EP3312506A1 - Verkettbares, vollvergossenes, flexibles leuchtdiodenband und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Verkettbares, vollvergossenes, flexibles leuchtdiodenband und verfahren zu dessen herstellung Download PDF

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EP3312506A1
EP3312506A1 EP17020490.3A EP17020490A EP3312506A1 EP 3312506 A1 EP3312506 A1 EP 3312506A1 EP 17020490 A EP17020490 A EP 17020490A EP 3312506 A1 EP3312506 A1 EP 3312506A1
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EP
European Patent Office
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profile
light
emitting diode
flexible
wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17020490.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Eistetter
Hans Astrup
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Barthelme Nicola
Cld Germany GmbH
Original Assignee
Barthelme Nicola
Cld Germany GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Barthelme Nicola, Cld Germany GmbH filed Critical Barthelme Nicola
Publication of EP3312506A1 publication Critical patent/EP3312506A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S4/00—Lighting devices or systems using a string or strip of light sources
    • F21S4/20—Lighting devices or systems using a string or strip of light sources with light sources held by or within elongate supports
    • F21S4/22—Lighting devices or systems using a string or strip of light sources with light sources held by or within elongate supports flexible or deformable, e.g. into a curved shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
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    • F21V21/005—Supporting, suspending, or attaching arrangements for lighting devices; Hand grips for several lighting devices in an end-to-end arrangement, i.e. light tracks
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    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/001—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electrical wires or cables
    • F21V23/002—Arrangements of cables or conductors inside a lighting device, e.g. means for guiding along parts of the housing or in a pivoting arm
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21V31/00—Gas-tight or water-tight arrangements
    • F21V31/04—Provision of filling media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes
    • F21Y2103/10—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes comprising a linear array of point-like light-generating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates, according to claim 1, a verkettbares, vollvergossenes, flexible light emitting diode strip. Furthermore, the invention relates, according to claim 13, a process for its preparation.
  • Light tubes usually flexible type, especially for decoration purposes and promotional purposes have long been known.
  • two cables are routed as a plus rail and a minus rail, and between the plus rail and the minus rail, at least two or more groups of at least two or more series-connected LEDs arranged in parallel are electrically connected to each other and to a dropping resistor.
  • All LEDs are directed with their light exit side in one direction and individual sections within the plastic tube are provided with additional pieces of tubing, preferably a shrink tube, between the LEDs, which pieces of tubing, the plus rail, the negative rail and the connecting cable between the LEDs and better fix the LEDs and the connecting wires within the light tube allow, without the flexibility of the light tube is obstructed.
  • the cavities within the plastic tube are filled with a transparent, elastic plastic, whereby a further barrier effect against penetrating moisture is achieved.
  • the filament which consists of a plastic body, at least one groove is milled, in which the light tube inserted as a light source and with a Resin is poured or glued. To realize a wider light propagation, the groove walls of the groove widen outwards.
  • a flexible transparent light tube made of plastic, in which the tube wall of the flexible transparent tube is connected to a strand-shaped bendable and after bending the shape retaining reinforcing element.
  • the reinforcing element is preferably integrated in the tube wall and preferably has a substantially circular cross-section. In the manufacture of such a transparent tube, the reinforcing element can be inserted directly into the tube wall during the extrusion of the tube. Inside the tube, a plurality of small light-emitting elements are arranged, which are connected via electrical connection wires, which end in a plug and are supplied with electrical voltage.
  • a flexible light tube which has at least two parallel copper wires for power supply, a flexible opaque but translucent strip, multiple boards equipped with multiple LEDs and a light-transmissive molded part, which is strip-shaped.
  • the strip is quadrangular in cross-section and has a longitudinally formed through-hole and a side of the through hole arranged slot, which is provided for the assembly of the boards.
  • Each board has a contact terminal at each of its two ends. The boards are inserted through the slot in the through hole of the strip, wherein the contact terminals of the boards are electrically connected to the copper wires.
  • the light emitted by the juxtaposed LEDs is emitted to the outside through the molded part, which has a surface that is semicircular in cross-section to the outside. In this case, the emitted light beam of adjacent LEDs overlaps in an overlapping zone.
  • Plastic cover provided consisting of opaque PVC, which is located below the molding on both sides and at the bottom of the strip.
  • the boards provided with multiple LEDs are enveloped by a strip which is produced by injection molding from white or differently colored plastic.
  • the strip has at its upper end a notch and a longitudinally formed slot, which serves to bring the board into the through hole of the strip can.
  • the through hole in the product has the risk of condensation / capillary effect.
  • the notch may additionally be provided with a reflective film.
  • the strip is made of opaque plastic.
  • a plurality of fixing elements are provided for fastening the light tube to a plate. In the manufacturing process, only the extrusion is used; an inspiration for a potting is the DE 20 2005 002 425 U1 not removable.
  • light-emitting diode bands - also of a flexible nature - have long been known.
  • an LED strip is known, which has a plurality of light-emitting diodes, which are arranged in a row and are cast in a flexible elongated housing.
  • the housing forms a, in particular U-shaped or V-shaped, mold comprising two upwardly (z-direction) extending side walls, ie with two upwardly to the open side of the mold extending side walls, in a lower region , in particular by a floor, are interconnected.
  • the light-emitting diodes are introduced into the mold;
  • the mold is then filled with potting compound.
  • the casting mold becomes a marking, ie, a marking edge extending horizontally through at least one side wall, wherein the wall portion of the side wall adjoining immediately above the marking edge is vertically aligned or further than the marking edge in the interior (the mold) protrudes (also to form an at least partially "unsteady" transition from an upper wall portion to a lower wall portion of the side wall), filled with a first potting compound. From the marking the mold is filled with a second potting compound. In this case, further potting compounds can be arranged above or below the marking.
  • a horizontal boundary line between the first and second potting compound forms, wherein the first potting compound forms the bottom of the casting mold for the second potting compound after curing.
  • the first potting compound is in particular a transparent potting compound; the second potting compound is in particular an opaque potting compound.
  • casting compounds are basically polyurethane (PU) materials.
  • the marking is now formed by at least one marking edge extending horizontally on one of the side walls, in particular on both of the side walls. The wall portion of the side wall adjoining immediately above the marking edge is vertically aligned or protrudes farther than the marking edge into the interior space.
  • the immediately following above the marking edge wall portion of the side wall protrude further into the interior of the mold as an immediately below the marking edge subsequent portion of the side wall.
  • the side wall is mandatory in one piece and good adjustability occurs in particular when a horizontally extending marker edge is arranged on both side walls, wherein both marker edges are arranged on the same vertical position (z-direction).
  • adjacent light-emitting diodes are articulated to one another in three degrees of freedom.
  • a cable may include multiple cable lines.
  • a flexible LED cable lighting with a flexible and flat insulating body with a longitudinal slot and a plurality of recesses for each connection to the longitudinal slot known. Furthermore, at least two wires for power supply are embedded in parallel in the insulating body and a plurality of strands are provided, each comprising a plurality of LEDs and at least one connected in series and arranged in the longitudinal slot resistor, which is smaller than the LEDs.
  • the LEDs are each mounted in the recesses, which are slightly larger than the LEDs, and electrically connected between the at least two wires.
  • Each LED is mounted on a printed circuit board, which is electrically connected via conductors with the at least two wires by soldering or forming two prongs, that is electrically connected in parallel. This allows the LED cable lighting to be cut to desired lengths.
  • a protective layer covers the insulator and the LEDs, the protective layer being made of translucent material or semi-translucent material, in particular polyvinyl chloride (PVC).
  • PVC polyvinyl chloride
  • a two-component adhesive is applied to the protective layer. The serial connection of the strands by means of radial prongs, which are pushed into the insulating body of a segment and thus electrically connected to the at least two wires. The joint is sealed with adhesive and covered with a hose.
  • the packaged LED module includes a module having at least one LED disposed thereon, a one-piece housing having a receptacle for the module, a substantially optically transmissive region allowing outward projection of light from the LED and an opening.
  • a Verg tellblockierstoff which is provided or arranged between the module and the housing, is designed such that it prevents the penetration of a prevented over the opening in the housing equipped with the module potting compound (by means of a two-component or multi-component spray system) in a region between the LED and the substantially optically transmissive region, by removing the capillary action between the module and the housing.
  • the potting compound of polyurethane, silicone resin, epoxy or the like known materials to a material with high thermal conductivity.
  • the housing is designed so that it can be poured immediately after inserting the LED module into the receptacle from the rear, ie via the opening.
  • the Verg cordblockierstoff achieve in particular an interruption or cancellation of the capillary between the module inserted into the housing and the housing, so that the cast potting compound does not penetrate due to capillary action in the region between the LED and substantially optically transmissive region.
  • a targeted emission of light from the LED is still possible to the outside.
  • Verg cordblockiermittel makes it possible in a particularly simple manner that the LED module and connectable to the module connection cable in the housing without the use of an additional material, such as.
  • the positioning of the housing for example, the aforementioned placement pins, an electrical connection between the module and provide at least one, preferably at least two connection cables used for making electrical contact with the module.
  • the positioning means preferably have an electrically conductive surface or are made of an electrically conductive material.
  • the regions of the placement openings of the module which come into contact with the positioning means likewise have electrically conductive connections for this purpose.
  • the connection cable either the positioning pins have insulation displacement contacts on their end facing the connection cables, or the connection cables are stripped of insulation at corresponding points, so that an electrical connection is established by simple contact contact.
  • the housing further has lateral connection guides with recesses in which at least one, preferably at least two connection cables used for electrical contacting of the module are guided.
  • the recesses preferably have tapers, which reduce in sections the diameter of the recess.
  • the tapers are designed as sealing lips of the recesses into which the connection cable or cables are pressed in order to fix the connection cable or cables sealingly in the connection guides.
  • An additional sealing element can thus be dispensed with.
  • the potting body alone and also supported by the sealing lips thus makes it possible that the LED module is mounted in the housing without the use of additional material sealingly and securely fixed.
  • the tapers serve as an additional strain relief, so that the forces acting on the connection cable or cables tensile forces can be transmitted to the housing safely.
  • the module may also have, for example, on its side facing away from the LED, contacting elements for making electrical contact with the module with connection cables. This in particular if the locating pins are not used for electrical contact between the module and the connection cable.
  • the contacting element is to preferably electrically conductive and may consist of a metal or a metal alloy.
  • the contacting elements are preferably designed as insulation displacement contacts, piercing contacts, crimp contacts or the like known contacting elements. Insulation displacement contacts are usually designed such that they have a slot into which the corresponding conductor is inserted.
  • the slot has such a size that the insulation of the line is cut when pushed in. Thus, an electrical contact with the line can be realized.
  • the slot preferably has a width such that the conductor, for example a wire or strands, is not cut.
  • An arbitrarily long LED chain can be formed by simply arranging and mounting a plurality of packaged LED modules on the connection cables at arbitrary positions.
  • the connection cables between the housed LED modules are uninterrupted cables that are either stripped or contacted at the contact points with insulation displacement contacts, without interrupting the endless cable. This solution allows an endless chaining as well as the use of pre-programmable, freely changeable module distances also within the LED chain.
  • connection cables By using flexible connection cables, the area of use can be increased compared to rigid conductors. Thus, an infinite number of possible distances (uniform, nonuniform, repetitive) of the LED modules 1 are given on a connection cable, which can be easily produced by casting the potting body. Likewise, by the possible use of endless cables any chain length is possible, which can also take any form of flexible connection cables.
  • the light strip has a strip-shaped substrate with at least one semiconductor light source arranged on at least one flat side of the substrate.
  • the substrate is a ribbon cable with multiple wires, wherein at least one core is at least partially stripped on at least one flat side and the semiconductor light source electrically contacted stripped areas of at least one core.
  • the light strip has at least one core which is not stripped off on a flat side and is at least at stripped areas of the at least one flat side of a light-permeable cover, in particular potting compound (such as silicone, polyimide, PVC, PE, PP and for a high light yield transparent or, for example, for a more homogeneous Lichtabstrahlmuster translucent (opaque, milky) be covered), wherein the light strip at its at least one non-stripped edge-side wire is free of the cover.
  • potting compound such as silicone, polyimide, PVC, PE, PP and for a high light yield transparent or, for example, for a more homogeneous Lichtabstrahlmuster translucent (opaque, milky) be covered
  • the light strip at its at least one non-stripped edge-side wire is free of the cover.
  • ribbon cables eg, with different trace thicknesses, trace shapes, trace materials, color of insulation, etc.
  • an electrical connection can be particularly easy to introduce and change, for. B. by introducing interruptions of the wires or simple soldering of cables, possibly even during assembly or by an end user.
  • many standard commercial plugs and tails are available for commercial flat ribbon cables, including IP protection, UL approval, and / or similar certifications.
  • cores of a ribbon cable typically have a higher cross-section than a conductor of a printed circuit board, which in turn allows higher current densities and a parallel connection of semiconductor light sources.
  • the non-stripped wire does not contribute to the electrical connection of the at least one semiconductor light source, but may increase the stability of the luminous band.
  • a wire is a means of heat dissipation, to which it may be associated in particular with at least one heat sink.
  • the potting compound provides protection, in particular IP protection, for the at least one semiconductor light source and the stripped areas of the flat sides available.
  • the release of the non stripped wire from the cover allows for higher heat dissipation and saves material for the cover.
  • the peripheral wire can prevent overflow of a potting compound, if such is used, for. B. by the not removed insulation acts as a stop edge. Provision of the at least one stripped conductor can be achieved, for example, by scraping, cutting.
  • the at least one semiconductor light source comprises at least one light-emitting diode. If several LEDs are present, they can be lit in the same color or in different colors. Several light emitting diodes can produce a mixed light, z. B. a white mixed light.
  • the at least one light-emitting diode may contain at least one wavelength-converting phosphor (conversion LED). The phosphor may alternatively or additionally be arranged remotely from the light-emitting diode ("remote phosphor"), z. B. in a potting compound.
  • the at least one light-emitting diode can be in the form of at least one individually housed light-emitting diode or in the form of at least one LED chip. Several LED chips can be mounted on a common substrate ("submount").
  • the at least one light emitting diode may be equipped with at least one own and / or common optics for beam guidance, z. At least one Fresnel lens, collimator, and so on.
  • the electrical contact of the contact areas can be done by soldering or an electrically conductive adhesion promoter such as solder paste or conductive adhesive.
