DE102022127063A1 - Lichtmodul für eine Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs mit einer Montageeinheit aus Fresnellinse und Linsenhalter - Google Patents

Lichtmodul für eine Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs mit einer Montageeinheit aus Fresnellinse und Linsenhalter Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lichtmodul (1) für eine Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs, aufweisend eine Lichterzeugungseinheit zum emittieren von Licht sowie aufweisend eine Auskoppeloptik, wobei die Auskoppeloptik als Fresnellinse (3) aus Kunststoff ausgebildet ist, wobei die Fresnellinse (3) in einem Linsenhalter (4) gelagert ist, wobei der Linsenhalter (4) unmittelbar an die Fresnellinse (3) angespritzt ist, sodass die Fresnellinse (3) und der Linsenhalter (4) eine unlösbare Montageeinheit bilden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Lichtmodul für eine Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs. Bei Lichtmodulen von Fahrzeugen finden häufig Fresnellinsen aus Kunststoff, bspw. als Scheinwerferlinsen, Anwendung. Fresnellinsen sind in der Regel verhältnismäßig dünnwandig ausgebildet sind, da Fresnellinsen gegenüber klassischen Linsen aufgrund ihrer speziellen geometrischen Gestaltung volumen- und somit massereduziert sind. Dadurch besteht die Problematik, dass Halteelemente, wie beispielsweise Klammern oder Haltefedern eine Fresnellinse signifikant verspannen können, was sich negativ auf das Lichtbild der Fresnellinse auswirken kann.
  • Aus der WO 2010/066521 A2 ist eine Hybridoptik mit einer an eine Glaslinse angespritzten Linsenhalter bekannt. Aus der DE 20 2011050563 U1 ist eine LED-Leuchte mit einer Optik bekannt, wobei ein lichtundurchlässiges Gehäuse und die transmissive Optik gemeinsam durch ein 2-Kompenenten-Kunstoffspritzteil gebildet sind. Aus der DE 10 2017 204 527 A1 ist ein Beleuchtungssystem mit zumindest einer Lichtquelle und einer nachgeschalteten Optik bekannt, wobei die Optik und ein Halterahmen, wobei die Optik mit dem Halterahmen überspritzt ist. Die US 2018/0264994 A1 bildet weiteren Stand der Technik.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Lichtmodul zu schaffen, dass die vorgenannten Nachteile überwindet.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den anhängigen Patentansprüchen beschriebenen Gegenstände.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Lichtmodul handelt es sich um ein Lichtmodul für eine Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere um ein Lichtmodul für einen Frontscheinwerfer. Das Lichtmodule weist eine Lichterzeugungseinheit, beispielsweise in Form einer Leiterplatte mit LEDs, zum emittieren von Licht sowie eine Auskoppeloptik auf, wobei die Auskoppeloptik als Fresnellinse aus Kunststoff ausgebildet ist, wobei die Fresnellinse in einem Linsenhalter gelagert ist, wobei der Linsenhalter unmittelbar an die Fresnellinse angespritzt ist, sodass die Fresnellinse und der Linsenhalter eine unlösbare Montageeinheit bilden.
  • Dadurch, dass die Fresnellinse und der Linsenhalter unlösbar miteinander verbunden sind, werden bei der Montage des Lichtmoduls keine oder nur geringe Verspannungen auf die Fresnellinse ausgeübt. Zudem ist die Montage vereinfacht.
  • Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn ein Wärmeausdehnungskoeffizient eines Materials der Fresnellinse und ein Wärmeausdehnungskoeffizient eines Materials des Linsenhalters um nicht mehr als 10%, vorzugsweise um nicht mehr als 5% voneinander abweichen. Dadurch wird Vermieden, dass beim Anspritzen Spannungen induziert werden.
    Es wird ferner als vorteilhaft hinsichtlich einer Vermeidung von Spannungen angesehen, wenn die Schmelzpunkte der Materialien des Linsenhalters und der Fresnellinse um nicht mehr als 20%, vorzugsweise um nicht mehr als 10% voneinander abweichen.
