DE20203326U1 - LED-Beleuchtung - Google Patents

Description

BOEHMERT & BOEHMERT

ANWALTSSOZIETAT

BodimeitiBodimcn ■ NicmannswcB 133 · D-24ID5 Kiel

Deutsches Patent und Markenamt Zweibruckenstr.

80297 München

DR.-LNG. KARL BOEHMERT, pa(|iw.i*tii DITL-INC. ALBERT BOElIMERT. pachom» WILHELM J. Il STAHLBERG. KA B~— DK-ING. WALTER HOORMANN. pa·. K-. DIPL.-PHYS. DR. HEINZ OQODAR. PA·, tu,

DR₁-INCROLANDLIESEGaNG &rgr;&lgr;· im WOLF-OIETER KUNTZE. «. -_ &Lgr;««-, DLPL-PHYS. ROBERT MONZHUBER, pa(i«ji DR LUDWIG KOUKER. KA. e™ DR. (CIIEM)ANDREAS WINKLER, pa· a—. MKTIlAEl-A IIUTH-DIERJG. IA. u»a_ DIPL-PHYS DR MARION TONIlARDT. &kgr; DR. ANDREAS EBERT-WEIDENFELLER. ha. B. DIFL-ING. EVA LIESEGANG. &rgr;&lgr;-.u«-. DR. AXEL NORDEMANN. «A M> DIPL -PHYS. OR. DOROTHEE WEBER-BRULS. DITL-PHYS. DR. STEFAN SCHOHE. pA-.u>d- DR-ING. MATTHIAS PHIUPP. PA· w.u. DR. MARTIN WIRTZ. RA."- ■■ - DR. DETMAR SCHÄFER. KA. Bpm« DR. JAN BERND NORDEMANN. LLM, KA. M.. OR. CtJUSTIAN CZYCMOWSKL Ka. b*™ DR. CARL-RICHARD HAAKMANN. IA. ».&igr;, DIPL-PHYS. CHRISTIAN W. APPELT. pa·. ug_.

PA - VtaamwttffiaA Attorney RA - RechtteHreWAttgnicy KLw * -European PtIa* Attorney ' Bb

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PROf. DR. WILf IELM NORßEMANN KA. ulb' DITL-PIIYS. EDUARD BAUMANN, pa· DR-ING. GERALD KLOPSCH. pa· DIPL. -ING. HANS W. GROENING pa· m. DIPL-[NG. SIEGFRIED SCHIRMER. Pa-. DITL.-iHYS. LORENZ HANEWTNKEL. p. DITL-ING. ANTON FREIHERR RIEDERER V. PAAP pa· DIPL-ING. DR. IAN TONNIES, pa. «a. U I

DIPL.JHYS. CHRISTIAN BEHL. PA· u.1 |

DIPL.-PHYS. DR-ING. UWE MANASSE. pa· «,&ldquor;. DITL-PHYS DR THOMAS L BITTNER. pa· B^. DR. VOLKER SCHMITZ. M. Jurii (OxfocdV KA. UU_n DR. ANKE NORDEMANN-SCHIiTEL. KA". ·~&lgr;-. KERSTtNMAUCaUM. KA f~<- '

DIPL «ÖL. DR JAN B KRAUSS. pa.u«i_ JÜRGEN ALSRECirf. Ka. u>«m DR KMUS TIM BROCKER. «A B-V. '

DR. ANDREAS DUSTMANN. LL.M.. KA. p^a«, |i DIPL-[NG. NILST. F.SCHMIP, PA·.«*&trade;« |

FLORIAN SCHWAB. LL-M^ KAMMhAc- i;

DIPL -JJIOCHEM. DR. MARKUS ENGELHARD. KiM DD¹L.-CICM DR. KARL-HEINZ B. METTEN PA· !»ttui DIPL-ING. DR. STEFAN TARUTTK. Pa. o PASCAL DECKER. KA. p.»,

In ZuMnunenartxit mit/Jn cooperatioo with DIPL.-&agr;&idiagr;&Egr;&Mgr; DR. HANS ULRICH MAY. PA·.

