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Die Erfindung betrifft ein Lichtmodul mit einer Leiterplatte, auf der wenigstens ein Leuchtmittel zur Lichtemission aufgenommen ist, mit einem Kühlkörper und mit wenigstens einem optischen Element.
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STAND DER TECHNIK
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Aus der
DE 10 2011 081 062 A1 ist ein Lichtmodul mit einer Leiterplatte bekannt, auf der mehrere Leuchtmittel zur Lichtemission aufgenommen sind. Weiterhin weist das Lichtmodul einen Kühlkörper auf, und zur Strahlführung ist auf dem Kühlkörper ein optisches Element aufgenommen. Die Leiterplatte mit den Leuchtmitteln befindet sich zwischen dem Kühlkörper und dem optischen Element, und zur Befestigung der Bestandteile des Lichtmoduls zueinander kann das optische Element mit einem Riegelelement am Kühlkörper verrastet werden. Soll beispielsweise die Leiterplatte vom Lichtmodul entnommen werden, so kann das Riegelelement manuell betätigt werden, sodass die Leiterplatte oberseitig vom Kühlkörper abgehoben werden kann. Dabei muss allerdings auch das optische Element mit entnommen werden. Folglich eignet sich die Entnahme der Leiterplatte nicht etwa zum Austausch für Servicezwecke oder dergleichen, da das Lichtmodul insgesamt demontiert werden muss, um die Leiterplatte zu vereinzeln.
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Aus der
DE 10 2011 051 050 A1 ist ein Lichtmodul mit einer Leiterplatte bekannt, auf der mehrere Leuchtmittel in Form von LEDs aufgebracht sind. Die Leiterplatte wird an einen Grundkörper angelegt, und ein Kühlkörper wird am Grundkörper verrastet, um die Bestandteile des Lichtmoduls umfassend den Grundkörper, die Leiterplatte mit den Leuchtmitteln und den Kühlkörper miteinander zu verbinden. Auch gemäß dieser Offenbarung ist eine Vereinzelung der Leiterplatte mit den Leuchtmitteln ohne eine Demontage des Kühlkörpers vom Grundkörper nicht möglich, und der Grundkörper in Form eines Halterahmens ist in der Regel innerhalb des Gehäuses eines Scheinwerfers eingerichtet. Insofern ist beispielsweise durch eine Serviceöffnung oder dergleichen ein Austausch der Leiterplatte und insbesondere damit ein Austausch der Leuchtmittel nicht ohne weitere Schritte möglich.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung eines Lichtmoduls mit einer Leiterplatte, auf der wenigstens ein Leuchtmittel zur Lichtemission aufgenommen ist, und mit einem Kühlkörper sowie mit wenigstens einem optischen Element, wobei gemäß der Verbesserung die Leiterplatte möglichst einfach vereinzelt werden soll, insbesondere zu Servicezwecken und zum Austausch der Leuchtmittel.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Lichtmodul gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Weiterhin wird die Aufgabe gelöst mit einer Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 13 und mit einem Verfahren gemäß Anspruch 14.
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Mit Bezug auf das Lichtmodul schließt die Erfindung die technische Lehre ein, dass die Leiterplatte mit dem Leuchtmittel in einer zu einer Seite geöffneten Einschuböffnung aufgenommen ist, in die die Leiterplatte mit dem Leuchtmittel zum Erreichen einer Betriebsposition einschiebbar und aus der die Leiterplatte mit dem Leuchtmittel in einer Auszugrichtung entnehmbar ist.
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Der Grundgedanke der Erfindung ist die Aufnahme der Leiterplatte in einer Einschuböffnung, die zumindest zu einer Seite des Lichtmoduls hin geöffnet ist, wobei die Leiterplatte selbsthaltend in der Betriebsposition in der Einschuböffnung eingesetzt und verbleiben kann, sodass in diesem Zustand das Lichtmodul einsatzbereit ist. Soll die Leiterplatte mit dem wenigstens einen Leuchtmittel entnommen werden, so ist die Leiterplatte so in der Einschuböffnung eingerichtet, dass diese entweder direkt manuell oder mit einem Werkzeug über die Einschuböffnung aus dem Verbund des Lichtmoduls wieder entnommen werden kann, indem die Leiterplatte in Auszugsrichtung aus der Betriebsposition wieder bewegt wird.