  • the solder paste or the conductive adhesive can be applied for example by means of printing, dispensing or jetting.
  • the semiconductor light source may be materially connected to the at least one contact areas.
  • the ribbon cable can be equipped in a similar manner with electrical and / or electronic components, for. B. surface-mounted devices ("SMDs"). At least some of these components like a driver or part of a driver for the driver represent at least one semiconductor light source.
  • the method of manufacturing a luminous band according to DE 10 2013 203 666 B4 includes the following steps: (a) providing a ribbon cable with multiple wires; (B) stripping at least a portion of at least one core on at least one flat side of the ribbon cable; and (c) attaching at least one semiconductor light source to an associated flat side so as to be electrically connected to contact areas of the at least one stripped wire.
  • the stripping step is followed by a step of introducing at least one break into a stripped portion of at least one wire, and the step of attaching comprises electrically connecting at least one semiconductor light source to discontinuously separated contact areas of a common wire.
  • the method comprises a step of applying an electrically conductive adhesion promoter to at least one section of at least one stripped-apart core.
  • the adhesion promoter can in particular be applied before or after an interruption has been introduced.
  • the application of the electrically conductive adhesion promoter is followed by the step of attaching the at least one semiconductor light source.
  • This step comprises equipping with at least one semiconductor light source and / or with at least one electrical or electronic component at the location of the electrically conductive adhesion promoter, and thus at an associated contact region.
  • the attachment of at least one semiconductor light source can be followed by a temperature process with elevated temperature, for. B. for melting the solder paste or for curing the conductive adhesive.
  • a temperature process with elevated temperature, for. B. for melting the solder paste or for curing the conductive adhesive.
  • a flat strip or one side only stripped or populated ribbon cable that a step of attaching z.
  • B. a double-sided adhesive tape on the non-stripped or not equipped flat side connects.
  • the double-sided tape also omitted or applied after casting with a translucent potting compound at least stripped points of at least one flat side of the ribbon cable.
  • the light strip according to the DE 10 2013 203 666 B4 has therefore parallel arranged cores, in particular two outer, non-current cores, a central core with interruption to the series connection of the LEDs and right and left thereof extending over their entire length stripped or isolated from the insulation cores, where the operating voltage (plus and minus pole) is applied.
  • the two arranged on the edge, not stripped wires serve to increase the mechanical stability of the light strip and as a stop edge for the potting compound.
  • a light strip known for example for facade lighting, which has a flexible printed circuit board and a plurality of light sources and a first conductor for powering the light sources, wherein the light sources are arranged so that the light is emitted substantially normal to the flexible printed circuit board.
  • a housing is formed around the flexible circuit board and the light sources to form a flexible, elongated object, the housing having at least a first portion and a second portion extending along the flexible circuit board.
  • the first section is substantially transparent to the light emitted by the light sources.
  • the first and second portions are arranged such that the emitted light is reflected at the second portion and the main distribution direction of the emitted light is redirected to produce an intensity pattern having a maximum intensity in one direction at a non-zero angle to the normal of the flexible one PCB.
  • the angle to the normal of the flexible circuit board is between 30 degrees and 60 degrees, in particular about 45 degrees. At least approximately half of the light emitted by the light sources is reflected / redirected by the second section.
  • the flexible light strip has a substantially rectangular shape with first and second in cross section opposite surfaces and third and fourth opposing surfaces, wherein the flexible circuit board extends substantially parallel to the first surface, and the first and second sections are arranged such that at least approximately half of the light emitted from the light strip is from the third and / or or fourth surface is emitted.
  • the light strip has one or more second electrical conductors that extend substantially continuously parallel to the flexible circuit board and are electrically connected to the flexible circuit board at a plurality of positions.
  • the housing is formed around the flexible circuit board, the light sources and the second electrical conductors to form a flexible elongated object.
  • the flexible printed circuit board has a plurality of regions which are mechanically and electrically interconnected by connecting elements.
  • an arrangement has at least one first flexible light strip, a second flexible light strip and a connector for connecting at least one first conductor of both the first and the second flexible light strip to at least one second conductor of the at least one first and second flexible light strip.
  • the invention is opposite to the light-emitting diode bands according to the DE 10 2012 213 309 A1 the task of further developing these so that the user a verkettbares, vollvergossenes, flexible light emitting diode band is provided, which has a reliable electrical and mechanical connection at long feed lengths and is inexpensive to produce.
  • the light-emitting diode strip according to the invention has the advantage that it can be manufactured in any length in a surprisingly simple and cost-effective manner, with the flexible open profile (with integrated electrical lines with or without insulation for power supply and / or control and / or data transmission) both as a carrier and as a casting mold serves.
  • the inventive combination, in particular of extruded profile and the Vergusstechnik be in a surprisingly simple manner, in the DE 10 2013 203 666 B4 described disadvantages of the prior art (LED strip lights with a U-shaped profile and with a potting with translucent silicone) overcome, with a flat light exit surface can be realized.
  • Fig. 1 to Fig. 21 show various embodiments of a light-emitting diode band LB according to the invention, in particular of linkable, fully potted, LED strips below LB called light bands with long operable length with at least one feed, respectively power supply.
  • Such compact, cast LED strips LB with very long feed lengths up to 100m and beyond, are required in tunnel lighting, among other applications. This is achieved by combining the individual summation currents I1, I2, I3, .., In (see Fig. 5 ) of each flexible conductor carrier LP on the electrical lines L1, L2, Ln in a flexible, open to one side profile U (in particular a U-shell / U-profile).
  • the geometry of the cross section of the light-emitting diode band LB can be rectangular, square (polygonal) or even semicircular.
  • Fig. 13, Fig. 14 respectively.
  • Fig. 15 and Fig. 21 turn, this manufactured, potted LED strip LB turn can also serve as a basic lighting element for other geometries.
  • a U-shell also called U-profile
  • the flexible conductor carriers LP preferably have a module length of 5 m to 10 m and a population density of 10 LEDs / m to 100 LEDs / m.
  • the two legs of the U-shell U are preferably designed with an undercut H to the ground.
  • This undercut H ensures in the production process for an optimal anchoring of a potting compound V on the U-shell U.
  • the material of the U-shell U is preferably made of polyurethane and is preferably produced by extrusion.
  • the U-shell U is adjustable by additive particles in color and properties. It is conceivable, for example, by adding color particles, a pure white U-shell U for optimal light output or by color particles of the RAL palette individual color design depending on the place of use (decorative element). Furthermore, by incorporation of special particles, a flame-retardant material property can be achieved, v.a. for use in areas with increased safety requirements. Furthermore, a heat-conducting property is possible by ceramic particles.
  • a flexible conductor carrier LP is equipped with LEDs and glued and filled with a preferably clear, consisting of polyurethane potting compound V and thereby protected from moisture or weathering. around the point glare too
  • a translucent potting compound V see also FIG Fig. 13, Fig. 14 . Fig. 15 . Fig. 21 V2).
  • each flexible conductor carrier LP By combining the individual currents I1, I2, I3, .., into each flexible conductor carrier LP as a sum current onto the electrical conductors L1 , L2,, Ln in the U-shell, the limitation of the current carrying capacity of the flexible conductor carrier LP is bypassed, which has so far prevented such large feed lengths.
  • a flexible conductor carrier LP which is preferably equipped with chip light-emitting diodes (LED1, LED2, .., LEDn) in the U-shell U.
  • the flexible conductor support LP is glued to the inner bottom between the legs of the profile U.
  • a mechanical reinforcement T which is for example a plastic film, a metal foil, alternatively a plastic tape / metal band, a grid or a glass fiber reinforced fabric tape to prevent bending against the permissible bending direction of the flexible conductor carrier LP, can be introduced.
  • the individual components are non-positively connected by a suitable adhesive tape.
  • a suitable, preferably planer-like tool W is on the inside of the U-shell U, the U-shell U itself and the insulation of the line L1, L2,, Ln limited opened at the point of contact in a manner and removed that each access to the or desired line L1, L2,, Ln at the or the respective points is exposed.
  • a further possibility for exposing the conductors L1, L2,, Ln running inside the U-shell U represents the technique of material removal by grinding or milling (see Fig. 7 ).
  • the upper layer of the U-shell U is defined limited at the point of contact removed and the conductors L1, L2,, Ln inside the U-shell U are accessible at the or the respective locations.
  • the maximum length which can be operated with one feed can be repeated, i. to a maximum of twice, be increased.
  • the profile U is cut to the length of the finished product.
  • the next production step is now the opening of the inner bottom towards the preferably four, running in the interior of the open profile U, lines L1, L2,, Ln, there to make a subsequent contact with the flexible conductor support LP, which is later applied to the inner bottom of the open profile U, to produce.
  • This opening of the insulation in the floor area can, for example. Via a planer-like tool W (see Fig. 6 ) or a suitable grinding / milling combination W (see Fig. 7 ) defined.
  • the insulation in the bottom area of the U-shell and the conductors L1, L2,, Ln located therein is removed until the copper conductors of the lines L1, L2,, Ln are bare and thus contacting is possible.
  • the beginning and / or the end of the open profile U is assembled, which means that we removed the outer geometry of the profile U, so that only the insulated or uninsulated conductors L1, L2,, Ln from the bottom of the U-shell just lie. Virtually at each end, four individual wires L1, L2,, Ln project out of the profile U (free wire ends).
  • a now preferably IP-protected plug-in system S, B is now assembled at the beginning and / or end of the open profile U.
  • the main body / profile U has a defined length, preferably has an IP plug-in system S, B at the beginning and / or end, is open at a defined point in the interior of the profile U and thus access to the running in the ground conductors L1, L2,, Ln exposed.
  • the profile U is inserted or clamped in a suitable shape, which represents the fixation.
  • the profile U is fixed in the longitudinal direction, is kept straight and has no height differences. This in turn is important for the later process of introducing the potting compound V.
  • This reinforcement T preferably a plastic film, a metal foil, alternatively plastic tape / metal strip, a grid or a glass fiber reinforced fabric tape, or a flat plate with recesses, is applied to the inner bottom of the open profile U by means of a suitable adhesive.
  • a suitable adhesive preferably a plastic film, a metal foil, alternatively plastic tape / metal strip, a grid or a glass fiber reinforced fabric tape, or a flat plate with recesses
  • the flexible charge carrier LP is introduced on the mechanical reinforcement T introduced in the previous step with a suitable adhesive (see Fig. 3 ). It should be noted that a defined distance to the exposed conductors in the bottom of the open profile U is kept free.
  • the contacting takes place between the conductors L1, L2,, Ln running in the bottom of the profile U, and the flexible conductor carrier LP.
  • the connection is preferably made by soldering to ensure a permanent and uninterrupted contact.
  • a defined amount of a potting compound V preferably made of polyurethane, is discharged in such a way that a uniform filling level in the open profile U is achieved.
  • the potting compound V can consist of one or more layers and in turn even by the addition can be influenced by additives in their properties.
  • translucent particles for reduced glare and a more uniform light distribution or fluorescent particles which make it possible to emit afterglow are to be mentioned as conceivable settings, above all in areas for safety-relevant orientation illuminations.
  • the lower part, in which the insulated or non-insulated conductors L1, L2,, Ln run can be removed in the beginning and end regions of the profile U. Now the stripped conductors L1, L2,, Ln are exposed in the beginning and end area and can be assembled with plug S and socket B. Thanks to this technology, the flexible conductor carriers LP, which continue to run on the upper side, can be fitted with the next element, without having to accept a shadow effect at the beginning and at the end (see Fig. 12 ).
  • German Patent 10 2013 019 039.8 B3 insert see Fig. 13, Fig. 14
  • the first leg S1 of the housing G partially consists of a translucent, corresponding to the capillary effect in the wall thickness and tapered in the plastic material of the housing G passing second potting compound V2 and at least partially made of the plastic material of the (U-shaped) housing G, being already finished on this leg portion S1 encapsulated LED strip / LED line LB arranged and embedded in a first transparent potting compound V1.
  • the light of the chip LEDs LED is reflected by the inner surfaces of the housing G and diffused by the one end face ST of the housing G forming second potting compound V2, wherein the light emitting diode band LEB is horizontally flexible in the extension direction.
  • German patent 10 2013 019 039.8 B3 described and in Fig.
  • the already finished encapsulated LED strip / LED line LB can be arranged on one of the front side ST of the housing G opposite wall.
  • part of the light of the chip LEDs LED is reflected by the inner surfaces of the housing G and diffused by the one end face ST of the housing G forming second potting compound V2, wherein the light emitting diode band LEB is vertically elastic in the extension direction.
  • both positive properties, namely the opal, homogeneous and flat illuminated surface are combined with a large operable length according to the invention.
  • the open profile U which according to the invention serves both as a carrier and as a casting mold VG, have different geometries; Undercuts or the like in the profile U / in the form U are to be regarded as unproblematic, since the profile U and the potting material V are bending elastic and compensate for the forces occurring during demoulding.
  • Fig. 16 shows in detail a second embodiment, namely a convex formation of the open profile U
  • Fig. 17 shows in detail a third embodiment with upwardly tapered flanks of the open profile U
  • Fig. 18 shows in detail a fourth embodiment with convex flanks and straight bottom of the open profile U
  • Fig. 19 shows in detail a fifth embodiment with undercuts and upwardly tapered flanks of the open profile U
  • Fig. 20 shows in detail a sixth embodiment of the flexible open profile, namely a double-T profile U.
  • FIG. 21 a third embodiment of the light emitting diode band LEB semi-circular executed basic shape VG according to the invention.
  • LED modules LED on the double-T profile U can also be controlled independently of each other.
  • decorative effects can be achieved by a different dimming of the strip LED;
  • the color mixture in the luminaire body can be made variable and dynamic.
  • the same principle can also be applied to different shades of white, thus a lamp can be variably adjusted from a warm white tone to a cool white tone. For example, to simulate a daylight simulation (early evening: warm white, during the day: cool white).
  • the holding possibilities of the embodiments of the light emitting diode strip LB according to the invention according to the invention are as follows.
  • a corresponding profiling of the legs of the open profile U, with symmetrical cross-section by means of a prestressed holder made of plastic or spring steel, which engages in the negative profiling, a corresponding holding device can be provided, which is easy and quick to assemble.
  • a headband with preload which tapers upwardly and in which the cast light / light emitting diode tape is snapped may be used as a mounting bracket.
