DE102019106358A1 - PCB mounting - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein LED-Lichtmodul (10) für einen Scheinwerfer (60) für ein Kraftfahrzeug (70) mit: (a) zumindest einer Leiterplatte (30), die zumindest eine LED (32) zum Emittieren von Licht aufweist, wobei die Leiterplatte (30) eine Längserstreckung (L) und eine senkrecht zu der Längserstreckung (L) verlaufende Breitenerstreckung (B) aufweist, (b) einem Reflektor (20), an dem die zumindest eine Leiterplatte (30) angeordnet ist, um das von der zumindest einen LED (32) emittierte Licht in Richtung auf eine lichtdurchlässige Scheinwerfer-Abschlussscheibe (62) des Scheinwerfers (60) zu reflektieren, (c) einer Befestigungseinrichtung (40), die die Leiterplatte (30) an dem Reflektor (20) befestigt, wobei (d) die Leiterplatte (30) durch die Befestigungseinrichtung (40) in einer Solllage an dem Reflektor (20) befestigt ist, wobei die Leiterplatte (30) (i) an zumindest einer in eine X-Richtung zeigenden ersten Anlagefläche (24) des Reflektors (20) anliegt, wobei die X-Richtung in einer Ebene der Leiterplatte (30) quer zu der Längserstreckung (L) und/oder quer zu der Breitenerstreckung (B) verläuft, (ii) an zumindest einer in eine Y-Richtung zeigenden zweiten Anlagefläche (25) des Reflektors (20) anliegt, wobei die Y-Richtung in einer Ebene der Leiterplatte (30) quer zu der Längserstreckung (L) und/oder quer zu der Breitenerstreckung (B) sowie quer zu der X-Richtung verläuft, und (iii) an zumindest einer in eine Z-Richtung zeigenden dritten Anlagefläche (26) des Reflektors (20) anliegt, wobei die Z-Richtung aus der Ebene der Leiterplatte (30) hinaus und in Richtung einer Höhenerstreckung (H) der Leiterplatte (30) verläuft.The invention relates to an LED light module (10) for a headlight (60) for a motor vehicle (70) having: (a) at least one circuit board (30) which has at least one LED (32) for emitting light, the circuit board (30) has a longitudinal extension (L) and a width extension (B) running perpendicular to the longitudinal extension (L), (b) a reflector (20) on which the at least one printed circuit board (30) is arranged, around that of the at least reflecting an LED (32) emitted light in the direction of a translucent headlight cover lens (62) of the headlight (60), (c) a fastening device (40) which fastens the circuit board (30) to the reflector (20), wherein (d) the printed circuit board (30) is fastened by the fastening device (40) in a desired position on the reflector (20), the printed circuit board (30) (i) on at least one first contact surface (24) pointing in an X direction Reflector (20) is applied, the X direction in a The plane of the printed circuit board (30) runs transversely to the longitudinal extension (L) and / or transversely to the widthwise extension (B), (ii) rests against at least one second contact surface (25) of the reflector (20) pointing in a Y direction, wherein the Y-direction in a plane of the circuit board (30) runs transversely to the longitudinal extension (L) and / or transversely to the widthwise extension (B) and transversely to the X-direction, and (iii) at least one in a Z-direction showing third contact surface (26) of the reflector (20), the Z-direction extending out of the plane of the circuit board (30) and in the direction of a vertical extension (H) of the circuit board (30).
Description
Die Erfindung betrifft ein LED-Lichtmodul für einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug mit: (a) zumindest einer Leiterplatte, die zumindest eine LED zum Emittieren von Licht aufweist, wobei die Leiterplatte eine Längserstreckung und eine senkrecht zu der Längserstreckung verlaufende Breitenerstreckung aufweist, (b) einem Reflektor, an dem die zumindest eine Leiterplatte angeordnet ist, um das von der zumindest einen LED emittierte Licht in Richtung auf eine lichtdurchlässige Scheinwerfer-Abschlussscheibe des Scheinwerfers zu reflektieren, und (c) einer Befestigungseinrichtung, die die Leiterplatte an dem Reflektor befestigt. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines LED-Lichtmoduls für einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug, einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug.The invention relates to an LED light module for a headlight for a motor vehicle with: (a) at least one printed circuit board which has at least one LED for emitting light, the printed circuit board having a longitudinal extension and a width extending perpendicular to the longitudinal extension, (b) a reflector on which the at least one circuit board is arranged in order to reflect the light emitted by the at least one LED in the direction of a translucent headlight cover lens of the headlight, and (c) a fastening device which fastens the circuit board to the reflector. The invention also relates to a method for producing an LED light module for a headlight for a motor vehicle, a headlight for a motor vehicle and a motor vehicle.
Die
Nachteilig an dem bekannten Stand der Technik ist, dass Positionierungsöffnungen mit den Positionierungsstiften hohe Toleranzen hinsichtlich einer Lagegenauigkeit der Leiterplatte auf dem Reflektor aufweisen, sodass die Leiterplatte bei der Montage relativ leicht fehlausgerichtet werden könnte, was eine unerwünschte Lichtverteilung der auf der Leiterplatte angeordneten LED zur Folge haben würde. Darüber hinaus wird bei der Befestigung der Leiterplatte an der Halterung mittels der im Stand der Technik verwendeten Befestigungselemente ein Drehmoment oder eine hohe Kraft auf die Leiterplatte übertragen, die die erforderliche Lagegenauigkeit weiter verwirft.The disadvantage of the known prior art is that positioning openings with the positioning pins have high tolerances with regard to the positional accuracy of the circuit board on the reflector, so that the circuit board could be relatively easily misaligned during assembly, which results in an undesirable light distribution of the LEDs arranged on the circuit board would have. In addition, when the circuit board is fastened to the holder by means of the fastening elements used in the prior art, a torque or a high force is transmitted to the circuit board, which further rejects the required positional accuracy.
Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermindern, insbesondere die Lagegenauigkeit der Leiterplatte relativ zu dem Reflektor bei der Befestigung der Leiterplatte an dem Reflektor mit kostengünstigen und einfachen Mitteln zu erhöhen.It is therefore an object of the invention to reduce the disadvantages of the prior art, in particular to increase the positional accuracy of the printed circuit board relative to the reflector when the printed circuit board is fastened to the reflector using inexpensive and simple means.
Die voranstehende Aufgabe wird durch die Gegenstände der Patentansprüche, insbesondere durch ein LED-Lichtmodul für einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, ein Verfahren zur Herstellung eines LED-Lichtmoduls für einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 13, einen Scheinwerfer für ein Fahrzeug nach Anspruch 14 und ein Fahrzeug nach Anspruch 15, gelöst. Weitere Vorteile und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen LED-Lichtmodul offenbart sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer und dem erfindungsgemäßen Fahrzeug sowie jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.The above object is achieved by the subjects of the patent claims, in particular by an LED light module for a headlight for a motor vehicle according to claim 1, a method for producing an LED light module for a headlight for a motor vehicle according to claim 13, a headlight for a vehicle according to claim 13 Claim 14 and a vehicle according to claim 15, solved. Further advantages and details of the invention emerge from the subclaims, the description and the drawings. Features and details that are disclosed in connection with the LED light module according to the invention naturally also apply in connection with the method according to the invention, the headlight according to the invention and the vehicle according to the invention and vice versa, so that reference is always made to the individual aspects of the invention with respect to the disclosure will or can be.
Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein erfindungsgemäßes LED-Lichtmodul für einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug mit: (a) zumindest einer Leiterplatte, die zumindest eine LED zum Emittieren von Licht aufweist, wobei die Leiterplatte eine Längserstreckung und eine senkrecht zu der Längserstreckung verlaufende Breitenerstreckung aufweist, (b) einem Reflektor, an dem die zumindest eine Leiterplatte angeordnet ist, um das von der zumindest einen LED emittierte Licht in Richtung auf eine lichtdurchlässige Scheinwerfer-Abschlussscheibe des Scheinwerfers zu reflektieren, (c) einer Befestigungseinrichtung, die die Leiterplatte an dem Reflektor befestigt, wobei (d) die Leiterplatte durch die Befestigungseinrichtung in einer Solllage an dem Reflektor befestigt ist, wobei die Leiterplatte (i) an zumindest einer in eine X-Richtung zeigenden ersten Anlagefläche des Reflektors anliegt, wobei die X-Richtung in einer Ebene der Leiterplatte quer zu der Längserstreckung und/oder quer zu der Breitenerstreckung verläuft, (ii) an zumindest einer in eine Y-Richtung zeigenden zweiten Anlagefläche des Reflektors anliegt, wobei die Y-Richtung in einer Ebene der Leiterplatte quer zu der Längserstreckung und/oder quer zu der Breitenerstreckung sowie quer zu der X-Richtung verläuft, und (iii) an zumindest einer in eine Z-Richtung zeigenden dritten Anlagefläche des Reflektors anliegt, wobei die Z-Richtung aus der Ebene der Leiterplatte hinaus und in Richtung einer Höhenerstreckung der Leiterplatte verläuft.According to a first aspect, the object is achieved by an LED light module according to the invention for a headlight for a motor vehicle with: (a) at least one circuit board which has at least one LED for emitting light, the circuit board having a longitudinal extension and a perpendicular to the longitudinal extension having extending width extension, (b) a reflector on which the at least one circuit board is arranged in order to reflect the light emitted by the at least one LED in the direction of a translucent headlight cover lens of the headlight, (c) a fastening device that holds the circuit board attached to the reflector, wherein (d) the circuit board is fastened by the fastening device in a desired position on the reflector, wherein the circuit board (i) rests on at least one first contact surface of the reflector pointing in an X-direction, the X-direction in a plane of the circuit board transverse to the longitudinal extension and / or runs transversely to the widthwise extent, (ii) rests against at least one second contact surface of the reflector pointing in a Y-direction, the Y-direction in a plane of the circuit board transversely to the longitudinal extent and / or transversely to the widthwise extent and transversely to the X. Direction runs, and (iii) rests against at least one third contact surface of the reflector pointing in a Z direction, the Z direction extending out of the plane of the circuit board and in the direction of a vertical extension of the circuit board.
Erfindungsgemäß wird durch das Anlegen der Leiterplatte an dem Reflektor in unterschiedlichen Richtungen bewirkt, dass die Lagegenauigkeit der Leiterplatte an dem Reflektor deutlich erhöht wird, weil Anlageflächen des Reflektors zur Ausrichtung der Leiterplatte an dem Reflektor dienen. Hinzu kommt, dass der Reflektor sehr geringe Fertigungstoleranzen aufweist, sodass auch die insbesondere aus Werkzeughälften von Lichtflächen des Reflektors geformten Anlageflächen hinsichtlich ihrer Anordnung und Ausrichtung sehr geringe Toleranzen aufweisen. Da der Reflektor selbst zur Ausrichtung verwendet wird, stellt dies eine besonders einfache und kostengünstige Weise dar, die Lagegenauigkeit der Leiterplatte relativ zu dem Reflektor zu erhöhen, um sicherzustellen, dass eine gewünschte Lichtverteilung der LED erzielt wird.According to the invention, by placing the circuit board on the reflector in different directions, the positional accuracy of the circuit board on the reflector is significantly increased because contact surfaces of the reflector are used to align the circuit board on the reflector. In addition, the reflector has very low manufacturing tolerances, so that the contact surfaces formed in particular from tool halves of light surfaces of the reflector with regard to their arrangement and alignment have very low tolerances. Since the reflector itself is used for alignment, this represents a particularly simple and inexpensive way of increasing the positional accuracy of the circuit board relative to the reflector in order to ensure that a desired light distribution of the LED is achieved.