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Die Einschuböffnung beschreibt im Sinne der Erfindung eine Öffnung mit einem Öffnungsquerschnitt zur Einbringung der Leiterplatte, zugleich umfasst die Einschuböffnung im Sinne der Erfindung zudem einen Aufnahmeraum zur Aufnahme und Positionierung der Leiterplatte in der Betriebsposition. Der Aufnahmeraum schließt sich dabei unmittelbar hinter dem Mündungsbereich der Einschuböffnung an. Die Einschuböffnung bildet dabei für den Aufnahmeraum eine Öffnungsseite, die zu einer Seite des Lichtmoduls hin die Öffnung des Aufnahmeraums beschreibt, wobei die Öffnung auch bei einer eingebrachten Leiterplatte im geöffneten Zustand verbleiben kann. Die Einschuböffnung kann dabei von der Leiterplatte verschlossen sein, in der Weise, dass die Leiterplatte insbesondere manuell aus der Einschuböffnung wieder entnommen werden kann.
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Mit besonderem Vorteil ist das optische Element am Kühlkörper wenigstens mittelbar oder unmittelbar berührend angeordnet, insbesondere mittels einer direkten Anordnung, sodass das optische Element mit Körperkontakt am Kühlkörper anliegt oder zumindest eine Befestigung vorgesehen ist, mit der das optische Element am Kühlkörper angebracht ist. Die Einschuböffnung befindet sich dabei in räumlicher Anordnung zwischen dem Kühlkörper und dem optischen Element. Durch die Ausgestaltung der Einschuböffnung zur Aufnahme der Leiterplatte zwischen dem optischen Element und dem Kühlkörper ist die Einschuböffnung auf einer ersten Seite vom optischen Element und auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite vom Kühlkörper begrenzt. Die Begrenzungen durch das optische Element und durch den Kühlkörper sind insbesondere die größerflächigen Begrenzungen, die planparallel zu den Oberflächen der Leiterplatte verlaufen. Die Oberfläche der Leiterplatte, auf der die Leuchtmittel angeordnet sind, weist dabei zum optischen Element, und die Rückseite der Leiterplatte liegt vorzugsweise zur Entwärmung am Kühlkörper an.
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Mit besonderem Vorteil weist die Einschuböffnung eine flache, schlitzartige und der flächigen Erstreckung der Leiterplatte angepasste Querschnittsform auf. Insbesondere weist die Einschuböffnung Führungsmittel auf, um die Leiterplatte und insofern auch die Leuchtmittel relativ zum optischen Element zu positionieren. Beispielsweise kann auf einer Planseite der Einschuböffnung eine Führungsbahn eingerichtet sein, gegen die die Leiterplatte mit entsprechenden Federelementen, federnden Spangen oder dergleichen gehalten wird. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Leiterplatte in der Betriebsposition verrasten kann, insbesondere mit einem federbelasteten Rastmitteln, sodass die Leiterplatte sowohl in einer x-y-Ebene, zu der die Abstrahlrichtung der Leuchtmittel eine Normale bildet, als auch in der Höhenposition relativ zum optischen Element sehr genau positioniert werden kann.
