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Die vorliegende Erfindung betrifft ein abgedichtetes Gehäuse für elektronische Komponenten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Gehäuse für ein LED-Modul.
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Ausgangspunkt für die vorliegende Erfindung sind bekannte LED-Leuchtmittel, insbesondere Ketten bestehend aus LED-Modulen, welche ohne zusätzliche Komponenten bzw. Schutzmaßnahmen für den Außenbereich eingesetzt werden können. Bei solchen LED-Modulen sind die LEDs auf einer Platine angeordnet und von einem speziell gespritzten Kunststoffgehäuse umgeben, wodurch eine sog. höhere Schutzart – insbesondere der Schutzklasse IP68 – erreicht wird. Die Kontaktierung der LED-Platine erfolgt mittels integrierter Leitungen mit einer definierten Leitungslänge. Die Lichtabgabe erfolgt über ein an der Oberseite des Gehäuses angeordnetes optisches Element, welches linsenartig ausgestaltet ist.
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Der Vorteil derartiger Module besteht darin, dass der erforderliche Berührungsschutz gegeben ist und auch die angestrebte Schutzklasse erzielt wird, die insbesondere einen Außeneinsatz der Module ermöglicht. Aufgrund der Flexibilität der Kabel wird ferner bis zu einem gewissen Grad auch eine einfache Anordnung der Lichtquellen in bestimmten Situationen ermöglicht.
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Ein Nachteil der bekannten LED-Kette besteht allerdings darin, dass diese vormontiert ausgeliefert werden muss, was bedeutet, dass die die Module verbindenden Kabel eine fixe Länge aufweisen und nicht ausgetauscht werden können. Dies ist beispielsweise unerwünscht bei sehr kleinen Abständen zwischen den LED-Modulen, da dies zu unerwünschten Schattenbildungen in der Lichtabgabe führt. Auf der anderen Seite ist ohne Vormontage bei bisherigen Kabelanschlüssen keine höhere Schutzart – insbesondere Wasserdichtigkeit – aufgrund der Kabeleingangsöffnungen mehr gegeben, selbst bei nachträglichem Einführen eines Kabels durch den Endverbraucher.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, hier eine größere Flexibilität in der Kontaktierung sowie in den Leitungslängen zu schaffen, gleichzeitig allerdings die Kontaktierung der Module mit den Kabeln derart zu gestalten, dass die angestrebte höhere Schutzart erreicht wird.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit dem in dem unabhängigen Anspruch 1 angegebenen Gegenstand gelöst. Besondere Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß der Erfindung ist ein spezielles Gehäuse zur Bildung des LED-Moduls vorgesehen, welches der Aufnahme elektronischer Komponenten dient, z.B. der Aufnahme von ein oder mehreren LEDs, die vorzugsweise auf einer Platine angeordnet sind. Das erfindungsgemäße Gehäuse weist mindestens eine Zuführungsöffnung für ein elektrisches Kabel auf – vorzugsweise vier Zuführungsöffnungen – sowie mindestens ein elektrisches Kontaktierungselement in dem Gehäuse. Zweckmäßigerweise und vorzugsweise sind genauso viele Kontaktierungselemente wie Zuführungsöffnungen vorgesehen, denen die Kontaktierungselemente zugeordnet sind. Zwischen der Zuführungsöffnung und dem Kontaktierungselement befindet sich eine Kammer, die mit einem bestimmten Material gefüllt ist, welches nach Einführen eines Kabels in das Gehäuse die Zuführungsöffnung abdichtet.
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Die Kammer ist also im Gehäuse derart positioniert, dass beim Einführen des Kabels durch die Zuführungsöffnung hin zum zugeordneten Kontaktierungselement das Kabel bzw. Kabelende zwangsläufig und zweckmäßigerweise durch die Kammer geführt werden muss. Das Kabel selber ist vorzugsweise eindrähtig ausgestaltet.
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Als Material innerhalb der Kammer wird eine Flüssigkeit gewählt, die vorzugsweise klebende Eigenschaften aufweist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Flüssigkeit nach dem Einführen des Kabels daran haften bleibt und somit die Zuführungsöffnung und/oder den Zugang zur feuchtigkeitsempfindlichen Elektronik hin ausreichend abdichtet.
