, beispielsweise zur elektrischen Versorgung der Einheit. In ähnlicher Weise kann der Verbindungsstecker als integral zum Gehäuserahmen ausgebildeter Einbaustecker ausgeführt sein, wobei dann eine komplementär ausgebildete Buchse zum Verbinden der Einheit, beispielsweise mit der Versorgung dient. Diese komplementär ausgebildeten Verbindungselemente können sich an einem Verbindungskabel oder einem anderen Gerät befinden, mit welchem die jeweilige LED-Moduleinheit zu koppeln ist.
Zweckmäßigerweise kann an einer der beiden Frontseiten des Gehäuserahmens zur Ausbildung eines Bodenabschnittes der Moduleinheit ein plattenförmiges Element vorgesehen sein, das mit dem Gehäuserahmen verbunden ist. Mittels einer solchen Gestaltung kann insbesondere ein wannen- oder napfartiges Gehäuse bereitgestellt werden, dass das Leuchtmittel wie eine oder mehrere LEDs oder OLEDs aufnimmt. Das Bodenelement der Moduleinheit kann dabei z. B. an dem Gehäuserahmen angeklebt, angerastet, an dem Gehäuserahmen angespritzt oder mit diesem zusammen einschließlich des zumindest einen Verbindungselementes in einem einzelnen Spritzgießvorgang angefertigt werden. Im letztgenannten Fall kann der Rahmen und das plattenförmige Element aus dem gleichen Material hergestellt sein, es ist jedoch ohne Weiteres möglich unterschiedliche Materialen für beide Abschnitte zu verwenden, welche in einem einzelnen Spritzgießvorgang verarbeitbar sind.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn das plattenförmige Element ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie beispielsweise ein Metall umfasst, sodass im Innern des Gehäuses die durch den Betrieb der zumindest einen LED entstehende Abwärme von dem Leuchtmittel abgeleitet werden kann. Insbesondere kann das plattenförmige Element zur Ankopplung an ein Wärmebad, d. h. einem System konstanter Temperatur ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise kann hierzu das plattenförmige Element Energie an die Umgebung abgeben, sodass die Temperatur des plattenförmigen Elements konstant bleibt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das plattenförmige Element homogen aus einem solchen Material herausgeformt ist, beispielsweise aus einem Kupferblock.
Ragt das plattenförmige Element in Achsrichtung des Gehäuserahmens über diesen nach außen hinaus, kann auf einfache Weise ein Wärmekontakt zum Abführen der Wärme aus dem plattenförmigen Element bereitgestellt werden, beispielsweise dadurch, dass die erfindungsgemäße LED-Moduleinheit auf eine entsprechende Einrichtung abgestellt wird, sodass das plattenförmige Element den notwendigen Kontakt zu dem Wärme aufnehmenden Element, wie beispielsweise einem Peltierelement oder einer Heatpipe hergestellt.
Die Platzierung der wenigstens einen LED innerhalb der LED-Moduleinheit kann auf vielfältige Weise durchgeführt werden. Beispielsweise kann zumindest eine zum Gehäuserahmen radial innen angeordnete Leiterplatte vorgesehen sein, auf welcher die wenigstens eine LED kontaktiert ist. Dabei können die Leiterelemente elektrisch mit der Leiterplatte zur Versorgung der LED verbunden sein.
Besonders vorteilhaft kann sich das plattenförmige Element im Gehäuserahmen in einem Abschnitt radial zum Gehäuserahmen beabstandet podestartig in Achsrichtung des Gehäuserahmens erstrecken um eine Auflagefläche für eine die zumindest eine LED aufweisende Leiterplatte oder für mehrere, die zumindest eine LED kontaktierende Leiterbahnen auszubilden. Zur Bereitstellung einer möglichst symmetrischen Temperaturverteilung innerhalb des Gehäuserahmens bzw. des Gehäuses ist es zweckmäßig, diese Auflagefläche etwa mittig zum Rahmen vorzusehen. Ist das plattenförmige Element bei dieser Ausführungsform gerade aus einem Material hoher Wärmleitung ausgebildet, kann besondere effizient die durch den Betrieb der Leuchtmittel entstehende Wärme abgeführt werden.
