CN115427209A - 用于注塑成型用于机动车的照明装置的光技术模块的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造用于机动车的照明装置的光技术模块(100)的方法，其中，该模块(100)包括支撑部件(1)和光输出耦合部件(2)。根据本发明，借助注塑方法将用于在支撑部件(1)和光输出耦合部件(2)之间建立保持连接的连接体(3)至少注塑到支撑部件(1)上。

Description

用于注塑成型用于机动车的照明装置的光技术模块的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造用于机动车的照明装置的光技术模块的方法，其中，该模块具有金属支撑部件和光输出耦合部件。
背景技术
用于在机动车照明装置中光输出耦合的光技术模块通常包括特别是框架形式的支撑部件、以及接纳在其上的光输出耦合部件、例如透镜或透镜阵列或光导元件。在用于光输出耦合的模块中，在现有技术中，在光输出耦合部件和支撑部件之间通常通过粘接或激光焊接形成保持连接。在粘接的模块中，支撑部件优选由金属或热固性塑料材料构成，对于激光焊接的模块，不同地使用热塑性塑料，但其相比于金属或许多热固性塑料具有较差的热机械性能。光输出耦合部件通常由透明热塑性塑料制成。在现代机动车照明装置的构造中(特别是在前照灯的情况下)，一个重要的方法技术挑战是所有光技术模块(例如光源、反射器、光引导装置和光输出耦合装置)相对于彼此以及相对于固定于车辆的接纳装置的精确对准。由于各单个部件的制造公差以及在将各单个部件接合到模块时的公差而产生了一条长公差链，因此在安装各种模块时经常无法直接参考光源。因此，在现有技术中，连接和安装步骤的一部分是在主动对准情况下进行的，即在投影面上原位观察照明装置产生的光印象并在调整部件或模块期间按照规定进行优化。这种顺序的、复杂的安装和调整过程不利地非常冗长并且伴随有安装装置的高水平人员投入和投资。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种用于制造用于机动车的照明装置的光技术模块的方法，通过该方法可以制造高公差质量的且特别是在支撑部件和光输出耦合部件之间具有低公差连接的光技术模块。
该目的从根据权利要求1的前序部分所述的方法出发结合特征部分的特征来实现。在从属权利要求中给出本发明的有利扩展方案。
本发明包含如下技术教导：通过注塑成型方法至少将用于在支撑部件和光输出耦合部件之间形成保持连接的连接体注塑到支撑部件上。
在此本发明的构思在于，由明显较低公差的注塑成型工艺取代在现有技术中用于接合支撑和光输出耦合部件的惯用的粘接或激光焊接工艺。由此，在构造模块时可以省去单独的调整步骤，在该调整步骤中，在必要时甚至在照明情况下进行光输出耦合部件与支撑部件的主动对准。而且，通过注塑成型的高精度确保了两个部件相对于彼此的目标定位，该目标定位由注塑的连接体在形成保持连接的情况下固定。
在根据本发明的方法的第一实施形式中，提供支撑部件和光输出耦合部件并将其置入注塑模具中，其中，接着将连接体注塑到支撑部件和光输出耦合部件上以形成保持连接。单独提供要连接的两个部件、例如作为符合目的地成形的金属板件的支撑部件和由玻璃或特别是透明塑料制成的光输出耦合部件，并在其相对目标定位中将其接纳在注塑模具中。注塑成型通过注塑的连接体导致两个部件的保持连接，连接体特别是分别与这两个部件形成形锁合连接。
在替代实施例中，仅提供支撑部件并将其置入注塑模具中，其中，接着将连接体注塑到支撑部件上以形成保持连接，并且将光输出耦合部件注塑为连接体的一个区段。在这种情况下，光输出耦合部件因此仅在注塑过程期间制造为注塑构件，即特别是与连接体一起且作为其一个区段。连接体和光输出耦合部件优选一件式地和材料一致地构造。
在此，连接体和/或光输出耦合部件的注塑成型可以在一个节拍或多个节拍中进行。例如，当光输出耦合部件例如是对光学质量有较高要求的厚壁透镜时，可能需要执行至少两次注塑节拍。
优选地，提供分别具有至少一个连接区段的支撑部件和/或光输出耦合部件，其中，由连接体在形成形锁合的情况下对连接区段进行包封注塑，以形成保持连接。优选地，将两个部件的保持连接接近光技术主要功能地、即接近光输出耦合地设置，以便在照明装置运行中发生热膨胀的情况下使各部件的相对位置变化通过非常短的杠杆保持很小。在光输出耦合部件上的连接区段可以例如构造为环绕的凸缘。
特别有利的是，提供支撑部件和/或光输出耦合部件的具有至少一个侧凹和/或具有至少一个开口的连接区段。这用于与注塑的连接体形成形锁合连接。特别是，这在使用金属支撑部件时是必要的，以确保与由塑料注塑的连接体的可加载的且持久的连接。例如，可以通过激光加工、电化学、湿化学或机械处理在支撑部件的金属表面上产生侧凹微结构。
