EP4603749A1

EP4603749A1 - Led-anschlusselement

Info

Publication number: EP4603749A1
Application number: EP25155755.9A
Authority: EP
Inventors: Philipp Henrici; Olaf Baumeister; Mark Weber
Original assignee: BJB GmbH and Co KG
Current assignee: BJB GmbH and Co KG
Priority date: 2024-02-19
Filing date: 2025-02-04
Publication date: 2025-08-20
Also published as: US12595898B2; EP4715262A2; DE102024104503B4; US20250264212A1; DE102024104503A1; CN120506623A

Abstract

Anschlusselement zur elektrischen Anbindung eines LED-Leuchtmittels,
- wobei das LED-Leuchtmittel eine Leiterplatte aufweist, welche mit Kontaktfeldern zur elektrischen Versorgung der LED versehen ist,
- mit einem Rahmen, der dazu vorgesehen ist auf einer Anordnungsfläche eines Gegenlagers aufzuliegen und die Leiterplatte auf dieser Anordnungsfläche zu halten, wobei der Rahmen von einem Außenring und einem Innenring gebildet ist,
- mit dem Innenring, der innerhalb des Außenrings gehalten und dazu vorgesehen ist, die Leiterplatte zumindest bereichsweise zu überfangen und die Leiterplatte so vertikal zur Anordnungsfläche auf dem Gegenlager zu halten,
- mit dem Außenring, der dazu vorgesehen ist, die Leiterplatte zu umgeben und die Leiterplatte parallel zur Anordnungsfläche auf dem Gegenlager zu halten,
- mit Rastnasen, die vom Innenring ausgebildet sind,
- mit Rastfedern, die im Außenring angeordnet sind, die Rastnasen des Innenrings übergreifen und in Richtung Anordnungsfläche eine Zugkraft auf den Innenring ausüben, wobei ein Federaufnahmeraum für die Rastfeder vorhanden ist, der sich in Bezug auf den auf der Anordnungsfläche aufliegenden Rahmen bis in einen Bereich unterhalb der Anordnungsfläche erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Anschlusselement zur elektrischen Anbindung eines LED-Leuchtmittels,

wobei das LED-Leuchtmittel eine Leiterplatte aufweist, welche mit Kontaktfeldern zur elektrischen Versorgung der LED versehen ist,
mit einem Rahmen, der dazu vorgesehen ist auf einer Anordnungsfläche eines Gegenlagers aufzuliegen und die Leiterplatte auf dieser Anordnungsfläche zu halten, wobei der Rahmen von einem Außenring und einem Innenring gebildet ist,
mit dem Innenring, der innerhalb des Außenrings gehalten und dazu vorgesehen ist, die Leiterplatte zumindest bereichsweise zu überfangen und die Leiterplatte so vertikal zur Anordnungsfläche auf dem Gegenlager zu halten,
mit dem Außenring, der dazu vorgesehen ist, die Leiterplatte zu umgeben und die Leiterplatte parallel zur Anordnungsfläche auf dem Gegenlager zu halten,
mit Rastnasen, die vom Innenring ausgebildet sind,
mit Rastfedern, die im Außenring angeordnet sind, die Rastnasen des Innenrings übergreifen und in Richtung Anordnungsfläche eine Zugkraft auf den Innenring ausüben.

