CN106662306B - 具有改进的组装装置的用于机动车辆的照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的灯设备(10)，包括：电气元件(36、38、40；30、32、34)，所述电气元件具有例如光源并且刚性连接在散热器(42)上；至少一个光学模块(16、18、20)，所述至少一个光学模块与电气元件(36、38、40；30、32、34)关联，所述光学模块(16、18、20)由支撑件(22)承载。所述灯设备(10)包括：第一装置(50、52、54、56)，用于将所述光学模块(16、18、20)定位在支撑件(22)上，该定位以如下方式获得，即具有在光学模块(16、18、20)和支撑件(22)之间的沿基本上彼此垂直的第一方向X、第二方向Y和第三方向Z的被称为预定位间隙的间隙；第二装置(58、60、62、64、66、68、70、72、74、76、78、80)，用于沿方向X和方向Y将电气元件(36、38、40；30、32、34)定位在光学模块上；以及第三装置(82、84、86、88、90、92)，用于沿方向Z将散热器定位在支撑件(22)上。

Description

具有改进的组装装置的用于机动车辆的照明系统
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的灯设备，尤其是一种照明和/或信号指示设备。
背景技术
该灯设备通常包括各种元件，尤其是光学模块和电气元件，特别是承载例如光源的电子板。优选地，光源为发光二极管，更具体地为激光二极管，所述发光二极管在其工作时发热。因此电气元件通常固定在散热器上以耗散由该二极管产生的热。通过支撑件(例如灯设备的罩)承载的光学模块与电气元件关联。
激光类型的发光二极管的使用需要电子板相对于关联的光学模块准确地定位以获得寻求的照明效果。
发明内容
本发明的一个目的是在保持二极管相对于光学模块的非常准确的定位的同时提供易于组装的用于机动车辆的灯设备。
为此，根据本发明提供了一种用于机动车辆类型的灯设备，尤其是用于照明和/或信号指示，所述灯设备包括：
-电气元件，尤其是承载例如光源的电子板，所述电气元件固定在散热器上；
-至少一个光学模块，所述至少一个光学模块与电气元件关联，所述光学模块由支撑件承载，
其特征在于，所述灯设备包括：
-第一装置，用于将所述光学模块定位在支撑件上，该定位以如下方式进行，即具有在光学模块和支撑件之间的沿基本上彼此呈直角的第一方向X、第二方向Y和第三方向Z的被称为预定位间隙的间隙；
-第二装置，用于沿方向X和方向Y将电气元件定位在光学模块上；以及
-第三装置，用于沿方向Z将散热器定位在支撑件上。
应当注意，“沿一方向定位一元件”描述了相对于该方向固化该元件的动作。当以具有沿一方向的间隙的方式进行该定位时，仅仅根据该特定的间隙该元件相对于所述方向是活动的。
该支撑件有助于灯设备的组装，这是因为它使得能够以具有沿X、Y和Z的间隙的方式将光学模块预定位在支撑件上，固定在散热器上的电气元件借助于第二和第三定位装置参与支撑件、电气元件、光学模块和散热器的沿X、Y和Z的最终相对定位。
有利地，电气元件固定在散热器上以确保电气元件在散热器上沿X、Y和Z的均衡。根据本发明的实施例，灯设备包括光源，例如半导体发光芯片，例如LED，所述光源由电气元件承载，并且所述元件由散热器承载。在变形例中，光源和电气元件每一个都由散热器直接承载。
优选地，第一定位装置包括由每一个模块和该模块的支撑件承载的互补形状，所述互补形状沿方向X配合在一起，所述互补形状以具有沿方向Y和方向Z的间隙的方式彼此协作。
有利地，呈“T”形状的凹轮廓元件对应于第一定位装置的第一互补形状。如果需要，该呈“T”形状的元件通过形成凹滑动件固定在支撑件上。如果适当，“T”的竖直杆部基本上平行于方向Z，并且“T”的水平杆部基本上平行于包括方向X和方向Y的平面。
根据实施例，形成与呈“T”形状的元件互补的形状的凸滑动件的舌状部对应于第一定位装置的第二互补形状。在这种情况下，该舌状部可以与光学模块弹性连接以允许在该舌状部和该舌状部所连接的光学模块之间沿方向Z弹性摆动。
