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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtmodul mit einer Strahlenblende sowie ein Verfahren zum lagegenauen Befestigen einer Strahlenblende. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Lichtmodul für eine Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere für einen Projektionsscheinwerfer eines Fahrzeugs.
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Projektionsscheinwerfer für Fahrzeuge sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart die
DE 10 2010 045 435 B4 einen Projektionsscheinwerfer für ein Kraftfahrzeug.
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Aufgrund der immer weiter steigenden Güte der Optik und Optikkomponenten sowie der Verwendung von immer komplexeren Lichterzeugungseinheiten ergibt sich in der Praxis die Problematik, dass es durch Sonneneinstrahlung auf das Lichtmodul zu einer Beschädigung der lichtemittierenden Lichterzeugungseinheit kommen kann. Insbesondere bei Verwendung von hochauflösenden LEDs, beispielsweise in Form von einem LED-Array oder einer LED-Matrix, hat sich gezeigt, dass die Gefahr besteht, dass derartige Lichterzeugungseinheiten durch Sonneneinstrahlung beschädigt werden können oder es durch die Sonneneinstrahlung zu einer deutlich verminderten Lichtperformance dieser Lichterzeugungseinheiten kommen kann. Auch Leiterplatten, Fassungen und weitere Komponenten von Lichterzeugungseinheiten müssen vor ggf. vor Sonneneinstrahlung geschützt werden, um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten. Um die Lichterzeugungseinheit vor Sonneneinstrahlung zu schützen, die durch die Optik in das Lichtmodul eindringt, und dennoch eine möglichst große Lichtausbeute des von der Lichterzeugungseinheit emittierten Lichts zu erreichen, ist nach einem internen Stand der Technik vorgesehen, eine Strahlenblende zwischen der Optik und der Lichterzeugungseinheit zu positionieren zum Abdecken der Lichterzeugungseinheit. Die Strahlenblende weist eine Durchgangsöffnung für das von der Lichterzeugungseinheit emittierte Licht auf. Problematisch ist die lagegenaue Befestigung der Strahlenblende bezüglich der Lichterzeugungseinheit, um eine maximale Lichtausbeute bei dennoch besonders gutem Schutz der Lichterzeugungseinheit vor Sonneneinstrahlung zu erreichen. Aufgrund von Fertigungstoleranzen ist es daher notwendig, die Durchgangsöffnung der Strahlenblende optimal zu einer lichtemittierenden Fläche der Lichterzeugungseinheit zu positionieren und in dieser optimalen Position dauerhaft zu befestigen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lichterzeugungseinheit mit einer Strahlenblende anzugeben, die bei gutem Schutz der Lichterzeugungseinheit vor Sonneneinstrahlung eine hohe Lichtausbeute aufweist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum lagegenauen Befestigen der Strahlenblende anzugeben. Diese Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Das erfindungsgemäße Lichtmodul dient als Lichtmodul für eine Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs. Insbesondere findet das Lichtmodul Anwendung bei einem Scheinwerfer, beispielsweise einem Projektionsscheinwerfer, eines Kraftfahrzeugs. Das Lichtmodul weist eine Lichterzeugungseinheit zum Emittieren von Licht und eine Optik zur Verformung des von der Lichterzeugungseinheit emittierten Lichts auf. Die Lichterzeugungseinheit weist eine lichtemittierende Fläche auf, wobei zwischen der Optik und der Lichterzeugungseinheit eine Strahlenblende angeordnet ist zum Abdecken der Lichterzeugungseinheit. Die Strahlenblende weist eine Durchgangsöffnung für das von der lichtemittierenden Fläche emittierte Licht auf. Das Lichtmodul weist eine Lagerstruktur für die Strahlenblende auf, wobei die Strahlenblende mittels einer ersten Klebeverbindung mit der Lagerstruktur verklebt ist und wobei die Strahlenblende mittels einer zweiten Klebeverbindung mit der Lagerstruktur verklebt ist, wobei ein zur Herstellung der ersten Klebeverbindung verwendeter erster Klebstoff und ein zur Herstellung der zweiten Klebeverbindung verwendeter zweiter Klebstoff unterschiedlich sind.