Besonders vorteilhaft kann es dabei sein, wenn die Leiterplatte, welche die zumindest eine LED trägt als Keramikplatte aus einem Material hoher Wärmeleitung ausgebildet ist, die insbesondere auf der durch das plattenförmige Element ausgebildeten Auflagefläche mit gutem Wärmekontakt aufliegt.
Zweckmäßigerweise ist die Leiterplatte auf das plattenförmige Element aufgeklebt, insbesondere mit einem wärmeleitfähigen Kleber.
In einer weiteren Ausführungsform kann unter Umständen eine solche Leiterplatte, welche das Leuchtmittel trägt, entfallen und die Leiterbahnen zum Kontaktieren der zumindest einen LED direkt an dem plattenförmigen Element vorgesehen sein, insbesondere durch Aufdampfen oder Aufkleben der Leiterbahnen. Insofern kann es vorteilhaft sein, diese Leiterbahnen direkt auf einen Kühlkörper anzubringen, sodass die Leiterplatte zum Tragen der LED entbehrlich ist. Bei dieser Ausführungsform ist das Leuchtmittel wie die Leiterbahnen direkt am plattenförmigen Element bzw. am Kühlkörper angebracht. Soweit der Kühlkörper auch elektrisch leitet, sind natürlich entsprechende Maßnahmen zur Vermeidung von Kurzschlüssen vorzusehen, beispielsweise dadurch, dass die Leiterbahnen nicht direkt auf dem Element bzw. mit dem Kühlkörper aufliegen, sondern eine weitere isolierende Schicht aus einem Isolatormaterial zwischen der Leiterbahn und dem plattenförmigen Element bzw. dem Kühlkörper vorgesehen ist.
Zweckmäßigerweise kann bei der Ausbildung eines podestartigen Abschnitts des plattenförmigen Elementes zwischen diesem und dem Gehäuserahmen eine zweite Leiterplatte angeordnet sein, die sich etwa parallel zu der die zumindest eine LED aufweisende bzw. tragende Leiterplatte und/oder zur Auflagefläche des plattenförmigen Elements erstreckt. Diese zweite Leiterplatte kann dabei zur Aufnahme von weiteren elektronischen Bauteilen, wie beispielsweise der Steuerungselektronik dienen, darüber hinaus kann mittels dieser Leiterplatte eine Kontaktierung zu den Leiterelementen der Verbindungseinrichtungen im Gehäuserahmen hergestellt werden.
Besonders zweckmäßig kann es dabei sein, wenn die zweite Leiterplatte etwa mittig eine Öffnung zur Aufnahme der podestartigen Erstreckung des plattenförmigen Elements und/oder zur Aufnahme der die zumindest eine LED aufweisende Leiterplatte besitzt. Damit umschließt die zweite Leiterplatte die podestartige Erstreckung bzw. die erste Leiterplatte, sodass die gesamte Innenfläche der Moduleinheit zur Aufnahme von Elektronik ausgebildet sein kann. Insofern kann die zweite Leiterplatte mit Leiterelementen des Verbindungssteckers bzw. Verbindungsbuchse und mit der die zumindest eine LED aufweisende Leiterplatte kontaktiert sein.
Bei solchen Ausführungsformen, bei welchen die LED nicht von einer zugeordneten Leiterplatte getragen wird, kann auch vorgesehen sein, dass die oben beschriebene zweite Leiterplatte mit Leiterbahnen auf dem Kühlkörper verbunden ist, welche die zumindest eine LED kontaktieren.
Zur Fixierung der zweiten Leiterplatte innerhalb des Gehäuserahmens der erfindungsgemäßen LED-Moduleinheit kann vorgesehen sein, dass die zweite Leiterplatte auf einem geschlossenen Umfang, insbesondere ringförmig, oder an umfänglich beabstandeten Auflagepunkten an der podestartigen Erstreckung des plattenförmigen Elementes aufliegt, sodass eine radial innen liegende Befestigung der zweiten Leiterplatte bereitgestellt ist. Radial außen kann die zweite Leiterplatte z. B. an der Innenmantelfläche des Gehäuserahmens befestigt sein, an daran ausgebildeten oder befestigten Flanschen bzw. Stegen oder an Halteelementen aufliegen, die sich an dem plattenförmigen Element benachbart zum Gehäuserahmen abstützen.
