DESCRIPCIÓN

OBJETO DE LA INVENCIÓN

El objeto de la presente invención es tener un dispositivo o módulo en el cual se pueda montar una lámpara tipo LED (diodo emisor de luz o "light emitting diode") en el cual se tenga una forma compacta, con una alta capacidad de disipación de calor y que al mismo tiempo ofrezca diferentes modalidades de conexión eléctrica, diferentes tipos de montaje rápidos y prácticos para la industria de iluminación en general y en específico la industria de iluminación en automóviles.

ANTECEDENTES

Con la aparición de los diodos emisores de luz, también conocidos como LED por sus siglas en inglés, se ha buscado sustituir los sistemas de iluminación tradicionales como lámparas incandescentes o fluorescentes.

Las lámparas tipo LED ofrecen algunas cualidades superiores a los demás tipos de luminarias. Entre ellas está un tiempo de vida útil considerablemente más alto que el de los sistemas de iluminación incandescentes o fluorescentes. Además su operación es más eficiente en términos energéticos y por la naturaleza de su construcción la emisión de luz es más expedita que en los sistemas tradicionales.

Por estas y otras razones los sistemas de iluminación tipo LED están siendo adoptados como base para la iluminación en diferentes aplicaciones industriales, residenciales, comerciales. Entre otras, la industria automotriz juega un papel importante en la adopción de iluminación LED para iluminación en el interior de vehículos, en las luminarias y faros exteriores como en las luces principales.

Los diodos de emisión de luz o LED contienen dos terminales eléctricas para alimentación de energía. A través de estas terminales se provee al LED del voltaje necesario para su activación y con ello se obtiene la emisión de luz.

Existen diversas formas de unir estas terminales a circuitos eléctricos. Entre las formas más comunes está la soldadura de las terminales a una tablilla eléctrica. La soldadura ancla el LED al circuito físicamente permitiendo el flujo de electricidad del circuito al diodo.

Otra forma de unión es una mecánica, en donde el LED es sujetado mecánicamente a elementos conductores. Existen en la técnica actual técnicas de grapado de LED a tablillas conductoras, que unen permanentemente ánodo y cátodo a arreglos de tablillas para aplicaciones específicas.

Además de los arreglos rígidos existen uniones flexibles (flex boards) y por cables conductores, sin embargo estas presentan algunas limitantes como alto costo para disipación de calor eficiente.

Entre las técnicas más comunes en la industria automotriz está la del grapado de LED a tablillas conductoras. El documento EP 0653586 ofrece una técnica de un arreglo de múltiples LED unidos mecánicamente a una tablilla o barra de distribución. En aplicaciones automotrices estas barras son formadas y adecuadas a la forma del faro o luminaria en donde será colocado.

Este tipo de montaje rígido y como el que ilustra la patente CA 2562357 ofrecen una adecuada fijación y conducción para el LED pero por su construcción resultan poco prácticos y difíciles de cambiar una vez que se ha diseñado la barra de distribución. En aplicaciones de baja potencia existen módulos en donde el LED ha sido montado en soportes para una rápida fijación. Estos módulos, ilustrados en patentes como la solicitud JP19990197790 19990712 y la EP 2 177 823 Al ofrecen algo de practicidad pero poca flexibilidad en las conexiones. La solicitud US2005/0063181A1 ofrece una forma de conexión rápida a cables por desplazamiento de aislante pero al igual que en las otras dos tienen capacidad limitada en cuanto a sus conexiones y en todos los casos presentan una muy limitada capacidad de disipación de calor.

