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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Beleuchtungsvorrichtung und ein Verfahren zur Montage einer solchen Beleuchtungsvorrichtung.
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Übliche Beleuchtungsvorrichtungen in Kraftfahrzeugen werden vorne etwa als Fernlicht, Abblendlicht oder Standlicht und hinten etwa als Schlussleuchten oder Bremsleuchten angebracht. Normalerweise werden die Beleuchtungsvorrichtungen in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet. Die Beleuchtungsvorrichtungen weisen einen Tragrahmen auf, an dem eine Leiterplatte befestigt ist. Zur Beleuchtung sind auf der Leiterplatte üblicherweise Leuchtdioden angeordnet. Die Leiterplatte mit den darauf befindlichen Leuchtdioden wird über flexible Kabel mit Strom versorgt. An den Kabeln ist ein lösbar mit einem Randbereich der Leiterplatte verbindbarer Randkontaktstecker angeordnet, der aus einer Vormontagestellung, in der er von der Leiterplatte beabstandet ist, in eine Endmontagestellung bringbar ist, in der er den Randbereich übergreift und sich mit diesem verbindet. Ferner wird die Leiterplatte elektrisch mittels entsprechender Kontaktelemente an dem Randkontaktstecker mit dem Randkontaktstecker verbunden, um den Strom aus den flexiblen Kabeln an die Leuchtdioden weiterzuleiten.
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Es ist möglich, dass sich der Randkontaktstecker aus seiner Verbindung mit dem Randbereich der Leiterplatte, an den er angesteckt ist, unbeabsichtigt löst. Beispielsweise kann sich der Randkontaktstecker aufgrund der bei den Fahrten induzierten Schwingungen, während einer Wartung oder einem Austausch von Komponenten in dem Kraftfahrzeug oder einem Crash unbeabsichtigt von dem Randbereich der Leiterplatte lösen.
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Aus der
US 9,306,327 B1 ist ein Winkel mit Klammer bekannt, mittels dem der Randkontaktstecker an der Leiterplatte gegen unbeabsichtigtes Lösen gesichert werden kann. Die vorgestellte Lösung ist vergleichsweise aufwändig, da sie den Winkel mit der Klammer und zusätzliche Montageschritte erfordert.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein unbeabsichtigtes Lösen des Randkontaktsteckers von dem Randbereich der Leiterplatte mit einfachen und kostengünstigen Mitteln zu verhindern.
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Die voranstehende Aufgabe wird durch die Gegenstände der Patentansprüche, insbesondere durch eine Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 13 und ein Verfahren nach Anspruch 14, 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 der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung offenbart sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Beleuchtungsvorrichtung aufweist: eine Leiterplatte, zumindest ein mit der Leiterplatte elektrisch verbundenes Leuchtmittel, einen Tragrahmen, an dem die Leiterplatte befestigt ist, einen Randkontaktstecker, wobei der Randkontaktstecker aus einer Vormontagestellung in eine Endmontagestellung, in der der Randkontaktstecker mit einem Randbereich der Leiterplatte verbunden ist, bringbar ist, und wobei zumindest ein Kabel der Beleuchtungsvorrichtung mit dem Randkontaktstecker elektrisch verbindbar oder verbunden ist, wobei der Tragrahmen einen Vorsprung aufweist, der sich neben der Leiterplatte und in Richtung zu der Leiterplatte erstreckt, und die Beleuchtungsvorrichtung ferner ein Sicherungselement aufweist, das zur Befestigung korrespondierend zu dem Vorsprung ausgebildet ist und zum Sichern des Randkontaktsteckers in der Endmontagestellung an der Leiterplatte derart eingerichtet ist, dass wenn das Sicherungselement sich in einer Sicherungsstellung befindet, in der das Sicherungselement an dem Vorsprung befestigt ist, der Randkontaktstecker von dem Sicherungselement derart gesichert wird, dass der Randkontaktstecker nicht aus seiner Endmontagestellung bringbar ist.