Selbstverständlich ist im erfindungsgemäßen Sinne beim Anliegen eines Elementes, beispielsweise der Leiterplatte, an einem anderen Element, beispielsweise einer Anlagefläche an einem Reflektor, gemeint, dass das anliegende Element auf das andere Element eine Kraft ausübt, sodass auch von einem Andrücken gesprochen werden kann. Dabei ist die Kraft nicht sichtbar, es soll aber beim Anliegen von einem nicht erfindungsgemäßen reinen Nebeneinanderliegen unterschieden werden, bei dem zumindest ein Element keine Kraft auf das daneben liegende Element ausübt. Die Kraft für das Anlegen oder auch Andrücken eines Elements an das andere kann erfindungsgemäß durch die Schwerkraft und/oder durch die hierin vorgeschlagenen Elemente, beispielsweise Befestigungsmittel der Befestigungseinrichtung, erzielt werden.Of course, in the sense of the invention, when an element, for example the circuit board, is in contact with another element, for example a contact surface on a reflector, this means that the contacting element exerts a force on the other element, so that it can also be referred to as pressing. The force is not visible in this case, but a distinction should be made when it is in contact with a pure juxtaposition not according to the invention, in which at least one element does not exert any force on the element lying next to it. The force for applying or also pressing one element against the other can be achieved according to the invention by gravity and / or by the elements proposed herein, for example fastening means of the fastening device.
Die X-Richtung, Y-Richtung und Z-Richtung können jeweils durch Senkrechte der Anlageflächen gebildet werden. Dies bedeutet, dass die Senkrechte als eine senkrecht auf der jeweiligen Anlagefläche stehende gedachte Linie verstanden werden kann. Die Höhenerstreckung ist insbesondere eine Erstreckung der Leiterplatte ihrer Stärke bzw. Dicke nach. Ferner verläuft die Höhenerstreckung insbesondere senkrecht zu der Längserstreckung und senkrecht zu der Breitenerstreckung. Die Ebene der Leiterplatte ist insbesondere die Ebene die durch eine Oberfläche der Leiterplatte verläuft, insbesondere einer unteren Oberfläche, die dem Reflektor gegenüberliegt.The X direction, Y direction and Z direction can each be formed by the perpendiculars of the contact surfaces. This means that the perpendicular can be understood as an imaginary line that is perpendicular to the respective contact surface. The height extension is in particular an extension of the printed circuit board according to its strength or thickness. Furthermore, the vertical extension runs in particular perpendicular to the longitudinal extension and perpendicular to the widthwise extension. The plane of the circuit board is in particular the plane which runs through a surface of the circuit board, in particular a lower surface which is opposite the reflector.
Der Aufbau des LED-Lichtmoduls kann auch anhand einer von unten nach oben aufgebauter Struktur beschrieben werden. Die Bezugsrichtung unten kann zu einem Boden unterhalb eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges mit einem erfindungsgemäßen Scheinwerfer, der ein erfindungsgemäßes LED-Lichtmodul aufweist, zeigen und die Bezugsrichtung oben kann zu einem Dach des erfindungsgemäßen Fahrzeuges zeigen. In einem solchen Aufbau kann die Leiterplatte auf dem Reflektor angeordnet sein und die Befestigungseinrichtung kann oberhalb oder auf der Leiterplatte angeordnet sein.The construction of the LED light module can also be described using a structure constructed from bottom to top. The reference direction below can point to a floor below a vehicle according to the invention with a headlight according to the invention, which has an LED light module according to the invention, and the reference direction above can point to a roof of the vehicle according to the invention. In such a structure, the circuit board can be arranged on the reflector and the fastening device can be arranged above or on the circuit board.
Von der Erfindung ist umschlossen, dass die Leiterplatte des LED-Lichtmoduls zumindest zwei LEDs aufweisen kann. Weiterhin können zumindest zwei Leiterplatten, insbesondere durch dieselbe Befestigungseinrichtung, an einem Reflektor befestigt sein und insbesondere voneinander beabstandet sein.The invention encompasses the fact that the circuit board of the LED light module can have at least two LEDs. Furthermore, at least two circuit boards can be fastened to a reflector, in particular by the same fastening device, and in particular can be spaced from one another.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem LED-Lichtmodul vorgesehen sein, dass die Leiterplatte (i) an zumindest zwei, bevorzugt genau zwei, in X-Richtung zeigenden und räumlich voneinander getrennten ersten Anlageflächen des Reflektors anliegt und/oder (ii) an zumindest zwei, bevorzugt genau zwei, in Y-Richtung zeigenden und räumlich voneinander getrennten zweiten Anlageflächen des Reflektors anliegt,
und/oder die Leiterplatte in Z-Richtung an zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei, in Z-Richtung zeigenden und räumlich voneinander getrennten dritten Anlagefläche des Reflektors anliegt. Räumlich voneinander getrennt bedeutet, dass ein zwischen den Anlageflächen bildbarer Luftlinienabstand besteht, wobei der kleinste bestimmbare Luftlinienabstand insbesondere zumindest der kürzesten oder der längsten Seite einer der Anlagefläche entsprechen kann oder zumindest dem Doppelten oder Dreifachen der kürzesten oder der längsten Seite einer der Anlagefläche entsprechen kann. Dadurch kann die Anordnung der Leiterplatte an dem Reflektor eindeutig festgelegt werden und eine Stabilität der Anordnung zudem verbessert werden.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in an LED light module that the circuit board (i) rests against at least two, preferably exactly two, first contact surfaces of the reflector pointing in the X direction and spatially separated from one another and / or (ii) at least two, preferably exactly two, spatially separated second contact surfaces of the reflector pointing in the Y direction,