Um zu ermöglichen, dass mehrere der erfindungsgemäßen LED-Moduleinheiten auf einfache Weise linear verkettet werden können, kann vorgesehen sein, dass bei einer solchen LED-Moduleinheit an zwei äußeren, sich insbesondere gegenüber liegenden Wandabschnitten des Gehäuserahmens ein Verbindungselement wie eine Verbindungsbuchse, ein Verbindungsstecker oder eine Anschlussklemme integral angeformt ist. Wie schon beschrieben, dienen diese Verbindungselemente zur Weiterleitung der Versorgung bzw. der Steuersignale. Bei dieser Ausführungsform kann es sehr vorteilhaft sein, wenn im Gehäuserahmen sowohl eine Buchse als auch ein Stecker, d. h. komplementäre Verwendungsmittel integriert sind, sodass identisch aufgebaute Module ohne Zwischenverbinder miteinander koppelbar sind.
Um eine sichere Isolierung der Leiterelemente bereitzustellen, kann vorgesehen sein, dass die an dem Gehäuserahmen angeformte Verbindungselemente wie Verbindungsbuchse bzw. Verbindungsstecker eine umfänglich geschlossene, sich etwa senkrecht von der äußeren Mantelfläche des Gehäuserahmens erstreckende Wandung aufweist, welche die nach außen geführten Leiterelemente umschließt, derartig, dass beim Verbinden mit dem komplementären Verbindungsmittel Stecker/Buchse die Leiterelemente von außen nicht zugänglich sind.
Um eine unbeabsichtigte Trennung der komplementären Verbindungsmittel zu verhindern, kann vorgesehen sein, dass die bzw. der an dem Gehäuserahmen angeformte Verbindungsbuchse bzw. Verbindungsstecker ein Rastmittel wie eine Rastnase bzw. eine Rastausnehmung aufweist. Es versteht sich, dass das zugeordnete Rastmittel, d. h. die Rastausnehmung bzw. Rastnase am komplementären Verbindungsmittel angeordnet ist zum Zusammenwirken mit dem Rastmittel, welches das Verbindungselement am Gehäuserahmen aufweist. Zweckmäßigerweise kann das Rastmittel an der umfänglich geschlossenen, sich etwa senkrecht von der Mantelfläche des Gehäuserahmens erstreckenden Wandung vorgesehen sein. Darüber hinaus kann das jeweilige Verbindungsmittel am Gehäuserahmen auch ein Befestigungsmittel aufweisen, beispielsweise ein Gewinde, eine Schraube bzw. eine Überwurfmutter, welches mit dem an dem zugeordneten Verbindungsmittel angeordneten Befestigungsmittel zum Koppeln der beiden Befestigungsmittel zusammenwirkt.
Zweckmäßigerweise weist das Verbindungsmittel, d. h. die Verbindungsbuchse bzw. der Verbindungsstecker am Gehäuserahmen zwei Leiterelemente zur Versorgung der zumindest einen LED und zwei Leiterelemente, welche z. B. als Abschnitt eines Steuerbusses ausgebildet sein können, zur Führung von Steuersignalen auf. Darüber hinaus kann jedoch vorgesehen sein, sowohl die Versorgung als auch die Steuersignale über die gleichen Leiterelemente zu führen.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann der Gehäuserahmen integral mit einem Bodenabschnitt hergestellt sein, insbesondere kann der Gehäuserahmen an das als Kühlkörper ausgebildete plattenförmige Element angespritzt sein.
Neben einem Bodenabschnitt kann die erfindungsgemäße LED-Moduleinheit auch einen Deckel wie eine Oberschale aufweisen, sodass das innen liegende Leuchtmittel von allen Seiten geschützt und eingeschlossen ist. Zweckmäßigerweise ist eine solche Oberschale zumindest abschnittsweise transluzent, wobei die Schale eine umlaufende Anlagefläche aufweisen kann, mit welcher die Oberschale auf einer zugeordneten Anlagefläche des Gehäuserahmens aufliegt. Dabei können Mittel zum Verrasten bzw. zum Verschrauben der Oberschale an dem Gehäuserahmen vorgesehen sein.
