DE4243175B4

DE4243175B4 - Beleuchtungseinrichtung

Info

Publication number: DE4243175B4
Application number: DE4243175A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Schmid; Margret Dipl.-Ing. Schmock Von Ohr
Original assignee: Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 1992-12-19
Filing date: 1992-12-19
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2012-12-20
Also published as: JPH06275106A; US5408395A; FR2699647A1; FR2699647B1; DE4243175A1

Abstract

Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeuge, mit wenigstens einem Trägerteil (12), in dem mehrere Halbleiterlichtquellen (14) und für deren Verbindung erforderliche elektrische Leiter (18) angeordnet sind und an dem Anschlusselemente (26) zur Verbindung der Leiter (18) mit einer Spannungsquelle vorgesehen sind, wobei mehrere separate Trägerteile (12) in einem Gehäuse (10) angeordnet sind, die jeweils nur einen Teil aller für die Beleuchtungseinrichtung vorgesehenen Halbleiterlichtquellen (14) enthalten, wobei die Trägerteile (12) unabhängig voneinander in das Gehäuse (10) lösbar eingesetzt werden können und dass im Gehäuse (10) elektrische Kontakte (40) angeordnet sind, an denen die Anschlusselemente (26) der Trägerteile (12) bei deren Einsetzen in das Gehäuse (10) zur Anlage kommen und dadurch die Trägerteile (12) ohne zusätzliche Befestigungselemente im Gehäuse (10) gehalten sind.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeuge mit wenigstens einem Trägerteil, in dem mehrere Halbleiterlichtquellen und für deren Verbindung erforderliche elektrische Leiter angeordnet sind und an dem Anschlusselemente zur Verbindung der Leiter mit einer Spannungsquelle vorgesehen sind. Mehrere separate Trägerteile sind in einem Gehäuse angeordnet. Jedes der Trägerteile enthält nur einen Teil aller für die Beleuchtungseinrichtung vorgesehenen Halbleiterlichtquellen.

Eine solche Beleuchtungseinreichung ist durch die DE 33 15 785 A1 bekannt. Diese Beleuchtungseinrichtung weist ein Trägerteil auf, in dem sämtliche für die Beleuchtungseinrichtung vorgesehenen Halbleiterlichtquellen in Form von Ureiphasen-Leuchtdioden angeordnet sind. Das Trägerteil besteht aus einer metallischen Grundplatte, in der Reflektoren ausgebildet sind, in die die Halbleiterlichtquellen eingesetzt sind, und aus einem Überzug aus transparentem Kunststoff, der auf der Seite der Grundplatte aufgebracht ist, auf der die Halbleiterlichtquellen angeordnet sind. Im Trägerteil sind weiter Leitungen angeordnet, die für die elektrische Verbindung der Halbleiterlichtquellen untereinander und mit einer Spannungsquelle erforderlich erforderlich sind. Aus dem Trägerteil sind Anschlussleitungen zur Verbindung der Halbleiterlichtquellen mit einer Spannungsquelle herausgeführt. Die Beleuchtungseinrichtung weist außerdem eine Lichtscheibe auf, die mit optischen Elementen zur Beeinflussung des von den Halbleiterlichtquellen ausgesandten Lichts versehen ist.

Nachteilig bei dieser Beleuchtungseinrichtung ist, dass bei einem Ausfall auch nur einer Halbleiterlichtquelle das alle Halbleiterlichtquellen enthaltende Trägerteil ausgetauscht werden muss. Durch die große Anzahl der Halbleiterlichtquellen weist das Trägerteil eine große Fläche auf, was dessen Herstellung erschwert und beim Betrieb der Leuchte zu durch unterschiedliche Wärmeformungen bedingten Unterbrechungen der elektrischen Verbindungen der Halbleiterlichtquellen führen kann. Auch ist für Beleuchtungseinrichtungen mit unterschiedlichen Abmessungen jeweils ein an diese angepasstes Trägerteil erforderlich, was im Hinblick auf eine wirtschaftliche Fertigung vermieden werden sohlte. Nachteilig bei dieser Beleuchtungseinrichtung ist weiterhin, dass die Verbindung der aus dem Trägerteil herausragenden Abschlusselemente beim Ein- und Ausbau des Trägerteils aufwendig ist.

