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Die Konstruktion der Ringleuchte.
Die Leiterplatte für die Ringleuchte.
Die Ringleuchte Corona L.

Seit mehr als 15 Jahren fertigt Büchner Lichtsysteme LED-Leuchten für die industrielle Bildverarbeitung und Automatisierung. Vorrangiges Ziel sei die Optimierung der optischen Eigenschaften bei gleichzeitiger Gewährleistung einer besonders hohen Produktqualität, erläutert der Geschäftsführer Thomas Büchner: „Mit der HSM-Technologie lässt sich die Fokussierung des Lichtes sowie die Ausleuchtung des Objektes individuell an den vom jeweiligen Kunden geforderten Arbeitsabstand der Leuchte anpassen“, argumentiert Büchner.

Die Herausforderung bei einer Ringbeleuchtung bestand darin, einen möglichst guten Wärmefluss von den LEDs zum Gehäuse zu realisieren und das trotz stark eingeschränktem Anteil an wärmeübertragender Fläche. Mit HSMtec ließ sich sowohl das Problem der lateralen Wärmeleitung im Board sehr gut lösen als auch weitere Bauteile und Montageaufwand ersetzen, weshalb er lobend anmerkt: Während der einjährigen Planungs- und Entstehungsphase habe sich Häusermann als technisch kompetenter Entwicklungspartner erwiesen. Eine weitere Annehmlichkeit sei die daraus gewonnene größere Designfreiheit.

Krone mit gebündeltem Licht

Corona L besteht aus einem inneren und einem äußeren Leiterplatten-Ring. Die 16 anwinkelbaren, selbsttragenden Platinensegmente des äußeren Ringes, Kupferprofile und Drähte mit dem inneren Ring verbunden, sind die Träger der 128 LEDs. Der massive Kupferquerschnitt der Profile und Drähte sorgt für eine sehr gute Wärmeführung von den LEDs zum inneren Ring, wo die Wärme am Gehäuse bzw. der Wärmesenke abgegeben wird.

Die individuelle Abstrahlcharakteristik der Leuchte wird durch die Anpassung des Neigungswinkels (0°,15°, 30°, 45°, 60°) der einzelnen LED-Platinensegmente erzielt. Dadurch ist es möglich, die Fokussierung sowie die Ausleuchtung des Objektes an den individuellen Arbeitsabstand der Leuchte anzupassen.

Zusätzlich sorgen variable Ansteuermöglichkeiten der einzelnen LEDs segmentweise bzw. ringweise in Kombination mit vielfältigen Betriebsmodi der Leuchte, wie Dauer-, Schalt- und Blitzbetrieb, für eine hohe Bandbreite an unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten sowie eine Anpassung der Beleuchtungsintensität an die jeweiligen betrieblichen Gegebenheiten. Die Lebensdauer der LEDs liegt bei einer Umgebungstemperatur von 25 °C bei 50.000 bis 100.000 h.

Die Leiterplattenkonstruktion

Bei der verwendeten Leiterplatte handelt es sich um einen 4-Lagen-Multilayer auf FR4-Basis, der 1,6 mm dick ist und einen Durchmesser von 149 mm aufweist. In diese HSMtec-Platine wurden 49 Kupferprofile mit einer Breite von jeweils 2 mm und 33 Drahtverbindungen mit einem Durchmesser von 0,5 mm integriert. Die Platine übernimmt hier eine große Vielfalt an Funktionen: optimierte laterale Wärmeleitung über die Biegestellen zur Wärmesenke sowie elektrische Ansteuerung über die Biegestellen vom inneren Ring zum äußeren Ring, Lichtfokussierung durch flexible Ausrichtung des Biegewinkels der Segmente des äußeren Ringes und Stabilisierung der angewinkelten Teilflächen.