CN117425796A - 用于车辆照明装置的支撑框架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种支撑框架(10)，所述支撑框架用于车辆照明装置(100)的部件(20，30)、尤其用于壳体(20)或光模块(30)。根据本发明，所述支撑框架(10)以至少两个平行布置的金属片材构件(1，2)和至少一个中间塑料接合构件(3)的夹层结构为特征，所述至少一个中间塑料接合构件以与所述片材构件(1，2)的形状锁定接合为特征。

Description

用于车辆照明装置的支撑框架

技术领域

本发明涉及一种支撑框架，所述支撑框架用于车辆照明装置的部件、尤其用于壳体或光模块。本发明还涉及一种相对应的车辆照明装置和一种制造所述支撑框架的方法。

背景技术

在车辆照明装置中，支撑框架通常用作容置光模块并且将光模块连接至所述照明装置的壳体的模块框架。所述光模块包含例如具有相关联的照明部件(比如透镜系统和/或反射器)的光源，并且所述光模块与所述模块框架一起布置于壳体的内部空间中，所述内部空间在前方由透明盖板封闭。所述照明装置通常经由壳体上的相对应的接口连接至车辆的车身，例如以在壳体与车身的横向构件之间建立螺纹连接。

在现有技术中，壳体和模块框架通常由热塑性材料制成。这些材料不利地具有高热膨胀系数，这可能导致在照明装置的实际操作中的温度变化期间不期望地损害所生成的光印象，例如导致投射至道路上的前灯的截止线的偏移。特别地，由热塑性材料制成的部件在多个温度循环之后可能显示出残余的尺寸变形。热固性塑料的替代使用或者另外使用金属压铸部件对可实现的部件几何形状的设计自由度造成不期望的限制。

文献DE 20 2016 101 155 U1公开一种用于汽车的前灯，所述前灯具有塑料壳体和设置于所述壳体内部的光模块，固定的、尤其是金属的保持装置的特征在于，设置于所述壳体外部的用来将前灯安装于汽车上的外部安装部分以及至少一个用于所述光模块的内部安装部分。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种支撑框架和一种相对应的车辆照明装置、特别是前灯，所述车辆照明装置具有坚固的设计并且能够实现围封的光模块相对于车身的尺寸稳定的、永久低变形的定位。

这个目的通过如本发明的权利要求1和6所教导的支撑框架和相对应的照明装置来实现。在从属权利要求中定义本发明的有利实施例。

本发明公开的技术教导是，所述支撑框架以至少两个平行布置的金属片材构件和至少一个中间塑料接合构件的夹层结构为特征，所述中间塑料接合构件以与所述片材构件的形状锁定接合为特征。

本发明基于创造一种混合部件的思想，所述混合部件结合了可以产生的部件几何形状的低热变形、高机械刚性和高灵活性。支撑框架的夹层结构具有两个或多个彼此平行布置的金属片材构件，它们完全或至少部分地嵌入塑料接合构件中，从而形成形接合、亦即形状锁定接合。因此，所述支撑框架的机械和热性能很大程度上由金属片材构件决定，其中接合构件具有额外的加固效果。为了进一步加固，还可以将卷边(bead)结合至片材构件中。与现有技术中由纤维增强塑料制成的整体式支撑框架相比，还可以节省安装空间。

根据本发明的支撑框架不仅可以用来在壳体内部保持光模块，而且尤其可以用来在外部保持壳体本身，亦即，用来将整个照明装置连接至车身。特别地，所述支撑框架可以被设计成机械稳定的和刚性的，以使得车身的部件(例如横向构件)可以完全由支撑框架代替。在这种情况下，所述支撑框架用作将照明装置附接至车身的中心接口并且组成车身的结构部件。因此，照明装置不像现有技术中常见的那样经由壳体附接至车身的横向构件，而是通过根据本发明的例如附接至车身的纵向构件的支撑框架在结构上集成至车身中。根据本发明，所述支撑框架被设计成使得，就其刚度而言，亦即其对拉伸、剪切、弯曲或扭转载荷的抵抗力而言，其具有足够的强度，以用作车身的结构部件以及吸收在车辆行驶期间所作用的力和/或力矩，而不会翘曲或损坏。

所述壳体和/或所述光模块至刚性的且永久低变形的支撑框架(其优选地直接连接至机动车辆的车身)的安装获得所述光模块相对于车身的特别是在尺寸上精确的且稳定的定位，从而确保所述照明装置在工作期间的高分辨率和高精度的照明功能。

