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Technisches Gebiet
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Verschiedene Aspekte und Ausführungsbeispiele betreffen einen Lampensockel für ein austauschbares LED-Modul für den Einsatz insbesondere in Scheinwerfern von Kraftfahrzeugen. Ferner betreffen sie ein entsprechendes LED-Modul sowie ein Verfahren zum Herstellen beziehungsweise Zusammenbauen des Lampensockels.
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Hintergrund
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Im Bereich von Fahrzeugleuchten und Scheinwerfern setzen sich in zunehmendem Maße LED-Module durch. Je nach Anwendung sind hier auch Hochleistungs-LEDs im Einsatz. Eine in jüngerer Zeit vorgestellte Plattform, die auch den von der International Technical Commission (IEC) vorgesehenen Normierungen entsprechen kann, ist die eXchangeable LED Signal lamp, kurz: XLS. Dieser der UN/ECE-Norm R128 („Leuchtdioden-Lichtquellen (LED-Lichtquellen)“) genügende 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.
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Solche LED-Module besitzen typischerweise eine elektronische Baugruppe umfassend einen LED-Treiber und eine oder mehrere LEDs, einen sich entlang Modulachse erstreckenden Anbring- und Aufnahmeabschnitt zum Anbringen in einem Gehäuse eines Scheinwerfers und zum Aufnehmen einer elektronischen Baugruppe umfassend eine oder mehrere LEDs, und ferner einen Steckerabschnitt zum Verbinden mit einer externen Kupplung, die eine fahrzeugseitige Leistungsversorgungsquelle bereitstellen kann.
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Wie aber auch schon bei der Familie der für den Einsatz im Kraftfahrzeugbereich standardisierten Halogenlampen üblich (z.B. H7, H8, H9, etc.; UN/ECE-Norm R37: „Glühlampen zur Verwendung in genehmigten Scheinwerfern und Leuchten von Kraftfahrzeugen und ihren Anhängern“), ergeben sich auch bei den LED-Modulen verschiedene Typen von Lampensockeln je nach Anwendung und baulichen Anforderungen. Bedingt durch mangelnden Bauraum im Fahrzeug kann es dabei zur Anforderung kommen, dass beispielsweise der an und für sich axiale Aufbau der Lampe bzw. des Moduls im Bereich eines jeweiligen Steckerabschnitts ein Abwinklung um 90° erfährt, um die Gesamtlänge des Lampensockels bzw. der Lampe / des Moduls in Grenzen zu halten. Im Fall von Halogenlampen betrifft dies beispielsweise unter anderem die Sockeltypen PGJ19-1 (H8) und PGJ19-5 (H9). Bei LED-Modulen sieht die Situation aber ähnlich aus. Die Leistungsversorgung bereitstellende, fahrzeugseitige Kabelkupplung wird dabei seitlich bzw. senkrecht zur Lampenachse auf den Steckerabschnitt aufgesteckt.
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Die LED-Module können oftmals (beispielsweise die XLS-LED-Module der Anmelderin) als Stifte ausgebildete Kontaktleitungen aufweisen, deren jeweils erstes Ende sich entlang der Längsachse in den Anbring- und Aufnahmeabschnitt erstreckt, um mit einer stirnseitig im Modul aufgenommenen elektronischen Baugruppe nach Montage derselben verbunden werden zu können, und deren zweites Ende sich entgegengesetzt in den Steckerabschnitt erstreckt, um dort im Fall einer geschlossenen Steckverbindung mit einem kupplungsseitigen Kontaktanschluss verbunden zu werden, so dass die elektronische Baugruppe insgesamt mit elektrischer Leistung versorgt wird. Im Regelfall sind zwei oder mehr solcher stiftartiger Kontaktleitungen (wenigstens Spannungs- und Bezugspotential, etc.) vorgesehen.