Anschlusselemente zur elektrischen Anbindung eines LED-Leuchtmittels und zur gleichzeitigen mechanischen Festlegung sind beispielsweise aus der EP 2 083 489 A1 der Anmelderin bekannt. Ein im weitesten Sinne ringförmiges Bauteil verfügt über eine integrierte Kontaktanordnung, welche das Anschließen von externen Anschlussleitern ermöglicht und die so eingespeiste Elektrizität auf Kontaktfelder einer mit LED versehenen Leiterplatte überträgt.
Das ringförmige Bauteil überfängt gleichzeitig die Leiterplatte. Hierzu weist das Bauteil eine zentrale Aussparung auf, welche die Leiterplatte aufnimmt.
Über geeignete Befestigungsmittel, wie Schrauben, Spreizdübel etc., wird das ringförmige Bauteil auf einem Gegenlager, in der Regel einem Kühlkörper oder einem Leuchtblech festgelegt und hält so die Leiterplatte zwischen sich und dem Gegenlager.
Auf diese Weise ist das LED-Leuchtmittel mechanisch festgelegt und elektrisch an eine entsprechende Stromversorgung angeschlossen.
Diese Art Anschlusselemente finden bei der Herstellung von modernen Leuchten unter Nutzung von LED-Leuchtmitteln vielfach Verwendung und wurde gegenüber dem in der vorgenannten Druckschrift dargestellten Ausführungsbeispiel weiterentwickelt.
Insbesondere ist man dazu übergegangen, die Abmessungen der Kontaktanordnung zu minimieren, um das Anschlusselement hinsichtlich seiner in Lichtaustrittsrichtung gemessenen Höhe möglichst flach auszugestalten. Hierdurch vermeidet man eine durch das Anschlusselement hervorgerufene Abschattung des aus der LED austretenden Lichtes, was die Effizienz des Leuchtmittels erheblich verbessert.
Darüber hinaus können auf dem Anschlusselement montierte Optiken und Reflektoren näher an die Lichtaustrittsebene der LED herangerückt werden. Auf diese Weise lässt sich die Effizienz von Reflektoren und Optiken erheblich verbessern.
Eine dem Oberbegriff entsprechende Weiterentwicklung solcher Anschlusselemente hat die Anmelderin unter dem Aktenzeichen DE 20 2023 105 716 U1 veröffentlicht. In dieser Druckschrift wird aus Gründen einer verbesserten Logistik das ringförmige Anschlusselement in einen Innenring und einen Außenring geteilt. Der Außenring dient dazu, die Leiterplatte in Parallelrichtung zu einer Anordnungsfläche des Gegenlagers festzulegen. Der Innenring wird in den Außenring eingesetzt und überfängt die Leiterplatte zumindest bereichsweise. Auf diese Weise sichert der Innenring die Leiterplatte in Vertikalrichtung zur Anordnungsfläche auf dem Gegenlager. Auch bei dieser Ausführungsform trägt das Anschlusselement eine Kontaktanordnung, welche die elektrische Anbindung der Leiterplatte an externe Anschlussleiter ermöglicht.
Für die mechanische Festlegung, die elektrische Versorgung und den sicheren Betrieb eines LED-Leuchtmittels sind eine Reihe von Detailanforderungen zu berücksichtigen. Die Dicke/Stärke der Leiterplatten - gemessen in Lichtaustrittsrichtung bzw. vertikal zur Anordnungsfläche - unterliegt erheblichen Schwankungen.
Die Leiterplatten müssen mit einer gewissen Andruckkraft auf das Gegenlager gedrückt werden, um eine optimierte Wärmeabfuhr zu gewährleisten. Nur bei ausreichender Abfuhr der Betriebswärme, die durch die LED erzeugt wird, ist die Langlebigkeit des LED-Leuchtmittels gewährleistet.
Um den Wärmeübergang von der Leiterplatte zum Gegenlager zu optimieren, werden zwischen Leiterplatte und Gegenlager verschiedenste Arten von Wärmeleitmitteln eingebracht. Dies reicht von Wärmeleitpasten bis zu vergleichsweise starken/dicken Wärmeleitpads. In der Regel wählt hier der Leuchtenhersteller das seiner Ansicht nach geeignete Wärmeleitmittel. Das Anschlusselement muss die zusätzlich eingebrachte Wärmeleitschicht ebenfalls kompensieren können.
Schließlich ist darauf zu achten, dass die Kontaktkräfte zwischen den Kontaktfeldern der Leiterplatte und der Kontaktanordnung des Anschlusselementes auf einen möglichst geringen elektrischen Übergangswiderstand hin optimiert sind. Bei einem zweiteiligen Anschlusselement, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, umfasst die Kontaktanordnung einen im Au-ßenring einsitzenden Anschlusskontakt, an welchen die Anschlussleiter angeschlagen werden. Der Innenring trägt einen Versorgungskontakt, der auf dem Kontaktfeld der Leiterplatte aufliegt.
Der Anschlusskontakt und der Versorgungskontakt verfügen ebenfalls über gegenseitige Anlageflächen, um letztlich Elektrizität einspeisen zu können. Beim zweiteiligen Anschlusselement gemäß der Erfindung ist also auch darauf zu achten, dass die Andruckkräfte zwischen dem Anschlusskontakt und dem Versorgungskontakt ebenfalls für einen möglichst geringen Übergangswiderstand hin optimiert sind.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine geeignete Rastfederanordnung für ein zweiteiliges Anschlusselement zu schaffen, welche unter Berücksichtigung des erforderlichen Toleranzausgleichs ausreichende Andrucckräfte des Innenrings auf der Leiterplatte gewährleistet.
Gelöst wird die Aufgabe der Erfindung von einem Anschlusselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1, insbesondere mit dessen kennzeichnenden Merkmalen, wonach ein Federaufnahmeraum für die Rastfeder vorhanden ist, der sich in Bezug auf den auf der Anordnungsfläche aufliegenden Rahmen bis in einen Bereich unterhalb der Anordnungsfläche erstreckt.
Um hohe Toleranzen hinsichtlich der Stärke der Leiterplatte und gegebenenfalls zwischen Leiterplatte und Gegenlager angeordneter Wärmeleitmittel ausgleichen zu können, ist es notwendig, dass der Innenring vertikal zur Anordnungsfläche des Gegenlagers beziehungsweise in Lichtaustrittsrichtung der LED einen vergleichsweise großen Bewegungshub ausführen kann. Gleichzeitig muss die Rastfeder in der Lage sein, in jeder durch die Toleranzen hervorgerufenen Lage des Innenrings, ausreichende Andrucckräfte in Richtung der Anordnungsfläche auszuüben.
