DE4141979A1 - Leuchtdiode mit einer umhuellung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leuchtdiode, insbesondere Hochleistungsleuchtdiode, mit einer hermetisch dichten Umhüllung aus transparentem oder durchscheinendem Kunststoff gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei derartigen im Handel befindlichen Leuchtdioden ist im Bereich der Lichtaustrittsfläche ein Ringflansch vorgesehen, an den ein bis oder bis nahe zur Stirnseite der Anschlüsse reichendes Außengewinde in Form einer aus einer Aluminiumlegierung bestehenden Metallhülse anschließt. Derartige Leuchtdioden können von der Frontseite her in eine Gehäusewand oder Frontplatte eingesetzt und mittels einer auf der Rückseite der Wand oder Frontplatte auf das Außengewinde aufschraubbaren Mutter befestigt werden.

Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Leuchtdiode der genannten Art derart auszubilden, daß sie ohne zusätzliche Bauteile oder Maßnahmen mit ihrer Lichtaustrittsfläche in eine Aussparung eines zu beleuchtenden Teils einsetzbar, in einfacher Weise darin befestigbar- und/oder in unkomplizierter Weise kontaktierbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Durch das Anformen der Verschlußteile oder Rast- oder Steckteile bei der Herstellung der Umhüllung sind zur Befestigung der Leuchtdiode in einem zu beleuchtenden Körper oder einem Gehäuse oder einer Frontplatte etc. keinerlei zusätzliche Bauteile mehr erforderlich. Zum leichteren Einsetzen oder Herausnehmen der Leuchtdiode können zusätzlich Angriffsflächen für ein Werkzeug mit angeformt werden, so daß diese Arbeitsgänge in einfacher Weise, z. B. mittels eines Schraubendrehers, durchgeführt werden können. Besonders günstig ist es, die Anschlüsse als Punkt- oder Flächenkontakte auszubilden, da dann eine einfache Druckkontaktierung möglich ist.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und nachfolgend anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine in einen Körper eingesetzte Leuchtdiode von der Seite im Schnitt,

Fig. 2 die Leuchtdiode der Fig. 1 in einer Ansicht auf die Anschlußseite,

Fig. 3 den Körper der Fig. 1 in der gleichen Ansicht wie die Leuchtdiode gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Leuchtdiode,

Fig. 5 eine Seitenansicht einer eingesetzten Leuchtdiode mit einem Kontaktanschlußteil im Schnitt,

Fig. 6 eine Ansicht auf die Anschlußseite der Leuchtdiode gemäß Fig. 5,

Fig. 7 bis 9 eine Leuchtdiode mit Steck-Rast-Elementen von der Seite bzw. in der Ansicht auf die Anschlußseite,

Fig. 10 eine weitere Variante eines Rastelements der Leuchtdiode in Form eines Schlitzes,

Fig. 11 die Leuchtdiode der Fig. 10 in der Ansicht auf die Anschlußseite,

Fig. 12 bis 21 verschiedene Ausführungsarten von Angriffsflächen für ein Werkzeug und die

Fig. 22 und 25 eine spezielle Ausführung der Anschlüsse einer Leuchtdiode.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Leuchtdiode, insbesondere eine Hochleistungsleuchtdiode, bezeichnet, deren aktives Element 2 mit einer z. B. zylindrischen oder im Querschnitt mehreckigen oder ovalen Umhüllung 3 aus transparentem oder durchscheinendem organischen Material umformt ist. Als Material eignen sich Gießharze oder Thermoplaste oder Duroplaste etc., die im Gieß-, Spritz- oder Spritzgießverfahren oder nach anderen in der Kunststofftechnik bekannten Verfahren verarbeitbar sind.

Die eine Stirnseite 4 der Umhüllung. 3 ist als Lichtaustrittsfläche beispielsweise plan ausgebildet und sie kann, je nach Anwendungsfall, glatt, poliert oder mattiert etc. sein. Auf der der Stirnseite 4 gegenüberliegenden Stirnseite 6 ragen Anschlüsse 7, 8 heraus, die innerhalb der Umhüllung 3 mit dem aktiven Element 2 kontaktiert sind.