本发明的支撑框架的夹层结构可以包括两个以上的平行布置的片材构件，例如三个或四个片材构件，这些片材构件通过适当数量的中间塑料接合构件形连接。所述接合构件可以基本上围封整个片材构件，或者两个相邻的片材构件经由多个接合构件连接，每个接合构件覆盖所述片材构件的部分。可以例如通过围绕所述片材构件或穿过所述片材构件中的开口注射模制形成接合构件的塑料部件来建立片材构件与接合构件之间的形状锁定接合。另外或替代地，所述片材构件的表面可以以微腔或底切为特征，以填充形成形接合的塑料部件。

作为根据本发明的支撑框架的特定实施例，所述片材构件中的至少一个包括多个片材元件，这些片材元件部分地重叠，其中每个片材元件以与所述接合构件的形状锁定接合为特征。这种模块化方法能够有效地构造复杂的几何形状的片材构件，否则可能无法通过冲压和/或弯曲单一坯料而实现这一点。

特别地，所述支撑框架以用于将部件(例如壳体)安装于支撑框架上的安装装置和/或用于将支撑框架安装于车辆或照明装置上的安装装置为特征，其中所述安装装置为所述片材构件和/或所述接合构件的部分。所述安装装置的、无法通过成形在片材构件上的金属片材产生的几何形状(比如紧固凸耳或用于紧固的螺钉圆顶)可以被成形为塑料接合构件的部分。相关联的短杆臂仅生成非常小的尺寸偏差效应和整个支撑框架的低刚度损失。也可以由片材构件的各个片状元件提供适当的安装装置。

在所述支撑框架的一个有益实施例中，所述片材构件至少部分地以U形轮廓或L形轮廓为特征。各个片材相对于彼此定向成使得所述支撑框架形成有扭力刚性的H形轮廓或T形轮廓。

有利地，所述片材构件以铝镁合金为特征，和/或所述接合构件以注射模制的热塑性聚合物为特征。铝镁合金具有重量轻的特性和良好的可焊性。替代地，可以使用其它金属片材，例如具有合适的机械性能的钢种。

此外，本发明涉及一种车辆照明装置，所述车辆照明装置以至少一个光模块为特征，其中所述照明装置以至少一个根据前述实施例中的一个所述的支撑框架为特征。

在一个优选实施例中，所述照明装置以围封所述光模块的壳体为特征，其中所述壳体安装于壳体支撑框架上，并且其中所述壳体支撑框架专用于安装于车辆上。所述壳体支撑框架代表根据本发明的支撑框架，例如根据前述实施例中的一个的支撑框架。由于所述壳体支撑框架的刚度，它可以接管车身中的结构部件功能，并且代替车身零件，例如车辆的中心(散热器)与挡泥板之间的横向构件。

在另一个实施例中，所述照明装置以模块支撑框架为特征，其中光模块安装于所述模块支撑框架上，并且其中，壳体围封所述模块支撑框架，并且其中，所述模块支撑框架优选地通过安装装置安装于壳体支撑框架上，所述安装装置延伸穿过所述壳体。所述模块支撑框架代表根据本发明的支撑框架，例如根据前述实施例中的一个的支撑框架。模块支撑框架和壳体支撑框架的组合和连接产生特别刚硬的且低变形的结构，这确保所述光模块相对于车身的高度的位置准确性和耐久性。在这种情况下，壳体的功能主要限于密封车辆装置的内部，以防止灰尘或湿气进入。

在替代实施例中，所述照明装置以前盖和后盖为特征，其中所述前盖围封所述照明模块，并且其中所述前盖安装于所述支撑框架的前侧，并且所述后盖安装于所述支撑框架的后侧，并且其中所述支撑框架专用于安装于车辆上。优选地，至少所述后盖可拆卸地安装，亦即，所述后盖可以被从所述照明装置拆卸(例如，在所述光模块需要维修或更换的情况下)，并且所述后盖之后可以重新安装于所述支撑框架上。例如，卡扣紧固件可以形成用于此目的的合适的连接装置。