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Demgemäß, wenn der Randkontaktstecker sich in der Endmontagestellung befindet und das Sicherungselement sich in der Sicherungsstellung befindet, wird der Randkontaktstecker durch das Sicherungselement derart gesichert, dass das Sicherungselement sich neben dem Randkontaktstecker befindet. In Abziehrichtung des Randkontaktsteckers verhindert das Sicherungselement, dass der Randkontaktstecker abgezogen werden kann bzw. abfallen kann und damit ist der Randkontaktstecker nicht aus seiner Endmontagestellung bringbar. Dass der Randkontaktstecker nicht aus seiner Endmontagestellung bringbar ist bedeutet dabei, dass die Verbindung von Randkontaktstecker und Randbereich der Leiterplatte weder beabsichtigt noch unbeabsichtigt gelöst werden kann. Dadurch wird mit besonders einfachen und kostengünstigen Mitteln eine einfache Lösung zur Vermeidung einer unbeabsichtigten Lösung der Verbindung von Randkontaktstecker und Randbereich der Leiterplatte bereitgestellt. Diese bedarf lediglich des entsprechenden Vorsprunges an dem Tragrahmen und des entsprechenden Sicherungselementes.
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In der Vormontagestellung ist der Randkontaktstecker von der Leiterplatte beabstandet und nicht mit dem Randbereich der Leiterplatte verbunden. In der Endmontagestellung ist der Randkontaktstecker mit dem Randbereich der Leiterplatte verbunden.
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Eine Verrastung zwischen Randkontaktstecker und Randbereich der Leiterplatte kann zur mechanischen Befestigung von Randkontaktstecker an dem Randbereich der Leiterplatte vorgesehen sein. Dabei kann ferner vorgesehen sein, dass der Randkontaktstecker den Randbereich der Leiterplatte übergreift. Der Randkontaktstecker kann so einfach an den Randbereich der Leiterplatte angesteckt werden.
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Zur elektrischen Verbindung des Randkontaktsteckers mit dem Randbereich der Leiterplatte können zueinander korrespondierende elektrische Kontaktstellen in dem Randkontaktstecker und dem Randbereich der Leiterplatte vorgesehen sein. Insbesondere können auf der Leiterplatte Leiterbahnen vorgesehen sein, die mit elektrischen Anschlüssen des Leuchtmittels verbunden sind und im Randbereich der Leiterplatte elektrische Kontaktstellen haben. Der Randkontaktstecker kann mit dem zumindest einen Kabel elektrisch verbundene Kontaktelemente aufweisen, die in Endmontagestellung den Kontaktstellen zugewandt sind und diese kontaktieren.
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Das zumindest eine Leuchtmittel kann mehrere Leuchtmittel umfassen. Das zumindest eine Leuchtmittel kann insbesondere als Leuchtdiode ausgebildet sein. Das zumindest eine Leuchtmittel kann auf der Leiterplatte angeordnet sein.
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Insbesondere können zumindest zwei Kabel vorgesehen sein, um die Leiterplatte bzw. das zumindest eine Leuchtmittel mit Strom zu versorgen. Das zumindest eine Kabel oder weitere Kabel können für einen Thermosensor oder für einen ESD-Schutz genutzt werden. Das zumindest eine Kabel kann flexibel ausgebildet sein.
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Neben einer Stromversorgung, einer thermischen Überwachung mittels Thermosensor und einem ESD-Schutz kann der Randkontaktstecker auch weitere Funktionen übernehmen bzw. mit weiteren Kabeln verbinden sein, die derartige Funktionen übernehmen. Beispielsweise können diese Funktion eine Fahrtrichtungsanzeige, eine Tagfahrlichtfunktion, eine Kurvenlichtfunktion und eine Steuerfunktion sein. Entsprechend kann der Randkontaktstecker auch als ein Steuergerätestecker für einzelne oder sämtliche der vorgenannten Funktionen ausgebildet sein.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Vorsprung sich unterhalb der Leiterplatte erstreckt, so dass der Randkontaktstecker sich über dem Sicherungselement befindet, wenn das Sicherungselement sich in der Sicherungsstellung befindet. Die Angaben der relativen Orientierungen der Elemente zueinander, also unterhalb und über, beziehen sich auf die Einbausituation im Kraftfahrzeug. Wenn sich der Vorsprung unterhalb der Leiterplatte erstreckt und der Randkontaktstecker sich über dem Sicherungselement befindet, wird vermieden, dass der Randkontaktstecker bei einem unbeabsichtigten Lösen in Abziehrichtung, vorliegend der Schwerkraftrichtung, nach unten fällt, da er von dem Sicherungselement aufgehalten bzw. in der Endmontagestellung gehalten wird.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass das Sicherungselement und der Vorsprung dazu eingerichtet sind, eine reibschlüssige Verbindung miteinander zu bilden. Das Sicherungselement kann dabei als ein Steckelement ausgebildet sein. Die reibschlüssige Verbindung ist in der Montage besonders einfach herzustellen und bietet eine gegenüber einem unbeabsichtigten Lösen besonders sichere Befestigung.
