DE102021104857A1

DE102021104857A1 - Lichtmodul für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102021104857A1
Application number: DE102021104857.5A
Authority: DE
Inventors: Ingo Engler; Ludger-Josef Grüne; Miguel Lebrato-Rastrojo; Thomas Albert Röbbecke
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2021-03-01
Filing date: 2021-03-01
Publication date: 2022-09-01

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtmodul (100) für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, wenigstens umfassend ein Leuchtmittel (1), ein lichttechnisches Bauteil (2) und einen Halterahmen (3), an welchem das lichttechnische Bauteil (2) aufgenommen ist, wobei durch das Leuchtmittel (1), das lichttechnische Bauteil (2) und den Halterahmen (3) ein Innenraum (4) eingeschlossen ist. Erfindungsgemäß ist in dem Innenraum (4) wenigstens eine Adhäsionsfalle (5) für Staubpartikel (S) angeordnet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtmodul für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, wenigstens umfassend ein Leuchtmittel, ein lichttechnisches Bauteil und einen Halterahmen, an welchem das lichttechnische Bauteil aufgenommen ist, wobei durch das Leuchtmittel, das lichttechnische Bauteil und den Halterahmen ein Innenraum eingeschlossen ist.
STAND DER TECHNIK
Mit der zunehmenden Verwendung besonders lichtstarker Leuchtmittel in modernen Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtungen, insbesondere Laserlichtquellen oder Leuchtdioden (LED) steigen die Anforderungen an die Qualität der optischen Abbildung. Die Anwesenheit von Staubpartikeln im Strahlengang der Lichtmodule derartiger Beleuchtungseinrichtungen ist dabei als eine Quelle von sichtbarer Beeinträchtigung des erzielbaren Lichteindruckes identifiziert worden. So kann ein Schattenwurf von Staubpartikeln, welche sich auf oder unmittelbar vor dem Leuchtmittel befinden, durch das zugeordnete lichttechnische System in signifikantem Ausmaß auf die Fahrbahn projiziert werden.
Daher ist es herstellungsseitig üblich, beim Aufbau der Lichtmodule auf einen möglichst geringen Staubeintrag zu achten, wozu beispielsweise spezielle Entstaubungsvorgänge mittels robotergeführter Gebläse durchgeführt werden. Trotz derartiger Bemühungen ist der Staubeintrag bei serienmäßiger Herstellung der Lichtmodule auf einem kritischen Niveau, woraus beispielsweise ein nachteilig hoher Ausschuss qualitativ ungenügender Lichtmodule resultiert.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Lichtmodul vorzuschlagen, welches durch eine hohe lichttechnische Abbildungsqualität unter Vermeidung von staubpartikelbedingter Artefaktbildung gekennzeichnet ist.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Lichtmodul gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass in dem Innenraum des Lichtmoduls wenigstens eine Adhäsionsfalle für Staubpartikel angeordnet ist.
Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, den im Rahmen der Herstellung unvermeidlichen Staubeintrag nachträglich durch eine Adhäsionsfalle zu eliminieren, welche Staubpartikel dauerhaft bindet und somit deren Anlagerung auf lichttechnisch aktiven Flächen oder deren Flug durch den Strahlengang wirksam verhindert. Beim Betrieb des Lichtmoduls tritt eine Erwärmung des Leuchtmittels auf, woraus Luftverwirbelungen im Innenraum des Lichtmoduls resultieren, sodass davon mitgeführte Staubpartikel zu einem gewissen Zeitpunkt mit der Adhäsionsfalle in Kontakt geraten und dort gebunden werden. Die Adhäsionswirkung der Adhäsionsfalle ist dabei derart auf Dauer angelegt, dass die dort gespeicherten Staubpartikel idealerweise während der gesamten Lebensdauer des Lichtmoduls immobilisiert werden. Als lichttechnisch aktive, d.h. vor Staubanlagerung zu schützende Oberflächen, sind die lichtemittierenden Abschnitte des Leuchtmittels sowie typischerweise die gesamte Oberfläche des lichttechnischen Bauteils, etwa in Form einer Linse, anzusehen.