  • Another mounting option of the light-emitting diode strip LB according to the invention is to see a groove with an undercut on the back outside the open profile U itself before. In this undercut groove, a mushroom-shaped holder is inserted and locked, which holds the LED strip LB.
  • the open profile is made of polyurethane / extruded or in particular of thermoplastics (eg: acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polyamides (PA), polylactate (PLA), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET ), Polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyetheretherketone (PEEK) and polyvinyl chloride (PVC) by injection molding or by extrusion getting produced.
  • thermoplastics eg: acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polyamides (PA), polylactate (PLA), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET ), Polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyetheretherketone (PEEK) and polyvinyl chloride (PVC) by
  • subregions of the profile in particular a leg of a U-profile or the vertical middle part and / or the upper and / or the lower transverse part of a double-T-profile, made of transparent plastic, so that in combination with the radiation through the transparent or translucent potting compound V an emission angle greater than 180 ° up to 360 °, with all-round light emitting diodes (COG-LEDs (Chip On Glass), which have an all-round radiation characteristic through their glass substrate in conjunction with a recess / hole in the flexible conductor support LP through which the COG LED emits their light up and down, virtually all around, radiating out) or arranged back to back along the gravity line of the double T-profile LEDs LED1, LED2, .., LEDn, in particular chip LEDs, and completely transparent profile U become.
  • COG-LEDs Chip On Glass
  • a 270 ° -radiation can in particular in an arrangement of the electrical lines L1, L2,, Ln in the base of the U-profile and a transparent leg or arrangement of the electrical lines (L1, L2,, Ln) in a leg and transparent other leg as well as transparent basis are realized.
  • the profile U for strain relief / increasing the tensile strength at least one wire or a strand (consisting of several individual wires), which in particular in the leg of a U-profile or in the base between the electrical lines L1, L2, Ln or the upper and / or in the lower transverse part of a double-T-profile or in the vertical middle part between the electrical lines L1, L2,, Ln is / are arranged.
  • the wire / strand is in a side wall (leg) which abuts the wall, and the electrical lines L1, L2,, Ln are in the bottom (base) of the profile U (U-profile) in Extension direction of the light emitting diode band LB arranged.
  • the side wall and bottom are in particular opaque (the side wall and / or the bottom being coated on the inside with reflective material, in particular reflective particles embedded in the coating) and the light of the light emitting diodes LED1, LED2, .., LEDn coming on the opposite, transparent or translucent sidewall (Leg) into the room and up or down through the transparent or translucent potting V (arrangement on the side wall of a room).

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Abstract

Leuchtdiodenband mit: €¢ einem flexiblen, nach einer Seite offenen Profil (U) aus extrudiertem Kunststoff, €¢ mindestens zwei im Innern einer Wand (UW) des Profils (U) integrierten elektrischen Leitungen (LI, L2, , Ln), welche in der Wand (UW) parallel zueinander verlaufen und endseitig Steckverbinder (S, B) oder freie Drahtenden für die Verkettung der Leuchtdiodenbänder (LB) miteinander aufweisen, €¢ Ausnehmungen bis zu den elektrischen Leitungen (LI, L2, , Ln) in der Wand (UW), welche die durch die Ausnehmung begrenzte Kontaktfläche für den Anschluss von flexiblen Leitungsträgern (LP) mit darauf angeordneten Chip-Leuchtdioden (LED1, LED2, .. , LEDn) bilden und €¢ einer das Profil (U) innen auffüllenden transparenten oder transluzenten Vergussmasse (V),derart, dass die flexiblen Leitungsträger (LP) mit den Chip-Leuchtdioden (LED1, LED2, .. , LEDn) vor Feuchtigkeit oder Witterungseinflüssen geschützt sind und dass die flexiblen Leitungsträger (LP) in Parallelschaltung mit den elektrischen Leitungen (LI, L2, , Ln) verbunden sind, wobei der Summenstrom durch die mittels Steckverbinder (S, B) oder freien Drahtenden verbundenen Leitungen (LI, L2, , Ln) des Profils (U) fließt und wobei das Leuchtdiodenband (LB) vertikal zur Erstreckungsrichtung biegeelastisch ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft, gemäß Patentanspruch 1, ein verkettbares, vollvergossenes, flexibles Leuchtdiodenband. Weiterhin betrifft die Erfindung, gemäß Patentanspruch 13, ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • Lichtschläuche meist flexibler Art, insbesondere zu Dekorationszwecken und Werbezwecken sind seit langem bekannt. Beispielsweise ist aus der DE 102 43 948 A1 ein flexibler Lichtschlauch und dessen Anwendung in einem Leuchtkörper bekannt, welcher vorzugsweise in der Lichtwerbung auf der Basis von LEDs benutzt wird. Im Einzelnen sind innerhalb eines lichtdurchlässigen Plasteschlauches zwei Kabel als Plusschiene und als Minusschiene geführt und zwischen der Plusschiene und der Minusschiene sind mindestens zwei oder mehrere als Parallelschaltung angeordnete Gruppen von mindestens zwei oder mehrere in Reihe geschalteten LEDs elektrisch miteinander und mit einem Vorwiderstand verbunden. Alle LEDs sind mit ihrer Lichtaustrittsseite in eine Richtung gerichtet und einzelne Abschnitte innerhalb des Plasteschlauches sind mit zusätzlichen Schlauchstücken, vorzugsweise ein Schrumpfschlauch, zwischen den LEDs versehen, wobei diese Schlauchstücke die Plusschiene, die Minusschiene und das Verbindungskabel zwischen den LEDs umfassen und eine bessere Fixierung der LEDs und der Verbindungsdrähte innerhalb des Lichtschlauches ermöglichen, ohne dass die Flexibilität des Lichtschlauches behindert wird. Schließlich sind die Hohlräume innerhalb des Plasteschlauches mit einem transparenten, elastischen Kunststoff verfüllt, wodurch ein weiterer Sperreffekt gegen eindringende Feuchtigkeit erzielt wird. Auf einer Seite des Leuchtkörpers, welcher aus einem Kunststoffkörper besteht, ist mindestens eine Nut eingefräst, in die der Lichtschlauch als Lichtquelle eingelegt und mit einem Kunstharz vergossen oder angeklebt ist. Um eine breitere Lichtausbreitung zu realisieren weiten sich die Nutwände der Nut nach außen hin auf.
  • Weiterhin ist aus der DE 201 19 861 U1 ein flexibler transparenter Lichtschlauch aus Kunststoff bekannt, bei dem die Schlauchwand des flexiblen transparenten Schlauches mit einem strangförmigen biegbaren und nach Verbiegen die Form beibehaltenden Verstärkungselement verbunden ist. Das Verstärkungselement ist vorzugsweise in die Schlauchwand integriert und weist vorzugsweise einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. Bei der Herstellung eines derartigen transparenten Schlauches kann das Verstärkungselement direkt beim Extrudieren des Schlauches in die Schlauchwand eingelegt werden. Im Inneren des Schlauches ist eine Vielzahl von kleinen Leuchtelementen angeordnet, die über elektrische Anschlussdrähte, die in einem Stecker enden und mit elektrischer Spannung versorgt werden.
  • Weiterhin ist aus der DE 20 2005 002 425 U1 ein flexibler Lichtschlauch bekannt, welcher mindestens zwei parallel verlaufende Kupferdrähte zur Stromversorgung, einen biegsamen undurchsichtigen aber lichtdurchlässigen Streifen, mehrere mit multiplen LEDs ausgestattete Platinen sowie ein lichtdurchlässiges Formteil, welches streifenförmig ausgebildet ist, aufweist. Der Streifen ist im Querschnitt viereckig ausgebildet und weist ein der Länge nach durchgehend ausgebildetes Durchgangsloch sowie einen seitlich des Durchgangslochs angeordneten Schlitz auf, der für die Montage der Platinen vorgesehen ist. Jede Platine weist an ihren beiden Enden jeweils eine Kontaktklemme auf. Die Platinen werden durch den Schlitz in das Durchgangsloch des Streifens eingeführt, wobei die Kontaktklemmen der Platinen mit den Kupferdrähten elektrisch verbunden werden. Das von den nebeneinander angeordneten LEDs ausgestrahlte Licht wird durch das Formteil, welches eine im Querschnitt nach außen halbrunde Fläche aufweist, nach außen abgegeben. Dabei überlappt sich der abgegebene Lichtstrahl nebeneinanderliegender LEDs in einer Überlappungszone. Weiterhin ist eine Plastikhülle bestehend aus undurchsichtigem PVC vorgesehen, die unterhalb des Formteils beidseits und am Boden des Streifens angeordnet ist. Bei einer weiteren Ausführungsform des Lichtschlauchs sind die mit multiplen LEDs versehenen Platinen von einem Streifen umhüllt, der durch Spritzgießen aus weißem bzw. andersfarbigem Kunststoff hergestellt ist. Der Streifen hat dabei an seinem oberen Ende eine Kerbe und einen längs ausgebildeten Schlitz, welcher dazu dient, die Platine in das Durchgangsloch des Streifens einbringen zu können. Das Durchgangsloch längs im Produkt weist die Gefahr von Schwitzwasser/Kapillareffekt auf. Um den Beleuchtungseffekt zu erhöhen, kann die Kerbe zusätzlich mit einem Reflexfilm versehen sein. Bei dieser Ausführungsform ist der Streifen aus undurchsichtigem Kunststoff hergestellt. Um mit dem Lichtschlauch beispielsweise das Wort "OPEN" zu formen, sind mehrere Fixierelemente zur Befestigung des Lichtschlauchs an einer Platte vorgesehen. Beim Fertigungsprozess wird ausschließlich die Extrusion verwendet; eine Anregung auf einen Verguss ist der DE 20 2005 002 425 U1 nicht entnehmbar.
  • Weiterhin sind Leuchtdiodenbänder - auch flexibler Art - seit langem bekannt. Beispielsweise ist aus der DE 10 2012 110 136 A1 ein LED-Band bekannt, welches eine Vielzahl von Leuchtdioden aufweist, die in einer Reihe angeordnet sind und in einem flexiblen langgestreckten Gehäuse eingegossen sind. Das Gehäuse bildet eine, insbesondere U-förmige oder V-förmige, Gussform aus, die zwei sich nach oben (z-Richtung) erstreckende Seitenwandungen umfasst, d.h. mit zwei sich nach oben zur offenen Seite der Gussform erstreckenden Seitenwandungen, die in einem unteren Bereich, insbesondere durch einen Boden, miteinander verbunden sind. Die Leuchtdioden werden in die Gussform eingebracht; die Gussform wird anschließend mit Vergussmasse befüllt. Von unten nach oben (in z-Richtung) betrachtet, wird die Gussform bis zu einer Markierung, d.h. eine durch zumindest eine an einer Seitenwandung horizontal verlaufende Markierungskante, wobei der unmittelbar oberhalb der Markierungskante anschließende Wandabschnitt der Seitenwandung vertikal ausgerichtet ist oder weiter als die Markierungskante in den Innenraum (der Gussform) hineinragt (auch zur Ausbildung eines zumindest teilweise "unstetigen" Übergangs von einem oberen Wandabschnitt zu einem unteren Wandabschnitt der Seitenwandung), mit einer ersten Vergussmasse befüllt. Ab der Markierung ist die Gussform mit einer zweiten Vergussmasse befüllt. Dabei können auch weitere Vergussmassen oberhalb bzw. unterhalb der Markierung angeordnet sein. An der Markierung bildet sich eine horizontale Grenzlinie zwischen erster und zweiter Vergussmasse aus, wobei die erste Vergussmasse nach dem Aushärten den Boden der Vergußform für die zweite Vergussmasse bildet. Die erste Vergussmasse ist insbesondere eine transparente Vergussmasse; die zweite Vergussmasse ist insbesondere eine opake Vergussmasse. Als Vergussmassen eignen sich grundsätzlich Polyurethan(PU)-Werkstoffe. Insbesondere ist nun die Markierung durch zumindest eine an einer der Seitenwandungen, insbesondere an beiden der Seitenwandungen, horizontal verlaufende Markierungskante gebildet. Der sich unmittelbar oberhalb der Markierungskante anschließende Wandabschnitt der Seitenwandung ist vertikal ausgerichtet oder ragt weiter als die Markierungskante in den Innenraum hinein. Dabei kann der unmittelbar oberhalb der Markierungskante anschließende Wandabschnitt der Seitenwandung weiter in den Innenraum der Gussform hineinragen als ein unmittelbar unterhalb der Markierungskante anschließender Abschnitt der Seitenwandung. Die Seitenwandung ist zwingend einstückig und eine gute Einstellbarkeit tritt insbesondere dann ein, wenn an beiden Seitenwandungen eine horizontal verlaufende Markierungskante angeordnet ist, wobei beide Markierungskanten auf der gleichen vertikalen Position (z-Richtung) angeordnet sind. In einer bevorzugten Ausgestaltung eines LED-Bandes sind benachbarte Leuchtdioden in drei Freiheitsgraden gelenkig miteinander verbunden. Hierzu sind die benachbarten Leuchtdioden ausschließlich durch freiliegende Kabelleitungen miteinander verbunden und sind nicht auf einem Leitungsband oder auf einer bandförmigen Platine befestigt. Es ist ersichtlich, dass die freiliegenden Kabelleitungen für sich genommen Drehungen und Biegungen in allen Richtungen erlauben. Freiliegend bedeutet dabei, dass diese Kabelleitung (=Litze + Isolation der Litze) vor dem Eingießen von keinem Material umschlossen waren; nach dem Eingießen können die freiliegenden Kabel aber durch die Vergußmasse umschlossen sein. Ein Kabel kann mehrere Kabelleitungen umfassen.