Um den Einsatz der erfindungsgemäßen LED-Moduleinheit auch in alltäglichen Umgebungen zu ermöglichen, können die Verbindungsbuchse bzw. Verbindungsstecker, welche am Gehäuserahmen angeformt sind, einen erhöhten Schutz gegen Staub und Feuchtigkeit aufweisen. Hierzu kann vorgesehen sein, dass die Verbindungsbuchse und/oder der Verbindungsstecker, welche am Gehäuserahmen angeformt sind, Dichtflächen bzw. Dichtlippen aufweisen zum Zusammenwirken mit zugeordneten Dichtlippen und Dichtflächen an komplementären Verbindungseinrichtungen, derart, dass bei der Einrichtung der jeweiligen Verbindung nach außen sich erstreckende Abschnitte der Leiterelemente hermetisch eingeschlossen sind.
Die Erfindung wird im Folgenden durch das Beschreiben einiger Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert, wobei
1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen LED-Moduleinheit in einer Aufsicht,
2 die in 1 dargestellte LED-Moduleinheit in einer Schnittdarstellung der Ebene A-A,
3 die LED-Moduleinheit gemäß 1 in einer Seitenansicht in Richtung des Pfeils X,
4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen LED-Moduleinheit in einer Aufsicht,
5 die in 4 dargestellte LED-Moduleinheit in einer Schnittdarstellung der Ebene A-A, und
6 die LED-Moduleinheit gemäß 4 in einer Seitenansicht in Richtung des Pfeils X zeigt.
Die 1 bis 3 zeigen in einer Prinzipskizze eine Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten LED-Moduleinheit. Sie weist einen Rahmen 10 auf, welcher bodenseitig durch eine Gehäusebodeneinheit 30 abgeschlossen ist. Im Innern der Moduleinheit 1 ist eine LED-Platine 40 sowie eine Ansteuerplatine 50 angeordnet.
Der Gehäuserahmen 10 weist eine das Innere der LED-Moduleinheit festlegende Innenmantelfläche 12 sowie eine Außenmantelfläche 11 auf. In der beschriebenen Ausführungsform ist der Gehäuserahmen quadratisch aus einem Kunststoffmaterial gestaltet. Bei zwei sich gegenüber liegenden Wänden des Gehäuserahmens ist jeweils integral mit dem Rahmen ein Einbaustecker 20 angeformt, welcher vier sich senkrecht zu der Gehäuserahmenwandung durch diese erstreckende Leiterelemente 21 aufweist. Der Gehäuserahmen 10 mit den beiden angeformten Einbaustecker 20 ist mittels eines Spritzgießverfahrens hergestellt, wobei das verwendete Kunststoffmaterial die notwendigen Isolatoreigenschaften besitzt.
Der Einbaustecker 20 weist neben den Leiterelementen 21 eine diese vollständig und beabstandet umgebende Steckerwandung 22 auf. Eine mit dem Stecker integral angeformte Rastnase 23 an dieser Steckerwandung arbeitet mit einer zugeordneten Rastausnehmung, die an einer nicht dargestellten, zum Einbaustecker komplementär ausgebildeten Wandungsbuchse zusammen, sodass von den verbundenen Verbindungselementen Zugkräfte aufgenommen werden können.
An einer Frontseite des Gehäuserahmens 10 ist das Gehäusebodenelement 30 angeordnet, welches in der beschriebenen Ausführungsform als Kühlkörper aus Kupfervollmaterial ausgebildet ist. Zum Abschließen des Rahmens an einer seiner beiden Frontseite ist der Kühlkörper 30 plattenförmig gestaltet, wobei dieser mit seiner Seitenfläche 31 vollumfänglich an der Innenmantelfläche 12 des Gehäuserahmens 10 anliegt und verklebt ist. Wie aus 2 hervorgeht, ragt das Gehäusebodenelement 30 etwas über den Gehäuserahmen 10 hinaus, sodass die LED-Moduleinheit 1 mit der Bodenfläche 36 des Kühlkörpers 30 beispielsweise auf eine aktive Kühlvorrichtung wie ein Peltierelement oder eine Heatpipe aufsetzbar ist.
Wie insbesondere aus der Schnittdarstellung der 2 hervorgeht, ist der Kühlkörper 30 pyramidenstumpfartig ausgebildet, wobei dieser eine Auflagefläche 33 bereitstellt, auf welcher die LED-Platine 40 mit gutem Wärmekontakt aufgesetzt ist. Die LED-Platine 40 umfasst in der beschriebenen Ausführungsform eine Keramikleiterplatte 41, mit welcher die sechs elektrisch in Reihe geschalteten LEDs 42 kontaktiert sind.