and / or the printed circuit board rests in the Z direction on at least two, preferably at least three, third contact surfaces of the reflector that point in the Z direction and are spatially separated from one another. Spatially separated from one another means that there is a straight line distance that can be formed between the contact surfaces, the smallest determinable air line distance in particular being able to correspond to at least the shortest or the longest side of one of the contact surfaces or at least double or triple the shortest or the longest side of the contact surface. As a result, the arrangement of the circuit board on the reflector can be clearly defined and the stability of the arrangement can also be improved.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem LED-Lichtmodul vorgesehen sein, dass (i) zwischen der X-Richtung und der Längserstreckung ein Winkel im Bereich von 15° bis 75°, insbesondere im Bereich von 30° bis 60° und ferner insbesondere im Bereich von 40° bis 50° besteht, (ii) zwischen der Y-Richtung und der Breitenerstreckung ein Winkel im Bereich von 15° bis 75°, insbesondere im Bereich von 30° bis 60° und ferner insbesondere im Bereich von 40° bis 50° besteht, besteht und/oder (iii) zwischen der X-Richtung und der Y-Richtung ein Winkel im Bereich von 30° bis 90°, insbesondere im Bereich von 60° bis 90° und ferner insbesondere im Bereich von 75° bis 90° besteht. Durch die sich daraus ergebenden Andruckrichtungen relativ zu den Erstreckungsrichtungen der Leiterplatte können die Toleranzen bei der Anordnung der Leiterplatte an dem Reflektor weiter verbessert werden.According to a preferred further development of the invention, it can be provided for an LED light module that (i) between the X direction and the longitudinal extension an angle in the range from 15 ° to 75 °, in particular in the range from 30 ° to 60 ° and also in particular in the range from 40 ° to 50 °, (ii) an angle in the range from 15 ° to 75 °, in particular in the range from 30 ° to 60 ° and also in particular in the range from 40 ° to 50 ° exists, and / or (iii) between the X-direction and the Y-direction there is an angle in the range from 30 ° to 90 °, in particular in the range from 60 ° to 90 ° and furthermore in particular in the range from 75 ° to 90 °. The resulting pressure directions relative to the extension directions of the circuit board can further improve the tolerances in the arrangement of the circuit board on the reflector.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem LED-Lichtmodul vorgesehen sein, dass (i) die zumindest eine erste Anlagefläche an zumindest einer ersten Erhebung und/oder an zumindest einer zweiten Erhebung des Reflektors angeordnet ist, (ii) die zumindest eine zweite Anlagefläche an der zumindest einen ersten Erhebung und/oder an der zumindest einen zweiten Erhebung des Reflektors angeordnet ist, und/oder (iii) die zumindest eine dritte Anlagefläche an zumindest einer dritten Erhebung des Reflektors angeordnet ist, wobei die zumindest erste Erhebung, die zumindest zweite Erhebung und/oder die zumindest dritte Erhebung gegenüber einer Reflektor-Hauptoberfläche in Z-Richtung erhoben ist, wobei die Reflektor-Hauptoberfläche eine der Leiterplatte gegenüberliegende Oberfläche des Reflektors ist, die den geringsten Abstand zu der Leiterplatte aufweist. Die zumindest eine dritte Erhebung kann weniger gegenüber der Reflektor-Hauptoberfläche in Z-Richtung als die erste Erhebung und/oder die zweite Erhebung erhoben sein. Dies erleichtert das Befestigen der Leiterplatte an dem Reflektor. Eine erste Anlagefläche an einer ersten Erhebung und eine erste Anlagefläche an einer zweiten Erhebung können dieselbe X-Richtung haben. Ebenso können die zweite Anlagefläche an einer ersten Erhebung und eine zweite Anlagefläche an einer zweiten Erhebung dieselbe Y-Richtung haben.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in an LED light module that (i) the at least one first contact surface is arranged on at least one first elevation and / or on at least one second elevation of the reflector, (ii) the at least one second contact surface is arranged on the at least one first elevation and / or on the at least one second elevation of the reflector, and / or (iii) the at least one third contact surface is arranged on at least one third elevation of the reflector, the at least first elevation, the at least second Elevation and / or the at least third elevation is raised in relation to a main reflector surface in the Z direction, the main reflector surface being one opposite to the printed circuit board The surface of the reflector is closest to the circuit board. The at least one third elevation can be raised less with respect to the main reflector surface in the Z direction than the first elevation and / or the second elevation. This makes it easier to attach the circuit board to the reflector. A first contact surface on a first elevation and a first contact surface on a second elevation can have the same X direction. Likewise, the second contact surface on a first elevation and a second contact surface on a second elevation can have the same Y-direction.
