CN109099394A - 用于车辆的照明装置以及固定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的照明装置以及固定方法，该照明装置具有多个待连接的构件，包含光源(1)、光源载体(3、3‘)、光学元件(15)和冷却体(4、4‘)，其中，第一构件(4、4‘)经由固定介质(5)与第二构件(3、3‘)在固定部位(6)上连接，并且第一构件(4、4‘)和第二构件(3、3‘)具有不同的热膨胀特性，其中设有收缩接合剂(5)作为固定介质，所述收缩接合剂在其固定状态下施加将第一构件(4、4‘)和第二构件(3、3‘)的接合面(10、11)挤压在一起的固定力(F)。本发明还涉及一种用于固定发光模块(20)的各面状构件的方法。

Description

用于车辆的照明装置以及固定方法
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的照明装置，所述照明装置具有多个待连接的构件，这些构件包含光源、光源载体、光学元件和冷却体，其中，第一构件经由固定介质与第二构件在固定部位上连接，并且所述第一构件和所述第二构件具有不同的热膨胀特性。
此外，本发明涉及一种用于固定发光模块的各面状构件的方法，所述发光模块包含光源、光源载体、光学元件和冷却体作为构件，其中，第一构件以扁平侧贴靠在第二构件的扁平侧上并且在固定部位上经由固定介质被置于在固定状态中。
背景技术
由DE102016105283A1已知一种用于车辆的照明装置，所述照明装置包括光源、电路板以及构成为光导体的光学元件作为构件，以用于产生预定的光分布。为了将光源载体固定在光导体上而设有保持件，在所述保持件中，该保持件的一个区段经由螺旋状的固定机构与光源载体连接。由此实现的点状的力引入导致不期望的构件应力。当待连接构件中的至少一个构件由塑料制成时，存在塑料材料可能松弛的危险。塑料材料的随此出现的塑性变形导致翘曲，该翘曲在将作为第一构件的光源载体与作为第二构件的光学元件连接时导致照明范围不期望地变化。这点能够导致对面来的交通参与者眩目，这出于交通安全的原因应被避免。尤其是当例如透镜形式的光学元件应直接被固定在光源载体上时，可能产生不期望的应力。这点尤其是在于光源载体和光学元件的材料的热传导系数不同。如果第一构件和第二构件例如通过铆钉或螺钉被连接，则通常在各待连接的构件之间产生间隙。为了改善热传导，可以用导热层、例如用导热胶填充在朝向彼此的构件之间的间隙。由EP2312204B1设有一种在光源载体与冷却体之间具有热学粘接剂层的照明装置，以便改善朝冷却体方向的热传递并且因此改善朝向外部环境方向的热传递。在已知的照明装置中不利的是，由于点状的力引入而产生不期望的应力并且需要多个接合过程用于装配照明装置。
发明内容
因此，本发明的任务是这样给出一种用于车辆的照明装置和一种用于固定发光模块的各面状构件的方法，使得能够简化且高效地实现装配，其中，尤其是能够小应力或无应力地实现各构件的固定。
为了解决该任务，具有权利要求1前序部分的本发明的特征在于，设有收缩接合剂作为固定介质，所述收缩接合剂在其固定状态下施加将第一构件和第二构件的接合面挤压在一起的固定力。
根据本发明设有收缩接合剂作为固定介质，所述收缩接合剂仅基于其收缩而施加固定力，该固定力将第一构件和第二构件的接合面挤压在一起。根据本发明，接合剂的收缩特性或接合剂的收缩力的产生被有针对性地用于固定待相互连接的构件。待连接的构件的材料被较少地加载，因为沿着第一构件和第二构件的接合面产生不变的收缩力。有利地能够在第一构件与第二构件之间产生小应力的或无应力的连接。当固定部位在空间上被限制时，能够忽略从第一构件至第二构件的热传递。通过第一构件与第二构件之间的直接的面状贴靠，能够更高效地实现冷却能力。