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Die Verwendung von Klebeverbindungen hat den Vorteil, dass durch Klebeverbindungen die Strahlenblende relativ frei bezüglich der lichtemittierenden Fläche lagegenau positioniert und anschließend in dieser lagegenauen Position mittels des Klebstoffs an der Lagerstruktur befestigt werden kann. Problematisch bei der Verwendung von Klebstoffen ist allerdings, dass je nach verwendeten Klebstoff die Klebeverbindungen unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. So kann es beispielsweise bei einem Schwindungsvorgang beim Aushärten eines Klebstoffs zu Lageabweichungen der Strahlenblende bezüglich der lichtemittierenden Fläche kommen, wodurch das spätere Lichtergebnis nach einem Aushärten des Klebstoffs verschlechtert ist, da es aufgrund der Schwindung des Klebestoffs zu einer Lageänderung beim Aushärten des Klebstoffs gekommen ist. So werden, um eine dauerhafte und langzeitstabile Verklebung zu erreichen, häufig Strukturklebstoffe bzw. Konstruktionskleber verwendet, bei denen es sich häufig um Mehrkomponenten-Klebstoffe handelt. Nachteilig bei vielen Strukturklebstoffen bzw. Konstruktionsklebern, insbesondere Mehrkomponenten-Klebstoffen ist, dass diese häufig eine relativ lange Aushärtezeit haben. Problematisch dabei ist, dass dann zur Vermeidung von einer Dejustage der Strahlenblende die Strahlenblende für eine relativ lange Zeit in der lagegenauen Position gehalten werden müsste. Dies führt zu relativ langen Fertigungstaktzeiten. Schnell aushärtende Klebstoffe, wie beispielsweise UV-härtende Klebstoffe, die eine kurze Fertigungstaktzeit ermöglichen, haben hingegen häufig den Nachteil, dass diese nicht langzeitstabil sind und ggf. auch nicht die notwendige chemische Resistenz aufweisen. Durch die Herstellung einer ersten Klebeverbindung mit einem ersten Klebstoff und einer zweiten Klebeverbindung mit einem zweiten Klebstoff können Vorteile des jeweiligen ersten Klebstoffs ausgenutzt und Nachteile des jeweiligen Klebstoffs durch den anderen Klebstoff ausgeglichen werden.
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Beispielsweise kann der erste Klebstoff bzw. die erste Klebeverbindung dazu verwendet werden, die Strahlenblende in ihrer lagegenauen Positionierung bezüglich der lichtemittierenden Fläche zu fixieren. Sobald die Strahlenblende fixiert ist, kann ein etwaiges Positionierwerkzeug entfernt werden, da aufgrund der dann bestehenden ersten Klebeverbindung eine Dejustage der Strahlenblende bezüglich der lichtemittierenden Fläche verhindert ist. Dann kann der zweite Klebstoff aufgebracht und ausgehärtet werden, um die zweite Klebeverbindung herzustellen, die eine dauerhafte Befestigung der Strahlenblende an der Lagerstruktur bewirkt.
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Als besonders vorteilhaft wird es hinsichtlich einer möglichst geringen Fertigungstaktzeit angesehen, wenn es sich bei dem ersten Klebstoff der ersten Klebeverbindung um einen relativ schnell aushärtenden Klebstoff handelt und wobei es sich bei dem zweiten Klebstoff der zweiten Klebeverbindung um einen relativ langsam aushärtenden Klebstoff handelt. Unter „relativ schnell“ bzw. „relativ langsam“ wird hierbei verstanden, dass der erste Klebstoff schneller aushärtet als der zweite Klebstoff bzw. der zweite Klebstoff langsamer aushärtet als der erste Klebstoff. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn der erste Klebstoff innerhalb von 3 bis 15 Sekunden aushärtet. Dies kann beispielsweise mit einem UV-härtenden Klebstoff erreicht werden.