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Die Auszugsrichtung bildet dabei auf der flachen, schlitzartigen Querschnittsform der Einschuböffnung eine Flächennormale. Mit Bezug auf die eingebrachte Leiterplatte liegt dabei die Auszugsrichtung in der flächigen Erstreckung der Leiterplatte und verläuft parallel zur Oberfläche des Kühlkörpers, an der die Leiterplatte anliegt oder angrenzt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Lichtmoduls ist ein Schiebeschlitten vorgesehen, auf dem die Leiterplatte mit dem Leuchtmittel aufgenommen ist und wobei der Schiebeschlitten mit der Leiterplatte in die Einschuböffnung einführbar ausgebildet ist. Dabei kann die Leiterplatte oder der Schiebeschlitten ein Rastmittel aufweisen, mit dem die Leiterplatte und/oder der Schiebeschlitten mit der Leiterplatte in der Betriebsposition in der Einschuböffnung verrastbar ist. Die Leiterplatte kann dabei mit Bezug auf die Einbaulage des Lichtmoduls und/oder eine oberseitige Anordnung des optischen Elementes unter dem Schiebeschlitten angebracht sein, sodass mit Bezug auf einen unterseitigen Kühlkörper die Leiterplatte direkten Kontakt zum Kühlkörper hat, um die Entwärmung der Leiterplatte und insbesondere der Leuchtmittel zu optimieren.
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Der Schiebeschlitten weist insofern in Richtung zum optischen Element. Dabei ist der Schiebeschlitten auch als flaches Element ausgeführt und verläuft planparallel zur Leiterplatte, wobei der Schiebeschlitten mit einer Kontur ausgeführt sein kann, die von der Kontur der Leiterplatte abweicht. Mit besonderem Vorteil kann die Leiterplatte am Schiebeschlitten verrastet werden oder der Schiebeschlitten umgreift die Leiterplatte so, dass die Leiterplatte mit dem Schiebeschlitten in der Auszugsrichtung bewegbar ist.
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Am Kühlkörper oder am optischen Element ist ein Gegenrastmittel vorgesehen, mit dem das Rastmittel am Schiebeschlitten oder an der Leiterplatte verrastbar ist, wenn die Leiterplatte und/oder der Schiebeschlitten mit der Leiterplatte in der Betriebsposition in der Einschuböffnung eingeführt ist. Soll die Leiterplatte entnommen werden, kann das Rastmittel oder das Gegenrastmittel manuell betätigt werden, um die Verrastung zu lösen und um die Leiterplatte aus dem Lichtmodul zu entnehmen. Die Verrastung des Rastmittels im oder am Gegenrastmittel sichert dabei die Anordnung der Leiterplatte in der Betriebsposition.
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Das optische Element weist eine Lichtabstrahlrichtung auf, die der Auszugrichtung der Leiterplatte mit dem Leuchtmittel vorzugsweise entgegengesetzt ausgerichtet ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Lichtabstrahlrichtung des Lichtmoduls innerhalb des Scheinwerfers beispielsweise in Richtung zur Kunststoff-Abschlussscheibe gerichtet ist, während die Auszugsrichtung zur Rückseite des Scheinwerfers ausgerichtet ist. Weist der Scheinwerfer eine Serviceöffnung auf, so kann diese in der räumlichen Anordnung so mit der Einschuböffnung in Übereinstimmung gebracht werden, dass die Leiterplatte durch die Serviceöffnung in Auszugsrichtung manuell aus der Einschuböffnung herausgezogen werden kann.
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Mit weiterem Vorteil sind die Leiterplatte und der Schiebeschlitten so miteinander verbunden, dass die Leiterplatte zum Kühlkörper und der Schiebeschlitten zum optischen Element hin gerichtet sind. Dadurch kann die Leiterplatte in wenigstens mittelbaren oder unmittelbaren Kontakt mit dem Kühlkörper gut entwärmt werden, während der Schiebeschlitten die Leiterplatte entsprechend aufnimmt und in Richtung zum optischen Element weist. Der Schiebeschlitten weist insbesondere auch einen flächigen Körper auf, in dem eine Lichtöffnung eingebracht sein kann, durch die hindurch das Leuchtmittel in das optische Element einstrahlt. Das optische Element kann einen Reflektor, eine transitive Optik wie eine Linse oder einen Lichtleiter oder dergleichen umfassen.