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Das Material bzw. die Flüssigkeit in der Kammer ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass es bzw. sie bei Luftkontakt aushärtet. Auf diese Weise wird eine absolut dichte Ummantelung des Kabels gewährleistet und eine gegebenenfalls bereits vorhandene mechanische Fixierung des Kabels zusätzlich verbessert. Hinsichtlich des zum Einsatz kommen Materials innerhalb der Kammer bestehen sonst keine weiteren Einschränkungen.
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Die Kammer ist an ihren Endbereichen vorzugsweise jeweils durch flexibles Gewebe bzw. eine oder mehrere flexible Membranen verschlossen. Somit wird verhindert, dass vor der Einführung eines Kabels die Flüssigkeit aus der Kammer herausläuft und/oder die Flüssigkeit durch vorzeitig eindringende Luft aushärtet.
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Damit eine Kontaktierung des Kabels erleichtert wird, ist dieses an dessen Ende abisoliert. Das Gewebe ist derart ausgestaltet, dass es von dem blanken abisolierten Kabelende durchstochen werden kann. Somit ist vorteilhafterweise ein manuell wählbarer Zeitpunkt gegeben, an dem die Flüssigkeit aushärten soll. Weiterhin wirkt sich das Gewebe vorteilhaft auf die mechanische Fixierung des Kabels aus.
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Das Gehäuse ist vorzugsweise ferner derart gestaltet, dass es eine vorsprungartige Herausragung aufweist, durch die sich die Zuführungsöffnung(en) erstreckt bzw. erstrecken. Auf diese Weise wird eine länglichere Ausgestaltung der Kammer und/oder der Zuführungsöffnung ermöglicht. Die Form der Zuführungsöffnung ist dabei derart ausgestaltet, dass das Kabel bzw. Kabelende beim Einführen auf das Kontaktierungselement ausgerichtet wird. Vorzugsweise erstreckt sich die Zuführungsöffnung in Form eines Zylinders. Insbesondere vorteilhaft und stabilisierend wirkt sich eine längliche Zylinderform auf die Ausrichtung des Kabels aus.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird das Gehäuse derart ausgestaltet, dass jeweils zwei benachbarte, vorzugsweise relativ naheliegende Zuführungsöffnungen in eine gemeinsame Kammer führen. Somit muss nicht für jede Zuführungsöffnung eine separate Kammer vorgesehen werden.
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Weiterhin weist das Gehäuse jeweils zwei Zuführungsöffnungen an der Vorder- und Rückseite auf. Dies hat den Vorteil, dass z.B. mehrere erfindungsgemäße LED-Module einfach und flexibel zu einer Kette zusammenschließbar sind.
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Gemäß einem letzten Aspekt der Erfindung wird mindestens ein Kontaktierungselement – vorzugsweise alle – als Schneidkontakt(e) ausgestaltet. Nach Einführung des Kabels schabt der Schneidkontakt eventuelle Klebreste von der Oberfläche des blanken Drahtendes ab und ermöglicht somit eine sichere Kontaktierung sowie zuverlässige mechanische Fixierung des Kabels.
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Anzumerken ist, dass das erfindungsgemäße Gehäuse insbesondere zur Bildung eines LED-Moduls vorgesehen ist, allerdings selbstverständlich auch der Aufnahme anderer elektronischer Komponenten dienen könnte. Sofern diese Komponenten zuverlässig von äußeren Einflüssen geschützt werden sollen, allerdings das Gehäuse erst durch den Endverbraucher kontaktiert werden soll, kommen auch hier die oben beschriebenen Vorteile zum Tragen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Skizze einer Lichtabgabeanordnung mit einem erfindungsgemäßen LED-Modul und Stromleitungsmittel;
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2 eine Querschnittskizze der Lichtabgabeanordnung gemäß 1.