Hierfür erfordert es eine Rastfeder, die einen vergleichsweisen großen Federweg zurücklegen kann und ausreichend Andruckkräfte aufzubringen in der Lage ist. Für einen großen Federweg muss im Anschlusselement Raum geschaffen werden. Für große Federkräfte sind bestimmte Dimensionen des Rastfederelementes erforderlich. Diese Anforderungen an eine Rastfeder widersprechen dem technischen Bedürfnis, möglichst flachbauende Anschlusselemente zu schaffen, um Abschattungen des austretenden Lichtes durch das Anschlusselement zu vermeiden.
Die Erfindung sieht vor, den erforderlichen Bauraum für die zu verwendende Rastfeder in einen Bereich unterhalb der Anordnungsebene des Gegenlagers zu verlagern beziehungsweise zumindest bis in diesen Bereich hineinzuziehen. Auf diese Weise kann die in Lichtaustrittsrichtung beziehungsweise vertikal zur Anordnungsebene des Gegenlagers gemessene Dicke des Anschlusselementes auf das zwingend Notwendige reduziert bleiben. Eine Abschattung des austretenden Lichtes durch das Anschlusselement wird sicher vermieden beziehungsweise stark vermindert. Dennoch ist ausreichend Bauraum für ein Rastfederelement gegeben, welches aufgrund der aufzubringenden Federkräfte und insbesondere des erforderlichen Federweges einen ausreichend großen Federaufnahmeraum benötigt.
In einer konkretisierten Ausführungsform schlägt die Erfindung vor, dass der Federaufnahmeraum von einem Dom gebildet ist, der der Unterseite des Außenringes entspringt und insbesondere entgegen der Lichtaustrittsrichtung gerichtet ist. In diesem Dom kann das Federelement angeordnet sein und erhält so, insbesondere bei einem im Ausführungsbeispiel gezeigten Federelement mit parallel zur Anordnungsfläche ausgerichteter Schwenkachse einen ausreichenden Bewegungsraum für den erforderlichen Federweg.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird der Federaufnahmeraum von einer Höhlung im Gegenlager gebildet. So kann beispielsweise eine entsprechende Höhlung beziehungsweise Ausnehmung - ob als Sackloch oder durchgehende Bohrung ausgeführt - in einem Kühlkörper eingebracht sein. Eine hier einsitzende Rastfeder hat so den ausreichenden Bauraum und den ausreichenden Raum zur Erzeugung großer Federwege zur Verfügung.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der den Federaufnahmeraum bildende Dom des Außenrings in der Höhlung des Gegenlagers einsitzt. Auf diese Weise ist der vom Außenring ausgebildete Dom durch das umgebende Material vom Gegenlager, insbesondere vom Kühlkörper, gegen mechanische Beschädigungen gut geschützt.
Um hohe Federkräfte aufnehmen zu können, ist insbesondere bei einem Innenring aus Kunststoff eine ausreichende Materialstärke im Bereich des Zusammenwirkens mit der Rastfeder erforderlich. Konkret muss also der Rastvorsprung ausreichend stark ausgebildet sein, damit er unter Einwirkung der Federkräfte der Rastfeder keine plastische Verformung erfährt.
Dies bedeutet jedoch, dass Raum für eine entsprechend starke Materialauflage geschaffen werden muss, was - wie oben bereits diskutiert - den Anforderungen an insbesondere flache Anschlusselemente zuwiderläuft.
Die Erfindung schlägt deswegen ergänzend vor, dass der Innenring ein Federstützbein ausbildet, welches den Rastvorsprung trägt. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das Federstützbei in den Federaufnahmeraum hineinragt und sich an einer den Federaufnahmeraum begrenzenden Wand anlegt.
Die Erfindung hat erkannt, dass durch den Federaufnahmeraum Platz geschaffen wurde, um einen zur Aufnahme der Federkräfte ausreichend dimensionierten Rastvorsprung vorzusehen, ohne dass sich dies nachteilig auf die Dimensionierung des oberhalb der Anordnungsfläche befindlichen Teils des Anschlusselementes auswirkt.
Darüber hinaus hat die Erfindung erkannt, dass der Rastvorsprung in seinen Dimensionen vergleichsweise klein gehalten werden kann, wenn sich selbiger an einer den Federraum begrenzenden Wand anlegt und dort abstützt. So wird die den Dom begrenzende oder die die Höhlung begrenzende Wandung genutzt, um die auf den Rastvorsprung wirkenden Kräfte abzufangen. So kann das den Rastvorsprung ausbildende Federstützbein geringer dimensioniert werden, da die Federkräfte auch von der jeweiligen Wandung aufgenommen werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegt das Federstützbein an der den Dom bildenden Wandung an, welche sich wiederum an der die Höhlung begrenzenden Wand abstützt. Da das Gegenlager in der Regel aus einem Metall, insbesondere Aluminium gefertigt ist, stützen sich die aus dem Kunststoffmaterial von Innenring und Außenring gefertigten Bauteile Dom und Federstützbein sehr gut lastableitend an einem stabileren Material ab.
Die Erfindung hat weiterhin erkannt, dass die Rastfeder zur Halterung des Innenringes auch dazu geeignet ist, den Außenring am Gegenlager festzulegen. Auf diese Weise erhält die Rastfeder des Außenringes einen Doppelnutzen.
Insbesondere dann, wenn das Gegenlager ein Kühlkörper ist, entstehen beim Setzen der Bohrungen für die Höhlung im Bereich der Kühlrippen häufig Hinterschnitte, in die die Rastfeder zur Befestigung des Außenringes am Gegenlager eingreifen kann.
Alternativ ist es denkbar, dass der Dom des Außenringes nach Art eines Spreizdübels ausgebildet ist. Hierzu kann der Dom vertikal zurAnordnungsfläche beispielsweise geschlitzt ausgeführt sein. Über ein Spreizelement werden die Domwände ausgelenkt und können reibschlüssig und/oder formschlüssig am Gegenlager angreifen. Auch hier eignen sich beispielsweise durch das Einsetzen von Bohrungen in einen Kühlkörper im Bereich der Kühlrippen entstehende Hinterschnitte.
Die Erfindung wird nunmehr anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert, woraus sich weitere Vorteile und Merkmale ergeben. Es zeigen:

