Mehrfach verwendbare Steckmodulplatine aus mehreren in einem Steckmodulsystem

verbindbaren Steckmodulen mit nachträglich anschließbaren Leuchtdioden. z.B. für den Aufbau einer LED-Dekoration.

Beschreibung

In herkömmlichen Steckmodulplatinen sind die zu verwendenden Leuchtdioden (LED's) fest angeschlossen vorgegeben.

Die Steckmodule weisen eine große Anzahl fest angeschlossener Leuchtdioden auf. Es ist bekannt Leuchtdioden-Steckmodule in Form einer Leuchtdiodenmatrix aus einzelnen

quadratischen plattenartigen Segmenten von 4,5 cm x 4,5 cm aufzubauen, welche jeweils neun Leuchtdioden aufweisen, welche mit 12 Volt bei 1,8 Watt betrieben werden. Ein Matrix-Segment erreicht bis zu 160 Im und eine Modul-Effizienz von fast 90 lm/W. Die Matrix lässt sich theoretisch nahtlos zu unendlichen Strängen, Flächen oder komplexen Formen kombinieren, ganz ohne Löten und Basteln. Die Matrix kann in vorgefertigten Segmentgrößen bestellt, aber auch von Hand nach eigenen Wünschen vergrößert und verkleinert werden. Der elektrische Anschluss der einzelnen Matrix-Segmente erfolgt für alle Leuchtdioden des Segmentes gemeinsam über einen kleinen seitlich ansetzbaren Kontaktblock mit zwei Anschlusskabeln. Es leuchten somit alle neun Leuchtdioden eines an Spannung gelegten Matrix-Segmentes gleichzeitig auf. Eine derartige Leuchtiodenmatrix wird von der Firma LUMITRONIX LED- Technik GmbH, 72379 Hechingen angeboten. Eine beliebige Form einer Leuchtdioden- Dekoration, z.B. in einer herzförmigen Kontur, ist mit diesen Matrix-Segmenten aber nicht möglich.

Bei herkömmlichen einfachen Platinen müssen die einzelnen Leuchtdioden entsprechend der gewünschten Form der Lichterkette auf rasterförmig über die Platinenoberfläche fabrikmäßig verteilt vorgesehenen Anschlusspunkte angelötet werden. Die Verbindung entsprechender elektrischer Anschlüsse erfolgt auf den einzelnen Platinen durch anzulötende Anschlusskabel. Die Erstellung komplexer, insbesondere dreidimensionaler Formen ist insofern nicht möglich. Des weiteren ist die Erstellung einer Leuchtdioden-Dekoration, z.B. in herzförmiger Kontur, äußerst aufwendig.

Das erfindungsgemäße Steckmodulsystem soll ohne Löten den Aufbau unterschiedlicher Arten von LED Dekorationen aus Steckmodulen ermöglichen und dies auch in unterschiedlicher Größe und Form des Steckmodulsystems bzw. der Steckmodule der Steckmodulplatine in ein-, zwei- und dreidimensionaler Weise.

Ausgehend von bekannten Steckmodulplatinen bestehend aus mehreren zu dieser

zusarnmenfügbaren segmentartigen Steckmodulen mit elektrischer Kontaktierung zur

Bestückung und zum Spannungsanschluss der Leuchtdioden auf der Platinenoberfläche ist erfindungsgemäß eine Ausbildung der Steckmodule gemäß Anspruch 1 vorgesehen. Die Leichtdioden können somit mit ihren Diodenbeinen auf als Rast- und Steckvorrichtung ausgebildeten Kontaktierungen einzeln aufgesteckt und durch einen gemeinsamen positiven oder negativen elektrischen Anschluss der in senkrechten Reihen verbundenen Steckmodule mit Spannung versorgt werden.

Vorteilhafte Ausfuhrungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 1 - 14.

In den Zeichnungen sind vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung in Figuren 1 - 21 dargestellt, welche im Folgenden näher erläutert werden.

In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht eines Steckmoduls aus Anschlussgehäuse mit Kontaktfederstreifen und zwei oberen Kontaktierungen für die Diodenbeine der gemäß Figur 9 anzuschließenden Leuchtdioden.

