DE102021206773A1 - Insert for gas-tight and/or liquid-tight encapsulation with a plastic and lamp for vehicle lights with the insert - Google Patents

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Gerhard Behr
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Abstract

Ein Einlegeteil (3) für die gas- und/oder flüssigkeitsdichte Umspritzung mit einem Kunststoff umfasst einen Grundkörper (30, 31, 32, 33) mit einer Oberfläche (36), die zumindest einen durch die Umspritzung abzudichtenden Oberflächenabschnitt (35) aufweist, und eine in der Oberfläche (36) in einem Randbereich (34) des abzudichtenden Oberflächenabschnitts (35) ausgebildete Barriere (60, 61, 62, 62, 610). Diese weist eine Anlagefläche (66) auf, die gegenüber der die Barriere (60, 61, 62, 610) umgebenden Oberfläche (36) derart ausgerichtet und geneigt ist, dass im Fall der Umspritzung mit dem Kunststoff dieser Kunststoff in einem der Umspritzung folgenden Abkühlprozess durch Anschwinden auf die Anlagefläche (66) einen Formschluss mit der umgebenden Oberfläche (36) ausbildet. Eine Kombination aus dem Einlegeteil (3) und dem Umspritzung hergestellten Kunststoffspritzgussteil (2) kann in einer Halbleiterfahrzeuglampe (1) für Scheinwerfer oder einer Zusatzbeleuchtung für Fahrzeuge vorgesehen sein, wobei die Umspritzung eine Gas- und/oder Flüssigkeitsdichtigkeit sowie eine elektrische Isolierung bewirken kann und das Einlegeteil einen Kühlkörper für ein Substrat (10) mit wenigstens einer darauf angeordneten Halbleiterlichtquelle (11) ausbildet und das Substrat (10) an dem Kühlkörper angebracht ist.An insert (3) for gas-tight and/or liquid-tight encapsulation with a plastic material comprises a base body (30, 31, 32, 33) with a surface (36) which has at least one surface section (35) to be sealed by the encapsulation, and a barrier (60, 61, 62, 62, 610) formed in the surface (36) in an edge region (34) of the surface section (35) to be sealed. This has a contact surface (66) which is aligned and inclined in relation to the surface (36) surrounding the barrier (60, 61, 62, 610) in such a way that if the plastic is overmoulded, this plastic can be cooled in a cooling process following the overmoulding forms a form fit with the surrounding surface (36) by shrinking onto the contact surface (66). A combination of the insert (3) and the encapsulation made of plastic injection molding (2) can be provided in a semiconductor vehicle lamp (1) for headlights or additional lighting for vehicles, the encapsulation being able to provide gas and/or liquid tightness and electrical insulation and the insert forms a heat sink for a substrate (10) with at least one semiconductor light source (11) arranged thereon and the substrate (10) is attached to the heat sink.

Description

Technisches Gebiettechnical field

Aspekte der hier vorgestellten Erfindung betreffen ein Einlegeteil für die gas- und/oder flüssigkeitsdichte Umspritzung mit einem Kunststoff sowie eine Kombination aus dem Einlegeteil mit dem entsprechenden Kunststoffspritzgussteil. Ferner betreffen Aspekte eine Lampe für Leuchten von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, umfassend diese Kombination sowie ein Verfahren zum Herstellen der Kombination, insbesondere eine Halbleiterlampe.Aspects of the invention presented here relate to an insert for gas-tight and/or liquid-tight encapsulation with a plastic and a combination of the insert with the corresponding plastic injection molded part. Furthermore, aspects relate to a lamp for lights of vehicles, in particular motor vehicles, comprising this combination and a method for producing the combination, in particular a semiconductor lamp.

Stand der TechnikState of the art

Auf dem Gebiet des Kunststoffspritzgießens können beispielsweise aus einem Metall gebildete Einlegeteile mit einem Kunststoff umspritzt werden. Die Einlegeteile können z.B. in ein Formwerkzeug einer Schließeinheit der betreffenden Spritzgießmaschine eingelegt oder eingesetzt werden, wonach der als Granulat in den Schneckenkolben der Plastifiziereinheit eingefüllte und durch Friktionswärme aufgeschmolzene Plastikwerkstoff in die Form mit dem jeweiligen Einlegeteil darin unter Druck gegossen wird, wo er abkühlt.In the field of plastic injection molding, for example, inserts formed from a metal can be overmoulded with a plastic. The inserts can, for example, be placed or used in a mold of a clamping unit of the injection molding machine in question, after which the plastic material, which is filled as granules into the screw piston of the plasticizing unit and melted by friction heat, is poured into the mold with the respective insert under pressure, where it cools.

Solche Einlegeteile können beispielsweise dazu dienen, ein aus Kunststoff herzustellendes Bauteil zu verstärken. Alternativ kann aber auch das Einlegeteil selbst das funktionale Bauteil darstellen, und der umspritzte Kunststoff dient dazu, das funktionale Einlegeteil beispielsweise elektrisch zu isolieren, mechanisch zu schützen, ebenfalls zu verstärken, wärmetechnisch zu isolieren, eine gewünschte Raumform zu verleihen, mit anderen Bauteilen mechanisch zu verbinden, oder vor von außen einwirkenden Gasen oder Flüssigkeiten zu schützen, wozu auch Wasser zählt (Oxidation, Rost), usw.Such inserts can be used, for example, to reinforce a component to be made of plastic. Alternatively, the insert itself can represent the functional component, and the overmoulded plastic serves to insulate the functional insert, for example, to protect it mechanically, to reinforce it, to insulate it thermally, to give it a desired spatial shape, to mechanically connect it to other components connect, or to protect against external gases or liquids, including water (oxidation, rust), etc.

Die Umspritzung von Einlegeteilen kann in großen Volumen in der Massenfertigung gegenüber alternativen Fertigungskonzepten oder Aufbauten der hergestellten Endprodukte Vorteile bieten, da die Produktion kostensparend ist.The encapsulation of inserts can offer advantages in large volumes in mass production compared to alternative manufacturing concepts or structures of the manufactured end products, since production is cost-saving.

Gerade auch beispielsweise im Bereich der Herstellung von Scheinwerferlampen besteht das Erfordernis, durch die entsprechenden Leuchtmittel selbst einen hohen Grad an Dichtigkeit bereitzustellen, den das Leuchtmittel in dem im Scheinwerfer verbauten Zustand gegenüber Feuchtigkeit und Verschmutzung in der Umgebung des Scheinwerfers bietet, um so dessen Innenraum und insbesondere auch die elektronischen Komponenten des Leuchtmittels vor schädigender Einwirkung zu schützen. Gleiches gilt auch für Lampen für die Zusatzbeleuchtung im Fahrzeug wie etwa Brems-, Schluss-, Blinker- oder Seitenleuchten, etc. Zu diesem Zweck können Dichtungsringe vorgesehen sein, die am Lampensockel angebracht gegenüber einer Fassung des Schweinwerfers abdichten helfen.Especially in the field of headlight bulb production, for example, there is a need to provide a high degree of tightness through the corresponding light source itself, which the light source offers when installed in the light source against moisture and dirt in the area around the light source, in order to protect its interior and in particular to protect the electronic components of the lamp from damaging effects. The same also applies to lamps for the additional lighting in the vehicle, such as brake, tail, indicator or side lights, etc. For this purpose, sealing rings can be provided which, attached to the lamp base, help to seal against a socket of the headlight.

Bei diesen elektronische Komponenten umfassenden Leuchtmitteln können insbesondere auch Einlegeteile verbaut sein, die eine wie oben beschriebene Umspritzung aufweisen, um eine oder mehrere der genannten Funktionen zu erfüllen wie etwa elektrische Isolation, insbesondere aber auch um zur Dichtigkeit gegenüber Gasen und Flüssigkeiten beizutragen.In the case of these lighting means comprising electronic components, in particular inserts can also be installed which have an encapsulation as described above in order to fulfill one or more of the functions mentioned, such as electrical insulation, but in particular also to contribute to the impermeability to gases and liquids.

Nun tritt aber beim Kunststoffspritzgießen das bekannte Problem auf, dass während und nach dem Abkühlprozess des Spritzgusses in der Form eine Schwindung auftritt. Bei Kunststoffen entsteht die Schwindung durch eine zunehmende Kristallisation bzw. Vernetzung und/oder Matrixbildung, je nach Typ des Kunststoffs (Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere, etc), die eine lokale Dichterhöhung bewirkt. Gegebenenfalls treten noch Effekte der späteren Ausgasung und Temperaturdehnung (eigentlich: -stauchung) hinzu. Das Ausmaß der Schwindung von Kunststoffen ist oftmals wesentlich höher als diejenige von spritzgegossenen Metallen, die z.B. 1 - 2 % bezogen auf das Volumen betragen kann. Amorphe Kunststoffe wie z. B. Polycarbonat besitzen eine niedrigere Schwindung von 0,6-0,8 %, während teilkristalline Kunststoffe wie Polypropylen oder Polyethylen durch eine zunehmende Kristallisation einer Schwindung von über 2 % unterliegen können.However, the well-known problem with plastic injection molding occurs that shrinkage occurs in the mold during and after the cooling process of the injection molding. In the case of plastics, shrinkage is caused by increasing crystallization or crosslinking and/or matrix formation, depending on the type of plastic (thermoplastics, duroplastics, elastomers, etc.), which causes a local increase in density. The effects of later outgassing and temperature expansion (actually: compression) may also occur. The degree of shrinkage of plastics is often much higher than that of injection molded metals, which can be 1-2% by volume, for example. Amorphous plastics such as B. Polycarbonate have a lower shrinkage of 0.6-0.8%, while semi-crystalline plastics such as polypropylene or polyethylene can be subject to shrinkage of over 2% due to increasing crystallization.

Da das Ausmaß der Schwindung meist bekannt ist oder durch Tests vor der Produktion bestimmt werden kann, ist es oftmals möglich durch einen Vorhalt bei der Bemaßung der Form eine Kompensation so zu erzielen, dass das Endprodukt die gewünschte Spezifikation erhält. Bei der Umspritzung von Einlegeteilen ist dies oftmals nur eingeschränkt möglich, da das eingelegte Teil nicht die gleiche Stauchung vollzieht wie der Kunststoff. Im Regelfall wird das tolerierbar sein, wenn sich der umgebende Kunststoff beispielweise aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffzienten (zwischen dem Kunststoff und dem Werkstoff des Einlegeteils) zum umspritzten Einlegeteil hin zusammenzieht.Since the amount of shrinkage is usually known or can be determined by testing prior to production, it is often possible to compensate by dimensioning the mold ahead of time so that the final product meets the desired specification. When overmoulding insert parts, this is often only possible to a limited extent, since the inserted part does not undergo the same compression as the plastic. As a rule, this will be tolerable if the surrounding plastic contracts towards the overmolded insert, for example due to different coefficients of thermal expansion (between the plastic and the material of the insert).

Gleichwohl kann es bei komplexeren Strukturen des Einlegeteils wie etwa Hohlräumen, die durch die Umspritzung zumindest ausgefüllt werden, oder wenn größere Bereiche des Einlegeteils aus der Umspritzung herausragen, d.h., die Umspritzung nicht vollständig ist, zu lateralen Verzügen kommen, oder einem Verzug von der Oberfläche des Einlegeteils weg. Infolgedessen kann es zu einer Delamination (d.h., Ablösung) des Kunststoffes von einem umspritzten Bau- bzw. Einlegeteil kommen, wodurch ein Leerraum (void) zwischen dem ausgehärteten Kunststoff und der Oberfläche des Einlegeteils entstehen kann.However, in the case of more complex structures of the insert, such as cavities that are at least filled by the encapsulation, or if larger areas of the insert protrude from the encapsulation, i.e. the encapsulation is not complete, lateral distortions or distortion of the surface can occur of the insert away. As a result, there may be a delamina tion (ie, detachment) of the plastic from an overmoulded component or insert, which can result in a void between the hardened plastic and the surface of the insert.