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Auch kann vorgesehen sein, dass das Sicherungselement zur lösbaren Befestigung korrespondierend zu dem Vorsprung ausgebildet ist. Dadurch ist es möglich das Sicherungselement von dem Vorsprung zu lösen, um den Randkontaktstecker zum Zwecke etwa eines Austausches zu lösen.
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Zudem kann vorgesehen sein, dass der Vorsprung oder das Sicherungselement einen Kontaktbereich aufweist, der mit dem jeweils anderem von dem Vorsprung und dem Sicherungselement in der Sicherungsstellung in Kontakt steht, wobei der Kontaktbereich zumindest teilweise aus einem Elastomer ausgebildet ist. Der Kontaktbereich mit dem Elastomer ermöglicht es, dass das Sicherungselement an dem Vorsprung mittels einer Reibkraft und damit besonders sicher gehalten wird.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Vorsprung in seiner Erstreckungsrichtung zu der Leiterplatte vor der Leiterplatte endet. Mit anderen Worten schneidet eine gedachte Ebene, in der die Leiterplatte liegt, den Vorsprung nicht. Eine Linearprojektion des Vorsprungs hingegen schneidet die gedachte Ebene. Dadurch besteht zwischen dem Vorsprung und dem Randbereich der Leiterplatte ein freier Montageraum zum Anstecken des Randkontaktsteckers an den Randbereich der Leiterplatte. Der freie Montageraum wird hingegen von dem Sicherungselement in der Sicherungsstellung eingenommen, um den Randkontaktstecker in der Endmontagestellung zu sichern.
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Zudem kann vorgesehen sein, dass das Sicherungselement den Randkontaktstecker in der Endmontagestellung kontaktiert oder ein Toleranzabstand zwischen dem Randkontaktstecker und dem Sicherungselement besteht. Dadurch kann zuverlässig gewährleistet werden, dass der Randkontaktstecker nicht unbeabsichtigt aus seiner Endmontagestellung gebracht wird. Der Toleranzabstand kann beispielsweise bis zu 5 mm, insbesondere bis zu 3 mm, ferner insbesondere bis zu 1 mm betragen. Dadurch wird vermieden, dass das Sicherungselement den Randkontaktstecker aufgrund fertigungsbedingter Toleranzen verrückt.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Vorsprung als ein Dorn ausgebildet ist. Der Dorn verjüngt sich entlang seiner Längserstreckung zu der Leiterplatte hin und weist einen runden Querschnitt auf. Der Dorn bietet damit über die sich in Längserstreckungsrichtung verjüngende Querschnittsfläche eine einfache Möglichkeit, daran das Sicherungselement festzulegen. Ferner kann er einfach an dem Tragrahmen bereitgestellt werden, beispielsweise einstückig mit dem Tragrahmen hergestellt, insbesondere spritzgegossen, werden.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass das Sicherungselement als eine Hülse ausgebildet ist. Die Hülse kann so einfach auf den Dorn geschoben werden. Aufgrund des sich entlang der Erstreckung des Dornes variablen Querschnitts ist die Hülse an dem Längsende des Dornes einfach auf den Dorn aufbringbar und das Aufschieben der Hülse wird entgegen der Erstreckungsrichtung des Dornes zunehmend schwerer, um die gewünschte Befestigung mittels Reibschlusses zu erreichen.
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Dabei kann ferner sein, dass der Dorn einen Anschlag aufweist, gegen den die Hülse in der Sicherungsstellung anschlägt. Der Anschlag kann beispielsweise als eine Wulst bzw. Verdickung in Umfangsrichtung des Dornes ausgebildet sein. Der Anschlag verhindert ein Aufziehen bzw. Aufschieben der Hülse auf den Dorn über den Anschlag hinaus und ermöglicht damit die Definition bzw. Festlegung der Sicherungsstellung. Dadurch wird vermieden, dass die Hülse derart weit auf den Dorn aufgeschoben wird, dass die Hülse die Endmontagestellung nicht mehr sichern würde. Bei der Montage wird so auf einfache Weise dem Monteur signalisiert, dass die Hülse die Sicherungsstellung erreicht hat, wenn die Hülse sich nicht weiter auf den Dorn schieben lässt.