此外，本发明涉及一种制造根据前述实施例中的一个的支撑框架的方法，所述方法至少包括以下没有固定顺序的步骤：

-通过冲压和/或弯曲适当的坯料来提供所述至少两个金属片材构件，

-将塑料部件注射模制至至少第一片材构件上，所述塑料部件形成所述接合构件的至少第一部分，所述接合构件具有与所述第一片材构件的形状锁定接合，以及

-将所述第二片材构件以平行布置的方式接合至所述第一片材构件，从而形成具有所述中间接合构件的所述夹层结构。

例如，所述第二片材构件的接合通过在所述第二片材构件与所述接合构件之间的形成形状锁定接合的热熔或直接热接合来执行。例如，所述第二片材构件以多个孔为特征并且所述接合构件以相对应的凸柱为特征，所述凸柱延伸穿过所述孔并且在热熔工艺期间适当地变形，从而与所述第二构件形成形接合。另外，所述第二片材构件的表面可以以微腔和/或底切为特征，并且所述接合构件的粘合通过直接热接合生成。替代地，所述第二片材构件的接合可以用适当的粘合剂通过粘合剂结合来执行。

替代地，所述第二片材构件的接合通过以下方式执行：

-将塑料部件注射模制至所述第二片材构件上，所述塑料部件形成所述接合构件的第二部分，所述接合构件具有与所述第二片材构件的形状锁定接合，以及

-将所述接合构件的第一部分和第二部分焊接在一起。

优选地，所述接合构件的第一和第二部分以相同的形状和尺寸为特征，以使得焊接平面代表所述支撑框架的中心对称平面，并且由于注射模制的接合构件的体积收缩而导致的所述片材构件的可能的翘曲可以相互补偿。

特别地，所述片材构件中的至少一个的提供可以通过布置多个部分地重叠的片材元件来执行。在实践中，所述片材元件被适当地布置至模制工具中，然后由形成形锁定接合构件的塑料部件包覆模制。

附图说明

本发明的目的的另外的细节、特征和优点在以下对相应附图的描述中公开，这些附图以示例性方式示出根据本发明的支撑框架和车辆照明装置的优选实施例。

图1a、1b为支撑框架的第一实施例的立体图，

图2a、2b为示例说明制造第一支撑框架的方法的立体图，

图3a-d为安装于所述第一支撑框架上的壳体的立体图，

图4为照明装置的第一实施例的立体图，

图5a-d为示例说明制造支撑框架的第二实施例的方法的立体图，

图6为照明装置的第二实施例的前视图，

图7a-d为示例说明制造所述支撑框架的第三实施例的方法的立体图，

图8a、b为照明装置的第三实施例的局部立体图，以及

图8c为第三照明装置的剖视图。

具体实施方式

图1a和图1b示出支撑框架10的第一实施例的立体图，所述支撑框架以两个平行布置的金属片材构件1、2和中间塑料接合构件3的夹层结构为特征，所述中间塑料接合构件与两个片材构件1、2形成形接合、亦即形状锁定接合。相关的图2a和图2b示出没有第二片材构件2的图，以便示例说明制造支撑框架10的方法。

片材构件1、2的轮廓通过冲压金属坯料形成，并且呈突出的凸耳的形式的安装装置4a通过弯曲产生。安装装置4a专用于至车辆照明装置的壳体的螺钉和插头连接的接口。图2a和图2b示出在将塑料部件注射模制至第一片材构件1上之后、形成接合构件3的状态，其中通过穿过孔模制塑料部件来建立形状锁定接合，这些孔沿着片材构件1以大约规则的间隔分布。接合构件3以多个互连的蜂窝状结构以及呈坚固的凸耳的形式的安装装置4e为特征，所述安装装置用于设置与车身的螺钉连接。第二片材构件2以对应于安装装置4e以及从接合构件3突出的小凸柱的孔为特征(参见图2b)，以使得第二片材构件2可以平行于第一片材构件1布置并且与中间接合构件3的蜂窝结构的边界区域接触。在随后的热熔过程期间，延伸穿过第二片材构件2的孔的塑料凸柱被加热并且变形，从而与第二片材构件2形成形接合。

片材构件1、2和接合构件3的组合特性生成高度坚固的支撑框架10，所述支撑框架以在拉伸、剪切、弯曲或扭转载荷下的明显的刚度和耐久性为特征。

图3a-d示出壳体20的立体图，所述壳体安装于支撑框架10的第一实施例上，以使得支撑框架10围封壳体20。图4示出相关的车辆照明装置100、即前灯的立体图。壳体20围封光模块30，所述光模块安装于壳体20内部的单独的塑料模块框架上。支撑框架10的安装装置4e代表用于将整个照明装置100安装至相应的车身的接口。特别地，支撑框架10的刚硬的夹层结构专用于代替车身的横向构件并且由此用作结构车身部件。