根据本发明的一种优选实施方式，作用于第一构件和第二构件的固定力能根据收缩接合剂的尺寸、位置和/或收缩度来调整或计量。当例如设有相对厚的收缩接合剂时，这比相对薄的收缩接合剂导致更高的收缩力，从而例如能够减少固定部位的数量。
根据本发明的一种进一步扩展方案，所述收缩接合剂具有横向于第一构件和第二构件的接合面延伸的厚度和沿第一构件和第二构件的接合面方向延伸的长度。由于收缩接合剂的厚度始终小于该收缩接合剂的长度，所以实现固定力主要横向于第一构件和第二构件的接合面地定向。
根据本发明的一种进一步扩展方案，在第一构件和第二构件的面上分布地设置多个固定部位。相比于螺纹连接和铆接连接，在一定程度上能够在构件的每个任意部位上实现固定，因为第一构件和第二构件均未被收缩粘接剂贯穿(durchbrochen)。当收缩接合剂被定位在第一和/或第二构件的凹槽中时，第一和第二构件在固定位置中面状地相互贴靠。
根据本发明的一种进一步扩展方案，所述收缩接合剂构成为材料锁合的接合剂和/或构成为粘接剂。有利地，所述收缩接合剂作为粘接剂可以通过光和/或热被激活，从而附加于基于粘接的附着作用也基于收缩而出现力作用。
根据本发明的一种进一步扩展方案，第一构件和/或第二构件在固定部位具有凹槽，以用于容纳所述收缩接合剂。当所述收缩接合剂仅填充所述凹槽时——其中产生与接合面相邻的区域的大致齐平的终止部，则第一构件与第二构件的固定能够在第一构件与第二构件的贴靠面的面状贴靠下实现。附加地，通过设置凹槽增大接合面，这导致提高固定力。
根据本发明的一种进一步扩展方案，设有用于将第一构件固定在第二构件上的保持件。所述保持件具有第一固定区段，该第一固定区段经由收缩接合剂与第一构件连接。此外，所述保持件具有第二固定区段，该第二固定区段在收缩接合剂的激活状态下以压紧面作用于第二构件。有利地，由此确保第二构件相对于第一构件的浮动支承。
根据本发明的一种进一步扩展方案，所述收缩接合剂借助光和/或热被置于激活状态中。有利地，由此能够在空间上与固定部位无关地实现力作用。
为了解决所述任务，具有权利要求9前序部分的本发明的特征在于，在使第一构件与第二构件相互贴靠之前将作为固定介质的收缩接合剂施加在第一构件和/或第二构件的设置在固定部位上的接合面上，将第一构件相对于第二构件置于装配位置中并且然后激活所述收缩接合剂，使得固定力作用于第一构件和第二构件的接合面和/或扁平侧。
按照本发明的方法的优点在于：能够在相对少的接合步骤中实现固定。本发明能够在没有中间层的情况下实现第一构件与第二构件之间的直接连接，其中不影响各构件之间的热传递。有利地，由此能够确保结构性的装配，从而能够制造具有多个相叠设置的构件的发光模块。
根据按照本发明的方法的一种进一步扩展方案，第一构件经由保持件与第二构件连接，其中，所述保持件经由收缩接合剂与第一构件连接。通过收缩接合剂产生的固定力作用于所述保持件的第二固定区段，从而该固定力作用于第二构件并且朝第二构件挤压或者第一构件与第二构件被夹紧。由此，尤其是能够确保第二构件相对于第一构件的浮动支承。
附图说明
以下借助附图更详细地阐述本发明的实施例。
其中：
图1示出第一照明装置的竖直剖视图，其中，光源载体经由收缩接合剂与冷却体连接；
图2示出按照图1的照明装置的固定部位的竖直剖视图，其中，待连接的构件或收缩接合剂具有备选的几何结构；
图3示出如下固定部位的竖直剖视图，在该固定部位中，待连接的两个构件具有中空状的凹槽，所述凹槽被椭圆状的收缩接合剂填充；