优选地，第一定位装置还包括由每一个模块和该模块的支撑件承载的互补卡扣配合装置，所述卡扣配合装置以具有沿方向X的间隙的方式彼此协作。
有利地，用于沿方向X和方向Y定位的第二装置包括用于沿方向Z配合的互补装置。
根据实施例，用于沿方向Z配合的互补装置包括与椭圆孔协作的至少一个定位柱头。
优选地，所述定位柱头由所述模块承载，并且所述椭圆孔形成在电气元件中。
有利地，用于沿方向Z配合的互补装置包括至少一个定心销，尤其是旋转的定心销，所述至少一个定心销与互补的定心孔协作，尤其是圆形的定心孔。
根据实施例，所述定心销由所述模块承载，并且所述定心孔形成在电气元件中。
优选地，用于沿方向Z定位的第三装置包括用于将散热器紧固在支撑件上的装置。
根据实施例，灯设备包括至少两个光学模块，所述至少两个光学模块由为这两个模块所共用的支撑件承载。
有利地，每一个光学模块都与电气元件关联，所述电气元件固定在为这两个电气元件所共用的散热器上。如果需要，电气元件可以通过连接器彼此连接以形成单个的电气元件，例如柔性印刷电路板类型的电气元件。
实际上，在现有技术中，提供有单独地组装每一个电气元件与其关联的光学模块，这是相对漫长和复杂的。
因此，借助于为所有光学模块所共用的支撑件和为所有电气元件所共用的散热器，能够同时地组装几个电气元件与其关联的光学模块，同时准确地将这些元件定位在一起。因此，根据本发明的灯设备的组装花费比现有技术更少的时间，并且需要较少的步骤而不会影响所供应的照明质量。
优选地，紧固装置被设置为将由分别固定的四个Z方向定位元件形成的沿方向Z的堆叠紧固至共用散热器、每一个元件、每一个光学模块和共用支撑件。
根据实施例，固定在每一个电气元件和每一个光学模块上的Z方向定位元件被紧固在固定在共用散热器和共用支撑件上Z方向定位元件之间，共用散热器和共用支撑件包括在它们之间的至少一个直接承载表面，用于紧固堆叠的装置包括延伸穿过这些直接承载表面的螺钉装置。
有利地，支撑件为用于优化灯设备的美学外观的罩。
因而，通常设置在灯设备中的罩被利用使其执行为光学模块所共用的支撑件的附加功能。
根据本发明还提供了一种用于安装如上限定的根据前述至少一项所述的灯设备的方法，其特征在于，所述方法执行如下步骤：
-通过借助于允许预定位间隙的第一定位装置将每一个光学模块组装在支撑件上以相对于该支撑件预定位每一个光学模块而形成第一组件；
-通过将每一个电气元件组装在散热器上而形成第二组件；
-借助于第二定位装置将第一组件和第二组件组装在一起以沿方向X和方向Y定位每一个光学模块和每一个与该光学模块关联的每一个电气元件；以及
-借助于第三定位装置沿方向Z定位散热器、每一个电气元件、每一个光学模块和支撑件。
灯设备的组装可以简单地进行，这是因为借助于本发明可以预组装上述限定的第一和第二组件。在几个光学模块与同样多的电气元件(例如每一个都承载激光二极管的电子板)关联的情况下，两个组件的组装产生所有光学模块相对于所有电子板沿方向X和方向Y的定位。
附图说明
现在参照下面的附图给出本发明的实施例的以非限制性的示例的方式给出的描述：
-图1为根据本发明的车辆的灯设备的正视图；
-图2为该灯设备的一部分的立体图，尤其是示出了该设备的三个灯；
-图3为根据图2的箭头III的视图；
-图4为与图3类似的视图，其中共用散热器已经被移除；
-图5为沿图3中的线V-V的截面图；
-图6和7为在光学模块被安装到共用支撑件上之前图1的灯设备的光学模块和共用支撑件的局部立体图；
-图8为沿图5中的线VIII-VIII的截面图；
-图9为在第一组件与第二组件组装之前的包括安装在其共用支撑件上的光学模块的图1的灯设备的第一组件的视图；
-图10为在第二组件与第一组件组装之前的包括安装在共用散热器上的电气元件(在该实例中为电子板)的图1的灯设备的第二组件的视图；
-图11为灯设备的沿着尤其是穿过图8中的线XI-XI的切割面的截面图。
具体实施方式
图1示出了形成机动车辆的前右聚光装置的灯设备10。