Aus der DE 40 03 569 C2 ist eine Beleuchtungseinrichtung mit mehreren separaten Trägerteilen bekannt, in denen jeweils mehrere Halbleiterlichtquellen und für deren Verbindung erforderliche elektrische Leiter angeordnet sind. An den Trägerteilen sind Anschlusselemente zur Verbindung der Leiter mit einer Spannungsquelle vorgesehen. Zur elektrischen Kontaktierung der Anschlusselemente und zur Verbindung der Leiter mit einer Spannungsquelle werden zunächst die Trägerteile in das Gehäuse der Beleuchtungseinrichtung eingesetzt und an Haltestegen zur Auflage gebracht. Zur Befestigung der Trägerplatten in dem Gehäuse werden diese mittels Befestigungsschrauben in dem Gehäuse festgeschraubt. Nachdem die mechanische Befestigung der Trägerteile erfolgt ist, müssen diese mit der Spannungsquelle elektrisch kontaktiert werden. Zu diesem Zweck ist eine elektrische Doppelleitung vorgesehen, welche an die. Leiter der Trägerteile angeschlossen werden muss. Die Doppelleitung muss durch eine feuchtigkeitsdichte Kautschukbuchse geführt und über einen Verbinder an die Spannungsquelle angeschlossen werden.

Nachteilig bei der bekannten Beleuchtungseinrichtung ist, dass die dort beschriebenen Anschlusselemente für ein rasches und problemloses Auswechseln einzelner Trägerteile ungeeignet sind. Außerdem ist lediglich eine Anschlusseinheit für sämtliche Trägerteile der Beleuchtungseinrichtung vorgesehen. Die Trägerteile können also nicht unabhängig voneinander in das Gehäuse lösbar eingesetzt werden.

Aus der DE 39 29 477 A1 ist eine Beleuchtungseinrichtung bekannt, mit einer LED-Anordnung bestehend aus mehreren LED-Chips. Die LED-Chips werden über Verbindungsdrähte bzw. Wirebonds kontaktiert.

Aus der DE 29 20 164 C2 ist eine lichtemittierende Vorrichtung bekannt, die an einer Anzeigetafel angebracht werden kann. Die Vorrichtung kann bspw. als eine Halbleiterlichtquelle ausgebildet sein. Es wird jedoch nicht beschrieben, mehrere Halbleiterlichtquellen auf einem Trägerteil anzuordnen und wiederum mehrere separate Trägerteile in einer Beleuchtungseinrichtung vorzusehen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungseinrichtung dahingehend auszugestalten und weiter zu bilden, dass einzelne Trägerteile jeweils mit mehreren Halbleiterlichtquellen innerhalb kurzer Zeit und ohne großen Aufwand aus der Beleuchtungseinrichtung entnommen und wieder eingesetzt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Beleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vor.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch die Zusammenfassung nur eines Teils der insgesamt für die Beleuchtungseinrichtung vorgesehenen Halbleiterlichtquellen in einem Trägerteil und die Anordnung mehrerer Trägerteile bei einem Ausfall einzelner Halbleiterlichtquellen nur das jeweilige Trägerteil ausgetauscht zu werden braucht. Es können dabei jeweils einige Halbleiterlichtquellen, beispielsweise vier bis acht Stück, in einem Trägerteil zusammengefasst werden, das dann auch hinsichtlich der Herstellung und Wärmeformung günstiger ist als ein großes, alle Halbleiterlichtquellen enthaltendes Trägerteil. Die Anzahl der in der Beleuchtungseinrichtung anzuordnenden Trägerteile richtet sich dabei nach der für die diese erforderlichen Beleuchtungsstärke. Durch die Zusammenstellung mehrerer Trägerteile in einer Beleuchtungseinrichtung, die unterschiedlich angeordnet werden können, ist es auch möglich, mit gleichen Trägerteilen Beleuchtungseinrichtungen mit unterschiedlichen Abmessungen zu bestücken.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Beleuchtungseinrichtung sind die Trägerteile einfach im Gehäuse befestigbar und es sind keine zusätzlichen Maßnahmen zur Herstellung der elektrischen Verbindung erforderlich. Zusätzliche Befestigungselemente für die Trägerteile sind ebenfalls nicht erforderlich.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Beleuchtungseinrichtung angegeben. Eine einfache Herstellung und gute Stabilität des Trägerteils ist durch dessen Ausbildung gemäß Anspruch 6 erreicht.