Die Erhebungen stellen eine einfache, kostengünstige und stabile konstruktive Möglichkeit dar, die Anlageflächen zur Erhöhung der Lagegenauigkeiten zur Verfügung zu stellen. Sie lassen sich in ihrer Anzahl, ihrer Geometrie und ihrer Größe im Wesentlichen frei bestimmen, sodass ein hoher Gestaltungsspielraum gegeben ist. Durch zumindest eine der dritten Erhebungen wird erzielt, dass die Leiterplatte nicht plan auf der Reflektor-Hauptoberfläche aufliegt. Der dadurch bereitgestellte Abstand zwischen Leiterplatte und Reflektor birgt Vorteile hinsichtlich des Wärmetausches der Leiterplatte mit der Atmosphäre, wodurch die Erwärmung der Leiterplatte reduziert wird und eventuelle Anforderungen an eine Kühlung reduziert werden. Außerdem wird dadurch erzielt, dass die Leiterplatte bei der Befestigung an dem Reflektor nicht verzogen wird, weil Toleranzen entlang der gesamten Reflektor-Hauptoberfläche mehr schwanken können als auf einzelnen Erhebungen. Dadurch werden auch mechanische Spannungen in der Leiterplatte vermieden oder zumindest erheblich reduziert. Es ist mitunter kostengünstiger realisierbar, die geringen Toleranzen auf einzelnen Erhebungen als auf der gesamten Reflektor-Hauptoberfläche zu erreichen.The surveys represent a simple, inexpensive and stable constructive option to provide the contact surfaces for increasing the positional accuracy. They can essentially be freely determined in terms of their number, their geometry and their size, so that there is a high degree of design freedom. At least one of the third elevations ensures that the printed circuit board does not lie flat on the main reflector surface. The distance thus provided between the circuit board and reflector has advantages with regard to the heat exchange between the circuit board and the atmosphere, as a result of which the heating of the circuit board is reduced and any requirements for cooling are reduced. In addition, this ensures that the printed circuit board is not warped when it is attached to the reflector, because tolerances can fluctuate more along the entire main reflector surface than on individual elevations. This also avoids mechanical stresses in the circuit board or at least significantly reduces them. It can sometimes be more cost-effective to achieve the low tolerances on individual elevations than on the entire main reflector surface.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem LED-Lichtmodul vorgesehen sein, dass die zumindest eine erste Erhebung, die zumindest eine zweite Erhebung und/oder die zumindest eine dritte Erhebung quaderförmig oder im Wesentlichen quaderförmig sind. Im Wesentlichen meint, dass die äußere und grobe Grundstruktur der Erhebung einem Quader entsprechen kann, aber Abweichungen in Gestalt beispielsweise von anderen oder zusätzlichen Kanten und Ecken, insbesondere gerundeten Kanten und Ecken, sowie Verläufe von einer quaderförmigen Grundstruktur zu einer anderen möglich sind. Diese Form ermöglicht die Bereitstellung besonders großer Anlageflächen, um die Stabilität der Anordnung zu erhöhen.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in an LED light module that the at least one first elevation, the at least one second elevation and / or the at least one third elevation are cuboid or essentially cuboid. Essentially means that the outer and rough basic structure of the elevation can correspond to a cuboid, but deviations in the shape of other or additional edges and corners, especially rounded edges and corners, as well as gradients from one cuboid basic structure to another are possible. This shape makes it possible to provide particularly large contact surfaces in order to increase the stability of the arrangement.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem LED-Lichtmodul vorgesehen sein, dass sich die zumindest eine erste Erhebung, die zumindest eine zweite Erhebung und/oder die zumindest eine dritte Erhebung überwiegend oder vollständig innerhalb der Reflektor-Hauptoberfläche erheben können. Dadurch kann die geringe, auf dem Reflektor zur Verfügung stehende Reflektor-Hauptoberfläche optimal genutzt werden.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in an LED light module that the at least one first elevation, the at least one second elevation and / or the at least one third elevation can predominantly or completely rise within the main reflector surface. As a result, the small main reflector surface available on the reflector can be optimally used.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem LED-Lichtmodul vorgesehen sein, dass die zumindest eine erste Erhebung durch zumindest eine erste Öffnung der Leiterplatte hindurchgeführt ist, wobei die zumindest eine erste Öffnung innerhalb der Leiterplatte ausgebildet ist. Dies ermöglicht die Optimierung der auf der Leiterplatte zur Verfügung stehenden Oberfläche für elektronische Bauteile und sorgt dafür, dass die Steifigkeit der Leiterplatte weitestgehend erhalten bleibt.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in an LED light module that the at least one first elevation is passed through at least one first opening in the circuit board, the at least one first opening being formed within the circuit board. This enables the surface available on the circuit board for electronic components to be optimized and ensures that the rigidity of the circuit board is largely maintained.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem LED-Lichtmodul vorgesehen sein, dass sich die zumindest eine zweite Erhebung bis zu einem Randbereich des Reflektors erstreckt, insbesondere der Reflektor-Hauptoberfläche, und/oder ist die zumindest eine zweite Erhebung prismaförmig oder im Wesentlichen prismaförmig. Im Wesentlichen meint, dass die äußere und grobe Grundstruktur der Erhebung einem Prisma entsprechen kann, aber Abweichungen in Gestalt beispielsweise von anderen oder zusätzlichen Kanten und Ecken, insbesondere gerundeten Kanten und Ecken, sowie Verläufe von einer prismaförmigen Grundstruktur zu einer anderen möglich sind. Dadurch kann die zweite Erhebung besonders platzsparend und dennoch mit hinreichender Steifigkeit auf dem Reflektor ausgebildet werden, um eine von der Leiterplatte auf die zweite Erhebung ausgeübte Anlagekraft in den Reflektor leiten zu können.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in an LED light module that the at least one second elevation extends as far as an edge region of the reflector, in particular the main reflector surface, and / or the at least one second elevation is prism-shaped or essentially prism-shaped . Essentially means that the outer and coarse basic structure of the elevation can correspond to a prism, but deviations in the form of other or additional edges and corners, in particular rounded edges and corners, as well as gradients from one prism-shaped basic structure to another are possible. As a result, the second elevation can be embodied on the reflector in a particularly space-saving manner and nevertheless with sufficient rigidity in order to be able to direct a contact force exerted by the circuit board on the second elevation into the reflector.