La presente invención resulta de la integración del LED en un módulo completo, en donde el diodo LED se fija a un ánodo y cátodo con formas específicas que permiten dos diferentes tipos de conexiones además de suficiente capacidad de disipar calor. El LED junto con el ánodo y cátodo forman un módulo integrado que puede ser ensamblado en un soporte aislante plástico independiente o ensamblado directamente en un soporte multi-modular con la forma de la lámpara.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Figura 1

Vista inferior de ánodo, cátodo y diodo LED antes del montaje;

Figura 2

Vista superior del dispositivo o módulo ensamblado con el LED montado por un proceso de montaje convencional;

Figura 3

Vista explotada del módulo y base aislante individual antes de montaje;

Figura 4

Posibilidades de conexión utilizando el módulo en conjunto con su base aislante; Figura 5

Posibilidades de conexión del módulo sin base aislante;

Figura 6

Montaje del módulo sobre base con capacidad para múltiples módulos;

Figura 7

Vista inferior de módulos con base aislante individual montados;

Figura 8

Posibilidades de conexión de módulos montados sobre bases con capacidad para múltiples módulos;

Figura 9

Vista superior de módulos con base aislante individual montados;

Figura 10

Forma del ánodo y cátodo antes de dobleces.

Figura 11

Vista lateral del módulo

Figura 12

Vista frontal-superior del módulo

Figura 13

Vista lateral superior del módulo

La invención consta de un módulo (1) creado con un ánodo (9), un cátodo (10) y un diodo LED (11), en donde el LED es anclado vía un método convencional, preferentemente por grapado mecánico (2) al ánodo y cátodo. Ánodo (9) y Cátodo (10) en la invención integran dos diferentes formas de conexión eléctrica; siendo estas vía desplazamiento de aislante (3) y conexión por terminales (4). Adicionalmente ánodo y cátodo incorporan un mecanismo de broche (5) para el anclaje y montura en una base multi-modular (6) o sobre una base aislante individual(7).

El ánodo incorpora también una serie de dobleces en material conductor para la colocación de las terminales de conexión y el empaquetamiento y rigidez estructural del módulo(8). El cátodo incorpora también una serie de dobleces en material conductor para la colocación de las terminales de conexión, el empaquetamiento y rigidez estructural del módulo y superficies para disipación de calor.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

El objeto de esta invención es un módulo consta de dos piezas metálicas o conductoras Ánodo (9) y Cátodo (10) y uno o más diodos tipo LED (11).

El ánodo (9) es creado a partir de una placa metálica estampada y doblada para crear los conectores (3) y (4), la superficie de montaje del LED (12), el área de rigidez estructural(8) y el broche de anclaje (5).

El cátodo (10) es creado a partir de una placa metálica estampada y doblada para crear los conectores (3) y (4), la superficie de montaje del LED (13), el área para disipación de calor (14) y el broche de anclaje (5).

La creación del ánodo (9) involucra la creación de la terminal a partir del doblez en 180 grados de la placa en el punto (15), creando la terminal de conexión del ánodo. Sobre esta terminal (16) se realiza un doblez adicional de forma perpendicular a la superficie de montaje de led (12), quedando en forma paralela al Eje A (Figura 10). De la misma forma se realiza el doblez de la conexión de desplazamiento de aislante 1 (17), quedando igualmente paralela al Eje A (Figura 10). La segunda conexión de desplazamiento de aislante 2 (18) que incorpora el broche (5) se dobla perpendicular a la superficie (12) quedando en la misma orientación en el Eje A (Figura 10) que los dobleces anteriores. Los laterales de la superficie (19) son doblados de forma perpendicular a la superficie, quedando paralelos al Eje A y en la misma orientación que los demás dobleces. El ánodo es terminado con el doblez de la superficie central (20) quedando perpendicular a la superficie de montaje de led (12) y paralelo al Eje A, con las superficies laterales (19) a los lados de las conexiones de desplazamiento de cable (17) y (18), manteniendo la forma y dando rigidez estructural al ánodo.

La creación del cátodo (10) involucra la creación de la terminal a partir del doblez en 180 grados de la placa en el punto (21), creando la terminal de conexión del cátodo. Sobre esta terminal (22) se realiza un doblez adicional de forma perpendicular a la superficie de montaje de led (13), quedando en forma paralela al Eje A (Figura 10). De la misma forma se realiza el doblez de la conexión de desplazamiento de aislante 1 (23), quedando de la misma forma paralela al Eje A (Figura 10). La segunda conexión de desplazamiento de aislante 2 (24) que incorpora el broche (5) se dobla perpendicular a la superficie de montaje de led (13) quedando en la misma orientación en el Eje A (Figura 10) que los dobleces anteriores.