灯设备惯常地包括远光束12。灯设备10还包括第一组件14和共用支撑件22，所述第一组件包括三个光学模块16、18、20，所述共用支撑件承载这些光学模块16、18、20。这里共用支撑件22为用于通过遮蔽尤其是形成光发射装置的元件优化灯设备10的美学外观的罩。此外，每一个光学模块16、18、20包括各自的透镜24、26、28，从车辆向外扩散在每一个光学模块16、18、20中发射的光。在该实施例中，光学模块分别形成近光束、停车灯和雾灯。
图2、3、4和10尤其示出了灯设备10的光发射装置。
每一个光学模块16、18、20与各自的由对应的电子板36、38、40承载的光源30、32、34关联。因而，每一个电子板36、38、40承载光源30、32、34，在该实施例中，光源为激光类型的发光二极管。每一个电子板36、38、40尤其是用于为其各自的光源30、32、34提供电力。而且，所有电子板36、38、40都与形成散热器的共用元件42连接。元件42主要由铝制成并且包括与每一个电子板36、38、40对齐排列的翅片44。而且，每一个电子板36、38、40包括印刷电路，所述印刷电路设置有用于控制其所承载的光源30、32、34的常规装置。
因而，电子板36、38、40、光源30、32、34和形成散热器的共用元件42属于包括发光射装置的第二组件46。
现在参照图5-8描述光学模块16、18、20和它们的共用支撑件22之间的定位装置。为了便于理解附图，图5和8示出了第一水平方向X、第二水平方向Y和第三竖直方向Z。方向X、Y和Z为本领域技术人员通常限定的方向。第一方向X与由灯设备10发射的光束的发射方向。三个方向基本上彼此呈直角。
共用支撑件22包括三个安置点48，每一个安置点都用于容纳光学模块16、18、20。每一个安置点48尤其是包括呈“T”形状的凹轮廓元件50，其由与共用支撑件22一体的一体件制成。该元件50(尤其是在图5和7中示出)形成凹滑动件，“T”的竖直杆部基本上平行于方向Z，并且“T”的水平杆部基本上平行于包括方向X和方向Y的平面。
每一个光学模块16、18、20承载形成凸滑动件的舌状部52，凸滑动件具有与元件50互补的形状(参见图5和8)。舌状部52与承载它的光学模块16、18、20弹性连接，以允许在该舌状部52和该光学模块之间沿方向Z弹性摆动。舌状部52和元件50沿方向X配合在一起并且以具有沿方向Y和方向Z的间隙JY和JZ的方式彼此协作。
此外，共用支撑件22承载三个卡扣配合舌状部54，在图8中示出了一个，它们每一个都能够以具有间隙JX的方式沿方向X与对应的卡扣配合肋部56协作，卡扣配合肋部具有互补的形状、分别由每一个光学模块16、18、20承载。
因而，形成凹滑动件的呈“T”形状的元件50、形成凸滑动件的舌状部52、卡扣配合舌状部54和卡扣配合肋部56形成光学模块16、18、20和它们的共用支撑件22之间的第一定位装置，其允许沿第一X方向、第二Y方向和第三Z方向的预定位间隙。
现在参照图9-10描述用于在光学模块16、18、20和对应的电子板36、38、40之间沿方向X和方向Y的定位的装置。
在每一个电子板36、38、40中形成椭圆孔58、60和62以及圆形孔64、66、68。
每一个光学模块16、18、20承载各自的定位柱头70、72、74和各自的定心销76、78、80(这里为旋转的)。每一个定位柱头70、72、74用于沿方向Z配合在对应的椭圆孔58、60、62中，椭圆孔的长轴与方向Y和由电子板36、38、40承载的椭圆孔和圆形孔的对齐方向平行。类似地，每一个定心销76、78、80用于沿方向Z配合在对应的圆形孔64、66、68中。每一个电子板36、38、40因此沿方向X和方向Y均衡地定位在对应的光学模块16、18、20上。
因而，椭圆孔58、60、62、圆形孔64、66、68、定位柱头70、72、74和定心销76、78、80形成每一个光学模块16、18、20和与光学模块16、18、20关联的承载光源30、32、34的每一个电子板36、38、40之间沿方向X和方向Y的第二定位装置。
现在参照图5、8、9和11描述形成散热器的共用元件42、每一个电子板36、38、40、每一个光学模块16、18、20和共用支撑件22的沿方向Z的定位装置。
