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TECHNISCHER BEREICH
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Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein gedrucktes, elektrotechnisches Produkt. Konkret handelt es sich um eine bei Raumtemperatur ohne thermischen Sinter-Prozess gedruckte Elektrode mit arrangierbaren LED-Komponenten gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Schutzansprüche.
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Der allgemeine, technische Bereich kann mit „gedruckten, elektrotechnischen Vorrichtungen” umrissen werden. Die Anmelderin ist seit längerem in diesem Bereich tätig und hat grundlegende Konzepte, Maßnahmen, Produkte und Merkmale in den Anmeldungen
WO 2014 019 560 A1 ,
WO 2016 134 706 A1 ,
WO 2016 134 705 A1 ,
WO 2014 134 704 A1 und
WO 2016 134 703 A1 beschrieben, die hiermit zusammen mit den darin recherchierten und zitierten Dokumenten als technischer Hintergrund und Basis möglicher, vorteilhafter Fortbildungen des vorliegend Beanspruchten benannt sind. 'Gedruckt' bezeichnet dabei eine durch übliche Maßnahmen der Druckverfahren wie Siebdruck, Laserdruck, Offset-Druck oder Airbrush-Verfahren auf einen Träger aufgebrachte, flächig erstreckte Schichten. Hierbei wird in der aufzubringenden Paste vorbereitend ein Metall zumindest angelöst und ein Teil der dabei entstehenden Reaktionsprodukte in einem Kohlenstoff-basierten Zusatz metastabil gespeichert. Darauf führen die Erfinder zurück, dass die so eingestellte Druckpaste in kurzer Zeit ohne zusätzliche Wärme auf einer Flexodruck-Druckmaschine eine Leitschicht bereitstellen kann, die aufwändig elektroplattierten, photolithographisch erzeugten oder bei höherer Temperatur von 80°C und mehr mit mindestens zehnfachem Zeitaufwand chemisch erzeugten Leitschichten mindestens ebenbürtig ist.
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BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
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Im technisch relevanten Bereich der arrangierbaren Leuchtmittel offenbart die DE 000 P 000 5959 DAZ mit dem Aktenzeichen p 5959 VIII c/21 f D im Jahre 1950 eine Glühlampe, deren Halterung über einen flächig erstreckten Magneten gemäß
3 auf einer magnetischen oder magnetisierbaren Fläche angeordnet werden kann. Gleichsinnig schlägt die
FR 2612002 A1 eine Steckverbindung für ein Leuchtmittel in Form einer Glühlampe vor, die es erlaubt, Glühlampen ohne zusätzliche Handgriffe nach Belieben untereinander zu tauschen oder auszutauschen.
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Im technisch relevanten Bereich der flächig erstreckten Elektroden mit arrangierbaren Leuchtmitteln schlägt die
DE 38 11 740 A1 ein Niedervoltsystem vor, bei dem in Rastern übereinander oder parallel zwei Leitschichten an einer Decke angeordnet und magnetisch mit Halogen-Leuchtmitteln gekoppelt werden sollen. Die Koppelung erfolgt über elektrisch leitende Magnete oder magnetisierbare Komponenten, welche gleichzeitig den elektrischen Kontakt an ein Niedervolt-Stromnetz ermöglichen. Konkret ist hier eine Kombination aus Kupferfolie einerseits und Permanentmagneten andererseits vorgesehen, um kraftschlüssige Fixierung und elektrische Verbindung gleichzeitig zu gewährleisten. Ähnlich sieht die
DE 198 20 104 A1 die Verwendung von Magneten und Flachleitern vor, um Niedervolt-Halogenstrahler frei auf/in Leiterbahnen verschieblich zu halten. Ergänzend kann noch die
GB 2 369 256 A genannt werden, welche die Verwendung eines Schließmagneten als Schalter vorschlägt, wodurch auch eine Schaltfunktion mit einer magnetischen Kraft zugänglich sein kann. Alternativ sieht die
NL 102 930 8 C Klammer- und Umgriff-Kontakte vor, welche kraftschlüssig einen Träger umgreifen oder hintergreifen und dabei an den einander gegenüberliegenden Greif-Flächen gleichzeitig Strom/Spannung abzugreifen vermögen.