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Anders als dünne, durch Hüllen isolierte Drähte sind die Kontaktstifte (Stahl, Aluminium oder Kupfer etc.) mit einer gewissen Dicke bereitgestellt, so dass sie zwar biegbar, aber unter den Bedingungen des Einsatzes formbeständig sind. Sie benötigen durch die stabile Führung durch den Lampensockel hindurch (im Allgemeinen in axialer Richtung) in der Regel keine Isolationshülle, um gegenseitigen Kontakt und damit einen Kurzschluss zu vermeiden, auch wenn eine Umspritzung vorgesehen ist, die per se zur Isolation beiträgt. Es ist allerdings jene Umspritzung, die oftmals die genaue Positionierung und den gegenseitigen Abstand zwischen den Kontaktleitungen bzw. -stiften festlegt und deshalb elektrische Fehlfunktionen vermeidet.
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Im Fall der oben beschriebenen speziellen Lampensockel von LED-Modulen mit Kontaktstiften, bei denen eine Abwinklung bzw. Umlenkung im Steckerabschnitt um 90° vorliegt, müssen die Kontaktstifte allerdings dieser Biegung folgen. Um dies zu bewerkstelligen, werden die Kontaktstifte vor der Umspritzung zunächst in einem speziellen Prozess um 90° gebogen, welches Kosten verursacht. Da zudem die Toleranzen sowohl im Steckerbereich als auch im Bereich der Anbindung an die elektronische Baugruppe gering sind, und der entsprechende Umformungsprozess des Kontaktstifts fehlerbehaftet sein kann, kann zur Qualitätssicherung regelmäßig eine Vermessung erforderlich sein, welches einen zusätzlichen Aufwand bedeutet.
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Folglich besteht das Bedürfnis nach einer Einsparung von Kosten und einer Reduzierung des Aufwands bei der Montage des Lampensockels.
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Darstellung verschiedener Aspekte
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Um diese oder auch andere damit zusammenhängende Probleme zu lösen geht ein Aspekt der Erfindung von einem Lampensockel für ein austauschbares LED-Modul aus, der einen sich entlang einer ersten Achse erstreckenden Anbring- und Aufnahmeabschnitt und einen sich entlang einer zweiten Achse erstreckenden Steckerabschnitt zum Verbinden mit einer externen Kupplung umfasst, die eine Leistungsversorgungsquelle bereitstellen kann. Der Anbring- und Aufnahmeabschnitt dient zum Anbringen in einem Gehäuse eines Scheinwerfers und zum Aufnehmen einer elektronischen Baugruppe umfassend wenigstens eine LED (lichtemittierende Diode). Der Begriff LED ist weit aufzufassen und kann allgemein Halbleiterleuchtmittel umfassen, so wie etwa auch Laserdioden etc.
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Desweiteren umfasst der Lampensockel wenigstens eine, vorzugsweise wenigstens zwei Kontaktleitung(en), deren erstes Ende sich entlang der erste Achse in den Anbring- und Aufnahmeabschnitt erstreckt, um mit der elektronischen Baugruppe nach Montage derselben verbunden werden zu können, und deren zweites Ende sich entlang der zweiten Achse in dem Steckerabschnitt erstreckt, um dort im Fall einer geschlossenen Steckverbindung mit einem kupplungsseitigen Kontaktanschluss verbunden zu werden, so dass die elektronische Baugruppe mit elektrischer Leistung versorgt wird. Ähnlich wie eingangs beschrieben besitzt der hier betrachtete Lampensockel eine Umlenkung bzw. Abwinklung, d.h. die erste Achse und die zweite Achse schließen einen Winkel (anders als 180°) miteinander ein. Der Winkel ist ein Umlenkwinkel.
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Aspekten zufolge wird nun vorgeschlagen, dass die wenigstens eine Kontaktleitung einen ersten Kontaktstift und einen vom ersten Kontaktstift verschiedenen zweiten Kontaktstift umfasst. Es liegen folglich wenigstens zwei Kontaktstifte vor. Weitere stiftartige Verlängerungen im Stecker oder im Bereich der elektronischen Baugruppe sind nicht ausgeschlossen. Der erste Kontaktstift bildet das erste Ende und der zweite Kontaktstift das zweite Ende der durch sie zusammengesetzten Kontaktleitung aus. Die beiden Kontaktstifte sind dabei miteinander elektrisch leitend verbunden, um die aus entsprechenden Kontaktanschlüssen der Kupplung bereitgestellte elektrische Leistung der elektronischen Baugruppe und somit den LEDs zuführen zu können.