In Versuchen wurde von den Erfindern herausgefunden, dass im Fall von Leuchtmitteln, die umspritzte Einlegeteile aufweisen, solche Leerräume zu unerwünschten Leckpfaden führen können, die sich beispielsweise von einem lichtquellenseitigen Ende des Leuchtmittels zu einem sockelseitigen Ende erstrecken können, so dass hier Feuchtigkeit und Gase hindurchtreten können, welches wiederum zu Schäden an den elektronischen Komponenten, den Lichtquellen und den Scheinwerfer- oder Zusatzleuchtenbauteilen (wie etwa den Reflektoren oder beweglichen Bauteilen im Innern) führen kann.In experiments, the inventors found that in the case of light sources that have overmolded inserts, such empty spaces can lead to undesirable leakage paths, which can extend, for example, from an end of the light source on the light source to an end on the base, so that moisture and gases can pass through here which in turn can cause damage to the electronic components, the light sources and the headlight or auxiliary lamp components (such as the reflectors or moving parts inside).

Um solche Leckpfade von vornherein zu verhindern, kann daher eine nachträglich angebrachte Dichtvergussmasse an neuralgischen Punkten vorgesehen sein, die den oder die Leckpfade wieder verschließt. Dies erfordert allerdings einen zusätzlichen Prozessschritt, sowie weiteren Zeit- und Kostenaufwand, insbesondere in der Massenproduktion. Dichtvergussmassen können allgemein dazu dienen, zwei oder mehrere Komponenten mit einem unterschiedlichen Wärmeausdehnungsverhalten zu verbinden bzw. abzudichten und somit das Eindringen von Feuchtigkeit, Staub, Wasser etc. zu vermeiden und somit Bauteile oder elektronische Komponenten vor Beschädigungen zu schützen.In order to prevent such leakage paths from the outset, a subsequently applied sealing potting compound can therefore be provided at neuralgic points, which seals the leakage path or paths again. However, this requires an additional process step, as well as additional expenditure of time and money, especially in mass production. Sealing potting compounds can generally be used to connect or seal two or more components with different thermal expansion behavior and thus prevent the ingress of moisture, dust, water, etc. and thus protect components or electronic components from damage.

Darstellung von Aspekten der ErfindungPresentation of Aspects of the Invention

Einigen der nachfolgend beschriebenen Aspekte liegt daher eine Aufgabe zugrunde, ein Einlegeteil bereitzustellen, das eine gas- und/oder flüssigkeitsdichte Umspritzung ermöglicht, bei dem der Zeit- und Kostenaufwand für weitere, der Umspritzung folgende Prozessschritte reduziert oder ganz eingespart wird. Es ist eine alternative Aufgabe, ein Einlegeteil bereitzustellen, bei dem der Einfluss von Delamination durch Kunststoffschwindung und dadurch entstehender Undichtigkeit zwischen zwei oder mehreren Komponenten verhindert oder zumindest reduziert wird. Einigen der nachfolgend beschriebenen Aspekte liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, die Dichtigkeit von in Schweinwerfern oder in der Zusatzbeleuchtung etc. verbauten Leuchtmitteln zu verbessern.Some of the aspects described below are therefore based on an object of providing an insert that enables gas-tight and/or liquid-tight encapsulation, in which the time and cost expenditure for further process steps following the encapsulation is reduced or saved entirely. An alternative object is to provide an insert in which the influence of delamination due to plastic shrinkage and the resulting leakage between two or more components is prevented or at least reduced. Some of the aspects described below are based in particular on the task of improving the tightness of light sources installed in headlights or in the additional lighting, etc.

Eine oder mehrere dieser Aufgaben werden gelöst durch ein Einlegeteil für die gas- und/oder flüssigkeitsdichte Umspritzung mit einem Kunststoff mit den Merkmalen des Patenanspruchs 1, durch eine Kombination aus dem Einlegeteil und einem Kunststoffspritzgießteil gemäß Anspruch 12, einem Leuchtmittel umfassend die Kombination gemäß Anspruch 13, sowie einem Verfahren zur Herstellung der Kombination gemäß Anspruch 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.One or more of these objects are achieved by an insert for gas-tight and/or liquid-tight encapsulation with a plastic having the features of patent claim 1, by a combination of the insert and a plastic injection-molded part according to claim 12, a light source comprising the combination according to claim 13 , and a method for producing the combination according to claim 14. Advantageous configurations can be found in the dependent claims.

Ausgangspunkt ist ein Einlegeteil für die gas- und/oder flüssigkeitsdichte Umspritzung mit einem Kunststoff, das einen Grundkörper mit einer Oberfläche umfasst, die zumindest einen durch die Umspritzung abzudichtenden Oberflächenabschnitt aufweist. Der Grundkörper kann aus einem beliebigen Material gebildet sein, ohne Beschränkung der Allgemeinheit aus einem Metall. Hierbei ist nun eine in der Oberfläche in einem Randbereich des abzudichtenden Oberflächenabschnitts ausgebildete Barriere vorgesehen. Diese Barriere weist eine Anlagefläche auf, die gegenüber der die Barriere umgebenden Oberfläche derart ausgerichtet und geneigt ist, dass im Fall der Umspritzung mit dem Kunststoff dieser Kunststoff in einem der Umspritzung folgenden Abkühlprozess durch Anschwinden auf die Anlagefläche einen Formschluss mit der umgebenden Oberfläche ausbildet.The starting point is an insert for gas-tight and/or liquid-tight encapsulation with a plastic, which comprises a base body with a surface that has at least one surface section to be sealed by the encapsulation. The base body can be made of any material, without limitation of the generality of a metal. Here, a barrier formed in the surface in an edge area of the surface section to be sealed is provided. This barrier has a contact surface that is aligned and inclined relative to the surface surrounding the barrier in such a way that, if the plastic is overmolded, this plastic forms a positive fit with the surrounding surface by shrinking onto the contact surface in a cooling process that follows the overmolding.

Das Einlegeteil kann im allgemeinsten Fall eine beliebige Raumform besitzen und für eine beliebige Funktion vorgesehen sein, wie eingangs beschrieben wurde. Die Umspritzung, für die das Einlegeteil vorgesehen ist, betrifft das Kunststoffspritzgießen, wobei Aspekten der Erfindung zufolge eine vollständige Umspritzung, d.h. vollständige Einhüllung mit Kunststoff nicht zwingend notwendig und vielen Ausführungsbeispielen zufolge auch nicht vorgesehen ist. Vielen Ausführungsbeispielen zufolge bildet die Umspritzung aber ein einstückiges Kunststoffspritzgussteil, welches das Einlegeteil nach dem Spritzgießen im Wesentlichen in sich aufnimmt.In the most general case, the insert can have any three-dimensional shape and be provided for any function, as was described at the outset. The encapsulation for which the insert is intended relates to plastic injection molding, with aspects of the invention entailing complete encapsulation, i.e. complete encapsulation with plastic, not being absolutely necessary and, according to many exemplary embodiments, also not provided. According to many exemplary embodiments, however, the encapsulation forms a one-piece plastic injection molded part, which essentially accommodates the insert after injection molding.

Die insbesondere - aber nicht nur - mit dem Abkühlprozess einhergehende Schwindung des Kunststoffs bewirkt einen Dichtanstieg des Kunststoffs und infolgedessen eine Volumenänderung bzw. -reduktion. Da sich der spritzgegossene Kunststoff folglich zusammenzieht, wirken Kräfte darin, die eine Ausrichtung relativ zu der Oberfläche des Einlegeteils besitzen. Im Fall eines Oberflächenabschnitts des Einlegeteils, innerhalb dessen die resultierenden Kräfte von der Oberfläche abgewandt sind, droht die Bildung eines Leerraums zwischen Oberfläche und Kunststoff und infolgedessen abhängig von dem dreidimensionalen Aufbau der Kombination aus dem Einlegeteil und dem Kunststoffspritzgussteil die Entstehung eines durchgehenden Leckpfads, der an seinen Enden zur Umgebung hin geöffnet ist. Dieser Abschnitt bildet daher hinsichtlich der Oberfläche des Einlegeteils den abzudichtenden Oberflächenabschnitt. Konventionell wäre dies wie beschrieben durch Anbringen einer Dichtguss-Masse möglich. The shrinkage of the plastic, which in particular - but not only - accompanies the cooling process, causes an increase in the density of the plastic and, as a result, a change or reduction in volume. As the injection molded plastic contracts as a result, there are forces acting therein which have an orientation relative to the surface of the insert. In the case of a surface section of the insert, within which the resulting forces are turned away from the surface, there is a risk of the formation of a void between the surface and the plastic and, as a result, depending on the three-dimensional structure of the combination of the insert and the plastic injection-molded part, the formation of a continuous leakage path that is open at its ends to the environment. With regard to the surface of the insert, this section therefore forms the surface section to be sealed. Conventionally, this would be possible, as described, by applying a sealing compound.

Ausführungsformen der Erfindung zufolge ist dagegen auf der Oberfläche des Einlegeteils bzw. des Grundkörpers eine Barriere vorgesehen. Die Barriere kann in einem Randbereich des Oberflächenabschnitts eingerichtet sein, der abzudichten ist. In dem Randbereich ist eine zu der die Barriere umgebenden Oberfläche des Einlegeteils im Wesentlichen parallele Kraftausrichtung und infolgedessen Verschiebung des Kunststoff während der Schwindung vorhanden bzw. zu erwarten. Der Begriff „im Wesentlichen parallel“ umfasst auch unter einem Winkel zur Oberfläche liegende Kraftausrichtungen, es reicht aus, dass eine zur Oberfläche parallele Kraftkomponente vorliegt. Auch der Begriff „Randbereich“ ist weit auszulegen: auch und insbesondere noch im Randbereich kann Delamination vorliegen oder zu erwarten sein.According to embodiments of the invention, however, a barrier is provided on the surface of the insert or the base body. The barrier may be installed in an edge area of the surface portion to be sealed. In the edge region, there is or is to be expected a force alignment that is essentially parallel to the surface of the insert part surrounding the barrier and, as a result, displacement of the plastic during shrinkage. The term "substantially parallel" also includes force orientations lying at an angle to the surface, it is sufficient that there is a force component parallel to the surface. The term "edge area" is also to be interpreted broadly: delamination can also be present or to be expected in the edge area in particular.

Die Barriere kann eine Vertiefung, beispielsweise eine Nut, in der umgebenden Oberfläche, oder auch ein daran ausgebildeter Vorsprung sein. Auch eine Kombination von beidem ist möglich. Die Barriere umfasst eine Anlagefläche, die im Fall der Schwindung eine zu ihrer Kraftausrichtung entgegengesetzte Kraft auf Kunststoff ausübt und somit eine Stauchung zumindest in dieser Richtung verhindert. Zu diesem Zweck ist die Anlagefläche gegenüber die Barriere umgebenden Oberfläche geneigt, und zwar derart dass eine Kraftkomponente der Gegenkraft zur Oberfläche bzw. in das Einlegeteil hinein zeigt. Der anliegende Kunststoff wird dadurch während der Schwindung gegen die Oberfläche gedrückt, d.h. angeschwunden, und verbleibt schließlich in festem Eingriff durch die geneigte Anlagefläche. Dieser Eingriff der Barriere mit dem Kunststoff ist selbstverschließend (self-locking). Durch den Andruck des Kunststoffs an die Oberfläche entsteht dabei ein Formschluss zwischen dem Einlegeteil und dem Kunststoffspritzgussteil. Ein möglicherweise vorhandener Leckpfad ist dadurch zumindest in der Umgebung dieser Stelle der Oberfläche unterbrochen.The barrier may be an indentation, such as a groove, in the surrounding surface, or it may be a projection formed thereon. A combination of both is also possible. The barrier comprises a contact surface which, in the event of shrinkage, exerts a force on plastic which is opposite to its force orientation and thus prevents compression at least in this direction. For this purpose, the contact surface is inclined relative to the surface surrounding the barrier, specifically in such a way that a force component of the counterforce points toward the surface or into the insert. The adjacent plastic is thus pressed against the surface during the shrinkage, i.e. it shrinks, and finally remains firmly engaged by the inclined contact surface. This engagement of the barrier with the plastic is self-locking. The pressure of the plastic on the surface creates a form fit between the insert and the plastic injection molded part. A possibly existing leak path is thus interrupted at least in the vicinity of this point on the surface.

