DE10160938A1

DE10160938A1 - Leuchte für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE10160938A1
Application number: DE10160938A
Authority: DE
Inventors: Gabriele Monika Sachs-Duecker; Cornelius Neumann
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2001-12-12
Filing date: 2001-12-12
Publication date: 2003-07-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leuchte für Fahrzeuge mit einem Gehäuse, in dem eine Mehrzahl von auf einer Trägereinrichtung angeordneten Leuchtdioden und in dem ein einziger Optikkörper mit zu den Leuchtdioden ausgerichteten Optikkörperabschnitten untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Optikkörperabschnitte jeweils massiv ausgebildet sind und mit einer entgegen der Lichtausbreitungsrichtung orientierten kuppelförmigen Kontur.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchte für Fahrzeuge mit einem Gehäuse, in dem eine Mehrzahl von auf einer Trägereinrichtung angeordnete Leuchtdioden und in dem ein einziger Optikkörper mit zu den Leuchtdioden ausgerichteten Optikkörperabschnitten untergebracht sind.
Aus der EP 0 633 163 B1 ist eine Leuchte für Fahrzeuge mit einem Gehäuse bekannt, in dem eine Mehrzahl von Leuchtdioden auf ebenen Leiterplatten angeordnet sind. Den Leuchtdioden sind mehrere, in Lichtausbreitungsrichtung hintereinander angeordnete optisch wirksame plattenförmige Körper zugeordnet, die eine vorgegebene Streuung des von den Leuchtdioden emittierten Lichtes bewirken. Ein den Leuchtdioden zugewandter ersten plattenförmiger Körper weist Öffnungen für den Durchtritt des von den Leuchtdioden emittierten Lichtes auf, wobei Schrägflächen eine Reflexion eines Teils des emittierten Lichtbündels ermöglichen. Ein sich in Lichtausbreitungsrichtung an diesen Körper anschließenden zweiten plattenförmigen Körper weist eine Optikstruktur zur Streuung des Lichtbündels auf. In einem Abstand zu diesem mittleren plattenförmigen Körper ist eine transparente Abdeckscheibe vorgesehen. Nachteilig an der bekannten Leuchte ist, dass die Montage relativ aufwendig ist und die Leuchte eine relativ große Bautiefe aufweist.
Aus der EP 0 531 184 B1 ist eine Leuchte für Fahrzeuge bekannt, bei der innerhalb des Gehäuses einer Mehrzahl von Leuchtdioden ein einziger Optikkörper zugeordnet ist. Dieser Optikkörper weist im Bereich der Leuchtdioden Öffnungen auf zum Durchtritt des Lichtbündels in Lichtausbreitungsrichtung. Im Abstand zu dem Optikkörper ist eine Abdeckfläche mit einer Optikstruktur vorgesehen, die eine Streuung des Lichtbündels bewirkt. Dadurch, dass der Optikkörper auf einer den Leuchtdioden zugewandten Rückseite stufenförmig ausgebildet ist, kann die Leuchte eine windschiefe Form aufweisen. Nachteilig an der bekannten Leuchte ist jedoch, dass sie eine relativ große Bautiefe aufweist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leuchte für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass auf einfache Weise die Herstellung einer flachen Leuchte ermöglicht wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Optikkörperabschnitte jeweils massiv ausgebildet sind mit einer entgegen der Lichtausbreitungsrichtung orientierten kuppelförmigen Kontur.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Herstellung des Optikkörpers durch die massive Ausgestaltung der jeweiligen Optikkörperabschnitte vereinfacht wird. Der Optikkörper kann auf einfache Weise als ein Spritzgießteil aus Kunststoff hergestellt werden, ohne dass eine zusätzliche Oberflächenbehandlung notwendig ist. Dadurch, dass die Optikkörperabschnitte eine kuppelförmige Kontur aufweisen, kann unter Anwendung einer Totalreflexion das Licht innerhalb des Optikkörpers in Lichtausbreitungsrichtung geführt werden. Vorteilhaft ist die kuppelförmige Kontur koaxial zu einer Hauptachse der vorgegebenen Lichtausbreitung angeordnet. Es lässt sich auf einfache Weise einen konturfolgenden Leuchtenaufbau realisieren, wobei die Leuchte eine vorgegebenen nicht ebene Form aufweisen kann. Dadurch, dass die Optikkörperabschnitte zu benachbarten Optikkörperabschnitten Grenzflächen bilden, kann eine zielgerichtete Lichtführung innerhalb der jeweiligen Optikkörperabschnitte erfolgen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform schließt sich an den als Wulste ausgebildeten Optikkörperabschnitten in Lichtausbreitungsrichtung unmittelbar eine Abdeckfläche an. Auf diese Weise wird die Abdeckfläche quasi in den Optikkörper integriert, was zu einer wesentlichen Reduzierung der Bautiefe führt.
