[0001] Die Erfindung betrifft eine Leuchteinheit für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle, die
an einem ersten Körper befestigt ist, mit einem in Lichtabstrahlrichtung vor der Lichtquelle
angeordneten Optikelement, das an einem zweiten Körper gehalten ist, und dass die
Lichtquelle über Befestigungsmittel zu der Linse justiert angeordnet ist.
[0002] Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage einer Leuchteinheit, wobei
eine Lichtquelle an einem ersten Körper befestigt und dann der erste Körper an einem
ein Optikelement aufnehmenden zweiten Körper positioniert wird.
[0003] Aus der
DE 10 2008 013 921 A1 ist eine Leuchteinheit für Fahrzeuge bekannt, die zum einen einen als Kühlkörper
ausgebildeten ersten Körper aufweist, an dessen Flachseite eine Lichtquelle (LED-Lichtquelle)
befestigt ist. Zum anderen weist die Leuchteinheit einen zweiten Körper auf, an dem
ein Optikelement (Linse) gehaltert ist. Zum Verbringen des ersten Körpers in eine
vorgegebene Relativposition zu dem zweiten Körper sind als Befestigungsmittel mit
jeweils Bohrungen versehene zylinderförmige Befestigungsteile vorgesehen, in die Bolzen
einsetzbar sind, so dass das in einer Bohrung des zweiten Körpers befindliche Befestigungsteil
zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper so aufgeweitet ist, dass der erste
Körper in vorgesehen Relativposition zu dem zweiten Körper klemmend gehalten ist.
[0004] Bei Leuchteinheiten, die aus mehreren jeweils eine Lichtquelle und ein Optikelement
aufweisenden Lichtmodulen bestehen, ist die Justierung relativ aufwendig. Denn für
jedes Lichtmodul müsste gesondert die Positionierung und Fixierung der optischen Bauteile
erfolgen.
[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Leuchteinheit für Fahrzeuge
und ein Verfahren zur Montage einer Leuchteinheit derart anzugeben, dass auf einfache
und kostengünstige Weise eine präzise Justierung bzw. Befestigung von optischen Bauteilen
gewährleistet ist.
[0006] Zur Lösung der Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsmittel ein Distanzstück vorgesehen
ist, das sich zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper unter Ausbildung einer
Freilassung für die Lichtquelle erstreckt und dass ein Federelement zur Anlage an
dem ersten Körper und/oder dem zweiten Körper und/oder dem Optikelement aufweist,
so dass das Optikelement zu dem ersten Körper und der Lichtquelle in einer vorgegebenen
Relativposition gehalten ist.
[0007] Nach der Erfindung ist als Befestigungs- und/oder Justiermittel ein Distanzstück
vorgesehen, das zwischen einem die Lichtquelle tragenden ersten Körper und einem ein
Optikelement haltenden zweiten Körper angeordnet ist. Das Distanzstück weist zum einen
eine Freilassung auf, so dass das von der Lichtquelle abgestrahlte in Lichtabstrahlrichtung
durch das Distanzstück hindurch zu dem Optikelement hindurchtreten kann. Zum anderen
weist das Distanzstück ein Federelement auf, so dass mit Zusammensetzen des ersten
und zweiten Körpers eine vorgegebene Relativposition erreicht wird. Nachdem der erste
Körper und der zweite Körper in dieser vorgegebenen Relativposition fixiert worden
sind, kann die Leuchteinheit in einer vorgesehenen Karosserieöffnung des Fahrzeugs
verbaut werden. Eine Nachjustierung ist nicht mehr erforderlich. Grundgedanke der
Erfindung ist es, die Justierung der optischen Bauelemente selbsttätig bei der Montage
des ersten und zweiten Körpers vorzunehmen. Hierbei bewirkt das Distanzstück einen
Ausgleich von Maßtoleranzen der zu montierenden Bauteile. Die Erfindung eignet sich
vorzugsweise für Leuchteinheiten, die aus einer Mehrzahl von Lichtquellen und Optikelementen
als optische Bauteile bestehen, da in einem Schritt zum einen die Justierung und zum
anderen die Fixierung erfolgen kann.