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ihr Zeichen
Your ref.

Ihr Schreiben Your letter of

Neuanme1dung

Unser Zeichen
Our ref.

H 5433

Kiel,

25. Februar 2002

Hans-Thomas Hansen, Norderstr. 1, 25855 Haselund

LED-Beleuchtung

Die Erfindung betrifft eine LED-Beleuchtung mit einer Anzahl von mit Leuchtdioden versehenen Platinen und wenigstens einem, die Platinen zueinander und zur Spannungsquelle verbindenden Kabel.

Ein Beleuchtungssystem insbesondere zur Beleuchtung von Schildern, Beischriftungen und Buchstaben mit einer inne-

1966

Niemannswe« 135 1.9-24.0? Kiel I Telepho« +&Phi;-451-84075 ''V-eTax J-tiiu I-84^)77· ··

MÜNCHEN - BREMEN - BERLIN ■ DÜSSELDORF*-&Eacgr;^&Agr;&Igr;&Lgr;&Mgr;&Agr;&Tgr;- BlElMreLCMPOTSCMM - BRANDENBURG - MEL · S*BERB«RN

http://www.boehmert.de e-mail: poslmas(er@boehmert.de

1UOHENKIRCHEN - ALICANTE

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ren Ausleuchtung ist bereits aus der DE Al 100 52 3 80 bekannt, dais ein Niedervoltbeleuchtungssystem beschreibt, bei dem einzelne Platinen mit Befestigungselementen an di2 gewünschten Orte innerhalb der Buchstaben gebracht werden. Nachteil dieses Systemes ist die begrenzte Anzahl von Dioden, die in Serie geschaltet werden kann, wobei für jede Reihenschaltung ein Reihenwiderstand oder eine elektronische Schaltung zur Konstanthaltung des Stroms vorgesehen werden muß.

Weiter müssen eine Vielzahl von Steckern gegen das Eindringen von Wasser geschützt werden. Dies ist aufwendig und kostenträchtig.

Die Erfindung hat sich dagegen zur Aufgabe gesetzt, ein leicht zu verlegendes, universell verwendbares, regendichtes System zu schaffen, das einfach und schnell an beliebigen Orten verlegt werden kann.

Gelöst wird dies durch eine LED-Beleuchtung mit den Merkmalen de:s Anspruches 1. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungen wieder.

Vorteilhaft ist dabei insbesondere, daß eine im wesentlichen transparente Ummantelung vorteilhafterweise mehrere Leuchtdioden auf jeweils einzelnen Platinen diese transparent xind wasserdicht überzieht.

Es wird vorgeschlagen, einen Schlauch zu verwenden, dessen Lichterdurchmesser größer, als die Platine ist, vorteilhafterweise jedoch einen Schrumpfschlauch dadurch erhitzen, der sich eng die Platine anlegt und damit seine ursprünglich runde Form verliert.

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In dem Schlauch sind die einzelnen Platinen durch ein Kabel verbunden, das eine innere Litze oder Draht besitzt, die an die Leitungsbahnen auf den Platinen angeschlossen ist. Die Ummantelung der, Leitung kann aber auch einstückig mit der im wesentlichen transparenten Ummantelung der Leuchtdioden gefertigt werden, so daß es keines SchrunpfSchlauches bedarf, der ansonsten über die ggf. vorgesehene Ummantelung der Leitung und insbesondere die Platinen gemeinschaftlich übergezogen wird.

Wichtig ist, daß eine unrunde LED-Beleuchtung wenigstens im Bereich der Platinen entsteht, so daß diese beispielsweise über doppelseitiges Klebeband befestigbar sind, wobei die LED-Leuchte im wesentlichen senkrecht zur Befestigungsfläche leuchtet. Eine gewisse Leuchtwirkung schräg zur Seite ist bei der Beleuchtung von Buchstaben durch innenliegende LED-Beleuchtung durchaus erwünscht . Diese Streuwirkung kann durch eingelagerte Streuteilchen in der transparenten Ummantelung verstärkt werden oder durch farbige Teilchen in ihrer Farbigkeit geändert werden.