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Im relevanten Bereich entsprechender LED-Leuchtmittel sieht die
WO 2006/044 027 A2 vor, eine PCB-LED-Träger mit magnetischem Kern auszurüsten und darüber mit einem magnetischen oder magnetisierbaren Kühlkörper zu koppeln. 'PCB' ist eine handelsübliche Abkürzung für gedruckte Leiter-Platten. Solche Platten bestehen etablierter Weise aus einem ausgehärteten Harz mit einer verstärkenden Faser, sind von charakteristisch grüner Farbe, und dienen hier als Träger für eine Mehrzahl an oberseitig in Gruppe geregelten LED's. Über die kraftschlüssige, flächige, magnetische Kopplung mit einem unterseitigen Metallkörper kann dieser hier unterseitig zur Leiterplatte anschließend auch als Kühlkörper dienen, wenn leistungsstarke RGBW-LED-Verbunde zum Einsatz kommen sollen.
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Die
EP 1 733 652 A2 schlägt in Kombination LED-Leuchtkörper vor, welche mit stromführenden Steck-Schienen, Flächen-Schienen oder auch Steck-Buchsen über Magnete stromführend und kraftschlüssig an ein Netz anschließbar und auf den Schienen/Bahnen arrangierbar sind. Auch Umgriffe, Eingriffe und Hintergriffe werden für eine Koppelung der Leuchtkörper mit einem stromführenden Trägersystem in verschiedenen Kombinationen vorgeschlagen. Gleichsinnig sieht die
WO 2008/099 306 A1 vor, flächenfüllende Stromnetz-Leiterplatten über eingearbeitete Magnete in ein-eindeutiger Orientierung miteinander und mit elektrischen Verbrauchern wie zum Beispiel LED's verbindbar auszugestalten. Durch die asymmetrisch verbauten Magnete sind hier falsche Koppelungen oder verpolte Baugruppen nicht mehr möglich. Gleichsinnig sieht die
WO 2009/043 561 A2 für magnetisch arrangierbare Leuchtmittel flächenfüllende Trägerplatten vor, die ein Stromnetz bereitstellen. Die Grundplatten können starr oder flexibel ausgebildet sein.
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Gattungsgemäße Elektroden sind auf einen flexiblen Träger gedruckt – also flächig auf einem papierartigen Träger in dünner Schicht aufgebracht und getrocknet – und mit arrangierbaren LED-Komponenten versehen. Der Begriff 'arrangierbar' beschreibt Komponenten, welche nutzerseitig wiederholt verschoben und neu angeordnet werden können. Der Stand der Technik kennt hierfür sowohl kraftschlüssige Klemmfixierungen, rastende Hintergriffe als auch magnetische Koppelungen als auch Kombinationen der vorbeschriebenen Maßnahmen.
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Obwohl es an technisch und konstruktiv attraktiven Konzepten im Stand der Technik nicht mangelt, konnte sich bisher keines der Modelle wirklich im Markt durchsetzen. Die Erfinder gehen davon aus, dass die aktuellen Marktpreise für gedruckte Leiterplatten eine wirtschaftliche Nutzung wirksam verhindern: Die Module sind je Flächeneinheit schlicht zu teuer. Schon für eine Leuchtfläche von 10 cm × 20 cm mit etwa 20 bis 30 LED's zahlt man als Endverbraucher 40 bis 100 Euro, vor allem wenn ein passendes Vorschaltgerät mit erworben werden muss. Das entspricht einem Mindestpreis von rund 20 Cent pro Quadratzentimeter. Weiterhin problematisch ist, dass die am einfachsten zu realisierenden Schienen-Systeme ein Verdrehen und neu Anordnen von gefassten Leuchtmitteln nicht erlauben, denn die Schienen geben klar eine Ausrichtung und Kontaktierung vor.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine gedruckte Elektrode mit arrangierbaren LED-Komponenten bereitzustellen, welche trotz günstiger Herstellung eine flexible und nutzerseitig über die gesamte Fläche der Elektrode wählbare Arrangierbarkeit der LED-Komponenten bietet.