[0008] Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Distanzstück mindestens
ein Rastelement auf, so dass das Distanzstück formschlüssig und lösbar mit dem ersten
Körper verbindbar ist. Vorteilhaft kann hierdurch das Distanzstück relativ einfach
und in einer definierten Lage zu dem ersten Körper verbracht werden. Die endgültige
Verbindung bzw. Justierung erfolgt durch Verbinden des ersten Körpers mit dem zweiten
Körper in einem weiteren Montageschritt.
[0009] Nach einer Weiterbildung der Erfindung besteht das Distanzstück aus einem Kunststoffmaterial,
das eine mechanische Langzeitdehnung von größer als 1 % aufweist. Vorteilhaft können
hierdurch Maßtoleranzen der Bauteile ausgeglichen werden. Vorzugsweise besteht das
Distanzstück aus einem bedampfbaren und/oder polierbaren Material, so dass es eine
spiegelnde Fläche darstellen kann. Beispielsweise kann das Distanzstück als eine die
LED-Leiterplatte abdeckende Sichtblende ausgebildet sein.
[0010] Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann die Freilassung des Distanzstückes durch
einen sich in Richtung der Lichtquelle verjüngenden Schrägflächenrahmen gebildet sein,
so dass zum einen eine Erhöhung des von der Leuchteinheit abgegebenen Lichtstroms
und zum anderen eine Reduzierung der Blendung eintreten kann.
[0011] Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden vorzugsweise mehrere von durch den
ersten Körper und die Lichtquelle gebildeten Baueinheiten mittels eines dritten Körpers
an dem zweiten Körper befestigt. Durch das aufgesteckte Distanzstück wird selbsttätig
die vorgesehen Relativlage der ersten Körpers zum dem zweiten Körper bzw. zu dem Optikelement
eingenommen. Die lagerichtige Positionierung und Fixierung vorzugsweise einer Mehrzahl
von Baueinheiten erfolgt somit in einem einzigen Montageschritt, was den Montageaufwand
wesentlich reduziert.
[0012] Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der zweite Körper und/oder der dritte
Körper aus einem hochsteifen und hochtemperaturbeständigen Duroplastmaterial hergestellt.
Vorteilhaft weisen diese Körper ein verbessertes thermisches Ausdehnungsverhalten
auf, so dass die Einhaltung der lichttechnischen Parameter, insbesondere die Einhaltung
der Hell/Dunkel-Grenze, langzeitstabil gewährleistet ist.
[0013] Zur Lösung der Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 10 dadurch gekennzeichnet, dass auf einer dem zweiten Körper zugewandten
Seite des ersten Körpers ein Distanzstück lösbar befestigt wird, bevor der erste Körper
an dem zweiten Körper in eine Positionierlage verbracht wird, in sich die Lichtquelle
und/oder der erste Körper in einer vorgegebenen Relativlage zu dem Optikelement und/oder
dem zweiten Körper befindet, und dass abschließend von einer dem zweiten Körper abgewandten
Seite des ersten Körpers ein dritter Körper angesetzt wird, der mit dem zweiten Körper
verbunden wird.
[0014] Der besondere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass der Montageaufwand
wesentlich reduziert werden kann dadurch, dass die Justierung der lichttechnischen
Komponenten in den Fixiervorgang von den die lichttechnischen Komponenten umgebenden
zweiten Körper und dritten Körper integriert werden kann. Das für die Justierung vorgesehen
Distanzstück wird vorher an dem ersten Körper oder dem zweiten Körper gehaltert. Die
endgültige Justierung und Befestigung kann durch einen einzigen Montagebewegungsschritt
erfolgen, so dass gleichzeitig vorzugsweise mehrere Lichtquellen mit korrespondierenden
Optikelementen vorzugsweise lösbar verbunden und in eine Justierstellung verbracht
werden können.