Etwas unterhalb und radial außen liegend zur Auflagefläche 33 ist in dem Kühlkörper 30 ein Auflageflansch 32 gearbeitet, auf dem die Ansteuerplatine 50 aufliegt, welche den Pyramidenstumpf des Kühlkörpers vollumfänglich umgibt. Radial außen und benachbart zum Gehäuserahmen stützt sich die Ansteuerplatine 50 über Auflageblöcke 35 am Kühlkörper 30 ab. Die Leiterplatten 41, 50 sind parallel zueinander, jedoch axial zum Rahmen 10 versetzt angeordnet.
Die auf der Ansteuerplatine angeordneten elektronischen Bauelemente sind der Einfachheit halber nicht dargestellt. Die Kontaktierung der Ansteuerplatine zu den Leiterelementen 21 des Einbausteckers 20 ist mittels Leiterbrücken 51 realisiert. Um zu vermeiden, dass aufgrund vom Temperaturunterschieden in den verschiedenen Bauteilen der LED-Moduleinheit mechanische Spannungen entstehen, welche die Kontaktierungen im Betrieb beeinflusst, wird in der beschriebenen Ausführungsform die Leiterbrücke 51 durch leitende Federelemente bereitgestellt, welche mit zugeordneten Leiterbahnen auf der Ansteuerplatine 50 und mit dem zugeordneten Leiterelement 21 des Einbausteckers 20 verbunden, insbesondere verlötet sind.
Die Kontaktierung von LED-Platine 40 und Ansteuerplatine 50 ist ähnlich über zugeordnete Federleiterbrücken 43 ausgeführt.
3 zeigt eine Seitenansicht auf das LED-Modul 1 bzw. den Gehäuserahmen 10 bezüglich der Seite des Gehäuserahmens, bei welchem ein Einbaustecker 20 angeformt ist, d. h. in Richtung des Pfeils X, siehe 1. Zur Bereitstellung einer Verpolsicherheit ist die Steckerwandung 22 nicht symmetrisch ausgeführt, sondern weist einen bogenförmigen Abschnitt 24 auf, die Wandung auf der gegenüber liegenden Seite ist eckig ausgebildet.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform sind an der äußeren Mantelfläche der Steckerwandung 20 Dichtlippen angeordnet zum Zusammenwirken mit entsprechenden Dichtflächen an dem komplementären Verbindungselement zur Bereitstellung einer erhöhten Schutzart gegen Staub und Feuchtigkeit.
Wie aus 1 ersichtlich, weist der Gehäuserahmen 10 an der dem Kühlkörper 30 gegenüber liegenden Frontseite Auflageflächen 13 auf, auf welche ein nicht dargestelltes Deckelelement aus einem transluzenten Material aufsetzbar und über die beiden Innengewinde 14 mittels Schrauben mit dem Gehäuserahmen 10 verbindbar ist. Je nach Einsatzort kann zwischen dieser transluzenten Oberschale und dem Gehäuserahmen 10 eine Dichtung vorgesehen sein.
Die 4 bis 6 zeigen in jeweils einer Prinzipskizze eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten LED-Moduleinheit. Diese ist bis auf das integral an einem äußeren Wandabschnitt des Gehäuserahmens angeformte Verbindungselement identisch aufgebaut, insofern sind für die identischen Bauteile identische Bezugszeichen verwendet. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird im Folgenden allein auf das unterschiedliche Verbindungselement eingegangen, welches in dieser Ausführungsform als integral mit dem Gehäuserahmen 10 ausgebildete Anschlussklemme 60 gestaltet ist. Dabei zeigt 4 eine Aufsicht, 5 eine Schnittdarstellung der Ebene A-A und 6 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils X dieser Ausführungsform.
Die integral mit dem Gehäuserahmen 10 ausgebildete Anschlussklemme 60 weist vier gegeneinander isolierte metallische Aderführungen 62 auf, die beispielsweise hohlzylinderartig ausgebildet sein können und in welche jeweils eine abisolierte Kabelader einschiebbar ist. In der beschriebenen Ausführungsform wird eine solche Ader mittels einer in den Figuren nicht dargestellten Schraube verklemmt, die in das Gewinde 63 einschraubbar ist und senkrecht zur Aderführung 62 verläuft.