  • Hinsichtlich der Anschlusstechnik ist aus der DE 20 2008 002 044 U1 ein flexibles sogenanntes LED-Stablicht-Gerät bekannt, welches aus zumindest einem positiven Draht und mindestens einem negativen Draht (Stromversorgungsleitungen), welche parallel zueinander stehen, besteht. Weiterhin sind LED-Chips vorgesehen, von denen jeder vermittels Anschlussdrähten mit dem positiven und dem negativen Draht verbunden ist. Schließlich ist ein Verpackungsmaterial zum Verkapseln des positiven Drahts, des negativen Drahts und der (blanken) LED-Chips im flexiblen LED-Stablicht-Gerät vorgesehen. Die Kapselung (Verpackungsmaterial) kann jedes Material sein, welches nach dem Aushärten transparent und flexibel ist, beispielsweise wärmehärtendes Kunstharz, Epoxidharz, Polycarbonat, Polyethylen-Terephthalat, Polyethylen-Naphthalat, Polymid, Polyacrylat usw. Im flexiblen LED-Stablicht-Gerät können die positiven und negativen Drähte weiterhin mit Isolationsmaterial ummantelt werden, ausgenommen dort, wo die (blanken) LED-Chips aufgesteckt werden. Der Herstellungsprozess besteht aus folgenden Schritten:
    • Platzieren jeweils eines positiven Drahtes und eines negativen Drahtes an vorbestimmten Positionen in einer Gussform,
    • Platzieren von "blanken" LED-Chips an vorbestimmten Positionen in der Gussform,
    • Verbinden jedes einzelnen "blanken" LED-Chips mit dem positiven Draht und dem negativen Draht mittels Anschlussdrähten,
    • Einspritzen von geschmolzenem (Verpackungs-) Material auf bzw. in die Gussform, welche den positiven und den negativen Draht sowie die "blanken" LED-Chips enthält und
    • Nachbehandeln bzw. Aushärten der Kapselung (Verpackungsmaterial).
  • Weiterhin ist aus der DE 20 2005 006 643 U1 eine flexible LED-Kabel-Beleuchtung mit einem flexiblen und flachen Isolierkörper mit einem Längsschlitz und mehreren Vertiefungen zur jeweiligen Verbindung mit dem Längsschlitz bekannt. Weiterhin sind mindestens zwei Drähte zur Stromversorgung parallel in dem Isolierkörper eingebettet und es sind mehrere Stränge vorgesehen, die jeweils eine Mehrzahl von LEDs und mindestens einen damit in Reihe geschalteten und in den Längsschlitz angeordneten Widerstand, welcher kleiner als die LEDs ist, umfassen. Die LEDs sind jeweils in den Vertiefungen, welche etwas größer als die LEDs sind, befestigt und elektrisch zwischen die mindestens zwei Drähte geschaltet. Jede LED ist auf einer Leiterplatte befestigt, welche über Leiter mit den mindestens zwei Drähten durch Anlöten oder Ausbilden zweier Zinken elektrisch verbunden, d.h. elektrisch parallel geschaltet ist. Dadurch kann die LED-Kabel-Beleuchtung auf gewünschte Längen geschnitten werden. Schließlich bedeckt eine Schutzschicht den Isolierkörper und die LEDs, wobei die Schutzschicht aus lichtdurchlässigem Material oder halb lichtdurchlässigem Material, insbesondere Polyvinylchlorid (PVC) besteht. Um die Kabel-Beleuchtung zu befestigen, ist auf die Schutzschicht ein Zweikomponenten-Kleber aufgebracht. Die serielle Verbindung der Stränge erfolgt mittels strahlenförmiger Zinken, welche in den Isolierkörper des einen Segments geschoben und somit jeweils mit den mindestens zwei Drähten elektrisch verbunden werden. Die Verbindungsstelle wird mit Klebstoff versiegelt und mit einem Schlauch abgedeckt.
  • Weiterhin ist aus der DE 20 2011 003 608 A1 ein sogenanntes gehäustes LED-Modul bekannt. Das gehäuste LED-Modul weist ein Modul mit wenigstens einer darauf angeordneten LED, ein einteiliges Gehäuse mit einer Aufnahme für das Modul, einem im Wesentlichen optisch durchlässigen Bereich, welcher das Abstrahlen von Licht der LED nach außen ermöglicht und eine Öffnung, auf. Ein Vergießblockiermittel, welches zwischen dem Modul und dem Gehäuse vorgesehen bzw. angeordnet ist, ist derart ausgebildet, dass es das Eindringen einer über die Öffnung in das mit dem Modul bestückte Gehäuse eingebrachten Vergussmasse (mittels eines Zwei- oder Mehr-komponenten-Spritzsystems) in einen Bereich zwischen LED und den im Wesentlichen optisch durchlässigen Bereich, durch Aufhebung der Kapillarwirkung zwischen Modul und Gehäuse verhindert. Vorzugsweise weist die Vergussmasse aus Polyurethan, Silikonharz, Epoxydharz oder dergleichen bekannte Materialien ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit auf. Das Gehäuse ist so ausgebildet, dass es nach dem Einlegen des LED-Moduls in die Aufnahme sogleich von hinten, also über die Öffnung, ausgegossen werden kann. Die Vergießblockiermittel erzielen insbesondere eine Unterbrechung bzw. Aufhebung der Kapillarwirkung zwischen dem in das Gehäuse eingelegten Modul sowie dem Gehäuse, so dass die eingegossene Vergussmasse nicht aufgrund Kapillarwirkung in den Bereich zwischen LED und im Wesentlichen optisch durchlässigen Bereich eindringt. Somit wird weiterhin ein gezieltes Abstrahlen von Licht der LED nach außen ermöglicht. Die Verwendung der Vergießblockiermittel ermöglicht es auf besonders einfache Weise, dass das LED-Modul sowie auch mit dem Modul verbindbare Anschlusskabel im Gehäuse ohne die Verwendung von einem zusätzlichen Material, wie bspw. ein separates Dichtelement, nach außen abgedichtet und vollvergossen werden kann, ohne dass die Vergussmasse nach vorne zwischen LED und den im Wesentlichen optisch durchlässigen Bereich dringt. Auch auf zusätzliche Trennwände oder ähnliches kann verzichtet werden, die zu einer Vergrößerung des gesamten Bauteils führen würden. Da das gehäuste LED-Modul voll vergossen werden kann, wird auch kein zusätzliches Unterteil zum Verschließen des Gehäuses benötigt. Zum Herstellen einer kraft- und formschlüssigen Verbindung zwischen Gehäuse und Modul und um die Lagefixierung des Moduls zu verbessern und sicherzustellen, können Positioniermittel (Platzierungsstifte) des Gehäuses mit aufgestecktem Modul verstemmt werden. Somit wird sicher vermieden, dass das in dem Gehäuse angeordnete Modul sich aus seiner vorbestimmten Lage löst. Alternativ oder zusätzlich können die Positioniermittel des Gehäuses, beispielsweise die vorgenannten Platzierungsstifte, eine elektrische Verbindung zwischen dem Modul und wenigstens einem, vorzugsweise wenigstens zwei zur elektrischen Kontaktierung des Moduls verwendeten Anschlusskabel bereitstellen. Hierzu weisen die Positioniermittel vorzugsweise eine elektrisch leitfähige Oberfläche auf oder sind aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt. Die mit den Positioniermitteln in Kontakt tretenden Bereiche der Platzierungsöffnungen des Moduls weisen dazu ebenfalls elektrisch leitfähige Verbindungen auf. Um einen Kontakt mit dem oder den Anschlusskabeln zu ermöglichen, weisen entweder die Platzierungsstifte an ihren den Anschlusskabeln zugewandten Ende Schneidklemmkontakte auf, oder die Anschlusskabel sind an entsprechenden Stellen abisoliert, so dass eine elektrische Verbindung durch einfachen Berührkontakt hergestellt wird. Diese Verbindung wird durch den Vergusskörper schließlich Lagefixiert, welcher das Gehäuse ausfüllt und Gehäuse mit Modul und Anschlusskabeln abdichtend verbindet. Vorzugsweise weist das Gehäuse ferner seitliche Anschlussführungen mit Ausnehmungen auf, in denen wenigstens ein, vorzugsweise wenigstens zwei zur elektrischen Kontaktierung des Moduls verwendete Anschlusskabel geführt sind. Die Ausnehmungen weisen vorzugsweise Verjüngungen auf, welche abschnittsweise den Durchmesser der Ausnehmung verkleinern. Besonders vorzugsweise sind die Verjüngungen als Dichtlippen der Ausnehmungen ausgebildet, in die das bzw. die Anschlusskabel eingepresst sind, um das bzw. die Anschlusskabel abdichtend in den Anschlussführungen zu fixieren. Ein zusätzliches Abdichtelement kann somit entfallen. Der Vergusskörper allein sowie auch unterstützt durch die Dichtlippen ermöglicht es somit, dass das LED-Modul in dem Gehäuse ohne die Verwendung von zusätzlichem Material abdichtend und sicher fixiert gelagert ist. Zudem dienen die Verjüngungen als zusätzliche Zugentlastung, so dass die auf das bzw. die Anschlusskabel wirkenden Zugkräfte sicher auf das Gehäuse übertragen werden können. Das Modul kann ferner, bspw. auf seiner der LED abgewandten Seite, Kontaktierungselemente zur elektrischen Kontaktierung des Moduls mit Anschlusskabeln aufweisen. Dies insbesondere, wenn die Platzierungsstifte nicht zur elektrischen Kontaktierung zwischen Modul und Anschlusskabel dienen. Das Kontaktierungselement ist dazu vorzugsweise elektrisch leitfähig und kann aus einem Metall oder einer Metalllegierung bestehen. Die Kontaktierungselemente sind vorzugsweise als Schneidklemmkontakte, Piercingkontakte, Crimpkontakte oder dergleichen bekannte Kontaktierungselemente ausgebildet. Schneidklemmkontakte sind in der Regel derart ausgebildet, dass sie einen Schlitz aufweisen, in den der entsprechende Leiter eingeschoben wird. Der Schlitz weist eine solche Größe auf, dass beim Hineinschieben die Isolierung der Leitung durchschnitten wird. Somit kann ein elektrischer Kontakt mit der Leitung realisiert werden. Dabei hat der Schlitz vorzugsweise eine solche Breite, dass der Leiter, beispielsweise ein Draht oder Litzen, nicht angeschnitten wird. Somit kann durch einfaches Zusammenstecken bzw. Aufstecken der Anschlusskabel ein elektrischer Verbindungs- bzw. Steckkontakt hergestellt werden. Eine beliebig lange LED-Kette kann dadurch gebildet werden, dass auf den Anschlusskabeln an beliebigen Positionen mehrere gehäuste LED-Module einfach angeordnet und montiert werden. Die Anschlusskabel zwischen den gehäusten LED-Modulen sind Leitungen ohne Unterbrechung, die bei den Kontaktstellen entweder abisoliert oder mit Schneidklemmkontakten kontaktiert werden, ohne das Endloskabel zu unterbrechen. Diese Lösung ermöglicht eine endlose Verkettung sowie die Verwendung von vorprogrammierbaren, beliebig änderbaren Modulabständen auch innerhalb der LED-Kette. Durch Verwendung von flexiblen Anschlusskabeln kann der Einsatzbereich, im Vergleich zu starren Leitern, noch vergrößert werden. Somit ist eine unendliche Anzahl an möglichen Abständen (gleichmäßig; ungleichmäßig; sich wiederholend) der LED-Module 1 auf einem Anschlusskabel gegeben, welche durch das Vergießen des Vergusskörpers einfach hergestellt werden können. Ebenso ist durch die mögliche Verwendung von Endloskabeln jede beliebige Kettenlänge möglich, die zudem bei flexiblen Anschlusskabeln auch jede beliebige Form annehmen können.
  • Weiterhin ist aus der DE 10 2012 213 309 A1 ein Verfahren zum Herstellen eines Leuchtbands mit einem bandförmigen Träger bekannt, welcher an zumindest einer Seite mit mehreren Halbleiterlichtquellen bestückt ist, mit mindestens einer elektrischen Leitung, die an dem Träger angeordnet ist und mit einem gemeinsamen Verguss des Trägers und der elektrischen Leitung. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
    1. (a) Bereitstellen eines bandförmigen Trägers, welcher an zumindest einer Seite mit mehreren Halbleiterlichtquellen, insbesondere Leuchtdioden, bestückt ist,
    2. (b) Anordnen mindestens einer elektrischen Leitung an dem Träger und
    3. (c) Vergießen der mindestens einen elektrischen Leitung an dem Träger.