Figur 2 eine Querschnittansicht durch das Steckmodul mit Anschlussgehäuse gemäß Figur 1 längs einer der beiden oberen Führungsbohrungen und der unteren breiteren Führungsbohrung zur Anlage der Kontaktierung bzw. des Kontaktfederstreifens.

Figur 3 zwei seitliche, über horizontale Rastrippen und Längsausnehmungen verbundene, zueinander verschobene Anschlussgehäuse, jeweils mit dargestelltem vorderen unteren Endabschnitt der Kontaktfederstreifen, in perspektivischer Darstellung.

Figur 4 eine Abwandlung der Anschlussgehäuse unter Darstellung einer Raststruktur an den Außenseiten sowohl aus horizontalen als auch vertikalen Längsausnehmungen und Rastrippen.

Figur 5 eine Darstellung gemäß Figur 2 in Seitenansicht statt Querschnitt unter Darstellung zweier in einer senkrechten Reihe hintereinander zu übersteckender, zunächst noch beabstandeter Steckmodule mit einer Öffnung in der unteren Führungsbohrung für den als Rast- und

Steckabschnitt dienenden vorderen Endabschnitt des Kontaktfederstreifens des hinteren

Steckmoduls.

Figur 6 eine Draufsicht auf eine Steckmodulplatine gebildet aus jeweils vier seitlich in einer horizontalen Reihe angeordneten, über eine Raststruktur verbundenen Steckmodulen, welche zusätzlich in vier senkrechte, ebenfalls mit vier Steckmodulen Reihen hintereinander übersteckt sind und somit aus 16 Steckmodulen bestehen. Die Übersteckung erfolgt jeweils mit einem nach vorne vorstehenden Endabschnitt der auch zur Spannungskontaktierung verwendeten

Kontaktfederstreifen.

Figur 7 eine perspektivische Ansicht der gemäß Figur 6 übersteckten 16 Steckmodule.

Figur 8 eine perspektivische Darstellung zweier seitlich verbundener Anschlussgehäuse, welche über eine vertikale Längsausnehmung und eine auf der gegenüberliegenden Außenseite liegende vertikale Rastrippe miteinander verbunden sind, jeweils mit Kontaktfederstreifen und

vorstehenden unteren Endabschnitt davon.

Figur 9 eine Darstellung gemäß Figur 8 mit angeschlossener Leuchtdiode, wobei jeweils ein Diodenbein in die angrenzenden Kontaktierungen der zwei miteinander verbundenen

Anschlussgehäuse eingesteckt ist und über die vorstehenden Endabschnitte der

Kontaktfederstreifen dieser Anschlussgehäuse an eine Spannung anschließbar sind.

Figur 10 eine Darstellung gemäß Figur 9 über eine Außenseite miteinander verbundene

Anschlussgehäuse, welche im Gegensatz zur Figur 9 seitlich in unterschiedlicher Höhe miteinander verbunden sind. Figur 11 eine Anordnung von in einer quadratischen Matrix einer Steckmodulplatine angeordneten Steckmodulen, wobei in einer horizontalen Reihe und einer vertikalen Reihe jeweils 17 Steckmodule vorgegeben sind und auf der Oberseite der Steckmodule die

Leuchtdioden unter Darstellung eines herzförmigen Umrisses in die vorgesehenen

Kontaktierungen der Oberseite der Anschlussgehäuse gesteckt sind.

Figur 12 eine Verbindungsstange in perspektivischer Ansicht für die Beabstandung der

Anschlussgehäuse zweier seitlich miteinander zu verbindender Steckmodule mit Längsrippe und Längsausnehmung, welche in die Raststruktur aus Längsausnehmungen und Rastrippen an den Außenseiten der Anschlussgehäuse passen.

Figur 13 eine mit gebogener Oberfläche ausgebildete Steckmodulplatine unter Verwendung der Verbindungsstangen gemäß Figur 12, wobei die einzelnen seitlich zueinander angeordneten Steckmodule gegeneinander in einem Winkel angestellt sind, entsprechend den in einem Winkel angestellten Rastrippen und Längsausnehmungen der Verbindungsstange.

Figur 14, 15 zeigen zwei bezüglich ihrer Kontaktfederstreifen abgeänderte Steckmodule.