Die Leuchtdiode 1 ist in eine als Sackloch ausgebildete Bohrung 10 eines für Leucht- und Anzeigezwecke geeigneten Körpers 11, z. B. ein Lichtleitblock oder eine Schaltungsplatte oder Frontplatte, eingesetzt. Zweckmäßig kommt dabei die Lichtaustrittsöffnung 5 in formschlüssigen Kontakt mit dem Boden 12 der Bohrung 10 des Körpers 11.

Zur Befestigung der Leuchtdiode 1 im Körper 11 ist sie im Bereich 13 der Anschlüsse 7, 8 mit einem insbesondere radial überstehenden Ringflansch 14 (Fig. 4) oder mit Flanschabschnitten 14.1 und 14.2 oder seitlich abstehenden Stegen versehen.

Der Körper 11 ist mit an die Flanschabschnitte oder Stege 14.1, 14.2 angepaßten Schlitzen 20, 21 versehen, die in je einen Ringnutabschnitt 22 bzw. 23 münden. Die Flanschabschnitte 14.1 und 14.2 bilden zusammen mit den Schlitzen 20, 21 und den Ringnutabschnitten 22, 23 einen Bajonettverschluß.

Nach Einstecken der Leuchtdiode 1 gelangen die Flanschabschnitte 14.1, 14.2 durch die Schlitze 20 bzw. 21 in die Ebene der Ringnutabschnitte 22 bzw. 23 und nach Verdrehen der Leuchtdiode 1 im Uhrzeigersinn ist diese im Körper 11 fixiert. Durch eine leichte Keilform der Flanschabschnitte 14.1 und 14.2 oder durch federnde Ausbildung oder eine geringe Neigung wenigstens einer der Nutenwände 24, 25 und/oder des Nutengrundes 26 oder durch sonstige Federn oder federnde Elemente kann eine Rast- oder Klemmwirkung erreicht werden.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist im Bereich 13 bündig mit der Stirnseite 6 ein Ringflansch 14 angeformt, dessen Außenseite 27 eine winkelige Vertiefung, die den einen Verschlußteil 17 eines Bajonettverschlusses bildet, eingeformt oder ein Winkel erhaben nach außen angeformt. Die Leuchtdiode 1 kann als Lichtaustrittsfläche eine Kalotte 5.1, z. B. eine Kugel- oder Hyperbelkalotte etc., aufweisen. Die Lichtaustrittsfläche kann auch als Kegel 5.2 (Fig. 5) oder Kegelstumpf 5.3 (Fig. 7) oder als Scheibe 5.5 (Fig. 10) ausgebildet sein.

Die Fig. 5 zeigt eine in einen Körper 11 eingesetzte Leuchtdiode 1 mit einer Bajonettverschluß-Befestigung entsprechend oder ähnlich der Fig. 1. Die Flanschabschnitte 14.1 und 14.2 sind jedoch entlang der zentralen Längsachse 16 der Leuchtdiode 1 zur Lichtaustrittsfläche 5 hin versetzt angeordnet. Hierdurch bleibt ein nach außen überstehender Abschnitt 28 der Umhüllung 3 der Leuchtdiode 1 frei. Dieser kann mit einem weiteren Satz von Flanschabschnitten 14.3 und 14.4, im Beispiel um 90° versetzt zu den anderen Flanschabschnitten 14.1 und 14.2, versehen sein. Diese Flanschabschnitte 14.3, 14.4 bilden mit entsprechenden Gegenstücken eines Anschlußkupplungsteils K ebenfalls einen Bajonettverschluß, so daß eine einfache Kontaktierung der als Punkt- oder Flächenkontakte 7.1 bzw. 8.1 ausgebildeten Anschlüsse der Leuchtdiode 1 möglich ist.

Um bei gleichartigen Kontakten, insbesondere Flächenkontakten 7.1, 8.1, die Pole der Diode 1 unterscheiden zu können, ist zur Kennzeichnung und/oder zum Ertasten derselben eine Kennung 44 in Form einer Abschrägung oder einer erhabenen Anformung, wie in Fig. 18 dargestgellt, an der Umhüllung 3 bei einem der Anschlüsse oder Kontakte 7.x, 8.x angebracht.