Einer speziellen Ausgestaltung des Einlegeteils zufolge bildet die Anlagefläche der Barriere einen Winkel von mehr als 90° mit der die Barriere umgebenden Oberfläche, so dass die Anlagefläche dem Grundkörper zugewandt ist. Durch diese Neigung der Anlagefläche wird eine wirksame Anschwindung des Kunststoffs an die Oberfläche mit Formschluss herbeigeführt. Ein Winkel von 0° ist hier als mit der umgebenden Oberfläche eben oder bündig festgelegt, wobei die Fläche nach außen - weg vom Grundkörper weist. Ein Winkel von 90° bedeutet, dass eine Fläche senkrecht zur umgebenden Oberfläche steht. Mehr als 90° bedeutet, dass die Anlagefläche überkippt bzw. überhängt.According to a special configuration of the insert, the contact surface of the barrier forms an angle of more than 90° with the surface surrounding the barrier, so that the contact surface faces the base body. This inclination of the contact surface causes the plastic to shrink effectively onto the surface with a positive fit. An angle of 0° is defined herein as being level or flush with the surrounding surface, with the surface facing outward - away from the body. An angle of 90° means that a face is perpendicular to the surrounding surface. More than 90° means that the contact surface tilts or overhangs.

Gemäß speziellen Weiterbildungen dieser Ausgestaltung kann der Neigungswinkel der Anlagefläche auch 110° oder mehr, in besonders gelagerten Fällen auch 120° oder mehr betragen. Durch eine stärkere Neigung kann auch die Anschwindung sowie der Formschluss verstärkt werden.According to special developments of this embodiment, the angle of inclination of the contact surface can also be 110° or more, in special cases also 120° or more. A stronger inclination can also increase the contraction and the form fit.

Weiteren Ausführungsbeispielen zufolge kann die Barriere den abzudichtenden Oberflächenabschnitt im Wesentlichen vollständig umgeben. Mit anderen Worten, die Barriere kann eine geschlossene ringförmige Struktur ausbilden. Dadurch wird es mit besonderem Vorteil möglich, einen abzudichtenden Oberflächenabschnitt rundherum durch Formschluss an der Oberfläche des Einlegeteils zu fixieren, auch wenn innerhalb des Abschnitts ein Spalt bzw. Leckpfadabschnitt vorliegt, d.h., der Kunststoff delaminiert ist.According to further exemplary embodiments, the barrier can essentially completely surround the surface section to be sealed. In other words, the barrier can form a closed annular structure. This makes it possible, with particular advantage, to fix a surface section to be sealed all around by positive locking on the surface of the insert, even if there is a gap or leak path section within the section, i.e. the plastic is delaminated.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der abzudichtende Oberflächenabschnitt ein solcher Abschnitt der Oberfläche des Grundkörpers, der eine Innenoberfläche eines in dem Grundkörper ausgebildeten Hohlraums bildet, wobei der Randbereich eine Öffnung oder eine Umgebung der Öffnung des Hohlraums repräsentiert. Wie eingangs beschrieben kann sich die Delamination in solchen Hohlräumen besonders problematisch darstellen, da sich der darin eingespritzte bzw. eingegossene Kunststoff nach innen zusammenzieht, also von der Innenoberfläche des Hohlraums weggerichtet, so dass hier großflächig Spalte entstehen können. Indem nun diese Innenoberfläche des Hohlraums als abzudichtender Oberflächenabschnitt ausgewählt wird und Randbereich mit der Öffnung des Hohlraums in Übereinstimmung gebracht wird, kann jedenfalls ein durchgehender Leckpfad aus dem Hohlraum durch die Öffnung des Hohlraums hindurch mit Vorteil zumindest unterbrochen werden.According to a further embodiment, the surface section to be sealed is a section of the surface of the base body that forms an inner surface of a cavity formed in the base body, with the edge area representing an opening or an area surrounding the opening of the cavity. As described at the outset, delamination in such cavities can be particularly problematic since the plastic injected or cast therein contracts inward, ie away from the inner surface of the cavity, so that large-area gaps can arise here. By now selecting this inner surface of the cavity as the surface section to be sealed and bringing the edge area into line with the opening of the cavity, a continuous leak path from the cavity through the opening of the cavity can advantageously at least be interrupted.

Eine weitere Ausgestaltung des Einlegeteils sieht vor, dass der Grundkörper und die Barriere einstückig ausgebildet sind. Für die Ausbildung der Barriere und ihrer Anlagefläche am Grundkörper bzw. aus dem Grundkörper heraus stehen auf dem Gebiet der Werkstoffbearbeitung - insbesondere der Metallbearbeitung - hochwertige und auch in der Massenproduktion einsetzbare Werkzeuge zur Verfügung, so dass auf den zusätzlichen Prozess einer Zufügung weiterer Komponenten verzichtet werden kann, wobei aber auch die Bildung der Barriere und der Anlagefläche wenn möglich von vornherein in einem entsprechenden Formgussprozess in Frage kommt, wenn dieser anwendbar ist (etwa bei einem Grundkörper aus Stahl oder Kupfer; ferner ist aber auch eine Oberflächengüte des Formgussteils zu berücksichtigen, da eine gewisse Porosität der Anlagefläche des Kunststoffes eine mögliche Leckage zur Folge hätte). Beispiele sind etwa Stanzwerkzeuge, Biege- sowie Prägewerkzeuge. Des Weiteren kann das Einbringen einer Barriere durch Herstellprozesse wie Drehen, Fräsen, Hobeln oder Räumen vorgesehen sein.A further embodiment of the insert provides that the base body and the barrier are designed in one piece. For the formation of the barrier and its contact surface on the base body or out of the base body, high-quality tools that can also be used in mass production are available in the field of material processing - in particular metal processing - so that the additional process of adding further components is dispensed with However, the formation of the barrier and the contact surface can also be considered from the outset if possible in a corresponding molding process if this is applicable (e.g. with a base body made of steel or copper; however, the surface quality of the molded part must also be taken into account, since a certain porosity of the contact surface of the plastic would result in a possible leakage). Examples include punching tools, bending and embossing tools. Furthermore, introducing a barrier through crafting processes such as turning, milling, planing or broaching.

Ausführungsformen und Aspekten des hier vorgestellten Einlegeteils zufolge kann der Grundkörper aus einem Metall, insbesondere Aluminium oder Kupfer, einer Keramik oder einem Kunststoff ausgebildet sein. In besonders vorteilhaft gelagerten Fällen kann es sich beim dem Grundkörper um einen Kühlkörper einer Wärme erzeugenden Vorrichtung, vorzugsweise eine elektronischen Vorrichtung, handeln. Gemäß einem sehr speziellen Ausführungsbeispiel, bei dem das vorgeschlagene Einlegeteil besonders vorteilhafte Eigenschaften aufweist, kann es sich um einen Kühlkörper eines Leuchtmittels handeln, insbesondere einer Fahrzeugscheinwerferlampe oder eine Lampe für die Zusatzbeleuchtung an Fahrzeugen, wie etwa Schlusslicht, Bremslicht, Blinkerbeleuchtung, etc. Hierbei kann der Grundkörper eine wirksam kühlende Funktion entfalten, wenn er aus einem besonders wärmeleitenden Werkstoff aufgebaut ist.According to embodiments and aspects of the insert presented here, the base body can be made of a metal, in particular aluminum or copper, a ceramic or a plastic. In particularly advantageous cases, the base body can be a heat sink of a heat-generating device, preferably an electronic device. According to a very specific exemplary embodiment, in which the proposed insert has particularly advantageous properties, it can be a heat sink for a lamp, in particular a vehicle headlight lamp or a lamp for additional lighting on vehicles, such as tail lights, brake lights, turn signal lights, etc the base body develop an effective cooling function if it is made of a particularly heat-conducting material.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann bei dem Einlegeteil die Barriere durch eine in der Oberfläche ausgebildete Nut gebildet sein. Die geneigte Anlagefläche kann dabei eine seitliche Oberfläche der Nut ausbilden. Mit einem solchen Aufbau kann eine Barriere durch bloßes Entfernen von Material aus einem vorgesehenen Design bzw. Layout realisiert werden. Alternativ oder auch zusätzlich zu der Nut kann die Barriere auch als Vorsprung ausgebildet ist, der von der die Barriere umgebenden Oberfläche hervorsteht.According to a further embodiment, the barrier of the insert can be formed by a groove formed in the surface. The inclined contact surface can form a lateral surface of the groove. With such a structure, a barrier can be realized simply by removing material from a designated design or layout. As an alternative or in addition to the groove, the barrier can also be designed as a projection which protrudes from the surface surrounding the barrier.

Weiteren Aspekten der Erfindung zufolge ist eine Kombination aus dem Einlegeteil gemäß einer oder mehreren der oben beschriebenen Ausgestaltungen und Ausführungsformen auf der einen Seite und einem Kunststoffspritzgussteil auf der anderen Seite vorgeschlagen. Das Kunststoffspritzgussteil bildet aufgrund eines einer Umspritzung des Einlegeteils folgenden Abkühlprozesses durch Anschwinden auf die Anlagefläche der Barriere des Einlegeteils einen Formschluss mit der umgebenden Oberfläche aus. Es ergeben sich hieraus jeweils die oben beschriebenen Vorteile.According to further aspects of the invention, a combination of the insert according to one or more of the configurations and embodiments described above on the one hand and a plastic injection molded part on the other hand is proposed. The plastic injection-molded part forms a positive fit with the surrounding surface due to a cooling process that follows injection molding around the insert part by shrinking onto the contact surface of the barrier of the insert part. This results in the advantages described above in each case.

Weiteren Aspekten der Erfindung zufolge ist eine Halbleiter-Scheinwerferlampe beziehungsweise eine Lampe für die Fahrzeugzusatzbeleuchtung vorgesehen, welche die oben beschriebene Kombination aufweist. Außerdem kann ein Substrat mit wenigstens einer darauf angeordneten Halbleiterlichtquelle sowie mit einer Anzahl von eine Leistungsversorgung für die wenigstens eine Halbleiterlichtquelle bereitstellenden elektronischen Komponenten vorgesehen sein. Das Einlegeteil bildet dabei insbesondere einen Kühlkörper aus, wobei das Substrat an dem Kühlkörper angebracht ist bzw. mit diesem in wärmeleitender Verbindung steht, gegebenenfalls auch nur über eine Wärmeleitpaste oder dergleichen. Der Grund- bzw. Kühlkörper leitet die im Betrieb Leuchtmittels erzeugte Wärme ab. Der Kühlkörper kann im Leuchtmittel folglich gleichzeitig eine Kühlfunktion sowie auch eine Haltefunktion (engl. support) für das Substrat ausbilden.According to further aspects of the invention, a semiconductor headlight lamp or a lamp for the vehicle auxiliary lighting is provided, which has the combination described above. In addition, a substrate can be provided with at least one semiconductor light source arranged thereon and with a number of electronic components providing a power supply for the at least one semiconductor light source. The insert forms in particular a heat sink, with the substrate being attached to the heat sink or being in thermally conductive connection with it, optionally also only via a thermally conductive paste or the like. The base or heat sink dissipates the heat generated during operation of the lamp. Consequently, the heat sink can simultaneously form a cooling function and also a holding function (support) for the substrate in the illuminant.