Figur 1: ein erfindungsgemäßes Anschlusselement unter Ergänzung durch LED-Leuchtmittel und ein Gegenlager in Explosionsdarstellung,
Figur 2: die Baugruppe nach Figur 1 in zusammengesetzter Form,
Figur 3: die Baugruppe nach Figur 2 in Ansicht von oben,
Figur 4: eine Schnittdarstellung der Baugruppe gemäß Schnittlinie A-A in Figur 3,
Figur 5: eine Schnittdarstellung der zusammengesetzten Baugruppe in Figur 3 gemäß Schnittlinie A-A,
Figur 6: eine Explosionsdarstellung einer alternativen Ausführungsform der Erfindung,
Figur 7: eine Ansicht von oben auf die Ausführungsform nach Figur 6,
Figur 8: eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie B-B wie in Figur 6.

In den Figuren ist eine Baugruppe unter Nutzung des erfindungsgemäßen Anschlusselementes 10 insgesamt mit der Bezugsziffer 100 versehen.
Die Baugruppe 100 umfasst neben dem Gegenlager 11 in Form eines Kühlkörpers 12 zunächst auch eine Leiterplatte 13. Die Leiterplatte 13 ist mit einer LED 14 versehen und trägt darüber hinaus Kontaktfelder 15.
Das Gegenlager 11 weist eine zur Leiterplatte 13 ausgerichtete Anordnungsfläche 16 auf, welche von Gewindebohrungen 17 und Höhlungen 18 durchbrochen ist.
Das Anschlusselement 10 umfasst einen Außenring 19 sowie einen Innenring 20 und verfügt darüber hinaus über Rastfedern 21. Die für die Elektrizitätsversorgung der Leiterplatte 13 vorgesehene Kontaktanordnung ist in den Ausführungsbeispielen nicht dargestellt, da sie für den Kern der Erfindung nur eine untergeordnete Rolle spielt.
Schraubbolzen 22 durchgreifen Befestigungsbohrungen 23 des Außenrings 19 und werden zur Festlegung des Außenrings 19 am Kühlkörper 12 in dessen Gewindebohrungen 17 eingesetzt.
Der Außenring 19 bildet einen Aufnahmerahmen 24 aus, in welchem die Leiterplatte 13 einzusetzen ist.
Auf der der Anordnungsfläche 16 zugewandten Unterseite des Außenringes 19 entspringen Dome 25. Ein Aufnahmeraum 26 erlaubt das Einlegen des Innenrings 20 in den Außenring 19. Eine Vertikalachse V, die parallel zur Lichtaustrittsrichtung bzw. vertikal zur Anordnungsebene gerichtet ist, bildet die Zentralachse des Anschlusselementes 10.
Dem Innenring 20 entspringen auf seiner der Anordnungsfläche 16 zugewandten Unterseite Federstützbeine 27. Darüber hinaus bildet der Innenring 20 eine zentrale Lichtdurchtrittsöffnung 28 aus, die die LED 14 umgibt.
Figur 2 zeigt die Baugruppe 100 gemäß Figur 1 in zusammengesetzter Form. Hier ist das Zusammenwirken der in Figur 1 dargestellten Bauteile bereits in Teilen erkennbar. Auf der Anordnungsfläche 16 des Kühlkörpers 12 liegt der Außenring 20 mit seiner der Anordnungsfläche 16 zugewandten Unterseite auf. Die Schraubbolzen 22 sitzen in den Befestigungsbohrungen 23 ein und greifen mit ihrem Gewindeschaft in die hier nicht sichtbaren - weil vom Außenring 19 verdeckten - Gewindebohrungen 17 des Kühlkörpers 12 ein. Auf diese Weise ist der Außenring 19 fest auf dem Kühlkörper 12 beziehungsweise Gegenlager 11 angeordnet.
Wie man sich vorstellen kann, sitzen die der Unterseite des Außenrings 19 entspringenden Dome 25 in den Höhlungen 18 des Kühlkörpers 12 ein, damit der Außenring 19 plan auf der Anordnungsfläche 16 aufliegen kann.
Die Rastfedern 21 sitzen in dem ihnen jeweils zugeordneten Dom 25 ein, wobei auch die Federstützbeine 27 in die jeweils zugeordneten Dome 25 eintauchen. Auf diese Weise kann der Innenring 20 im hier nicht bezeichneten Aufnahmeraum 26 des Außenringes 19 einliegen und mit seiner Lichtdurchtrittsöffnung 28 (hier nicht bezeichnet) die LED 14 umgeben.
