EP4604322A2 - Zweiteiliges led-anschlusselement - Google Patents

Zweiteiliges led-anschlusselement

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EP4604322A2
EP4604322A2 EP25187261.0A EP25187261A EP4604322A2 EP 4604322 A2 EP4604322 A2 EP 4604322A2 EP 25187261 A EP25187261 A EP 25187261A EP 4604322 A2 EP4604322 A2 EP 4604322A2
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EP
European Patent Office
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contact
supply
connection
circuit board
inner ring
Prior art date
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Pending
Application number
EP25187261.0A
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English (en)
French (fr)
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EP4604322A3 (de
Inventor
Philipp Henrici
Olaf Baumeister
Mark Weber
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BJB GmbH and Co KG
Original Assignee
BJB GmbH and Co KG
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Publication date
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Application filed by BJB GmbH and Co KG filed Critical BJB GmbH and Co KG
Publication of EP4604322A2 publication Critical patent/EP4604322A2/de
Publication of EP4604322A3 publication Critical patent/EP4604322A3/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F21V19/003—Fastening of light source holders, e.g. of circuit boards or substrates holding light sources
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • H01R13/2442—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted with a single cantilevered beam

Definitions

  • LED connection elements are, for example, from the EP 2 083 489 A1 They are used to mechanically attach an LED lamp - a circuit board with an LED mounted on it - to a counter-bearing, primarily a heat sink. Furthermore, these LED connection elements provide a contact arrangement that serves, on the one hand, to connect connecting conductors and, on the other hand, to contact contact pads on the circuit board. In this way, the contact arrangement also serves to supply electricity to the LED lamp.
  • Such LED connection elements have the great advantage of combining both the mechanical fixing and the electrical contacting of the LED lamp and are based on This will simplify the use of LED lamps in modern luminaires.
  • This is characterized by its two-part construction.
  • An outer ring is designed to be mounted on a heat sink and precisely accommodate the LED circuit board within a mounting frame.
  • An inner ring is inserted into the outer ring, which overlaps the circuit board and thus secures it in the connection element. Furthermore, the inner ring exerts a pressure force on the circuit board, pressing it against the heat sink to optimize heat transfer. This is preferably achieved using spring elements.
  • the spring-loaded arrangement of the inner ring within the outer ring also allows for the compensation of unavoidable tolerances in the circuit board thickness.
  • the inner ring is thus positioned with a certain degree of tolerance in the light emission direction of the LED and in the vertical direction to the counter bearing or its mounting surface for the LED.
  • DE 20 2023 105 716 U1 please refer to DE 20 2023 105 716 U1 referred to.
  • connection element utilizes the division of the connection element into outer and inner rings to also separate the contact arrangement, which in the prior art is a single piece, into a connection contact and a supply contact.
  • the connection contact located in the outer ring serves primarily to connect to the external connection conductor. and can therefore be tailored to this exact purpose in terms of its geometry, metal alloy and contact finishing.
  • the supply contact located in the inner ring is primarily designed to contact the associated contact field of the circuit board in the correct position and can be designed in terms of its geometry, its contact forces and its contact finishing to create an optimal electrical transition from the supply contact to the contact field of the circuit board.
  • this assembly process connects the connection contact and the supply contact to each other, thus establishing the electrical supply to the LED lamp.
  • the supply contact has a geometric pivot axis which is arranged parallel to the arrangement surface of the counter bearing, wherein the supply contact is arranged in the inner ring so as to be pivotable about this pivot axis.
  • the key advantage of this inventive feature is that the supply contact is arranged so that it can move around the pivot axis and thus oscillate. It is arranged on the inner ring in the manner of a balance beam or rocker.
  • the pivot axis is—as described—aligned parallel to the mounting surface of the counter bearing or parallel to the surface of the circuit board on which the LED is mounted.
  • the pendulum suspension of the supply contact allows for even better compensation of the thickness tolerances of the printed circuit boards than if only the spring elasticity of the contact arms is used. Furthermore, the pendulum suspension of the supply contact also compensates The increased or decreased spring forces on the contact leg of the supply contact resting on the contact pad of the circuit board are compensated for by a distribution between the two contact legs. This ensures sufficient, but not excessive, contact pressure of the contact legs on their respective corresponding contact surfaces.
  • connection contact forms a contact surface
  • supply contact forms a mating contact surface and the contact surface and the mating contact surface lie directly against one another.
  • connection contact forms a contact arm which extends into a region of the frame covered by the inner ring and forms the contact surface for the supply contact in this region.
  • connection contact ensures a particularly simple connection between the connection contact and the supply contact, since the mutual contact surfaces face each other and are exposed when the inner ring is inserted into the outer ring, opposite to the light exit direction. Inserting the inner ring into the outer ring also means that the contact surface of the connection contact intended for connecting the supply contact is covered by the inner ring, thus ensuring the required contact protection.
  • the supply contact is designed as a contact bridge that spans the area between the contact surface of the connection contact and the contact field of the circuit board.
  • the supply contact has a first contact leg, which forms the counter contact surface for contacting of the connection contact and the supply contact has a second contact leg which is intended to rest on the contact field of the circuit board.