如图11所示，共用支撑件22具有穿孔座82，每一个穿孔座设置有通孔84，其轴线与方向Z平行。参照图9，可以看出在本实施例中四个孔84形成在共用支撑件22的四个穿孔座82中。
此外，形成散热器的共用元件42包括四个定位突起86，定位突起直接承载在共用支撑件22的穿孔座82上，沿方向Z具有盲螺纹孔88。每一个通孔84位于螺纹孔88的沿方向Z的延伸部中。每一个穿孔座82通过将Z方向定位螺钉90螺入对应的突起86的螺纹孔88中而被直接紧固在对应的定位突起86上。
如图8和9所示，每一个光学模块16、18、20包括主体91，主体的部分92形成该模块的定位元件并且承载对应的定位柱头70、72、74和定心销76、78、80。主体91还包括形成光反射器的部分94，其由与部分92一体的一体件制成并且用于将由每一个光源30、32、34发射的光辐射朝向对应的透镜24、26、28会聚。
因而，尤其是如图11所示，共用支撑件22和形成散热器的共用元件42紧固每一个光学模块16、18、20的部分92和该光学模块关联的电子板36、38、40。由螺钉90供应该紧固力，螺钉90不穿过电子板36、38、40也不穿过光学模块16、18、20，因为它们穿过突起86。
因而，上述紧固装置被设置为紧固沿方向Z的堆叠，所述堆叠通过分别固定至共用散热器42、每一个电子板36、38、40、每一个光学模块16、18、20和共用支撑件22的Z方向定位元件36、38、40、82、86、92形成。这里，固定至每一个电子板36、38、40和每一个光学模块16、18、20的Z方向定位元件被紧固在固定在共用散热器42和共用支撑件22的Z方向定位元件82、86之间，所述Z方向定位元件包括在它们之间的直接承载表面。
现在参照图10描述用于在形成散热器的共用元件42和每一个电子板36、38、40之间沿方向X、Y、Z定位的装置。
每一个电子板36、38、40包括沿方向X和方向Y的均衡组装装置，用于与布置在形成散热器的共用元件42的对应容纳部分93上的装置协作。对于每一个电子板36、38、40，这些组装装置包括圆形孔98和椭圆孔100，椭圆孔的长轴与方向Y和圆形孔98和椭圆孔100的对齐方向平行，以确保沿方向X和方向Y的均衡定位。布置在每一个容纳部分93上的装置包括与对应的圆形孔98协作的定心销94和与对应的椭圆孔100协作的定位柱头96。螺钉102将每一个电子板36、38、40紧固在对应的容纳部分93上并且确保沿轴线Z的定位。
现在描述用于安装灯设备10的方法的某些步骤。
首先，通过将光学模块16、18和20组装在它们的共用支撑件22上形成第一组件14，以相对于共用支撑件22预定位光学模块16、18和20。为完成此，使用允许沿三个方向X、Y和Z的预定位间隙的第一定位装置。因此每一个模块16、18和20被插入安置点48，确保每一个舌状部52被配合入呈“T”形状的元件50中并且共用支撑件22的每一个卡扣配合舌状部54被卡扣配合至每一个对应的光学模块16、18、20的每一个卡扣配合肋部56。
接下来，通过将电子板36、38、40沿方向X、Y、Z均衡地组装在形成散热器的共用元件42上形成第二组件46。为完成此，使用前述组装装置将每一个电子板36、38、40沿方向X和方向Y定位在对应的容纳部分93上。然后，通过紧固螺钉102，每一个电子板36、38、40沿方向Z被定位在对应的容纳部分93上。
然后，第一组件14和第二组件46被组装在一起以借助于第二定位装置沿方向X和方向Y定位每一个光学模块16、18、20以及承载关联的光源30、32、34的每一个电子板36、38、40。为完成此，每一个定位柱头70、72、74被定位在对应的椭圆孔58、60、62中，并且每一个定心销76、78、80被定位在对应的圆形孔64、66、68中。
接下来，借助于第三定位装置(更具体地，Z方向定位螺钉90)将形成散热器的共用元件42、每一个电子板36、38、40、每一个光学模块16、18、20和共用支撑件22沿方向Z定位。当螺钉90被紧固时，共用支撑件22略微弹性变形，并且对于该共用支撑件22和形成散热器的共用元件42确保紧固力足够，以沿方向Z紧固每一个光学模块16、18、20和对应的电子板36、38、40。然后，灯设备10的每一个元件已经相对于彼此准确地定位。