图4示出备选的照明装置的竖直剖视图，在该备选的照明装置中，在固定部位上一方面光源载体与冷却体连接并且另一方面光学元件与冷却体连接；以及
图5示出根据本发明的另一种实施方式的照明装置的部分竖直剖视图，在该照明装置中，光学元件或光源载体经由保持件被固定在冷却体上。
具体实施方式
用于车辆的照明装置具有壳体，该壳体沿主发射方向H向前通过透光的遮盖板封闭。该照明装置例如可以设置在车辆的前部和/或尾部区域中。在照明装置的壳体中可以设有多个光模块，所述多个光模块分别具有一个光源和一个光学元件、例如初级和次级光学元件。
所述光学元件可以构成为反射器、光导体、透镜等。光学元件用于使由光源1发射的光这样成形或换向，使得产生预定的光分布、例如近光分布。
在图1中示出的照明装置可以被集成在这样一个未示出的光模块中，其中，沿主发射方向H在光源1之前设置有未示出的光学元件、例如透镜。
光源1构成为基于半导体的光源、尤其是构成为LED光源，其中，例如可以在芯片2上设置有一个或多个产生光的元件。光源1通常被固定在构成为电路板的光源载体3上。电路板3可以刚性地或柔性地构成。同样地，可以在电路板3上设置有另外的电气构件、尤其是用于照明装置的控制构件。
在背离光源1的一侧，光源载体3与冷却体4经由固定介质5连接。冷却体4由导热的金属材料或金属复合材料制成。光源载体3构成为电路板并且例如由玻璃纤维织物制成、例如由填充有环氧树脂的玻璃纤维垫、纸纤维或金属基质制成。构成为冷却体4的第一构件因此具有与构成为光源载体3的第二构件3不同的热膨胀特性。
冷却体4在固定部位6上在横截面中具有棱柱形或矩形或盆形的凹槽7，以用于容纳构成为收缩接合剂的固定介质5。
在收缩接合剂5的固定状态下，在该固定状态下冷却体4材料锁合地与光源载体3连接，光源载体3以背离光源1的扁平侧8面状地贴靠在冷却体4的扁平侧9上。各扁平侧8、9优选构成为平的。
收缩接合剂5构成为材料锁合的接合剂、尤其是构成为粘接剂，该收缩接合剂具有相对高的收缩度。在初始状态下，收缩接合剂5是液态的或粘稠的。该收缩接合剂处于未固定状态。为了使收缩接合剂5从未固定状态置于固定状态，通过热和/或压力来作用或激活收缩接合剂5。随着收缩接合剂5的激活，一方面该收缩接合剂粘附在光源载体3或冷却体4的接合面10、11上。另一方面，在收缩接合剂5中产生收缩力12，该收缩力施加作用于接合面10、11的附加的固定力F。该固定力F引起冷却体4和光源载体3被挤压在一起，其中，在未固定状态下存在的在光源载体3的扁平侧8与冷却体4的扁平侧9之间的间隙消失。光源载体3的扁平侧8和冷却体4的扁平侧9在固定状态下面状地并且无间隙地相互贴靠、更确切地说在贴靠面A中相互贴靠。
根据收缩接合剂5的计量和/或根据凹槽7的尺寸和/或根据收缩接合剂的收缩度，固定力F能够被调整或改变。接合面10、11越大，则固定力F越大。由于收缩力12主要垂直于光源载体3或冷却体4的扁平侧8、9地定向，因此收缩接合剂5的厚度d1小于该收缩接合剂的长度l1。优选地，收缩接合剂5或凹槽7的长度l1大于收缩接合剂5或凹槽7的厚度d1的三倍。优选地，收缩接合剂5或凹槽7的长度l1小于收缩接合剂5或凹槽7的厚度d1的五倍。
冷却体4的凹槽7可以构成为透镜形的，从而优选在光源载体3的角部区域中分布地设置多个固定部位6。根据本发明的一种未示出的备选实施方式，所述固定部位6可以取代点状而构成为线状的。
在按照图1的实施例中，收缩接合剂5的厚度d1大于光源载体3的壁厚wL的一半。例如，收缩接合剂5的厚度d1大于光源导体wL的壁厚w并且小于冷却体4的壁厚wK。在当前实施例中，收缩接合剂5的厚度d1小于光源载体3的壁厚wL的两倍。