[0015] Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
[0016] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher
erläutert.
[0017] Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Explosionsdarstellung einer Leuchteinheit,
- Fig. 2
- eine perspektivische Vorderansicht eines Halterahmens der Leuchteinheit,
- Fig. 3
- eine perspektivische Vorderansicht eines Distanzstücks nach einer ersten Ausführungsform,
- Fig. 4a
- eine perspektivische Vorderansicht eines Distanzstücks nach einer zweiten Ausführungsform,
- Fig. 4b
- einen Längsschnitt durch das Distanzstück gemäß Figur 4a,
- Fig. 5
- eine perspektivische Vorderansicht eines Distanzstücks nach einer dritten Ausführungsform,
- Fig. 6
- eine Ansicht eines Optikelementes,
- Fig. 7a
- eine Explosionsdarstellung einer Baueinheit, die sich aus einem Distanzstück, einer
Leiterplatte mit LED-Lichtquelle und einem Kühlkörper zusammensetzt,
- Fig. 7b
- eine Ansicht der zusammengesetzten Baueinheit gemäß Figur 7a,
- Fig. 8a
- eine Explosionsdarstellung einer Baueinheit nach einer alternativen Ausführungsform,
die sich aus einem Distanzstück, einer LED-Leiterplatte sowie einem Reflektor zusammensetzt
und
- Fig. 8b
- eine Ansicht einer zusammengesetzten Baueinheit gemäß Figur 8a.
[0018] Eine Leuchteinheit 1 für Fahrzeuge dient beispielsweise zur Erzeugung einer Abblendlichtfunktion
und ist in einem Bugbereich eines Kraftfahrzeugs angeordnet. Die Leuchteinheit 1 kann
als eine langgestreckte Leuchteinheit in einem Scheinwerfer des Fahrzeugs integriert
sein.
[0019] Wie aus Figur 1 zu ersehen ist, besteht die Leuchteinheit 1 im Wesentlichen aus einer
Mehrzahl von ersten Baueinheiten 2, die jeweils aus einem ersten Körper (Reflektorkörper
3, einem Kühlkörper 3'), einer mit einer LED-Lichtquelle 4 bestückten Leiterplatte
5 und einem Distanzstück 6 gebildet sind, einer Mehrzahl von der Baueinheit 2 zugeordneten
Optikelementen 7 sowie einem einstückigen zweiten Körper 8 sowie einem einstückigen
dritten Körper 9.
[0020] Der zweite Körper 8 ist als ein langgestreckter Halterahmen 8 ausgebildet, der eine
Mehrzahl von Öffnungsaufnahmen 10 zur jeweiligen Aufnahme der Optikelemente 7 von
einer in Lichtabstrahlrichtung 11 hinter dem Halterahmen 8 angeordneten Seite. Wie
besser aus Figur 2 zu ersehen ist, weist der Halterahmen 8 eine Mehrzahl von Befestigungsdomen
12 auf, so dass er mittels Schrauben 13 lösbar mit dem dritten Körper 9 verbindbar
ist.
[0021] Der dritte Körper 9 ist als ein langgestreckter Tragrahmen ausgebildet, dessen Kontur
im Wesentlichen der Kontur des Halterahmens 8 entspricht. Er weist eine Mehrzahl von
Öffnungsaufnahmen 14 zur Aufnahme eines rückwärtigen Teils der Baueinheiten 2 auf.
[0022] Da die Leuchteinheit 1 ein Abblendlicht erzeugt, das aus unterschiedlichen Teillichtbildern
zusammensetzt, sind zum einen unterschiedliche Typen von Baueinheiten 2 und zum anderen
unterschiedliche Typen bzw. Dimensionen von Optikelementen (Linsen 7) vorgesehen.