Um ein unverwechselbares Einstecken der Leuchtdiode 1 in eine Platte oder in den Körper 11 und/oder Anstecken des Kupplungsteils K an die Leuchtdiode 1 zu gewährleisten, sind die Flanschabschnitte 14.1, 14.2 und/oder 14.3, 14.4 unterschiedlich gestaltet und/oder unterschiedlich angeordnet. Beispielsweise kann ihre radiale Länge, die Umfangslänge, die Dicke, ihre axial und/oder radial versetzte Anordnung unterschiedlich sein. Hierzu ist natürlich jeweils das Gegenstück im Körper 11 bzw. dem Kupplungsteil K anzupassen. In Fig. 6 ist die in Fig. 5 gezeigte Leuchtdiode 1 in Ansicht auf die Stirnseite 6 dargestellt. Bei einer derartigen Ausführung kann eine Kennung 44 evtl. entfallen.

Gemäß einer alternativen Ausführung der Erfindung können an der Umhüllung 3 ein oder mehrere Raststege 29, 30 angeformt sein, wie anhand der Fig. 7 bis 9 dargestellt. Ein Körper 11 besitzt dann eine entsprechende Gegenrast, z. B. in Form eines Schlitzes oder federnder Laschen etc. Umgekehrt können in der Umhüllung Schlitze 31, 32, z. B. als Unterbrechung einer Ringnut 14, vorgesehen sein, in die Rastlaschen 33 des Körpers 11 eingreifen, die evtl. den Ringflansch 14 oder die Umhüllung 3 hintergreifen können. Eine derartige Ausführungsart zeigen die Fig. 10 und 11. Anstelle von erhabenen Raststegen 29, 30 können auch Vertiefungen, z. B. Kerben oder Kugeleindrücke etc. vorgesehen sein und die Gegenrast ist erhaben und federnd ausgebildet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Umhüllung 3 mit Angriffsflächen 18 versehen sein, die mit einem geeigneten Werkzeug zusammenwirken können. Diese können z. B. gemäß Fig. 12 und 13 oder Fig. 14, 15 ein Außenmehrkant, z. B. ein Außensechskant 18.1, mit größerem bzw. gleichem oder kleinerem Außendurchmesser als demjenigen der Umhüllung 3 bilden. Durch Angriffsflächen 18 kann auch ein Innenmehrkant 18.2, wie in Fig. 16 dargestellt, oder eine Innenverzahnung 18.3 gemäß Fig. 17 gebildet werden. Sie können auch gemäß Fig. 18 einen Längsschlitz 18.4 für einen Schraubendreher mit einer flachen Klinge oder gemäß Fig. 19 einen Kreuzschlitz 18.5 für einen Kreuzschlitzschraubendreher bilden. Die Angriffsflächen 18 können auch gemäß Fig. 20 als an der Stirnseite 6 vorgesehene seitlich offene Aussparungen 18.6 oder gemäß Fig. 21 als an der Stirnseite 6 offene Bohrungen 18.7 ausgebildet sein.

Gegebenenfalls können die Anschlüsse 7.2 und 8.2 die Form von konzentrischen Ringen, wie in Fig. 14 und 15 gezeigt, angeordnet sein und diese wiederum zur zentralen Längsachse 16 konzentrisch liegen. Im Beispiel ist der Anschluß 8.2 als zentraler Punktkontakt ausgebildet.

Zusätzlich zu Rast- oder Steck- oder Bajonettverschlußteilen können auch die Anschlüsse 17.3 und 8.3 bzw. 7.4 und 8.4 gemäß Fig. 22 bis 25 als Rast- oder Steck- oder Bajonettverschlußteile ausgebildet sein. Diese können entsprechend Fig. 22 an der Stirnseite 6 überstehen und ggf. noch radial abstehen oder sie können gemäß Fig. 24 und 25 am Umfang der Umhüllung 3 radial herausragen. Sie können axial versetzt angeordnet sein, wie in Fig. 24 dargestellt, oder sie können unterschiedliche Gestalt aufweisen, wie Fig. 22 zeigt. Hierdurch ist eine einfache Befestigung und gleichzeitig eine unverwechselbare Kontaktierung möglich.