根据本发明的按照图2的备选实施方式，凹槽7‘可以构成为空心球状的，取代如按照图1的凹槽7那样构成为截顶方棱锥状的或截圆锥状的。
根据固定机构的按照图3的另一种实施方式，不仅冷却体4可以具有凹槽7“，而且光源载体3也可以具有凹槽17。这两个凹槽7“和17关于贴靠面A对称地延伸，从而收缩接合剂5的收缩力12均匀分布地作用于光源载体3和冷却体4的接合面10、11。收缩接合剂5的厚度d2显著大于按照根据图1和图2的构造的厚度d1。因此，相比于按照图2的构造，固定力F显著更大，这意味着接合面10、11被更强烈地相互挤压，从而相对更高的固定力作用于所述接合面。贴靠面A形成光源载体3与冷却体4之间的分界面。
各实施例的相同的构件或构件功能设有相同的附图标记。
清楚的是，作用于待接合的构件3、4的固定力F能根据固定部位6的设计或布置和/或固定部位6为了容纳收缩接合剂5和/或聚集收缩接合剂5的成型来调整或控制。因此，固定力F可以根据多个不同的参数来调整或改变。
根据照明装置的按照图4的第二实施方式设有发光模块20，该发光模块用于产生光分布、例如近光分布。发光模块20被固定在未示出的壳体中，该壳体通过透明的遮盖板来封闭。发光模块20具有多个光源1，所述多个光源设置在一个共同的光源载体3‘上。如按照根据图1的照明装置那样，光源载体3‘与冷却体4‘在固定部位6上借助收缩接合剂5材料锁合地连接。为此，冷却体4‘具有部分圆锥状的凹槽7。附加地，冷却体4在背离光源载体3‘的一侧具有冷却肋状物13，所述冷却肋状物从冷却体4‘的扁平侧14伸出。该扁平侧14设置在冷却体4‘的背离光源载体3‘的一侧。
为了附加地将光学元件15固定在冷却体4‘上，光学元件15在外部的边缘区域中具有平的边缘凸耳16，所述边缘凸耳在光源载体3‘的边缘35上面状地靠置在该光源载体上。在光学元件15的边缘凸耳16与光源载体3‘的边缘35之间形成空隙18，该空隙至少部分地被收缩接合剂5填充。
发光模块20的固定以搭建的装配方式实现。首先将冷却体4‘放置在工具架上。接着用收缩接合剂5填充冷却体4‘的凹槽7。施加如此量的收缩接合剂5，使得所述收缩接合剂与冷却体4‘的扁平侧9齐平。接着将装备有光源1的光源载体3‘放置到冷却体4‘上。必要时，随着将收缩接合剂5施加到凹槽7中，也可以已经将所述收缩接合剂点状地施加在冷却体4‘的边缘区段19上。基于收缩接合剂5的粘稠性，该收缩接合剂仅在有限的范围内沿贴靠面A的方向分布。收缩接合剂5的沿贴靠面A方向的受限分布甚至是期望的，以便使得收缩接合剂斑点的厚度d3小于该收缩接合剂斑点的长度l3。备选地，也可以在将光学元件15安装到光源载体3‘上之后将收缩接合剂5施加在边缘区段19上。在光学元件15已经被安装在载体板3‘上之后，并且必要时由于自重而引起收缩接合剂5在冷却体4‘的边缘区段19中进一步延长，可以通过引入热和/或光来激活收缩接合剂5或者将收缩接合剂从未固定状态置于固定状态中。
从冷却体4‘中伸出定位销21，以便使光源载体3‘或光学元件15相对于冷却体4‘位置正确地定位。
根据照明装置的按照图5的另一种实施方式，与按照图4的实施方式不同地，光学元件15借助保持件22固定在冷却体4‘上。与按照图4的实施方式不同地，光学元件15具有插接部23，该插接部从边缘凸耳16在朝向光源载体3‘的一侧伸出并且在装配位置中嵌接到光源载体3‘的穿通口24中。因此，光学元件15在其被放置到光源载体3‘上之后沿贴靠面A的方向被固定。为了将光学元件15和光源载体3‘在高度上、亦即横向于贴靠面A固定，保持部22具有第一固定区段26和第二固定区段27，其中，第一固定区段26设置在光源载体3‘或光学元件15之外，而第二固定区段27设置在光学元件15的边缘凸耳16的区域中。优选地，保持部22构成为框架形的，所述保持部在边缘侧连续地包围发光模块20。