    Die zur Stromversorgung und/oder Datenübertragung dienende elektrische Leitung wird also separat von dem Träger hergestellt und ist nicht auf Herstellungsarten für Leiterbahnen beschränkt. Die Querschnittfläche ist nicht auf die Querschnittsfläche von Leiterbahnen beschränkt, sondern kann wesentlich größer sein, so dass sie einen weit geringeren elektrischen Widerstand bezüglich einer gleichen Länge aufweisen kann. Dadurch kann eine elektrische Leitung eines großen Querschnitts preiswert bereitgestellt werden. Durch die räumlich nahe (kontaktierende oder nicht kontaktierende) Anordnung des Trägers zu der elektrischen Leitung wird auf einfache Weise der gemeinsame Verguss mit einer, insbesondere lichtdurchlässigen, Vergussmasse ermöglicht. Dieses Verfahren ist besonders einfach und z. B. ohne aufwändige vorbereitende Schritte umsetzbar. Weiterhin kann der bereits vollständig bestückte, aber noch nicht vergossene Träger wie bisher hergestellt werden und braucht bis zu seinem Verguss nicht modifiziert zu werden. Die elektrische Leitung kann ein Metalldraht sein, welcher in der Regel dünn, lang und biegsam bzw. verformbar ist. Die Verwendung von Draht beeinträchtigt also eine Flexibilität der Leuchtvorrichtung nicht oder zumindest nicht wesentlich. Der Draht kann einen kreisförmigem, vierkantigen, flachen usw. Querschnitt aufweisen. Als Metalle können z. B. Eisen, Kupfer, Messing, Aluminium, Silber, Gold und Edelstahl sowie Legierungen verwendet werden. Das Anordnen der elektrischen Leitung an dem Träger umfasst ein Anordnen so, dass sie gemeinsam von einer Vergusseinheit, z.B. Extrudiermaschine, vergossen werden kann. Insbesondere umfasst das Anordnen an dem Träger im Schritt (b) ein Anlegen der elektrischen Leitung an den Träger, wodurch die Leitung also den Träger mechanisch kontaktiert. Dadurch kann ein besonders kompaktes vergossenes Leuchtband erzeugt werden und eine genaue Positionierung der elektrischen Leitung(en) ist möglich. Alternativ umfasst das Anordnen im Schritt (b) ein lockeres Anlegen der elektrischen Leitung an den Träger. Unter einem lockeren Anlegen wird insbesondere ein nicht selbstständig (nicht kraft-, form- und/oder stoffschlüssiges) Halten der elektrischen Leitung(en) an dem Träger verstanden. Vielmehr wird die Anlage durch eine externe Vorrichtung, z. B. einen Andrück- oder Spannmechanismus, oder durch eine Schwerkraft bewirkt. Alternativ umfasst das Anordnen im Schritt (b) ein stoffschlüssiges Befestigen der elektrischen Leitung an dem Träger, z. B. durch einen Haftvermittler, z. B. ein doppelseitiges Klebeband. So wird eine besonders präzise Positionierung der elektrischen Leitung ermöglicht. Jedoch kann die Leitung auch eingedrückt werden und dadurch kraft- und/oder formschlüssig von dem Träger gehalten werden.. Alternativ umfasst das Anordnen im Schritt (b) ein beabstandetes Anordnen der elektrischen Leitung zu dem Träger. Dies weist den Vorteil auf, dass ein Aufwand zum mechanischen Kontaktieren der elektrischen Leitung(en) entfallen kann. Das beabstandete Anordnen mag insbesondere ein Anordnen in einem geringen Abstand umfassen. Alternativ umfasst das Anordnen im Schritt (b) ein Spannen der elektrischen Leitung , wodurch die elektrische Leitung geradegezogen wird und so insbesondere locker an den Träger angelegt oder davon in einem definierten Abstand gehalten werden kann. In weiterer Ausgestaltung umfasst das Bereitstellen im Schritt (a) ein Bereitstellen eines nur an seiner Vorderseite bestückten Trägers und das Anordnen im Schritt (b) ein Anordnen der elektrischen Leitung an einer Rückseite des Trägers umfasst. Dadurch kann eine Ausgestaltung der Vorderseite, z. B. eine Führung von Leiterbahnen, weitgehend unbeeinflusst von der Anwesenheit der mindestens einen elektrischen Leitung ausgestaltet werden. Alternativ oder zusätzlich umfasst das Verfahren im Schritt (a) ein Bereitstellen eines nur an seiner Vorderseite bestückten Trägers und das Anordnen im Schritt (b) ein Anordnen der elektrischen Leitung an einer Rückseite des Trägers. Dadurch kann eine Ausgestaltung der Vorderseite, z.B. eine Führung der Leiterbahnen weitgehend unbeeinflusst von der Anwesenheit der elektrischen Leitung ausgestaltet werden. Der bandförmige Träger kann insbesondere eine bandförmige Leiterplatte oder ein flexibler Träger sein, z. B. aus Polyimid. Dies ermöglicht auch eine Bereitstellung eines flexiblen Leuchtbands, insbesondere falls die für Schritt (c) verwendete Vergussmasse eine flexible Vergussmasse ist. z. B. Silikon. Das Vergießen der elektrischen Leitung(en) an dem Träger umfasst zumindest ein Teilvergießen des Trägers. Das Teilvergießen bewirkt insbesondere eine formschlüssige Verbindung von dem Träger und der elektrischen Leitung, ggf. auch einen Stoffschluss. Bei einem Teilverguss mögen beispielsweise die Leuchtdioden bzw. deren Emitterfläche freibleiben und können, falls gewünscht, in einem weiteren Schritt vergossen werden, z. B. mit einer unterschiedlichen Vergussmasse. Beispielsweise mag die den Träger und die mindestens eine elektrische Leitung verbindende Vergussmasse blickdicht sein, während die Vergussmasse zum Verguss der Leuchtdioden lichtdurchlässig ist. Weiterhin umfassen die Schritte (b) und (c) ein Anordnen bzw. Vergießen mindestens einer freiliegenden (nicht elektrisch isolierten) elektrischen Leitung. Freiliegende elektrische Leitungen, z. B. nackte Drähte, erleichtern eine elektrische Kontaktierung. Allgemein kann die elektrische Leitung auch einen elektrisch isolierenden Mantel o. ä. aufweisen, z. B. in Form eines oder mehrerer Kabel vorliegen. Weiterhin umfasst das Verfahren einen folgenden Schritt (d) eines elektrischen Verbindens der elektrischen Leitung mit zumindest einem Teil der Halbleiterlichtquellen, ggf. über eine zwischengeschaltete Leiterbahnstruktur. Das elektrische Verbinden kann durch Löten oder Schweißen (Laser-, Widerstands- oder Reibschweißen) erfolgen (bei mindestens einer elektrischen Leitung auf einer zu den Halbleiterlichtquellen abgewandten Seite ggf. über Durchkontaktierungen (Vias)). Insbesondere falls die elektrische Leitung an einer zu den Halbleiterlichtquellen abgewandten Seite angeordnet ist, kann die elektrische Kontaktierung z. B. auch durch Crimpen usw. erfolgen. In einer weiteren Ausgestaltung umfasst das Vergießen in Schritt (c) ein gemeinsames vollständiges Vergießen des Trägers und der mindestens einen elektrischen Leitung. Dadurch kann der Verguss besonders einfach durchgeführt werden. Das dazu verwendete Vergussmaterial ist vorzugsweise lichtdurchlässig. Insbesondere umfasst die Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe kann monochrom (z. B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z. B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen; z. B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mindestens einen wellenlängen-umwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions-LED). Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Leuchtdiode angeordnet sein ("Remote Phosphor"), z. B. in der Vergussmasse. Die Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Die Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z. B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z. B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z. B. Polymer-OLEDs) einsetzbar. Alternativ kann die mindestens eine Halbleiterlichtquelle z. B. mindestens einen Diodenlaser aufweisen.
  • Um den Nachteil von LED-Leuchtbänder mit einem U-förmigen Profil und mit einem Verguss mit lichtdurchlässigen Silikon hinsichtlich einer begrenzten Länge und Zusammensetzung für größere Längen aus mehreren LED-Leuchtbänder zu vermeiden, ist aus der DE 10 2013 203 666 B4 ein Leuchtband mit bandförmigem Substrat bekannt. Das Leuchtband weist ein bandförmiges Substrat mit mindestens einer an mindestens einer Flachseite des Substrats angeordneten Halbleiterlichtquelle auf. Das Substrat ist ein Flachbandkabel mit mehreren Adern, wobei mindestens eine Ader zumindest abschnittsweise an mindestens einer Flachseite abisoliert ist und die Halbleiterlichtquelle abisolierte Bereiche mindestens einer Ader elektrisch kontaktiert. Ferner weist das Leuchtband mindestens eine nicht an einer Flachseite abisolierte Ader auf und ist zumindest an abisolierten Bereichen der mindestens einen Flachseite von einer lichtdurchlässigen Abdeckung, insbesondere Vergussmasse (wie z. B. Silikon, Polyimid, PVC, PE, PP und für eine hohe Lichtausbeute transparent oder z. B. für ein homogeneres Lichtabstrahlmuster transluzent (opak, milchig) sein), abgedeckt, wobei das Leuchtband an seiner mindestens einen nicht abisolierten randseitigen Ader frei von der Abdeckung ist. Durch die Verwendung eines Flachbandkabels anstelle einer vergleichsweise teuren Leiterplatte ist das Leuchtband besonders preisgünstig und zudem praktisch ohne Längenbeschränkung herstellbar, z B. im Rahmen eines Endlosprozesses. Produktlängen können flexibel eingestellt werden und auch von einem Kunden durch Schneiden selbst konfektioniert werden. Zusätzlich sind viele unterschiedliche Flachbandkabel (z. B. mit unterschiedlichen Leiterbahndicken, Leiterbahnformen. Leiterbahnmaterialien, Farbe der Isolierung usw.) kommerziell erhältlich. Zudem lässt sich eine elektrische Verschaltung besonders einfach einbringen und ändern, z. B. durch Einbringung von Unterbrechungen der Adern oder einfaches Anlöten von Kabeln, ggf. sogar noch bei einer Montage oder durch einen Endkunden. Außerdem sind für handelsübliche Flachbandkabel viele genormte handelsübliche Stecker und Endstücke erhältlich, und zwar auch mit IP-Schutz, UL-Zulassung und/oder ähnlichen Zertifizierungen. Darüber hinaus weisen Adern eines Flachbandkabels typischerweise einen höheren Querschnitt auf als eine Leiterbahn einer Leiterplatte, wodurch wiederum höhere Stromdichten und eine Parallelschaltung von Halbleiterlichtquellen ermöglicht werden. Die nicht abisolierte Ader trägt nicht zur elektrischen Verschaltung der mindestens einen Halbleiterlichtquelle bei, mag aber eine Stabilität des Leuchtbands erhöhen. Zudem stellt eine solche Ader ein Mittel zur Wärmeableitung dar, wozu sie insbesondere mit mindestens einem Kühlkörper verbunden sein kann. Die Vergussmasse stellt einen Schutz, insbesondere IP-Schutz, für die mindestens eine Halbleiterlichtquelle und die abisolierten Bereiche der Flachseiten zur Verfügung. Das Freilassen der nicht abisolierten Ader von der Abdeckung ermöglicht eine höhere Wärmeabgabe und spart an Material für die Abdeckung. Zudem kann die randseitige Ader ein Überlaufen einer Vergussmasse verhindern, falls eine solche verwendet wird, z. B. indem die nicht entfernte Isolierung als Stoppkante wirkt. Ein Bereitstellen der mindestens einen abisolierten Ader kann beispielsweise durch Schaben, Schneiden. Lasern oder andere materialabtragende Verfahren oder durch Bezug als fertig konfektioniertes Vorprodukt erreicht werden. Vorzugsweise umfasst die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Mehrere Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen, z. B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mindestens einen Wellenlängen umwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions-LED). Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Leuchtdiode angeordnet sein ("Remote Phosphor"), z. B. in einer Vergussmasse. Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z. B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Der elektrische Kontakt der Kontaktbereiche kann durch Löten oder einen elektrisch leitfähigen Haftvermittler wie Lotpaste oder Leitkleber erfolgen. Die Lotpaste oder der Leitkleber kann beispielsweise mittels Druckens, Dispensens oder Jettens aufgebracht werden. Die Halbleiterlichtquelle kann stoffschlüssig mit dem mindestens einen Kontaktbereiche verbunden sein. Zusätzlich zu der mindestens einen Halbleiterlichtquelle kann das Flachbandkabel auf analoge Weise mit elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen bestückt sein, z. B. mit oberflächenmontierten Bauelementen ("SMDs"). Zumindest einige dieser Bauelemente mögen einen Treiber oder einen Teil eines Treibers für die mindestens eine Halbleiterlichtquelle darstellen. Das Verfahren zum Herstellen eines Leuchtbands gemäß der DE 10 2013 203 666 B4 weist die folgenden Schritte auf: (a) Bereitstellen eines Flachbandkabels mit mehreren Adern; (b) Abisolieren zumindest eines Abschnitts zumindest einer Ader an mindestens einer Flachseite des Flachbandkabels; und (c) Befestigen zumindest einer Halbleiterlichtquelle an einer zugehörigen Flachseite so, dass sie mit Kontaktbereichen der mindestens einen abisolierten Ader elektrisch verbunden ist. Weiterhin schließt sich dem Schritt des Abisolierens ein Schritt eines Einbringens mindestens einer Unterbrechung in einen abisolierten Abschnitt mindestens einer Ader an und der Schritt des Befestigens umfasst ein elektrisches Verbinden zumindest einer Halbleiterlichtquelle an durch eine Unterbrechung getrennten Kontaktbereichen einer gemeinsamen Ader. Es ist eine Weiterbildung, dass das Verfahren einen Schritt eines Aufbringens eines elektrisch leitfähigen Haftvermittlers auf mindestens einen Abschnitt mindestens einer abisolierten Ader aufweist.. Der Haftvermittler kann insbesondere vor oder nach einem Einbringen einer Unterbrechung aufgebracht werden. Dem Aufbringen des elektrisch leitfähigen Haftvermittlers schließt sich der Schritt des Befestigens der zumindest einen Halbleiterlichtquelle an. Dieser Schritt umfasst ein Bestücken mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle und/oder mit mindestens einem elektrischen oder elektronischen Bauelement am Ort des elektrisch leitfähigen Haftvermittlers, und damit an einem zugehörigen Kontaktbereich. Dem Befestigen zumindest einer Halbleiterlichtquelle kann sich ein Temperaturprozess mit erhöhter Temperatur anschließen, z. B. zum Aufschmelzen der Lotpaste oder zum Aushärten des Leitklebers. Für ein nur an einer Flachseite bzw. einseitig abisoliertes oder bestücktes Flachbandkabel, dass sich ein Schritt eines Anbringens z. B. eines doppelseitigen Klebebands an der nicht abisolierten bzw. nicht bestückten Flachseite anschließt. Dadurch können insbesondere bei der Unterbrechung der Ader(n) entstandene Löcher oder Durchführungen in der einseitigen Isolation abgedeckt werden. Insbesondere falls bei der Unterbrechung der Ader(n) keine Löcher oder Durchführungen entstanden sind, kann das doppelseitige Klebeband auch weggelassen oder nach dem Verguss mit einer lichtdurchlässigen Vergussmasse zumindest an abisolierten Stellen der mindestens einen Flachseite des Flachbandkabels aufgebracht werden. Das Leuchtband gemäß der DE 10 2013 203 666 B4 weist also parallel angeordnete Adern, insbesondere zwei äußere, nicht stromführende Adern, eine mittige Ader mit Unterbrechung zur Serienschaltung der Leuchtdioden und rechts und links davon verlaufende, über ihre gesamte Länge abisolierte bzw. von der Isolierung befreite Adern, an denen die Betriebsspannung (Plus- und Minus-Pol) angelegt ist, auf. Die beiden randseitig angeordneten, nicht abisolierten Adern dienen zur Erhöhung der mechanischen Stabilität des Leuchtbands und als Stoppkante für die Vergussmasse.