Die Abdeckfläche kann wahlweise einstückig mit dem Optikkörper oder durch randseitige Befestigung an dem Gehäuse unter flächigem Anliegen an dem Abdeckkörper mit demselben verbunden sein.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Optikkörperabschnitt als eine rotationssymmetrische Wulst ausgebildet, die Grenzflächen zur Ermöglichung einer geführten Totalreflexion des Lichtbündels aufweist.
Vorteilhaft kann die Wulst Einschnitte aufweisen, so dass eine Totalreflexionsfläche gebildet wird, die bis in einen vorderen Bereich der Abdeckfläche reicht.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung liegt die Leuchtdiode unmittelbar an einer Lichteinkoppelfläche des Optikkörperabschnitts an, so dass ein zusätzlicher Toleranzausgleich geschaffen wird.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Wulst auf einer der Leuchtdiode zugewandten Seite eine Vertiefung auf, in der die Leuchtdiode teilweise eingesetzt sein kann. Die Leuchtdiode wird hierdurch rahmenartig umschlossen, so dass eine Vereinfachung in der Justage des aus dem Optikkörper und den Leuchtdioden gebildeten optischen Systems erzielt wird.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist eine Trägereinrichtung eine flexible Leiterplatte auf, auf der die Leuchtdioden angeordnet sind. Die Leiterplatte weist jeweils im Bereich der Leuchtdioden auf einer den Leuchtdioden abgewandten Seite ein Stützungsplatte auf, die bevorzugt aus einem metallischen Material besteht. Die Stützungsplatte dient zum einen zur mechanischen Stabilisierung der Leuchtdioden und zum anderen zur Wärmeableitung, so dass die Temperatur im Bereich der Leuchtdioden begrenzt ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Trägereinrichtung ein Stanzgitter auf, auf dem die Leuchtdioden elektrisch und mechanisch kontaktier sind. Das Stanzgitter kann auf einer Seite des Gehäuses aufgespritzt sein, so dass eine besonders gute thermische Anbindung zum Gehäuse gewährleistet ist. Das Stanzgitter kann auf einfache Weise entsprechend einer vorgegebenen dreidimensionalen Form ausgestaltet sein, was dem konturfolgenden Aufbau der Leucht förderlich ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Leuchtdioden als SMD- Bauteile (Surface Mouted Device-Bauteile) ausgeführt, was zu einer weiteren Reduzierung der Bautiefe der Leuchte führt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen teilweisen Horizontalschnitt durch eine erfindungsgemäße Leuchte,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teilbereichs der Leuchte gemäß Figur nach einer ersten Ausführungsform,
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Teilbereichs der Leuchte gemäß Figur nach einer zweiten Ausführungsform und
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung eines Teilbereichs der Leuchte gemäß Figur nach einer dritten Ausführungsform.
Eine Leuchte 1 für Kraftfahrzeuge besteht im Wesentlichen aus einem wannenförmigen Gehäuse 2, in dem eine Mehrzahl von Leuchtdioden 3 angeordnet sind. Die Leuchtdioden 3 sind auf einer Trägereinrichtung 4 gehalten, die in Fig. 1 entsprechend dreier unterschiedlicher Ausführungsformen dargestellt ist. Diesbezüglich ist die Darstellung in Fig. 1 als exemplarisch anzusehen, da selbstverständlich jede Leuchte 1 nur einen einzigen Typ von Trägereinrichtung 4 nutzt.
In Lichtausbreitungsrichtung 5 schließt sich an die Mehrzahl der Leuchtdioden 3 ein einziger Optikkörper 6 an, der über eine Mehrzahl von zu den einzelnen Leuchtdioden 3 ausgerichteten Optikkörperabschnitten 7 verfügt. Diese Optikkörperabschnitte 7 weisen auf einer den Leuchtdioden 3 zugewandten Seite eine kuppelförmige Kontur auf und bilden somit eine Wulst 7, an deren Stirnfläche 8 die Leuchtdioden 3 unmittelbar anliegen. Nach einem nicht dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist die Stirnfläche 8 eben und senkrecht zur Hauptachse der Leuchtdiode 3 ausgebildet. Von dem Rand der Stirnfläche erstreckt sich in Lichtausbreitungsrichtung 5 eine rotationssymmetrische bogenförmige Kontur der Wulst, die als Grenzfläche des Optikkörperabschnittes 7 dient und an der Totalreflexionen des in die Stirnfläche eingekoppelten Lichtes erfolgt. Dadurch, dass die Leuchtdioden 3 durch den Optikkörper 6 nicht in Querrichtung zu ihrer Hauptachse begrenzt sind, wird eine Toleranzausgleich bei der Positionierung der Leuchtdioden geschaffen. Die Wulst 7 weist auf einer der Leuchtdiode zugewandten Seite eine Vertiefung 9 auf zur Aufnahme der jeweiligen Leuchtdiode 3. Es ergibt sich hierdurch eine vertiefte Stirnfläche, die eben ausgebildet ist und von der sich ein Rahmen entgegen der Lichtausbreitungsrichtung 5 erstreckt, der einen vorderen Bereich der Leuchtdiode 3 vollständig umfasst. Vorteilhaft kann hierdurch die Justage der Leuchtdioden 3 im Bezug auf den Optikkörper 6 erleichtert werden.
