DE102018105972B4 - Reflektorbaugruppe einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung und Verfahren zur Fertigung einer solchen Reflektorbaugruppe - Google Patents

Reflektorbaugruppe einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung und Verfahren zur Fertigung einer solchen Reflektorbaugruppe Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reflektorbaugruppe (12) zum Einsatz in einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung (2). Die Reflektorbaugruppe (12) umfasst einen gewölbten metallischen Grundkörper (30), der nach einem Druckgussverfahren hergestellt ist, und einen auf eine Innenfläche des Grundkörpers (30) aufgebrachten Reflexionskörper (32) aus einem duroplastischen Kunststoffmaterial. Es wird vorgeschlagen, dass an einer dem Reflexionskörper (32) gegenüberliegenden Außenfläche des Grundkörpers (30) oberflächenvergrößernde Strukturen (36) einstückig angeformt sind, dass an den Grundkörper (30) ein Trägerelement (38) für eine Halbleiter-Lichtquelle (22) einstückig angeformt ist, und dass der auf die Innenfläche des Grundkörpers (30) aufgebrachte Reflexionskörper (32) aus einem Bulk Molding Compound besteht, das mittels Heißpresstechnik auf die Innenfläche des Grundkörpers (30) aufgebracht ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reflektorbaugruppe zum Einsatz in einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung. Die Reflektorbaugruppe umfasst:
    • - einen gewölbten metallischen Grundkörper, der nach einem Druckgussverfahren hergestellt ist, und
    • - einen auf eine Innenfläche des Grundkörpers aufgebrachten Reflexionskörper aus einem duroplastischen Kunststoffmaterial.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Reflektorbaugruppe, wobei:
    • - mittels eines Druckgussverfahrens ein gewölbter metallischer Grundkörper hergestellt wird, und
    • - auf eine Innenfläche des Grundkörpers ein Reflexionskörper aus einem duroplastischen Kunststoffmaterial aufgebracht wird.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Reflektoren für Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtungen mit Halbleiter-Lichtquelle aus duro- oder thermoplastischen Kunststoffen zu fertigen. Die Halbleiter-Lichtquelle umfasst bspw. eine oder mehrere LEDs oder Laserdioden. Die Reflektoren reflektieren zumindest einen Teil des von der Halbleiter-Lichtquelle emittierten Lichts. Die Halbleiter-Lichtquelle ist üblicherweise an einem separat zum Reflektor ausgebildeten Trägerelement fixiert, an dem wiederum ein Kühlkörper angeschraubt ist, um die während des Betriebs der Halbleiter-Lichtquelle entstehende Abwärme mit hoher Effizienz an die Umgebung abzugeben. Die Baugruppe Halbleiter-Lichtquelle/ Trägerelement/ Kühlkörper wird dann an dem Reflektor befestigt. Um den Herstellungs- und Montageaufwand und damit auch die Kosten zu reduzieren, sowie um die Maßhaltigkeit der einzelnen Komponenten zueinander zu verbessern geht der Trend zu komplexen Reflektorbaugruppen, die mehrere der oben genannten Komponenten in einem einzigen Bauteil vereinigen.