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Dabei kann ferner vorgesehen sein, dass die Hülse als ein Schlauch, insbesondere aus einem Elastomer, ausgebildet ist. Der Schlauch ist flexibel und ermöglicht so den Ausgleich von Fertigungstoleranzen sowie eine einfache und schnelle Befestigung. Dabei kann außerdem vorgesehen sein, dass ein Innendurchmesser des Schlauchs kleiner als ein Außendurchmesser des Dorns ist. Dadurch wird beim Aufziehen des Schlauchs auf den Dorn durch das erforderliche Weiten des Schlauchs und die Reibung des Schlauchs auf dem Dorn eine sichere Befestigung und damit ein Abfallen des Schlauchs von dem Dorn vermieden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die eingangs erwähnte Aufgabe gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Die Beleuchtungsvorrichtung kann beispielsweise vorne am Kraftfahrzeug, etwa als Fernlicht, Abblendlicht oder Standlicht, hinten am Kraftfahrzeug, etwa als Schlussleuchte oder Bremsleuchte, oder als Sonderleuchte an einem Sonderfahrzeug, beispielsweise einem Polizeifahrzeug oder einem Krankenwagen, etwa auf einem Dach, angebracht sein. Sie kann in dem Innenraum des Kraftfahrzeuges oder in einem separaten Gehäuse, etwa auf dem Dach des Kraftfahrzeuges, angeordnet werden.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die eingangs erwähnte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Montage einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Bringen des Randkontaktsteckers in die Vormontagestellung, Verbinden des Randkontaktsteckers mit dem Randbereich der Leiterplatte, und anschließend Befestigen des Sicherungselements an dem Vorsprung, so dass der Randkontaktstecker nicht aus seiner Endmontagestellung bringbar ist.
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Damit weisen das Kraftfahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und das Verfahren gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung dieselben Vorteile auf und können um die in Bezug auf die hierin vorgestellten Merkmale der Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung erweitert sein.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass das Verfahren ferner die Schritte aufweist: Lösen des Sicherungselements von dem Vorsprung, so dass der Randkontaktstecker aus seiner Endmontagestellung bringbar ist, und anschließend Lösen der Verbindung des Randkontaktsteckers mit dem Randbereich der Leiterplatte. Der Randkontaktstecker kann so auf einfache Art und Weise ausgetauscht werden oder die Beleuchtungsvorrichtung kann darüberhinausgehend einfach demontiert werden.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Figuren hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 ein Kraftfahrzeug mit der Beleuchtungsvorrichtung aus 1
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Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 2 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer Querschnittsansicht eine Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 ist vorliegend ein Frontscheinwerfer eines Kraftfahrzeuges 100, wie es in 2 dargestellt ist, kann aber auch jede beliebige andere Beleuchtungsvorrichtung 1, beispielsweise an dem Heck des Kraftfahrzeuges 100, sein.
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Die Beleuchtungsvorrichtung 1 befindet sich in einem Innenraum 12 des Kraftfahrzeuges 100. An einem Tragrahmen 3 der Beleuchtungsvorrichtung 1 befindet sich eine Leiterplatte 2, die mittels einer Schraube 4 an dem Tragrahmen 3 befestigt ist. Dazu weist der Tragrahmen 3 einen Vorsprung mit einem Innengewinde auf, in den die Schraube 4 eingreift.
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Die Leiterplatte 2 hat auf einer dem Innenraum 12 abgewandten Seite zumindest ein Leuchtmittel 5, das vorliegend als eine Leuchtdiode ausgebildet ist. Um das Leuchtmittel 5 mit Strom zu versorgen, ist die Leiterplatte 2 mittels eines Randkontaktsteckers 6 an eine nicht gezeigte Stromversorgungsquelle, etwa eine Lichtmaschine oder Batterie des Kraftfahrzeuges 100, angeschlossen. Der Randkontaktstecker 6 ist hierzu mittels zweier flexibler elektrischer Kabel 7, 7.2 mit der Stromversorgung verbunden.