  • the invention further proposes that the first contact leg is deflected in a spring-return elastic manner in the direction of the contact field of the connection contact and the second contact leg is deflected in a spring-return elastic manner in the direction of the contact field of the printed circuit board.
  • the spring-return elasticity of the supply contact's contact legs ensures that sufficient contact forces are maintained both between the terminal contact and the supply contact, and between the supply contact and the contact pad of the circuit board, to establish a secure electrical connection. Furthermore, the spring-return elasticity of the contact legs can also be helpful in compensating for circuit board thickness tolerances without compromise while maintaining consistent contact quality.
  • pivot axis it is also possible for the pivot axis to be positioned off-center with respect to the distance between the contact surface of the connection contact and the contact field of the circuit board.
  • the off-center arrangement of the pivot axis can be used for fine-tuning the contact pressure of the supply contact, both on the circuit board and on the connecting contact.
  • the contact pressure can be increased or decreased by the off-center arrangement of the pivot axis towards the circuit board or towards the connecting contact. This makes it possible, for example, to meet special requirements regarding the coating of the contact surfaces and thus not only to achieve optimal contact pressure with regard to to ensure an optimal electrical transition, but also to ensure a wear-reducing distribution of the contact forces.
  • the inner ring forms a retaining pin for arranging the supply contact
  • the supply contact forms a retaining opening for the retaining pin
  • the retaining pin passes through the retaining opening to anchor the supply contact
  • Such a retaining pin is particularly easy to manufacture using the injection molding process.
  • the supply contact is also particularly easy to mount on such a retaining pin.
  • the retaining pin is aligned vertically to the mounting surface of the counter-bearing or parallel to the light emission direction of the LED. However, by appropriately designing the connection to the supply contact, this pin allows for a geometric pivot axis that is parallel to the mounting surface of the counter-bearing.
  • the inner ring forms at least one guide web, which rests against an edge of the supply contact and prevents rotation of the supply contact about the retaining pin.
  • a connecting element is designated overall by the reference number 10.
  • the connecting element 10 serves to connect an LED lamp 11 to the arrangement surface A ( Figures 4 and 5 ) of a heat sink (not shown).
  • This arrangement surface A extends parallel to the underside of a printed circuit board 12, which carries an LED 13 and contact pads 14 on its upper side and is part of the illuminant 11.
  • the outer ring 15 then carries connecting contacts 17, which are arranged in contact receptacles 18 of the outer ring 15.
  • Each contact receptacle 18 is closed by a cover 19 on the upper side of the outer ring 15, so that the connecting contacts 17, as far as they are seated in the contact receptacle 18, are arranged in a manner protected from contact.
  • Each contact arm 27 forms a contact surface 30 pointing in the direction of the inner ring 20, which is intended to come into contact with a mating contact surface 31 of the first contact leg 24 of the supply contact 23.
  • FIG. 2 shows a view of the underside of the inner ring 20.
  • retaining pins 32 are formed by the inner ring 20.
  • Each retaining pin 32 is directed approximately parallel to the light exit direction L or perpendicular to the arrangement surface A of the counter bearing (not shown) and holds a supply contact 23.
  • the respective retaining pin 32 extends through the retaining opening 26 of the supply contact 23.
  • the retaining pin 32 is shaped into a mushroom head at its free end after the supply contact 23 has been inserted.
  • Two guide webs 33 are formed on the inner ring 20 to the side of each supply contact. Each pair of guide webs 33 accommodates a supply contact 23 between them. In this way, the guide webs 33 prevent the supply contact from rotating around the longitudinal axis of the retaining pin 32.
  • the supply contact 23 is held on each retaining pin 32 with a certain amount of play, so that each supply contact 23 - guided by the guide bars 33 - can swing around a pivot axis S.
  • the pivot axis S is parallel to the arrangement surface A for the circuit board 12, so that the supply contact 23 can swing in the manner of a seesaw or a balance beam.
  • Figure 3 shows a top view of the assembled connecting element 10 according to Figure 1 Including LED light source 11.
  • This shows how the inner ring 20 fits into the outer ring 15 and how the light exit opening 22 of the inner ring 20 surrounds the LED 13, allowing the light emitted by the LED 13 to exit unhindered.
  • Also shown is how the covers 19 seal the contact receptacle 18 to the top of the connection element 10, to clarify the section line AA. This section line extends lengthwise through the supply contact 23.
  • Figure 4 shows a sectional view along section line AA in Figure 3 This illustration shows a sectional view along the longitudinal axis of the supply contact 23. Only a small section of the printed circuit board 12 is shown, namely the corner in which a contact field 14 is arranged.
  • connection contact 17 is seated in its contact receptacle 18, which is closed at the top with a cover 19.
  • the contact arm 27 extends from the contact receptacle 18 into the receiving space 21 for the inner ring 20. It lies in the insert contour 29, which is formed by the base section 28 of the outer ring 15. It is clearly evident that the contact arm 27 lies in an area of the receiving space 21 covered by the inner ring 20.