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Durch diesen Aufbau wird es möglich, den zusätzlichen Prozess des Biegens der Kontaktstifte entfallen zu lassen, so dass Produktionszeit, Logistik und Kosten eingespart werden. Das gleiche gilt auch für die anschließende Vermessung, die nun entfallen kann, weil die vorhandenen ungebogenen Kontaktstifte mit hoher Präzision integriert werden können. Die Umlenkung bzw. Abwinklung erfolgt nunmehr durch elektrischen Kontakt zwischen den zueinander angewinkelten Kontaktstiften, die aber als solche geradlinig hergestellt sein können. Der damit verbundene Mehraufwand durch gegenseitige Positionierung und Kontaktierung wird durch die Einsparungen mehr als wettgemacht. Der Winkel kann insbesondere 90° betragen, andere Winkel sind aber auch möglich.
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Einem besonderen Aspekt der Erfindung zufolge können der Anbring- und Aufnahmeabschnitt und der Steckerabschnitt als physisch voneinander getrennte Abschnitte ausgebildet sein, die durch Montage mechanisch zusammenfügbar eingerichtet sind, vorzugsweise durch Aufstecken des Steckerabschnitts auf den Anbring- und Aufnahmeabschnitt.
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Dies ermöglicht eine getrennte Herstellung der beiden Abschnitte, wobei die entsprechenden Kontaktstifte als einfache ungebogene Bauteile (gerade Metallstifte) in die respektiven Abschnitte einbezogen sind. Die Umlenkung der zusammengesetzten Kontaktleitung um den beschriebenen Winkel manifestiert sich beim Zusammenbau der beiden Abschnitte. Die Kontaktstifte sind derart im Steckerabschnitt bzw. Anbring- und Aufnahmeabschnitt integriert, dass sie beim Zusammenbau in Kontakt miteinander kommen, oder ihr gegenseitiger Abstand so gering ist, dass sie mit bekannten Fügeverfahren wie Löten, Kleben, Schweißen etc. elektrisch leitend verbunden werden können. Diese Präzision ist einfach realisierbar.
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Eine verfeinernde Weiterbildung dieses Aspekts sieht vor, dass der Anbring- und Aufnahmeabschnitt ein Spritzgussteil umfasst, in welchem der erste Kontaktstift durch Umspritzung fixiert ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch der Steckerabschnitt ein Spritzgussteil umfassen, in welchem dann der zweite Kontaktstift durch Umspritzung fixiert ist. Hier tritt ein besonderer Vorteil dahingehend zutage, dass die Kontaktstifte jeweils mit hoher Präzision in die Umspritzung integriert werden können. Desweiteren ist der Aufwand der Umspritzung zweier Kontaktstifte zur Ausbildung getrennter Teile deutlich geringer als im Vergleich zur Umspritzung nur eines Teils, aber mit vorherigem Biege- und Vermessungsprozess.
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Mit Vorteil können bei diesem Aspekt die beiden Kontaktstifte jeweils im Wesentlichen geradlinig ausgebildet sein, d.h., es ist keine vorherige Bearbeitung erforderlich.
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Die schließt aber nicht aus, dass die beiden Kontaktstifte an einer Kontaktstelle miteinander elektrisch leitend verbunden sind, wobei wenigstens einer der beiden Kontaktstifte, vorzugsweise beide Kontaktstifte, im Bereich der Kontaktstelle gekröpft sind. Diese Kröpfung erlaubt eine bessere und platzsparende Positionierung der parallel angeordneten Stifte in einem definierten Abstand zueinander einerseits (liegen jeweils zwei erste und zweite Kontaktstifte vor, können durch die Kröpfung beide Paare den gleichen gegenseitigen Abstand realisieren, um z.B. einer diesbezüglichen Vorgabe zu entsprechen), und eine optimierte Kontaktstelle andererseits, weil die einander zugewandte Oberfläche der Kontaktstifte dadurch vergrößert werden kann, welches wiederum die Kontaktierung durch ein Schweiß- oder Lötverfahren etc. verbessern kann.