Zeichnung:
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Beleuchtungseinrichtung mit einem in diese eingesetzten Trägerteil in einem Längsschnitt;
2 die Beleuchtungseinrichtung in einer Vorderansicht;
3 ein Trägerteil der Beleuchtungseinrichtung in einer perspektivischen Darstellung.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
In den 1 und 2 ist eine Beleuchtungseinrichtung in Form einer Leuchte dargestellt, die beispielsweise bei den Fahrzeugen als Bremsleuchte, hochgesetzte Bremsleuchte, Blinkleuchte oder andere Signalleuchte verwendet werden kann. Die Leuchte weist ein Gehäuse 10 auf, das beispielsweise aus Kunststoff bestehen kann. In das Gehäuse 10 sind mehrere separate Trägerteile 12 unabhängig voneinander lösbar eingesetzt, in denen jeweils mehrere Halbleiterlicht quellen 14, beim Ausführungsbeispiel sechs, angeordnet sind. Die Anzahl der in der Leuchte angeordneten Trägerteile 12 richtet sich nach den lichttechnischen Forderungen, die die Leuchte erfüllen muß, insbesondere nach der von dieser zu erzeugenden Beleuchtungsstärke. Beim Ausführungsbeispiel sind die Trägerteile 12 nebeneinander angeordnet, so daß die Leuchte eine geringe Höhe jedoch eine große Breite aufweist. Die Trägerteile 12 können beliebig angeordnet werden, so daß diese zu Flächen unterschiedlicher Größen und Formen zusammengestellt werden können. Beim Ausführungsbeispiel dient die Leuchte als hochgesetzte zusätzliche Bremsleuchte für Kraftfahrzeuge, die im oberen Randbereich der Heckscheibe des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und durch ihre geringe Höhe die Sicht des Fahrzeuglenkers kaum beeinträchtigt.
In jedem Trägerteil 12 sind Reflektoren 16 ausgebildet, in denen jeweils eine Halbleiterlichtquelle 14 angeordnet ist. Als Halbleiterlichtquellen 14 können beispielsweise Leuchtdioden oder Laserdioden verwendet werden. Das Trägerteil 12 enthält außerdem metallische Leiterbahnen 18 für die Halbleiterlichtquellen 14. Bei der Herstellung des Trägerteils 12 werden ausgehend von einer dünnen metallischen Platte in diese für die Reflektoren 16 erforderliche Vertiefungen eingeprägt und Teile aus dieser Platte herausgestanzt, die nicht als elektrische Leiterbahnen benötigt werden. Dabei bleiben jedoch zunächst noch Verbindungsstege zwischen den Leiterbahnen 18 erhalten, die für deren Zusammenhalt erforderlich sind. Anschließend werden zumindest die Vertiefungen reflektierend beschichtet, so daß die Reflektoren 16 erhalten werden. In die Reflektoren 16 werden die Halbleiterlichtquellen 14, beispielsweise in Form von sogenannten Leuchtdiodenchips, eingesetzt und elektrisch leitend untereinander und mit den Leiterbahnen 18 verbunden. Der aus den Leiterbahnen 18, den Reflektoren 16 und den Halbleiterlichtquellen 14 bestehende Verbund wird mit einer zu dessen Stabilisierung und Isolierung dienenden Umhüllung 20 aus einer transparenten Kunststoffmasse umspritzt und so das etwa quaderförmige Trägerteil 12 erhalten. Die Umhüllung 20 kann farblos sein oder eine für die Verwendung der Leuchte erforderliche Färbung aufweisen. Die Umhüllung 20 kann mit in 1 angedeuteten optischen Elementen 22 zur Beeinflußung des von den Halbleiterlichtquellen 14 ausgesandten Lichts versehen sein. Diese optischen Elemente 22 können beispielsweise als Linsen ausgeführt sein, die in Längsschnitten abhängig von der geforderten Lichtabstrahlcharakteristik kreis-, parabel-, ellipsen-, hyperbelförmig oder in einer beliebigen anderen Form ausgebildet sein können. Abschließend werden bei der Herstellung des Trägerteils 12 die Verbindungsstege zwischen den Leiterbahnen 18 entfernt, was beispielsweise mittels eines Laserstrahls erfolgen kann. Auf der Außenfläche des Trägerteils 12 kann eine Widerstandsleiterbahn 24 angeordnet sein, die als Vorwiderstand für die Halbleiterlichtquellen 14 dient, wenn die zur Verfügung stehende Spannung für den Betrieb der Halbleiterlichtquellen 14 zu hoch ist. Diese Widerstandsleiterbahn 24 kann ebenfalls mittels eines Laserstrahls auf die für den schadlosen Betrieb der Halbleiterlichtquellen 14 erforderliche Abmessung abgeglichen werden. Von den Leiterbahnen 18 ragen Anschlußelemente 26 aus dem Trägerteil 12 heraus, die in Form von Steckfüßen ausgebildet sein können.