  • Figure 5 On the circuit board 12. This is thicker than the circuit board 12 in Figure 4 and here has a thickness D2. Furthermore, a heat-conducting element 34 is arranged beneath the circuit board, which is located between the underside of the circuit board 12 and the mounting surface A of the counter bearing or heat sink. The heat-conducting element 34 serves to optimize the heat transfer from the circuit board 12 to the heat sink. In addition to the thickness D2, the thickness DW of the heat-conducting element 34 also contributes.

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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 im Wesentlichen ringförmigen Rahmen, der dazu vorgesehen ist, die Leiterplatte zu überfangen und mechanisch an einer Anordnungsfläche eines Gegenlagers zu halten,
- mit einem Außenring und einem im Außenring angeordneten Innenring, die gemeinsam den Rahmen bilden,
- mit einer Kontaktanordnung, die im Rahmen gelagert ist, und der elektrischen Versorgung der LED dient,
- ein Anschlusskontakt im Außenring zur insbesondere lötfreien Anbindung eines Anschlussleiters als erster Teil der Kontaktanordnung,
- ein Versorgungskontakt im Innenring zur elektrischen Kontaktierung eines Kontaktfeldes der Leiterplatte als zweiter Teil der Kontaktanordnung, wobei
- der Anschlusskontakt und der Versorgungskontakt untereinander eine Verbindung eingehen.

Description

  • 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 im Wesentlichen ringförmigen Rahmen, der dazu vorgesehen ist, die Leiterplatte zu überfangen und mechanisch an einer Anordnungsfläche eines Gegenlagers zu halten,
    • mit einer Kontaktanordnung, die im Rahmen gelagert ist, und der elektrischen Versorgung der LED dient,
    • mit einem Außenring, der einen Anschlusskontakt zu Anbindung eines Anschlussleiters als erster Teil der Kontaktanordnung trägt,
    • mit einem Versorgungskontakt zur elektrischen Kontaktierung eines Kontaktfeldes der Leiterplatte als zweiter Teil der Kontaktanordnung,
    • wobei der Anschlusskontakt und der Versorgungskontakt untereinander eine Verbindung eingehen.
  • LED-Anschlusselemente sind beispielsweise aus der EP 2 083 489 A1 bekannt. Sie dienen dazu, ein LED-Leuchtmittel - eine Leiterplatte mit darauf angeordneter LED - mechanisch an einem Gegenlager, vornehmlich einem Kühlkörper - anzuordnen. Außerdem stellen diese LED-Anschlusselemente eine Kontaktanordnung bereit, die einerseits der Anbindung von Anschlussleitern dient und andererseits Kontaktfelder auf der Leiterplatte kontaktiert. Auf diese Weise dient die Kontaktanordnung auch der Elektrizitätsversorgung des LED-Leuchtmittels. Solche LED-Anschlusselemente haben den großen Vorteil, sowohl die mechanische Festlegung als auch die elektrische Kontaktierung des LED-Leuchtmittels in sich zu vereinen und auf diese Weise die Nutzung von LED-Leuchtmitteln in modernen Leuchten zu vereinfachen.
  • Die Anmelderin hat mit der Prioritätsschrift DE 20 2023 105 716 U1 ein neuentwickeltes LED-Anschlusselement veröffentlich. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass das Anschlusselement zweiteilig aufgebaut ist. Ein Außenring ist dafür vorgesehen, auf einem Kühlkörper festgelegt zu werden und innerhalb eines Aufnahmerahmens die LED-Leiterplatte passgenau aufzunehmen. In den Außenring wird ein Innenring eingesetzt, der die Leiterplatte überfängt und so im Anschlusselement sichert. Darüber hinaus bringt der Innenring eine Andruckkraft auf die Leiterplatte auf, sodass diese zur Optimierung des Wärmeübergangs gegen den Kühlkörper gedrückt wird. Dies wird bevorzugt über Federelemente realisiert.
  • Die federgelagerte Anordnung des Innenrings im Außenring erlaubt es darüber hinaus, unvermeidliche Toleranzen der Leiterplattendicke auszugleichen. Der Innenring ist insoweit in Lichtaustrittsrichtung der LED beziehungsweise in Vertikalrichtung zum Gegenlager beziehungsweise dessen Anordnungsfläche für die LED in einem gewissen Maße lagetolerant angeordnet. Für die diesbezüglichen Details wird auf DE 20 2023 105 716 U1 verwiesen.
  • Die vorgenannte Druckschrift offenbart zwei unterschiedliche Ausführungsformen des zweigeteilten Anschlusselementes. Bei einer ersten Ausführungsform wird der Innenring vertikal in Richtung Gegenlager in den Außenring eingesetzt und dann relativ zum Außenring verdreht. Die Festlegung des Innenrings im Außenring erfolgt hier also nach Art einer Bajonettverriegelung.
  • Die zweite Ausführungsform beschränkt sich darauf, den Innenring vertikal in den Außenring einzusetzen, wobei Rastvorsprünge des Innenrings von Rastfedern des Außenrings übergriffen werden.
  • WO 2012/030536 A2 offenbart ein Anschlusselement aus einem Ring, in welches ein Gehäuse eingesetzt ist. Dieses Gehäuse trägt unter anderem die LED-Platine. Innerhalb des Gehäuses ist eine flexible Leiterplatte angeordnet, die als Versorgungskontakt dient und eine Verbindung mit einem Anschlusskontakt des Ringes eingeht.