Ausgehend von den rahmenförmig abragenden Haltestegen 10, deren Form an die Kontur der Leuchtdiode 3 angepasst sind, verläuft der Optikkörperabschnitt 7 unter Bildung einer bogenförmigen Grenzfläche 11 nach vorne in Lichtausbreitungsrichtung 5. An der Grenzfläche 11 finden Totalreflexionen innerhalb des Optikkörpers 6 statt. Die Grenzflächen 11 setzen sich fort bis hin in einen vorderen Bereich einer vorderen Abdeckfläche 12, die die benachbarten Wulsten 7 miteinander verbinden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Abdeckfläche 12 einstückig mit dem Optikkörper 6 verbunden. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, eine einzige Abdeckfläche 12 auf benachbart zueinander angeordnete Wulste 7 aufzusetzen und miteinander zu verbinden. Die Abdeckfläche 12 weist randseitig Befestigungsmittel auf, mittels derer dieselbe randseitig an dem Gehäuse 2 befestigt ist. Die Wulst ist kalottenförmig ausgebildet.
Die Grenzfläche 11 erstreckt sich in einem Bereich von mindestens 2/3 der Dicke des Optikkörpers 6, so dass ein hochgradiger lichtsammelnder Effekt eintritt. Die sich in Lichtausbreitungsrichtung 5 anschließende Abdeckfläche 12 weist vorzugsweise auf einer Außenseite eine Optikstruktur 13 auf, mittels dessen eine Streuung der Lichtstrahlen bewirkt wird. Im Zusammenwirken der direkten Anlage der Leuchtdiode 3 an die Stirnfläche 8 des Optikkörperabschnitts 7 und der Ausgestaltung der Grenzflächen 11 sowie der Optikstruktur 13 kann eine vorgegebene Lichtverteilung verwirklicht werden.
Nach einer Ausführungsform der Trägereinrichtung 4 gemäß Fig. 2 ist ein Stanzgitter 14 aus einem metallischen Material vorgesehen, auf dem die Leuchtdioden 3 positioniert sind. Vorzugsweise sind die Leuchtdioden 3 mittels eines Leitklebers elektrisch und mechanisch mit dem Stanzgitter 14 verbunden. Das Stanzgitter 14 kann durch Umspritzen bzw. Aufspritzen an dem Gehäuse 2 befestigt sein. Zur Verbesserung der Wärmeabfuhr kann das Gehäuse 2 im Wesentlichen metallisch ausgebildet sein, wobei sie mit einer dünnen elektrischen isolierenden Kunststoffschicht umgeben ist. Das Stanzgitter 14 besteht aus einer Mehrzahl von elektrisch leitenden Schienen, wobei Plus-Schienen und Negativ-Schienen in einem Randbereich der Leuchte 1 zusammengeführt werden zur Kontaktierung an einen Pluspol sowie Minuspol eines elektrischen Anschlusses 15 der mit einer Bordstromquelle verbunden ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 3 kann die Trägereinrichtung 4 eine flexible Leiterplatte 16 aufweisen, die eine versetzte Anordnung der Leuchtdioden 3 ermöglicht. Auf einer Rückseite der Leiterplatte 16 ist gegenüberliegend zu den Leuchtdioden 3 eine Stützungsplatte 17 vorgesehen, mittels derer eine mechanisch stabilisierende Anordnung der Leuchtdioden 3 ermöglicht wird. Zusätzlich ist die Stützungsplatte 17 aus einem wärmeleitenden Material hergestellt, so dass die von den Leuchtdioden 3 ausgehende Wärme zur Rückseite hin abgeführt werden kann. Vorzugsweise ist die Stützungsplatte 17 aus einem metallischen Werkstoff hergestellt. Die Stützungsplatte 17 kann unmittelbar an dem Gehäuse 2 befestigt sein, siehe Fig. 3, linke Seite, oder lediglich an nicht dargestellten Rändern mit dem Gehäuse, siehe rechte Seite in Fig. 3, verbunden sein.
Nach einer dritten Ausführungsform der Trägereinrichtung 4 gemäß Fig. 4 sind streifenförmige Leiterplatten 18 vorgesehen, die in korrespondierenden treppenförmig verlaufenden Gehäusewandungen 19 befestigt sind. Eine solche Ausführungsform eignet sich besonders für sehr schräge Leuchten 1 bzw. Leuchten mit einem großen Neigungswinkel.
Die Leuchtdioden 3 sind vorzugsweise spielfrei in der Vertiefung 9 des Optikkörpers 6 angeordnet. Die vorzugsweise als SMD-Bauteil (Surface Mounted Device-Bauteil) ausgebildeten Leuchtdioden 3 liegen mit ihren rahmenförmig angeordneten Vorsprüngen 20 unmittelbar an der Stirnfläche 8 der Optikkörperabschnitte 7 an. Randseitig ist der optische Teil der Leuchtdioden 3 fast vollständig von den Haltestegen 10 des Optikkörperabschnitts 7 umgeben. Der Abstand der die Rückseite des Optikköpers 6 bildenden Haltestege 10 zu dem Gehäuse 2 wird im Wesentlichen durch die Dicke der Trägereinrichtung 4 bestimmt und kann im günstigen Falle der Dicke der Stanzgitter 14 bzw. der Leiterplatten 16 und 18 entsprechen.
Vorteilhaft ermöglicht die erfindungsgemäße Leuchte die Ausführung von sehr stark geneigten Leuchten, die sehr flach ausgebildet sind. Hierdurch ergibt sich eine verbesserte Variabilität hinsichtlich der Anordnung der Leuchte 1 an der Karosserie des Kraftfahrzeugs.