此外，有利的是，伴随着连接体的注塑成型，在模块上注塑至少一个参考元件，用于在照明装置上进行参考关联。由于注塑方法的高精度和可再现性，因此可以产生结构组关于例如照明装置的支承框架的要进行接触的构件的参考的高公差质量。特别是，由此开启了光输出耦合模块相对于光源的直接参考的可能性，由此可以避免结构组相对于彼此的主动对准的耗费过程。
例如，提供具有至少一个孔的支撑部件，其中，对该孔进行包封注塑以形成参考元件。由此保留的开口在直径和位置上精确地限定并且例如适用于接纳螺钉或销。替代地或附加地，可以注塑销的形式的参考元件。
在根据本发明的方法的特殊实施形式中，提供或注塑以透镜的形式的光输出耦合部件。
此外，在另一有利实施形式中，注塑具有至少一个护板区段的连接体，其中，护板区段至少部分地包围支撑部件。由此，连接体实现了附加的设计功能并隐藏了特别是金属支撑部件的这种在设置的照明装置外部可见的区段。特别是，可以通过选择有颜色的塑料来实现希望的颜色印象。优选地，护板区段没有附加的与支撑部件的形锁合的连接部位，以将相应的热膨胀运动尽可能相对于彼此解耦。
此外，本发明涉及一种用于机动车的照明装置的光技术模块，其中，该模块具有支撑部件和光输出耦合部件，并且该模块通过根据本发明的上述实施形式之一的方法制造。
优选地，模块的支撑部件包括金属和/或金属合金。与塑料相比，金属的特点在于其优越的机械和热机械性能。当实施根据本发明的方法时，通过连接体在形成形锁合的情况下确保金属支撑部件和光输出耦合部件之间的保持连接。特别是，支撑部件可以有利地具有铝合金、例如铝镁合金。铝合金的优点在于低比重和低热膨胀系数。
还有利的是，连接体和/或光输出耦合部件具有热塑性塑料。热塑性塑料价格低廉、可良好注塑并且在透明质地中适合用于光学应用。优选地，连接体和/或光输出耦合部件包括聚碳酸酯和/或聚甲基丙烯酸甲酯。
附图说明
此外，下面结合附图与本发明的优选实施例的描述一起更详细地说明改进本发明的其他措施。在附图中：
图1a示出根据本发明的第一模块的横截面图；
图1b示出根据本发明的第二模块的横截面图；
图2示出根据本发明的第三模块的横截面图。
具体实施方式
图1a、1b和2示出根据本发明的光技术模块100的三个不同实施形式的横截面图。模块100分别包括支撑部件1，该支撑部件具有在连接区段11上注塑的连接体3，该连接体在支撑部件1与光输出耦合部件2之间形成保持连接。支撑部件1的三维造型在此基本上围绕纵向轴线旋转对称，并且光输出耦合部件分别构造为透镜20。支撑部件1优选由轻质铝合金制成。
图1a和1b所示的模块100根据本发明的方法的实施形式制造，其中，支撑部件1和光输出耦合部件2均作为预制构件提供并在相对于彼此的目标定位中置入所使用的注塑模具中。然后，在接下来的注塑过程中，注塑连接体3(例如由热塑性塑料)，以在支撑部件1与光输出耦合部件2之间形成保持连接。
连接体3在此与相应的连接区段11、21构成形锁合连接。连接区段11特别是在整个周边上沿着支撑部件1的在图上方示出的端部区段延伸，并具有在周边上相对于彼此间隔开距离的开口12，这些开口由连接体3形锁合地包封注塑。附加地或替代地，连接区段11的表面可以至少部分地设有带侧凹的表面结构，以进一步加强支撑部件1和连接体3之间的连接。在光输出耦合部件2侧上构造以特别是在整个周边上环绕的凸缘的形式的连接区段21，以形成与连接体3的榫槽连接。光输出耦合部件2例如由光学玻璃形成，但通常由透明热塑性塑料形成，其中，连接体3优选由相同塑料形成，以优化所述连接的热机械性能。
在图1b所示的模块100的实施形式中，连接体3还具有护板区段31，其作为支撑部件1的外部的遮盖部实现连接体3的设计功能。这特别是可以通过使用相应有颜色的塑料制造连接体3来实现特定的颜色印象，并且当支撑部件1在设置的照明装置中从外部可见时是符合目的的。在此优选地，在支撑部件1和护板区段31之间不构造形锁合连接，从而在热膨胀期间不会发生不希望的相互作用。
图2所示的模块100根据本发明的方法的第二变体制造，其中仅将支撑部件1作为预制构件提供，并将其置入所使用的注塑模具中。在随后注塑时才将光输出耦合部件2形成为连接体3的一个区段，其中，连接体3与支撑部件1构成所述类型的形锁合的保持连接。光输出耦合部件2在此与连接体3的剩余部分材料一致地构造，并且可以根据透镜20的厚度或根据所需的光学质量在一个或多个节拍中注塑。例如，在多节拍注塑时，可以使用在注塑模具中可移动的冲头。
在三个图中示出的所有模块都包括参考元件4，其用于在照明装置上进行参考并伴随着连接体3的注塑成型而注塑到支撑部件1上。为此目的，提供具有孔14的支撑部件1并将这些孔如图2所示尺寸精确地包封注塑以形成参考元件4或如图1a和1b所示用于注塑销40。参考元件4在模块100在相关的照明装置中的安装过程中用于例如在支承框架上或直接在光源上进行参考。