  • US 2016/0312984 A1 , CN 106704904 A , WO 2015/008555 A1 und US 2013/0084748 A1 zeigen Anschlusselemente mit einteiligen Anschlusskontakten
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kontaktanordnung vorzuschlagen, die auch bei einem zweigeteilten Anschlusselement die elektrische Versorgung des LED-Leuchtmittels sicherstellt.
  • Gelöst wird die Aufgabe der Erfindung von einem Anschlusselement mit den Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere mit dessen kennzeichnenden Merkmalen, wonach das Anschlusselement umfasst:
    • einen im Außenring angeordneten Innenring, der gemeinsam mit dem Außenring den Rahmen bildet,
    • den vom Innenring getragenen Versorgungskontakt,
    • wobei der Versorgungskontakt mit einer geometrische Schwenkachse ausgestattet, die parallel zur Anordnungsfläche des Gegenlagers angeordnet ist und der Versorgungskontakt um diese Schwenkachse schwenkbar im Innenring angeordnet ist.
  • Die Erfindung macht sich die Teilung des Anschlusselementes in Außenring und Innenring zunutze, um auch die Kontaktanordnung, die im Stand der Technik einteilig ist, in einen Anschlusskontakt und einen Versorgungskontakt zu trennen. Der im Außenring einsitzende Anschlusskontakt dient vornehmlich dazu, mit dem externen Anschlussleiter verbunden zu werden und kann deshalb in seiner Geometrie, Metalllegierung und Kontaktveredelung auf exakt diesen Zweck ausgerichtet sein.
  • Der im Innenring einsitzende Versorgungskontakt ist primär darauf ausgerichtet, das zugeordnete Kontaktfeld der Leiterplatte lagegerecht zu kontaktieren und kann in seiner Geometrie, in seinen Andruckkräften und in seiner Kontaktveredelung auf das Schaffen eines optimalen elektrischen Übergangs vom Versorgungskontakt auf das Kontaktfeld der Leiterplatte hin ausgebildet sein.
  • Beim Einsetzen des Innenrings in den Außenring werden durch diesen Montagevorgang der Anschlusskontakt und der Versorgungskontakt untereinander verbunden, sodass die Elektrizitätsversorgung des LED-Leuchtmittels hergestellt ist.
  • Der Versorgungskontakt weist eine geometrische Schwenkachse auf, die parallel zur Anordnungsfläche des Gegenlagers angeordnet ist, wobei der Versorgungskontakt um diese Schwenkachse schwenkbar im Innenring angeordnet ist.
  • Der wesentliche Vorteil dieses Erfindungsmerkmals liegt darin, dass der Versorgungskontakt um die Schwenkachse beweglich angeordnet ist und so pendeln kann. Er ist gleichsam nach Art eines Wiegebalkens oder einer Wippe am Innenring angeordnet. Die Schwenkachse ist - wie ausgeführt - parallel zur Anordnungsfläche des Gegenlagers beziehungsweise parallel zu derjenigen Oberfläche der Leiterplatte ausgerichtet, auf welcher die LED angeordnet ist.
  • Die pendelnde Aufhängung des Versorgungskontaktes erlaubt es, die Dicketoleranzen der Leiterplatten noch besser ausgleichen zu können, als wenn lediglich die Federelastizität der Kontaktarme genutzt wird. Darüber hinaus gleicht die pendelnde Aufhängung des Versorgungskontaktes auch die erhöhten oder verminderten Federkräfte auf Seiten des auf dem Kontaktfeld der Leiterplatte aufliegenden Kontaktbeins des Versorgungskontaktes aus, in dem eine Verteilung zwischen beiden Kontaktbeinen stattfindet. Auf diese Weise ist ein ausreichender, jedoch nicht zu starker Anlagedruck der Kontaktbeine an ihrer jeweils korrespondierenden Kontaktfläche sichergestellt.
  • Es ist auch vorgesehen, dass der Anschlusskontakt eine Kontaktfläche ausbildet, der Versorgungskontakt eine Gegenkontaktfläche ausbildet und die Kontaktfläche und die Gegenkontaktfläche unmittelbar aneinander anliegen.
  • Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der der Anschlusskontakt einen Kontaktarm ausbildet, der sich in einen vom Innenring überfangenen Bereich des Rahmens erstreckt und in diesem Bereich die Kontaktfläche für den Versorgungskontakt ausbildet.
  • Diese Ausführungsform gewährleistet eine besonders einfache Verbindung von Anschlusskontakt und Versorgungskontakt, da die gegenseitigen Kontaktflächen beim Einsetzen des Innenrings entgegengesetzt zur Lichtaustrittsrichtung in den Außenring einander zugewandt sind und freiliegen. Das Einsetzen des Innenrings in den Außenring führt gleichsam dazu, dass die für den Anschluss des Versorgungskontaktes vorgesehen Kontaktfläche des Anschlusskontaktes durch den Innenring abgedeckt wird und so der erforderliche Berührungsschutz gewährleistet ist.