  • Schließlich ist aus der EP 2 454 520 B1 ein Leuchtband, beispielsweise für Fassadenbeleuchtung bekannt, welches eine flexible Leiterplatte und eine Mehrzahl von Lichtquellen sowie einen ersten Leiter zum Speisen der Lichtquellen mit Strom, aufweist, wobei die Lichtquellen so angeordnet sind, dass das Licht im Wesentlichen normal zur flexiblen Leiterplatte emittiert wird. Weiterhin ist ein Gehäuse um die flexible Leiterplatte und die Lichtquellen geformt, so dass ein flexibles, längliches Objekt entsteht, wobei das Gehäuse mindestens einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, die sich entlang der flexiblen Leiterplatte erstrecken. Der erste Abschnitt ist im Wesentlichen für das von den Lichtquellen emittierte Licht lichtdurchlässig. Im Einzelnen sind die ersten und zweiten Abschnitte so angeordnet, dass das emittierte Licht an dem zweiten Abschnitt reflektiert und die Hauptverteilungsrichtung des emittierten Lichtes so umgeleitet wird, dass ein Intensitätsmuster entsteht mit einer maximalen Intensität in einer Richtung bei einem Winkel ungleich null zur Normalen der flexiblen Leiterplatte. Der Winkel zu der Normalen der flexiblen Leiterplatte beträgt zwischen 30 Grad und 60 Grad, insbesondere ungefähr 45 Grad. Dabei wird mindestens ungefähr die Hälfte des von den Lichtquellen emittierten Lichtes von dem zweiten Abschnitt reflektiert/umgeleitet. Das flexible Leuchtband weist im Querschnitt eine im Wesentlichen rechteckige Form mit ersten und zweiten sich gegenüberliegenden Flächen und dritten und vierten sich gegenüberliegenden Flächen auf, wobei sich die flexible Leiterplatte im Wesentlichen parallel zur ersten Fläche erstreckt, und der erste und zweite Abschnitt so angeordnet sind, dass mindestens ungefähr die Hälfte des von dem Leuchtband emittierten Lichts von der dritten und/oder vierten Fläche emittiert wird. Das Leuchtband weist einen oder mehrere zweite elektrische Leiter auf, die sich im Wesentlichen durchgehend parallel zu der flexiblen Leiterplatte erstrecken und an mehreren Positionen elektrisch mit der flexiblen Leiterplatte verbunden sind. Das Gehäuse ist um die flexible Leiterplatte, die Lichtquellen und die zweiten elektrischen Leiter so geformt, dass ein flexibles längliches Objekt ausgebildet ist. Die flexible Leiterplatte weist eine Mehrzahl von Bereichen auf, die durch Verbindungselemente mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sind. In einer Ausgestaltung weist eine Anordnung mindestens ein erstes flexibles Leuchtband, ein zweites flexibles Leuchtband und einen Konnektor zum Verbinden mindestens eines ersten Leiters sowohl des ersten als auch des zweiten flexiblen Leuchtbandes mit mindestens einem zweiten Leiter des mindestens einen ersten und zweiten flexiblen Leuchtbandes auf.
  • Wie die vorstehende Würdigung des Standes der Technik aufzeigt, sind unterschiedlich ausgestaltete Lichtschläuche oder biegeelastische Leuchtdiodenbänder einschließlich verschiedener Ausgestaltungen der Anschlusstechnik hierzu bekannt. Ausgehend von dem Verfahren zum Herstellen eines Leuchtbands mit einem bandförmigen Träger gemäß der DE 10 2012 213 309 A1 mit der dort geschilderten Vielfalt von Alternativen fehlt in der Praxis für den Innen-, Außen- sowie Unterwasserbereich mit einer Schutzart von bis zu IP68 ein verkettbares, vollvergossenes, flexibles Leuchtdiodenband, welches Verbesserungen hinsichtlich der Kosten, der Kompaktheit und/oder der Zuverlässigkeit der elektrischen und mechanischen Verbindung ermöglicht. Besonders bedeutsam ist dies, weil die Beleuchtungsmittel herstellende Industrie als fortschrittliche, entwicklungsfreudige Industrie anzusehen ist, die schnell Verbesserungen und Vereinfachungen aufgreift und in die Tat umsetzt.
  • Der Erfindung liegt gegenüber den Leuchtdiodenbändern gemäß der DE 10 2012 213 309 A1 die Aufgabe zugrunde, diese derart weiterzuentwickeln, dass dem Benutzer ein verkettbares, vollvergossenes, flexibles Leuchtdiodenband zur Verfügung gestellt wird, welches bei langen Einspeiselängen eine zuverlässige elektrische und mechanische Verbindung aufweist und kostengünstig herstellbar ist.
  • Diese Aufgabe wird, gemäß dem Patentanspruch 1, durch ein Leuchtdiodenband gelöst mit:
    • einem flexiblen, nach einer Seite offenen Profil aus extrudiertem Kunststoff,
    • mindestens zwei im Innern einer Wand des Profils integrierten elektrischen Leitungen, welche in der Wand parallel zueinander verlaufen und endseitig Steckverbinder oder freie Drahtenden für die Verkettung der Leuchtdiodenbänder miteinander aufweisen,
    • Ausnehmungen bis zu den elektrischen Leitungen in der Wand, welche die durch die Ausnehmung begrenzte Kontaktfläche für den Anschluss von flexiblen Leitungsträgern mit darauf angeordneten Chip-Leuchtdioden bilden und
    • einer das Profil innen auffüllenden transparenten oder transluzenten Vergussmasse,
    derart, dass die flexiblen Leitungsträger mit den Chip-Leuchtdioden vor Feuchtigkeit oder Witterungseinflüssen geschützt sind und dass die flexiblen Leitungsträger in Parallelschaltung mit den elektrischen Leitungen verbunden sind, wobei der Summenstrom durch die mittels Steckverbinder oder freien Drahtenden verbundenen Leitungen des Profils fließt und wobei das Leuchtdiodenband vertikal zur Erstreckungsrichtung biegeelastisch ist.
  • Weiterhin wird diese Aufgabe, gemäß Anspruch 13, durch ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtdiodenbands nach Anspruch 1 gelöst, bei dem:
    1. a) ein flexibles nach einer Seite offenes Profil mit mindestens zwei im Innern einer Wand des Profils integrierten elektrischen Leitungen aus Kunststoff extrudiert wird,
    2. b) das Profil auf die Länge des fertigen Produktes abgelängt wird,
    3. c) Ausnehmungen bis zu den elektrischen Leitungen in der Wand, welche die durch die Ausnehmung begrenzte Kontaktfläche für den Anschluss von flexiblen Leitungsträgern mit darauf angeordneten Chip-Leuchtdioden bilden, mit einem spanabhebenden Werkzeug hergestellt werden,
    4. d) am Anfang und/oder am Ende des Profils ein Stecksystem konfektioniert wird, indem die äußere Geometrie des Profils entfernt wird, sodass nur die isolierten elektrischen Leitungen auf der Stirnseite des Profils herausragen und nach Abisolieren in einer bestimmten, zum Anschluss erforderlichen Länge ein Stecker oder eine Buchse montiert wird,
    5. e) das Profil mit Stecksystem in einer Form in horizontaler Längserstreckung fixiert wird,
    6. f) ein flexibler Leitungsträger auf der Wand mit den elektrischen Leitungen mit einem Kleber eingebracht wird,
    7. g) eine Kontaktierung zwischen den in der Wand mit den elektrischen Leitungen des Profils verlaufenden Leitern und dem flexiblen Leitungsträger durch eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt wird und
    8. h) eine Vergussmasse in die Gussform des Profils eingefüllt wird.
  • Das erfindungsgemäße Leuchtdiodenband weist den Vorteil auf, dass dieses auf überraschend einfache und kostengünstige Art und Weise in beliebiger Länge hergestellt werden kann, wobei das flexible offene Profil (mit integrierten elektrischen Leitungen mit oder ohne Isolierung zur Stromversorgung und/oder Steuerung und/oder Datenübertragung) sowohl als Träger als auch als Vergußform dient. Durch die erfindungsgemäße Kombination, insbesondere aus extrudiertem Profil und der Vergusstechnik, werden auf überraschend einfache Art und Weise, die in der DE 10 2013 203 666 B4 geschilderten Nachteile beim Stand der Technik (LED-Leuchtbänder mit einem U-förmigen Profil und mit einem Verguss mit lichtdurchlässigen Silikon) überwunden, wobei eine plane Lichtaustrittsfläche realisiert werden kann.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten lassen sich der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmen. In der Zeichnung zeigt:
    • Fig. 1
    eine erste Ausführungsform des flexiblen offenen Profil mit 4 isolierten Leitern, innen im Boden des Profils liegend gemäß der Erfindung,
    Fig. 2
    das Profil nach FIG. 1 mit einem eingelegten Knickschutz,
    Fig. 3
    das Profil nach FIG. 2 mit eingebrachter flexibler Leiterplatte mit LEDs bestückt,
    Fig. 4
    das Profil nach FIG. 3 mit Verguss,
    Fig. 5
    die Prinzipskizze der elektrischen Verschaltung der LEDs,
    Fig. 6
    den Verfahrensschritt zur Freilegung der im Inneren des Profils verlaufenden Leiter mittels Hobel,
    Fig. 7
    den Verfahrens schritt zur Freilegung der im Inneren des Profils verlaufenden Leiter mittels Fräser,
    Fig. 8
    eine einkanalige Ausführung eines mit LEDs bestückten flexiblen Leitungsträgers,
    Fig. 9
    eine mehrkanalige Ausführung eines mit LEDs bestückten flexiblen Leitungsträgers,
    Fig. 10
    eine einkanalige Ausführung mit Zusammenfassen von Leitungen eines mit LEDs bestückten flexiblen Leitungsträgers,
    Fig. 11
    die Verkettung der Leuchtdiodenbänder mittels Stecker-Buchse,
    Fig. 12
    die Verkettung der Leuchtdiodenbänder mittels Stecker-Buchse und Stoß an Stoß,
    Fig. 13
    eine erste Ausführungsform des Leuchtdiodenbands nach FIG. 4 eingebracht in ein U-förmiges Gehäuse,
    Fig. 14
    eine zweite Ausführungsform des Leuchtdiodenbands nach FIG. 4 eingebracht in ein U-förmiges Gehäuse,
    Fig. 15
    eine dritte Ausführungsform des Leuchtdiodenbands eingebracht in ein starres Profil,
    Fig. 16
    eine zweite Ausführungsform des flexiblen offenen Profils,
    Fig. 17
    eine dritte Ausführungsform des flexiblen offenen Profils,
    Fig. 18
    eine vierte Ausführungsform des flexiblen offenen Profils,
    Fig. 19
    eine fünfte Ausführungsform des flexiblen offenen Profils,
    Fig. 20
    eine sechste Ausführungsform des flexiblen offenen Profils und
    Fig. 21
    eine vierte Ausführungsform des Leuchtdiodenbands mit Halbrund ausgeführter Grundform gemäß der Erfindung.
  • Fig. 1 bis Fig. 21 zeigen verschiedene Ausführungsformen eines Leuchtdiodenbands LB gemäß der Erfindung, insbesondere von verkettbaren, vollvergossenen, nachfolgend LED Streifen LB genannten Leuchtdiodenbänder mit langer betreibbarer Länge mit mindestens einer Einspeisung, respektive Spannungsversorgung. Solche kompakte, vergossene LED Streifen LB mit sehr langen Einspeiselängen bis zu 100m und darüber hinaus, sind u.a. in Tunnelbeleuchtungen gefordert. Dies wird durch das Zusammenfassen der einzelnen Summenströme I1, I2, I3, .., In (siehe Fig. 5) jedes flexiblen Leitungsträgers LP auf die elektrischen Leitungen L1, L2, , Ln in einem flexiblen , nach einer Seite offenen Profil U (insbesondere einer U-Schale/U-Profil) erreicht. Dadurch wird die Limitation der Strombelastbarkeit des flexiblen Leitungsträgers LP umgangen, welcher bisher solch große Einspeiselängen verhindert hat. Die Geometrie des Querschnitts des Leuchtdiodenbands LB kann rechteckig, quadratisch (vieleckig) oder auch halbrund sein. Wie insbesondere Fig. 13, Fig. 14 bzw. Fig. 15 und Fig. 21 zeigen, kann dieser gefertigte, vergossene LED Streifen LB wiederum auch als Grundbeleuchtungselement für weitere Geometrien dienen.
  • Als Grundform dient ein flexibles, nach einer Seite offenes Profil U, insbesondere wie die im Detail in Fig. 1 bis Fig. 4 dargestellte Ausführungsform aufzeigt, eine U-Schale (auch U-Profil genannt), in deren verdickten Boden die Leitungsführung und somit die Spannungsversorgung (elektrische Leitungen L1, L2, , Ln) eines flexiblen Leitungsträgers LP geführt wird. Die flexiblen Leitungsträgers LP weisen vorzugsweise eine Modullänge von 5m bis 10m und eine Bestückungsdichte von 10 LEDs/m bis 100LEDs/m auf.
  • Die beiden Schenkel der U-Schale U sind vorzugsweise mit einem Hinterschnitt H zum Boden hin ausgeführt. Dieser Hinterschnitt H sorgt im Produktionsprozess für eine optimale Verankerung einer Vergussmasse V an der U-Schale U.
  • Das Material der U-Schale U besteht vorzugsweise aus Polyurethan und wird vorzugsweise im Extrusionsverfahren hergestellt. Die U-Schale U ist durch additive Partikel in Farbe und Eigenschaften einstellbar. Denkbar ist etwa durch Beimischung von Farbpartikeln eine reinweiße U-Schale U für eine optimale Lichtausbeute oder durch Farbpartikel der RAL Palette eine individuelle Farbgestaltung je nach Einsatzort (Dekorationselement). Des Weiteren kann durch die Beimischung spezieller Partikel eine flammwidrige Materialeigenschaft erzielt werden, v.a. für den Einsatz in Bereichen mit erhöhten Sicherheitsanforderungen. Ferner ist durch Keramik-Partikel eine wärmeleitende Eigenschaft möglich.
  • Auf die Grundfläche zwischen den beiden Schenkeln wird ein flexibler Leitungsträger LP mit LEDs bestückt und verklebt und mit einer vorzugsweise klaren, aus Polyurethan bestehenden Vergussmasse V gefüllt und dadurch vor Feuchtigkeit bzw. Witterungseinflüssen geschützt. um die Punktlichtblendung zu minimieren kann im Rahmen der Erfindung auch eine transluzente Vergussmasse V (siehe auch Fig. 13, Fig. 14, Fig. 15, Fig. 21 V2) benutzt werden.