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Einem Ausführungsbeispiel zufolge sind die beiden Kontaktstifte an einer Kontaktstelle miteinander elektrisch leitend verbunden, wobei die Kontaktstelle in einer in dem Spritzgussteil des Steckerabschnitts ausgebildeten und außen zugänglichen Tasche freilegt. Dieser Zustand braucht nur während der Herstellung anzudauern, anschließend kann die Tasche optional mit einer Vergussmasse verfüllt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Tasche mit einem Deckel verschlossen werden, um die Kontaktstelle vor äußeren Einflüssen zu schützen. Diese Tasche ermöglicht den Zugang z.B. für einen Schweißlaser zu den in nahem Kontakt stehenden und zueinander angewinkelten Kontaktstiften, und zwar im fertig aufgesteckten bzw. zusammengebauten Zustand von Anbring- und Aufnahmeabschnitt und Steckerabschnitt. Alternativen können vorsehen, dass die Tasche auf Seiten des Anbring- und Aufnahmeabschnitt vorgesehen ist und die Kontaktstelle beim Zusammenbau dort und nicht im Steckerabschnitt entsteht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Kontaktstelle beziehungsweise die Verbindung zwischen den beiden Kontaktstiften durch Laserschweißen, einen Lötprozess oder Applikation eines elektrisch leitfähigen Adhesivs ausgebildet. Andere Möglichkeiten sind aber nicht ausgeschlossen, auch nicht jene, dass die beiden Stifte (räumlich) so umspritzt sind, dass sie beim Zusammenbau von Anbring- und Aufnahmeabschnitt und Steckerabschnitt lediglich unter gegenseitiger mechanischer Spannung stehend in Kontakt gebracht werden, welcher einer Steckverbindung gleicht. Eine Tasche wäre in diesem Fall nicht erforderlich. Eingeschlossen ist auch, dass zusätzliche zwischenverbindende elektrisch leitende Metallteile im Steckerabschnitt vorgesehen sind. Diese werden im hier betrachteten Wortlaut als dem einen oder anderen Kontaktstift zugeordnet gedacht.
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Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass der Steckerabschnitt und der Anbring- und Aufnahmeabschnitt ineinander passende Positioniermittel aufweisen, so dass, wenn der Steckerabschnitt bei der Montage auf den Anbring- und Aufnahmeabschnitt aufgesteckt wird, die Kontaktstifte mit einander in Kontakt gebracht werden oder ein geringer Abstand entsteht. Solche Mittel, beispielsweise zueinander passende Vorsprünge und Taschen lasse sich durch Spritzguss in genügender Präzision einrichten. Einer Weiterbildung zufolge kann die oben genannte Tasche für das Laserschweißen der Kontaktstelle mit einer solchen Tasche für die Positionierung kombiniert werden (einseitiger Verschluss eines Durchgangslochs, in welchem sich die Kontaktstifte treffen, durch das Positioniermittel von Seiten des Anbring- und Aufnahmeabschnitts).
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Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass der Steckerabschnitt eine von der Tasche, falls vorhanden, verschiedene, in dem entsprechenden Spritzgussteil ausgebildete Durchgangsbohrung und der Anbring- und Aufnahmeabschnitt einen zur Bohrung passenden, in dem entsprechenden Spritzgussteil entsprechenden Bolzen aufweist. Dieser Bolzen besitzt eine Länge, die größer ist als eine Länge der Durchgangsbohrung, um im zusammengesteckten Zustand einen aus der Bohrung hervorstehenden Teil des Bolzens auszubilden, welcher zur Fixierung des Steckerabschnitts an dem Anbring- und Aufnahmeabschnitt fixiert, vorzugsweise heißverstemmt, verklebt, verschraubt oder vernietet ist. Diese mit dem Spritzgussteil kompatible und sehr effiziente Fixiermöglichkeit erlaubt eine weitere Prozessvereinfachung und spart Kosten, während sie sehr verlässlich und temperaturstabil ist. Alternativ kann die Verbindung zwischen dem Steckerabschnitt und dem Spritzgussteil mittels Kleben, Schrauben, Nieten, etc. hergestellt werden.