  • Konkret ist vorgesehen, dass der Versorgungskontakt als Kontaktbrücke ausgebildet ist, welche den Bereich zwischen der Kontaktfläche des Anschlusskontaktes und dem Kontaktfeld der Leiterplatte überspannt.
  • Dabei ist konkret vorgesehen, dass der Versorgungskontakt ein erstes Kontaktbein aufweist, welches die Gegenkontaktfläche zur Kontaktierung des Anschlusskontaktes ausbildet und der Versorgungskontakt ein zweites Kontaktbein aufweist, welches zur Auflage auf dem Kontaktfeld der Leiterplatte vorgesehen ist.
  • Die Erfindung schlägt weiterhin vor, dass das erste Kontaktbein federrückstellelastisch in Richtung des Kontaktfeldes des Anschlusskontaktes ausgelenkt ist und das zweite Kontaktbein federrückstellelastisch in Richtung des Kontaktfeldes der Leiterplatte ausgelenkt ist.
  • Über die Federrückstellelastizität der Kontaktbeine des Versorgungskontaktes ist zum einen sichergestellt, dass sowohl zwischen dem Anschlusskontakt und dem Versorgungskontakt als auch zwischen dem Versorgungskontakt und dem Kontaktfeld der Leiterplatte ausreichend hohe Andruckkräfte bestehen, um eine sichere elektrische Verbindung herzustellen. Darüber hinaus kann die Federrückstellelastizität der Kontaktbeine auch hilfreich sein, um die Leiterplattentoleranzen hinsichtlich ihrer Dicke ohne Einschränkungen bei gleichbleibender Güte der Kontaktierung auszugleichen.
  • Es ist darüber hinaus möglich, dass die Schwenkachse in Hinblick auf die Strecke zwischen der Kontaktfläche des Anschlusskontaktes und dem Kontaktfeld der Leiterplatte außermittig angeordnet ist.
  • Die außermittige Anordnung der Schwenkachse kann für eine Feinabstimmung der Andruckkräfte des Versorgungskontaktes sowohl an der Leiterplatte als auch am Anschlusskontakt genutzt werden. Insbesondere können die Andruckkräfte durch die außermittige Anordnung der Schwenkachse in Richtung Leiterplatte oder in Richtung Anschlusskontakt verstärkt beziehungsweise vermindert werden. Es ist auf diese Weise möglich, beispielsweise auf spezielle Anforderungen der Vergütungen der Kontaktflächen einzugehen und so nicht nur einen optimalen Anlagedruck in Hinblick auf einen optimalen elektrischen Übergang hin festzulegen, sondern auch eine verschleißmindernde Verteilung der Andruckkräfte sicherzustellen.
  • Konkret ist vorgesehen, dass der Innenring zur Anordnung des Versorgungskontaktes einen Haltestift ausbildet, der Versorgungskontakt eine Halteöffnung für den Haltestift ausbildet und der Haltestift die Halteöffnung zur Verankerung des Versorgungskontaktes durchgreift.
  • Ein solcher Haltestift lässt sich fertigungstechnisch besonders einfach im Spritzgießvorgang realisieren. Auch lässt sich der Versorgungskontakt besonders einfach auf einem solchen Haltestift montieren. Der Haltestift ist dabei durchaus vertikal zur Anordnungsfläche des Gegenlagers beziehungsweise parallel zur Lichtaustrittsrichtung der LED gerichtet. Dennoch ermöglicht es dieser Stift durch eine entsprechende Ausbildung der Verbindung mit dem Versorgungskontakt, eine geometrische Schwenkachse bereitzustellen, welche parallel zur Anordnungsfläche des Gegenlagers angeordnet ist.
  • Um eine definierte Bewegung des Versorgungskontaktes um seine Schwenkachse sicherzustellen ist vorgesehen, dass der Innenring wenigstens einen Leitsteg ausbildet, welcher an einer Kante des Versorgungskontaktes anliegt und eine Drehung des Versorgungskontaktes um den Haltestift verhindert.
  • Die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt weitere Merkmale sowie weitere Vorteile auf. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Anschlusselementes,
    Figur 2
    eine Ansicht von unten auf den Innenring des Anschlusselementes nach Figur 1,
    Figur 3
    eine Aufsicht auf das Anschlusselement nach Figur 2,
    Figur 4
    eine erste Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie A-A in Figur 3,
    Figur 5
    eine zweite Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie A-A in Figur 3.
  • In den Figuren ist ein Anschlusselement insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
  • Das Anschlusselement 10 dient dazu, ein LED-Leuchtmittel 11 auf der Anordnungsfläche A (Figuren 4 und 5) eines nicht dargestellten Kühlkörpers anzuordnen. Diese Anordnungsfläche A erstreckt sich parallel zur Unterseite einer Leiterplatte 12, die auf ihrer Oberseite eine LED 13 sowie Kontaktfelder 14 trägt und Teil des Leuchtmittels 11 ist.
  • Das Anschlusselement 10 umfasst zunächst einen Außenring 15, dessen der Lichtaustrittsrichtung L der LED 13 abgewandten Unterseite ebenfalls auf der Anordnungsfläche A des nicht dargestellten Gegenlagers aufsitzt. Der Außenring 15 bildet zunächst einen Rahmen 16 zur Aufnahme der Leiterplatte 12 aus, mittels dessen die Leiterplatte 12 in Parallelrichtung zur Anordnungsfläche A gehalten ist.