显然，在不偏离本发明的范围的情况下能够对本发明作出许多改变。
特别应当注意，光学模块的数量可以不同于三个。可以仅设置一个光学模块或至少两个光学模块。在设置至少两个光学模块的情况下，能够同时地组装几个电子板与它们的关联的光学模块，同时准确地相对于彼此定位这些元件。
电子板36、38、40可以通过柔性连接器连接在一起，或者甚至形成单个的共用的和柔性的电子板。
电子板36、38、40电气元件，在本发明的上下文中，该电气元件可以由每一个都需要散热器42的不同的电气元件替换，散热器优选地为所有电气元件所共用。
这些电气元件可以为激光二极管，所述激光二极管每一个都与它们各自的电子板分开。
当设备10仅包括一个光学模块时，该设备尤其是通过执行下述步骤被组装。
通过将光学模块10组装在支撑件22上形成第一组件14，以借助于允许预定位间隙的第一定位装置50、52、54、56相对于该支撑件22预定位光学模块16、18、20。
通过将电气元件36、38、40、30、32、34组装在散热器42上形成第二组件46。
第一组件14和第二组件46被组装在一起，以借助于第二定位装置58、60、62、64、66、68、70、72、74、76、78、80沿方向X和方向Y定位光学模块16、18、20和与光学模块关联的电气元件36、38、40、30、32、34；并且
借助于第三定位装置82、84、86、88、90、92沿方向Z定位散热器42、电气元件36、38、40、30、32、34、光学模块16、18、20和支撑件。

Claims (19)

1.一种用于机动车辆类型的灯设备(10)，所述灯设备包括：
-电气元件(36、38、40；30、32、34)，所述电气元件固定在散热器(42)上；
-至少一个光学模块(16、18、20)，所述至少一个光学模块与电气元件(36、38、40；30、32、34)关联，所述光学模块(16、18、20)由支撑件(22)承载，
其特征在于，所述灯设备(10)包括：
-第一装置(50、52、54、56)，用于将所述光学模块(16、18、20)定位在支撑件(22)上，该定位以如下方式进行，即具有在光学模块(16、18、20)和支撑件(22)之间的沿彼此呈直角的第一方向X、第二方向Y和第三方向Z的被称为预定位间隙的间隙；
-第二装置(58、60、62、64、66、68、70、72、74、76、78、80)，用于沿方向X和方向Y将电气元件(36、38、40；30、32、34)定位在光学模块上；以及
-第三装置(82、84、86、88、90、92)，用于沿方向Z将散热器定位在支撑件(22)上。
2.根据权利要求1所述的灯设备(10)，其中第一定位装置(50、52、54、56)包括由每一个模块(16、18、20)和该模块(16、18、20)的支撑件(22)承载的互补形状(50、52)，所述互补形状沿方向X配合在一起，所述互补形状(50、52)以具有沿方向Y和方向Z的间隙的方式彼此协作。
3.根据权利要求2所述的灯设备(10)，其中呈“T”形状的凹轮廓元件(50)对应于第一定位装置(50、52、54、56)的第一互补形状，该呈“T”形状的元件(50)固定在支撑件(22)上并且形成凹滑动件，“T”的竖直杆部平行于方向Z，并且“T”的水平杆部平行于包括方向X和方向Y的平面。
4.根据权利要求3所述的灯设备(10)，其中形成与呈“T”形状的元件(50)互补的形状的凸滑动件的舌状部(52)对应于第一定位装置(50、52、54、56)的第二互补形状，该舌状部(52)与光学模块(16、18、20)弹性连接以允许在该舌状部(52)和该舌状部(52)所连接的光学模块(16、18、20)之间沿方向Z弹性摆动。