Bei einer solchen Anwendung können die hinsichtlich der Merkmale des Einlegeteils oben beschriebenen Vorteile besonders zum Tragen kommen. Der Kühlkörper und die von ihm ausgebildete Halterung können dabei regelmäßig einen Hohlraum bzw. zumindest teilweise umschlossenen Innenraum ausbilden, durch welchen die elektrischen Anschlüsse für die Leistungsversorgung geführt sind. Zum Zweck von deren Isolation sowie gegebenenfalls um bestimmte dreidimensional mechanische Kopplungsstrukturen zu schaffen, und auch um insbesondere ein vorderes Ende des Leuchtmittel mit dem Substrat und den Lichtquellen von einem hinteren Ende mit den Anschlüssen gas- und/oder flüssigkeitsdicht abzuschließen (um wie beschrieben die elektronischen Komponenten und das Innere des Schweinwerfers vor Feuchtigkeit und schädigenden Gasen sowie Schmutz zu schützen) usw. kann dabei auch ein Kunststoffspritzgussteil vorgesehen sein, das durch Umspritzung des Einlegeteils implementiert ist. Dabei kann das Kunststoffspritzgussteil den umschlossenen Innenraum zumindest teilweise ausfüllen, so dass grundsätzlich das Risiko besteht, dass sich ein Leckpfad bildet. Dieser kann gemäß den vorliegenden Aspekten durch den anhand der Anlagefläche der Barriere bewirkten Formschluss zumindest unterbrochen, wenn nicht ganz vermieden werden.In such an application, the advantages described above with regard to the features of the insert part can be particularly effective. The heat sink and the holder formed by it can regularly form a cavity or at least partially enclosed interior space through which the electrical connections for the power supply are routed. For the purpose of their insulation and, if necessary, to create certain three-dimensional mechanical coupling structures, and also in particular to seal a front end of the illuminant with the substrate and the light sources from a rear end with the connections in a gas-tight and/or liquid-tight manner (in order to connect the electronic To protect components and the interior of the headlight from moisture and harmful gases and dirt), etc., a plastic injection molded part can also be provided, which is implemented by overmolding the insert. In this case, the plastic injection-molded part can at least partially fill out the enclosed interior space, so that there is always the risk of a leak path forming. According to the present aspects, this can at least be interrupted, if not completely avoided, by the form closure effected by means of the contact surface of the barrier.

In diesem Zusammenhang stellen austauschbare Leuchtmittel, in denen LED-Module (betrachtet als elektronische Baugruppen) verbaut sind, eine besonders attraktive Anwendung dar. Hierbei können auch Hochleistungs-LEDs oder sogar Laserdioden für den Einsatz vorgesehen sein. Eine in jüngerer Zeit vorgestellte und diesem entsprechende Plattform, die auch den von der International Technical Commission (IEC) vorgesehenen Normierungen entsprechen kann, ist die eXchangeable LED Signal lamp, kurz: XLS, unter welcher Handelsbezeichnung die Anmelderin auch entsprechende Produkte vertreibt. Dieser Standard erlaubt einheitliche Bauformen unter darin möglicher Variation von Beleuchtungseinrichtungen, d.h. je nach Einsatz und Anwendung unterschiedlicher Kombination und Anordnung von LEDs im Modul. Solche unterschiedlichen Anwendungen können beispielsweise Tagfahrlicht, Blinker, Bremslichter oder Zusatzfunktionen wie Nebelscheinwerfer, Fernlicht etc. sein.In this context, replaceable light sources, in which LED modules (considered as electronic assemblies) are installed, represent a particularly attractive application. High-performance LEDs or even laser diodes can also be used here. The eXchangeable LED signal lamp, XLS for short, is a platform that has recently been presented and corresponds to this platform, which can also correspond to the standards provided by the International Technical Commission (IEC), under which trade name the applicant also sells corresponding products. This standard allows uniform designs with the possible variation of lighting devices, i.e. different combinations and arrangements of LEDs in the module depending on use and application. Such different applications can be, for example, daytime running lights, turn signals, brake lights or additional functions such as fog lights, high beams, etc.

Ein solches XLS-Modul weist beispielsweise ein Substrat mit darauf angeordneten Lichtquellen, wobei das Substrat mit seiner Rückseitenfläche auf einem flachen Stirnabschnitt eines z.B. hohlzylindrisch geformten Kühlkörperabschnitts aus wärmeleitendem Metall angebracht ist. Die Stirnfläche bildet eine Kühlfläche des auf dem Substrat montierten Leuchtmoduls aus. Dieser (beispielsweise) hohlzylindrisch geformte Kühlkörperabschnitt bildet einen Hohlraum aus, dessen eine (vordere) Stirnseite durch die Kühlfläche geschlossen ist, wenn man von Öffnungen für die Durchführung von Kontaktanschlüssen absieht, und dessen andere Stirnseite offen liegt und somit eine Öffnung zu diesem Hohlraum ausbildet. Der zylindrische Halteabschnitt ist einstückig mit einem Kühlrippen umfassenden Abschnitt ausgebildet. Der Kühlkörper wird vor dem Zusammenbau des Moduls mit Kunststoff umspritzt, um unter anderem die genannte Gas- und/oder Feuchtigkeitsdichte zu erhalten, aber auch um dem Modul insgesamt Stabilität zu verleihen sowie um den plattformgerechten mechanischen Anschluss für den Einbau umzusetzen, etc. In Versuchen wurde festgestellt, dass es zu Leckpfaden kommen kann, die in Spalten an der Innenwand des Hohlraums zwischen dieser und dem umspritzten Kunststoff im Rahmen der Abkühlung und Ausgasung nach dem Spritzguss entstehen. Diese können nun unterbrochen werden durch Barrieren, die im Kühl- bzw. Grundkörper des Einlegeteils an einem Randabschnitt des Hohlraums vollständig oder zumindest teilweise rings um die Öffnung des Hohlraums herum gebildet wird, und zwar entweder noch innerhalb der zylindrische Innenwand oder auch in einem angrenzenden flanschartigen Abschnitt des Kühlkörpers um die Öffnung herum. Die Anlagefläche kann dabei in einer Nut in der Oberfläche gebildet sein oder in einem ringförmigen Vorsprung, die von der Oberfläche hervorsteht.Such an XLS module has, for example, a substrate with light sources arranged thereon, wherein the substrate is mounted with its rear surface on a flat front section of a heat sink section made of heat-conducting metal and shaped, for example, as a hollow cylinder. The end face forms a cooling surface of the light module mounted on the substrate. This (for example) hollow-cylindrical heat sink section forms a cavity, one (front) end of which is closed by the cooling surface, apart from openings for the passage of contact connections, and the other end of which is open and thus forms an opening to this cavity. The cylindrical holding section is formed in one piece with a section comprising cooling fins. The heat sink is overmoulded with plastic before the module is assembled, among other things to maintain the specified gas and/or moisture density, but also to give the module overall stability and to implement the platform-specific mechanical connection for installation, etc. In tests It was found that leakage paths can occur in gaps on the inner wall of the cavity between this and the overmolded plastic during cooling and outgassing after injection molding. These can now be interrupted by barriers that are formed completely or at least partially around the opening of the cavity in the cooling or base body of the insert at an edge section of the cavity, either within the cylindrical inner wall or in an adjacent flange-like one Section of the heatsink around the opening. The contact surface can be formed in a groove in the surface or in an annular projection that protrudes from the surface.

Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Kombination aus einem Einlegeteil und einem Kunststoffspritzgussteil. Das Verfahren umfasst: das Bereitstellen eines Einlegeteils für die gas- und/oder flüssigkeitsdichte Umspritzung mit einem Kunststoff, das einen Grundkörper mit einer Oberfläche umfasst, die zumindest einen durch die Umspritzung abzudichtenden Oberflächenabschnitt aufweist. Ferner umfasst es das Ausbilden einer Barriere in der Oberfläche in einem Randbereich des abzudichtenden Oberflächenabschnitts, wobei die Barriere eine Anlagefläche aufweist, die gegenüber der die Barriere umgebenden Oberfläche unter einem Winkel geneigt ausgerichtet ist, das Umspritzen des Einlegeteils in einem Formwerkzeug einer Spritzgussmaschine mit einem Kunststoff zum Ausbilden eines das Einlegeteil zumindest teilweise umgebenden Kunststoffspritzgussteils, sowie das Abkühlen des Kunststoffspritzgussteils, so dass der Kunststoff durch Anschwinden auf die Anlagefläche einen Formschluss mit der umgebenden Oberfläche ausbildet.A further aspect relates to a method for producing a combination of an insert and a plastic injection molded part. The method includes: providing an insert for the gas-tight and/or liquid-tight encapsulation with a plastic, which includes a base body with a surface that has at least one surface section to be sealed by the encapsulation. It also includes forming a barrier in the surface in an edge region of the surface section to be sealed, the barrier having a contact surface which is aligned at an angle relative to the surface surrounding the barrier, overmoulding the insert in a mold of an injection molding machine with a plastic for forming a plastic injection-molded part at least partially surrounding the insert, and cooling the plastic injection-molded part so that the plastic forms a positive fit with the surrounding surface by shrinking onto the contact surface.

Es ergeben sich die gleichen Vorteile wie mit Bezug auf die Kombination einem Einlegeteil du einem Kunststoffspritzgussteil beschrieben wurde.The same advantages result as were described with reference to the combination of an insert and a plastic injection molded part.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale und Funktionen.Further advantages, features and details of the invention result from the claims, the following description of preferred embodiments and with reference to the drawings. In the figures, the same reference symbols designate the same features and functions.

Figurenlistecharacter list

Es zeigen:

  • 1 eine Querschnittsansicht eines Leuchtmoduls, wobei rein beispielhaft mögliche Positionen einer Barriere an einem Einlegeteil gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung durch Kreise angedeutet sind;
  • 2 in rein schematischer Querschnittsansicht die Entstehung eines Spalts durch Schwindung eines Kunststoffspritzgussteils in einem Abkühlprozess nach der Umspritzung eines Einlegeteils;
  • 3 in ähnlicher Darstellung wie in 2 ein Einlegeteil gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit einer hervorstehenden Barriere zum Anschwinden des Kunststoffs;
  • 4 in Querschnittsansicht ein Einlegeteil gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer hervorstehenden Doppel-Barriere zum Anschwinden des Kunststoffs;
  • 5 in perspektivischer Schnittansicht ein Einlegeteil gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel mit einer als ringförmige Dichtungsnut mit innerer Anlagefläche ausgebildeten Barriere zum Anschwinden des Kunststoffs;
  • 6 in vergrößerter Querschnittsansicht das Einlegeteil mit Barriere aus 5;
  • 7 in perspektivischer Schnittansicht ein Einlegeteil gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel mit einer als ringförmige Dichtungsnut mit innerer Anlagefläche ausgebildeten Barriere zum Anschwinden des Kunststoffs.
Show it:
  • 1 a cross-sectional view of a light-emitting module, possible positions of a barrier on an insert according to exemplary embodiments of the invention being indicated by circles purely by way of example;
  • 2 in a purely schematic cross-sectional view, the formation of a gap due to shrinkage of a plastic injection molded part in a cooling process after the encapsulation of an insert;
  • 3 in a similar representation as in 2 an insert part according to a first exemplary embodiment with a protruding barrier for the shrinkage of the plastic;
  • 4 in cross-sectional view, an insert part according to a second embodiment with a protruding double barrier for shrinking of the plastic;
  • 5 a perspective sectional view of an insert part according to a third embodiment with a barrier designed as an annular sealing groove with an inner contact surface to prevent the plastic from shrinking;
  • 6 the insert with barrier in an enlarged cross-sectional view 5 ;
  • 7 a perspective sectional view of an insert according to a fourth exemplary embodiment with a barrier designed as an annular sealing groove with an inner contact surface to prevent the plastic from shrinking.