由于用于形成支撑部件1和光输出耦合部件2之间的保持连接和用于成形参考元件4的所使用的注塑方法的精度和可再现性，根据本发明的光技术模块100具有高公差质量，并因此能够在构造相关机动车照明装置时显著简化安装和调整过程。
本发明在其实施中不限于上述优选实施例。相反，可以想到各种变体，其即使实施类型在原理上不同也可以使用所提出的解决方案。来自权利要求书、说明书或附图的所有特征和/或优点(包括设计细节、空间布置和方法步骤)可能本身和以各种组合是对本发明重要的。
附图标记列表
100 模块
1 支撑部件
11 连接区段
12 开口
14 孔
2 光输出耦合部件
20 透镜
21 连接区段
3 连接体
31 护板区段
4 参考元件
40 销

Claims (16)

1.用于制造用于机动车的照明装置的光技术模块(100)的方法，其中，该模块(100)具有支撑部件(1)和光输出耦合部件(2)，其特征在于，借助注塑成型方法将用于在支撑部件(1)和光输出耦合部件(2)之间建立保持连接的连接体(3)至少注塑到支撑部件(1)上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，提供支撑部件(1)和光输出耦合部件(2)并将所述支撑部件和光输出耦合部件置入注塑成型模具中，其中，接着将连接体(3)注塑到支撑部件(1)和光输出耦合部件(2)上以形成所述保持连接。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，提供支撑部件(1)并将所述支撑部件置入注塑成型模具中，其中，接着将连接体(3)注塑到支撑部件(1)上以形成所述保持连接，并且将光输出耦合部件(2)注塑为连接体(3)的一个区段。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，连接体(3)和/或光输出耦合部件(2)的注塑成型在一个节拍或多个节拍中进行。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，提供分别具有至少一个连接区段(11、21)的支撑部件(1)和/或光输出耦合部件(2)，其中，由连接体(3)在形成形锁合的情况下对连接区段(11、21)进行包封注塑以形成所述保持连接。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，提供支撑部件(1)的和/或光输出耦合部件(2)的具有至少一个侧凹和/或至少一个开口(12)的连接区段(11、21)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，伴随着连接体(3)的注塑成型，在模块(100)上注塑至少一个参考元件(4)，用于在照明装置上进行参考关联。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，提供具有至少一个孔(14)的支撑部件(1)，其中，对孔(14)进行包封注塑以形成参考元件(4)。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，注塑销(40)形式的参考元件(4)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，提供或注塑透镜(20)的形式的光输出耦合部件(2)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，注塑具有至少一个护板区段(31)的连接体(3)，其中，护板区段(31)至少部分地包围支撑部件(1)。
12.用于机动车的照明装置的光技术模块(100)，其中，该模块(100)具有支撑部件(1)和光输出耦合部件(2)，其特征在于，该模块(100)借助根据前述权利要求中任一项所述的方法制造。
13.根据权利要求12所述的模块(100)，其特征在于，支撑部件(1)具有金属和/或金属合金。
14.根据权利要求13所述的模块(100)，其特征在于，支撑部件(1)具有铝合金。
15.根据权利要求12至14任一项所述的模块(100)，其特征在于，连接体(3)和/或光输出耦合部件(2)具有热塑性塑料。
16.根据权利要求15所述的模块(100)，其特征在于，连接体(3)和/或光输出耦合部件(2)具有聚碳酸酯和/或聚甲基丙烯酸甲酯。
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