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Einem weiteren Ausführungsbeispiel zufolge umfasst der Anbring- und Aufnahmeabschnitt neben dem wenigstens einen ersten Kontaktstift und dem Spritzgussteil einen vom Spritzgussteil zumindest teilweise umspritzten Metallkörper. Dieser weist stirnseitig eine flache Aufnahmefläche für ein die elektronische Baugruppe tragendes Substrat und in einer in Bezug auf die erste Achse entgegengesetzten Richtung eine Anzahl ringförmig angeordneter Kühlrippen auf, die zumindest teilweise einen Innenraum umschließen, in welchem der Steckerabschnitt nach der Montage auf das Spritzgussteil des Anbring- und Aufnahmeabschnitt in Richtung der ersten Achse aufgesteckt ist. Dieser Aspekt erlaubt mit Vorteil die Implementierung der oben ausgeführten Erfindungsaspekte in einem Modul, das mit der XLS-Familie kompatibel ist. Bei diesem Design wird durch das umspritzte Metallteil, das über die stirnseitige Aufnahmefläche mit der elektronischen Baugruppe in Kontakt steht (ggf. mit Wärmeleitpaste oder Thermal Pad dazwischen) Wärme in rückwärtiger Richtung in die vorstehenden Rippen geführt und dort dissipiert. Deren ringförmige Anordnung erlaubt aber nun gerade die zweiteilige Ausführung des Lampensockels, indem nämlich der Steckerabschnitt in z.B. axialer Richtung von hinten in den von den Kühlrippen gebildeten Innenraum geführt und auf den Anbring- und Aufnahmeabschnitt aufgesteckt wird.
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Weiterbildungen verschiedener Aspekte betreffen das Design des Anbring- und Aufnahmeabschnitts. Dieser weist stirnseitig einen im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt auf, dessen Mittenachse mit der ersten Achse zusammenfällt, wobei auf einer Mantelfläche des zylindrischen Abschnitts wenigstens ein Verriegelungs- und/oder Schlüsselelement als vorstehender Abschnitt ausgebildet ist. Auch diese Ausgestaltung entspricht einer vorteilhaften Kombination der Erfindungsaspekte mit der vom Aufbau der LED-Module gemäß der XLS-Familie bekannten Funktionalität. Mit dem oder den Verriegelungsabschnitten kann das LED-Modul nach Art eines Bajonettverschlusses in der Scheinwerferfassung (Gehäuse) austauschbar fixiert werden. Mit dem Schlüsselelement kann verhindert werden, dass unpassende Modultypen in den betreffenden Scheinwerfer montiert werden.
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Ähnlich kann der Steckerabschnitt ferner wenigstens ein Schlüsselelement aufweisen, das bestimmt ist, mit einem passenden Schlüsselelement einer aufzusteckenden Kupplung (elektrische Leistungsversorgung) zusammenzuwirken.
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Ferner kann der Steckerabschnitt wenigstens ein Verrastungselement aufweisen, welches eine wieder lösbare mechanische Verbindung mit einer aufzusteckenden Kupplung ermöglicht. Dies erhöht die Sicherheit der Verbindung.
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Aspekte der Erfindung sehen auch LED-Modul vor. Diese umfasst einen Lampensockel gemäß einem der oben angegebenen Aspekte oder Ausführungsbeispiel bzw. Weiterbildungen, sowie eine elektronische Baugruppe einschließlich wenigstens einer LED, die in dem Anbring- und Aufnahmeabschnitt des Lampensockels aufgenommen und mit dem ersten Kontaktstift elektrisch leitend verbunden ist. Es ergeben sich die gleichen Vorteile wie oben beschrieben.
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Das LED-Modul kann eine LED-basierte Signallampe sein, die den technischen Erfordernissen der UN/ECE-Norm R128 genügt (Regelung Nr. 128 der Wirtschaftskommission für Europa der Vereinten Nationen (UNECE) - Einheitliche Bedingungen für die Genehmigung von Leuchtdioden-Lichtquellen (LED-Lichtquellen) zur Verwendung in genehmigten Scheinwerfern und Leuchten von Kraftfahrzeugen und ihren Anhängern vom 17. Dez 2018, heruntergeladen am 13. Oktober 2022 unter: https://www.beuth.de/de/verwaltungsvorschrift/eu-2018-ece128/300793218.