图5a-d示出示例说明制造支撑框架10的第二实施例的方法的立体图，所述支撑框架的片材构件包括多个片材元件1a、1b、2a、2b，这些片材元件部分地重叠。各个片材元件1a、1b、2a、2b为示例性的冲压金属零件，所述冲压金属零件部分地由卷边增强并且具有用于与接合构件的部分3a、3b形成形接合的多个孔。带有孔的凸耳专门用作安装装置。

组成第一片材构件的部分地重叠的片材元件1a、1b的初始布置在图5a中以俯视图示出并且在图5b中以侧视图示出。图5c示出在将塑料部件注射模制至第一片材构件上之后的状态，所述塑料部件形成接合构件的第一部分3a，所述接合构件具有与第一片材构件、亦即与每个片材元件1a、1b的形状锁定接合。类似地，由片材构件2a、2b和接合构件的注射模制的第二部分3b制造支撑框架的匹配的第二半部。之后，在焊接平面3c中将接合构件的第一部分3a和第二部分3b焊接在一起，例如通过激光焊接或超声波焊接。优选地，第一部分3a和第二部分3b的尺寸相同，亦即，焊接平面3c代表支撑框架10的中心平面，以使得由形成第一部分3a和第二部分3b的塑料部件的体积收缩引起的翘曲可以相互补偿。

图6示出照明装置100的相关的第二实施例的前视图，所述照明装置以围封光模块30的壳体20为特征，其中壳体20安装于壳体支撑框架10.1上，并且其中光模块30安装于由壳体20围封的模块支撑框架10.2上。两个支撑框架10.1、10.2示例性地对应于如在图5a-d的上下文中所描述的第二实施例。壳体支撑框架10.1专用于经由安装装置4e安装于车身上。壳体支撑框架10.1和模块支撑框架10.2都以向内突出的安装装置4b为特征，所述安装装置分别用于安装模块支撑框架10.2或光模块30。由于所有安装装置4b、4e都由金属片材构件的凸耳形成，所以照明装置100以照明模块30相对于相对应的车身的特别稳定的且精确的定位为特征。壳体支撑框架10.1的安装装置4b延伸穿过壳体20，以使得壳体20不作为载荷承载部件，而仅作为用于照明装置100的内部的密封件。

图7a-d示出用以示例说明制造支撑框架10的第三实施例的方法的立体图，所述支撑框架的片材构件包括多个片材元件1a、1b、2a、2b，这些片材元件部分地重叠。各个片材元件1a、1b、2a、2b为示例性的冲压金属零件，所述冲压金属零件部分地由卷边增强并且具有用于与接合构件的部分3a、3b形成形接合的多个孔。带有孔的凸耳专门用作安装装置4a。

在图7a中以俯视图示出组成第一片材构件的部分地重叠的片材元件1a、1b的初始布置。图7b示出在将塑料部件注射模制至第一片材构件上之后的状态，所述塑料部件形成接合构件的第一部分3a，所述接合构件具有与第一片材构件、亦即与每个片材元件1a、1b的形状锁定接合。接合构件的第一部分3a以用于插入壳体的呈槽状接收部的形式的安装装置4c为特征。类似地，由片材构件2a、2b和接合构件的注射模制的第二部分3b制造支撑框架10的匹配的第二半部。之后，在焊接平面3c中将接合构件的第一部分3a和第二部分3b焊接在一起。

图8a和图8b示出车辆照明装置100的相关的第三实施例的局部立体图，而图8c示出其剖视图。在图8b中，为了清楚起见，隐藏支撑框架10的一些部分。照明装置100以前盖21和后盖22为特征，其中前盖21围封光模块30，并且其中前盖21和光模块30安装于支撑框架10的前侧，并且其中后盖22安装于支撑框架10的后侧，并且其中支撑框架10专用于安装于车辆上。

接合构件3以用于前盖21的边缘的作为前侧上的接收部的槽形、槽状安装装置4c以及用于后盖22的凸缘状安装装置4d为特征。接合构件3与盖21、22之间的接合可以示例性地通过胶水来增强。

本发明不受上述实施例的限制，这些实施例仅作为示例呈现并且可以在所附专利权利要求所定义的保护范围内以各种方式进行修改。

附图标记

100 车辆照明装置

10、10.1、10.2 支撑框架

1、2 片材构件

1a、1b、2a、2b 片材元件

3 接合构件

3a、3b 接合构件的部分

3c 焊接平面

4a-4e 安装装置

20 壳体

21 前盖

22 后盖

30 光模块

Claims (15)