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Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn es sich bei dem ersten Klebstoff der ersten Klebeverbindung um einen lichthärtenden Klebstoff, insbesondere einen UV-härtenden Klebstoff handelt. Die Verwendung eines lichthärtenden Klebstoffs hat den Vorteil, dass der Klebstoff erst bei Einwirken von Licht einer bestimmten Wellenlänge aushärtet. Dementsprechend kann der erste Klebstoff aufgebracht werden, ohne dass dieser unmittelbar beginnt, auszuhärten. Dadurch ist es möglich, nach dem Aufbringen des Klebstoffs noch eine Lagekorrektur der Strahlenblende bezüglich der lichtemittierenden Fläche durchzuführen, und dann erst den Klebstoff durch Bestrahlen mit Licht der entsprechenden Wellenlänge auszuhärten. Bei entsprechender Fokussierung können zudem hinsichtlich Ihrer Lage und Ausdehnung sehr exakte erste Klebeverbindungen erreicht werden.
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Bei dem zweiten Klebstoff handelt es sich vorzugsweise um einen Mehrkomponenten-Klebstoff. Bei dem zweiten Klebstoff kann es sich insbesondere um einen Silikon-Klebstoff handeln. Bei dem zweiten Klebstoff kann es sich auch um einen Epoxid-Klebstoff handeln.
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Die lichtemittierende Fläche ist insbesondere durch eine oder mehrere Leuchtdioden (LED) gebildet. Insbesondere weist die Lichterzeugungseinheit einen Lichtquellenträger in Form einer starren Leiterplatte auf, wobei auf der Leiterplatte ein LED-Array und/oder eine LED-Matrix angeordnet ist. Um die Abstrahlung von weißem Licht zu erreichen, können die Leuchtdioden bzw. die lichtemittierende Fläche eine geeignete Beschichtung, beispielsweise eine phosphorhaltige Beschichtung, aufweisen.
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Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Lagerstruktur bezüglich der lichtemittierenden Fläche lagefixiert ist.
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Insbesondere ist die Lagerstruktur Bestandteil eines Tragrahmens, wobei in dem Tragrahmen die Lichterzeugungseinheit gelagert ist. Insbesondere ist in dem Tragrahmen die Leiterplatte der Lichterzeugungseinheit gelagert.
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Bei der Strahlenblende handelt es sich vorzugsweise um ein Bauteil aus Metall, bspw. um ein Blechbauteil.
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Vorzugsweise ist die Strahlenblende plattenförmig ausgebildet. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Strahlenblende eine Stärke von 0,05 mm bis 1,5 mm aufweist.
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Um eine besonders hohe Lichtausbeute und geringe Reflexionen im Bereich der Durchgangsöffnung bei dennoch ausreichender Stabilität der Strahlendblende zu erreichen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Strahlblende in einem inneren Bereich, der an die Durchgangsöffnung angrenzt, eine geringere Stärke aufweist als in einem den inneren Bereich umschließenden äußeren Bereich. Der innere Bereich weist vorzugsweise eine Stärke von 0,05 mm bis 0,2 mm, vorzugsweise von 0,05 mm bis 0,1 mm, auf. Der äußere Bereich weist vorzugsweise eine Stärke von 0,1 mm bis 1,5 mm auf.
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Vorzugsweise ist die Strahlenblende von der lichtemittierenden Fläche beabstandet. Der Abstand beträgt vorzugsweise bis zu 2 mm. Bevorzugt beträgt der Abstand 0,5 mm bis 1,0 mm.
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Die Oberflächen der Strahlenblende weisen vorzugsweise ein geringes Reflexionsvermögen auf. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Strahlenblende entsprechend eloxiert ist oder eine entsprechende Beschichtung aufgebracht ist.
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Die Geometrie der Durchgangsöffnung ist vorzugsweise an die Geometrie der lichtemittierenden Fläche angepasst. Die lichtemittierende Fläche und die Durchgangsöffnung der Strahlenblende sind beispielsweise in Form eines langgestreckten Rechtecks ausgebildet. Auch ovale Formen sind denkbar.
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Die Abmessungen der Durchgangsöffnung sind vorzugsweise geringfügig kleiner als die Abmessungen der lichtemittierenden Fläche.