  • So sind bspw. aus der EP 2 589 479 A2 und der KR 2009 040 173 A Reflektorbaugruppen bekannt, die einen mit Kühlfunktion ausgestatteten gewölbten Grundkörper aus Metall, bspw. Aluminium aufweisen, dessen Innenfläche sowie daran angrenzende Bereiche mit Kunststoff beschichtet sind, um die eigentliche Reflexionsfläche der Reflektorbaugruppe zu bilden. Der Grundkörper ist in der Regel in einem Druckguss-Verfahren hergestellt. Bei dem Kunststoff handelt es sich in der Regel um einen thermoplastischen Kunststoff, der in einem Spritzguss-Verfahren auf den Grundkörper aufgebracht wird. Man erreicht dadurch eine geringe Formabweichung, da der Grundkörper der Reflektorbaugruppe Stabilität verleiht und die Reflexionsfläche im Spritzguss-Verfahren mit höherer Genauigkeit erzeugt werden kann als dies auf dem im Druckguss-Verfahren hergestellten Grundkörper möglich wäre. Zudem besteht keine Notwendigkeit für eine Lackierung vor dem Verspiegeln der Reflexionsfläche und die Bauteile sind auch unter thermischer Belastung aufgrund des Metallträgers formstabil. Problematisch ist jedoch, dass die Bauteile sehr starken Temperaturschwankungen unterworfen sind. Die unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten beider Materialien (Metall und Kunststoff) führt zu Scherspannungen in der Grenzschicht zwischen den beiden Materialien. Es kann sich somit der Thermoplast von dem Metall lösen. Zudem kann es bei Hitze aufgrund der unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten der beiden Materialien zu einer unerwünschten und unkontrollierten Verformung der Reflexionsfläche und daraus resultierend zu Störungen in der Lichtverteilung kommen.
  • Eine Reflektorbaugruppe der eingangs genannten Art ist bspw. aus der EP 2 163 814 A1 bekannt. Die Reflektorbaugruppe ist zur Verwendung in einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung vorgesehen. Sie umfasst einen gewölbten metallischen Grundkörper aus Metall, beispielsweise Aluminium, der mittels eines Druckgussverfahrens hergestellt wird, und einen auf eine Innenfläche des Grundkörpers mittels eines Spritzgussverfahrens aufgebrachten Reflexionskörper aus einem duroplastischen Kunststoffmaterial. Ein wesentlicher Aspekt der aus dieser Druckschrift bekannten Reflektorbaugruppe ist es, dass der Reflexionskörper lagefest mit dem metallischen Grundkörper verbunden ist, um ein Lösen der beiden Materialien voneinander zu verhindern. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass der Reflexionskörper nicht nur in lichttechnisch relevanten Bereichen der Innenfläche, sondern auch in angrenzenden, lichttechnisch nicht relevanten Bereichen mit dem Grundkörper verbunden ist, beispielsweise durch Hinterspritzen oder Umspritzen des Grundkörpers mit dem Kunststoffmaterial. Außerdem sind bei der bekannten Reflektorbaugruppe weder oberflächenvergrößernde Strukturen noch ein Trägerelement für eine Halbleiter-Lichtquelle einstückig an dem Grundkörper angeformt. Diese Reflektorbaugruppe löst somit zwar das Problem, dass sich der Reflexionskörper von dem Grundkörper löst, bietet jedoch nur einen geringen Grad an Integration verschiedener Komponenten in der Reflektorbaugruppe.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hochintegrierte Reflektorbaugruppe zu realisieren, die besonders einfach und kostengünstig hergestellt, montiert und gehandhabt werden kann und die gleichzeitig besonders hohen Anforderungen an die Maßhaltigkeit und Genauigkeit erfüllt.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Reflektorbaugruppe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Dabei ist insbesondere vorgeschlagen, dass an einer dem Reflexionskörper gegenüberliegenden Außenfläche des Grundkörpers oberflächenvergrößernde Strukturen einstückig angeformt sind, dass an den Grundkörper ein Trägerelement für eine Halbleiter-Lichtquelle einstückig angeformt ist, und dass der auf die Innenfläche des Grundkörpers aufgebrachte Reflexionskörper aus einem Bulk Molding Compound besteht, das mittels Heißpresstechnik auf die Innenfläche des Grundkörpers aufgebracht ist.