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem LED-Lichtmodul vorgesehen sein, dass (i) zumindest ein erster Stift der Befestigungseinrichtung, der sich in Z-Richtung von der Befestigungseinrichtung senkrecht oder im Wesentlich senkrecht weg und in Richtung des Reflektors erstreckt, auf der zumindest einen ersten Erhebung abgestützt ist und/oder (ii) zumindest ein zweiter Stift der Befestigungseinrichtung, der sich in Z-Richtung von der Befestigungseinrichtung senkrecht oder im Wesentlich senkrecht weg und in Richtung des Reflektors erstreckt, auf der zumindest einen zweiten Erhebung abgestützt ist. Dadurch zentriert sich die Befestigungsvorrichtung an dem Reflektor, wodurch die Lagegenauigkeit weiter erhöht wird.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in an LED light module that (i) at least one first pin of the fastening device, which extends perpendicularly in the Z direction from the fastening device or essentially perpendicularly away and in the direction of the reflector, on the at least one first elevation is supported and / or (ii) at least one second pin of the fastening device, which extends in the Z direction perpendicularly or essentially perpendicularly away from the fastening device and in the direction of the reflector, on which at least one second elevation is supported. As a result, the fastening device is centered on the reflector, whereby the positional accuracy is further increased.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem LED-Lichtmodul vorgesehen sein, dass die Befestigungseinrichtung mittels eines Verbindungsmittels, insbesondere eines form- und/oder kraftschlüssig wirkenden Verbindungsmittels, mit dem Reflektor verbunden ist, wobei das Verbindungsmittel insbesondere durch zumindest eine dritte Öffnung der Leiterplatte hindurchgeführt ist, wobei die zumindest eine dritte Öffnung innerhalb der Leiterplatte ausgebildet ist. Bevorzugt wird nur ein Verbindungsmittel verwendet. Das Verbindungsmittel kann eine vierte Anlagefläche aufweisen, die an der Oberfläche der Leiterplatte anliegt. In diesem Sinne ist die vierte Anlagefläche nicht eine Anlagefläche des Reflektors, wie dies bei der ersten, zweiten und dritten Anlagefläche der Fall ist. Das Verbindungsmittel kann eine Schraube aufweisen. Das Verbindungsmittel kann einen ersten Schaft und einen zweiten Schaft aufweisen, wobei der zweite Schaft einen größeren Außendurchmesser als der zweite Schaft aufweisen kann. Der erste Schaft und der zweite Schaft können ein Außengewinde aufweisen. Der erste Schaft kann mit seinem Außengewinde mit einem Innengewinde des Reflektors in Eingriff stehen, wobei der erste Schaft durch die dritte Öffnung der Leiterplatte hindurchgeführt ist. Der zweite Schaft kann insbesondere einen Außendurchmesser aufweisen, der größer als ein Durchmesser der dritten Öffnung ist, beispielsweise um die vierte Anlagefläche bereitzustellen. Die vierte Anlagefläche kann sich an einer Unterseite des zweiten Schaftes befinden, an der eine Verbindung von dem ersten Schaft mit dem zweiten Schaft des Verbindungsmittels besteht. Der erste Schaft und/oder der zweite Schaft können aus einem Kunststoff oder ein Kunststoff aufweisen. Dadurch wird eine sichere und mit nur sehr geringen Toleranzen behaftete Festlegung der Leiterplatte über die Befestigungseinrichtung in Z-Richtung erreicht.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in an LED light module that the fastening device is connected to the reflector by means of a connection means, in particular a form-fitting and / or force-fitting connection means, the connection means in particular through at least one third opening in the circuit board is passed through wherein the at least one third opening is formed within the circuit board. Only one connecting means is preferably used. The connecting means can have a fourth contact surface which rests on the surface of the circuit board. In this sense, the fourth contact surface is not a contact surface of the reflector, as is the case with the first, second and third contact surfaces. The connecting means can have a screw. The connecting means can have a first shaft and a second shaft, wherein the second shaft can have a larger outer diameter than the second shaft. The first shaft and the second shaft can have an external thread. The first shaft can engage with its external thread with an internal thread of the reflector, wherein the first shaft is passed through the third opening of the circuit board. The second shaft can in particular have an outer diameter that is greater than a diameter of the third opening, for example in order to provide the fourth contact surface. The fourth contact surface can be located on an underside of the second shaft, on which there is a connection between the first shaft and the second shaft of the connecting means. The first shaft and / or the second shaft can be made of a plastic or a plastic. This achieves a secure fixing of the printed circuit board with only very small tolerances via the fastening device in the Z direction.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem LED-Lichtmodul vorgesehen sein, dass zumindest ein dritter Stift der Befestigungseinrichtung, der sich in Z-Richtung von der Befestigungseinrichtung senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht weg und in Richtung des Reflektors erstreckt, durch zumindest eine zweite Öffnung der Leiterplatte hindurchgeführt ist, wobei die zumindest eine zweite Öffnung innerhalb der Leiterplatte ausgebildet ist, und wobei der zumindest eine dritte Stift an einem Innenrand der zumindest einen zweiten Öffnung anliegt. Dies stellt eine einfache aber effektive Möglichkeit dar, die Leiterplatte in X-Richtung und Y-Richtung festzulegen, bei der kein die Lagegenauigkeit verwerfendes Moment an der Leiterplatte angreift. Insbesondere kann die zumindest eine zweite Öffnung in einer Fläche innerhalb der Leiterplatte angeordnet sein, an der die Oberfläche der Leiterplatte der Reflektor-Hauptoberfläche, insbesondere der Reflektor-Hauptoberfläche gegenüber der sich die Erhebungen erheben, nicht gegenüberliegt.