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Vorzugsweise ist die lichtemittierenden Fläche, beispielweise die LEDs, zumindest abschnittsweise von einer Vergussmasse umgeben. Diese Vergussmasse kann beispielsweise der Fassung der lichtemittierenden Fläche, insbesondere der LEDs, und/oder dem Schutz von Bonddrähten dienen. Bei dem Verguss kann es sich beispielsweise um einen Silikonverguss handeln. Um die Vergussmasse vor Sonneneinstrahlung zu schützen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Strahlenblende den Verguss abdeckt.
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Vorzugsweise sind der erste Klebstoff und/oder der zweite Klebstoff auf einer der Lichterzeugungseinheit abgewandten Frontseite der Strahlenblende aufgebracht und somit nicht zwischen einer der Frontseite abgewandten Rückseite und der Lagerstruktur aufgebracht. Wenn der erste und/oder der zweite Klebstoff zwischen einer der Frontseite abgewandten Rückseite und der Lagerstruktur aufgebracht ist, besteht eine besonders hohe Gefahr einer Lageänderung der Strahlenblende beim Aushärten oder bei Schwindungsvorgängen. Dies wird durch Aufbringen des ersten Klebstoffs bzw. des zweiten Klebstoffs auf der Frontseite der Strahlenblende vermieden. In diesem Zusammenhang wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Klebeverbindung zwischen der Strahlenblende und der Lagerstruktur dadurch gebildet ist, dass die Klebeverbindungen zwischen der Frontseite der Strahlenblende und einem lateral an die Strahlenblende angrenzenden Bereiche der Lagerstruktur besteht.
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Ein weiterer Vorteil des Aufbringens der Klebestoffe auf der Frontseite der Strahlenblende besteht darin, dass ein Aufbringen des jeweiligen Klebstoffs besonders einfach möglich ist.
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Es wird ferner als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die zweite Klebeverbindung die erste Klebeverbindung auf einer der Optik zugewandten Seite überdeckt. Dadurch wird die in der Regel empfindlichere erste Klebeverbindung vor äußeren Einflüssen geschützt, beispielsweise gegen das Eindringen von Sauerstoff geschützt, wodurch eine Zerstörung oder Veränderung der ersten Klebeverbindung vermieden wird. Als besonders vorteilhaft wird es in diesem Zusammenhang angesehen, wenn die erste Klebeverbindung in der zweiten Klebeverbindung eingekapselt ist.
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Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Strahlenblende mit einer der Lichterzeugungseinheit zugewandten Unterseite der Strahlenblende unmittelbar an einer Anlagefläche der Lagerstruktur anliegt. Dadurch ist der axiale Abstand der Strahlenblende von der Lichterzeugungseinheit besonders genau festgelegt bzw. definiert. Eine Veränderung der axialen Position durch Einbringen von Klebstoff und/oder Schwinden von Klebstoff wird bei dieser Ausführungsform vermieden.
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Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die erste Klebeverbindung durch mehrere punktuelle Verklebungen gebildet ist. Punktuelle Verklebungen haben den Vorteil, dass diese besonders schnell aufgebracht und ausgehärtet werden können. Ferner haben punktuelle Verklebungen den Vorteil, dass bei noch nicht ausgehärtetem ersten Klebstoff eine Lageänderung zwecks lagegenauer Positionierung der Strahlenblende mit wenig Kraftaufwand möglich ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Klebeverbindung zumindest zwei punktuelle Verklebungen, insbesondere genau drei punktuelle Verklebungen aufweist.