第一固定区段26具有凹槽28用于容纳或围住收缩接合剂5。随着收缩接合剂5的激活或固化，在保持部22的第一固定区段26中实现保持部22与冷却体4‘之间的材料锁合连接。随着收缩接合剂5的激活而产生固定力F，该固定力由于第一固定区段26与第二固定区段27之间的固定连接或一体式连接而也作用于第二固定区段27。第二固定区段27在背离第一固定区段26的一侧具有自由端部29。第二固定区段27弹簧状地成型有凹元件30，该凹元件从第二固定区段27的延伸面向下指向或朝光学元件15的边缘凸耳16的方向指向并且在固定状态下作为压紧面施压于该边缘凸耳。由此大致实现保持部22的作用于光学元件15的线状的或点状的力作用F。因此，产生光学元件15和光源载体3‘在高度中的或垂直于贴靠面A的固定。
在激活在冷却体4‘的边缘区段19上的收缩接合剂5之前，存在已经形锁合连接的光源载体-光学元件结构单元(由光源载体3‘和光学元件15组成)沿贴靠面A方向的平衡运动。因此，在制造过程中例如通过热膨胀可以实现应力平衡，因为由光源载体3‘和光学元件15组成的结构单元被浮动地支承。
保持部22优选由塑料材料制成，其中，第二固定区段27比第二固定区段26更长地构成。第二固定区段27基于其长度而在有限的范围内具有弹簧作用，更确切地说以如下方式：在第二固定区段27相对于第一固定区段26小地偏转时不发生断裂。
根据本发明的一种未示出的备选实施方式，所述插接部23也可以较长地构成，从而该插接部嵌接在冷却体4‘的凹槽中。然后不再存在由光源载体3‘和光学元件15组成的结构单元的浮动支承。
在按照图5的实施方案中，与根据图4的实施方式相反地，不需要在光源载体3‘与冷却体4‘之间的直接的材料锁合连接。
附图标记列表
1 光源
2 芯片
3、3‘ 光源载体/第二构件
4、4‘ 冷却体/第一构件
5 固定介质/收缩接合剂
6 固定部位
7、7‘、7“ 凹槽
8 扁平侧
9 扁平侧
10 接合面
11 接合面
12 收缩力
13 冷却肋状物
14 扁平侧
15 光学元件
16 边缘凸耳
17 凹槽
18 空隙
19 边缘区段
20 发光模块
21 定位销
22 保持部
23 插接部
24 穿通口
26 第一固定区段
27 第二固定区段
28 凹槽
29 自由端部
30 凹元件
35 边缘
w 壁厚
A 贴靠面
H 主发射方向
F 固定力
d1、d2 厚度
l1、l2 长度
F 力作用

Claims (10)

1.一种用于车辆的照明装置，该照明装置具有多个待连接的构件，包含光源(1)、光源载体(3、3‘)、光学元件(15)和冷却体(4、4‘)，其中，第一构件(4、4‘)经由固定介质(5)与第二构件(3、3‘)在固定部位(6)上连接，并且第一构件(4、4‘)和第二构件(3、3‘)具有不同的热膨胀特性，其特征在于，设有收缩接合剂(5)作为固定介质，所述收缩接合剂在其固定状态下施加将第一构件(4、4‘)的和第二构件(3、3‘)的接合面(10、11)挤压在一起的固定力(F)。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述收缩接合剂(5)的固定力(F)能根据收缩接合剂(5)的尺寸和/或收缩接合剂(5)的收缩度和/或根据固定部位(6)相对于第一构件(4、4‘)和第二构件(3、3‘)的位置而被调整。