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in an LED light module that at least one third pin of the fastening device, which extends perpendicularly or substantially perpendicularly away from the fastening device in the Z direction and in the direction of the reflector, through at least one second opening the circuit board is passed through, wherein the at least one second opening is formed within the circuit board, and wherein the at least one third pin rests against an inner edge of the at least one second opening. This represents a simple but effective way of fixing the circuit board in the X-direction and Y-direction, in which no moment that would reject the positional accuracy acts on the circuit board. In particular, the at least one second opening can be arranged in an area within the circuit board on which the surface of the circuit board does not lie opposite the main reflector surface, in particular the main reflector surface opposite which the elevations rise.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem LED-Lichtmodul vorgesehen sein, dass der zumindest eine dritte Stift federnd ausgebildet ist. Dies ermöglicht einen zusätzlichen Ausgleich geringfügiger Toleranzen. Der dritte Stift kann beispielsweise aus einem Kunststoff bestehen.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in an LED light module that the at least one third pin is resilient. This enables an additional compensation for minor tolerances. The third pin can for example consist of a plastic.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem LED-Lichtmodul vorgesehen sein, dass die Befestigungseinrichtung eine Luftführungseinrichtung zur Kühlung der Leiterplatte ist, wobei die Luftführungseinrichtung mit einem Lüfter wirkverbunden ist. Die Luftführungseinrichtung kann über eine Lüfterhalterung mit dem Lüfter verbunden sein. Die Luftführungseinrichtung kann Luftführungskanäle aufweisen. Die Luftführungskanäle können durch relativ zueinander angeordnete Rippen gebildet sein. Die Rippen können quer von einem flachen Grundkörper der Luftführungseinrichtung in Richtung der Leiterplatte abstehen. Somit kann die Luftkühlung mit der Befestigungseinrichtung kombiniert werden, um zusätzliche Bauteile einzusparen und das LED-Lichtmodul kompakt zu halten.According to a preferred further development of the invention, in the case of an LED light module, it can be provided that the fastening device is an air guide device for cooling the circuit board, the air guide device being operatively connected to a fan. The air guiding device can be connected to the fan via a fan holder. The air guide device can have air guide channels. The air ducts can be formed by ribs arranged relative to one another. The ribs can protrude transversely from a flat base body of the air guiding device in the direction of the circuit board. The air cooling can thus be combined with the fastening device in order to save additional components and to keep the LED light module compact.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines LED-Lichtmoduls für einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug mit den Schritten: (a) Bereitstellen zumindest einer Leiterplatte, die zumindest eine LED zum Emittieren von Licht aufweist, wobei die Leiterplatte eine Längserstreckung und eine senkrecht zu der Längserstreckung verlaufende Breitenerstreckung, (b) Anordnen der Leiterplatte an einem Reflektor derart, dass das von der zumindest einen LED emittierte Licht in Richtung auf eine lichtdurchlässige Scheinwerfer-Abschlussscheibe des Scheinwerfers reflektiert werden kann, (c) Befestigen der Leiterplatte in einer Solllage an dem Reflektor durch eine Befestigungseinrichtung, wobei die Leiterplatte (i) an zumindest einer in eine X-Richtung zeigenden ersten Anlagefläche des Reflektors angelegt wird, wobei die X-Richtung in einer Ebene der Leiterplatte quer zu der Längserstreckung und/oder quer zu der Breitenerstreckung verläuft, (ii) an zumindest einer in eine Y-Richtung zeigenden zweiten Anlagefläche des Reflektors angelegt wird, wobei die Y-Richtung in einer Ebene der Leiterplatte quer zu der Längserstreckung und/oder quer zu der Breitenerstreckung sowie quer zu der X-Richtung verläuft, und (iii) an zumindest einer in eine Z-Richtung zeigenden dritten Anlagefläche des Reflektors angelegt wird, wobei die Z-Richtung aus der Ebene der Leiterplatte hinaus und in Richtung einer Höhenerstreckung der Leiterplatte verläuft.According to a second aspect of the invention, the object is achieved by a method for producing an LED light module for a headlight for a motor vehicle with the following steps: (a) Providing at least one circuit board which has at least one LED for emitting light, the circuit board a longitudinal extension and a width extension running perpendicular to the longitudinal extension, (b) arranging the circuit board on a reflector in such a way that the light emitted by the at least one LED can be reflected in the direction of a translucent headlight cover lens of the headlight, (c) attaching the Circuit board in a desired position on the reflector by a fastening device, the circuit board (i) being placed on at least one first contact surface of the reflector pointing in an X-direction, the X-direction in a plane of the circuit board transverse to the longitudinal extent and / or runs transversely to the extension of the width, (ii) is applied to at least one second contact surface of the reflector pointing in a Y direction, the Y direction running in a plane of the printed circuit board transversely to the longitudinal extension and / or transversely to the widthwise extension and transversely to the X direction, and (iii) is applied to at least one third contact surface of the reflector pointing in a Z direction, the Z direction extending out of the plane of the circuit board and in the direction of a vertical extension of the circuit board.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Verfahren vorgesehen sein, dass die Befestigungseinrichtung mittels eines Verbindungsmittels, insbesondere eines form- und/oder kraftschlüssig wirkenden Verbindungsmittels, mit dem Reflektor verbunden wird, wobei das Verbindungsmittel durch zumindest eine dritte Öffnung der Leiterplatte geführt wird, wobei die zumindest eine dritte Öffnung innerhalb der Leiterplatte ausgebildet ist, sodass die Leiterplatte an die zumindest eine in Z-Richtung zeigende dritte Anlagefläche des Reflektors über zumindest einen ersten Stift und/oder einen zweiten Stift der Befestigungseinrichtung, der auf dem Reflektor abgestützt wird, angedrückt wird.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in a method that the fastening device is connected to the reflector by means of a connection means, in particular a form-fitting and / or force-fitting connection means, the connection means being guided through at least one third opening in the circuit board, wherein the at least one third opening is within the circuit board is designed so that the printed circuit board is pressed against the at least one third contact surface of the reflector pointing in the Z direction via at least one first pin and / or a second pin of the fastening device, which is supported on the reflector.