Figur 16-17 zeigen die Rückseite bzw. rechte Außenseite einer aus drei senkrechten Reihen von Steckmodulen aufgebauten Steckmodulplatine mit gestecktem Widerstand.

Figur 18 zeigt an den zwei Außenseiten in der Mitte dargestellten größeren zweireihigen

Steckmodule mit einer seitlichen konkaven oder vorspringenden horizontalen Raststruktur jeweils seitlich anstehende um 90 ° gedrehte miteinander verbundene Steckmodule mit passender konkaver horizontaler Raststruktur an ihrer Rückseite.

Figur 19 zeigt zwei zu deren Verbindung verwendete Verbindungsstangen.

Figur 20 zeigt ein alternatives Anschlussgehäuse zur Bildung eines Steckmoduls.

Figur 21 zeigt die seitliche Ansicht eines eindimensionalen Steckmodulsystems aus diesen alternativen Anschlussgehäusen mit zwei LEDs.

Für die Anschlussgehäuse ( ) der Steckmodule (10, 100) sind unterschiedlichste Materialien verwendbar, vorzugsweise hartes Plastik oder weiches Silikon.

Die Größe der erfindungsgemäßen Steckmodulplatine (1) aus einzelnen Steckmodulen (10, 100) ist entsprechend der verwendeten, miteinander verbindbaren Steckmodulanzahl variierbar. Die matrixartig zusammensteckbaren Steckmodule (10, 100) bestehen aus zwei Teilen, nämlich aus einem mit einem Endabschnitt (6) seitlich vorragenden Kontaktfederstreifen (2, 2') mit zwei oberen Kontaktierungen (8, 8') der Leuchtdioden (7) und dem diese Anschlüsse aufnehmenden Anschlussgehäuse ( ). Sie ermöglichen eine saubere Leuchtdioden-Dekoration auf der

Oberseite, da dort der Anschluss der Leuchtdioden (7) mit jeweils einem Diodenbein an seitlich zueinander angrenzenden positiven und negativen Kontaktierungen (8, 8'), also über somit gebildete Steckbrücken der Leuchtdioden erfolgt und alle anderen Verbindungen untereinander auf der Vorder- und Rückseite sowie den Außenseiten der Steckmodule (10, 100) gesteckt werden können.

Das Steckmodulsystem ist nach Entfernen der Leuchtdioden (7) und nach Auseinandernehmen der zur Steckmodulplatine (1) verbundenen Steckmodule (10, 100) und mit

Wiederzusammensetzung der Steckmodule (10, 100) mehrfach verwendbar.

Aufbau

Die Steckmodule (10, 100) bestehen aus zwei Teilen, wie z.B. in den Figuren 1, 2 und 3 dargestellt, nämlich einem Anschlussgehäuse (1 ') und einem dort jeweils angeordneten

Kontaktfederstreifen (2, 2') mit Kontaktierungen (8, 8').

In dem Anschlussgehäuse (1 ') ist jeweils ein Kontaktfederstreifen (2) mit zwei oberen

Abschnitten in zwei von der hinteren Gehäuseoberseite zur Unterseite der Steckmodule geführten oberen Führungsbohrungen (3, 3') gelagert. Diese Anschlüsse sind über eine untere breitere Führungsbohrung (3a) als gemeinsamer Abschnitt zu einer einzigen breiten Öffnung (4) geführt und damit dort somit mit dem gemeinsamen Abschnitt eingebaut.

Die beiden oberen Enden (5) des Kontaktfederstreifens (2, 2') sind mit dem unteren

Endabschnitt (6) halbrund zueinander gebogen, damit die Steckmodule gleicher Polarität mittels der zu übersteckenden Kontaktfederstreifen (2, 2') fest verbindbar sind (Figur 5).

Die beiden rechten und linken Außenseiten des Anschlussgehäuses (1 ') werden mit einer Raststruktur sowohl aus waagerecht als auch aus senkrecht verlaufenden Längsausnehmungen (11, 12) und aus seitlich vorspringenden horizontalen und vertikalen Rastrippen (13, 14) gebaut, damit die Steckmodule in einer Ebene nebeneinander und höhenunterschiedlich verbunden werden können (Figur 4). Damit sind die Steckmodule (10, 100) nebeneinander und höhenunterschiedlich verbindbar. Alternativ ist gemäß Figur 3 lediglich eine in horizontaler Richtung verlaufende Raststruktur angelegt.