Insbesondere weist die Adhäsionsfalle eine Oberfläche mit adhäsiver Wirkung auf Staubpartikel auf, wobei die Oberfläche dem Innenraum zugewandt und/oder aus dem Innenraum zugänglich ist. Beispielsweise ist die Adhäsionsfalle auf der inneren Oberfläche des Halterahmens angeordnet, sodass die Adhäsionsfalle wenigstens abschnittsweise eine Begrenzungsfläche des Innenraumes bildet. Der Halterahmen stellt typischerweise die laterale Begrenzung des Innenraumes dar, sodass darin umherwirbelnde Staubpartikel regelmäßig auf dessen innerer Oberfläche, d.h. auf der dort angeordneten Adhäsionsfalle, auftreffen.
Vorzugsweise weist die Adhäsionsfalle einen Haftklebstoff auf. Haftklebstoffe sind Klebstoffe, die bei Raumtemperatur eine stark ausgeprägte Dauerklebrigkeit aufweisen und bereits bei leichtem Druck eine gute Haftung zu verschiedensten Oberflächen ausbilden. Haftklebstoffe liegen typischerweise in Form von hochviskosen Flüssigkeiten vor, welche nicht abbinden oder aushärten, worin die Dauerklebrigkeit begründet ist. Hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung gibt es im Wesentlichen folgende Typen: Kautschuk-Haftklebstoff, Acrylat-Haftklebstoff, Silikon-Haftklebstoff sowie Polyurethan-Haftklebstoff. Diese Typen unterscheiden sich beispielsweise in ihrer Temperatur- und/oder Ultraviolettstrahlungsbeständigkeit und können entsprechend der konkreten Anforderungen des jeweiligen Lichtmoduls zweckmäßig ausgewählt werden.
Die Adhäsionsfalle ist beispielsweise als eine Lackierung, eine Vergussmasse oder eine mit einem Haftklebstoff beschichtete Trägerfolie ausgebildet. Beispielsweise ist eine Lackierung besonders zweckmäßig, um die innere Oberfläche des Halterahmens abschnittsweise oder vollflächig mit einer Adhäsionsfalle zu bestücken.
Insbesondere können die lichttechnisch inaktiven Oberflächen des Leuchtmittels und/oder des Halterahmens abschnittsweise oder im Wesentlichen vollständig von Adhäsionsfallen bedeckt sein. Im Falle eines Leuchtmittels mit Leuchtdioden können beispielsweise die lichttechnisch inaktiven Bereiche um die einzelnen Leuchtdioden mit einer entsprechenden Vergussmasse ausgefüllt werden.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lichtmoduls weist der Halterahmen wenigstens eine Aussparung zur Aufnahme der Adhäsionsfalle auf, derart, dass die Adhäsionsfalle aus Richtung des lichttechnischen Bauteils betrachtet im Wesentlichen nicht sichtbar ist. Eine solche Ausführungsform erfüllt zusätzliche ästhetisch-designerische Nebenbedingungen, aufgrund welcher die Adhäsionsfalle für einen Betrachter von außerhalb des Lichtmoduls nicht sichtbar sein soll.
Vorzugsweise ist der Innenraum staubdicht gegen die Umgebung des Lichtmoduls abgedichtet. Dadurch wird erreicht, dass der Staubeintrag in den Innenraum des Lichtmoduls durch den Herstellungsprozess begrenzt ist, wohingegen während des späteren Praxisbetriebes des Lichtmoduls kein weiterer Eintrag von Staubpartikeln stattfindet. Idealerweise werden dann bereits nach kurzer Betriebsdauer des Lichtmoduls sämtliche Staubpartikel an der erfindungsgemäßen Adhäsionsfalle angelagert sein, so dass der Innenraum und die lichttechnisch aktiven Flächen im Wesentlichen vollständig staubfrei sind und dies auch dauerhaft bleiben.
Beispielsweise weist die Lichtquelle des erfindungsgemäßen Lichtmoduls eine matrixartige Anordnung einer Mehrzahl von Leuchtdioden auf einer Leiterplatine auf. Weiterhin ist das lichttechnische Bauteil beispielsweise als eine Linse, ein Mikrolinsenarray, ein Lichtleitelement oder ein Reflektor ausgebildet.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