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Merkmale der unabhängigen Schutzansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß baut die hier beanspruchte Vorrichtung auf einer gedruckten Elektrode auf. Auf der Elektrode sind LED-Komponenten arrangierbar. Die mit einem Raumtemperaturverfahren auf einen Träger oberseitig aufgedruckte Elektrode ergänzt die LED-Komponenten und vervollständigt den für die LED's notwendigen Stromkreis. Der Träger ist dabei auf einer Basis fixierbar, wobei die Basis einen Kraftschluss mit den LED-Komponenten ermöglicht, wodurch die LED-Komponenten arrangierbar und gleichzeitig mit der Elektrode verbindbar sind. Jede LED-Komponente weist mindestens eine auf einer flächig erstreckten Platte oberseitig sichtbar angeordnete LED auf. Die Platte weist ihrerseits rückseitig Verbindungsmittel auf, welche bei flächig auf die Elektrode aufgelegter Ausrichtung im Kraftschluss zur Basis sowohl eine Fixierkraft als auch eine elektrische Verbindung zur Elektrode bereitstellend ausgebildet sind. Bevorzugt erfolgt diese Koppelung über Magneten und deren Kombination mit magnetischen und/oder elektrisch leitenden Werkstoffen. Der Träger besteht hierbei aus einer papierartig flexiblen, aufrollbaren, flächig erstreckten Materialbahn. Die Elektrode weist eine Schichtdicke im Bereich von 0,01 bis 0,5 mm auf, ändert somit die Materialbahn nicht in ihrer Wesentlichen Raumform. Die Elektrode ist gleichfalls papierartig flexibel und erlaubt das Aufrollen und Verstauen zumindest für den Versand. Die Elektrode ist mehrschichtig aufgebaut, umfassend mindestens eine metallhaltige, Kohlenstoff und Wasserglas umfassende Haftvermittlerschicht und eine oberseitig überstehende, bevorzugt lötbare, Leitschicht. Die Elektrode weist eine Leitfähigkeit im Bereich von 0,01 bis 10 Ohm pro Zentimeter auf. Die Platte besteht aus einem Leicht-Werkstoff mit einer Dichte von 40 kg bis maximal 800 kg pro Kubikmeter. Wesentlich ist hierbei die papierartige Natur der gedruckten Leitschicht, bevorzugt wie sie von der Anmelderin als Flexodruck-Produkt entwickelt wurde, in Kombination mit LED-Komponenten in Leichtbauweise.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG UND VORTEILHAFTER MERKMALE
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Kern der beanspruchten Vorrichtung ist die papierartige Natur der gedruckten Leitschicht, bevorzugt wie sie von der Anmelderin als Flexodruck-Produkt entwickelt wurde, in Kombination mit LED-Komponenten in Leichtbauweise bei ausreichend hoher Leitfähigkeit der Leitschicht. Die Leichtbauweise der LED-Komponenten macht eine Fixierung/Kontaktierung mit geringer Haftkraft möglich, selbst wenn die Basis und die Elektrode vertikal oder an einer Decke angeordnet werden. Die gedruckte Elektrode ermöglicht eine günstige Bereitstellung eines Strom-Rasters, auf dem die LED-Komponenten arrangierbar sind. Mithin kann ein einfacher, magnetischer Werkstoff wie zum Beispiel eine Plastoferritfolie als Basis dienen, auf welcher eine gedruckte Elektrode per selbstklebendem Etikettenpapier aufklebbar ist. Vorteilhaft ermöglicht dies eine Anbringung an gewölbten oder dreidimensional konurierten Oberflächen. Die LED-Komponenten können nun mit günstigen Ferritmagneten ausgerüstet werden. Auf Grund der Leichtbauweise der LED-Komponenten reicht die Haftkraft zwischen Plastoferritfolie und Ferritmagneten aus, um die Position festzulegen. Die Leitfähigkeit der gedruckten Elektrode ermöglicht elektrischen Kontakt durch bloßes Aufsetzen. Selbst wenn nur punktuell ein Kontakt vorlag, konnte mit Ferritmagneten stets eine Einbindung von LED's in einen Stromkreis erreicht werden, in dem man die LED-Komponenten auf die gedruckte, bestromte Elektrode händisch aufgesetzt hat. Im einfachsten Fall erfolgte die Bestromung über eine handelsübliche Batterie mit passender Spannung, welche auf die beiden Teilraster eines mindestens zweiteiligen, gedruckten Elektrodenrasters aufgelegt wurde.