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Schließlich ist das optische Element bevorzugt mittels Verbindungsmitteln wie Schrauben, Nieten oder dergleichen mit dem Kühlkörper verbunden sein, während die Einschuböffnung räumlich zwischen den Verbindungsmitteln ausgebildet ist. So kann eine baulich stabile Anordnung des optischen Elementes am Kühlkörper erreicht werden, während die Leiterplatte mit dem wenigstens einen Leuchtmittel gemäß einem Sandwich zwischen dem Kühlkörper und dem optischen Element aufgenommen ist.
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Die Erfindung richtet sich weiterhin auf eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse, in dem ein Lichtmodul gemäß vorstehender Beschreibung aufgenommen ist, wobei das Gehäuse eine Serviceöffnung aufweist, durch die die Leiterplatte mit dem Leuchtmittel und/oder mit dem Schiebeschlitten von einer Außenseite des Gehäuses in die Einschuböffnung einführbar und aus dieser entnehmbar ist. Die vorstehend beschriebenen weiteren Merkmale und zugehörigen Vorteile in Zusammenhang mit dem Lichtmodul finden für die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung ebenfalls Berücksichtigung.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Austausch einer Leiterplatte mit dem Leuchtmittel eines Lichtmoduls gemäß vorstehender Beschreibung, insbesondere in Anordnung in einer Beleuchtungseinrichtung gemäß vorstehender Beschreibung, wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte umfasst: Greifen der Leiterplatte mit dem Leuchtmittel insbesondere durch die Serviceöffnung im Gehäuse hindurch, Herausziehen der Leiterplatte mit dem Leuchtmittel aus der Einschuböffnung und Einführen einer ausgetauschten oder instandgesetzten Leiterplatte mit einem Leuchtmittel in die Einschuböffnung. Das Verfahren kann dabei noch das Öffnen und Schließen der Serviceöffnung umfassen, und ferner kann eine elektrische Kontaktierung der Leiterplatte zunächst gelöst und schließlich wiederhergestellt werden.
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Das Verfahren sieht weiterhin die Freigabe der Leiterplatte in der Betriebsposition mit dem Entriegeln eines Rastmittels vor, wobei beim Einsetzen der ausgetauschten oder instandgesetzten Leiterplatte das Rastmittel wieder verrastet wird.
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BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
- 1 eine Ansicht des Lichtmoduls mit einer aus diesem entnommenen Leiterplatte, die in einer Auszugsrichtung aus der Einschuböffnung im Lichtmodul herausgeführt wurde und
- 2 eine teilweise Ansicht des Lichtmoduls mit einer eingesetzten Leiterplatte durch eine Serviceöffnung eines Gehäuses einer Beleuchtungseinrichtung hindurch.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Lichtmoduls 1, das innerhalb eines Gehäuses 101 einer Beleuchtungseinrichtung 100 gezeigt ist. Das Lichtmodul 1 weist eine Leiterplatte 10 auf, die aus dem Lichtmodul 1 entnommen einzeln gezeigt ist.
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Um die Leiterplatte 10 zu entnehmen, wird diese in einer Auszugsrichtung A aus dem Verbund der Bestandteile des Lichtmoduls 1 gelöst. Das Lichtmodul 1 weist als wesentliche, verbleibende Bestandteile den Kühlkörper 12 und das optische Element 13 auf, wobei das optische Element 13 oberseitig auf dem Kühlkörper 12 mittels Verbindungsmitteln 19 befestigt ist. Befindet sich das Lichtmodul 1 in einem vollständig montierten Zustand, in dem die Leiterplatte 10 in die Einschuböffnung 14 eingeführt ist, und wird das Leuchtmittel 11 auf der Leiterplatte 10 in Betrieb genommen, so weist das Lichtmodul 1 eine Haupt - Lichtabstrahlrichtung L auf. Die Lichtabstrahlrichtung L ist entgegengesetzt zur Auszugsrichtung A ausgerichtet, wobei die Richtungen auch kleiner als 180° entgegengesetzt verlaufen können, beispielsweise 150° bis 180°.