1 eine schematische Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Lichtmoduls, und
2 eine schematische Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels.

1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls 100, umfassend das Leuchtmittel 1, den Halterahmen 3 und das daran aufgenommene lichttechnische Bauteil 2, wobei durch das Leuchtmittel 1, das lichttechnische Bauteil 2 und den Halterahmen 3 der Innenraum 4 eingeschlossen ist. Das Lichtmodul 100 ist näherungsweise rotationssymmetrisch ausgebildet, sodass der Halterahmen 3 eine lateral umlaufende Begrenzung des Innenraums 4 bildet. Somit ist der Innenraum 4 insbesondere staubdicht gegen die Umgebung des Lichtmoduls 100 abgedichtet.
Das Leuchtmittel 1 umfasst eine Mehrzahl von Leuchtdioden 11 in matrixartiger Anordnung auf der Leiterplatine 12, welche auf dem Kühlkörper 6 angeordnet ist. Das lichttechnische Bauteil 2 ist als eine Linse 20 ausgebildet.
Die dem Innenraum 4 zugewandten Oberflächen der erfindungsgemäßen Adhäsionsfallen 5 weisen eine adhäsive Wirkung auf Staubpartikel S auf, sodass darauf auftreffende Staubpartikel S anhaften und dauerhaft gebunden werden. Die Adhäsionsfallen 5 sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf den lichttechnisch inaktiven Oberflächen des Leuchtmittels 1, d.h. auf der Leiterplatine 12, und auf der inneren Oberfläche des Halterahmens 3 angeordnet, wobei diese lichttechnisch inaktiven Oberflächen im Wesentlichen vollständig von den Adhäsionsfallen 5 bedeckt sind. Durch einen derartig hohen Bedeckungsgrad der inneren Begrenzungsfläche des Innenraumes 4 ist eine große Wechselwirkungsfläche mit in dem Innenraum umherwirbelnden Staubpartikeln S geschaffen, wodurch eine sehr effektive Reduktion des Staubgehaltes im Innenraum 4 beziehungsweise auf den lichttechnisch aktiven Flächen, d.h. den Leuchtdioden 11 und der Linse 20, gewährleistet ist.
Die Adhäsionsfallen 5 weisen vorzugsweise einen Haftklebstoff auf, welcher beispielsweise in Form einer Lackierung auf der inneren Oberfläche des Halterahmens 3 und als eine Vergussmasse auf der Leiterplatine 12 ausgebildet sein kann.
Die 2 zeigt ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lichtmoduls 100, bei welchem im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 1 die Adhäsionsfallen 5 in blickgeschützten Aussparungen auf der Innenseite des Halterahmens 3 angeordnet sind. Die Adhäsionsfallen 5 sind hier beispielhaft als den Innenraum 4 lateral umlaufende, torusförmige Elemente mit dauerklebriger Oberfläche ausgebildet. Die zur Bindung von Staubpartikeln gebildete Oberfläche derartiger Adhäsionsfallen 5 ist wesentlich kleiner als im Ausführungsbeispiel der 1, dafür sind die Adhäsionsfallen 5 für einen außerhalb des Lichtmoduls 100 stehenden Betrachter, welcher durch die Linse 20 in den Innenraum 4 blickt, im Wesentlichen nicht sichtbar, sodass ein ästhetisch hochwertigerer optischer Eindruck entsteht.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste

100: Lichtmodul
1: Leuchtmittel
11: Leuchtdioden
12: Leiterplatine
2: lichttechnisches Bauteil
20: Linse
3: Halterahmen
4: Innenraum
5: Adhäsionsfalle
6: Kühlkörper

Claims

Lichtmodul (100) für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, wenigstens umfassend ein Leuchtmittel (1), ein lichttechnisches Bauteil (2) und einen Halterahmen (3), an welchem das lichttechnische Bauteil (2) aufgenommen ist, wobei durch das Leuchtmittel (1), das lichttechnische Bauteil (2) und den Halterahmen (3) ein Innenraum (4) eingeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Innenraum (4) wenigstens eine Adhäsionsfalle (5) für Staubpartikel (S) angeordnet ist.
Lichtmodul (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Adhäsionsfalle (5) eine Oberfläche mit adhäsiver Wirkung auf Staubpartikel (S) aufweist, wobei die Oberfläche dem Innenraum (4) zugewandt und/oder aus dem Innenraum (4) zugänglich ist.
Lichtmodul (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Adhäsionsfalle (5) auf der inneren Oberfläche des Halterahmens (3) angeordnet ist, sodass die Adhäsionsfalle (5) wenigstens abschnittsweise eine Begrenzungsfläche des Innenraumes (4) bildet.
Lichtmodul (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adhäsionsfalle (5) einen Haftklebstoff aufweist.
Lichtmodul (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adhäsionsfalle (5) als eine Lackierung, eine Vergussmasse oder eine mit einem Haftklebstoff beschichtete Trägerfolie ausgebildet ist.
Lichtmodul (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lichttechnisch inaktiven Oberflächen des Leuchtmittels (1) und/oder des Halterahmens (3) abschnittsweise oder im Wesentlichen vollständig von Adhäsionsfallen (5) bedeckt sind.
Lichtmodul (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterahmen (3) wenigstens eine Aussparung zur Aufnahme der Adhäsionsfalle (5) aufweist, derart, dass die Adhäsionsfalle (5) aus Richtung des lichttechnischen Bauteils (2) betrachtet im Wesentlichen nicht sichtbar ist.
Lichtmodul (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (4) staubdicht gegen die Umgebung des Lichtmoduls (100) abgedichtet ist.
Lichtmodul (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (1) eine matrixartige Anordnung einer Mehrzahl von Leuchtdioden (11) auf einer Leiterplatine (12) aufweist.
Lichtmodul (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das lichttechnische Bauteil (2) als eine Linse (20), ein Mikrolinsenarray, ein Lichtleitelement oder ein Reflektor ausgebildet ist.