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In 1 ist eine perspektivische Skizze einer Lichtabgabeanordnung 1 gezeigt, bestehend aus einem erfindungsgemäßen LED-Modul 2 mit Stromleitungsmittel 5, wobei die Stromleitungsmittel 5 durch zwei Kabel 5 dargestellt werden, die jeweils aus einem Draht 8 und einer isolierenden Ummantelung 7 bestehen. Das LED-Modul 2 besteht hauptsächlich aus einem Gehäuse 3 und darin befindlichen LED-Lichtquellen, vorzugsweise auf einer Platine angeordnet, die aus Gründen der Übersichtlichkeit und geringen Relevanz für den Hauptgedanken der Erfindung nicht weiter dargestellt sind. Das Gehäuse 3 weist an der Vorderseite eine vorsprungartige Herausragung 9 auf, durch die sich die Zuführungsöffnungen 4 für die Kabel 5 erstrecken. Eine im Wesentlichen identische Herausragung mit entsprechenden Zuführungsöffnungen ist ebenfalls an der Rückseite des Gehäuses 3 vorzufinden. Auf diese Weise wird eine serielle Verbindung des LED-Moduls 2 mit mehreren seiner Art zu einer Lichterkette bzw. LED-Kette ermöglicht sowie mit sonstigen Geräten. Auf der Oberseite des Gehäuses 3 ist ein linsenartig ausgestaltetes optisches Element 6 angeordnet, durch welches die Lichtabgabe aus dem Gehäuse 3 heraus ermöglicht wird.
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In 2 ist eine Querschnittskizze der Lichtabgabeanordnung 1 gemäß 1 ohne die Rückseite des Gehäuses 3 gezeigt. Zusätzlich ist noch dargestellt, wie das Kabel 5 bereits durch die Zuführungsöffnung 4 eingeführt wurde. Desweiteren ist hier der Kerngegenstand der Erfindung, die erfindungsgemäße Kammer 12, dargestellt, die sich hinter der Zuführungsöffnung 4 und vor dem Schneidkontakt 13 befindet. Die Kammer 12 ist im Gehäuse 3 zweckmäßigerweise derart positioniert, dass das Kabel 5 beim Einführen hin zum Schneidkontakt 13 zwangsläufig durch die Kammer 12 geführt werden muss. Diejenigen Flächen, die die Begrenzung bzw. Endbereiche der Kammer 12 darstellen und die bei diesem Vorgang von dem Kabel 5 penetriert werden, werden im Folgenden Durchstoßflächen 10 genannt. Die restlichen begrenzenden Flächen sind lediglich feste Kammerwände.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung und diesem Ausführungsbeispiel führen jeweils zwei benachbarte Zuführungsöffnungen 4 in eine gemeinsame Kammer 12. Das bedeutet, dass die Kammer 12 hier insgesamt vier Durchstoßflächen 10 für zwei Kabel 5 aufweist. Die Durchstoßflächen 10 sind vorzugsweise im Wesentlichen Ebenen, die vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zur Einführungsrichtung des Kabels 5 stehen. Dadurch, dass jeweils zwei benachbarte Zuführungsöffnungen 4 in eine gemeinsame Kammer 12 führen, muss nicht für jede Zuführungsöffnung 4 eine eigene Kammer 12 vorgesehen werden, was zu Kosteneinsparungen bei der Herstellung des LED-Moduls 1 führt.
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Weiterhin ist jeder Zuführungsöffnung 4 ein Schneidkontakt 13 zugeordnet, der jeweils für die Kontaktierung eines blanken Drahtes 8 ausgelegt ist.
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Die Kammer 12 ist gefüllt mit einem dichtenden Material 15, das insbesondere nach Einführen des Kabels 5 verdrängt wird und das Kabel 5 dann umschließt, wodurch als Endergebnis die Zuführungsöffnung 4 und damit die (wasser)empfindlichste Stelle des Gehäuses 3 abgedichtet wird.
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Das Material 15 innerhalb der Kammer ist klebend und vorzugsweise flüssig, insbesondere zähflüssig. Aufgrund dieser Eigenschaften können Luftschichten zwischen dem Material 15 und der Ummantelung 7 bzw. dem Draht 8 des Kabels 5 verhindert werden, die durch Einführen des Kabels 5 entstehen können.