Las superficies para difusión de calor laterales (25) y central (26) se doblan formando un ángulo de 180 grados, quedando paralelas a la superficie original y con un radio de curvatura (27) tal que permiten el flujo de aire entre las dos superficies (28). Estas superficies son dobladas quedando de forma perpendicular a la superficie de montaje del LED (13) y las superficies laterales (25) son dobladas hacia el interior o exterior de la lámpara encuadrando la superficie de contacto con el LED. Los dobleces de las superficies de transferencia de calor (27) permiten aumentar el área de material conductor del calor para una mejor disipación térmica, manteniendo al LED (11) en una temperatura de operación aceptable.

El diodo de iluminación o LED (11) cuenta con dos contactos eléctricos (29) y (30). Estos se unen a las superficies de montaje de led en ánodo (12) y cátodo (13) vía algún sistema de sujeción convencional, preferentemente un método de engrapado de tal manera que el ánodo (9) y cátodo (10) tienen una continuidad eléctrica con las terminales del LED (29) y (30). El ánodo, cátodo y LED unido forman el módulo para lámpara LED (1).

El módulo presenta dos posibilidades de conexión a un circuito eléctrico. La primer forma es mediante conexiones de desplazamiento de aislante (3). Tanto el ánodo (9) como el cátodo (10) cuentan con conexiones de desplazamiento de aislante (3) que operan en forma de cuchilla sobre el material aislante de un cable convencional, quedando en contacto directo con el material conductor del cable y haciendo la conexión directa al diodo LED. Este tipo de conexión puede emplearse con el módulo individual (1) o en conjunto con la base aislante individual para el módulo (31), en donde la base aislante que pudiera ser plástica (7) actúa como soporte para el cable al momento de realizar la conexión.

La segunda posibilidad de conexión es a través de terminales convencionales. Tanto el ánodo (9) como el cátodo (10) cuentan con terminales de conexión convencional (4) en donde cables con terminales pueden ser conectados alimentando a las terminales del LED (29) y (30) vía el ánodo (9) y cátodo (10). La existencia de ambos tipos de conexiones de forma simultánea permiten que la lámpara pueda ser conectada a un circuito o más lámparas por vía de las conexiones de desplazamiento de aislante (32), por terminales convencionales (33) o bien por una combinación de ambas (34).

El módulo (1) puede ser montado directamente en la aplicación sobre una base de material aislante que puede tener capacidad para uno o varios módulos LED montados en una forma o arreglo específico (6). El módulo cuenta con broches en ánodo y cátodo (5) para su anclaje mientras que la conexión eléctrica puede ser por desplazamiento de aislante (3) ó a través de cables conectados a las terminales (4).

Adicionalmente el módulo puede ser montado a una base de material aislante individual (7) o una base multi-modular (6); en ambas se mantienen separados ánodo y cátodo físicamente y permite más posibilidades de montaje en diferentes aplicaciones. Dicha base cuenta con espacio para la colocación de cables conductores (35), aprisionando el cable para una adecuada actuación de las conexiones de desplazamiento de aislante (3). Adicionalmente cuenta con los soportes para el montaje del módulo (36) ofreciendo el punto de apoyo para los broches mecánicos (5) de ánodo y cátodo. En la parte inferior cuenta con espacios para la colocación de terminales convencionales (37), en donde además de contar con el espacio para la colocación de las terminales ofrece soporte y resistencia tanto a la terminal del módulo como a las terminales del circuito eléctrico. El módulo con su base aislante (31) puede ser montado en faros o luminarias directamente y en orientaciones o disposiciones variadas(Figura 7) ya sea con una conexión en base a desplazamiento de aislante (32), una conexión en base a terminales (33) o bien una mezcla de ambas (34).