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele ist zu berücksichtigen, dass die vorliegende Offenbarung der verschiedenen Aspekte nicht auf die Details des Aufbaus und der Anordnung der Komponenten beschränkt ist, wie sie in der nachfolgenden Beschreibung und in den Figuren dargestellt sind. Die Ausführungsbeispiele können auf verschiedenen Wegen in die Praxis umgesetzt oder ausgeführt werden. Es ist des Weiteren zu berücksichtigen, dass die hier verwendete Ausdrucksweise und Terminologie lediglich zum Zweck der konkreten Beschreibung verwendet wird und diese sollten nicht durch den Fachmann als solche in einschränkender Weise ausgelegt werden.In the following description of preferred exemplary embodiments, it must be taken into account that the present disclosure of the various aspects is not limited to the details of the construction and the arrangement of the components, as they are illustrated in the following description and in the figures. The example embodiments may be practiced or carried out in various ways. It is further to be understood that the language and terminology used herein is for the purpose of specific description only and should not be construed as such in a limiting manner by those skilled in the art.

Die 1 zeigt einen Überblick über ein Leuchtmittel bzw. ein Leuchtmodul 1, auf das einige nachfolgend zu erläuternde Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anwendbar sind.the 1 shows an overview of a lighting means or a lighting module 1 to which some exemplary embodiments of the present invention to be explained below can be applied.

Wie durch die anhand Bezugszeichen 61 und 62 lediglich schematisch angedeuteten Kreise angezeigt ist, in denen beispielhaft Ausführungsformen der hierin vorgeschlagenen Barrieren implementiert sein können, stellt das hier dargestellte Leuchtmodul selbst ein Ausführungsbeispiel dar. Das Leuchtmodul 1 kann den Spezifikationen der eingangs beschriebenen XLS-Plattform (exchangeable LED signal lamp) entsprechen und genügen. Beispiele solcher Leuchtmodule - aber noch ohne Umsetzung der hier gezeigten Ausführungsformen - sind unter anderem auch in den folgenden Druckschriften zu finden: US 2019063706 A1 , DE 102017214659 A1 , US 2019110348 A1 ,
DE 102017217883 A1 , DE 102017222649 A1 , DE 102018202464 A1 ,
US 2019306939 A1 , DE 102018201228A1 , DE 102017213269 A1 ,
DE 102015206471 A1 , US 2019/0063706 A1 , oder US 2019/0049089 A1 , etc.
As indicated by the circles, which are only schematically indicated by reference numerals 61 and 62 and in which exemplary embodiments of the barriers proposed here can be implemented, the lighting module presented here itself represents an exemplary embodiment. The lighting module 1 can meet the specifications of the XLS platform ( exchangeable LED signal lamp) correspond and suffice. Examples of such light modules - but without implementation of the embodiments shown here - can be found in the following publications, among others: US2019063706A1 , DE 102017214659 A1 , US2019110348A1 ,
DE 102017217883 A1 , DE 102017222649 A1 , DE 102018202464 A1 ,
US2019306939A1 , DE102018201228A1 , DE 102017213269 A1 ,
DE 102015206471 A1 , U.S. 2019/0063706 A1 , or US 2019/0049089 A1 , Etc.

Das Leuchtmodul 1 umfasst im Wesentlichen ein Kunststoffspritzgussteil 2, das ein Gehäuse für das Leuchtmodul ausbildet, ein Einlegeteil 3, das einen Kühlkörper ausbildet, ein elektrisches Anschlusselement 4 mit elektrischen Kontaktstiften, einen Dichtungsring 5 und eine Leiterplatte 10 mit darauf angeordneten Lichtquellen (z.B. LED-Chips 11) und elektronischen Komponenten 8, die die Leistungsversorgung der LED-Chips sicherstellen. Das Kunststoffspritzgussteil 2 ist durch Umspritzung des Einlegeteils 3 in einer Spritzgussmaschine ausgebildet. Das elektrische Anschlusselement 4 umfasst selbst ein Kunststoffspritzgussteil, das wiederum einstückig mit dem oben genannten Kunststoffspritzgussteil 2 ausgebildet sein kann, entweder durch Spritzgießen in einem gemeinsamen Prozess oder durch späteres Anfügen durch Kleben oder Anschmelzen.The lighting module 1 essentially comprises a plastic injection molded part 2, which forms a housing for the lighting module, an insert 3, which forms a heat sink, an electrical connection element 4 with electrical contact pins, a sealing ring 5 and a printed circuit board 10 with light sources (e.g. LED) arranged thereon. Chips 11) and electronic components 8 that ensure the power supply of the LED chips. The plastic injection molded part 2 is formed by overmolding the insert 3 in an injection molding machine. The electrical connection element 4 itself comprises a plastic injection molded part, which in turn can be formed in one piece with the above-mentioned plastic injection molded part 2, either by injection molding in a common process or by later attachment by gluing or melting.

Das Kunststoffspritzgussteil 2 nimmt durch die Umspritzung des Einlegeteils 3 dieses in sich auf. Aufgrund der Form des Einlegeteils 3 gliedert sich das Kunststoffspritzgussteil 2 in einen inneren Abschnitt 21 und einen äußeren Abschnitt (Bezugszeichen 200, 221, 24), die durch eine Anzahl von Durchführungen 250, die in entsprechenden Durchgangslöchern 350 (vgl. 6) des Einlegeteils ausgebildet sind, einstückig miteinander verbunden sind.The plastic injection-molded part 2 absorbs the insert part 3 as a result of the overmoulding of the latter. Due to the shape of the insert 3, the plastic injection molded part 2 is divided into an inner section 21 and an outer section (reference numerals 200, 221, 24), which are formed by a number of bushings 250, which are located in corresponding through-holes 350 (cf. 6 ) of the insert are formed, are integrally connected to each other.

Das Kunststoffspritzgussteil 2 besitzt eine erste Stirnseite mit einer eben ausgebildeten ringscheibenförmigen Stirnfläche 20. Entlang des äußeren Umfangs der ringscheibenförmigen Stirnfläche 20 sind z.B. vier Verriegelungselemente 221, angeordnet, von welchen in der Schnittzeichnung nur eines zu sehen ist und die radial von einem äußeren Zylindermantelabschnitt 200 des Kunststoffspritzgussteils 2 abstehen und eine Bajonettverriegelung mit entsprechend geformten Gegenstücken einer Fassung der Kraftfahrzeugleuchte bilden. Die Unterseiten der vier Verriegelungselemente 221 definieren eine Ebene, welche als Referenzebene für die Ausrichtung von am Leuchtmodul 1 angebrachten LED-Chips 11 bezüglich des Kunststoffspritzgussteils 2 gegenüber einer optischen Achse der Fassung der Kraftfahrzeugleuchte dient, in welche das Leuchtmodul 1 eingesetzt wird. Zur Aktivierung der Bajonettverriegelung wird das Leuchtmodul in die Fassung der Kraftfahrzeugleuchte gesteckt und anschließend im Uhrzeigersinn um die Ringachse des Zylindermantelabschnitts des Kunststoffspritzgussteils 2 gedreht. Eines der Verriegelungselemente kann zur Begrenzung der vorgenannten Drehbewegung einen Anschlag (nicht gezeigt) aufweisen, der in der Fassung bzw. Montageöffnung der Kraftfahrzeugleuchte nach der Bajonettverriegelung anliegt. Die Bajonettverriegelung kann mit einem produktspezifischen Schlüssel ausgeführt werden, sodass jeder Typ von Leuchtmodul einen eigenen Schlüssel besitzt und somit Vertauschungen vermieden werden. Die notwendige Anpresskraft des Leuchtmoduls zur Fassung liefert ein elastischer Dichtungsring 5.The plastic injection molded part 2 has a first end face with a planar end face 20 in the shape of a ring disk. Four locking elements 221, for example, are arranged along the outer circumference of the end face 20 in the shape of a ring disk, only one of which can be seen in the sectional drawing and which extends radially from an outer cylinder jacket section 200 of the Plastic injection molded part 2 protrude and form a bayonet lock with correspondingly shaped counterparts of a socket of the motor vehicle light. The undersides of the four locking elements 221 define a plane which serves as a reference plane for aligning LED chips 11 attached to the lighting module 1 with respect to the plastic injection molded part 2 with respect to an optical axis of the socket of the motor vehicle lamp into which the lighting module 1 is inserted. To activate the bayonet lock, the lighting module is inserted into the socket of the motor vehicle light and then rotated clockwise around the ring axis of the cylinder jacket section of the plastic injection-molded part 2 . One of the locking elements can have a stop (not shown) to limit the aforementioned rotational movement, which rests in the socket or mounting opening of the motor vehicle light after the bayonet locking. The bayonet lock can be implemented with a product-specific key, so that each type of light module has its own key, thus avoiding mix-ups. An elastic sealing ring 5 provides the necessary contact pressure of the light module to the socket.

An seiner der Stirnfläche 20 gegenüberliegenden Seite weist das Kunststoffspritzgussteil 2 einen ringförmigen Flanschabschnitt 24 auf, der radial nach außen von der äußeren Mantelfläche des Kunststoffspritzgussteils 2 absteht, eine Auflagefläche 240 für den Dichtungsring 5 formt und zusammen mit den Verriegelungselementen 221 eine ringförmige Nut zur Aufnahme des Dichtungsrings 5 aus Silikon oder Gummi bildet.On its side opposite end face 20, the plastic injection-molded part 2 has an annular flange section 24, which protrudes radially outwards from the outer lateral surface of the plastic injection-molded part 2, forms a bearing surface 240 for the sealing ring 5 and, together with the locking elements 221, forms an annular groove for accommodating the Sealing ring 5 made of silicone or rubber forms.