  • Bei sämtlichen aus dem Stand der Technik bekannten Reflektorbaugruppen wird der Reflexionskörper aus Kunststoffmaterial mittels eines Spritzgussverfahrens auf die Innenseite des metallischen Grundkörpers aufgespritzt. Im Gegensatz dazu wird bei der vorliegenden Erfindung eine im Lieferzustand teigartige Bulk Molding Compound (BMC)-Masse zumindest in den lichttechnisch relevanten Bereichen mit einem stempelartigen Werkzeug auf die Innenseite des metallischen Grundkörpers aufgepresst. Zum Aushärten des BMC-Materials werden das Werkzeug und/oder der Grundkörper erwärmt. Durch die Heißpresstechnik bzw. das Heißpressen von BMC auf die Innenseite des Grundkörpers entfallen die beim Spritzguss störenden strömungsdynamischen Ereignisse, welche die Oberflächenqualität der Reflexionsfläche negativ beeinflussen können. Es ergibt sich somit eine besonders hohe Oberflächenqualität, die eine direkte Beschichtung mit einer Verspiegelungsschicht ohne vorherige Lackierung ermöglicht. Der fertige Reflexionskörper hat eine Dicke von wenigen Millimetern.
  • Darüber hinaus kann die hochintegrative Ausgestaltung der Reflektorbaugruppe mit den integrierten, einstückig an der Rückseite des metallischen Grundkörpers angeformten oberflächenvergrößernden Strukturen (z.B. in Form von Kühlrippen) sowie mit dem integrierten, einstückig an dem Grundkörper angeformten Trägerelement zur Aufnahme der Halbleiter-Lichtquelle die Anzahl der separaten Bauteile verringert werden, so dass eine separate Herstellung und Montage von Kühlkörper und Trägerelement entfallen kann. Dadurch können Kosteneinsparungen erzielt und Fehlerquellen, die bei der Montage separater Bauteile auftreten können, vermieden werden Nach der Befestigung der Halbleiter-Lichtquelle an dem Trägerelement weist die Position der Halbleiter-Lichtquelle besonders geringe Lagetoleranzen auf. Dies führt, insbesondere im Zusammenwirken mit der mittels BMC hochgenau hergestellten Reflexionsfläche dazu, dass die erfindungsgemäße Reflektorbaugruppe die Lichtverteilung der Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung mit besonders hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit erzeugen kann.
  • Der metallische Grundkörper besteht vorzugsweise aus Aluminium. Er kann aber auch aus einem anderen vorzugsweise leichten und gut wärmeleitfähigen Material (z.B. Magnesium) oder aus einer Legierung bestehen. Die Halbleiter-Lichtquelle umfasst mindestens ein lichtemittierendes Element, bspw. in Form von Leuchtdioden (LEDs) oder Laserdioden (LDs). Ein lichtemittierendes Element der Halbleiter-Lichtquelle kann als sog. Bare Die (z.B. LED-Chip) ausgebildet sein, das bspw. mittels Wire-Bonding Technologie oder einer Flip-Chip-Technologie direkt auf einer Leiterplatte befestigt und elektrisch kontaktiert ist. Oder aber das lichtemittierende Element ist in einem Gehäuse angeordnet (z.B. LED), das bspw. mittels einer sog. Surface Mount Technologie (SMT) auf einer Leiterplatte befestigt und elektrisch kontaktiert ist. Zudem kann die Halbleiter-Lichtquelle eine Leiterplatte aufweisen, die zusammen mit den lichtemittierenden Elementen auf dem Trägerelement angeordnet und positioniert wird.
  • Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Reflektorbaugruppe sind, dass die Reflektorbaugruppe an der Außenfläche des metallischen Grundkörpers mit den oberflächenvergrößernden Strukturen, beispielsweise in Form von Kühlrippen, versehen werden kann, ohne dass sich diese auf den lichttechnisch relevanten Bereichen, insbesondere der Reflexionsfläche, als Einfallstellen abzeichnen. Bei der Erfindung ist die Kühlfunktion in den Reflektor integriert, so dass auf einen separaten Kühlkörper verzichtet werden kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Reflexionskörper nur auf lichttechnisch relevante Bereiche der Innenfläche des Grundkörpers aufgebracht ist. Auf diese Weise kann BMC-Material eingespart und der Schritt des Aufbringens des Reflexionskörpers auf die lichttechnisch relevanten Bereiche der Innenfläche des Grundkörpers kann beschleunigt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass an der Außenfläche des Grundkörpers Schraubdome zur Befestigung der Reflektorbaugruppe in einem Gehäuse der Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung einstückig angeformt sind. Die Schraubdome können zusammen mit einzelnen oberflächenvergrößernden Strukturen (zum Beispiel in Form von Kühlrippen) einstückig ausgebildet sein, oder aber separat von diesen an der Außenfläche des Grundkörpers angeformt sein. Die Schraubdome können gleichzeitig eine oberflächenvergrößernde Funktion haben, sodass über sie während des Betriebs der Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung ebenfalls Abwärme an die Umgebung abgegeben werden kann. Die Reflektorbaugruppe ist insbesondere bewegbar in dem Gehäuse der Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung angeordnet, sodass an den Schraubdomen Gelenke und/oder mindestens ein Aktor befestigt sind. So kann die Reflektorbaugruppe beispielsweise mittels einer Dreipunkt-Lagerung umfassend zwei Gelenke und einen Aktor, die über die Schraubdome an dem Grundkörper angelenkt sind, um eine horizontale oder vertikale Schwenkachse, die durch die beiden Gelenke verläuft, in vertikaler oder horizontaler Richtung verschwenkt werden.
  • Vorteilhafterweise ist die Reflektorbaugruppe als ein Halbschalenreflektor ausgebildet, welcher das von der Halbleiter-Lichtquelle in einen 180°-Halbraum abgestrahlte Licht erfasst und in eine Lichtaustrittsrichtung lenkt. Das Trägerelement ist vorzugsweise an einer Grundfläche des Halbschalenreflektors angeordnet, wobei eine darauf befestigte Halbleiter-Lichtquelle eine Hauptabstrahlrichtung des Lichts aufweist, die im Wesentlichen senkrecht zu der Lichtaustrittsrichtung verläuft. Über das Trägerelement ist die Halbleiter-Lichtquelle unmittelbar an dem den Grundkörper bildenden Gussteil angebracht. Dadurch wird eine optimale Wärmeübertragung zu den oberflächenvergrößernden Strukturen an der Rückseite des Grundkörpers, die einen Kühlkörper der Reflektorbaugruppe bilden, bewirkt.
  • Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Trägerelement mindestens eine Auflageplatte umfasst, die sich ausgehend von einem rückwärtigen Bereich des Grundkörpers nach vorne in Richtung der Innenseite des Grundkörpers erstreckt und auf der die Halbleiter-Lichtquelle derart befestigbar ist, dass sie Licht in Richtung des Reflexionskörpers emittiert. Das Trägerelement erstreckt sich somit in etwa parallel zur Lichtaustrittsrichtung in den Innenraum des Reflexionskörpers hinein. Das Trägerelement kann eine Aussparung oder Öffnung aufweisen, in der die Halbleiter-Lichtquelle angeordnet werden kann. Des Weiteren kann das Trägerelement Positionierelemente (zum Beispiel in Form von Stiften, Vertiefungen, Aussparungen oder Löchern) aufweisen, die mit korrespondierenden Positionierelementen der Halbleiter-Lichtquelle zusammenwirken, um eine schnelle, automatisierbare und hochgenaue Positionierung der Halbleiter-Lichtquelle in der Reflektorbaugruppe sicherzustellen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass das Trägerelement nach der Fertigung des Grundkörpers mittels des Druckgussverfahrens zur Verbesserung der Maßhaltigkeit nachbearbeitet ist. Dabei wird insbesondere vorgeschlagen, dass die Nachbearbeitung des Trägerelements durch Fräsen erfolgt. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die auf dem Trägerelement anzuordnende Halbleiter-Lichtquelle mit der erforderlichen Genauigkeit bezüglich der Reflexionsfläche in der Reflektorbaugruppe angeordnet und befestigt werden kann.
  • Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn die Zusammensetzung des Bulk Molding Compounds (BMC) derart gewählt ist, dass es einen Längenausdehnungskoeffizienten aufweist, der dem des Materials des metallischen Grundkörpers entspricht. Dabei muss der Längenausdehnungskoeffizient nicht notwendigerweise identisch sein; es genügt, wenn der Längenausdehnungskoeffizient des BMC möglichst nahe bei dem Längenausdehnungskoeffizient des Grundkörpermaterials liegt. Wenn der Grundkörper beispielsweise aus Aluminium gefertigt ist, hat das Grundkörpermaterial einen Längenausdehnungskoeffizient von 0,238 × 10-4 K-1. In diesem Fall könnte für das BMC-Material beispielsweise eine Polyester-Formmasse mit dem Namen „Keripol KF 3344“ der Phoenix AG verwendet werden, die einen Längenausdehnungskoeffizient von 0,22 × 10-4 K-1 hat. Durch die nahezu übereinstimmenden Längenausdehnungskoeffizienten des Materials des metallischen Grundkörpers einerseits und des BMC-Materials andererseits kann ein Ablösen des Reflexionskörpers von dem Grundkörper wirksam verhindert werden.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Herstellen einer Reflektorbaugruppe einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Herstellungsverfahrens sind in den auf den Anspruch 10 rückbezogenen Unteransprüchen ausgeführt.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine aus dem Stand der Technik bekannte Reflektorbaugruppe;
    • 2 eine erfindungsgemäße Reflektorbaugruppe gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht;
    • 3 eine Draufsicht auf die Reflektorbaugruppe aus 2 entgegen einer L ichtaustrittsrichtu ng;
    • 4 eine Schnittansicht durch die Reflektorbaugruppe aus 2 entlang einer Schnittlinie A-A aus 3;
    • 5 eine vergrößerte Ansicht eines Details B aus 4;
    • 6 eine Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung mit der erfindungsgemäßen Reflektorbaugruppe; und
    • 7 ein verfahrenstechnisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens.
  • In 6 ist eine Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung in Form eines Scheinwerfers in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet. Der Scheinwerfer 2 umfasst ein Gehäuse 4, das vorzugsweise aus einem nicht lichtdurchlässigen Kunststoffmaterial gefertigt ist. Das Gehäuse 4 weist eine Lichtaustrittsöffnung 6 auf, die durch eine transparente Abdeckscheibe 8 verschlossen ist. Die Abdeckscheibe 8 kann optisch wirksame Profile (zum Beispiel Zylinderlinsen oder Prismen) aufweisen oder aber als klare Scheibe ohne solche Profile ausgebildet sein. Eine Lichtaustrittsrichtung des Scheinwerfers 2 ist mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Im Inneren des Gehäuses 4 ist eine Reflektorbaugruppe angeordnet, die lediglich schematisch dargestellt und in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet ist. Die Reflektorbaugruppe 12 kann in dem Gehäuse 4 starr angeordnet sein. Vorzugsweise ist sie jedoch um eine horizontale Schwenkachse 14 und/oder eine vertikale Schwenkachse 16 verschwenkbar in dem Gehäuse 4 gelagert. Im Zusammenwirken mit einer an der Reflektorbaugruppe 12 angeordneten Halbleiter-Lichtquelle (in 6 nicht gezeigt) sendet die Reflektorbaugruppe 12 gebündeltes Licht im Wesentlichen in der Lichtaustrittsrichtung 10 aus.
  • In 1 ist eine aus dem Stand der Technik bekannte Reflektorbaugruppe 12 gezeigt. Diese umfasst einen Reflektor 20, der beispielsweise aus duro- oder thermoplastischen Kunststoffen gefertigt ist. Der Reflektor 20 ist dazu ausgebildet, das Licht einer Halbleiter-Lichtquelle 22, die in dem vorliegenden Beispiel mindestens einen LED-Chip umfasst, zu reflektieren und zu bündeln. Die LED 22 wird an einem separaten Träger 24 fixiert, an dem wiederum ein Kühlkörper 26 angeschraubt ist. Die Baugruppe LED/Träger/Kühlkörper 22, 24,26 wird dann an dem Reflektor 20 befestigt. Die einzelnen Komponenten der bekannten Reflektorbaugruppe 12 sind als separate Bauteile ausgebildet, die einzelnen hergestellt und aneinander montiert werden müssen. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Reflektorbaugruppe 12 nicht nur in einem Scheinwerfer 2, sondern in jeder beliebigen Kraftfahrzeugleuchte eingesetzt werden.