Insbesondere fluoreszierende Bestandteile in der Ummantelung haben sich als vorteilhaft herausgestellt, da diese den punktförmigen Lichtcharakter der Leuchtdioden vermindern und einen größeren leuchtenden Bereich erzeugen. Gleichzeitig kann auf diese Weise die Farbe erheblich beeinflußt werden.

Weiter wird vorgeschlagen, die Dioden nicht mit Niederspannung im Bereich von 10 V bis maximal 50 V zu betreiben, sondern mit Netzspannung von 220 V oder sogar der maximal möglichen "Niederspannung" von 990 V. Durch Gleichrichtung entsteht eine Gleichspannung von ca. 300 V bzw. 1.400 V, so daß bis zu 660 (rot/gelbe 2,1 V)

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oder 380 blau/grün/weiße Dioden (3,6 V) in einem Diodenschlauch untergebracht werden können. Bei 3 cm Diodenabstand ergeben sich Längen von 19,8 m (rot/gelb) bzw. 11,4 m (blau/grün/weiß). Das Vorschaltgerät würde für den Fall der gleichgerichteten Hochspannung 14 00 V und einem konstanten Diodenstrom von beispielsweise 50 mA eine Leistung von 70 W haben. Bei der bevorzugten Ausführung für 220 V ergibt sich eine entsprechend niedrigere Leistung.

Um beim Ausfall (Unterbrechung einer einzelnen Diode) nicht die gesamte Serienschaltung außer Funktion zu setzen, wird jedem LED eine Z-Diode parallel geschaltet. Dazu wird au:: der im wesentlichen rechtwinklig ausgebildeten Platine neben der mittig angeordneten SMD-Diode eine Z-Diode angeordnet.

Durch die stets gleich Entfernung der Leuchtdioden im Kabel ist eine gleichmäßige Verteilung der LEDs erleichtert, die zudem durch Platine und Kabel gekühlt werden.

Es tritt weder Verlustwärme durch Vorwiderstände oder Konstantstromschaltungen innerhalb der LED-Beleuchtung auf. Da keine Vorwiderstände vorhanden sind, ist auch keine Verlustleistung in der Energiebilanz zu berücksichtigen. Die im Vorschaltgerät entstehenden Gleichrichterverluste sind vernachlässigbar gering.

Da der Diod&euro;:nstrom vom Vorschaltgerät eingeprägt wird und an jeder Stelle gleich ist, herrscht die gleiche Helligkeit auch dann, wenn der Schlauch gekürzt wird. Optional kann am Vorschaltgerät manuell über ein Potentiometer oder eine Steuerung bis auf "Null" gedimmt werden.

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Für erforderliche Brückenverbindungen zwischen zwei Leuchtkörpern kann der Schlauch zwischen zwei Dioden aufgetrennt werden. Durch ein Verbindungskabel, welches über eine Klemme aufgeschlossen wird, erfolgt der einfache Anschluß an beide Schlauchenden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnung. Dabei zeigt:

Fig. 1 die erfindungsgemäße LED-Beleuchtung mit beispielhaft neun LEDs,

Fig. 2 eine Detaildarstellung einer LED-Platine sowie der angrenzenden Leitungsstücke,

Fig. 3 die LED-Platine ohne angrenzende Leitung in Draufsicht, und

Fig. 4 die LED-Platine der Fig. 2 im Schnitt durch Außenschlauch und befestigendes Klebeband.

Die in der Fig. 1 dargestellte, bevorzugte Ausführung mit einem über die Platine gezogenen Schrumpfschlauch besteht aus ca. 4 cm voneinander beabstandeten LED-Platinen, die im wesentlichen rechtwinklig, jedoch mit fortgelassenen äußeren Ecken in einem Schlauch vorgesehen sind, der beispielhaft in einem Buchtaben 'a' angeordnet ist Die im wesentlich nach oben in einem engen Lichtkegel abstrahlenden LEDs sind dabei auf Platinen befestigt, die von der transparenten Ummantelung in Form einer aufgespritzten Leitungsummantelung oder in Form

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eines SchrumpfSchlauches oder anderweitig transparent ummantelt umgeben sind.