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Verfahren vorgesehen sein, dass zumindest ein dritter Stift der Befestigungseinrichtung, der sich in Z-Richtung von der Befestigungseinrichtung senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht weg und in Richtung des Reflektors erstreckt, durch zumindest eine zweite Öffnung der Leiterplatte hindurchgeführt wird, wobei die zumindest eine zweite Öffnung innerhalb der Leiterplatte ausgebildet ist, und wobei der zumindest eine dritte Stift an einen Innenrand der zumindest einen zweiten Öffnung angelegt wird, sodass die Leiterplatte an die zumindest eine in X-Richtung zeigende erste Anlagefläche des Reflektors und/oder an die zumindest eine in Y-Richtung zeigende zweite Anlagefläche des Reflektors angedrückt wird.According to a preferred further development of the invention, in a method it can be provided that at least one third pin of the fastening device, which extends perpendicularly or essentially perpendicularly away from the fastening device in the Z direction and in the direction of the reflector, through at least one second opening in the circuit board is passed through, wherein the at least one second opening is formed within the circuit board, and wherein the at least one third pin is placed on an inner edge of the at least one second opening so that the circuit board on the at least one first contact surface of the reflector and pointing in the X direction / or is pressed against the at least one second contact surface of the reflector pointing in the Y direction.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug mit einem Scheinwerfer-Gehäuse, einer an dem Scheinwerfer-Gehäuse angeordneten lichtdurchlässigen Scheinwerfer-Abschlussscheibe und einem erfindungsgemäßen LED-Lichtmodul. Das LED-Lichtmodul kann an dem Scheinwerfer-Gehäuse und/oder in einem Abstand von der lichtdurchlässigen Scheinwerfer-Abschlussscheibe angeordnet sein. Die lichtdurchlässige Scheinwerfer-Abschlussscheibe kann eine Kunststoffabschlussscheibe sein.According to a third aspect of the invention, the object is achieved by a headlight for a motor vehicle with a headlight housing, a translucent headlight cover lens arranged on the headlight housing and an LED light module according to the invention. The LED light module can be arranged on the headlight housing and / or at a distance from the translucent headlight cover lens. The translucent headlight cover lens can be a plastic cover lens.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Fahrzeug mit zumindest einem erfindungsgemäßen Scheinwerfer, insbesondere zwei erfindungsgemäßen Scheinwerfern.According to a fourth aspect of the invention, the object is achieved by a vehicle with at least one headlight according to the invention, in particular two headlights according to the invention.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Figuren hervorgehenden Merkmale, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den beliebigen verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein. Elemente mit gleicher Funktion und/oder Wirkungsweise sind in den Figuren jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. Wenn mehr als ein Element desselben Typs in einer der Figuren vorhanden ist werden die Elemente in aufsteigender Reihenfolge nummeriert, wobei die aufsteigende Nummer des Elements von dem Bezugszeichen durch einen Punkt getrennt wird. Dabei zeig:
-
1 eine Frontansicht auf ein LED-Lichtmodul nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, -
2 eine perspektivische Draufsicht auf das LED-Lichtmodul aus1 , -
3 die perspektivische Draufsicht auf das LED-Lichtmodul aus2 , gezeigt ohne die Befestigungseinrichtung, -
4 eine Detailansicht des LED-Lichtmoduls aus3 , -
5 die perspektivische Draufsicht auf das LED-Lichtmodul aus2 mit transparent dargestellten Leiterplatten, -
6 die perspektivische Draufsicht auf das LED-Lichtmodul aus2 mit transparent dargestellter Befestigungseinrichtung, -
7 eine frontale Detailansicht auf das LED-Lichtmodul aus1 bei veränderter Perspektive, und -
8 eine Frontansicht auf ein Fahrzeug nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
1 a front view of an LED light module according to an embodiment of the invention, -
2 a perspective top view of the LED light module1 , -
3 the perspective top view of the LED light module2 , shown without the fastening device, -
4th a detailed view of the LED light module3 , -
5 the perspective top view of the LED light module2 with transparent printed circuit boards, -
6th the perspective top view of the LED light module2 with fastening device shown transparently, -
7th a detailed front view of the LED light module1 with a different perspective, and -
8th a front view of a vehicle according to an embodiment of the invention.
Die Leiterplatte
Ferner weist der Reflektor
Die Leiterplatte
Somit ist die Leiterplatte
Ferner ist hier das Verbindungsmittel
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- LED-LichtmodulLED light module
- 2020th
- Reflektorreflector
- 2121st
- erste Erhebungfirst survey
- 2222nd
- zweite Erhebungsecond survey
- 2323
- dritte Erhebungthird survey
- 2424
- erste Anlageflächefirst contact surface
- 2525th
- zweite Anlageflächesecond contact surface
- 2626th
- dritte Anlageflächethird contact surface
- 2727
- Reflektor-HauptoberflächeMain reflector surface
- 3030th
- LeiterplatteCircuit board
- 3131
- Ebenelevel
- 3232
- LEDLED
- 33 33
- erste Öffnungfirst opening
- 3434
- zweite Öffnungsecond opening
- 3535
- dritte Öffnungthird opening
- 4040
- BefestigungseinrichtungFastening device
- 4141
- erster Stiftfirst pen
- 4242
- zweiter Stiftsecond pen
- 4343
- dritter Stiftthird pin
- 4444
- VerbindungsmittelLanyard
- 4545
- erster Schaftfirst shaft
- 4646
- zweiter Schaftsecond shaft
- 4747
- GrundkörperBase body
- 4848
- Ripperib
- 4949
- LüfterFan
- 5050
- LüfterhalterungFan bracket
- 6060
- ScheinwerferHeadlights
- 6161
- Scheinwerfer-AbschlussgehäuseHeadlight cover housing
- 6262
- Scheinwerfer-AbschlussscheibeHeadlight cover lens
- 7070
- Fahrzeugvehicle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- US 2018/0112844 A1 [0002]US 2018/0112844 A1 [0002]
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---|---|
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-
2019
- 2019-03-13 DE DE102019106358.2A patent/DE102019106358A1/en active Pending
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