  • Die 2 bis 5 zeigen verschiedene Ansichten einer erfindungsgemäßen Reflektorbaugruppe 12 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht, 3 eine Ansicht entgegen der Lichtaustrittsrichtung 10, 4 einen Schnitt durch die Reflektorbaugruppe 12 und 5 ein Detail B aus 4. Die Reflektorbaugruppe 12 umfasst einen gewölbten metallischen Grundkörper 30 (vgl. 4 und 5), der nach einem Druckgussverfahren hergestellt ist. Vorzugsweise besteht der Grundkörper 30 aus Aluminiumdruckguss. Ferner umfasst die Baugruppe 12 einen auf eine Innenfläche des Grundkörpers 30 aufgebrachten Reflexionskörper 32 aus einem duroplastischen Kunststoffmaterial. Der Reflexionskörper 32 ist durch eine spiegelnde Beschichtung 34 verspiegelt. An einer dem Reflexionskörper 32 gegenüberliegenden Außenfläche des Grundkörpers 30 sind oberflächenvergrößernde Strukturen 36 einstückig angeformt. Diese umfassen beispielsweise mehrere parallel zueinander verlaufende Kühlrippen. Ferner ist an den Grundkörper 30 ein Trägerelement 38 für eine Halbleiter-Lichtquelle 22 einstückig angeformt. Der auf die der Außenfläche gegenüberliegende Innenfläche des Grundkörpers 30 aufgebrachte Reflexionskörper 32 besteht aus einem Bulk Molding Compound (BMC)-Material, das mittels Heißpresstechnik auf die Innenfläche des Grundkörpers 30 aufgebracht ist. Dabei wird das BMC-Material vorzugsweise nur auf die lichttechnisch relevanten Bereiche auf der Innenfläche des Grundkörpers 30 aufgebracht. Das aufgepresste BMC-Material härtet dann unter Wärmezufuhr aus.
  • Bei der erfindungsgemäßen Reflektorbaugruppe 12 ist der Reflektor somit mit Kühlrippen 36 ausgestattet, ohne dass sie sich auf der Oberfläche der lichttechnisch relevanten Flächen des Reflektors als Einfallstellen abzeichnen. Zudem ist an dem Reflektor eine Aufnahme in Form des Trägerelements 38 für die Halbleiter-Lichtquelle 22 integral angeformt. Nach dem Druckguss des Grundkörpers 30 wird das Trägerelement 38 vorzugsweise nachbearbeitet, um eine gewünschte Maßhaltigkeit zu erreichen. Die Nachbearbeitung des Trägerelements 38 kann beispielsweise mittels Fräsen erfolgen.
  • Das für den Reflexionskörper 32 verwendete BMC-Material ist vorzugsweise eine im Lieferzustand teigartige Masse. Diese wird in den lichttechnisch relevanten Bereichen auf den Grundkörper 30 aufgepresst. Dadurch entfallen die beim Spritzguss störenden strömungsdynamischen Ereignisse, die die Oberflächenqualität der Reflexionsfläche negativ beeinflussen. Die Verarbeitung des BMC-Materials im Pressverfahren ergibt eine Oberflächenqualität, die ein direktes Aufbringen der spiegelnden Beschichtung 34 ohne vorherige Lackierung des Kunststoffmaterial ermöglicht.
  • An der Rückseite des Grundkörpers 30 sind außerdem Schraubdome 39 einstückig angeformt, über welche die Reflektorbaugruppe 12 im Inneren des Gehäuses 4 des Scheinwerfers 2 angeordnet und befestigt werden kann.
  • Ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Reflektorbaugruppe 12 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 7 näher erläutert. Das Verfahren beginnt in einem Funktionsblock 40. Zunächst wird in einem Funktionsblock 42 der Grundkörper 30 in einem Metall-Druckgussverfahren, vorzugsweise in einem Aluminium-Druckgussverfahren, gefertigt. Auf der Rückseite des Grundkörpers 30 sind die oberflächenvergrößernden Strukturen 36 in Form von Kühlrippen einstückig angeformt. Die Kühlrippen 36 dienen zum Kühlen der Halbleiter-Lichtquelle 22, zur Fixierung der Reflektorbaugruppe 12 im Inneren eines Gehäuses 4 einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung 2, sowie zu Erhöhung der Steifigkeit der Reflektorbaugruppe 12.
  • Anschließend wird in einem Funktionsblock 44 ein duroplastischer Materialmix (das BMC-Material), das als teigartige, formlose Masse vorliegt, im Bereich der lichttechnisch relevanten Flächen auf den Grundkörper 30 mittels Heißpressen aufgebracht. In einem separaten Werkzeug wird ein Vakuum erzeugt und das BMC-Material formgenau auf das Gussteil (den Grundkörper 30) aufgedrückt. Das BMC-Material härtet in einem Funktionsblock 46 unter Wärmezufuhr aus. Der fertige Reflexionskörper 32 aus dem BMC-Material ist etwa 1 - 2 mm dick und bedeckt zumindest alle lichttechnisch relevanten Bereiche der Innenseite des Grundkörpers 30. In einem Funktionsblock 48 wird das ausgehärtet der BMC-Material mit der spiegelnden Beschichtung 34 versehen, ohne das BMC-Material zuvor lackieren zu müssen.
  • In einem weiteren Schritt in Funktionsblock 50 wird die LED-Lichtquelle 22 direkt an dem Gussteil (dem Grundkörper 30) angebracht. Dadurch wird eine optimale Wärmeübertragung von der LED-Lichtquelle 22 zu den Kühlrippen 36 erzeugt. Die Reflektorbaugruppe 12 mit der Halbleiter-Lichtquelle 22 bildet nun eine Leuchteinheit oder ein Lichtmodul, die bzw. das ohne weitere Bauteile und Montageschritte in dem Scheinwerfer 2 eingebaut werden kann. Dieser letzte Schritt 50 gehört streng genommen nicht zu dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen der Reflektorbaugruppe 12.
  • Um ein Ablösen der Schicht 32 aus BMC-Material von dem Gussteil (dem Aluminium Grundkörper 30) zu verhindern, ist die Rezeptur des BMC-Materials so ausgelegt, dass der Längenausdehnungskoeffizient des BMC-Materials mit dem von Aluminium übereinstimmt (zum Beispiel: „Keripol KF 3344“, Hersteller Phönix AG: Längenausdehnungskoeffizient 0,22×10-4/K; Aliminium 0,238×10-4/K).
  • Die erfindungsgemäße Reflektorbaugruppe 12 kann überall dort eingesetzt werden, wo die Lichtquelle 22, also eine oder mehrere LEDs, nahe am Reflektor (bzw. nahe an der durch die verspiegelte Schicht aus BMC-Material hergestellten Reflexionsfläche) befestigt und ohne weitere optische Bauteile (z.B. Vorsatzoptik, Lichtleiter) versehen ist. Die Erfindung eignet sich insbesondere für kleine Reflektoren, die hohe Formgenauigkeit voraussetzen.

Claims (15)

  1. Reflektorbaugruppe (12) zum Einsatz in einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung (2), wobei die Reflektorbaugruppe (12) umfasst: - einen gewölbten metallischen Grundkörper (30), der nach einem Druckgussverfahren hergestellt ist, und - einen auf eine Innenfläche des Grundkörpers (30) aufgebrachten Reflexionskörper (32) aus einem duroplastischen Kunststoffmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass - an einer dem Reflexionskörper (32) gegenüberliegenden Außenfläche des Grundkörpers (30) oberflächenvergrößernde Strukturen (36) einstückig angeformt sind, - an den Grundkörper (30) ein Trägerelement (38) für eine Halbleiter-Lichtquelle (22) einstückig angeformt ist, und - der auf die Innenfläche des Grundkörpers (30) aufgebrachte Reflexionskörper (32) aus einem Bulk Molding Compound besteht, das mittels Heißpresstechnik auf die Innenfläche des Grundkörpers (30) aufgebracht ist.