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Erfindungsgemäß ist bei der gedruckten Elektrode mit arrangierbaren LED-Komponenten die Elektrode mit einem Raumtemperaturverfahren auf einen Träger oberseitig aufgedruckt. Der Träger ist auf einer, bevorzugt magnetischen oder magnetisierbaren, Basis fixierbar ausgebildet. Jede LED-Komponente weist mindestens eine auf einer flächig erstreckten Platte oberseitig sichtbar angeordnete LED auf. Die Platte weist rückseitig Verbindungsmittel, bevorzugt elektrische und/oder magnetische Verbindungsmittel, auf. 'Rückseite' bezeichnet im Sinne der vorliegenden Beschreibung die in aufgelegter Position vom Betrachter abgewandte Seite mit den elektrischen/mechanischen Verbindungsmitteln. Bei flächig auf die Elektrode aufgelegter Ausrichtung wird sowohl eine Fixierkraft als auch eine elektrische Verbindung zur Elektrode bereitgestellt, bevorzugt über Magnete. Der Träger besteht im Wesentlichen aus einer papierartig flexiblen, aufrollbaren, flächig erstreckten Materialbahn, bevorzugt aus Etikettenmaterial mit selbstklebender Rückseite. Eine selbstklebende Rückseite ermöglicht eine einfache, werkzeugfreie, nutzerseitige Anbringung. Die Elektrode weist eine Schichtdicke im Bereich von 0,01 bis 0,5 mm auf und beeinträchtigt der Raumform der Materialbahn nur unwesentlich. Die Materialbahn kann aufgerollt, gelagert und auch so versendet werden. Die Elektrode ist papierartig flexibel und mehrschichtig aufgebaut. Die Elektrode umfasst mindestens eine metallhaltige, Kohlenstoff und Wasserglas umfassende Haftvermittlerschicht und eine oberseitig überstehende, bevorzugt lötbare, Leitschicht. Lötbarkeit ist speziell für Elektronik-Heimwerker attraktiv, wenn eine dauerhafte Funktion an/in einer Fläche wie zum Beispiel LED-Matrixbeleuchtung oder Drahtlos-Kommunikation gewünscht ist, was mit aufgelöteten Baugruppen sinnvoll an hauseigene oder vorhandene Baugruppen gekoppelt werden kann, die dann keine LED's aufweisen. Vor diesem Hintergrund offenbart das vorliegende Dokument auch eine Einbindung in Haus- und/oder Firmen-Netzwerke, die häufig auch als 'smart home' oder 'smart factory' bezeichnet werden. Die Elektrode weist eine Leitfähigkeit im Bereich von 0,01 bis 10 Ohm pro Zentimeter auf. Ein so niedrig eingestellter Widerstand ermöglicht auch bei punktuellem Kontakt eine ausreichende Bestromung von LED-Baugruppen. Sogar gewölbte und geschwungene Oberflächen können dann – bevorzugt über Ferritmagnete – als Träger für ein gedrucktes Stromraster dienen. Die Platte besteht aus einem Leicht-Werkstoff, bevorzugt großporigen Leicht-Werkstoff, mit einer Dichte von 40 kg bis maximal 800 kg pro Kubikmeter. Die Leichtbauweise erlaubt die günstige Fixierung mit geringer Haftkraft; ergänzend wird die Haftkraft durch das Eigengewicht der LED-Komponenten auch in Deckenposition nur anteilig geschwächt, sodass eine elektrische Kontaktierung auch in solcher Arrangierung gewährleistet ist.
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Bevorzugt besteht die Platte aus einem großporigen Werkstoff mit einer Dichte von 100 kg bis maximal 700 kg pro Kubikmeter besteht und die Platte weist als elektrische und magnetische Verbindungsmittel mindestens eine ferritmagnetisch ausgerüstete Fläche, bevorzugt mindestens einen Ferritmagnet, mit unterseitig zur Platte überstehenden Kontaktflächen auf.