In Figur 3 ist ein erstes Distanzstück 6 dargestellt, das rastend mit einem Reflektorkörper
3 verbindbar ist, siehe Figur 8a und Figur 8b. Das Distanzstück 6 weist ein rahmenförmiges
Basisteil 15 auf, von dem zu einer Rückseite hin zum einen an gegenüberliegenden Seiten
Federelemente 16 und zum anderen an gegenüberliegenden Seiten bzw. Rändern Rastelemente
17 abragen. Die Rastelemente 17 sind derart ausgebildet, dass das Distanzstück 6 rastend
mit dem Reflektorkörper 3, auf dem sich bereits die Leiterplatte 5 mit der LED-Lichtquelle
4 befindet, verbunden werden kann. Die LED-Lichtquelle 4 ist somit fest an dem Reflektorkörper
4 gehalten. Die Federelemente 16 sind derart ausgebildet, dass sie sich federnd gegen
den Reflektorkörper 3 abstützen. Eine in Lichtabstrahlrichtung 11 vordere Randfläche
18 des Distanzstücks 6 dient als Anlagefläche für das Optikelement 7 bzw. dem Halterahmen
8 im montierten Zustand. Die Randfläche 18 begrenzt eine Öffnung 18' des Basisteils
15, durch die das von der LED-Lichtquelle 4 abgestrahlte Licht in Richtung der Linse
7 hindurchtreten kann.
[0023] Im montierten Zustand weist dann das Optikelement 7 eine definierte Relativlage zu
der LED-Lichtquelle 4 bzw. dem Reflektorkörper 3 auf, wobei das Distanzstück 6 vorhandene
Toleranzabweichungen mittels des Federelements 16 ausgleichen kann. Die so gebildete
Baueinheit 2 dient vorzugsweise zur Ausleuchtung eines Fernfeldes.
[0024] Gemäß den Figuren 4a und 4b ist ein weiteres Distanzstück 6' vorgesehen, das ausgehend
von einem Basisteil 19 auf der einen Seite an gegenüberliegenden Rändern abragende
Rastelemente 20 zur Verbindung mit dem Kühlkörper 3' einerseits und an unterschiedlichen
Randseiten abragende Federelemente 21 zur Abstützung an dem Kühlkörper 3' andererseits
aufweist. Auf einer gegenüberliegenden Seite des flächigen Basisteils 19 ist ein weiteres
als Federzunge ausgebildetes Federelement 22 angeordnet, das in der Montageposition
gegen die Linse 7 drückt. Dieses Distanzstück 6' bildet zusammen mit der LED-Lichtquelle
4 und der Leiterplatte 5 sowie dem Kühlkörper 3' eine weitere Baueinheit 2, die in
Verbindung mit einer entsprechenden Linse 7 zur Erzeugung einer Basislichtverteilung
dient, siehe Figuren 7a und 7b. Das Basisteil 19 weist in einem mittleren Bereich
eine Freilassung 23 auf, in der in der montierten Position die LED-Lichtquelle 4 positioniert
ist. Die Freilassung 23 wird durch einen Schrägflächenrahmen 24 des Basisteils 19
gebildet, der in Richtung der LED-Lichtquelle 4 verjüngend ausgebildet ist. Da das
Distanzstück 6' eine verspiegelte Oberfläche aufweist, kann insbesondere der Schrägflächenrahmen
24 zur Erhöhung des austretenden Lichtstromes beitragen.
[0025] Wie aus den Figuren 7a und 7b zu ersehen ist, wird die Baueinheit 2 enthaltend das
Distanzstück 6' dadurch gebildet, dass in einem ersten Schritt die mit der LED-Lichtquelle
4 bestückte Leiterplatte 5 durch Verschraubung 25 an dem Kühlkörper 3' befestigt wird.
In einem weiteren Schritt wird dann das Distanzstück 6' unter Verrastung an Randseiten
des Kühlkörpers 3' an demselben lösbar befestigt.