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Die Flüssigkeit 15 ist ferner derart ausgestaltet, dass sie bei Luftkontakt aushärtet. Ein Beispiel für eine solche Flüssigkeit wäre ein Zweikomponentenkleber oder ein entsprechendes Harz. Eine Aushärtung der Flüssigkeit 15 wirkt sich positiv aus auf die Abdichtung des Gehäuses 3 nach dem Einführen sowie auf eine verbesserte mechanische Fixierung des Kabels 5 in dem Gehäuse 3.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Kammer 12 durch flexibles Gewebe 14 verschlossen. Dies zeigt sich in diesem Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Durchstoßflächen 10 durch das Gewebe 14 verschlossen sind. Ferner erstreckt sich das Gewebe 14 zusätzlich entlang denjenigen Kammerwänden, die jeweils in einer gemeinsamen Ebene mit den Durchstoßflächen 10 liegen. Das Gewebe 14 stellt eine physische Abgrenzung zwischen der Zuführungsöffnung 4 und der Kammer 12 dar. Somit wird verhindert, dass Luft in die Kammer 12 eindringen kann, was zu einer ungewollten frühzeitigen Aushärtung der Flüssigkeit 15 führen würde, und dass die Flüssigkeit 15 unbeabsichtigt aus der Kammer 12 herausläuft. Ferner wirkt sich die Anwesenheit des Gewebes 14 positiv auf die mechanische Fixierung des Kabels 5 in dem Gehäuse 3 aus.
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Das Gewebe 14 ist derart ausgestaltet, dass es von dem blanken abisolierten Ende bzw. dem Draht 8 des Kabels 5 durchstochen werden kann. Das vollständige Einführen des Kabels 5 hin zum Schneidkontakt 13 führt dazu, dass auch das Gewebe 14 von dem Draht 8 durchstochen wird. Somit ist ein manuell wählbarer Zeitpunkt gewährleistet, an dem die Flüssigkeit 15 der Luft ausgesetzt werden und aushärten soll.
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Wenn der Draht 8 den Schneidkontakt 13 erreicht hat, weist er eventuell verbleibende Klebereste bzw. Reste des Abdichtungsmaterials auf seiner Oberfläche auf. Der Schneidkontakt 13 dient hierbei auch dazu, diese Klebereste abzuschaben um eine sichere elektrische Kontaktierung zu gewährleisten, selbst dann wenn die klebende Flüssigkeit 15 eine elektrische Isolation des Drahtes 8 bewirken würde.
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Der Schneidkontakt 13 hat darüber hinaus allerdings auch noch den zusätzlichen Effekt, dass er die Fixierung des Kabels 5 in dem Gehäuse 3 verstärkt, so dass ein unbeabsichtigtes Lösen des Kabels 5 aus dem Gehäuse 3 unwahrscheinlicher wird.
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Die vorsprungartige Herausragung 9 aus dem Gehäuse 3 ermöglicht eine längere Ausgestaltung der Kammer 12 und/oder der Zuführungsöffnung 4. Die Form der Zuführungsöffnung 4 ist dabei derart gestaltet, dass beim Einführen des Kabels 5 der Draht 8 genau auf den Schneidkontakt 13 ausgerichtet wird. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine längliche Zylinderform gewählt, die genau auf die Form bzw. den Querschnitt des Kabels 5 abgestimmt ist. Auf diese Weise wird die Ausrichtung des Kabels 5 optimiert. Je länger die zylindrische Zuführungsöffnung 4 ausgestaltet ist, desto besser wirkt sich dies auf den Ausrichtungsmechanismus aus.
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Die für 2 soweit beschriebenen Eigenschaften für die Vorderseite des Gehäuses 3 treffen in entsprechender Weise und im Wesentlichen auch auf die Rückseite des Gehäuses 3 zu.
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Zusammenfassend besteht durch den Einsatz eines erfindungsgemäßen LED-Moduls die Möglichkeit, eine erhöhte Flexibilität in der Kontaktierung, insbesondere im Hinblick auf die Kabellängen, bei gleichzeitiger Beibehaltung einer erhöhten Schutzart des LED-Moduls zu gewährleisten. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht dabei insbesondere darin, dass eine Verkabelung der LED-Module nunmehr auch durch den Endverbraucher erfolgen kann, so dass durch diesen die Länge der Verbindungskabel frei gewählt werden kann und trotz allem die angestrebte Abdichtung der Module gewährleistet ist.