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Der Randkontaktstecker 6 befindet sich in 1 in einer Endmontagestellung, in der der Randkontaktstecker 6 an einen Randbereich 8 der Leiterplatte 2 angesteckt bzw. auf den Randbereich 8 aufgesteckt ist. Der Randkontaktstecker 6 übergreift in dem Randbereich 8 die Leiterplatte 2 und stellt mittels nicht gezeigter Kontaktpunkte einen elektrischen Kontakt zwischen der Leiterplatte 2 und den Kabeln 7 her. Ferner ist der Randkontaktstecker 6 an der Leiterplatte 2 verrastet. Dadurch wird ein weitestgehend sicherer Halt des Randkontaktsteckers 6 an der Leiterplatte 2 zur Versorgung des Leuchtmittels 5 mit Strom aus der Stromversorgungsquelle gewährleistet.
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Damit der Randkontaktstecker 6 sich dennoch nicht unbeabsichtigt von der Leiterplatte 2 löst weist der Tragrahmen 3 einen Vorsprung 9 auf, an dem ein Sicherungselement 10 befestigt ist. 1 zeigt dabei eine Sicherungsstellung des Sicherungselements 10, in der das Sicherungselement 10 an dem Vorsprung 9 befestigt ist. Das Sicherungselement 10 wurde dabei erst nach dem Anstecken des Randkontaktsteckers 6 an dem Randbereich 8 der Leiterplatte 2 in die Sicherungsstellung gebracht, um hinreichend Montageraum für das Anstecken bereitzustellen.
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Vorliegend ist der Vorsprung 9 als ein Dorn 9 ausgebildet, der sich in Richtung zu der Leiterplatte 2 und betrachtet von der gezeigten Einbausituation relativ unterhalb der Leiterplatte 2 erstreckt. Der Dorn 9 endet dabei vor der Leiterplatte 2, um den freien Montageraum für das Anstecken des Randkontaktsteckers 6 nicht zu beeinträchtigen. Der Randkontaktstecker 6 kann in der gezeigten Einbausituation so einfach von unten auf die Leiterplatte 2 aufgesteckt werden, ohne dass der Dorn 9 die Montage beeinträchtigen würde.
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Ferner ist das Sicherungselement 10 als ein Schlauch 10 aus einem Elastomer bzw. Gummi ausgebildet. Nachdem die Endmontagstellung erreicht wurde, wird der Schlauch 10, dessen Innendurchmesser kleiner aus der Außendurchmesser des Dorns 9 in einem von seinem Ende entfernten Bereich ist, auf den Dorn 9 aufgezogen. Der Schlauch 10 erstreckt sich in seiner Sicherungsstellung bis unter die Leiterplatte 2 bzw. den Randkontaktstecker 6 in der Endmontagestellung und begrenzt dadurch den Weg des Randkontaktsteckers 6 nach unten bzw. in Abziehrichtung. Der Randkontaktstecker 6 kann von der Leiterplatte 2 demnach nicht abgezogen werden und damit nicht aus der Endmontagestellung gebracht werden. Um den Randkontaktstecker 6 von dem Randbereich 8 der Leiterplatte 2 abzuziehen muss der Schlauch 10 zuvor abgezogen werden. Das Aufziehen und Abziehen des Schlauchs 10 erfolgt wegen der reibschlüssigen Verbindung, die der Schlauch 10 mit dem Dorn 9 eingeht, besonders einfach und zuverlässig.
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Der Dorn 9 weist vorliegend einen Anschlag 11 auf, der als Wulst bzw. Verdickung des Umfanges des Dorns 9 ausgebildet ist. Beim Aufziehen des Schlauchs 10 auf den Dorn 9 signalisiert das beim Aufziehen merkbare Anschlagen des Schlauchs an dem Anschlag 11, dass die Sicherungsstellung erreicht wurde.
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2 zeigt in einer Frontansicht ein Kraftfahrzeug 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Beleuchtungsvorrichtungen 1, 1.2, vorliegend Frontscheinwerfer, des Kraftfahrzeuges 100 sind gemäß 1 ausgebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Beleuchtungsvorrichtung
- 2
- Leiterplatte
- 3
- Tragrahmen
- 4
- Schraube
- 5
- Leuchtmittel
- 6
- Randkontaktstecker
- 7
- Kabel
- 8
- Randbereich der Leiterplatte
- 9
- Vorsprung, Dorn
- 10
- Sicherungselement, Hülse, Schlauch
- 11
- Anschlag
- 12
- Innenraum
- 100
- Kraftfahrzeug
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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