Die Leuchtdiode 1 kann einen integrierten Vorwiderstand, z. B. einen ohmschen oder temperaturabhängigen oder spannungsabhängigen Widerstand, aufweisen. Auch kann eine integrierte Blinkschaltung vorgesehen sein. Weiterhin können zwei aktive Leuchtdioden-Einheiten, z. B. eine rot und eine grün leuchtende, integriert sein. Ggf. sind dann mehr als zwei Anschlüsse notwendig, die ebenfalls als Punkt- oder Flächenkontakte ausgeführt sein können.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann an der Leuchtdiode 1 an der Lichtaustrittsfläche 5 bzw. 5.1 bzw. 5.2 bzw. 5.3 ein Lichtkoppelelement 15 aus elastischem, transparentem oder opakem Material angebracht oder beim Einsetzen in den Körper 11 vorgesehen werden, um einen guten Lichtübergang von der Leuchtdiode 1 in einen Körper 11 zu gewährleisten (Fig. 12).

Claims (15)

1. Leuchtdiode, insbesondere Hochleistungsleuchtdiode, mit einer hermetisch dichten Umhüllung aus transparentem Kunststoff mit einer Lichtaustrittsfläche und aus der Umhüllung herausragenden Anschlüssen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich (13) der Leuchtdiode (1) oder ein Flansch (14) oder Flanschabschnitte (14.1, 14.2) als der eine Verschlußteil (17) eines Bajonettverschlusses ausgebildet oder mit einem solchen versehen ist oder/und die Leuchtdiode (21) wenigstens ein Rast- oder Steckelement (29, 30; 31, 32; 7.3, 8.3; 7.4, 8.4) aufweist.

2. Leuchtdiode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Verschlußteile (14.1, 14.2; 14.3, 14.4) in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind.

3. Leuchtdiode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei bezüglich dem Umfang der Leuchtdiode (1) und/oder bezüglich der axialen Richtung der Leuchtdiode (1) unsymmetrisch angeordnete Flanschabschnitte (14.1, 14.2) oder Anschlüsse (7.3, 8.3; 7.4, 8.4) vorgesehen sind.

4. Leuchtdiode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Flanschabschnitte (14.1, 14.2) oder Anschlüsse (7.3, 8.3; 7.4, 8.4) in radialer und/oder Umfangsrichtung eine voneinander unterschiedliche Länge aufweisen.

5. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußbereich (13) mit einem Außenmehrkant (18.1) oder Innenmehrkant (18.2) versehen ist.

6. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Sirnseite (6) des Anschlußbereiches (13) ein Längsschlitz (18.3) oder Kreuzschlitz (18.4) oder seitlich offene Aussparungen (18.6) oder Bohrungen (18.7) vorgesehen ist bzw. sind.

7. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (7, 8) als Punkt- oder Flächenkontakte (7.1, 18.2; 7.2, 8.2) oder als Steck- oder Rastkontakte (7.3, 8.3; 7.4, 8.4) ausgebildet sind.

8. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Anschlüsse (7.2, 8.2) sowohl zur zentralen Längsachse (16) der Leuchtdiode (1) als auch zueinander konzentrisch angeordnet sind.

9. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtaustrittsfläche (5) als Kalotte (5.1) oder Kegel (5.3) oder Kegelstumpf (5.4) oder Scheibe (5.5) ausgebildet ist.

10. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Rast-, Steck- oder Flanschelemente (14.X, 29, 30, 31, 32) oder Anschlüsse (7.X, 8.X) derart angeordnet oder ausgebildet sind, daß nur eine zulässige Befestigungslage der Leuchtdiode (1) und/oder einer Anschlußfassung (K) möglich ist.

11. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen integrierten Vorwiderstand, insbesondere einen spannungsabhängigen oder temperaturabhängigen Widerstand, enthält.

12. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine integrierte Blinkschaltung enthält.

13. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere farblich unterschiedliche aktive Leuchtdioden-Einheiten (2) enthält.

14. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (3) eine dreidimensionale Kennung (44) in Form einer Anfasung oder Aussparung oder erhabenen Anformung aufweist.

15. Leucht- oder Anzeigeeinrichtung mit einer Leuchtdiode nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdiode (12) in eine Bohrung (10), insbesondere ein Sackloch, eines aus transparentem oder durchscheinendem organischen oder anorganischen Material bestehenden Körpers (11) eingesetzt oder einsetzbar ist und die Lichtaustrittsfläche (5) ggf. über ein transparentes oder durchscheinendes Lichtkoppelelement (15) formschlüssig an einer Gegenfläche (12) des Körpers (11) anliegt.