  • Der Außenring 15 trägt sodann Anschlusskontakte 17, die in Kontaktaufnahmen 18 des Außenringes 15 angeordnet sind. Jede Kontaktaufnahme 18 wird von einem Deckel 19 zur Oberseite des Außenringes 15 verschlossen, sodass die Anschlusskontakte 17, soweit sie in der Kontaktaufnahme 18 einsitzen, berührungsgeschützt angeordnet sind.
  • Das Anschlusselement 10 umfasst sodann einen Innenring 20, der in einen vom Außenring 15 gebildeten Aufnahmeraum 21 eingesetzt wird. Der Innenring 20 überfängt in montiertem Zustand die Leiterplatte 12, erlaubt jedoch über seine zentrale Lichtaustrittsöffnung 22, welche die LED 13 umgibt, die Lichtemission des Leuchtmittels 11. Der Innenring 20 trägt zudem die Versorgungskontakte 23.
  • Jeder Versorgungskontakt 23 verfügt über ein erstes Kontaktbein 24 und ein zweites Kontaktbein 25. Zwischen den Kontaktbeinen 24, 25 bildet der Versorgungskontakt 23 eine Halteöffnung 26 aus.
  • Jeder Anschlusskontakt 17 verfügt über einen Kontaktarm 27. Wenn der Anschlusskontakt 17 in der ihm zugeordneten Kontaktaufnahme 18 einsitzt, tritt der Kontaktarm 27 aus der Kontaktaufnahme 18 aus und greift in den Aufnahmeraum 21 ein, welcher vom Außenring 15 zur Aufnahme des Innenringes 20 ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel ist in einem Bodenabschnitt 28 des Außenringes 15 eine Einlagekontur 29 gebildet. Diese dient dazu, den aus dem Aufnahmeraum 21 austretenden Kontaktarm 27 aufzunehmen. Die Einlagekontur 29 ist in jeder Hinsicht vorteilhaft, für die Erfindung jedoch nicht zwingend erforderlich.
  • Jeder Kontaktarm 27 bildet eine in Richtung Innenring 20 weisende Kontaktfläche 30 aus, die dazu vorgesehen ist, mit einer Gegenkontaktfläche 31 des ersten Kontaktbeins 24 des Versorgungskontaktes 23 in Verbindung zu treten.
  • Figur 2 zeigt eine Ansicht auf die Unterseite des Innenringes 20. Beidseitig der Lichtaustrittsöffnung 22 sind hier vom Innenring 20 Haltestifte 32 ausgebildet. Jeder Haltestift 32 ist in etwa parallel zur Lichtaustrittsrichtung L beziehungsweise senkrecht zur Anordnungsfläche A des nicht dargestellten Gegenlagers gerichtet und hält einen Versorgungskontakt 23. Hierzu durchgreift der jeweilige Haltestift 32 die Halteöffnung 26 des Versorgungskontaktes 23. Um ein Abrutschen des Versorgungskontaktes 23 vom Haltestift 32 zu vermeiden, wird der Haltestift 32 nach Einsetzen des Versorgungskontaktes 23 an seinem freien Ende pilzkopfartig umgeformt. Seitlich eines jeden Versorgungskontaktes sind jeweils zwei Leitstege 33 vom Innenring 20 ausgebildet. Je zwei Leitstege 33 nehmen zwischen sich einen Versorgungskontakt 23 auf. Auf diese Weise verhindern die Leitstege 33, dass der Versorgungskontakt sich um die Längsachse des Haltestiftes 32 herum drehen kann.
  • Der Versorgungskontakt 23 ist an jedem Haltestift 32 jedoch mit einem gewissen Bewegungsspiel gehalten, sodass jeder Versorgungskontakt 23 - geführt durch die Leitstege 33 - um eine Schwenkachse S pendeln kann. Wie aus Figur 2 deutlich wird, liegt die Schwenkachse S parallel zur Anordnungsfläche A für die Leiterplatte 12, sodass der Versorgungskontakt 23 nach Art einer Wippe oder eines Wiegebalkens pendeln kann.
  • Figur 3 zeigt eine Aufsicht auf das zusammengesetzte Anschlusselement 10 nach Figur 1 inklusive LED-Leuchtmittel 11. Zu sehen ist hier, wie der Innenring 20 im Außenring 15 einsitzt und wie die Lichtaustrittsöffnung 22 des Innenrings 20 die LED 13 umgibt, sodass das von der LED 13 emittierte Licht ungehindert austreten kann. Dargestellt ist auch, wie die Deckel 19 die Kontaktaufnahme 18 zur Oberseite des Anschlusselementes 10 verschließen, zur Verdeutlichung der Schnittlage A-A. Diese Schnittlinie erstreckt sich längs durch den Versorgungskontakt 23.
  • Figur 4 zeigt eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie A-A in Figur 3. Diese Darstellung zeigt eine Schnittansicht entlang der Längsachse des Versorgungskontaktes 23. Von der Leiterplatte 12 ist lediglich ein kleiner Abschnitt gezeigt, nämlich diejenige Ecke, in der ein Kontaktfeld 14 angeordnet ist.