Im Trägerteil 12 sind beispielsweise zwei Öffnungen 28 ausgebildet, die als Aufnahmen für eine Lichtscheibe 30 dienen. Die Lichtscheibe 30 kann farblos ausgebildet sein oder eine für die Verwendung der Leuchte erforderliche Farbe aufweisen. Von der Lichtscheibe 30, die aus transparentem Kunststoff besteht, stehen zum Trägerteil 12 hin zwei Füße 32 ab, die durch die Öffnungen 28 im Trägerteil 12 hindurchtreten. Die Öffnungen 28 und die Füße 32 sind in Montagerichtung 34 der Lichtscheibe 30 sich konisch verjüngend ausgebildet. An den Füßen 32 ist durch eine Querschnittsverminderung ein Absatz 36 gebildet, mit dem die Lichtscheibe 30 am Trägerteil 12 in ihrer Endlage zur Anlage kommt. In dieser Endlage werden die durch die Öffnungen 28 hindurchragenden Enden der Füße 32 durch Erwärmen und Druckeinwirkung plastisch verformt und gestaucht, so daß die Lichtscheibe 30 am Trägerteil 12 gehalten ist. Die Öffnungen 28 im Trägerteil 12 und die Füße 32 an der Lichtscheibe 30 können in ihrer Lage oder Form in der Weise unterschiedlich ausgebildet sein, daß die Lichtscheibe 30 mit dem Trägerteil 12 nur in einer Stellung verbunden werden kann und somit zwangsläufig die korrekte Zuordnung der Lichtscheibe 30 sichergestellt ist. Die Lichtscheibe 30 ist mit optischen Elementen 38 zur Beeinflußung, das heißt Ablenkung und/oder Streuung des von den Halbleiterlichtquellen 14 ausgesandten Lichts versehen. Diese optischen Elemente 38 können beispielsweise fresnellinsenartig ausgebildet sein und an der zum Trägerteil 12 weisenden Seite oder an der diesem abgewandten Seite der Lichtscheibe 30 angeordnet sein. Zusätzlich kann die Lichtscheibe 30 auf der den vorstehend beschriebenen optischen Elementen 38 gegenüberliegenden Seite mit weiteren optischen Elementen in Form von torischen Streuelementen versehen sein, welche in unterschiedlichen Längsschnitten unterschiedliche Krümmungsradien aufweisen und dadurch das durch diese hindurchtretende Licht in horizontaler und vertikaler Richtung unterschiedlich stark abgelenkt wird. Die Verbindung der Lichtscheibe 30 erfolgt vor dem Einsetzen des Trägerteils 12 in das Leuchtengehäuse 10, so daß diese zwei Teile als eine Einheit in das Leuchtengehäuse 10 eingesetzt werden.
Im Leuchtengehäuse 10 sind Kontaktelemente 40 angeordnet, die mit einer nicht dargestellten Spannungsquelle, bei einem Kraftfahrzeug der Bordbatterie, verbunden sind. Die Kontaktelemente 40 sind beim Ausführungsbeispiel als in 1 dargestellte Schienen ausgeführt, die in nutartige Vertiefungen 42 im Leuchtengehäuse 10 eingesetzt sind und dort beispielsweise durch von diesen abstehende Haken 44 gehalten sind. Es sind dabei zwei Schienen 40 vorgesehen, von denen die eine in einem oberen Bereich und die andere in einem unteren Bereich des Leuchtengehäuses 10 angeordnet ist. Die Schienen 40 sind in Längsschnitten durch das Leuchtengehäuse 10 u-förmig gebogen ausgebildet, wobei sich deren Schenkel 46 zu einer Öffnung 48 des Leuchtengehäuses 10 hin erstrecken, durch die die Trägerteile 12 in dieses eingesetzt werden. Die Schenkel 46 sind elastisch aufweitbar ausgebildet und deren zur Öffnung 48 weisenden Endbereiche sind nach außen umgebogen.
Die Trägerteile 12 werden durch die Öffnung 48 in das Leuchtengehäuse 10 eingesetzt, wobei deren Anschlußelemente 26 zwischen die Schenkel 46 eintreten, die dabei elastisch auseinanderschwenken. Das Einführen der Anschlußelemente 26 zwischen die Schenkel 46 ist durch deren umgebogene Enden erleichtert. Eine Endlage des Trägerteils 12 kann auf unterschiedliche Weise festgelegt werden, beispielsweise, indem die Lichtscheibe 30 an einem Absatz 50 im Leuchtengehäuse 10 zur Anlage kommt. Die Endlage könnte jedoch auch durch ein Anschlagen der Anschlußelemente 26 am Grund der Schienen 40 festgelegt werden. Über die in die Schienen 40 eintretenden Anschlußelemente 26 ist das Trägerteil 12 gleichzeitig im Leuchtengehäuse 10 gehalten, so daß hierfür keine zusätzlichen Befestigungslemente erforderlich sind, wobei diese selbstverständlich wenn erforderlich dennoch vorgesehen werden können.