Wie insbesondere aus 5 hervorgeht, ragt die metallische Aderführung nicht über die Außenmantelfläche 11 des Gehäuserahmens hinaus. Die Klemmung der jeweiligen Kabelader erfolgt radial innen zur Innenmantelfläche des Gehäuserahmens 10.
In der beschriebenen Ausführungsform erstreckt sich ausgehend von der metallischen Aderführung 62 in nicht dargestellter Weise ein Leiterelement 61 als Fortsatz bis auf die Platine 50, mit welcher das Leiterelement beispielsweise durch einen Lötvorgang elektrisch verbunden ist. Auf die beschriebene Weise sind alle vier metallischen Aderführungen 62 an zugeordneten Kontaktpunkten mit der Leiterplatte 50 kontaktiert.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist die Anschlussklemme 60 nicht mit einer Schraubklemmung, sondern mit einem Betätigungsdrücker versehen, über welchen ein elastisch in die Aderführung hineinragender Klemmhebel betätigbar ist. Bei einer Betätigung wird der Aderführungskanal freigegeben, sodass eine abisolierte Kabelader eingeführt werden kann. Danach kann der Betätigungsdrücker freigegeben werden, wodurch eine Verklemmung der Ader in der Aderführung erfolgt. Eine solche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Moduleinheit eignet sich besonders für eine Automatentenverkabelung.
Auch die in den 4 bis 6 dargestellte LED-Moduleinheit weist zwei an sich gegenüber liegenden Seiten des Gehäuserahmens 10 angeordnete Verbindungselemente 60 auf zur Vereinfachung einer Reihenschaltung von derartigen Module.
Bezugszeichenliste

1: LED-Moduleinheit
10: Gehäuserahmen
11: Außenmantelfläche
12: Innenmantelfläche
13: Auflagefläche
14: Gewinde
20: Einbaustecker
21: Leiterelement
22: Steckerwandung
23: Rastnase
24: Bogenabschnitt
30: Gehäusebodeneinheit, Kühlkörper
31: Seitenfläche
32: Auflageflansch
33: Auflagefläche
35: Auflageblock
36: Bodenfläche
40: LED-Platine
41: Leiterplatte
42: LED
43: Leiterbrücke
50: Keramik-Ansteuerplatine
51: Leiterbrücke
60: Anschlussklemmleiste
61: Leiterelement
62: Aderführung
63: Gewinde

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202009000236 U1 [0002]

Claims

LED-Moduleinheit (1) umfassend zumindest eine kontaktierte LED (42), die radial innen zu einem Gehäuserahmen (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem Wandabschnitt des Gehäuserahmens (10) wenigstens ein elektrisches Verbindungselement (20, 60) integral angeformt ist, welches Leiterelemente (21, 61) aufweist, die elektrisch mit der zumindest einen LED (42) verbunden sind.
LED-Moduleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Leiterelemente (21, 61) des Verbindungselementes (20, 60) sich durch den Wandabschnitt des Gehäuserahmens (10) hindurch erstrecken.
LED-Moduleinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement in der Art einer integral mit dem Gehäuserahmen (10) ausgebildeten Anschlussklemme, insbesondere einer Anschlussklemmenleiste (60) gestaltet ist mit einer Mehrzahl von gegeneinander isolierten, in Bezug auf den Gehäuserahmen nach außen gerichteten Aderklemmen zur Aufnahme von abisolierten Kabeladern.
LED-Moduleinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aderklemme jeweils ein als Fortsatz ausgebildetes und in Bezug auf den Gehäuserahmen nach innen gerichtetes, Leiterelement (61) zur Kontaktierung mit einer Leiterplatte (41) aufweist.
LED-Moduleinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine elektrische Verbindungselement als Verbindungsbuchse oder Verbindungsstecker (20) ausgebildet ist.
LED-Moduleinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbuchse als integral zum Gehäuserahmen ausgebildete Einbaubuchse ausgeführt ist.
LED-Moduleinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsstecker (20) als integral zum Gehäuserahmen ausgebildeter Einbaustecker ausgeführt ist.
LED-Moduleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet, durch ein plattenförmiges Element (30), das sich an einer Frontseite des Gehäuserahmens (10) zur Ausbildung eines Bodenabschnittes der Moduleinheit erstreckt und mit dem Gehäuserahmen verbunden ist.
LED-Moduleinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Element (30) sich in Achsenrichtung des Gehäuserahmens (10) über diesen hinaus erstreckt.