Figur 3 zeigt eine Aufsicht auf die Baugruppe 100 gemäß Figur 2 und dient insbesondere dazu, die Lage des Schnittes gemäß Schnittlinie A-A für die nachfolgend beschriebenen Figuren 4 und 5 darzustellen.
Die Figuren 4 und 5 zeigen eine Schnittdarstellung durch die Baugruppe 100, wobei Figur 4 eine Explosionsansicht des Schnittes und Figur 5 eine Schnittansicht der Baugruppe 100 im zusammengesetzten Zustand ist.
Die Schnittansicht nach Figur 4 zeigt zunächst den Innenring 20. Jedes Federstützbein 27 bildet eine Rastnase 29 aus, die in Hinblick auf die Lichtaustrittsrichtung L bzw. Vertikalachse V radial nach außen weist. Jede Rastnase 29 hat eine zu der dem Gegenlager 11 abliegenden Oberseite hin weisende Riegelfläche 30 sowie eine in Richtung Gegenlager 11 weisende Spreizfläche 31. Ausgehend von einem Rastnasenscheitel 32, der gleichsam die maximale Radialerstreckung der Rastnase 29 nach außen definiert, steigt die Riegelfäche 30 als Schrägfläche in Richtung der Vertikalachse V an. Die Spreizfläche 31 ist hingegen als eine in Richtung der Vertikalachse V abfallende Schrägfläche am Federstützbein 27 ausgebildet.
Figur 4 zeigt auch die Rastfedern 21. Diese umfassen zunächst einen Federschenkel 33, welchem ein Rastbein 34 zur Verankerung im Außenring 19, insbesondere innerhalb dessen Dom 25 dient. In der konkreten Ausgestaltung ist das Rastbein 34 radial nach außen und zu der vom Gegenlager 11 wegweisenden Oberseite des Anschlusselementes 10 gerichtet. Was jedoch keine zwingende Notwendigkeit für die Funktion des Rastbeines 34 ist. Das Rastbein 34 entspringt zudem im Ausführungsbeispiel dem unteren, dem Kühlkörper 12 zugewandten Ende des Federschenkels 33.
An seinem der Oberseite des Anschlusselementes 10 zugewandten Ende trägt der Federschenkel 33 eine insgesamt mit der Bezugsziffer 35 versehene Rastkontur, die radial nach innen in Richtung Innenring 20 gerichtet ist. Ausgehend von einem Rastkonturscheitel 36, der gleichsam die maximale radiale Innenlage der Rastkontur 35 definiert, fällt ein Haltebein 37 schräg in Richtung Kühlkörper 12 ab und mündet in den Federschenkel 33. In Richtung Oberseite des Anschlusselementes 10 erstreckt sich, ausgehend vom Rastkonturscheitel 36, ein Spreizbein 38 radial nach außen und bildet gleichsam das freie, obere Ende der Rastfeder 21.
Figur 4 erlaubt auch einen detaillierten Einblick in den Dom 25 des Außenringes 19.
Zunächst verfügt der Dom 25 zur Oberseite des Anschlusselementes 10 hin über eine Einsetzöffnung 39, welche den Zugang in den Dominnenraum 40 ermöglicht. Der Dominnenraum 40 lässt sich in verschiedene, wie nachfolgend beschriebene Funktionsbereiche unterteilen.
Zunächst stellt der Dominnenraum 40 eine Federstützbeinaufnahme 41 bereit, in welcher das Federstützbein 27 bei zusammengesetztem Anschlusselement 10 einsetzt (siehe Figur 5). Die Federstützbeinaufnahme 41 ist radial innenliegend im Dominnenraum 40 angeordnet.
Im Dominnenraum 40 radial außenliegend ist eine Rastbeinaufnahme 42 vorhanden. Diese bildet darüber hinaus einen Rastbeinsitz 43. An diesem Rastbeinsitz 43 stützt sich das freie Ende des Rastbeins 34 zur Verankerung der Rastfeder 21 im Dom 25 ab. Die Anordnung des Rastbeins 34 in der Rastbeinaufnahme 42 inklusive der Verankerung des Rastbeins 34 im Rastbeinsitz 43 ist aus Figur 5 ersichtlich.
Zwischen der Federstützbeinaufnahme 41 und der Rastbeinaufnahme 42 ist im Dom 25 ein Federschenkelschacht 44 gebildet. Zur Federstützbeinaufnahme 41 ist der Federschenkelschacht 44 über eine Stützwand 45 begrenzt, welche eine übermäßige Verlagerung des Federschenkels 33 radial nach innen in Richtung Federstützbein verhindert. In Richtung Rastbeinaufnahme 42 ist der Federschenkelschacht 44 durch einen Führungsstift 46 begrenzt, welcher das untere Ende des Federschenkels 33 lagestabil in Federschenkelschacht 44 hält und ein Überspringen des Federschenkels 33 in die Rastbeinaufnahme 42 verhindert.