Der Kühlkörper beziehungsweise das Einlegeteil 3 besitzt einen hohlzylindrisch geformten Kühlkörperabschnitt 31, der in dem Zylindermantelabschnitt 200 des Kunststoffspritzgussteils 2 angeordnet ist und an seiner der Stirnfläche 20 des Kunststoffspritzgussteil 2 zugewandten Seite eine ebene Auflagefläche, d.h., eine Kühlfläche 30 für die Leiterplatte 10 ausbildet. Der innere Abschnitt 21 des Kunststoffspritzgussteils 21 ist in dem Kühlkörperabschnitt 31 aufgenommen. Eine Zylinderachse des hohlzylindrisch geformten Kühlkörperabschnitts 31 ist identisch mit der Achse des Zylindermantelabschnitts 200 des äußeren Abschnitts des Kunststoffspritzgussteils 2. Der hohlzylindrisch geformte Kühlkörperabschnitt 31 besitzt eine in diesem speziellen Ausführungsbeispiel zylindrische Innenoberfläche, die einen abzudichtenden Oberflächenabschnitt 35 des Einlegeteils 3 ausbildet. Wie nämlich durch die Pfeile in 1 angedeutet ist, die rein schematisch eine Kraftausrichtung Fs der beim Abkühlprozess nach der Umspritzung wirkenden Schwindung wiederspiegeln, kann zwischen einer äußeren Oberfläche des inneren Abschnitts 21 des Kunststoffspritzgussteils 2 und der Innenoberfläche (abzudichtender Abschnitt 35) des Einlegeteils 3 ein Spalt S entstehen (siehe dazu auch 2), der als Leckpfad für Feuchtigkeit oder Gase wirken kann, wenn er sich beispielsweise komplett von der Seite des Substrats bzw. der Leiterplatte 10 über die Kontaktdurchführungen 39 in der Stirnfläche 30, die zylindrische Innenoberfläche (siehe Bz. 35), einen Randabschnitt 34 des hohlzylindrisch geformten Kühlkörperabschnitts 31 und einer scheibenförmigen Oberfläche 38 des Einlegeteils 3 bis zu einem äußeren Rand des inneren Abschnitts 21 des Kunststoffspritzgussteils 3 erstreckt. Wie in 1 schematisch lediglich durch entsprechende Kreise angedeutet, sind gemäß Ausführungsbeispielen zu diesem Zweck Barrieren 61 und/oder 62 an Positionen in oder nahe diesem Randabschnitt 34 ausgebildet, die eine Bildung des Spalts S bzw. entsprechende Delamination unterbinden helfen und diesen Leckpfad abdichten. Entsprechende Ausführungsbeispiele sind nachfolgend mit Bezug auf die 3 bis 7 in größerem beschrieben.The heat sink or the insert 3 has a hollow-cylindrical heat sink section 31, which is arranged in the cylinder jacket section 200 of the plastic injection-molded part 2 and, on its side facing the end face 20 of the plastic injection-molded part 2, forms a flat bearing surface, i.e. a cooling surface 30 for the printed circuit board 10. The inner portion 21 of the plastic injection molding 21 is accommodated in the heat sink portion 31 . A cylinder axis of the hollow-cylindrical heat sink section 31 is identical to the axis of the cylinder jacket section 200 of the outer section of the plastic injection molded part 2. The hollow-cylindrical heat sink section 31 has a cylindrical inner surface in this specific exemplary embodiment, which forms a surface section 35 of the insert part 3 to be sealed. As indicated by the arrows in 1 is indicated, which purely schematically reflect a force alignment Fs of the shrinkage acting during the cooling process after the encapsulation, a gap S can arise between an outer surface of the inner section 21 of the plastic injection molded part 2 and the inner surface (section 35 to be sealed) of the insert 3 (see also 2 ), which can act as a leakage path for moisture or gases if, for example, it extends completely from the side of the substrate or the printed circuit board 10 via the contact bushings 39 in the end face 30, the cylindrical inner surface (see Fig. 35), an edge section 34 of the hollow-cylindrical heat sink section 31 and a disc-shaped surface 38 of the insert 3 extends to an outer edge of the inner portion 21 of the plastic injection molded part 3. As in 1 only indicated schematically by corresponding circles, according to exemplary embodiments, barriers 61 and/or 62 are formed at positions in or near this edge section 34 for this purpose, which help prevent the formation of the gap S or corresponding delamination and seal this leakage path. Corresponding exemplary embodiments are described below with reference to FIG 3 until 7 described in larger.

Die Kühlfläche 30 ist senkrecht zur Zylinderachse des hohlzylindrisch geformten Kühlkörperabschnitts 31 angeordnet und mit der Leiterplatte 10 mit elektrisch isolierendem, wärmeleitfähigem Klebstoff verklebt. Die Kühlfläche 30 des hohlzylindrisch geformten Kühlkörperabschnitts 31 weist Durchbrüche 39 auf (nur einer davon in 6 zu sehen), durch die elektrische Kontaktstifte 41, 42 eines elektrischen Anschlusselements 4 hindurchgeführt sind. Die elektrischen Kontaktstifte 41, 42 können mit der Leiterplatte 10 eine Presspassung bilden.The cooling surface 30 is arranged perpendicularly to the cylinder axis of the hollow-cylindrical heat sink section 31 and is bonded to the printed circuit board 10 with electrically insulating, thermally conductive adhesive. The cooling surface 30 of the hollow-cylindrical heat sink section 31 has openings 39 (only one of which is shown in 6 to see), through which electrical contact pins 41, 42 of an electrical connection element 4 are passed. The electrical contact pins 41, 42 can form an interference fit with the printed circuit board 10.

Der Kühlkörper beziehungsweise das Einlegeteil 3 besitzt außerdem einen zweiten, ringscheibenförmig ausgebildeten Kühlkörperabschnitt 32, der an dem hohlzylindrisch geformten Kühlkörperabschnitt 31 angeformt ist und dessen Ringachse mit der Zylinderachse des hohlzylindrischen Kühlkörperabschnitts 31 zusammenfällt. Der innere Abschnitt 21 des Kunststoffspritzgussteils 2 erstreckt sich um den Randabschnitt 34 des Einlegeteils 3 und liegt aufgrund der Wirkung der Barriere 61 (wenn implementiert) an der in Bezug auf das Einlegeteil 3 innen liegenden scheibenförmigen Oberfläche 38 des ringscheibenförmig ausgebildeten Kühlkörperabschnitts 32 an.The heat sink or the insert 3 also has a second, annular disk-shaped heat sink section 32 which is integrally formed on the hollow-cylindrical heat sink section 31 and whose annular axis coincides with the cylinder axis of the hollow-cylindrical heat sink section 31 . The inner section 21 of the plastic injection-molded part 2 extends around the edge section 34 of the insert part 3 and, due to the effect of the barrier 61 (if implemented), lies against the disk-shaped surface 38 of the annular disk-shaped heat sink section 32, which is on the inside in relation to the insert part 3.

An dem zweiten, ringscheibenförmig ausgebildeten Kühlkörperabschnitt 32 sind entlang seines Umfangs angeordnete Kühlrippen 33 angeformt. Die Kühlrippen 33 sind von dem zweiten, ringscheibenförmig ausgebildeten Kühlkörperabschnitt 32 jeweils um einen Winkel von 90 Grad (in der 1 nach unten) abgewinkelt und erstrecken sich jeweils parallel zur Ringachse des zweiten, ringscheibenförmig ausgebildeten Kühlkörperabschnitts 32. Der Kühlkörper 3 besteht aus Metall, beispielsweise aus Edelstahlblech oder Aluminium, und ist einteilig, z.B. als Tiefziehbiegeteil oder als Stanzbiegeteil ausgebildet.Cooling ribs 33 arranged along the circumference of the second heat sink section 32 embodied in the form of an annular disk are integrally formed. The cooling ribs 33 are each separated from the second, annular disk-shaped heat sink section 32 by an angle of 90 degrees (in the 1 downwards) and each extend parallel to the ring axis of the second annular disc-shaped cooling body section 32. The cooling body 3 consists of metal, for example stainless steel sheet or aluminum, and is designed in one piece, e.g. as a deep-drawn bent part or as a stamped bent part.

Das elektrische Anschlusselement 4 ist ebenfalls als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet und weist elektrische Kontaktstifte 41, 42 auf, die jeweils aus Metall bestehen und im Kunststoffmaterial des elektrischen Anschlusselements 4 eingebettet sind. Das Kunststoffspritzgussteil des elektrischen Anschlusselements 4 kann einstückig mit dem Kunststoffspritzgussteil 2 ausgebildet sein, wie es in 1 angedeutet ist.The electrical connection element 4 is also designed as a plastic injection molded part and has electrical contact pins 41 , 42 which are each made of metal and are embedded in the plastic material of the electrical connection element 4 . The plastic injection molded part of the electrical connection element 4 can be formed in one piece with the plastic injection molded part 2, as shown in FIG 1 is indicated.

Das elektrische Anschlusselement 4 weist außerdem solche als Buchse ausgebildete Abschnitte 43, 44 auf, die sich parallel zur Achse des gehäuseartigen Zylindermantels des Kunststoffspritzgussteils 2 erstrecken. Die freien Enden der elektrischen Kontaktstifte 41, 42 erstrecken sich jeweils in die Abschnitte 43, 44 der Buchse und dienen dort als elektrische Kontakte des Leuchtmoduls und sind zum Anschließen eines auf die Buchse aufsteckbaren Steckers oder Verbinders vorgesehen, der in der Lampenfassung bereitgestellt sein kann.The electrical connection element 4 also has sections 43 , 44 designed as sockets, which extend parallel to the axis of the housing-like cylinder jacket of the plastic injection-molded part 2 . The free ends of the electrical contact pins 41, 42 respectively extend into the sections 43, 44 of the socket and there serve as electrical contacts of the lighting module and are intended for the connection of a socket-pluggable plug or connector which may be provided in the lamp socket.

Nach dem Zusammenfügen von Buchse und Stecker oder Verbinder ist diese Verbindung dichtend. Die anderen Enden der elektrischen Kontaktstifte 41, 42 ragen jeweils durch den Durchbruch 39 in der Kühlfläche 30 des Kühlkörpers 3 hindurch und können eine Presspassung mit der Leiterplatte 10 bilden und sind jeweils mit einem elektrischen Kontakt auf der Leiterplatte 10 verbunden. Die elektrischen Kontaktstifte 41, 42 dienen zur Versorgung der elektronischen Komponenten 18 und der LED-Chips 11 auf der Leiterplatte 10 mit elektrischer Spannung.After the socket and plug or connector have been assembled, this connection is sealed. The other ends of the electrical contact pins 41, 42 each protrude through the opening 39 in the cooling surface 30 of the heat sink 3 and can form a press fit with the printed circuit board 10 and are each connected to an electrical contact on the printed circuit board 10. The electrical contact pins 41, 42 are used to supply the electronic components 18 and the LED chips 11 on the printed circuit board 10 with electrical voltage.

Mit Bezug auf 2 wird in rein schematischer Darstellung die Entstehung eines Spalts durch Schwindung eines Kunststoffspritzgussteils 2 in einem Abkühlprozess nach der Umspritzung eines Einlegeteils 3' erläutert. Das Einlegeteil 3' kann, muss aber nicht die Form des Einlegeteils drei aus Fig. eins besitzen. Es kann sich auch um ein insgesamt völlig anderes geformtes Teil handeln. Gleichwohl können der abzudichtende Oberflächenabschnitt 35 und der Oberflächenabschnitt 38 des Abschnitts 131 des Einlegeteils 3' ähnlich geformt sein wie in 1.Regarding 2 the formation of a gap due to shrinkage of a plastic injection molded part 2 in a cooling process after the encapsulation of an insert 3' is explained in a purely schematic representation. The insert 3' can, but does not have to, have the shape of the insert three from FIG. It can also be a totally different shaped part. Nevertheless, the surface section 35 to be sealed and the surface section 38 of the section 131 of the insert 3' can be shaped similarly to FIG 1 .