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Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Herstellen des Lampensockels wie in den oben angegebenen Aspekten oder Ausführungsbeispielen bzw. Weiterbildungen beschrieben. Folgende Schritte sind vorgesehen:
- - Bereitstellen des jeweils wenigstens einen ersten und zweiten Kontaktstifts;
- - jeweils einzeln und getrennt voneinander Umspritzen des ersten und des zweiten Kontaktstifts zum Ausbilden entsprechend des Anbring- und Aufnahmeabschnitts und des Steckerabschnitts;
- - Zusammenstecken des Steckerabschnitts und des Anbring- und Aufnahmeabschnitts;
- - Laserschweißen, Löten oder Kleben mithilfe eines elektrisch leitfähigen Adhäsivs einer Kontaktstelle zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktstift.
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Auch hier ergeben sich die gleichen Vorteile wie oben beschrieben.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der diversen Aspekte ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale und Funktionen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen:
- 1 in perspektivischer Darstellung ein Leuchtmodul vor dem Zusammenbau gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 in ausschnittsweiser perspektivischer Darstellung den Vorgang des Platzierens einer elektronischen Vorrichtung in dem ersten inneren Gehäuseteil aus 1;
- 3 in perspektivischer Darstellung den Zustand nach Abschluss des Platzierens in 2; und die Montagerichtung zum Rohrprofil.
- 4 in perspektivischer Darstellung den Montagezustand aus 3.
- 5 in perspektivischer Darstellung den Querschnitt in Längsrichtung zu 7 Schnittlinie B-B Sichtbar ist der Kontakt zwischen der Unterseite des Tragelements mit der Innenseite Rohrprofil.
- 6 in perspektivischer Darstellung den Montagezustand aus 3;
- 7 eine Darstellung des Querschnitts aus 4 Schnittlinie A-A
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Bevorzugte Ausführungsform(en) der Erfindung
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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. Ferner bezeichnen in nachfolgender Beschreibung gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ausführungsbeispielen oder Figuren gleiche oder ähnliche Merkmale oder Gegenstände, so dass in einigen Fällen auf eine wiederholte detaillierte Beschreibung derselben verzichtet wird, um die Kompaktheit und Übersichtlichkeit der Darstellung zu bewahren.
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In den 1 und 2 ist der noch nicht zusammengebaute Lampensockel 10 in perspektivischer Darstellung von schräg oben bzw. schräg unten gezeigt. Die dargestellten Pfeile geben jeweils eine auf Steckrichtung eines Steckerabschnitts 5 in Bezug auf einen Anbring- und Aufnahmeabschnitt 1 des Lampensockels 10 wieder. Allgemein kann der Lampensockel 10 weitere Teile aufweisen, im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich jedoch lediglich um die beiden genannten Abschnitte. Es werden zunächst die beiden Abschnitte im Detail beschrieben.