Die Stützwand 45 wie auch der Führungsstift 46 sind vertikal zur Anordnungsfläche des Gegenlagers 11 beziehungsweise parallel zur Vertikalachse V gerichtet, sodass die Funktionsräume, namentlich die Federstützbeinaufnahme 41, die Rastbeinaufnahme 42 sowie der Federschenkelschacht 44 vertikal voneinander getrennt und über die Einsetzöffnung 39 des Doms 25 zugänglich sind.
Aus der Zusammenschau der Figuren 4 und 5 ist ersichtlich, wie die Baugruppe 100 insbesondere das Anschlusselement 10 zusammengesetzt wird.
Zunächst werden die Rastfedern 21 entgegen der Lichtaustrittsrichtung L, also von der Oberseite des Anschlusselementes 10, in den jeweils zugeordneten Dom 25 eingeschoben. Dabei gelangen die Federschenkel 33 in den Federschenkelschacht 44. Gleichzeitig findet das Rastbein 34 seinen Halt im Rastbeinsitz 43 der Rastbeinaufnahme 42. Auf diese Weise verrastet die Rastfeder 21 im Dom 25. Die Rastkontur 35 der Rastfeder 21 erstreckt sich radial nach innen in Richtung Vertikalachse V bis in die Federstützbeinaufnahme 41 hinein.
Der Außenring 19 wird nunmehr auf den Kühlkörper 12 aufgesetzt, wobei die Dome 25 in die Höhlungen 18 eingeschoben werden. Auf diese Weise kommt die dem Kühlkörper 12 zugewandte Unterseite des Außenrings 19 zur Auflage auf der Anordnungsfläche 16 des Kühlkörpers 12.
Zur Konfektionierung der Baueinheit 100 wird nunmehr die Leiterplatte 13, also das LED-Leuchtmittel, in den vom Außenring 19 ausgebildeten Aufnahmerahmen 24 eingesetzt, sodass die Unterseite der Leiterplatte 13 ebenfalls auf der Anordnungsfläche 16 des Kühlkörpers 12 aufliegt. Gegebenenfalls sind zwischen der Leiterplatte 13 und dem Kühlkörper 12 noch Wärmeleitmittel - in den Zeichnungen nicht dargestellt - angeordnet.
Innerhalb des Außenrings 19 ist die Leiterplatte 13 nunmehr gegen horizontales beziehungsweise anordnungsflächenparalleles Verschieben sicher gehalten.
Nunmehr wird der Innenring 20 entgegen der Lichtaustrittsrichtung L auf den Außenring 19 aufgesetzt. Dabei werden die Federstützbeine 27 in den jeweils zugeordneten Dom 25 und dort in die entsprechende Federstützbeinaufnahme 41 eingeschoben. Hierbei gelangen die Spreizflächen 31 der jeweiligen Rastnase 29 in Kontakt mit dem jeweils zugeordneten Spreizbein 38 der Rastfeder 21, wobei die so entstehende Schrägflächenpaarung 31/38 zu einer Verlagerung der Rastkontur 35 radial nach außen führt. Diese Bewegung findet ihr Maximum, wenn der Rastkonturscheitel 36 auf dem Rastnasenscheitel 32 steht. Im Anschluss daran greifen bei fortgesetzter Einsetzbewegung entgegen der Lichtaustrittsrichtung L die Haltebeine 37 in Eingriff mit der jeweiligen Riegelfläche 30 der Rastnase 29. Dabei verlagert sich die Rastkontur 35 federrückstellelastisch radial nach innen, wobei die Schrägflächenpaarung 31/38 zwischen dem Haltebein 37 und der Riegelfläche 30 eine in Richtung Anordnungsfläche 16 gerichtete Kraftkomponente auf den Innenring 20 aufbringen. Hierdurch wird der Innenring 20 gegen die einliegende Leiterplatte 13 verspannt und sorgt für einen ausreichenden Anlagedruck der Leiterplatte 13 am Kühlkörper 12, um eine optimale Wärmeabfuhr zu befördern. In gleicher Weise - hier nicht weiter dargestellt - befördert die vorgenannte Kraftkomponente, die den Innenring 20 in Richtung Anordnungsfläche 16 verspannt, auch eine korrekte Anlage der Kontaktanordnung an den Kontaktfeldern 15 der Leiterplatte 13, um korrekte elektrische Übergangswerte zu erreichen.