Eine runde, konkave und konvexe Struktur der beiden Außenseiten des Anschlussgehäuses (1 ') ermöglicht unter den Anschlussgehäusen (1 ') zweier benachbarter Steckmodule (10, 100) eine kurvenförmig veränderbare Verbindungsfläche der beiden Anschlussgehäuse mit positiver oder negativer Polarität.

Die Steckmodule (10) gleicher Polarität sind gemäß Figur 5 durch die halbrund gebogenen und in einer oberen und in einer unteren breiteren Längsbohrung gelagerten vorspringenden

Kontaktfederstreifen (2) in einer Reihe hintereinander übersteckbar. Gemäß Figur 5 ist die Übersteckung von Steckmodulen (10) mit positiver Polarität dargestellt. Diese hintereinander angeordneten, zu verbindenden Steckmodule (10) bilden einen gemeinsamen Leiterstreifen.

Dabei erfolgt eine Übersteckung des am unteren Ende der Kontaktfederstreifen (2) gegebenen Endabschnittes (6) des hinteren Steckmoduls (10) in die breite Öffnung (4) der unteren

Führungsbohrung (3a) an der Auslassung (15) des Anschlussgehäuses des vorderen Steckmoduls (10), also mit dem dort sich erstreckenden halbrund abgebogenen Kontaktfederstreifen (2).

Beispiel:

Eine Herzdekoration mit aufgesteckten Leuchtdioden gemäß Figur 11.

Abwandlungen dieser Ausführungen in spezieller Anwendung sind in Figur 14-18 gezeigt. Es zeigen Figur 14 und 14-1 zwei Steckmodule mit Abänderungen der Kontaktfederstreifen

Bei diesen Steckmodulen sind die elektrischen Verbindungen zwischen den zwei oberen

Kontaktierungen (8, 8') in den oberen beiden Führungsbohrungen (3, 3') und dem

Kontaktstreifen (2") in der unteren breiten in Figur 2 und 6 in Querschnittsansicht gezeigten Führungsbohrung (3 a) nicht als Draht ausgebildet, sondern im Querschnitt als geschnittene hülsen- oder plattenförmige elektrische Verbindungskontaktteile (22, 23), welche nach innen mit einem Radius (Rl; R2) aufeinander zugebogen sind. Damit wird eine mögliche teilweise Blockierung der unteren Seiten der zwei oberen Führungsbohrungen (3, 3') durch die eingesteckten, zum Kontaktfederstreifen (2") verlaufenden Abschnitte der Verbindungskontakteile (22, 23) vermieden. Der Bereich der Öffnung zu der unteren Seite der zwei oberen Führungsbohrungen (3, 3') ist mit (3b) bezeichnet.

Diese Abbiegungen dienen zur besseren Anschlussmöglichkeit von für eine elektrische

Schaltung notwendige Bauteile, wie z. B Steckbrücken, Widerstände usw., an der Rückseite der Steckmodule der Stechmodulplatine (1) bzw. an der dortigen Öffnung der unteren Seite der zwei oberen Führungsbohrungen (3, 3').

Figur 15 zeigt eine zur Figur 14 geänderte Abbiegeform (35, 36) des Kontaktfederstreifens (2"). In beiden Ausführungsformen sind, wie auch in Figur 3 und 4 gezeigt, seitliche konkave bzw. konvexe horizontale Raststrukturen (11.13) an den Steckmodulen vorhanden.

Figur 16 zeigt die Rückseite der Steckmodulplatine (1) mit einer gesteckten Steckbrücke (24) und einem gesteckten Widerstand (25).

Figur 17 zeigt die seitliche Ansicht gemäß der Zeichnung der Figur 16 von rechts.

Ergänzend zu der seitlichen konkaven bzw. konvexen horizontalen Raststruktur (11. 13) in Figur 15 sowie Figur 3, 4 befindet sich gemäß Figur 14 und 18 noch eine konkave horizontale

Raststruktur (26) an der Rückseite der Steckmodule.