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Bevorzugt weist mindestens eine der LED-Komponenten auf der Platte eine photovoltaisch Strom liefernde Fläche auf, welche, bevorzugt über optionale Speicher-, Steuer- und Regelbausteine, Strom in die Elektrode einspeisend ausgebildet ist.
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Bevorzugt weist mindestens eine der LED-Komponenten auf der Platte eine Stromspeichereinheit mit optionalem Umpolungsschalter auf, die Stromspeichereinheit bestehend aus mindestens einer Einheit ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Akkumulator, Batterie, Kondensator, Goldcap, Alkali-Batterie, Bleiakkumulator, gedruckter Kondensator, Kondensatorenbank.
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Bevorzugt weist mindestens eine der LED-Komponenten eine Steuer- und/oder Regelbaugruppe auf, die Steuer- und/oder Regelbaugruppe bestehend aus mindestens einer Einheit der Gruppe bestehend aus Step-Up-Konverter, Step-Down-Konverter, Transistor, Photosensor, Piezo-Signalgeber, Pulsgeber, Zählerbaustein, Taktgeber, Schwingquarz-Steuermodul, Zeitmesser, integriertem Schaltkreis mit Drahtloskommunikation, programmierbarem integriertem Schaltkreis, Ketten-Zähler-Baustein mit End-Bit, Ketten-Zähler-Baustein mit Start-Bit, Datenstromedmodulator, Datenstromremodulator, Matrixspeicher, Codier-Decodier-Einheit, multimedialem Dekompressions-Baustein, Phasenanschnittssteuerung, Pulsweitenmodulation, Transformator.
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Bevorzugt weist die gedruckte Elektrode als Teil eines Baukastensatzes weiterhin eine mattierte, transluzente Streuscheibe mit unterseitig im Randbereich befestigten Deck-Ferritmagneten auf, wobei die Höhe der Deckferritmagneten größer ist als die Bauhöhe der LED-Komponenten, sodass die optional farbige Streuscheibe die gesamte Fläche der Elektrode abdeckend angeordnet werden kann. Bevorzugt umfasst die Streuscheibe weiterhin kantenseitige und/oder oberseitige LED's und ist an die Elektrode über unterseitige Kontakte anschließbar.
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Bevorzugt ist mindestens eine Platte oberseitig farbig ausgerüstet, besonders bevorzugt farbig bedruckt.
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Vorteilhaft umfasst eine farbige Bedruckung einer LED-Komponente eine Integration der LED's in ein aufgedrucktes, saisonales Design, wobei die LED's technisch das Design sinnvoll ergänzend ausgebildet sind. Dies umfasst besonders bevorzugt ein Design ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus saisonalem Motiv, Geburtstagsmotiv, Ostermotiv, Hase, Ei, Blume, Osternest, Osterglocke, Frühlingsmotiv, Kleeblatt, Weihnachtsmotiv, Adventskerze, Adventsschleife, Lebkuchen, Nussknacker, Weihnachtsbaum, Weihnachtsstern, Sternschnuppe, Adventsstern, Weihnachtsmann, Ochse, Esel, Rentier, Krippe, Krippenszene, Baumschmuck, Geschenke, Engelsfiguren, stilisierte Schneeflocken, Weihnachtskranz, Zuckerstange, Weihnachtspyramide, Schneelandschaft, Schneemann, Kastanie, Schlitten, Lebkuchenhaus, Orange, Walnuss, Haselnuss, Christstollen, Weihnachtsgebäck, Schornsteinfeger, Kleeblatt, Schwein. In solchen Designs können flackernde oder langsam in der Helligkeit variierende LED's einen Sternenhimmel, eine Kerzenflamme, eine Sternschnuppe oder auch ein natürliches Feuer in seiner optischen Wirkung sinnvoll verstärken. In Gruppenschaltung sind auch flächige Effekte zugänglich, bei denen eine Leuchtfläche wiederholt mit wechselnden Mustern, bevorzugt per Drahtloskommunikation gesteuert und/oder geregelt, ausgeleuchtet wird. In bevorzugter, einfacher Ausführungsform wird über Dimm-Effekte ein Design passend illuminiert, während polychrome und/oder mehrfarbige Bilder sinnvoll Effekte für komplexe Arrangements und Bildszenen bereitzustellen vermögen. Besonders bevorzugt wird zum Beispiel ein Sternenhimmel in seinen einzelnen Sternen in langsamem Rhythmus wechselnd und zufällig veränderlich ein- und ausgeschaltet, um eine klare, frostige Nacht optisch verbessert darzustellen. Besonders bevorzugt sind die LED's mehrerer Komponenten koppelbar und mit einem Zählerbaustein gekoppelt, welcher ein Kettenanfang, die Position innerhalb der Kette und ein Kettenende abfragbar speichern kann; so können ganze Bildzeilen displayartig aufgebaut und in komplexen Designs als Anzeige nutzerseitig arrangiert und, bevorzugt mit steuerbarem Text- und/oder Lauf-Effekt, verwendet werden.