  2. Reflektorbaugruppe (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflexionskörper (32) nur auf lichttechnisch relevante Bereiche der Innenfläche des Grundkörpers (30) aufgebracht ist.
  3. Reflektorbaugruppe (12) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenfläche des Grundkörpers Schraubdome (39) zur Befestigung der Reflektorbaugruppe (12) in einem Gehäuse der Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung (2) einstückig angeformt sind.
  4. Reflektorbaugruppe (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die oberflächenvergrößernden Strukturen (36) Kühlrippen umfassen.
  5. Reflektorbaugruppe (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektorbaugruppe (12) als ein Halbschalenreflektor ausgebildet ist.
  6. Reflektorbaugruppe (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (38) mindestens eine Auflageplatte umfasst, die sich ausgehend von einem rückwärtigen Bereich des Grundkörpers (30) nach vorne auf die Innenseite der Wölbung des Grundkörpers (30) erstreckt und auf der die Halbleiter-Lichtquelle (22) derart befestigbar ist, dass sie Licht in Richtung des Reflexionskörpers (32) emittiert.
  7. Reflektorbaugruppe (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (38) nach der Fertigung des Grundkörpers (30) mittels des Druckgussverfahrens zur Verbesserung der Maßhaltigkeit nachbearbeitet ist.
  8. Reflektorbaugruppe (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des Bulk Molding Compounds des Reflexionskörpers (32) derart gewählt ist, dass es einen Längenausdehnungskoeffizienten aufweist, der dem des Metalls des Grundkörpers (30) entspricht.
  9. Reflektorbaugruppe (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Halbleiter-Lichtquelle (22) gerichtete Innenfläche des Bulk Molding Compounds ohne eine vorherige Lackierung verspiegelt ist.
  10. Verfahren zum Herstellen einer Reflektorbaugruppe (12) zum Einsatz in einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung (2), wobei: - mittels eines Druckgussverfahrens ein gewölbter metallischer Grundkörper (30) hergestellt wird, und - auf eine Innenfläche des Grundkörpers (30) ein Reflexionskörper (32) aus einem duroplastischen Kunststoffmaterial aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass - im Rahmen des Druckgussverfahrens an einer dem Reflexionskörper (32) gegenüberliegenden Außenfläche des Grundkörpers (30) oberflächenvergrößernde Strukturen (36) einstückig angeformt werden, - im Rahmen des Druckgussverfahrens an den Grundkörper (30) ein Trägerelement (38) für eine Halbleiter-Lichtquelle (22) einstückig angeformt wird, und - der Reflexionskörper (32) durch Heißpressen eines Bulk Molding Compounds auf die Innenfläche des Grundkörpers (30) aufgebracht wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflexionskörper (32) nur auf lichttechnisch relevante Bereiche der Innenfläche des Grundkörpers (30) aufgebracht wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen des Druckgussverfahrens an der Außenfläche des Grundkörpers (30) Schraubdome (39) zur Befestigung der Reflektorbaugruppe (12) in einem Gehäuse (4) der Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung (2) einstückig angeformt werden.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (38) im Anschluss an die Fertigung des Grundkörpers (30) mittels des Druckgussverfahrens zur Verbesserung der Maßhaltigkeit nachbearbeitet wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (38) mittels Fräsen nachbearbeitet wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an das Aufbringen des Bulk Molding Compounds auf die Innenfläche des Grundkörpers (30) eine zur Halbleiter-Lichtquelle (22) gerichtete Innenfläche des Bulk Molding Compounds ohne eine vorherige Lackierung verspiegelt wird.
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