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Die Einschuböffnung 14 am Lichtmodul 1 ist mit der Serviceöffnung 102 im Gehäuse 101 der Beleuchtungseinrichtung 100 so ausgerichtet, dass eine Entnahme der Leiterplatte 10 durch die Serviceöffnung 102 möglich ist. Zur Aufnahme der Leiterplatte 10 mit dem Leuchtmittel 11 dient ein Schiebeschlitten 15, der gemeinsam mit der Leiterplatte 10 in die Einschuböffnung 14 eingeschoben werden kann. Damit Licht vom Leuchtmittel 11 oberseitig in das optische Element 13 einstrahlen kann, weist der Schiebeschlitten 15 eine Lichtöffnung 18 auf. Die Leieiterplatte 11 kann vorteilhafterweise am oder im Schiebeschlitten 15 selbst verratet sein.
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Befindet sich die Leiterplatte 10 mit dem Schiebeschlitten 15 in der Betriebsposition innerhalb der Einschuböffnung 14, so kann ein Rastmittel 16 an dem Schiebeschlitten 15 an einem Gegenrastmittel 17 am optischen Element 13 verrasten. Durch die Verrastung des Rastmittels 16 mit dem Gegenrastmittel 17 wird die Betriebsposition der Leiterplatte 10 innerhalb der Einschuböffnung 14 sichergestellt. Das Rastmittel 16 kann alternativ auch an der Leiterplatte 10 und das Gegenrastmittel 17 kann auch am Kühlkörper 12 angeordnet sein oder auch an einem sonstigen Element.
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2 zeigt eine Ansicht des Lichtmoduls 1 durch die Serviceöffnung 102 um Gehäuse 101 der Beleuchtungseinrichtung 100 hindurch. Die Darstellung zeigt die Leiterplatte 10 in Verbindung mit dem Schiebeschlitten 15, wobei der Verbund aus Schiebeschlitten 15 mit der Leiterplatte 10 in der Einschuböffnung 14 eingesetzt ist. Die Darstellung verdeutlicht die sandwichartige Ausgestaltung des Lichtmoduls 1 mit dem unterseitigen Kühlkörper 12 und dem oberseitigen optischen Element 13, und zwischen Kühlkörper 12 und optischem Element 13 befindet sich die Leiterplatte 10. Das optische Element 13 ist mit Verbindungsmitteln 19 am Kühlkörper 12 befestigt, und die Einschuböffnung 14 und damit auch das Lichtmodul 10 mit dem Schiebeschlitten 15 befindet sich in Anordnung zwischen den Verbindungsmitteln 19. So wird ein kompakter Aufbau des Lichtmoduls 1 hergestellt, und die Leiterplatte 10 befindet sich in sicherer Anordnung zwischen dem optischen Element 13 und dem Kühlkörper 12, sodass insbesondere mit der Verrastung des Rastmittels 16 am Gegenrastmittel 17 eine definierte räumliche Position der Leuchtmittel auf der Leiterplatte 10 relativ zum optischen Element 13 sichergestellt ist.
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Die Leiterplatte 10 befindet sich in direktem Kontakt auf der Kühlseite des Kühlkörpers 12, während der Schiebeschlitten 15 zum optischen Element 13 hin gerichtet angeordnet ist.
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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.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lichtmodul
- 10
- Leiterplatte
- 11
- Leuchtmittel
- 12
- Kühlkörper
- 13
- optisches Element
- 14
- Einschuböffnung
- 15
- Schiebeschlitten
- 16
- Rastmittel
- 17
- Gegenrastmittel
- 18
- Lichtöffnung
- 19
- Verbindungsmittel
- 20
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- 100
- Beleuchtungseinrichtung
- 101
- Gehäuse
- 102
- Serviceöffnung
- A
- Auszugrichtung
- L
- Lichtabstrahlrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011081062 A1 [0002]
- DE 102011051050 A1 [0003]