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Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn die zweite Klebeverbindung eine oder mehrere streifenförmige bzw. linienförmige Verklebungen aufweist. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die erste Klebeverbindung und/oder die zweite Klebeverbindung an zwei gegenüberliegenden Seiten der Strahlenblende aufgebracht bzw. ausgebildet sind. Vorzugsweise erstreckt sich die zweite Klebeverbindung über die gesamte Länge von zwei gegenüberliegenden Außenkanten der Strahlenblende.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Lagerstruktur eine oder mehrere Vertiefungen zur Aufnahme des ersten Klebstoffs aufweist, wobei die jeweilige Vertiefung in einer Blickrichtung auf die der Lichterzeugungseinheit abgewandte Frontseite der Strahlenblende gegenüber einer Außenkante der Strahlenblende lateral hervorsteht. Durch eine derartige Gestaltung wird ein besonders genaues Einbringen des ersten Klebstoffs begünstigt. Ferner hat eine derartige Vertiefung den Vorteil, dass beim Einbringen des ersten Klebstoffs ein Eindringen des ersten Klebstoffs in einen Bereich zwischen der Anlagefläche der Lagerstruktur und der Rückseite der Strahlenblende vermieden wird. Dadurch wird beim Einbringen und Aushärten des ersten Klebstoffs eine Lageänderung in der axialen Richtung und/oder ein Verkippen der Strahlenblende vermieden. Diesbezüglich wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn der erste Klebstoff die Vertiefung nicht vollständig bzw. bis zum Rand ausfüllt. Dementsprechend ist vorgesehen, dass zwischen dem Rand der jeweiligen Vertiefung und dem Rand der ersten Klebeverbindung ein Freiraum ist. Dadurch wird ein Kriechen von Klebstoff zwischen die Unterseite der Strahlendblende und der Lagerstruktur aufgrund von Kapillarkräften vermieden.
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Im Zusammenhang mit Vertiefungen wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Strahlenblende die jeweilige Vertiefung teilweise abdeckt, insofern sich die Vertiefung bis unter die Strahlenblende erstreckt.
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Das Verfahren zum lagegenauen Befestigen einer Strahlenblende bezüglich einer lichtemittierenden Fläche einer Lichterzeugungseinheit eines Lichtmoduls weist zumindest die folgenden Verfahrensschritte auf:
- a. Bereitstellen einer Lagerstruktur, wobei die lichtemittierende Fläche bezüglich der Lagerstruktur lagefixiert ist,
- b. Bereitstellen der Strahlenblende, wobei die Strahlenblende eine Durchgangsöffnung für von der lichtemittierende Fläche emittiertes Licht aufweist,
- c. Einbringen der Strahlenblende in die Lagerstruktur,
- d. Lagegenaue Positionierung der Durchgangsöffnung der Strahlenblende bezüglich der lichtemittierenden Fläche der Lichterzeugungseinheit,
- e. Herstellen einer ersten Klebeverbindung zwischen der Strahlenblende und der Lagerstruktur durch Auftragen und Aushärten eines ersten Klebstoffs,
- f. Herstellen einer zweiten Klebeverbindung zwischen der Strahlenblende und der Lagerstruktur durch Auftragen und Aushärten eines zweiten Klebstoffs.
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Es ist vorgesehen, dass das Aushärten des ersten Klebstoffs vor dem Aushärten des zweiten Klebstoffs erfolgt.
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Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn zweite Klebestoff erst nach dem Aushärten des ersten Klebestoffs aufgetragen wird.
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Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn beim Herstellen der ersten Klebeverbindung die Strahlenblende mittels eines Positionierwerkzeugs in der lagegenauen Position gehalten wird. Die lagegenaue Positionierung der Strahlenblende bezüglich der lichtemittierenden Fläche erfolgt vorzugsweise mittels eines kameragestützten Positioniersystems. Nach dem Aushärten des ersten Klebstoffs ist die Strahlenblende in ihrer exakten Position fixiert und das Positionierwerkzeug kann entfernt werden und der zweite Klebstoff kann aufgetragen und ausgehärtet werden, ohne dass die Gefahr einer Lageänderung besteht.
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Vorzugsweise erfolgt das Auftragen des ersten Klebstoffs und das Auftragen des zweiten Klebstoffs von einer der Lichterzeugungseinheit abgewandten Frontseite der Strahlenblende aus. Dadurch ist das Auftragen des jeweiligen Klebstoffs besonders einfach möglich. Insbesondere kann das Auftragen des jeweiligen Klebstoffs im Anschluss an das Einbringen der Strahlenblende in die Lagerstruktur erfolgen. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn es sich bei dem ersten Klebstoff der ersten Klebeverbindung um einen lichthärtenden Klebstoff, beispielsweise einen UV-härtenden Klebstoff, handelt. Zum Aushärten des ersten Klebstoffs wird der erste Klebestoff von der der Lichterzeugungseinheit abgewandten Frontseite der Strahlenblende aus mit geeignetem Licht, beispielsweise UV-Licht bestrahlt.