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Bevorzugt weist mindestens eine LED-Komponente mindestens eine LED ausgewählt aus einer LED-Gruppe auf, die LED-Gruppe bestehend aus monochromer LED, dimmbarer LED, polychromer LED, bidirektionaler LED mit Farbwechsel, blinkender LED, flackernder LED, LED mit schwankender Helligkeit, LED mit Reihen-Gruppenverhalten, LED mit Parallel-Gruppenverhalten, programmierbarer LED, LED mit drahtlos-Kommunikation, RGB-LED, RGBW-LED, LED mit Matrix-Zähler-Baustein mit Start- und Stop-Bit.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen. Es versteht sich, dass die vorbeschriebenen, bevorzugten Merkmale, Vorteile und nachfolgenden Ausführungsbeispiele nicht beschränkend aufzufassen sind. Vorteilhafte oder bevorzugte, zusätzliche Merkmale und zusätzliche Merkmalskombinationen, wie sie in der Beschreibung erläutert sind, können im Rahmen der unabhängigen Ansprüche im beanspruchten Gegenstand sowohl einzeln als auch abweichend kombiniert verwirklicht werden, ohne dass der Bereich der Erfindung verlassen würde.
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DETAILLIERTE ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG AN HAND VON AUSFÜHRUNGBEISPIELEN
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In vorteilhafter Ausführungsform ist eine gedruckte Elektrode mit arrangierbaren LED-Komponenten als nutzerseitig konfigurierbarer Baukastensatz ausgebildet wobei...
- – die Elektrode als Raster mit mindestens zwei ineinander greifenden Leitungen mit einem Raumtemperaturverfahren auf einen Träger oberseitig per Flexodruckverfahren aufgedruckt ist,
- – der Träger auf einer magnetischen oder magnetisierbaren Basis über eine Klebstoffschicht fixierbar ausgebildet ist,
- – jede LED-Komponente mindestens eine auf einer flächig erstreckten Platte oberseitig sichtbar angeordnete LED aufweist, wobei wiederum die Platte aus einem Leicht-Werkstoff besteht und rückseitig elektrische und magnetische Verbindungsmittel aufweist, welche bei flächig auf die Elektrode aufgelegter Ausrichtung in Wechselwirkung mit der Basis eine Fixierkraft und in Wechselwirkung mit der Elektrode eine elektrische Verbindung bereitstellend ausgebildet sind,
- – der Träger aus einer papierartig flexiblen, aufrollbaren, flächig erstreckten Materialbahn aus Etikettenmaterial mit selbstklebender Rückseite besteht,
- – die Elektrode eine Schichtdicke im Bereich von 0,01 bis 0,3 mm aufweist,
- – die Elektrode papierartig flexibel und mehrschichtig aufgebaut ist, umfassend mindestens eine metallhaltige, Kohlenstoff und Wasserglas umfassende Haftvermittlerschicht und eine oberseitig daran anschließende, überstehende, lötbare Leitschicht,
- – die Elektrode eine Leitfähigkeit im Bereich von 0,01 bis 10 Ohm pro Zentimeter aufweist,
- – der Leicht-Werkstoff im Wesentlichen aus einem großporigen Schaum-Werkstoff mit einer Dichte von 100 kg bis maximal 700 kg pro Kubikmeter besteht,
- – die Platte als elektrische und magnetische Verbindungsmittel Ferritmagnete aufweist, wobei die Ferritmagnete wiederum an unterseitig zur Platte überstehende Kontaktflächen anschließen, welche Strom mit der gedruckten Elektrode zu- und ab-führend ausgebildet sind,
- – mindestens eine der LED-Komponenten auf der Platte eine photovoltaisch Strom liefernde Fläche aufweist, wobei die Fläche über mindestens einen Speicher-, Steuer- und/oder Regelbaustein Strom in die Elektrode einspeisend ausgebildet ist,
