DE10225545A1

DE10225545A1 - Leuchtelementträger und Verfahren zur Herstellung eines Leuchtelementträgers

Info

Publication number: DE10225545A1
Application number: DE2002125545
Authority: DE
Inventors: Gabriele Monika Sachs-Dücker; Cornelius Neumann
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2004-01-22

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Leuchtelementträger für eine Kraftfahrzeugleuchte mit einer Mehrzahl von Leuchtelementen und einer Mehrzahl von in verschiedenen Ebenen angeordneten Aufnahmen für die Leuchtelemente, wobei sich elektrische Leiterbahnen zwischen den Anschlussstellen der jeweiligen Leuchtelemente und einem Rand des Leuchtelementträgers erstrecken, wobei der Leuchtelementträger eine bogenförmige Grundfläche aufweist, die auf eine vorgegebene Kontur der Kraftfahrzeugleuchte abgestimmt ist, und dass die Aufnahmen der Leuchtelemente gruppiert sind, derart, dass die Hauptabstrahlrichtung einer ersten Gruppe von Leuchtelementen einen spitzen Winkel zu einer zweiten Gruppe von Leuchtelementen bildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Leuchtelementträger für eine Kraftfahrzeugleuchte mit einer Mehrzahl von Leuchtelementen und einer Mehrzahl von in verschiedenen Ebenen angeordneten Aufnahmen für die Leuchtelemente, wobei sich elektrische Leiterbahnen zwischen den Anschlussstellen der jeweiligen Leuchtelemente und einem Rand des Leuchtelementträgers erstrecken.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtelementträgers, wobei eine Trägerplatte in eine vorgegebenen Form umgeformt wird und wobei zumindest im Bereich von Aufnahmen von Leuchtelementen Einschnitte vorgenommen werden zur Anbringung und/oder Kontaktierung der Leuchtelemente.

Aus der DE 296 03 557 U1 ist ein Leuchtelementträger für eine Kraftfahrzeugleuchte bekannt, der eine Mehrzahl von stufenförmig angeordneten Aufnahmen für die Leuchtelemente aufweist. Zwischen den reihenförmig angeordneten Aufnahmen sind flexible Verbindungsabschnitte angeordnet, die eine terrassenförmige Anordnung dieser Aufnahmenreihen ermöglichen. Die Leuchtelemente sind parallel zueinander ausgerichtet.

Aus der EP 1 110 817 A1 ist ein Leuchtelementträger für eine Kraftfahrzeugleuchte bekannt, der eine Mehrzahl von Einschnitten aufweist, so dass stufenförmig angeordnete Aufnahmen für die Leuchtelemente gebildet werden können. Sowohl die Aufnahmen als auch die Leuchtelemente sind parallel zueinander ausgerichtet. Zur Herstellung des Leuchtelementträgers ist vorgesehen, dass eine als flexibles Substrat ausgebildete Trägerplatte mit Leiterbahnstrukturierungen versehen wird. Im Bereich der Aufnahmen für die Leuchtelemente sind Stanzungen vorgesehen zur elektrischen und mechanischen Verbindung der als Leuchtdioden ausgebildeten Leuchtelemente. Die Einschnitte dienen dazu, dass nach Aufbringen der Leuchtdioden auf die Aufnahmen die Trägerplatte durch bereichweises Verbiegen derselben ein stufenförmiger bzw. treppenförmiger dreidimensionaler Aufbau des Leuchtelementträgers gebildet werden kann.