Das Einlegeteil 3' ist in einem Kunststoffspritzguss mit Kunststoff umspritzt und bildet in dem abkühlt Prozess einen (in 2 irgendwie geformten) inneren Abschnitt 21 eines Kunststoffspritzgussteils 2 aus. Durch Schwindung unterläuft der Kunststoff einer Volumenänderung (Kontraktion), wobei die Kraftausrichtung Fs bzw. die Bewegungslinien der Kontraktion in Fig. zwei rein schematisch durch Pfeile angedeutet sind. Die tatsächliche Kraftausrichtung während dieses Prozesses hängt von vielen Faktoren ab, unter anderem der dreidimensionalen Raumform des Kunststoffspritzgroßteils 2, dem Material, der Geschwindigkeit der Abkühlung, und der Wärmeverteilung während des Abkühlprozesses im Formwerkzeug, etc. Im Beispiel der 1 kann grob geschätzt werden, dass die Volumenkontraktion eine Kraftausrichtung im inneren Abschnitt 21 zu einer Mitte des durch ihn gebildeten Blocks im hohlzylinderförmigen zweiten Abschnitt 31 des Einlegeteils 3 und weiter um den Randabschnitt 34 herum in Richtung zu den Durchführungen 250 führt, die als fixierte Verbindung zum äußeren Abschnitt des Kunststoffspritzgussteils 2 angesehen werden können. Zurück zu 2 entsteht durch eine von der Oberfläche 35 weg gerichtete Kraftkomponente durch Delamination ein Spalt S mit einer Breite D1 an der Oberfläche 35 und einer Breite D2 an der Oberfläche 38. Setzt sich dieser Spalt S bis zum Rand des Kunststoffspritzgussteils 2 fort, wird sofort ersichtlich, dass ein Leckpfad entstehen kann.The insert 3' is overmoulded with plastic in a plastic injection molding process and forms a (in 2 somehow formed) inner portion 21 of a plastic injection molded part 2 from. Due to shrinkage, the plastic undergoes a change in volume (contraction), the alignment of force Fs or the movement lines of the contraction being indicated purely schematically in FIG. 2 by arrows. The actual force alignment during this process depends on many factors, including the three-dimensional shape of the large plastic injection molded part 2, the material, the cooling rate, and the heat distribution during the cooling process in the mold, etc. In the example of 1 It can be roughly estimated that the volume contraction leads to an alignment of forces in the inner section 21 to a center of the block formed by it in the hollow-cylindrical second section 31 of the insert part 3 and further around the edge section 34 in the direction of the bushings 250, which act as a fixed connection to the outer portion of the plastic injection molded part 2 can be viewed. Back to 2 A force component directed away from the surface 35 creates a gap S with a width D1 on the surface 35 and a width D2 on the surface 38 due to delamination. If this gap S continues to the edge of the plastic injection molded part 2, it is immediately apparent that a leak path can occur.

Mit Bezug auf 3 wird anhand eines Ausführungsbeispiels eines Einlegeteils 3" erläutert, wie durch Einrichtung einer Barriere 60 an der Oberfläche 35 dieser Leckpfad unterbrochen werden kann. Die Barriere 60 ist als Vorsprung ausgebildet, der von der die Barriere 60 umgebenden Oberfläche 36 hervor steht. Die Barriere 60 besitzt eine Anlagefläche 66, die mit einem geneigten Winkel α zu der umgebenden Fläche 36 ausgebildet ist. Der Neigungswinkel α beträgt ungefähr 140° (insgesamt im Querschnitt konkav gekrümmt zwischen 90° und 170°), d.h., Die Anlagefläche 66 ist der Oberfläche 36 zugewandt. Insbesondere ist die Anlagefläche 66 gegen die Kraftausrichtung FS des schwindenden Kunststoffs derart geneigt ausgerichtet, dass eine Kraftkomponente parallel zur Anlagefläche 66 gebildet wird, die den dadurch anschwindenden Kunststoff gegen die Oberfläche 36 drückt. Dadurch wird ein Formschluss zwischen dem resultierenden Kunststoffspritzgussteil 2 und der Barriere 60 bzw. dem Einlegeteil 3" bewirkt und der Leckpfad bzw. Spalt S geschlossen.Regarding 3 Using an exemplary embodiment of an insert 3", it is explained how this leakage path can be interrupted by setting up a barrier 60 on the surface 35. The barrier 60 is designed as a projection which protrudes from the surface 36 surrounding the barrier 60. The barrier 60 has an abutment surface 66 formed at an inclined angle α to the surrounding surface 36. The angle of inclination α is approximately 140° (concavely curved overall in cross-section between 90° and 170°), ie, the abutment surface 66 faces the surface 36. In particular, the contact surface 66 is inclined against the force orientation FS of the shrinking plastic in such a way that a force component is formed parallel to the contact surface 66, which presses the plastic that is shrinking as a result against the surface 36. This creates a form fit between the resulting plastic injection molded part 2 and the barrier 60 or the insert 3" causes and the leakage path or gap S closed.

Mit Bezug auf 4 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel erläutert. Der in 4 illustrierte Randabschnitt 34 des Einlegeteils 3 kann der gleiche wie in 1 abgebildet sein. Es kann sich aber auch hier wieder um ein von 1 völlig unterschiedliches Einlegeteil 3 handeln. Die Kraftausrichtungen sind in diesem Beispiel der Einfachheit halber weggelassen. In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei in der (auch hier beispielsweise zylindrischen) Innenoberfläche 36 hintereinander angeordnete Barrieren 62 mit im wesentlichen gleicher Form vorgesehen. Sie können sich ringförmig an der zylindrischen Innenoberfläche um eine Zylinderachse herum erstrecken. Die jeweiligen Anlageflächen 66 besitzen hier eine noch stärkere Krümmung, wobei zumindest ein Abschnitt der Anlageflächen 66 eine Neigung derart besitzt, dass der Kunststoff während der Schwindung zur Innenoberfläche 36 gedrückt wird. Die Einrichtung von zwei Barrieren anstatt nur einer Barriere verbessert die Wirkung des Formschlusses. Angewendet auf das Leuchtmodul der 1 sind die Barrieren 62 in dem Randabschnitt 34 an der zylindrischen Innenoberfläche des hohlzylinderförmigen Abschnitts 31 des Kühlkörpers bzw. Einlegeteils 3 angeordnet und bilden somit einen Formschluss im abzudichtenden Abschnitt 35. In 4 sind ferner Abschnitte 36a, 36b der zylindrischen Innenoberfläche 36 gezeigt, die gegenüber einem in 4 weiter oben gezeigten Abschnitt nach rechts (im Zylinder radial nach außen) versetzte sind. Dies rührt davon her, dass bei der Herstellung der Barrieren 62 jeweils das Material von dem in 4 darunter liegenden Wandabschnitt (Abschnitte 36a, 36b) durch Schaben und Verformen des geschabten Materials verwendet werden kann, wodurch sich der Durchmesser unterhalb der Barrieren 62 leicht vergrößert.Regarding 4 another embodiment will be explained. the inside 4 illustrated edge portion 34 of the insert 3 may be the same as in 1 be depicted. But it can also be one of 1 act completely different insert 3. The force alignments are omitted in this example for simplicity. In this exemplary embodiment, two barriers 62 are provided which are arranged one behind the other in the inner surface 36 (which is also cylindrical here, for example) and have essentially the same shape. They can extend annularly on the cylindrical inner surface around a cylinder axis. The respective contact surfaces 66 here have an even greater curvature, with at least one section of the contact surfaces 66 having an inclination such that the plastic is pressed towards the inner surface 36 during shrinkage. Establishing two barriers instead of just one improves the effect of the form fit. Applied to the light module of 1 the barriers 62 are arranged in the edge section 34 on the cylindrical inner surface of the hollow-cylindrical section 31 of the heat sink or insert 3 and thus form a form fit in the section 35 to be sealed 4 Also shown are portions 36a, 36b of the inner cylindrical surface 36 which are opposed to an in 4 section shown above are offset to the right (radially outward in the cylinder). This is due to the fact that during the production of the barriers 62, the material from the 4 The underlying wall section (sections 36a, 36b) can be used by scraping and deforming the scraped material, thereby slightly increasing the diameter below the barriers 62.

Mit Bezug auf die 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel diesmal mit konkretem Bezug auf das Einlegeteil 3 der 1 dargestellt. Gezeigt ist hier lediglich der Grundkörper bzw. der Kühlkörper des Einlegeteils 3 in einem Ausschnitt, wobei es mit Bezug auf 1 auf den Kopf gestellt illustriert ist. Zu sehen sind die Stirnfläche 30 (rein schematisch ohne Öffnungen) mit gegenüberliegender innenseitiger Scheibenfläche 37, der hohlzylinderförmige Abschnitt 31 mit dem abzudichtenden Abschnitt 35, und der ringscheibenförmige Abschnitt 32 mit der scheibenförmigen Oberfläche 38 und den darin ausgebildeten Löchern 350.With reference to the 5 and 6 is another embodiment, this time with specific reference to the insert 3 of 1 shown. Shown here is only the base body or the heat sink of the insert 3 in a section, with reference to FIG 1 illustrated upside down. The end face 30 can be seen (purely schematically without openings) with the opposite inner disk surface 37, the hollow-cylindrical section 31 with the section 35 to be sealed, and the annular disk-shaped section 32 with the disk-shaped surface 38 and the holes 350 formed therein.

Auch hier ist in dem Randabschnitt 34 eine Barriere 61 ausgebildet, die sich jedoch in der scheibenförmigen Oberfläche 38 (und nicht in der Innenoberfläche des abzudichtenden Abschnitts 35) umlaufend entlang dem Randabschnitt 34 erstreckt, d.h. einen geschlossenen Ring bildet. Anders als in den 3 und 4 ist die Barriere hier als Vertiefung bzw. Nut ausgebildet. In 6 ist ein vergrößertes Querschnittsprofil der Barriere 61 gezeigt. Die Barriere 61 ist im wesentlichen durch die Nut 67 sowie einem darin gebildeten Vorsprung 65 ausgebildet, welcher die geneigte Anlagefläche 66 bereitstellt. Die Anlagefläche 66 bildet auch hier einen Neigungswinkel α mit der umgebenden Oberfläche 38 aus. Durch den Neigungswinkel α wird wie in den vorigen Ausführungsbeispielen der angrenzende Kunststoff während des Anschwindens gegen die Oberfläche 38 gedrückt und somit ein Formschluss erzielt.Here, too, a barrier 61 is formed in the edge section 34, which, however, extends in the disc-shaped surface 38 (and not in the inner surface of the section 35 to be sealed) circumferentially along the edge section 34, ie forms a closed ring. Unlike in the 3 and 4 the barrier is designed here as a depression or groove. In 6 an enlarged cross-sectional profile of barrier 61 is shown. The barrier 61 is essentially formed by the groove 67 and a projection 65 formed therein, which provides the inclined contact surface 66 . Here, too, the contact surface 66 forms an angle of inclination α with the surrounding surface 38 . By the angle of inclination α is as in the In the previous exemplary embodiments, the adjoining plastic is pressed against the surface 38 during the shrinkage and a form fit is thus achieved.

Ein alternatives Ausführungsbeispiel ist in 7 dargestellt. Auch dieses Ausführungsbeispiel ist kompatibel zu dem in 1 gezeigten Leuchtmodul. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der 5 und 6 ist eine Barriere 610 mit einem trapezförmigen Querschnitt ausgebildet, wobei die näher zum abzudichtenden Abschnitt 35 bzw. der Innenoberfläche des hohlzylinderförmigen Abschnitts 31 des Einlegeteils 3 liegende Seitenfläche der Vertiefung bzw. Nut die geneigte Anlagefläche 66 bildet. Der entsprechende Neigungswinkel α beträgt in dem Ausführungsbeispiel etwa 120°. Während der Schwindung wird bei diesem Ausführungsbeispiel (wie aber auch bei 5 und 6) der Kunststoff zu einer Mitte des inneren Abschnitts 21 hin gezogen, so dass auch hier der Kunststoff auf die Anlagefläche 66 angeschwunden und infolgedessen gegen die Oberfläche 38 gedrückt wird, sodass ein Formschluss erzielt wird. Auch hierdurch kann ein Leckpfad unterbrochen bzw. völlig vermieden werden.An alternative embodiment is in 7 shown. This embodiment is also compatible with the 1 shown light module. In contrast to the embodiment of 5 and 6 A barrier 610 is formed with a trapezoidal cross section, the side surface of the recess or groove closer to the section 35 to be sealed or the inner surface of the hollow-cylindrical section 31 of the insert 3 forming the inclined contact surface 66 . The corresponding angle of inclination α is approximately 120° in the exemplary embodiment. During the shrinkage, in this embodiment (but as also in 5 and 6 ) the plastic is pulled towards a center of the inner section 21, so that here too the plastic has shrunk onto the contact surface 66 and is consequently pressed against the surface 38, so that a positive fit is achieved. A leakage path can also be interrupted or completely avoided in this way.