  • Wie man Figur 4 entnehmen kann, sitzt der dargestellte Anschlusskontakt 17 in seiner Kontaktaufnahme 18 ein, die mit einem Deckel 19 nach oben hin verschlossen ist. Der Kontaktarm 27 erstreckt sich aus der Kontaktaufnahme 18 heraus in den Aufnahmeraum 21 für den Innenring 20. Er liegt in der Einlagekontur 29 ein, die vom Bodenabschnitt 28 des Außenringes 15 gebildet ist. Es ist klar ersichtlich, dass der Kontaktarm 27 in einem vom Innenring 20 überfangenen Bereich des Aufnahmeraumes 21 einliegt.
  • Der Innenring 20 sitzt im Aufnahmeraum 21 ein und trägt - festgelegt am Haltestift 32 - den Versorgungskontakt 23. Der Versorgungskontakt 23 ist als Kontaktbrücke ausgebildet und überspannt den Bereich zwischen der Kontaktfläche 30 des Kontaktarms 27 und dem Kontaktfeld 14 der Leiterplatte 12.
  • Der Versorgungskontakt 23 liegt mit der Gegenkontaktfläche 31 seines ersten Kontaktbeins 24 auf der Kontaktfläche 30 des Kontaktarmes 27 des Anschlusskontaktes 17 auf. Das zweite Kontaktbein 25 liegt mit seinem freien Ende auf dem Kontaktfeld 14 der Leiterplatte 12 auf.
  • Ist nun am Anschlusskontakt 17 ein Anschlussleiter zur elektrischen Versorgung der LED 13 angeschlagen, wird die Elektrizität über die Kopplung des Anschlusskontaktes 17 mit dem Versorgungskontakt 23 bis zur Leiterplatte 12 weitergegeben.
  • Figur 4 zeigt eine Leiterplatte 12, deren vertikal zur Anordnungsfläche A - angedeutet durch die gestrichelte Linie - eine Dicke D1 aufweist. In der Zeichnung ist die Leiterplatte 12 mit der Dicke D1 in ihrer vertikal zur Anordnungsfläche A gemessenen Höhe geringer als die Bodenstärke des Außenrings 15.
  • Figur 4 zeigt im Wesentlichen die gleichen Sachverhalte wie Figur 5. Insoweit wird auf die dortige Beschreibung verwiesen.
  • Besonderes Augenmerk ist in Figur 5 auf die Leiterplatte 12 zu legen. Diese ist dicker als die Leiterplatte 12 in Figur 4 und weist hier eine Dicke D2 auf. Darüber hinaus ist unterhalb der Leiterplatte ein Wärmeleitelement 34 angeordnet, welches sich zwischen der Unterseite der Leiterplatte 12 und der Anordnungsfläche A des Gegenlagers beziehungsweise Kühlkörpers befindet. Das Wärmeleitelement 34 dient dazu, den Wärmeübergang von der Leiterplatte 12 zum Kühlkörper hin zu optimieren. Zusätzlich zur Dicke D2 trägt also auch die Dicke DW des Wärmeleitelementes 34 auf.
  • Infolgedessen sitzt der die Leiterplatte 12 überfangende Innenring 20 weniger tief im Aufnahmeraum 21 des Außenringes 15 ein.
  • Ist in Figur 4 das zweite Kontaktbein 25 bezüglich der Anordnungsfläche A tiefer angeordnet als das erste Kontaktbein 24 des Versorgungskontaktes 23, stellt sich in Figur 5 die Situation anders dar. Hier ist das zweite Kontaktbein 25 bezogen auf die Anordnungsfläche A höher angeordnet als das erste Kontaktbein 24. Dies ist durch die pendelnde Aufhängung des Versorgungskontaktes 23 möglich, welcher um die Schwenkachse S herum pendelnd im Innenring 20 aufgehängt ist.
  • Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt also zunächst in der Trennung der aus dem Stand der Technik bekannten Kontaktanordnung in einen Anschlusskontakt 17 und einen Versorgungskontakt 23, um eine einfache Montage des Innenrings 20 im Außenring 15 und eine einfache Anordnung der Leiterplatte 12 im Außenring 15 zu gewährleisten. Darüber hinaus ermöglicht die Trennung der Kontaktanordnung in Anschlusskontakt 17 und Versorgungskontakt 23 den auch im Stand der Technik erforderlichen Toleranzausgleich für die Leiterplattendicke zu verbessern. Durch die pendelnde Anordnung des Versorgungskontaktes 17 im Innenring 20 lassen sich zu hohe Andruckkontakte insbesondere zwischen dem Versorgungskontakt 23 und dem in der Regel hochwertig veredelten Kontaktfeld 14 der Leiterplatte 12 sicher vermeiden. Eine Beschädigung der Kontaktfeldveredelung durch zu hohe Andruckkräfte wird so sicher vermieden, was die Langlebigkeit einer Leuchte unter Nutzung des Anschlusselementes 10 dieser Erfindung erhöht.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Anschlusselement
    11
    LED-Leuchtmittel
    12
    Leiterplatte
    13
    LED
    14
    Kontaktfeld
    15
    Außenring
    16
    Rahmen
    17
    Anschlusskontakt
    18
    Kontaktaufnahme
    19
    Deckel
    20
    Innenring
    21
    Aufnahmeraum
    22
    Lichtaustrittsöffnung
    23
    Versorgungskontakt
    24
    erstes Kontaktbein
    25
    zweites Kontaktbein
    26
    Halteöffnung
    27
    Kontaktarm
    28
    Bodenabschnitt
    29
    Einlagenkontur
    30
    Kontaktfläche
    31
    Gegenkontaktfläche
    32
    Haltestifte
    33
    Leitsteg
    34
    Wärmeleitelement
    A
    Anordnungsfläche
    DW
    Dicke
    D1
    Dicke
    D2
    Dicke
    L
    Lichtaustrittrichtung
    S
    Schwenkachse

Claims (9)

  1. Anschlusselement (10) zur elektrischen Anbindung eines LED-Leuchtmittels (11),
    - wobei das LED-Leuchtmittel (11) eine Leiterplatte (12) aufweist, welche mit Kontaktfeldern (14) zur elektrischen Versorgung der LED (13) versehen ist,
    - mit einem im Wesentlichen ringförmigen Rahmen (16), der dazu vorgesehen ist, die Leiterplatte (12) zu überfangen und mechanisch an einer Anordnungsfläche (A) eines Gegenlagers zu halten,
    - mit einer Kontaktanordnung, die im Rahmen (16) gelagert ist, und der elektrischen Versorgung der LED (13) dient,
    - mit einem Außenring (15), der einen Anschlusskontakt (17) zur insbesondere lötfreien Anbindung eines Anschlussleiters als erster Teil der Kontaktanordnung trägt,
    - mit einem Versorgungskontakt (23) zur elektrischen Kontaktierung eines Kontaktfeldes (14) der Leiterplatte (12) als zweiter Teil der Kontaktanordnung,
    - wobei der Anschlusskontakt (17) und der Versorgungskontakt (23) untereinander eine Verbindung eingehen,
    gekennzeichnet durch
    - einen im Außenring (15) angeordneten Innenring (20), der gemeinsam mit dem Außenring (15) den Rahmen (16) bildet,
    - den vom Innenring (20) getragenen Versorgungskontakt (23), und weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Versorgungskontakt (23) eine geometrische Schwenkachse (S) aufweist, die parallel zur Anordnungsfläche (A) des Gegenlagers angeordnet ist und der Versorgungskontakt (23) um diese Schwenkachse (S) schwenkbar im Innenring (20) angeordnet ist.
  2. Anschlusselement (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Anschlusskontakt (17) eine Kontaktfläche (30) ausbildet,
    - der Versorgungskontakt (23) eine Gegenkontaktfläche (31) ausbildet,
    - die Kontaktfläche (30) und die Gegenkontaktfläche (31) unmittelbar aneinander anliegen.
  3. Anschlusselement (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskontakt (17) einen Kontaktarm (27) ausbildet, der sich in einen vom Innenring (20) überfangenen Bereich des Rahmens (16) erstreckt und in diesem Bereich die Kontaktfläche (30) für den Versorgungskontakt (23) ausbildet.
  4. Anschlusselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungskontakt (23) als Kontaktbrücke ausgebildet ist, welche den Bereich zwischen der Kontaktfläche (30) des Anschlusskontaktes (17) und dem Kontaktfeld (14) der Leiterplatte (12) überspannt.
  5. Anschlusselement (10) nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Versorgungskontakt (23) ein erstes Kontaktbein (24) aufweist, welches die Gegenkontaktfläche (31) zur Kontaktierung des Anschlusskontaktes (17) ausbildet,
    - der Versorgungskontakt (23) ein zweites Kontaktbein (25) aufweist, welches zur Auflage auf dem Kontaktfeld (14) der Leiterplatte (12) vorgesehen ist.
  6. Anschlusselement (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das erste Kontaktbein (24) federrückstellelastisch in Richtung des Kontaktfeldes (14) des Anschlusskontaktes (17) ausgelenkt ist,
    - das zweite Kontaktbein (25) federrückstellelastisch in Richtung des Kontaktfeldes (14) der Leiterplatte (12) ausgelenkt ist.
  7. Anschlusselement (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (S) in Hinblick auf die Strecke zwischen der Kontaktfläche (30) des Anschlusskontaktes (17) und dem Kontaktfeld (14) der Leiterplatte (12) außermittig angeordnet ist.
  8. Anschlusselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Innenring (20) zur Anordnung des Versorgungskontaktes (23) einen Haltestift (32) ausbildet,
    - der Versorgungskontakt (23) eine Halteöffnung (26) für den Haltestift (32) ausbildet,
    - der Haltestift (32) die Halteöffnung (26) zur Verankerung des Versorgungskontaktes (23) durchgreift.
  9. Anschlusselement (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (20) wenigstens einen Leitsteg (33) ausbildet, welcher an einer Kante des Versorgungskontaktes (23) anliegt und eine Drehung des Versorgungskontaktes (23) um den Haltestift (32) verhindert.
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