1.一种支撑框架(10)，所述支撑框架用于车辆照明装置(100)的部件(20，30)、尤其用于壳体(20)或用于光模块(30)，其特征在于，所述支撑框架(10)以平行布置的至少两个金属片材构件(1，2)、和至少一个中间塑料接合构件(3)的夹层结构为特征，所述中间塑料接合构件以与所述片材构件(1，2)的形状锁定接合为特征。

2.根据权利要求1所述的支撑框架(10)，其特征在于，所述片材构件(1，2)中的至少一个包括多个片材元件(1a，1b，2a，2b)，所述多个片材元件部分地重叠，其中，每个片材元件(1a，1b，2a，2b)以与所述接合构件(3)的形状锁定接合为特征。

3.根据权利要求1或2所述的支撑框架(10)，其特征在于，所述支撑框架(10)以用于将所述部件(20，30)安装于所述支撑框架(10)上的安装装置(4a，4b，4c，4d)和/或用于将所述支撑框架(10)安装于车辆或所述照明装置(100)上的安装装置(4e)为特征，其中所述安装装置(4a，4b，4c，4d，4e)为所述片材构件(1，2)和/或所述接合构件(3)的部分。

4.根据前述权利要求中的一项所述的支撑框架(10)，其特征在于，所述片材构件(1，2)至少部分地以U形轮廓或L形轮廓为特征。

5.根据前述权利要求中的一项所述的支撑框架(10)，其特征在于，所述片材构件(1，2)以铝镁合金为特征，和/或所述接合构件(3)以注射模制的热塑性聚合物为特征。

6.一种车辆照明装置(100)，所述车辆照明装置(100)以至少一个光模块(30)为特征，其特征在于，所述照明装置(100)以至少一个根据前述权利要求中的一项所述的支撑框架(10.1，10.2，10.3)为特征。

7.根据权利要求6所述的车辆照明装置(100)，其特征在于，所述照明装置(100)以围封所述光模块(30)的壳体(20)为特征，其中所述壳体(20)安装于壳体支撑框架(10.1)上，并且其中所述壳体支撑框架(10.1)专用于安装于车辆上。

8.根据权利要求6或7所述的车辆照明装置(100)，其特征在于，所述照明装置(100)以模块支撑框架(10.2)为特征，其中所述光模块(30)安装于所述模块支撑框架(10.2)上，并且其中所述壳体(20)围封所述模块支撑框架(10.2)。

9.根据权利要求8所述的车辆照明装置(100)，其特征在于，所述模块支撑框架(10.2)通过安装装置(4b)安装于所述壳体支撑框架(10.1)上，所述安装装置延伸穿过所述壳体(20)。

10.根据权利要求6所述的车辆照明装置(100)，其特征在于，所述照明装置(100)具有前盖(21)和后盖(22)，其中所述前盖(21)围封所述光模块(30)，并且其中，所述前盖(21)安装于所述支撑框架的前侧，并且，所述后盖(22)安装于所述支撑框架(10)的后侧，并且其中，所述支撑框架(10)专用于安装于所述车辆上。

11.根据权利要求10所述的车辆照明装置(100)，其特征在于，所述后盖(22)被可拆卸地安装。

12.一种制造根据权利要求1至5中的一项所述的支撑框架(10)的方法，所述方法至少包括以下没有固定顺序的步骤：

-通过冲压和/或弯曲适当的坯料来提供所述至少两个金属片材构件(1，2)，

-将塑料部件注射模制至至少第一片材构件(1)上，所述塑料部件形成所述中间塑料接合构件(3)的至少第一部分(3a)，所述接合构件具有与所述第一片材构件(1)的形状锁定接合，以及

-将第二片材构件(2)以平行布置的方式接合至所述第一片材构件(1)，从而与所述中间塑料接合构件(3)形成所述夹层结构。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第二片材构件(2)的接合通过在所述第二片材构件(2)与所述中间塑料接合构件(3)之间的形成形状锁定接合的热熔或直接热接合或者通过粘合剂结合来执行。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第二片材构件(2)的接合通过以下方式执行：

-将塑料部件注射模制至所述第二片材构件(2)上，所述塑料部件形成所述中间塑料接合构件(3)的第二部分(3b)，所述中间塑料接合构件具有与所述第二片材构件(2)的形状锁定接合，以及

-将所述中间塑料接合构件(3)的第一部分(3a)和第二部分(3b)焊接在一起。

15.根据权利要求12至14中的一项所述的方法，其特征在于，所述片材构件(1，2)中的至少一个的提供通过布置多个部分地重叠的片材元件(1a，1b，2a，2b)来执行。