Nachteilig an der an dem bekannten Leuchtelementträger ist, dass die Leuchtelemente lediglich in der Tiefe parallel versetzt zueinander angeordnet werden können, so dass die Leuchtelemente stets parallel zueinander orientiert sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Leuchtelementträger und ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtelementträgers anzugeben, so dass auf einfache Weise eine an die Anforderungen angepasste Variabilität der Anordnung von Leuchtelemente gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Leuchtelementträger in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtelementträger eine bogenförmige Grundfläche aufweist, die auf eine vorgegebenen Kontur der Kraftfahrzeugleuchte abgestimmt ist, und dass die Aufnahmen der Leuchtelemente gruppiert sind, derart, dass die Hauptabstrahlrichtung einer ersten Gruppe von Leuchtelementen einen spitzen Winkel zu einer zweiten Gruppe von Leuchtelementen bildet.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Leuchtelementträgers besteht darin, dass die Leuchtelemente auf dem Träger in einem beliebigen spitzen Winkel zueinander ausgerichtet sein können, so dass Gruppen von Leuchtelementen gebildet werden, deren Hauptabstrahlrichtung in unterschiedliche Richtungen erfolgt. Auf diese Weise lassen sich auf einem gemeinsamen Leucht elementträger unterschiedliche Gruppen von Leuchtelementen zusammenfassen, denen beispielsweise unterschiedliche Lichtfunktionen zugewiesen werden können. Der Leuchtelementträger weist eine bogenförmige Grundfläche auf, die auf eine vorgegebene Kontur der Kraftfahrzeugleuchte abgestimmt ist, so dass unter optimaler Ausnutzung des vorhandenen Bauraums eine variable Ausrichtung der Leuchtelemente ermöglicht wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die unterschiedlichen Gruppen von Leuchtelementen jeweils reihen- oder gitterförmig, so dass eine ausreichende Leuchtstärke erzeugt werden kann. Alternativ kann eine Gruppe von Leuchtelementen auch durch ein einziges Leuchtelement gebildet sein, wenn dieses eine ausreichende Leuchtstärke hat. Die Gruppen sind jeweils benachbart zueinander angeordnet, so dass eine gute Flächenausnutzung gegeben ist.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Erstreckung der Grundfläche des Leuchtelementträgers unabhängig von der räumlichen Anordnung der Gruppen von Leuchtelementen. Hierdurch wird gewährleistet, dass der Leuchtelementträger platzsparend in dem vorhandenen Bauraum der Leuchte untergebracht ist. Durch Ausformung der einzelnen Aufnahmen für die Leuchtelemente wird die Ausrichtung der Leuchtelemente bzw. der Gruppen von Leuchtelementen bestimmt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Leuchtelementträger als Metallträger ausgebildet, wobei sowohl die Form der Grundfläche des Leuchtelementträgers als auch der einzelnen Aufnahmen der Leuchtelemente durch Biegeumformen hergestellt wird. Die Aufnahmen sind vorzugsweise als Sicken ausgebildet, die auf einfache Weise durch Biegen, Hohlprägen oder Tiefziehen hergestellt werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6 dadurch gekennzeichnet, dass es, unabhängig von deren Reihenfolge, die folgenden Schritte umfasst: Umformen der gesamten Grundfläche der Trägerplatte zu dem gekrümmten Leuchtelementträger, lokales Umformen der Trägerplatte zur Bildung von Aufnahmen für die jeweiligen Leuchtelemente, Aufbringen und/oder Strukturieren eine Metallisierung auf der Trägerplatte zur Bildung von Leiterbahnen und gegebenenfalls elektrisch leitfähigen Anschlussstellen der Leuchtelemente, Einsetzen der Leuchtelemente in die jeweiligen Aufnahmen.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass durch Umformen der Grundfläche des Leuchtelementträgers einerseits und Umformen der einzelnen Aufnahmen für die Leuchtelemente andererseits auf einfache Weise ein Leuchtelementträger hergestellt werden kann, der einen variablen Einsatz der Leuchtelementträger in einem fest vorgegebenen Bauraum einer Leuchte ermöglicht. Insbesondere kann auf einfache Weise eine unterschiedliche Ausrichtung von Leuchtelementen bzw. von Gruppen von Leuchtelementen gewährleistet werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird sowohl die Grundfläche des Leuchtelementträgers als auch die einzelnen Aufnahmen der Leuchtelemente durch Biegeumformen hergestellt. Hierdurch kann auf einfache Weise ein Aufbau von konturfolgenden Leuchtelementen gebildet werden.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen Querschnitt durch einen Leuchtelementträger,
2 eine Seitenansicht des Leuchtelementträgers und
3 eine Draufsicht auf eine Trägerplatte, aus der die Kontur der Aufnahmen für Leuchtelemente und bereichsweise das Layout dargestellt sind.