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Merkmale und vorteilhafte Ausführungsformen, die im Zusammenhang mit dem Lichtmodul beschrieben werden, gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.
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In den nachfolgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne auf dieses beschränkt zu sein. Es zeigen:
- 1 ein Kraftfahrzeug in einer Vorderansicht,
- 2 ein Lichtmodul des Kraftfahrzeugs gemäß 1 in einer Seitenansicht,
- 3 das Lichtmodul gemäß 2 in einer Schnittansicht gemäß der Linie III-III in 8,
- 4 einen Teilbereich der 3 in einer vergrößerten Darstellung,
- 5 einen Teilbereich des Lichtmoduls gemäß 2 zusammen mit einer Strahlenblende beim Vorgang der Montage der Strahlenblende in einer Draufsicht in einem ersten Montagezustand,
- 6 der Teilbereich gemäß 5 in einem zweiten Montagezustand,
- 7 der Teilbereich gemäß 5 in einem dritten Montagezustand,
- 8 der Teilbereich gemäß 5 in einem vierten Montagezustand.
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Die 1 zeigt eine Vorderansicht eines Kraftfahrzeugs 1. Das Kraftfahrzeug 1 weist zwei Scheinwerfer 2 auf, wobei diese Scheinwerfer 2 jeweils ein Scheinwerfergehäuse und eine Scheinwerfer-Abschlussscheibe sowie ein Lichtmodul 3 aufweisen. Bei dem Scheinwerfer 2 handelt es sich um einen Projektionsscheinwerfer. Dementsprechend weist das Lichtmodul 3 eine Projektionsoptik 4 auf. Die Projektionsoptik 4 weist einen eine Linse 5 tragenden Linsenhalter 6 auf. Der Linsenhalter 6 ist an einem Optikträger 7 befestigt. Das Lichtmodul 3 umfasst ferner eine Lichterzeugungseinheit, wobei die Lichterzeugungseinheit einen Lichtquellenträger in Form einer starren Leiterplatte 8 aufweist, wobei auf der Leiterplatte 8 eine LED-Modul 9 angeordnet ist, wobei das LED-Modul 9 eine hochauflösende LED-Matrix aufweist, wobei diese LED-Matrix eine lichtemittierende Fläche 10 bildet. Die LED-Matrix in Form eines LED-Chips ist von einem Silikonverguss 20 umgeben, der nach lateral außen wiederrum von einem Rahmen 21 aus Kunststoff umgeben ist. Der Silikonverguss 20 dient dabei unter anderem dem Abdecken von nicht näher dargestellten Bond-Drähten.
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Die Leiterplatte 8 ist ein einem einteiligen Tragrahmen 11 aus Kunststoff gelagert, wobei an dem Tragrahmen 11 ferner ein Kühlkörper 12 gelagert ist, der zum Kühlen der Leiterplatte 8 und somit dem Kühlen des LED-Moduls 9 dient.
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Zwischen der Projektionsoptik 4 und dem LED-Modul 9 ist eine Strahlenblende 13 angeordnet, wobei diese Strahlenblende 13 das LED-Modul 9, insbesondere den Rahmen 21 und den Silikonverguss 20 vollständig abdeckt. und die Leiterplatte 8 teilweise abdeckt. Die Strahlenblende 13 weist eine Durchgangsöffnung 14 auf, wobei die Durchgangsöffnung 14 derart angeordnet ist, dass das von der lichtemittierenden Fläche 10 emittierte Licht in die Projektionsoptik 4 gelangen kann. Die Durchgangsöffnung 14 und die lichtemittierende Fläche 10 sind im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet, wobei die Abmessungen der Durchgangsöffnung 14 geringfügig kleiner sind als die Abmessungen der lichtemittierenden Fläche 10, wie insbesondere den 6, 7 und 8 zu entnehmen ist, die einen Teilbereich des Lichtmoduls 3 in einer Draufsicht zeigen. Die Strahlenblende 13 ist mit dem Tragrahmen 11 verbunden. Zu diesem Zweck weist der Tragrahmen 11 eine Lagerstruktur 15 auf, wobei die Lagerstruktur 15 eine umlaufende Anlagefläche 16 für die Strahlenblende 13 bildet, wobei die Strahlenblende 13 mit einer der dem LED-Modul 9 zugewandten Unterseite der Strahlenblende 13 unmittelbar an der Anlagefläche 16 anliegt.