5.根据权利要求4所述的灯设备(10)，其中第一定位装置(50、52、54、56)还包括由每一个模块(16、18、20)和该模块(16、18、20)的支撑件(22)承载的互补卡扣配合装置(54、56)，所述卡扣配合装置(54、56)以具有沿方向X的间隙的方式彼此协作。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的灯设备(10)，其中用于沿方向X和方向Y定位的第二装置(58、60、62、64、66、68、70、72、74、76、78、80)包括用于沿方向Z配合的互补装置。
7.根据权利要求6所述的灯设备(10)，其中用于沿方向Z配合的互补装置(58、60、62、64、66、68、70、72、74、76、78、80)包括与椭圆孔(58、60、62)协作的至少一个定位柱头(70、72、74)。
8.根据权利要求7所述的灯设备(10)，其中所述定位柱头(70、72、74)由所述模块(16、18、20)承载，并且所述椭圆孔(58、60、62)形成在电气元件(36、38、40；30、32、34)中。
9.根据权利要求6所述的灯设备(10)，其中用于沿方向Z配合的互补装置(58、60、62、64、66、68、70、72、74、76、78、80)包括至少一个定心销(76、78、80)，所述至少一个定心销与互补的定心孔(64、66、68)协作。
10.根据权利要求9所述的灯设备(10)，其中所述定心销(76、78、80)由所述模块(16、18、20)承载，并且所述定心孔(64、66、68)形成在电气元件(36、38、40；30、32、34)中。
11.根据权利要求1-5中任一项所述的灯设备(10)，其中用于沿方向Z定位的第三装置(82、84、86、88、90、92)包括用于将散热器(42)紧固在支撑件(22)上的装置(84、88、90)。
12.根据权利要求11所述的灯设备，包括至少两个光学模块(16、18、20)，所述至少两个光学模块由为这两个模块(16、18、20)所共用的支撑件(22)承载。
13.根据权利要求12所述的灯设备，每一个光学模块(16、18、20)都与电气元件(36、38、40；30、32、34)关联，所述电气元件(36、38、40；30、32、34)固定在为这两个电气元件(36、38、40；30、32、34)所共用的散热器(42)上。
14.根据权利要求13所述的灯设备，其中紧固装置被设置为将由分别固定的四个Z方向定位元件(36、38、40、82、86、92)形成的沿方向Z的堆叠紧固至共用散热器(42)、每一个电气元件(36、38、40；30、32、34)、每一个光学模块(16、18、20)和共用支撑件(22)。
15.根据权利要求1所述的灯设备(10)，其中所述灯设备(10)用于照明和/或信号指示。
16.根据权利要求1所述的灯设备(10)，其中所述电气元件是承载光源的电子板。
17.根据权利要求9所述的灯设备(10)，其中定心销是旋转的定心销。
18.根据权利要求9所述的灯设备(10)，其中定心孔是圆形的定心孔。
19.一种用于安装根据权利要求1-18中任一项所述的灯设备(10)的方法，其特征在于，所述方法执行如下步骤：
-通过借助于允许预定位间隙的第一定位装置(50、52、54、56)将每一个光学模块(16、18、20)组装在支撑件(22)上以相对于该支撑件(22)预定位所述光学模块(16、18、20)而形成第一组件(14)；
-通过将每一个电气元件(36、38、40；30、32、34)组装在散热器(42)上而形成第二组件(46)；
-借助于第二定位装置(58、60、62、64、66、68、70、72、74、76、78、80)将第一组件(14)和第二组件(46)组装在一起以沿方向X和方向Y定位每一个光学模块(16、18、20)和每一个与该光学模块(16、18、20)关联的每一个电气元件(36、38、40；30、32、34)；以及
-借助于第三定位装置(82、84、86、88、90、92)沿方向Z定位散热器(42)、每一个电气元件(36、38、40；30、32、34)、每一个光学模块(16、18、20)和支撑件(22)。
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