  • Vorzugsweise weist das Material die Fresnellinse einen höheren Schmelzpunkt als das Material des Linsenhalters auf.
  • Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn die Beleuchtungsvorrichtung einen Kühlkörper aufweist, wobei die der Linsenhalter mit dem Kühlkörper lösbar verbunden ist Vorzugsweise sind der Linsenhalter und der Kühlkörper mechanisch miteinander verbunden.
  • Vorzugsweise sind der Linsenhalter und die Fresnellinse stoffschlüssig miteinander verbunden. Dabei ist es durchaus denkbar, dass der Linsenhalter die Fresnellinse umlaufend kontaktiert, wobei der Linsenhalter und die Fresnellinse im Kontaktbereich miteinander verschmolzen sind. Dadurch kann eine besonders hohe Stabilität selbst bei dünnwandiger Ausführung der Linse und des Linsenhalters erreicht werden.
  • Vorzugsweise sind der Linsenhalter und die Fresnellinse formschlüssig miteinander verbunden. Dadurch wird eine besonders hohe Stabilität erreicht.
  • Vorzugsweise ist der Linsenhalter im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet.
  • Vorzugweise umschließt der Linsenhalter die Fresnellinse umlaufend. Dadurch stützt die Fresnellinse den Linsenhalter, wodurch eine hohe mechanische Stabilität der Montageeinheit erreicht wird.
  • Nachfolgend finden sich Materialpaarungen für den Linsenhalter und die Fresnellinse, die sich als besonders vorteilhaft hinsichtlich der Stabilität der Verbindung und der Herstellung der Montageeinheit, beispielsweise mittels Spritzguss, erwiesen haben:
    • In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Linse aus Polycarbonat (PC) und der Linsenhalter besteht aus Polycarbonat (PC), insbesondere hochwäremformbeständigen Polycarbonat (PC-HT).
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht die Linse aus Polymethylmethacrylat (PMMA) und der Linsenhalter besteht aus Polycarbonat (PC), oder aus einem Blend aus Polycarbonate und Acrylnitril Butadien Styrol (PC/ABS).
  • Vorzugsweise handelt es sich bei dem Lichtmodul um ein Lichtmodul für einen Frontscheinwerfer.
  • Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn das Lichtmodul eine Primäroptik aufweist, die als Sammellinse oder Kollimator ausgebildet ist, und eine Sekundäroptik aufweist, wobei die Fresnellinse die Sekundäroptik oder zumindest einen Bestandteil der Sekundäroptik bildet.
  • Hinsichtlich einer Herstellung der Montageeinheit wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Montageeinheit durch ein Mehr-Komponenten-Spritzgussverfahren hergestellt wird.
  • Ferner wird es im Zusammenhang mit dem Herstellungsverfahren als vorteilhaft angesehen, wenn beim Spritzgießen der Fresnellinse ein Spritzprägen erfolgt, derart, dass das Material der Fresnellinse in das nicht völlig geschlossene Werkzeug eingespritzt wird, sodass ein Prägespalt verbleibt, der im Anschluss an das Einspritzen des Materials geschlossen wird.
  • In der nachfolgenden Figur wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne auf dieses beschränkt zu sein. Es zeigen:
    • 1 ein Lichtmodul für einen Frontscheinwerfer eines Kraftfahrzeugs in einer perspektivischen Ansicht.