Diese Raststruktur (26) ermöglicht eine nunmehr seitliche Verbindung von Steckmodulen, welche um 90° senkrecht gegen die Steckmodule einer vertikalen Steckmodulreihe gedreht sind, mit diesen Steckmodulen der vertikalen Steckmodulreihe.

Figur 18 zeigt eine senkrechte Verbindung zweier äußerer Steckmodule an der linken Seite der Steckmodulplatine (1). Für die Verbindung an der rechten äußeren Seite der Steckmodulplatine (1) benötigt man aufgrund der gegenüberliegenden beiden horizontalen konkaven Raststrukturen eine zusätzliche Verbindungsstange (29).

Figur 19 zeigt zwei verschiedene Verbindungsstangen (29) mit einem Metallkern (30), die mit eine flexiblen Umrnantelung (31, 32) umgeben sind.

Der Metallkern unterstützt bei beliebigen flexiblen dreidimensionalen Formbildungen aus den Steckmodulen die Stabilität der Form der gebildeten Steckmodulplatine.

Fig. 19 zeigt ein alternatives Anschlussgehäuse (1 "). Dieses ist im Vergleich zum originalen Anschlussgehäuse ( ) (siehe Fig. 1) so geändert, dass die gesamte Würfelform bestehen bleibt und die zwei oberen Führungsbohrungen (3) bis zur unteren Seite dieser Würfelform verlaufen, so wie die untere breite Führungsborhung (3a) bis zur hinteren Seite der Würfelform verläuft.

Dies alternative Anschlussgehäuse (1 ") dient zur Bildung einer freien Rückseite der Steckmodulplatine, somit sind die LEDs sowohl von der Vorderseite als auch von der Rückseite des Steckmoduls steckbar. Dies seitlich duale Stecksystem spielt eine sehr günstige Rolle beim dreidimensionalen LED Deko- oder Beleuchtungssystembau.

Fig. 20 zeigt eine seitliche Ansicht eines eindimensionalen Steckmodulsystems aus diesen alternativen Anschlussgehäusen mit jeweils einem von zwei LEDs auf der Vorder- und Rückseite der Steckmodulplatine mit dem alternativen Anschlussgehäuse ( ').

B e z u g s z i ff e r n l i s t e

Steckmodulplatine mit Steckmodulen

Anschlussgehäuse eines Steckmoduls

Alternatives Anschlussgehäuse

Kontaktfederstreifen zweier benachbarter Steckmodule

Zwei benachbarte obere rechte bzw. linke Führungsbohrungen zur Oberseite des Anschlussgehäuses verlaufend zur Aufnahme der Kontaktierung eines ersten Diodenbeins (Pluspol) einer Leuchtdiode

Zwei benachbarte obere rechte und linke Führungsbohrungen (Löcher), die zur Oberseite eines zum linken Anschlussgehäuse benachbarten rechten

Anschlussgehäuses verlaufen, zur Aufnahme der Kontaktierung eines zweiten Diodenbeins (Minuspol) der Leuchtdiode im benachbarten Steckmodul

Zwei obere bis zur unteren Seite des Steckmoduls verlaufende

Führungsbohrungen im alternativen Anschlussgehäuses (1")

Untere Führungsbohrung

Untere breite bis zur hinteren Seite des Steckmoduls verlaufende

Führungsbohrung im alternativen Anschlussgehäuse (1")

Bereich der Öffnung zu der unteren Seite der zwei oberen Führungsbohrungen eines Steckmoduls

Breite Öffnung der Führungsbohrung für den Kontaktfederstreifen auf der vorderen Stirnseite des Gehäuses sich öffnend

Zwei obere Kontaktierungen des Kontaktfederstreifens eines Steckmoduls am oberen Ende der in dessen linke oder rechte obere Führungsbohrung (3) ragenden abgebogenen Abschnitte des Kontaktfederstreifens für die

Verbindung und zum elektrischen Anschluss jeweils einer der beiden

Diodenbeine einer Leuchtdiode in der oberen rechten und linken

Führungsbohrung (3, 3') jeweils eines zweier angrenzender Steckmodule in Art einer übergreifenden Steckbrücke Vorderer unterer gemeinsamer Endabschnitt des in die beiden linken oberen Führungsbohrungen (3) mit Kontaktabschnitten ragenden