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Die Strahlenblende 13 ist an der Lagerstruktur 15 befestigt. Die Befestigung erfolgt mittels einer ersten Klebeverbindung 17 und einer zweiten Klebeverbindung 18. Wie der 7 zu entnehmen ist, weist die erste Klebeverbindung 17 genau drei punktuelle Verklebungen auf. Die zweite Klebeverbindung 18 ist durch genau zwei linienförmige Verklebungen gebildet, wobei diese linienförmigen Verklebungen die punktuellen Verklebungen der ersten Klebeverbindung 17 überdecken. Dies ist insbesondere der 8 und der Schnittansicht der 4 zu entnehmen. Vorliegend weist die Lagerstruktur 16 genau drei Vertiefungen 19 für den ersten Klebstoff der ersten Klebeverbindung 17 auf, wobei diese Vertiefungen 19 in einer Blickrichtung auf eine Frontseite der Strahlenblende 13 gegenüber einer Außenkante der Strahlenblende 13 lateral hervorstehen, wie insbesondere der 6 zu entnehmen ist. Die Strahlenblende 13 überdeckt die jeweilige Vertiefung 19 dabei teilweise. In diese Vertiefungen 19 ist der erste Klebstoff eingebracht, sodass die punktuellen Verklebungen der ersten Klebeverbindung 17 im Bereich der Vertiefungen 19 ausgebildet sind. Die Klebestoffe der ersten und der zweiten Klebeverbindung 17, 18 sind vorliegend auf einer der im LED-Modul 9 abgewandten Frontseite der Strahlenblende 13 aufgebracht. Lediglich im Bereich der Vertiefungen 19 kontaktieren die Klebeverbindungen 17, 18 die Strahlenblende 13 an ihrer umlaufenden Außenfläche.
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Die zur Herstellung der ersten Klebeverbindung 17 und zur Herstellung der zweiten Klebeverbindung 18 verwendeten Klebstoffe sind unterschiedlich. Bei dem ersten Klebstoff der ersten Klebeverbindung 17 handelt es sich um einen schnell aushärtenden UV-härtenden Fixierklebstoff. Bei dem Klebstoff der zweiten Klebeverbindung 18 hingegen handelt es sich um einen langsam aushärtenden Klebstoff, nämlich einen Strukturklebstoff, vorliegend einen Zwei-KomponentenKlebstoff.
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Die Vorteile einer derartigen Gestaltung des Lichtmoduls 3, nämlich der Befestigung der Strahlenblende 13 an dem Tragrahmen 11 liegen unter anderem in dem nachfolgend beschriebenen Herstellungsverfahren begründet. Das nachfolgend beschriebene Verfahren dient zum lagegenauen Befestigen der Strahlenblende 13 bezüglich der lichtemittierenden Fläche 10 des LED-Moduls 9. Das Verfahren wird unter Bezugnahme auf die 5, 6, 7 und 8 näher beschrieben, wobei die vorgenannten Figuren einen Teilbereich des Lichtmoduls 3 zu unterschiedlichen Zeitpunkten des nachfolgend beschriebenen Verfahrens zeigt.
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Zunächst wird der Tragrahmen 11 mit daran befestigter Leiterplatte 8 sowie die Strahlendblende 13 bereitgestellt. Auf der Leiterplatte ist bereits das LED-Modul 9 befestigt. Das LED-Modul 9 kann beispielsweise mit der Leiterplatte 8 verlötet sein. Der Tragrahmen 11 und die Leiterplatte 8 und somit die lichtemittierende Fläche 10 sind zueinander lagefixiert. Diesen Montagezustand bzw. Ausgangszustand zeigt die 4. Die lichtemittierende Fläche 10 und deren Position werden oder sind bereits mit geeigneten Mitteln erfasst. Entsprechendes gilt für die Strahlendblende 13 und die Durchgangsöffnung 14. Im Anschluss daran wird die Strahlenblende 13 in die Lagerstruktur 15 des Tragrahmens 11 eingebracht und lagegenau positioniert, sodass die Durchgangsöffnung 14 der Strahlenblende 13 optimal bezüglich der lichtemittierenden Fläche 10 des LED-Moduls 9 positioniert ist. Die lagegenaue Positionierung der Strahlenblende 13 kann beispielsweise kameragestützt erfolgen. Die 6 zeigt den Teilbereich des Lichtsmoduls 3 im Anschluss an das lagegenaue Positionieren der Strahlenblende 13.