LED-Moduleinheit nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Element (30) ein Material hoher Wärmeleitung wie ein Metall umfasst, insbesondere aus einem Block eines solchen Material herausgeformt ist.
LED-Moduleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zum Gehäuserahmen (10) radial innen angeordnete Leiterplatte (41) vorgesehen ist, auf welcher die wenigstens eine LED (42) kontaktiert ist.
LED-Moduleinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich das plattenförmige Element (30) innerhalb des Gehäuserahmens (10) in einem Abschnitt radial zum Gehäuserahmen beabstandet zur Ausbildung einer Auflagefläche (33) für eine die zumindest eine LED (42) aufweisende Leiterplatte (41) oder für mehrere, die zumindest eine LED kontaktierenden Leiterbahnen podestartig in Achsrichtung des Gehäuserahmens erstreckt.
LED-Moduleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine die zumindest eine LED aufweisende Leiterplatte (41) als Keramikplatine ausgebildet ist.
LED-Moduleinheit nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (41) auf das plattenförmige Element (30) aufgeklebt ist.
LED-Moduleinheit nach Anspruch 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Leiterbahnen zum Kontaktieren der zumindest einen LED an dem plattenförmigen Element (30) vorgesehen sind.
LED-Moduleinheit nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem podestartigen Abschnitt des plattenförmigen Elementes (30) und dem Gehäuserahmen (10) eine zweite Leiterplatte (50) angeordnet ist, die sich etwa parallel zu der die zumindest eine LED aufweisende Leiterplatte (41) und/oder zur Auflagefläche (33) des plattenförmigen Elementes erstreckt.
LED-Moduleinheit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leiterplatte (50) eine Öffnung zur Aufnahme der podestartigen Erstreckung des plattenförmigen Elements (50) und/oder zur Aufnahme der die zumindest eine LED aufweisenden Leiterplatte.
LED-Moduleinheit nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leiterplatte (50) mit Leiterelementen (51, 61) des Verbindungselementes kontaktiert und die zweite Leiterplatte mit der die zumindest eine LED aufweisenden Leiterplatte (41) kontaktiert ist.
LED-Moduleinheit nach einem der Ansprüche 16, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leiterplatte (50) umfänglich oder an umfänglich beabstandeten Auflagepunkten an der podestartigen Ersteckung des plattenförmigen Elements (30) aufliegt und an der Innenmantelfläche (12) des Gehäuserahmens (10) befestigt ist.
LED-Moduleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuserahmen (10) mittels eines Spritzgussverfahren hergestellt ist.
LED-Moduleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass an zwei, sich insbesondere gegenüberliegenden Wandabschnitten des Gehäuserahmens (10) jeweils eine Verbindungselement (20, 60) integral angeformt ist.
LED-Moduleinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die bzw. der an den Gehäuserahmen (10) angeformte Verbindungsbuchse bzw. Verbindungsstecker (20) eine umfänglich geschlossene, sich etwa senkrecht von der äußeren Mantelfläche (11) des Gehäuserahmens ersteckende Wandung (22) aufweist zur Umschließung von nach außen geführten Leiterelemente (21).
LED-Moduleinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die bzw. der an den Gehäuserahmen (10) angeformte Verbindungsbuchse bzw. Verbindungsstecker ein Rastmittel wie eine Rastnase (23) oder eine Rastausnehmung aufweist.
LED-Moduleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der Leiterelemente (21, 61) zur Versorgung der zumindest einen LED und zwei Leiterelemente zur Führung von Steuersignalen vorgesehen sind.
LED-Moduleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuserahmen (10) integral mit einem Bodenabschnitt hergestellt ist.
LED-Moduleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 25, gekennzeichnet durch eine zumindest abschnittsweise transluzenten Oberschale, welche eine umlaufende Anlagefläche aufweist, mit welcher die Oberschale auf einer zugeordneten Anlagefläche des Gehäuserahmens aufliegt.
LED-Moduleinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbuchse und/oder der Verbindungsstecker (20) Dichtflächen bzw. Dichtlippen aufweist zum Zusammenwirken mit zugeordneten Dichtlippen und Dichtflächen an komplementären Verbindungseinrichtungen, derart, dass bei der Einrichtung der jeweiligen Verbindung nach außen sich erstreckende Abschnitte der Leiterelemente hermetisch eingeschlossen sind.