- – mindestens eine der LED-Komponenten auf der Platte eine Stromspeichereinheit mit optionalem Umpolungsschalter aufweist, die Stromspeichereinheit bestehend aus mindestens einer Einheit ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Akkumulator, Batterie, Kondensator, Goldcap, Alkali-Batterie, Bleiakkumulator, gedruckter Kondensator, Kondensatorenbank,
- – mindestens eine der LED-Komponenten eine Steuer- und/oder Regelbaugruppe aufweist, die Steuer- und/oder Regelbaugruppe bestehend aus mindestens einer Einheit der Gruppe bestehend aus Step-Up-Konverter, Step-Down-Konverter, Transistor, Photosensor, Piezo-Signalgeber, Pulsgeber, Zählerbaustein, Taktgeber, Schwingquarz-Steuermodul, Zeitmesser, integriertem Schaltkreis mit Drahtloskommunikation, programmierbarem integriertem Schaltkreis, Ketten-Zähler-Baustein mit End-Bit, Ketten-Zähler-Baustein mit Start-Bit, Datenstromedmodulator, Datenstromremodulator, Matrixspeicher, Codier-Decodier-Einheit, multimedialem Dekompressions-Baustein, Phasenanschnittssteuerung, Pulsweitenmodulation, Transformator,
- – weiterhin eine mattierte, transluzente Streuscheibe mit unterseitig im Randbereich befestigten Deck-Ferritmagneten aufweist, wobei die Höhe der Deckferritmagneten größer ist als die Bauhöhe der LED-Komponenten, sodass die optional farbige Streuscheibe die gesamte Fläche der Elektrode abdeckend angeordnet werden kann,
- – die Streuscheibe optional kantenseitige und/oder oberseitige LED's aufweist und an die Elektrode über unterseitige Kontakte anschließbar ist,
- – mindestens eine Platte oberseitig farbig mit Motiven bedruckt mit einer Zierfunktion versehen ist,
- – mindestens eine LED-Komponente mindestens eine LED ausgewählt aus einer LED-Gruppe aufweist, die LED-Gruppe bestehend aus monochromer LED, dimmbarer LED, polychromer LED, bidirektionaler LED mit Farbwechsel, blinkender LED, flackernder LED, LED mit schwankender Helligkeit, LED mit Reihen-Gruppenverhalten, LED mit Parallel-Gruppenverhalten, programmierbarer LED, LED mit drahtlos-Kommunikation, RGB-LED, RGBW-LED, LED mit Matrix-Zähler-Baustein mit Start- und Stop-Bit.
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In bevorzugter Ausführungsform wurde ein Prototyp gefertigt, wobei eine Fläche von 20 × 20 Quadratzentimetern mit Isolation und mit 50% Deckung mit zwei ineinandergreifenden Elektrodenkämmen bedruckt wurde; der Gesamtpreis dieser auf Etikettenpapier im Flexoverfahren gedruckten Elektrode belief sich auf rund 5 Euro. Diese Elektrode wurde auf ein gleich großes, magnetisches 8 mm Stahlblech aufgeklebt. Das Stahlblech kostete 6,40 Euro. 100 Warmweiß-Leuchtioden wurden jeweils auf einem 4 Millimeter dicken Hartschaum-Platten-Abschnitt mit einer Dichte von 630 kg pro Kubimeter montiert und auf der Unterseite der jeweiligen Hartschaumplatte mittels eines teilweise in die Platte eingesenkten Ferritmagneten, Durchmesser 8 mm, Höhe 2 mm, mit elektrischer und magnetischer Kontaktfläche versehen. Die LED's hatten nun in etwa die Größe und Form einer sehr kleinen Schachfigur und konnten händisch und werkzeugfrei gleichmäßig auf der Elektrode arrangiert werden. Kleinere Platten in Form eines dünnen, eine einzelne, zylindrische LED an der Basis umfassenden Kunststoff-Randes sind denkbar, wären aber für die händische Arrangierung