Claims

1. Leuchte für Fahrzeuge mit einem Gehäuse, in dem eine Mehrzahl von auf einer Trägereinrichtung angeordnete Leuchtdioden und in dem ein einziger Optikkörper mit zu den Leuchtdioden ausgerichteten Optikkörperabschnitten untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Optikkörperabschnitte (7) jeweils massiv ausgebildet sind mit einer entgegen der Lichtausbreitungsrichtung (5) orientierten kuppelförmigen Kontur.

2. Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Optikkörperabschnitt (7) als eine rotationssymmetrisch verlaufende Wulst (7) ausgebildet ist und dass sich sich an der Wulst (7) in Lichtausbreitungsrichtung (5) unmittelbar eine die Gehäuseöffnung vollständig abschließende Abdeckfläche (12) anschließt.

3. Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wulst (7) eine kalottenförmige Grenzfläche (11) bildet, an der Lichtstrahlen innerhalb des Optikkörpers (6) totalreflektierbar sind.

4. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzflächen (11) benachbarter Optikkörperabschnitte (7) in Lichtausbreitungsrichtung zusammenlaufen zu einer einstückig mit denselben verbundenen Abdeckfläche (12).

5. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckfläche (12) eine Optikstruktur (13) aufweist.

6. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiode (3) unmittelbar an einer Stirnfläche (8) des Optikkörperabschnitts (7) anliegt.

7. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wulst (7) eine Vertiefung (9) bildet zur Aufnahme der Leuchtdiode (3).

8. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden (3) jeweils als SMD-Bauteile ausgebildet sind.

9. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinrichtung (4) ein mit dem Gehäuse (2) verbundenes Stanzgitter (14) aufweist, an dem die Leuchtdioden (3) elektrisch und mechanisch kontaktierbar sind.

10. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinrichtung (4) eine flexible Leiterplatte (16) umfasst, auf der die Leuchtdioden (3) angeordnet sind, und dass auf einer den Leuchtdioden (3) abgewandten Seite der Leiterplatte (16) in Höhe der Leuchtdioden(3) eine Stützungsplatte (17) angeordnet ist.