In diese transparente Ummantelung können optisch aktive Partikel oder Substanzen eingebracht werden, um den Lichtkegel aufzuweiten oder zu färben. Im wesentlichen jedoch wird der Lichtkegel der LEDs ausreichen, wobei eine genaue Ausrichtung nach oben nicht notwendig ist, da aufgrund des geringen Abstands zur nächsten LED das Innere eine;; Bele,uchtungsschildes ohnehin von einer Vielzahl von LEDs beleuchtet wird. Als Befestigung des Schlauchs hei.t sich ein doppelseitiges Klebeband, das insbesondere auf der Rückseite der flächigen Platinenabschnitte des Schlauches angebracht werden kann, bewährt. Es ist jedoch auch denkbar, handelsübliche Kabelhalter oder dergleichen zu verwenden, um die LED-Beleuchtung einfacher auswechselbar zu gestalten.

In der Fig. 2 sind die auf der Platine angeordneten Leiterbahnen 14. gut zu erkennen. Die Leiterbahnen 14 zeigen dabei von den Leiterbahnen zur LED-Diode zu einer Z-Diode, die der LED-Diode parallel geschaltet ist, ab. Die Z-Diode ist auf einer Seite der LED-Diode auf der Platine seitlich neben der LED-Diode angeordnet. Auf der gegenüberliegenden Seite wird die Platine jedoch ebenso groß bemessen, um keine, die gerade Anordnung bei der Befestigung störende, einseitige Symmetrie der Platinen im Schlauch :;u erhalten.

Die Platinen werden mit einer Länge von ca. 10 mm und einer Breite von 5 mm gegenüber dem z. B. 2 mm Durchmesser aufweisenden Kabel mit Ummantelung deutlich breiter sein, so daß der Schrumpfschlauch, der sich beim Erhitzen eng anlegt, diese als Verdickungen in dem Diodenschlauch deutlich erkennbar beläßt. Gegebenenfalls kann

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noch vor Erhitzen des SchrumpfSchlauches eine zusätzliche Ummantelung auf die Diode aufgespritzt werden oder in den - ggf. noch nicht geschrumpften - Schlauch eingespritzt werden.

In der Fig. 4 sind die geometrischen Verhältnisse im Schnitt schematisch dargestellt.

Claims (12)

1. LED-Beleuchtung mit einer Anzahl von mit Leuchtdioden (16) versehenen Platinen (10) und die Platine zueinander und zur Spannungsquelle verbindenden Kabeln (12), gekennzeichnet durch eine im wesentlichen transparente Ummantelung (20) wenigstens der Leuchtdioden (16) auf den Platinen (10).

2. LED-Beleuchtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platine (10) pro Leuchtdiode (16) vorgesehen ist.

3. LED-Beleuchtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (20) der Leuchtdioden wasserdicht ist.

4. LED-Beleuchtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Ummantelung (20) mehr als eine Platine (10) überzieht.

5. LED-Beleuchtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Ummantelung (20) ein Schlauch ist.

6. LED-Beleuchtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Schlauches größer als die Breite der Platine (10) ist.

7. LED-Beleuchtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch ein Schrumpfschlauch ist.

8. LED-Beleuchtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Ummantelung (20) fluoreszierende Substanzen aufweist.

9. LED-Beleuchtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch an mit Netzspannung versorgtes, Gleichspannung abgebendes Vorschaltgerät.

10. LED-Beleuchtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Z-Diode (18), die zu jeder LED antiparallel geschaltet ist.

11. LED-Beleuchtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel (12) einen Draht oder Litze (11) aufweist, die an an eine Leiterbahn (14) der Platine angelötet ist.

12. LED-Beleuchtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (10) im wesentlichen rechteckig mit seiner Längserstrekung entsprechend der Erstreckung des Kabels an dieses angeschlossen ist, wobei die Ecken des Rechteckes unter Belastung eines länglichen Achteckes angeschnitten sind.