Ein Leuchtelementträger 1 für eine Kraftfahrzeugleuchte weist eine gekrümmte oder bogenförmige Grundfläche 2 auf, auf der verteilt eine Mehrzahl von Aufnahmen 3 für Leuchtelemente 4 vorgesehen sind. Die Leuchtelemente 4 sind vorzugsweise als Leuchtdioden oder als Leuchtdioden-Halbleiterbausteine (LED-Chips) ausgebildet.
Die Aufnahmen 3 sind jeweils als Sicken ausgebildet, wobei eine erste Gruppe 5 von Sicken 3 in einem spitzen Winkel a zu einer zweiten Gruppe 6 von Sicken ausgebildet ist. Die Aufnahmeflächen der Sicken 3 einer jeweiligen Gruppe 5, 6 sind jeweils parallel zueinander angeordnet, so dass die Leuchtelemente 4 einer Gruppe 5 oder 6 parallel zueinander ausgerichtet sind. Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, lassen sich somit unterschiedlich gruppierte Leuchtelementanordnungen schaffen, wobei die Hauptabstrahlrichtung der ersten Gruppe 5 von Leuchtelementen 4 einen spitzen Winkel a zu einer benachbarten zweiten Gruppe 6 von Leuchtelementen 4 bildet.
Die Krümmung der Grundfläche 2 des Leuchtelementträgers 1 ist an die räumlichen Gegebenheiten der Kraftfahrzeugleuchte angepasst. Die Ausrichtung der Leuchtelemente 4 wird im wesentlichen durch die Form der Sicken 3 bestimmt. Bei einer relativ großen Krümmung der Grundfläche 2 des Leuchtelementträgers 1 können die Sicken 3 einer Gruppe 5, 6 von Leuchtelementen 4 auch unterschiedlich geneigt zueinander angeordnet sein.
Wie aus 3 zu ersehen ist, sind die Leuchtelemente 4 einer Gruppe 5 oder 6 matrixförmig oder feldförmig angeordnet, so dass eine optimale Ausnutzung der vorhandenen Fläche gewährleistet ist. Alternativ können die Gruppen 5, 6 der Leuchtelemente 4 auch reihenförmig angeordnet sein, falls die Lichtstärke der Leuchtelemente 4 ausreichend groß ist.
Zur Herstellung des Leuchtelementträgers 1 ist eine metallische Trägerplatte 7 vorgesehen, siehe 3. Durch Biegeumformen kann eine Anzahl von gleich großen oder unterschiedliche großen Sicken 3 als Aufnahme für die Leuchtelemente 4 hergestellt werden. In 3 sind beispielhaft kreisförmige Sicken 3 und ovalförmige Sicken 3' dargestellt. Diese Sicken 3, 3' werden durch lokales Verbiegen bzw. Hohlprägen oder Tiefziehen hergestellt.
Das Herstellen der bogenförmigen oder gekrümmten Grundfläche 2 des Leuchtelementträgers 1 wird durch Biegeumformen der gesamten Trägerplatte 7 gebildet. Dieser Verfahrensschritt kann am Ende des Herstellungsverfahrens erfolgen, wenn bereits die Sicken 3, 3' hergestellt bzw. die Leuchtelemente 4 in die Sicken 3, 3' eingesetzt sind.
Bevor die Leuchtelemente 4 in die Sicken 3, 3' platziert werden, wird eine Metallstrukturierung auf der Trägerplatte 7 aufgebracht, mittels derer Leiterbahnen gebildet werden zwischen den elektrisch leitfähigen Anschlussstellen der Leuchtelemente 4 und einem Rand des Leuchtelementträgers, an den elektrische Zuführungen von einer Bordnetzspannungsquelle anliegen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Strukturierung durch Vornahme von Stanzungen bzw. Einschnitten vorgenommen, da es sich um eine metallische Trägerplatte 7 handelt. Alternativ kann auch ein verbiegbares nicht metallisches Substrat als Trägerplatte 7 ausgeführt sein, wobei das Substrat mittels eines lichtlithografischen Vorgangs unter Einschluss von Ätzen mit einer Leiterbahnstruktur versehen wird.
Im Bereich der Anschlussstellen der Leuchtelemente 4 sind Einschnitte zur Kontaktierung derselben in der Trägerplatte 7 vorgesehen. Diese können gegebenenfalls gleichzeitig mit den Einschnitten oder Stanzungen zur Bildung der Leiterbahnen bei der aus Metall bestehenden Trägerplatte 7 vorgenommen werden.
Nach einer alternativen Ausführungsform kann es auch vorgesehen sein, dass – wie in 3 ersichtlich –, zwei Abschnitte 8, 9 des Leuchtelementträgers 1 gebildet werden, die lediglich über Verbindungsstege 10 miteinander verbunden sind. Falls der Bauraum der Kraftfahrzeugleuchte keinen stetigen Übergang bzw. Verlauf des Leuchtelementträgers 1 zulässt, kann der Leuchtelementträger 1 durch manuelles Trennen der Abschnitte 8, 9 aufgeteilt werden, so dass die jeweiligen Abschnitte 8, 9 des Leuchtelementträgers 1 in unterschiedliche Richtungen zueinander ausgerichtet werden können. Die Auslassungen zwischen den Verbindungsstegen 10 bzw. die Freischnitte zwischen den Abschnitten 8, 9 können gleichzeitig mit den Stanzungen zur Bildung der Leiterbahnen hergestellt werden. Durch das Vorsehen des Auftrennens des Leuchtelementträgers 1 kann die Variabilität des Einsatzes desselben weiter erhöht werden.
Die elektrische Kontaktierung der Leuchtelemente 4 kann durch Löten, Leitkleben, Klemmen, Drahtbonden oder Schweißen erfolgen. Die Leuchtelemente 4 können insbesondere als SMD-Leuchtdioden (Surface Mounted Device-Dioden) ausgebildet sein.