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Im nächsten Schritt wird der erste Klebstoff von der der Projektionsoptik 4 zuzuwendenden Seite des Tragrahmens 11 aus in die Vertiefungen 19 eingebracht. Bei dem verwendeten Klebstoff handelt es sich um einen UV-härtenden Klebstoff. Im Anschluss daran wird der erste Klebstoff von der der Projektionsoptik 4 zuzuwendenden Seite aus mit UV-Licht bestrahlt zwecks Aushärtens des ersten Klebstoffs und somit zum Herstellen der ersten Klebstoffverbindung 17. Das Aushärten des UV-Klebstoffs mittels UV-Lichts erfolgt relativ schnell, in der Regel innerhalb von 3 bis 15 Sekunden. Dieser Zustand ist in der 7 dargestellt. Nach dem Aushärten des ersten Klebstoffs ist die Strahlenblende 13 in der lagegenauen Position fixiert, sodass ein etwaiges Positionierungsmittel entfernt werden kann. Nach dem Aushärten des ersten Klebstoffs kann die Gesamtheit von Leiterplatte 8, Tragrahmen 11 und Strahlenblende 13 als Montageeinheit gehandhabt werden. Diese Gesamtheit kann beispielsweise aus einem der Ausrichtung der Strahlenblende 13 dienenden Positionierungswerkzeug entfernt werden.
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Zum langzeitstabilen Befestigen der Strahlenblende 13 an dem Tragrahmen wird im Anschluss an das Aushärten des ersten Klebstoffs der zweite Klebestoff aufgebracht, nämlich in Form von zwei Streifen, die die punktuellen Verklebungen der ersten Klebeverbindung 17 überdecken. Bei dem zweiten Klebestoff handelt es sich um einen langsam aushärtenden Klebstoff. Da die erste Klebeverbindung 17 die Strahlenblende 13 bereits in der optimalen Position bzw. lagegenauen Position hält, muss die Strahlenblende 13 beim langsamen Aushärten des zweiten Klebstoffs nicht durch ein Positionierwerkzeug in Position gehalten werden. Nach dem Aushärten des zweiten Klebstoffs ist die zweite Klebeverbindung 18 gebildet, die eine langzeitstabile Verklebung der Strahlenblende 13 an dem Tragrahmen 11 gewährleistet. Auch das Auftragen des zweiten Klebstoffs erfolgt von der der Projektionsoptik 4 zuzuwendenden Seite der Strahlenblende 13 aus. Der finale Zustand der Montageeinheit, die vorliegend aus der Leiterplatte 8, dem Tragrahmen und der Strahlenblende 13 besteht, ist in der 8 gezeigt.
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Zwecks Bildung des Lichtmoduls 3 wird dann noch die Montageeinheit aus Optikträger 7, Linsenhalter 6 und Linse 5 an dem Tragrahmen 11 angebracht und ferner der Kühlkörper 12 mit dem Tragrahmen 11 verbunden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Scheinwerfer
- 3
- Lichtmodul
- 4
- Projektionsoptik
- 5
- Linse
- 6
- Linsenhalter
- 7
- Optikträger
- 8
- Leiterplatte
- 9
- LED-Modul
- 10
- lichtemittierende Fläche
- 11
- Tragrahmen
- 12
- Kühlkörper
- 13
- Strahlenblende
- 14
- Durchgangsöffnung
- 15
- Lagerstruktur
- 16
- Anlagefläche
- 17
- erste Klebeverbindung
- 18
- zweite Klebeverbindung
- 19
- Vertiefung
- 20
- Silikonverguss
- 21
- Rahmen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010045435 B4 [0002]