3.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，所述收缩接合剂(5)在固定部位(6)上具有横向于第一构件(4、4‘)的和第二构件(3、3‘)的接合面(10、11)延伸的厚度(d1、d2)，该厚度小于沿第一构件(4、4‘)的和第二构件(3、3‘)的接合面(10、11)方向延伸的长度(l1、l2)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的照明装置，其特征在于，多个固定部位(6)分布地设置在第一构件(4、4‘)和第二构件(3、3‘)的延伸平面上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的照明装置，其特征在于，所述收缩接合剂(5)构成为材料锁合的接合剂和/或构成为粘接剂。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的照明装置，其特征在于，第一构件(4、4‘)和/或第二构件(3、3‘)在固定部位(6)上具有凹槽(7、7‘、7“、17)，以用于容纳收缩接合剂(5)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的照明装置，其特征在于，设有保持件(22)，所述保持件具有第一固定区段(26)用于将该保持件(22)经由收缩接合剂(5)固定在冷却体(4‘)上，并且所述保持件具有第二固定区段(27)用于将该保持件(22)固定在光学元件(15)上，其中，第二固定区段(27)具有凹元件(30)，该凹元件在固定状态下朝光学元件(15)的边缘凸耳(16)挤压，并且所述光学元件(15)沿垂直于固定力(F)延伸的方向形锁合地与光源载体(3‘)连接。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的照明装置，其特征在于，所述收缩接合剂(5)能借助光和/或热从未固定状态被置于固定状态中，在所述未固定的状态下，第一构件(4、4‘)和第二构件(3、3‘)未被固定或预固定，在所述固定状态下，第一构件(4、4‘)和第二构件(3、3‘)被固定连接。
9.一种用于固定发光模块(20)的各面状构件的方法，所述发光模块包含光源(1)、光源载体(3‘)、光学元件(15)和冷却体(4、4‘)作为构件，其中，第一构件(4、4‘)以扁平侧(9)贴靠在第二构件(3、3‘)的扁平侧(8)上并且在固定部位(6)上经由固定介质(5)被置于固定状态中，其特征在于，在使第一构件(4、4‘)与第二构件(3、3‘)相互贴靠之前将作为固定介质的收缩接合剂(5)施加在第一构件(4、4‘)的和/或第二构件(3、3‘)的设置在固定部位(6)上的接合面(10、11)上，将第一构件(4、4‘)相对于第二构件(3、3‘)置于装配位置中并且然后激活所述收缩接合剂(5)，使得固定力(F)作用于第一构件(4、4‘)的和第二构件(3、3‘)的接合面(10、11)和/或扁平侧(8、9)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，第一构件(4‘)与保持件(22)的第一固定区段(26)经由收缩接合剂(5)连接，其中，在激活收缩接合剂(5)之后，所述保持件(22)的固定地与第一固定区段(26)连接的第二固定区段(27)以固定力(F)朝光学元件(15)的和/或光源载体(3)的边缘区段(19)挤压。
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