Claims

Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeuge, mit wenigstens einem Trägerteil (12), in dem mehrere Halbleiterlichtquellen (14) und für deren Verbindung erforderliche elektrische Leiter (18) angeordnet sind und an dem Anschlusselemente (26) zur Verbindung der Leiter (18) mit einer Spannungsquelle vorgesehen sind, wobei mehrere separate Trägerteile (12) in einem Gehäuse (10) angeordnet sind, die jeweils nur einen Teil aller für die Beleuchtungseinrichtung vorgesehenen Halbleiterlichtquellen (14) enthalten, wobei die Trägerteile (12) unabhängig voneinander in das Gehäuse (10) lösbar eingesetzt werden können und dass im Gehäuse (10) elektrische Kontakte (40) angeordnet sind, an denen die Anschlusselemente (26) der Trägerteile (12) bei deren Einsetzen in das Gehäuse (10) zur Anlage kommen und dadurch die Trägerteile (12) ohne zusätzliche Befestigungselemente im Gehäuse (10) gehalten sind.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, dass die elektrischen Kontakte (90) im Gehäuse (10) als im Querschnitt u-förmig ausgebildete Schienen ausgebildet sind, deren Schenkel (46) entgegen der Einsetzrichtung der Trägerteile (12) weisen und elastisch aufweitbar sind, wobei die aus den Trägerteilen (12) herausragenden Anschlusselemente (26) zwischen die Schenkel (46) unter elastischer Aufweitung dersehben eintreten.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerteile (12) über deren in die Schienen (40) eintretenden Anschlusselemente (26) im Leuchtengehäuse (10) gehalten sind.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Tragerteilen (12) jeweils eine Aufnahme (28) für eine auf der Seite der Trägerteile (12), nach der die Halbleiterlichtquellen (14) Licht aussenden, angeordnete transparente Lichtscheibe (30) ausgebildet ist, wobei jedem Trägerteil (12) eine eigene Lichtscheibe (30) zugeordnet ist.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtscheibe (30) optische Elemente (38) zur Beeinflussung des von den Halbleiterlichtquellen (14) ausgesandten Lichts aufweist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterlichtquellen (14) und die elektrischen Leiter (18) jedes Trägerteils (12) mit einer gemeinsamen Umhüllung (20) aus einer transparenten Kunststoffmasse umspritzt sind.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (20) mit optischen Elementen (22) zur Beeinflussung des von den Halbleiterlichtquellen (14) ausgesandten Lichts versehen ist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf oder in den Tragerteilen (12) jeweils eine Widerstandsleiterbahn (24) angeordnet ist, die als Vorwiderstand für die Halbleiterlichtquellen (14) dient.