  • In dem verdickten Boden der U-Schale U laufen beispielsweise 4, möglich mit 2 und mehr Leitern, vorzugsweise isolierte Leitungen L1, L2, , Ln. Diese Leitungen L1, L2, , Ln übernehmen die Stromführung zu den Einzellängen der flexiblen Leitungsträger LP. Dadurch wird die Summenstrombelastung vom LED Streifen LB genommen, und der Großteil des Stromes (I1+I2+I3...+In) läuft über die Leitungen im Boden der U-Schale. Über den einzelnen flexiblen Leitungsträger LP fließt nunmehr nur der Einzelstrom I1, I2, I3... In, jedoch nicht mehr die Summe aus den Strömen (siehe Fig. 5). Der Summenstrom läuft durch die per Steckverbinder, insbesondere Stecker S und Buchse B, verbundenen Leitungen der U-Schale U. Durch das Zusammenfassen der einzelnen Ströme I1, I2, I3, .., In jedes flexiblen Leitungsträgers LP als Summenstrom auf die elektrischen Leiter L1, L2, , Ln in der U-Schale, wird die Limitation der Strombelastbarkeit des flexiblen Leitungsträgers LP umgangen, welcher bisher solch große Einspeiselängen verhindert hat.
  • Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Leuchtdiodenbands LB wird in die U-Schale U ein flexibler Leitungsträger LP, welcher in längs Erstreckung vorzugsweise mit Chip-Leuchtdioden (LED1, LED2, .. , LEDn) bestückt ist, eingebracht. Der flexible Leitungsträger LP wird auf dem innenliegenden Boden zwischen den Schenkeln des Profils U verklebt. Vor diesem Schritt kann eine mechanische Verstärkung T, welche beispielsweise eine Kunststofffolie, eine Metallfolie, alternativ ein Kunststoffband/Metallband, ein Gitter oder ein glasfaserverstärktes Gewebeband ist, um ein Biegen entgegen der zulässigen Biegerichtung des flexiblen Leitungsträgers LP zu verhindern, eingebracht werden. Die Einzelkomponenten werden durch ein geeignetes Klebeband miteinander kraftschlüssig verbunden.
  • Die Kontaktierung des flexiblen Leitungsträger LP mit den in dem Boden der U-Schale U verlaufenden isolierten Leitungen L1, L2, , Ln, kann am Ende, Anfang, mittig oder auch beiderseitig erfolgen. Je nach Anwendung können die vorzugsweise vier Leitungen wie folgt genutzt werden (siehe Fig. 8, Fig. 9, Fig. 10):
    1. a) einkanalige Ausführung, hierbei werden zwei Leitungen parallel genutzt, d.h., nur zwei Pole der vier Pole belegt (siehe Fig. 8) oder zwei Leitungen zusammengefasst, um den Leitungsquerschnitt pro Kanal zu erhöhen (bei gleich großem Leiterquerschnitt zu verdoppeln) und somit den Spannungsfall zu minimieren (siehe Fig. 10),
    2. b) mehrkanalige Ausführung, hierbei werden je zwei Leitungen für einen Kanal genutzt, d.h. zwei Kanäle als Redundanz, oder drei Kanäle bspw. als Indikator Beleuchtung (RGB) (siehe Fig. 9),
    3. c) als 3-Kanal, hierbei wird eine Leitung als gemeinsame Kathode bzw. gemeinsame Anode genutzt, die verbleibenden drei Leitungen stehen der 3 - Kanal Ansteuerung zur Verfügung.
  • Durch ein geeignetes, vorzugsweise hobelartiges Werkzeug W (siehe Fig. 6) wird auf der Innenseite der U-Schale U die U-Schale U selbst und die Isolierung der Leitung L1, L2, , Ln begrenzt an der Stelle der Kontaktierung in einer Art und Weise geöffnet und abgetragen, dass jeweils der Zugang zu der oder den gewünschten Leitung L1, L2, , Ln an der oder den jeweiligen Stellen freigelegt wird.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Freilegung der im Inneren der U-Schale U verlaufenden Leiter L1, L2, , Ln stellt die Technik des Materialabtragens durch Schleifen bzw. Fräsen dar (siehe Fig. 7). Durch ein geeignete Schleif-/FräsVorrichtung mit definiertem Anpressdruck und Eintauchtiefe wird die obere Schicht der U-Schale U begrenzt an der Stelle der Kontaktierung definiert abgetragen und die Leiter L1, L2, , Ln im Inneren der U-Schale U werden an der oder den jeweiligen Stellen zugänglich.
  • An dieser jeweils freigelegten Stelle kann nun eine (Löt-) Verbindung zum flexiblen Leitungsträger LP hergestellt werden.
  • Durch eine beidseitige Einspeisung kann die maximal mit einer Einspeisung betreibbare Länge nochmals, d.h. auf maximal das Doppelte, vergrößert werden.
  • Eine weitere Möglichkeit der Kontaktierung stellt die sog. Piercing Technologie dar. Hierbei werden mittels insbesondere nadelartiger Schneidklemmen die U-Schale U und die Leitungsisolierung (in der Regel undurchsichtige Isolierung in blau=Nullleiter, Schwarz=Phase, grün-gelb=Erde u.a. um den Draht/Litze mit einem Querschnitte von 1mm2 oder mehr herum, in Fig.1 zwei 2-Drahtleitungen) durchschnitten und ein Kontakt zu den im Inneren laufenden Leitern L1, L2, , Ln hergestellt.
  • Nachfolgend wird das Herstellungsverfahren kurz beschrieben:
    • Als Grundform für das fertige Produkt dient ein offenes Profil U aus extrudiertem Kunststoff, vorzugsweise Polyurethan (PUR). Während des Extrusionsprozesses werden - wie in den Fig. 1 bis Fig. 21 gezeigt - vorzugsweise vier Leiter L1, L2, , Ln (zwei 2-Drahtleitungen) eingebracht, sodass diese parallel im Boden des Profils U verlaufen. Dieses Profil U wird quasi im Endlosprozess hergestellt (siehe Fig. 1).
  • Vor der weiteren Verarbeitung wird das Profil U auf die Länge des fertigen Produktes abgelängt.
  • Der nächste Herstellungsschritt ist nun das Öffnen des inneren Bodens hin zu den vorzugsweise vier, im Inneren des offenen Profils U verlaufenden, Leitungen L1, L2, , Ln, um dort eine spätere Kontaktierung mit dem flexiblen Leitungsträger LP, welche später auf den inneren Boden des offenen Profils U aufgebracht wird, herstellen zu können. Dieses Öffnen der Isolierung im Bodenbereich kann bspw. über ein hobelartiges Werkzeug W (siehe Fig. 6) bzw. eine geeignete Schleif-/Fräs-Kombination W (siehe Fig. 7) definiert geöffnet werden. Die Isolierung im Bodenbereich der U-Schale und der darin befindlichen Leiter L1, L2, , Ln wird entfernt bis die Kupferleiter der Leitungen L1, L2, , Ln blank liegen und somit eine Kontaktierung möglich ist.
  • Im nächsten Schritt wird der Anfang und/oder das Ende des offenen Profils U konfektioniert, was bedeutet, es wir die äußere Geometrie des Profils U entfernt, sodass nur die isolierten oder nichtisolierten Leiter L1, L2, , Ln aus dem Boden der U-Schale bloß liegen. Quasi an jedem Ende ragen nun vorzugsweise vier Einzeladern L1, L2, , Ln aus dem Profil U heraus (freie Drahtenden).
  • An diesen freigelegten Einzeladern L1, L2, , Ln wird nun am Anfang und/oder Ende des offenen Profils U ein nun vorzugsweise IP-geschütztes Stecksystem S, B konfektioniert.
  • Nun besitzt der Grundkörper/Profil U eine definierte Länge, hat vorzugsweise ein IP-Stecksystem S, B am Anfang und / oder Ende, ist an einer definierten Stelle im Inneren des Profils U geöffnet und somit der Zugang zu dem im Boden verlaufenden Leitern L1, L2, , Ln freigelegt.
  • Im nächsten Schritt wird das Profil U in eine geeignete Form, welche die Fixierung darstellt, eingelegt bzw. geklemmt. Dadurch ist das Profil U in Längserstreckung fixiert, in sich gerade gehalten wird und weist keine Höhenunterschiede auf. Das wiederum ist wichtig für den späteren Prozess des Einbringens der Vergussmasse V.
  • Im nächsten Schritt findet die Bestückung mit der mechanischen Verstärkung T statt. Diese Verstärkung T, vorzugsweise eine Kunststofffolie, eine Metallfolie, alternativ Kunststoffband/Metallband, ein Gitter oder ein glasfaserverstärktes Gewebeband, oder eine ebene Platte mit Aussparungen, wird auf den inneren Boden des offenen Profils U mittels geeignetem Kleber aufgebracht. Dadurch werden die freigelegten Leiter L1, L2, , Ln im Boden des Profils U nicht überdeckt und sind weiterhin für eine Kontaktierung frei zu erreichen (siehe Fig. 2)).
  • Im nächsten Schritt wird der flexible Ladungsträger LP auf der im vorherigen Schritt eingebrachten mechanischen Verstärkung T mit einem geeigneten Kleber eingebracht (siehe Fig. 3). Hierbei ist zu beachten, dass ein definierter Abstand zu den freigelegten Leitern im Boden des offenen Profils U frei gehalten wird.
  • Im nächsten Schritt findet nun die Kontaktierung zwischen den im Boden des Profils U verlaufenden Leitern L1, L2, , Ln und dem flexiblen Leitungsträger LP statt. Die Verbindung wird vorzugsweise mittels Löttechnik hergestellt, um eine dauerhafte und unterbrechungsfreie Kontaktierung zu gewährleisten.
  • Das vorbereitete Profil U, mit Steckverbindern S, B am Anfang/Ende, der eingebrachten mechanischen Verstärkung T, dem mit den im Inneren des offenen Profils U verlaufenden Leiter L1, L2, , Ln verbundenen flexiblen Leitungsträger LP und vollständig in einem Klemmprofil fixierten und definierten Länge befindlichen Einheit ist nun vorbereitet für den Verguss.
  • Mittels einer linearen und CNC gesteuerten Vergussmaschine wird nun eine definierte Menge an einer vorzugsweise aus Polyurethan bestehenden Vergussmasse V in einer Art und Weise ausgetragen, dass eine gleichmäßige Füllhöhe im offenen Profil U erreicht wird. Wobei die Vergussmasse V aus einer bzw. mehreren Schichten bestehen kann und wiederum selbst durch die Zugabe von Additiven in ihren Eigenschaften beeinflusst werden kann. Als denkbare Einstellungen sind hier insbesondere transluzente Partikel für eine reduzierte Blendung und eine gleichmäßigere Lichtverteilung oder fluoreszierende Partikel, die ein Nachleuchten des Produktes ermöglichen zu nennen, vor allem in Bereichen für sicherheitsrelevante Orientierungs-Beleuchtungen.
  • Die im Inneren des Profils U laufenden Leitungen L1, L2, , Ln werden am Anfang und am Ende jeweils mit vorzugsweise IP-geschützten Steckverbinder S, B konfektioniert (siehe Fig. 11).
  • Durch ein geeignetes Schneidwerkzeug kann im Anfangs - und Endbereich des Profils U der untere Teil, in dem die isolierten oder nicht isolierten Leiter L1, L2, , Ln verlaufen, abgenommen werden. Nun liegen die abisolierten Leiter L1, L2, , Ln im Anfangs- und Endbereich frei und können mit Stecker S und Buchse B konfektioniert werden. Durch diese Technik können die auf der Oberseite weiter laufenden flexiblen Leitungsträger LP Stoß an Stoß mit dem nächsten Element verbaut werden, ohne eine Schattenwirkung an Anfangs und Endstellen in Kauf nehmen zu müssen (siehe Fig. 12).
  • Weiterhin ist es im Rahmen der Erfindung möglich, den oben beschriebenen vergossenen LED Streifen LB bzw. das LED Modul LB in ein horizontal oder vertikal biegeelastisches Leuchtdiodenband LEB mit homogenen Lichtaustritt bis zu 180° und transluzenter Vergussmasse V2, wie dies im Deutschen Patent 10 2013 019 039.8 B3 beschrieben ist, einsetzen (siehe Fig. 13, Fig. 14), um große Längen mit einer Einspeisung zu realisieren. Wie dort beschrieben und in Fig. 13 gezeigt, besteht mindestens der erste Schenkel S1 des Gehäuses G teilweise aus einer transluzenten, entsprechend dem Kapillareffekt in der Wandstärke sich verjüngenden und in das Kunststoffmaterial des Gehäuses G übergehenden zweiten Vergussmasse V2 und wenigstens teilweise aus dem Kunststoffmaterial des (U-förmigen) Gehäuses G, wobei an diesem Schenkelteil S1 der bereits fertig vergossene LED Streifen/LED Linie LB angeordnet und in einer ersten transparenten Vergussmasse V1 eingebettet ist. Das Licht der Chip-Leuchtdioden LED wird von den Innenflächen des Gehäuses G reflektiert und durch die eine Stirnseite ST des Gehäuses G bildende zweite Vergussmasse V2 diffus abgestrahlt, wobei das Leuchtdiodenband LEB horizontal in Erstreckungsrichtung biegeelastisch ist. Wie weiterhin im Deutschen Patent 10 2013 019 039.8 B3 beschrieben und in Fig. 14 gezeigt ist, kann bei einer alternativen Ausgestaltung der bereits fertig vergossene LED Streifen/LED Linie LB an einer der Stirnseite ST des Gehäuses G gegenüberliegenden Wand angeordnet werden. Dabei wird ein Teil des Lichts der Chip-Leuchtdioden LED von den Innenflächen des Gehäuses G reflektiert und durch die eine Stirnseite ST des Gehäuses G bildende zweite Vergussmasse V2 diffus abgestrahlt wird, wobei das Leuchtdiodenband LEB vertikal in Erstreckungsrichtung biegeelastisch ist. Bei beiden alternativen Ausgestaltungen des Leuchtdiodenbands LEB werden erfindungsgemäß beide positive Eigenschaften, nämlich die opale, homogene und plane Leuchtfläche mit einer großen betreibbaren Länge kombiniert. Der Herstellungsprozess dieser Produktart ist unverändert zu dem im Deutschen Patent 10 2013 019 039.8 B3 beschriebenen Herstellungsverfahren, einzig wird nun kein flexibler Leitungsträger als Lichtquelle eingebracht, sondern die bereits fertig vergossene LED Streifen/LED Linie LB mit den im Profil U verlaufenden isolierten oder nicht isolierten Leiter L1, L2, .. , Ln.