Aufgrund der sich in einen Bereich unterhalb der Anordnungsfläche 16 erstreckenden Rastdome 25 wird ein ausreichend großer Raum geschaffen, um ein in Lichtaustrittsrichtung L beziehungsweise parallel zur Vertikalachse V langgestrecktes Federelement in Form der Rastfeder 21 zu schaffen, welches über seine Längserstreckung des Federschenkels 33 innerhalb des Federschenkelschachtes 44 ausreichend große Federwege für die Halterung des Innenrings 20 im Außenring 19 bietet.
Figur 6 zeigt eine Explosionsansicht einer alternativen Ausführungsform der Erfindung. Das zu Figur 1 Gesagte, trifft auch auf die vorliegende Darstellung zu. Auch hier handelt es sich um eine Baugruppe 100 mit einem Anschlusselement 10, welches ein LED-Leuchtmittel - bestehend aus Leiterplatte 13 mit Kontaktfeldern 15 und LED 14 - auf einem Gegenlager 11 in Form eines Kühlkörpers 12 hält. Das Anschlusselement 10 teilt sich in einen Außenring 19 und einen Innenring 20, wobei der Außenring 19 Rastfedern 21 zur Halterung des Innenringes 20 trägt.
Das zur ersten Ausführungsform Gesagte, trifft auch auf die zweite Ausführungsform zu. Beide Ausführungsformen unterscheiden sich jedoch hinsichtlich der Befestigung des Anschlusselementes 10 am Kühlkörper 12. Wie Figur 6 zeigt, verfügt die Rastfeder 21 über ein zusätzliches Bauteil in Form eines federrückstellelastischen Fixierstiftes 47, der als zusätzliches Rastmittel an der Rastfeder 21 angeordnet ist. Dieser dient - wie gleich beschrieben wird - der Befestigung des Außenringes 19 auf dem Kühlkörper 12, sodass auf die aus dem ersten Ausführungsbeispiel bekannten Schraubbolzen 22 verzichtet werden kann.
Figur 7 zeigt die zweite Ausführungsform der Erfindung in zusammengesetzter Form. Figur 7 dient insbesondere dazu, die Lage der Schnittlinie B-B darzustellen, zu welcher Figur 8 die zugehörige Schnittansicht ist.
Figur 8 zeigt zunächst den Kühlkörper 12 mit der aus der ersten Ausführungsform bekannten Höhlung 18, die sich von der mit dem Anschlusselement 10 versehenen Oberseite des Kühlkörpers 12 bis zu dessen Unterseite als durchgehende Bohrung erstreckt. Die Höhlung 18 weist eine Stufe 48 auf, die den Höhlungsdurchmesser verengt und zur Festlegung des Außenringes 19 des Anschlusselementes 10 beiträgt. Die Rastfeder 21 ist im Außenring 19 verankert. Aufgrund der Schnittlage sieht man das Rastbein 34 der Rastfeder 21 einsitzend in der Rastbeinaufnahme 42. Man sieht anhand von Figur 8 auch, wie der in der zweiten Ausführungsform zusätzlich an der Rastfeder 21 angeordnete Fixierstift 47 nach Art eines Rastelementes die Stufe 48 hintergreift und so die Rastfeder 21 in der Höhlung 18 hält. Durch die Verbindung zwischen der Rastfeder 21 und dem Außenring 19 liegt der Außenring 19 auf diese Art und Weise fest auf dem Kühlkörper 12 verankert und der Außenring 19 hält seinerseits den hier nicht sichtbaren Innenring 20, sodass das Anschlusselement 10 über die Rastfeder 21 am Kühlköroper 12 angeordnet ist.
Der wesentliche Vorteil dieser Erfindung liegt darin, dass auf zusätzliche Schraubbolzen 22 zur Festlegung des Anschlusselementes 10 auf dem Kühlkörper 12 verzichtet werden kann.
In den Ansprüchen erwähnt, jedoch separat nicht dargestellt, ist außerdem, dass der Dom 25 als eine Art Spreizdübel ausgebildet sein kann. Über vertikal zur Anordnungsfläche 16 ausgerichtete Schlitze im Rastdom 25 und ein in den Rastdom 25 einführbares Spreizelement kann der Rastdom 25 umfangserweitert werden, sodass er reibschlüssig oder formschlüssig in der Höhlung 18 des Kühlkörpers 12 einliegt. Dabei kann die Rastfeder 21 als Spreizelement dienen.