Es ist anzumerken, dass die Barrieren 61, 62, 610 im Fall des Leuchtmoduls 1 auch deutlich weiter entfernt von der Kante des Randabschnitts 34 eingerichtet werden können als hier gezeigt. Es ist ebenso möglich, wie in 4 gezeigt mehrere aufeinanderfolgende (z.B. jeweils auch umlaufende) Barrieren im Einlegeteil 3 des Leuchtmodus 1 einzurichten.It should be noted that in the case of the lighting module 1, the barriers 61, 62, 610 can also be set up significantly further away from the edge of the edge section 34 than shown here. It is also possible, as in 4 shown to set up several consecutive (e.g. also circumferential) barriers in the insert part 3 of the lighting mode 1 .

BezugszeichenlisteReference List

11
Leuchtmodullight module
1010
Substrat, Leiterplattesubstrate, circuit board
1111
Lichtquellen, LED-ChipsLight sources, LED chips
1818
elektronische Komponenten, Leistungsversorgungelectronic components, power supply
22
Kunststoffspritzgussteil (Umspritzung)Plastic injection molded part (overmolding)
2020
Stirnflächeface
2121
Innerer Abschnittinner section
2424
Flanschabschnittflange section
200200
Zylindermantelabschnittcylinder barrel section
221221
Verriegelungteillocking part
240240
Auflageflächebearing surface
250250
Durchführungenbushings
33
Einlegeteilinsert
3030
Kühlflächecooling surface
3131
hohlzylinderförmiger Abschnitthollow cylindrical section
3232
ringschreibenförmiger Abschnittdonut-shaped section
3333
Kühlrippencooling fins
3434
Randabschnittedge section
3535
abzudichtender Abschnittsection to be sealed
3636
zylinderförmige Innenoberfläche, umliegende Oberflächecylindrical inner surface, surrounding surface
36a, 36b36a, 36b
geschabte Wandabschnitte der Innenoberflächescraped wall sections of the inner surface
3737
Stirnfläche Innenseiteface inside
3838
scheibenförmige Oberflächedisc-shaped surface
3939
Löcher, Durchführungenholes, penetrations
44
elektrischer Anschlusselectrical connection
4040
Kunststoffspritzgussteil (el. Anschluss)Plastic injection molded part (el. connection)
4141
elektrischer Kontaktstiftelectrical contact pin
4242
elektrischer Kontaktstiftelectrical contact pin
4343
Buchsenabschnittsocket section
4444
Buchsenabschnittsocket section
55
Dichtungsringsealing ring
60, 61, 62, 61060, 61, 62, 610
Barrierebarrier
6666
Anlageflächecontact surface
6767
Nut, Vertiefunggroove, indentation
FsFs
Kraftausrichtung (Schwindungsprozess)force alignment (shrinkage process)
SS
Spalt, Delaminationfissure, delamination

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Claims (14)

Einlegeteil (3) für die gas- und/oder flüssigkeitsdichte Umspritzung mit einem Kunststoff, umfassend: einen Grundkörper (30, 31, 32, 33) mit einer Oberfläche (36), die zumindest einen durch die Umspritzung abzudichtenden Oberflächenabschnitt (35) aufweist, und eine in der Oberfläche (36) in einem Randbereich (34) des abzudichtenden Oberflächenabschnitts (35) ausgebildete Barriere (60, 61, 62, 62, 610), die eine Anlagefläche (66) aufweist, die gegenüber der die Barriere (60, 61, 62, 610) umgebenden Oberfläche (36) derart ausgerichtet und geneigt ist, dass im Fall der Umspritzung mit dem Kunststoff dieser Kunststoff in einem der Umspritzung folgenden Abkühlprozess durch Anschwinden auf die Anlagefläche (66) einen Formschluss mit der umgebenden Oberfläche (36) ausbildet.Insert (3) for gas-tight and/or liquid-tight encapsulation with a plastic, comprising: a base body (30, 31, 32, 33) with a surface (36) which has at least one surface section (35) to be sealed by the encapsulation, and a barrier (60, 61, 62, 62, 610) formed in the surface (36) in an edge region (34) of the surface section (35) to be sealed, which has a contact surface (66) which is opposite to which the barrier (60, 61 , 62, 610) surrounding surface (36) is aligned and inclined in such a way that if the plastic is overmoulded, this plastic forms a form fit with the surrounding surface (36) by shrinking onto the contact surface (66) in a cooling process that follows the overmoulding . Einlegeteil (3) gemäß Anspruch 1, wobei die Anlagefläche (66) einen Winkel (α) von mehr als 90° mit der die Barriere umgebenden Oberfläche (36) bildet, so dass die Anlagefläche (66) dem Grundkörper (30, 31, 32, 33) zugewandt ist.Insert (3) according to claim 1 , wherein the contact surface (66) forms an angle (α) of more than 90° with the surface (36) surrounding the barrier, so that the contact surface (66) faces the base body (30, 31, 32, 33). Einlegeteil (3) gemäß Anspruch 2, wobei die Anlagefläche (66) einen Winkel (α) von mehr als 110° mit der die Barriere umgebenden Oberfläche (36) bildet.Insert (3) according to claim 2 , wherein the bearing surface (66) forms an angle (α) of more than 110° with the surface (36) surrounding the barrier. Einlegeteil gemäß Anspruch 3, wobei die Anlagefläche (66) einen Winkel (α) von mehr als 120° mit der die Barriere umgebenden Oberfläche (36) bildet.Insert according to claim 3 , wherein the bearing surface (66) forms an angle (α) of more than 120° with the surface (36) surrounding the barrier. Einlegeteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Barriere (60, 61, 62, 610) den abzudichtenden Oberflächenabschnitt (35) im Wesentlichen vollständig umgibt.Insert according to one of Claims 1 until 4 , wherein the barrier (60, 61, 62, 610) substantially completely surrounds the surface portion (35) to be sealed. Einlegeteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der abzudichtende Oberflächenabschnitt (35) ein Abschnitt der Oberfläche (36) des Grundkörpers (30, 31, 32, 33) ist, der eine Innenoberfläche eines in dem Grundkörper (30, 31, 32, 33) ausgebildeten Hohlraums bildet, wobei der Randbereich (34) eine Öffnung oder eine Umgebung der Öffnung repräsentiert.Insert according to one of Claims 1 until 5 , wherein the surface section (35) to be sealed is a section of the surface (36) of the base body (30, 31, 32, 33) which forms an inner surface of a cavity formed in the base body (30, 31, 32, 33), the Edge region (34) represents an opening or an area surrounding the opening. Einlegeteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Grundkörper (30, 31, 32, 33) und die Barriere (60, 61, 62, 610) einstückig ausgebildet sind.Insert according to one of Claims 1 until 6 , wherein the base body (30, 31, 32, 33) and the barrier (60, 61, 62, 610) are formed in one piece. Einlegeteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Grundkörper (30, 31, 32, 33) aus einem Metall, insbesondere Aluminium oder Kupfer, einer Keramik oder einem Kunststoff ausgebildet ist.Insert according to one of Claims 1 until 7 , wherein the base body (30, 31, 32, 33) is made of a metal, in particular aluminum or copper, a ceramic or a plastic. Einlegeteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Grundkörper (30, 31, 32, 33) einen Kühlkörper ausbildet.Insert according to one of Claims 1 until 8th , wherein the base body (30, 31, 32, 33) forms a heat sink. Einlegeteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Barriere (61, 610) entlang einer in der Oberfläche ausgebildeten Nut (67) ausgebildet ist, wobei die Anlagefläche (66) eine seitliche Oberfläche der Nut (67) ausbildet.Insert according to one of Claims 1 until 9 wherein the barrier (61, 610) is formed along a groove (67) formed in the surface, the abutment surface (66) forming a lateral surface of the groove (67). Einlegeteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Barriere (60, 62) als Vorsprung ausgebildet ist, der von der die Barriere umgebenden Oberfläche (36) hervorsteht.Insert according to one of Claims 1 until 9 wherein the barrier (60, 62) is formed as a projection projecting from the surface (36) surrounding the barrier. Kombination aus dem Einlegeteil (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 und einem Kunststoffspritzgussteil (2), wobei das Kunststoffspritzgussteil (2) aufgrund eines einer Umspritzung des Einlegeteils (3) folgenden Abkühlprozesses durch Anschwinden auf die Anlagefläche (66) der Barriere (60, 61, 62, 610) des Einlegeteils (3) einen Formschluss mit der umgebenden Oberfläche (36) ausbildet.Combination of the insert (3) according to one of Claims 1 until 11 and a plastic injection-moulded part (2), the plastic injection-moulded part (2) having a positive fit due to a cooling process following extrusion coating of the insert (3) by shrinking onto the contact surface (66) of the barrier (60, 61, 62, 610) of the insert (3). with the surrounding surface (36). Halbleiterfahrzeuglampe (1) für Scheinwerfer oder eine Fahrzeugzusatzbeleuchtung, umfassend: die Kombination gemäß Anspruch 12, und ein Substrat (10) mit wenigstens einer darauf angeordneten Halbleiterlichtquelle (11) sowie mit einer Anzahl von eine Leistungsversorgung für die wenigstens eine Halbleiterlichtquelle (1) ausbildenden elektronische Komponenten (18); wobei das Einlegeteil (3) einen Kühlkörper ausbildet und das Substrat (10) an dem Kühlkörper angebracht ist.Semiconductor vehicle lamp (1) for headlights or vehicle auxiliary lighting, comprising: the combination according to claim 12 , and a substrate (10) with at least one semiconductor light source (11) arranged thereon and with a number of electronic components (18) forming a power supply for the at least one semiconductor light source (1); wherein the insert (3) forms a heat sink and the substrate (10) is attached to the heat sink. Verfahren zum Herstellen der Kombination gemäß Anspruch 12, umfassend: Bereitstellen eines Einlegeteils (3) für die gas- und/oder flüssigkeitsdichte Umspritzung mit einem Kunststoff, das einen Grundkörper (30, 31, 32, 33) mit einer Oberfläche (36) umfasst, die zumindest einen durch die Umspritzung abzudichtenden Oberflächenabschnitt (35) aufweist; Ausbilden einer Barriere (60, 61, 62, 610) in der Oberfläche in einem Randabschnitt (34) des abzudichtenden Oberflächenabschnitts (35), wobei die Barriere (60, 61, 62, 610) eine Anlagefläche (66) aufweist, die gegenüber der die Barriere (60, 61, 62, 610) umgebenden Oberfläche (36) unter einem Winkel (α) geneigt ausgerichtet ist, Umspritzen des Einlegeteils (3) in einem Formwerkzeug einer Spritzgussmaschine mit einem Kunststoff zum Ausbilden eines das Einlegeteil (3) zumindest teilweise umgebenden Kunststoffspritzgussteils (2); Abkühlen des Kunststoffspritzgussteils (2), so dass der Kunststoff durch Anschwinden auf die Anlagefläche (66) einen Formschluss mit der umgebenden Oberfläche (35) ausbildet.Method of making the combination according to claim 12 , comprising: providing an insert (3) for the gas-tight and/or liquid-tight encapsulation with a plastic, which comprises a base body (30, 31, 32, 33) with a surface (36) which comprises at least one surface section to be sealed by the encapsulation (35); Forming a barrier (60, 61, 62, 610) in the surface in an edge portion (34) of the surface portion (35) to be sealed, the barrier (60, 61, 62, 610) having a contact surface (66) opposite to the the surface (36) surrounding the barrier (60, 61, 62, 610) is aligned inclined at an angle (α), overmoulding the insert (3) in a mold of an injection molding machine with a plastic to form a the insert (3) at least partially surrounding plastic injection molded part (2); Cooling of the plastic injection molded part (2) so that the plastic shrinks onto the system surface (66) forms a form fit with the surrounding surface (35).
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