zu klein; solche Systeme waren eher im industriell-technischen Bereich attraktiv und könnten bei großen Matrizes von LED's in Kombination mit übergestülpten Ferritringen oder unterseitig angeformten Ferrit-Füßchen sinnvoll zum Tragen kommen. Die Magnete fixierten vorliegend in arrangierter Position die LED's und drückten gleichzeitig die unterseitigen Kontakte elektrisch verbindend auf das aufgedruckte Elektrodenmuster. Eine mattierte Kunststoff-Scheibe gleicher Größe wurde unterseitig mit 4 Ferritmagneten der Maße 20 × 20 Millimeter und mit jeweils 1,7 kg Haftkraft versehen und abdeckend aufgesetzt. Die Kosten für die Abdeckscheibe beliefen sich auf etwa 4 Euro, die Kosten für die LED's inklusive Magnet und Trägerplatte für händische Handhabung auf etwa 20 Euro. In Summe ergibt sich bei erster Fertigung eines Prototypen für den Hausgebrauch ein Kostenrahmen von 35,40 Euro auf 400 Quadratzentimeter. Das ergibt einen Quadratzentimeterpreis von weniger als 10 Eurocents, was im Vergleich gute 50% unter dem Marktpreis der verfügbaren Produkte liegt. Trotz einer deutlich größeren Anzahl an LED's und nutzerseitig frei arrangierbaren LED-Positionen liegt bereits der Prototyp erheblich unter den Anschaffungskosten der marktüblichen LED-Leuchtflächen. Übliche Preisnachlässe industrieller Serienfertigung eingerechnet ermöglicht die hier vorgeschlagene, innovative Vorrichtung mithin das Bereitstellen einer nutzerseitig individuell arrangierbaren LED-Leuchtfläche zu einem Bruchteil des bisher üblichen Preises.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Etablierte LED-Leuchtflächen sind in ihrer Leuchtkraft und Leuchtkraftverteilung nachteilig statisch und bedingen auf die Fläche betrachtet erhebliche Anschaffungskosten. Trotz attraktiver Konzepte konnte sich keine flächige Elektrode mit arrangierbaren LED-Komponenten im Markt durchsetzen. Aufgabe war es daher, eine flächige Elektrode mit arrangierbaren LED-Komponenten bereitzustellen, welche industriell gefertigt eine wirtschaftlich attraktive Alternative zu den etablierten Produkten bieten kann. Die Lösung erfolgt mit einer auf einen papierartigen, flexiblen Träger gedruckten Elektrode, welche auf einer magnetisierbaren Basis aufbringbar ist. LED's können hier auf einer Platte aus Leicht-Werkstoff als LED-Komponente fixiert werden. Die Leicht-Werkstoff Platte, bevorzugt Hartschaum-Platte, weist unterseitig mindestens einen Ferritmagneten auf, welcher die LED-Komponente an der Basis fixiert und gleichzeitig mit der Elektrode verbindet. Die Leichtbauweise in Kombination mit einer hohen Leitfähigkeit der Elektrode im Bereich von 0,01 bis 10 Ohm pro Zentimeter ermöglicht die Verwendung günstiger Ferritmagneten ohne Kontaktschwierigkeiten, selbst bei gewölbten Flächen. Baukastensätze mit solchen werkzeugfrei arrangierbaren LED-Komponenten sind sowohl für die private, anpassbare Hausbeleuchtung als auch für gewerbliche Leuchtflächen bis hin zu Großleinwänden wirtschaftlich attraktiv.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2014019560 A1 [0002]
- WO 2016134706 A1 [0002]
- WO 2016134705 A1 [0002]
- WO 2014134704 A1 [0002]
- WO 2016134703 A1 [0002]
- FR 2612002 A1 [0003]
- DE 3811740 A1 [0004]
- DE 19820104 A1 [0004]
- GB 2369256 A [0004]
- NL 1029308 C [0004]
- WO 2006/044027 A2 [0005]
- EP 1733652 A2 [0006]
- WO 2008/099306 A1 [0006]
- WO 2009/043561 A2 [0006]