  • Die 1 zeigt ein Lichtmodul 1 für einen Frontscheinwerfer eines Kraftfahrzeugs. Das Lichtmodul 1 weist einen Kühlkörper 2 auf, wobei an dem Kühlkörper 2 eine Lichterzeugungseinheit angebracht ist, wobei die Lichterzeugungseinheit Licht emittiert, wobei dieses emittierte Licht in eine als Kollimator ausgebildete Primäroptik eintritt, wobei auf der Lichtaustrittseite der Primäroptik eine Sekundäroptik angeordnet ist, die vorliegend eine Auskoppeloptik bildet. Die Auskoppeloptik ist als Fresnellinse 3 ausgebildet, wobei die Fresnellinse 3 in einem Halterahmen 4 gelagert ist. Der Halterahmen 4 ist unmittelbar an die Fresnellinse 3 angespritzt, sodass die Fresnellinse 3 und der Halterahmen 4 unlösbar miteinander verbunden sind und dadurch eine Montageeinheit bilden. Der Halterahmen 4 ist wiederum mechanisch mit dem Kühlkörper 2 verbunden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Lichtmodul
    2
    Kühlkörper
    3
    Fresnellinse
    4
    Halterahmen
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2010066521 A2 [0002]
    • DE 202011050563 U1 [0002]
    • DE 102017204527 A1 [0002]
    • US 20180264994 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Lichtmodul (1) für eine Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs, aufweisend eine Lichterzeugungseinheit zum emittieren von Licht sowie aufweisend eine Auskoppeloptik, wobei die Auskoppeloptik als Fresnellinse (3) aus Kunststoff ausgebildet ist, wobei die Fresnellinse (3) in einem Linsenhalter (4) gelagert ist, wobei der Linsenhalter (4) unmittelbar an die Fresnellinse (3) angespritzt ist, sodass die Fresnellinse (3) und der Linsenhalter (4) eine unlösbare Montageeinheit bilden.
  2. Lichtmodul nach Anspruch 1, wobei die Beleuchtungsvorrichtung einen Kühlkörper (2) aufweist, wobei die der Linsenhalter (4) mit dem Kühlkörper (2) lösbar verbunden ist.
  3. Lichtmodul nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Linsenhalter (4) und die Fresnellinse (3) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
  4. Lichtmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Linsenhalter (4) und die Fresnellinse (3) formschlüssig miteinander verbunden sind.
  5. Lichtmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Fresnellinse (3) aus Polycarbonat (PC) besteht und der Linsenhalter (4) aus Polycarbonat (PC), insbesondere hochwäremformbeständigen Polycarbonat (PC-HT) besteht.
  6. Lichtmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Fresnellinse (3) aus Polymethylmethacrylat (PMMA) besteht und der Linsenhalter (4) aus Polycarbonat (PC), oder aus einem Blend aus Polycarbonate und Acrylnitril Butadien Styrol (PC/ABS) besteht.
  7. Lichtmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei es sich bei dem Lichtmodul (1) um ein Lichtmodul (1) für einen Frontscheinwerfer handelt.
  8. Lichtmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Lichtmodul (1) eine Primäroptik aufweist, die als Sammellinse oder Kollimator ausgebildet ist, und eine Sekundäroptik aufweist, wobei die Fresnellinse (3) die Sekundäroptik oder zumindest einen Bestandteil der Sekundäroptik bildet.
  9. Verfahren zum Herstellen einer Montageeinheit eines Lichtmoduls (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Montageeinheit durch ein Mehr-Komponenten-Spritzgussverfahren hergestellt wird.
  10. Verfahren zum Herstellen einer Montageeinheit nach Anspruch 9, wobei beim Spritzgießen der Fresnellinse (3) ein Spritzprägen erfolgt, derart, dass das Material der Fresnellinse (3) in das nicht völlig geschlossene Werkzeug eingespritzt wird, sodass ein Prägespalt verbleibt, der im Anschluss an das Einspritzen des Materials geschlossen wird.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2010066521A2 (de) 2008-12-09 2010-06-17 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Hybridoptik
DE202011050563U1 (de) 2011-04-12 2011-10-19 Flextronics Automotive Gmbh & Co.Kg LED-Leuchte
US20180264994A1 (en) 2017-03-17 2018-09-20 Osram Gmbh Lighting system and headlamp

Patent Citations (4)

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