Bezugszeichenliste

10: Anschlusselement
11: Gegenlager
12: Kühlkörper
13: Leiterplatte
14: LED
15: Kontaktfeld
16: Anordnungsfläche
17: Gewindebohrung
18: Höhlung
19: Außenring
20: Innenring
21: Rastfeder
22: Schraubbolzen
23: Befestigungsbohrungen
24: Aufnahmerahmen
25: Dom
26: Aufnahmeraum
27: Federstützbein
28: Lichtdurchtrittsöffnung
29: Rastnase
30: Riegelfläche
31: Spreizfläche
32: Rastnasenscheitel
33: Federschenkel
34: Rastbein
35: Rastkontur
36: Rastkonturscheitel
37: Haltebein
38: Spreizbein
39: Einsetzöffnung
40: Dominnenraum
41: Federstützbeinaufnahme
42: Rastbeinaufnahme
43: Rastbeinsitz
44: Federschenkelschacht
45: Stützwand
46: Führungsstift
47: Fixierstift
48: Stufe
V: Achse
L: Lichtaustrittsrichtung
100: Baugruppe

Claims

Anschlusselement (10) zur elektrischen Anbindung eines LED-Leuchtmittels,
- wobei das LED-Leuchtmittel eine Leiterplatte (13) aufweist, welche mit Kontaktfeldern (15) zur elektrischen Versorgung der LED (14) versehen ist,

- mit einem Rahmen (24), der dazu vorgesehen ist auf einer Anordnungsfläche (16) eines Gegenlagers (11) aufzuliegen und die Leiterplatte (13) auf dieser Anordnungsfläche (16) zu halten, wobei der Rahmen von einem Außenring (19) und einem Innenring (20) gebildet ist,

- mit dem Innenring (20), der innerhalb des Außenrings (19) gehalten und dazu vorgesehen ist, die Leiterplatte (13) zumindest bereichsweise zu überfangen und die Leiterplatte (13) so vertikal zur Anordnungsfläche (16) auf dem Gegenlager (11) zu halten,

- mit dem Außenring (19), der dazu vorgesehen ist, die Leiterplatte (13) zu umgeben und die Leiterplatte (13) parallel zur Anordnungsfläche (16) auf dem Gegenlager (11) zu halten,

- mit Rastnasen (29), die vom Innenring (20) ausgebildet sind,

- mit Rastfedern (21), die im Außenring (19) angeordnet sind, die Rastnasen (29) des Innenrings (20) übergreifen und in Richtung Anordnungsfläche (16) eine Zugkraft auf den Innenring (20) ausüben,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Federaufnahmeraum für die Rastfeder (21) vorhanden ist, der sich in Bezug auf den auf der Anordnungsfläche (16) aufliegenden Rahmen (24) bis in einen Bereich unterhalb der Anordnungsfläche (16) erstreckt.
Anschlusselement (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federaufnahmeraum von einem Dom (25) gebildet ist, der der Unterseite des Außenrings (19) entspringt.
Anschlusselement (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federaufnahmeraum von einer Höhlung (18) im Gegenlager (11) gebildet ist.
Anschlusselement (10) nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dom (25) in der Höhlung (18) einsitzt.
Anschlusselement (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (20) ein Federstützbein (27) ausbildet, welches den Rastvorsprung trägt.
Anschlusselement (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Federstützbein (27) in den Federaufnahmeraum hineinragt und sich insbesondere an einer den Federaufnahmeraum begrenzenden Wand anlegt.
Anschlusselement (10) nach Anspruch 3, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Federstützbein (27) an einem die Höhlung (18) begrenzenden Wandabschnitt des Gegenlagers (11) abstützt.
Anschlusselement (10) nach Anspruch 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Federstützbein (27) an dem dem Außenring (19) entspringenden Dom (25) abstützt.
Anschlusselement (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastfeder (21) formschlüssig im Dom (25) gehalten ist.
Anschlusselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Außenring (19) angeordnete Rastfeder (21) sowohl den Innenring (20) am Außenring (19) als auch den Außenring (19) am Gegenlager (11) festlegt.
Anschlusselement (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dom (25) nach Art eines Spreizdübels ausgestaltet ist, um den Außenring (19) form- oder reibschlüssig am Gegenlager (11) zu halten.