Claims

Leuchtelementträger für eine Kraftfahrzeugleuchte mit einer Mehrzahl von Leuchtelementen und einer Mehrzahl von in verschiedenen Ebenen angeordneten Aufnahmen für die Leuchtelemente, wobei sich elektrische Leiterbahnen zwischen den Anschlussstellen der jeweiligen Leuchtelemente und einem Rand des Leuchtelementträgers erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtelementträger (1) eine bogenförmige Grundfläche (2) aufweist, die auf eine vorgegebenen Kontur der Kraftfahrzeugleuchte abgestimmt ist, und dass die Aufnahmen (3, 3') der Leuchtelemente (4) gruppiert sind, derart, dass die Hauptabstrahlrichtung einer ersten Gruppe (5) von Leuchtelementen (4) einen spitzen Winkel zu einer zweiten Gruppe (6) von Leuchtelementen (4) bildet.
Leuchtelementträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Gruppe (5) von Leuchtelementen (4) und/oder die zweite Gruppe (6) von Leuchtelementen (4) reihenförmig oder matrixförmig erstreckt und dass die zweite Gruppe (6) der Leuchtelemente (4) benachbart zu der ersten Gruppe (5) der Leuchtelemente (4) angeordnet ist.
Leuchtelementträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfläche (2) des Leuchtelementträgers (1) unabhängig von dem Wechsel der Gruppen (5, 6) der Leuchtelemente (4) verläuft.
Leuchtelementträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtelementträger (1) als Metallträger ausgebildet ist und dass die gekrümmte Grundfläche (2) durch Verbiegen sowie die Aufnahmen (3, 3') als Sicken ausgebildet sind.
Leuchtelementträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtelemente (4) als Leuchtdioden und/oder Leuchtdioden-Chips ausgebildet sind.
Verfahren zur Herstellung eines Leuchtelementträgers, insbesondere nach Anspruch 1, wobei eine Trägerplatte in eine vorgegebenen Form umgeformt wird und wobei zumindest im Bereich von Aufnahmen von Leuchtelementen Einschnitte vorgenommen werden zur Anbringung und/oder Kontaktierung der Leuchtelemente, dadurch gekennzeichnet, dass es, unabhängig von deren Reihenfolge, die folgenden Schritte umfasst: – Umformen der gesamten Grundfläche (2) der Trägerplatte (7) zu dem gekrümmten Leuchtelementträger (1), – lokales Umformen der Trägerplatte (7) zur Bildung von Aufnahmen (3, 3') für die jeweiligen Leuchtelemente (4), – Aufbringen und/oder Strukturieren eine Metallisierung auf der Trägerplatte (7) zur Bildung von Leiterbahnen und gegebenenfalls elektrisch leitfähigen Anschlussstellen der Leuchtelemente (4), – Einsetzen der Leuchtelemente (4) in die jeweiligen Aufnahmen (3, 3').
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtelementträger (1) und/oder die Aufnahmen (3, 3') durch Biegen umgeformt werden.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (3, 3') durch Zugdruckumformen, insbesondere durch Tiefziehen geformt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen durch Schneiden oder Stanzen der metallischen Trägerplatte (7) oder durch Ätzen auf die Trägerplatte (7) aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtelementträger (1) durch Stanzen in mindestens zwei miteinander verbunden Abschnitte (8, 9) aufgeteilt wird, wobei die Abschnitte (8, 9) über Verbindungsstege (10) miteinander verbunden sind, und dass bei Montage des Leuchtelementträgers (1) in die Kraftfahrzeugleuchte die Abschnitte (8, 9) manuell getrennt werden zur räumlich unterschiedlichen Anbringung der Abschnitte (8, 9) in der Kraftfahrzeugleuchte.