Verbindungskontaktteils des Kontaktfederstreifens (2) ' Vorderer unterer gemeinsamer Endabschnitt der in die beiden rechten oberen

Führungsbohrungen (3') ragenden Verbindungskontaktteils des Kontaktfederstreifens (2') , 6; 2', 6' Rast- und Steckabschnitt Leuchtdioden mit Diodenbeinen, welche über die Kontaktfederstreifen zweier benachbarter Gehäuse im oberen Bereich der Führungsbohrungen (3, 3') einsteckbar sind , 8' Zwei Kontaktierungen des Kontaktfederstreifens für den Steckanschluss

jeweils einer der Diodenbeine einer Leuchtdiode in der oberen rechten und linken Führungsbohrung (3) des jeweiligen benachbarten Steckmoduls in Form einer übergreifenden Steckbrücke Abbiegung der Enden (5, 6) des Kontaktfederstreifens (2) zur Erzeugung des Stecksystems (8) 0 Steckmodule gleicher Polarität, positiv 00 Seitliche Steckmodule dazu, gleiche Polarität, negativ 1 Raststruktur zur Verbindung seitlich benachbarter Steckmodule aus konkaver horizontaler Längsausnehmung an der rechten Außenseite des Gehäuses (1)2 Raststruktur zur Verbindung seitlich benachbarter Steckmodule aus konkaver vertikaler Längsausnehmung an der rechten Außenseite des Gehäuses (1) 3 Seitlich vorspringende horizontaler Rastrippen an der linken Außenseite des

Gehäuses (1) zur Führung in der äußeren seitlichen horizontalen Längsausnehmung eines benachbarten Gehäuses 4 Seitlich vorspringende vertikale Rastrippen an der linken Außenseite des

Gehäuses (1) zur Führung in der äußeren seitlichen vertikalen

Längsausnehmung eines benachbarten Gehäuses 5 rückseitige Auslassung eines Steckmoduls mit innerer unterer Öffnung der unteren Führungsbohrung (3 a) mit Steckaufnahmen für den vorderen Rast- und Steckabschnitt des Kontaktfederstreifens des in gleicher Längsrichtung dort zu übersteckenden weiteren hinteren Steckmoduls (10) gleicher Polarität Oberseite der Platine bzw. des Layouts der Steckmodule für den Aufbau der LED-Dekoration mit positiven und negativen Kontaktierungsleitungen für die Spannung der Kontaktfederstreifen bzw. der jeweils beiden Diodenbeine der Leuchtdioden, welche auf den Oberseiten zweier benachbarter Steckmodule in Form von Brücken eingesteckt sind. hinterer oberer Gehäuseansatz

vorderer, zum hinteren obereren Gehäuseansatz tiefer verlaufender Gehäuseansatz

Verbindungsstangen Längsrippe Längsausnehmung , 23 in einem Abschnitt nach innen gebogenes elektrisches Verbindungskontaktteil mit Kontaktabschnitten Steckbrücke Widerstand

konkave horizontale Raststruktur an der Rückseite des Steckmoduls (27, 28) Steckmodul zum zusätzlichen seitlichen Anstecken an einem benachbarten

Steckmodul mit an seiner Rückseite zusätzlich angelegter konkaver horizontaler Raststruktur gegen eine angrenzende konkave Raststruktur des benachbarten Steckmoduls durch eine diese konkaven angrenzenden Raststrukturen verbindende und in diese festklemmbare Verbindungsstange Steckmodul zum zusätzlichen seitlichen Anstecken an einem benachbarten Steckmodul mit an seiner Rückseite zusätzlich angelegter konkaver horizontaler Raststruktur in einer angrenzenden horizontalen Rastrippe (13) des benachbarten Steckmoduls Verbindungsstange für angrenzende konkave horizontale Raststrukturen (26) Metallkern der Verbindungsstange , 32 Ummantelung des Metallkerns der Verbindungsstange Rl ; R2 nach innen erfolgte konkave Abbiegung der Verbindungskontaktteile (22, 23)

33, 34 Kontaktfederstreifen der Steckmodule (27, 28)

35, 36 Alternative Abbiegung des Kontaktfederstreifens für den Anschluss des

Diodenbeins einer Leuchtdiode (7)