[0026] Wie aus Figur 5 zu ersehen ist, ist ein weiteres Distanzstück 6" vorgesehen, das
sich von dem Distanzstück 6' gemäß der Figuren 4a und 4b dadurch unterscheidet, dass
es kürzere Rastelemente 20', kürzere Federelemente 21', 22' aufweist. Ein Basisteil
19' des Distanzstücks 6" weist in Übereinstimmung zu dem Distanzstück 6' eine Freilassung
23' mit einem Schrägflächenrahmen 24' auf. Dieses Distanzstück 6" ist für Baueinheiten
2 vorgesehen zur Erzeugung einer Vorfeldlichtverteilung.
[0027] Zur Montage der Leuchteinheit 1 werden in einem Schritt die Linsen 7 in den entsprechenden
Öffnungsaufnahmen 10 des Halterahmens 8 positioniert. In einem weiteren Schritt werden
die Leiterplatte 5 zusammen mit der LED-Lichtquelle 4 auf dem Reflektorkörper 3 bzw.
dem Kühlkörper 3' positioniert und danach gleichzeitig oder danach das entsprechende
Distanzstück 6, 6', 6" durch Rastung mit dem entsprechenden Reflektorkörper 3 bzw.
Kühlkörper 3' rastend verbunden. In einem weiteren Montageschritt werden dann die
einzelnen Baueinheiten aufgeklipst zur Bildung der Baueinheit 2. In einem weiteren
Schritt werden dann die Baueinheiten 2 unter Anlage eines vorderen Teils der Distanzstück
6, 6', 6" an der Linse 7 bzw. dem Halterahmen 8 an demselben positioniert. In einem
abschließenden Montageschritt wird dann der Tragrahmen 9 rückseitig auf die Baueinheiten
2 bzw. des Halterahmens 8 aufgesetzt und durch die Schrauben 13 mit dem Halterahmen
8 fixiert. Hierbei drücken die Federelemente 16, 21, 21', 22, 22' der Distanzstücke
6, 6', 6" gegen den Reflektorkörper 3 bzw. Kühlkörper 3' einerseits und gegen die
Linse 7 bzw. den Halterahmen 8 andererseits, so dass die LED-Lichtquelle 4 bzw. der
Reflektorkörper 3 eine definierte Relativposition zu der Linse 7 bzw. dem Halterahmen
8 einnimmt.
[0028] Die Distanzstücke 6, 6', 6" sind aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, das eine
Langzeitdehnung von größer als 1 % aufweist. Die Distanzstücke 6, 6" bestehen aus
einem PEl-Material, das mit Aluminium bedampfbar und/oder polierbar ist und somit
als Sichtblende für die Leiterplatte 5 dienen kann.
[0029] Der Halterahmen 8 und der Tragrahmen 9 bestehen aus einem hochsteifen und hochtemperaturbeständigen
Duroplastmaterial, insbesondere aus dem Duroplast Tetradur TD320-025, das schwarz
eingefärbt ist und mit einer transparenten Lackierung versehen ist. Vorteilhaft weist
dieses Material keine Einfallstellen auf und wirkt schwarz hochglänzend.
[0030] Dadurch, dass die Federelemente 16, 21, 21' der Distanzstücke 6, 6', 6" aus Kunststoffmaterial
und nicht aus Metallmaterial bestehen, kann bei der Linse 7 auf eine Kantenanfasung
verzichtet werden. Ein Kantenbruch der Linsen 7 kann hierdurch auf einfache Weise
verhindert werden.