  • Analog zum Einsatz in flexiblen, homogenen Lichtlinien gemäß dem Deutschen Patent 10 2013 019 039.8 B3 kann die Technik auch in starren Profilen P, welche vorzugsweise aus Aluminium hergestellt sind, eingesetzt/kombiniert werden. Dadurch werden wieder die positiven Eigenschaften wie die hohe mechanische Belastbarkeit des Profils U mit der großen betreibbaren Länge kombiniert (siehe Fig. 15). Hierbei kann der bereits fertig vergossene LED Streifen/LED Linie LB in einer ersten transparenten Vergussmasse V1 eingebettet werden und das Licht der Chip-Leuchtdioden LED wird durch die Stirnseite ST bildende zweite Vergussmasse V2 diffus abgestrahlt.
  • Im Rahmen der Erfindung kann das offene Profil U, welches erfindungsgemäß sowohl als Träger als auch als Vergußform VG dient, verschiedene Geometrien aufweisen; Hinterschnitte oder dergleichen im Profil U / in der Form U sind als unproblematisch zu sehen, da das Profil U sowie das Vergussmaterial V biegeelastisch sind und die bei der Entformung auftretenden Kräfte ausgleichen.
  • Fig. 16 zeigt im Detail eine zweite Ausführungsform, nämlich eine konvexe Ausbildung des offenen Profils U, Fig. 17 zeigt im Detail eine dritte Ausführungsform mit nach oben verjüngenden Flanken des offenen Profils U, Fig. 18 zeigt im Detail eine vierte Ausführungsform mit konvexen Flanken und geraden Boden des offenen Profils U, Fig. 19 zeigt im Detail eine fünfte Ausführungsform mit Hinterschnitten und nach oben verjüngenden Flanken des offenen Profils U und Fig. 20 zeigt im Detail eine sechste Ausführungsform des flexiblen offenen Profils, nämlich ein Doppel-T Profil U.
  • Schließlich zeigt Fig. 21 eine dritte Ausführungsform des Leuchtdiodenbands LEB mit Halbrund ausgeführter Grundform VG gemäß der Erfindung.
  • Durch den Einsatz von zwei LED Modulen LED auf dem Doppel-T Profil U (siehe Fig. 20) können diese auch unabhängig voneinander angesteuert werden. Beispielsweise können durch verschiedenfarbige LED-Streifen dekorative Effekte durch ein unterschiedliches dimmen der Streifen LED erreicht werden; so kann die Farbmischung im Leuchtenkörper variabel und dynamisch gestaltet werden. Das gleiche Prinzip lässt sich auch auf unterschiedliche Weißtöne übertragen, somit kann eine Leuchte von einem warmen Weißton hin zu einem kühlen Weißton variabel eingestellt werden. Beispielsweise um eine Tageslichtsimulation nachzubilden (Früh-Abends: Warmweiß, Tagsüber: Kaltweiß).
  • Eine weitere Möglichkeit, bei dem Einsatz von mehreren (zwei oder mehr LED Streifen) auf dem Doppel-T Profil U (siehe Fig. 20), dass ein Strang von LED Modulen zu Notbeleuchtungszwecken genutzt werden. Bedeutet in der Praxis bei Stromausfall fällt die primäre Ausleuchtung des Leuchtkörpers aus, jedoch wird über den getrennt ausgeführten Kanal eine Notbeleuchtung, insbesondere einer der Stränge von LED Modulen gespeist.
  • Die Halte(r)möglichkeiten der Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Leuchtdiodenbands LB gemäß der Erfindung sind wie folgt. Durch eine entsprechende Profilierung der Schenkel des offenen Profils U, bei symmetrischen Querschnitt, kann mittels eines vorgespannten Halters aus Kunststoff oder Federstahl, welche in die negative Profilierung greift, eine entsprechende Haltevorrichtung vorgesehen werden, welche einfach und schnell zu montieren ist. Alternativ kann ein Haltebügel, mit Vorspannung, welcher sich nach oben hin verjüngt und in welchem die gegossene Leuchte/ Leuchtdiodenband eingeschnappt wird, als Montagehalter verwendet werden.
  • Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkende Ausführungen. Eine weitere Befestigungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Leuchtdiodenbands LB ist eine Nut mit Hinterschnitt auf der Rückseite außen des offenen Profils U selbst vor zu sehen. In dieser hinterschnittenen Nut wird ein pilzförmiger Halter eingeschoben und eingerastet, welcher das Leuchtdiodenband LB hält. Vorzugsweise ist das offene Profil aus Polyurethan hergestellt/extrudiert oder kann insbesondere aus Thermoplaste (z.B.: Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamide (PA), Polylactat (PLA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polyetheretherketon (PEEK) und Polyvinylchlorid (PVC) im Spritzgießverfahren oder durch Extrusion hergestellt werden. Vorzugsweise können Teilbereiche des Profils, insbesondere ein Schenkel eines U-Profils oder das senkrechte Mittelteil und/oder das obere und/oder das untere Querteil eines Doppel-T-Profils, aus durchsichtigem Kunststoff bestehen, so dass in Kombination mit der Abstrahlung durch die transparente oder transluzente Vergussmasse V ein Abstrahlwinkel größer 180° bis zu 360°, bei rundum abstrahlenden Leuchtdioden (COG-LEDs (Chip On Glas), welche eine Rundum-Abstrahlcharakteristik durch ihr Glassubstrat aufweisen in Verbindung mit einer Ausnehmung/Loch im flexiblen Leitungsträger LP durch welches die COG LED ihr Licht nach oben und unten, quasi rundum, abstrahlt) oder Rücken an Rücken entlang der Schwerelinie des Doppel-T-Profils angeordneten Leuchtdioden LED1, LED2, .. , LEDn, insbesondere Chip-Leuchtdioden, und komplett durchsichtigen Profil U erreicht werden. Eine 270°-Abstrahlung kann insbesondere bei einer Anordnung der elektrischen Leitungen L1, L2, , Ln in der Basis des U-Profils und einem durchsichtigen Schenkel oder Anordnung der elektrischen Leitungen (L1, L2, , Ln) in einem Schenkel und durchsichtiger anderer Schenkel sowie durchsichtige Basis realisiert werden. Vorzugsweise weist das Profil U zur Zugentlastung /Erhöhung der Zugfestigkeit mindestens einen Draht bzw. eine Litze (bestehend aus mehreren Einzeldrähten) auf, welche insbesondere im Schenkel eines U-Profils oder in der Basis zwischen den elektrischen Leitungen L1, L2, , Ln oder im oberen und/oder im unteren Querteil eines Doppel-T-Profils oder im senkrechten Mittelteil zwischen den elektrischen Leitungen L1, L2, , Ln angeordnet ist/sind. Vorzugsweise ist (bei teilweise transparentem Mantelmaterial) der Draht/Litze in einer Seitenwand (Schenkel), welche an der Wand anliegt, und die elektrischen Leitungen L1, L2, , Ln sind im Boden (Basis) des Profils U (U-Profils) in Erstreckungsrichtung des Leuchtdiodenbands LB angeordnet. Seitenwand und Boden sind insbesondere undurchsichtig (wobei die Seitenwand und/oder der Boden innenseitig mit reflektivem Material beschichtet ist, insbesondere in die Beschichtung eingelagerte reflektierende Partikel) und das Licht der Leuchtdioden LED1, LED2, .. , LEDn tritt an der gegenüberliegenden, durchsichtigen oder transluzenten Seitenwand (Schenkel) in den Raum hinein und nach oben oder nach unten durch die transparente oder transluzente Vergussmasse V aus (Anordnung an der Seitenwand eines Raumes).
  • Ferner ist die Erfindung bislang auch nicht auf die in den Patentansprüchen 1, und 13 definierten Merkmalskombinationen beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal der Patentansprüche 1 und 13 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann.

Claims (15)

  1. Leuchtdiodenband mit:
    • einem flexiblen, nach einer Seite offenen Profil (U) aus extrudiertem Kunststoff,
    • mindestens zwei im Innern einer Wand (UW) des Profils (U) integrierten elektrischen Leitungen (L1, L2, , Ln), welche in der Wand (UW) parallel zueinander verlaufen und endseitig Steckverbinder (S, B) oder freie Drahtenden für die Verkettung der Leuchtdiodenbänder (LB) miteinander aufweisen,
    • Ausnehmungen bis zu den elektrischen Leitungen (L1, L2, , Ln) in der Wand (UW), welche die durch die Ausnehmung begrenzte Kontaktfläche für den Anschluss von flexiblen Leitungsträgern (LP) mit darauf angeordneten Chip-Leuchtdioden (LED1, LED2, .. , LEDn) bilden und
    • einer das Profil (U) innen auffüllenden transparenten oder transluzenten Vergussmasse (V),
    derart, dass die flexiblen Leitungsträger (LP) mit den Chip-Leuchtdioden (LED1, LED2, .. , LEDn) vor Feuchtigkeit oder Witterungseinflüssen geschützt sind und dass die flexiblen Leitungsträger (LP) in Parallelschaltung mit den elektrischen Leitungen (L1, L2, , Ln) verbunden sind, wobei der Summenstrom durch die mittels Steckverbinder (S, B) oder freien Drahtenden verbundenen Leitungen (L1, L2, , Ln) des Profils (U) fließt und wobei das Leuchtdiodenband (LB) vertikal zur Erstreckungsrichtung biegeelastisch ist.
  2. Leuchtdiodenband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (U) im Wesentlichen U-förmig ist und dass mindestens einer der sich seitlich neben den elektrische Leitungen (L1, L2, , Ln) erstreckenden Schenkel des U-Profils dünner ist als die Wand (UW) mit den elektrischen Leitungen (L1, L2, , Ln).
  3. Leuchtdiodenband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (U) im Wesentlichen Doppel T-förmig ist und die Wanddicke der sich seitlich neben den elektrische Leitungen (L1, L2, , Ln) erhebenden Wände ohne elektrische Leitungen (L1, L2, , Ln) kleiner ist als die Wand (UW) mit den elektrischen Leitungen (L1, L2, , Ln).
  4. Leuchtdiodenband nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis des U-Profils (U) dicker ist als die Schenkel des U-Profils oder der senkrechte Mittelteil dicker ist als das obere und untere Querteil des Doppel-T-Profils.
  5. Leuchtdiodenband nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel oder die Querteile des Profils (U) gleichlang sind und auf der inneren Mantelfläche mindestens_eine Vertiefung (H) aufweisen.
  6. Leuchtdiodenband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Mantelfläche des Leuchtdiodenbands (LB) im Querschnitt rechteckig, quadratisch, polygonal-, kreis- oder ellipsenförmig ist.
  7. Leuchtdiodenband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Leitungsträger (LP) mit Klebeband an der Wand (UW) mit den elektrischen Leitungen angeklebt ist.
  8. Leuchtdiodenband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass, um ein Biegen gegen der zulässigen Biegerichtung des flexiblen Leitungsträger (LP) zu verhindern, parallel und unterhalb der flexiblen Leiterplatte (LP) ein Teil (T) mit Aussparungen zur mechanischen Verstärkung angeordnet ist.
  9. Leuchtdiodenband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass in die Vergussmasse (V) einzeln oder in Kombination miteinander reflektierende oder transluzente oder fluoreszierende Partikel oder Keramik-Partikel oder Farbpartikel oder flammwidrige Partikel eingelagert sind.
  10. Leuchtdiodenband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Leitungsplatten (LP) eine Modullänge von vorzugsweise zwischen 5m bis 10m und eine Bestückungsdichte mit den Chip-Leuchtdioden (LED1, LED2, .. , LEDn) von vorzugsweise 10 bis 100LEDs/m aufweist.
  11. Leuchtdiodenband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Chip-Leuchtdioden (LED1, LED2, .. , LEDn) der jeweiligen Leitungsplatte (LP) in Serienschaltung oder Serien-Parallelschaltung miteinander verbunden.
  12. Leuchtdiodenband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass bereits fertig vergossene LED Streifen/LED Linien (LB) mit den im Profil (U) verlaufenden Leiter (L1, L2, .. , Ln) in einer Vergußform (VG) angeordnet sind, welche bis zum Füllrand der Vergußform (VG) mit einer transparenten und/oder transluzenten Vergussmasse (V, V2) gefüllt ist.
  13. Verfahren zur Herstellung eines Leuchtdiodenbands nach Anspruch 1, bei dem:
    a) ein flexibles nach einer Seite offenes Profil (U) mit mindestens zwei im Innern einer Wand des Profils (U) integrierten elektrischen Leitungen aus Kunststoff extrudiert wird,
    b) das Profil (U) auf die Länge des fertigen Produktes abgelängt wird,
    c) Ausnehmungen bis zu den elektrischen Leitungen in der Wand, welche die durch die Ausnehmung begrenzte Kontaktfläche für den Anschluss von flexiblen Leitungsträgern (LP) mit darauf angeordneten Chip-Leuchtdioden (LED) bilden, mit einem spanabhebenden Werkzeug hergestellt werden,
    d) am Anfang und/oder am Ende des Profils (U) ein Stecksystem konfektioniert wird, indem die äußere Geometrie des Profils (U) entfernt wird, sodass nur die isolierten elektrischen Leitungen auf der Stirnseite des Profils (U) herausragen und nach Abisolieren in einer bestimmten, zum Anschluss erforderlichen Länge ein Stecker oder eine Buchse montiert wird,
    e) das Profil (U) mit Stecksystem in einer Form in horizontaler Längserstreckung fixiert wird,
    f) ein flexibler Leitungsträger (LP) auf der Wand (UW) mit den elektrischen Leitungen (L1, L2, , Ln) mit einem Kleber eingebracht wird,
    g) eine Kontaktierung zwischen den in der Wand (UW) mit den elektrischen Leitungen (L1, L2, , Ln) des Profils (U) verlaufenden Leitern und dem flexiblen Leitungsträger (LP) durch eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt wird und
    h) eine Vergussmasse (V) in die Gussform des Profils (U) eingefüllt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem nach dem Verfahrensschritt e) in einem weiteren Verfahrensschritt:
    e1) eine Verstärkung (T) auf dem Inneren der Wand (UW) mit den elektrischen Leitungen (L1, L2, , Ln) des Profils (U) mittels Kleber aufgebracht wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei dem nach dem Verfahrensschritt h) in einem weiteren Verfahrensschritt:
    i) das Leuchtdiodenband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 in eine offene Vergußform (VG) eingebracht und danach bis zum Füllrand der Vergußform (VG) eine transparente und/oder transluzente Vergussmasse (V, V2) eingefüllt wird.
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