Bezugszeichenliste
[0031]
- 1
- Leuchteinheit
- 2
- erste Baueinheit
- 3, 3'
- Reflektorkörper, Kühlkörper
- 4
- LED-Lichtquelle
- 5
- Leiterplatte
- 6, 6', 6"
- Distanzstück
- 7
- Optikelement
- 8
- zweiter Körper/Halterahmen
- 9
- dritter Körper/Tragrahmen
- 10
- Öffnungsaufnahme (9)
- 11
- Lichtabstrahlrichtung
- 12
- Befestigungsdom
- 13
- Schrauben
- 14
- Öffnungsaufnahme (9)
- 15
- Basisteil (6)
- 16
- Federelement
- 17
- Rastelement
- 18, 18'
- Randfläche (6)
- 19, 19
- Basisteil
- 20, 20'
- Rastelement
- 21, 21'
- Federelement
- 22, 22'
- Federelement
- 23, 23'
- Freilassung
- 24, 24'
- Schrägflächenrahmen
- 25
- Verschraubung
1. Leuchteinheit für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle, die an einem ersten Körper befestigt
ist, mit einem in Lichtabstrahlrichtung vor der Lichtquelle angeordneten Optikelement,
das an einem zweiten Körper gehalten ist, und dass die Lichtquelle über Befestigungsmittel
zu der Linse justiert angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsmittel ein Distanzstück (6, 6', 6") vorgesehen ist, das sich zwischen
dem ersten Körper (3, 3') und dem zweiten Körper (8) unter Ausbildung einer Freilassung
(18', 23, 23') für die Lichtquelle (4) erstreckt und dass ein Federelement (16, 21,
21', 22, 22') zur Anlage an dem ersten Körper (3, 3') und/oder dem zweiten Körper
(8) und/oder dem Optikelement (7) aufweist, so dass das Optikelement (7) zu dem ersten
Körper (3, 3') und der Lichtquelle (4) in einer vorgegebenen Relativposition gehalten
ist.
2. Leuchteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzstück (6, 6', 6") mindestens ein Rastelement (17, 20, 20') aufweist, derart,
dass das Distanzstück (6, 6', 6") rastend mit dem ersten Körper (3, 3') verbindbar
ist.
3. Leuchteinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (16, 21, 21', 22, 22') und/oder die Rastelemente (17, 20, 20')
von gegenüberliegenden Rändern eines Basisteils (15, 19, 19') des Distanzstücks (6,
6', 6") abragen.
4. Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Freilassung (18', 23, 23') durch einen Schrägflächenrahmen (24, 24') in Richtung
der Lichtquelle (4) begrenzt ist.
5. Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzstück (6, 6', 6") aus einem Material besteht, das eine Langzeitdehnung
von größer als 1 % aufweist.
6. Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzstück (6, 6', 6") aus einem Material besteht, das bedampfbar und/oder
polierbar ist.
7. Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Körper (3, 3') zusammen mit der Lichtquelle (4) und dem Distanzstück (6,
6', 6") eine Baueinheit (2) bildet, die mittels eines in Lichtabstrahlrichtung (11)
hinter der Baueinheit (2) angeordneten dritten Körpers (9) an dem zweiten Körper (8)
befestigt ist.
8. Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Körper (8) als langgestreckter Halterahmen und der dritte Körper (9) als
langgestreckter Tragrahmen ausgebildet ist.
9. Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Körper (8) und/oder der dritte Körper (9) aus einem hochsteifen und hochtemperaturbeständigen
Duroplastmaterial besteht.
10. Verfahren zur Montage einer Leuchteinheit, wobei eine Lichtquelle an einem ersten
Körper befestigt und dann der erste Körper an einem ein Optikelement aufnehmenden
zweiten Körper positioniert wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer dem zweiten Körper (8) zugewandten Seite des ersten Körpers (3, 3') ein
Distanzstück (6, 6', 6") lösbar befestigt wird, bevor der erste Körper (3, 3') an
dem zweiten Körper (8) in eine Positionierlage verbracht wird, in sich die Lichtquelle
(4) und/oder der erste Körper (3, 3') in einer vorgegebenen Relativlage zu dem Optikelement
(7) und/oder dem zweiten Körper (8) befindet, und dass abschließend von einer dem
zweiten Körper (8) abgewandten Seite des ersten Körpers (3) ein dritter Körper (9)
angesetzt wird, der mit dem zweiten Körper (8) verbunden wird.