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Der Anbring- und Aufnahmeabschnitt 1 umfasst einen Spritzgussteil 2, einen Metallkörper 3 sowie zwei erste Kontaktstifte 41,42. Der Anbring- und Aufnahmeabschnitt 1 ist durch Umspritzen des Metallkörpers 3 und der zwei erste Kontaktstifte 41,42 mit einem Kunststoffmaterial hergestellt. Der Spritzgussteil 2 weist stirnseitig, d.h., in 1 oben, einen zylindrischen Abschnitt 27 auf, von dessen Mantelfläche sich in radialer Richtung hervorstehende Abschnitte 21,22, 23 und 24 erstrecken, die als Verriegelungs- oder Schlüsselelemente bei der Montage des fertigen LED-Moduls in einer entsprechenden Aufnahme eines Scheinwerfers (nicht gezeigt) dienen. Der zylindrische Abschnitt 27 gibt über eine ringförmige Öffnung 29 innen einen zylindrischen Hohlraum 28 frei, dessen Grundfläche eine Aufnahmefläche 35 für die Aufnahme eines Substrats beziehungsweise Trägerelements für die elektronische Baugruppe bildet, die einen Treiber sowie eine Anzahl entsprechender LEDs aufweisen kann (nicht gezeigt). Der zylindrische Abschnitt 27 bzw. der zylindrische Hohlraum 28 bilden eine Mittenachse aus, die hier als erste Achse 100 in Bezug auf den Anbring- und Aufnahmeabschnitt 1 bezeichnet ist. Die Aufnahmefläche 35 steht senkrecht zu dieser ersten Achse 100 und wird durch den Metallkörper 3 bereitgestellt. Ein aufgelegtes Substrat steht in großflächigem Kontakt mit der Aufnahmefläche 35 und kann mit dieser durch eine Wärmeleitpaste oder Wärmeleitkleber oder ein Thermal Pad verbunden sein, um eine effiziente Wärmeübertragung von dem Substrat auf den Metallkörper 3 zu gewährleisten. Die LEDs sind auf dem Substrat angeordnet und strahlen in Richtung der ersten Achse 100, wenn das Substrat montiert und die elektronische Baugruppe mit Leistung versorgt wird.
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Das Spritzgussteil 2 weist ferner einen scheibenförmigen Abschnitt 25 auf, der sich in rückwärtige Richtung (in 1 nach unten) an den zylindrischen Abschnitt 27 anschließt. Der scheibenförmige Abschnitt 25 dient unter anderem dazu, einen Dichtungsring (nicht gezeigt) aufzunehmen, welcher in dem montierten Zustand des LED-Moduls eine Öffnung in der Aufnahme des Scheinwerfers dichtet, durch welche das LED Modul hindurch gesteckt ist.
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Der Metallkörper 3 bildet einen teilweise umspritzten, zusammenhängenden Körper aus. Zu sehen sind in 1 die beschriebene Aufnahmefläche 35 sowie die sich in rückwärtige Richtung axial erstreckenden Kühlrippen 33. Es sind in dem Ausführungsbeispiel sieben Kühlrippen 33 vorgesehen, die ringförmig angeordnet einen nach unten offenen Innenraum umschließen, wobei diese Anordnung in einer radialen Richtung, in welcher eine Umlenkung einer noch zu beschreibenden Kontaktleitung um 90° zur Ausbildung eines entsprechend ausgerichteten Steckerabschnitts 5 unterbrochen ist (eine achte Rippe ist weggelassen). Wie in 7 zu sehen ist, sind die Kühlrippen mit der Aufnahmefläche 35 über einen ebenfalls zylindrischen Abschnitt des Metallkörpers 3 verbunden. Dadurch kann die von der Aufnahmefläche 35 aufgenommene Wärme effizient auf die Kühlrippen 33 zur weitergehenden Dissipation übertragen werden.
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Der Anbring- und Aufnahmeabschnitt 1 weist ferner die beiden ersten Kontaktstifte 41 und 42 auf. Die beiden ersten Kontaktstifte 41 und 42 erstrecken sich parallel zur ersten Achse 100, wobei ein stirnseitiges Ende geringfügig durch eine Aussparung 37 in der Aufnahmefläche 35 (siehe 7) hindurch über eben diese Aufnahmefläche 35 hervorsteht. Hier werden die entsprechenden Enden nach Montage des Substrats mit den betreffenden Anschlüssen (plus und Minuspol oder Masse) elektrisch leitend verbunden. Wie in 2 zu sehen ist, liegen die gegenüberliegenden Enden der ersten Kontaktstifte 41 und 42 in rückwärtiger Richtung (in 2 nach oben) in dem von den Kühlrippen gebildeten Innenraum frei und sind selbst umhaust bzw. liegen frei. Die Kontaktstifte 41 und 42 sind aus geradlinigen gekröpften Stäben bereitgestellt und durch die Umspritzung in ihrer Position fixiert.
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Nachfolgend wird der Steckerabschnitt 5 mit Bezug auf die 1 und 2 im Detail beschrieben.
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Der Steckerabschnitt 5 ist als eigenständiges Teil gebildet und weist einen Verbindungsabschnitt 51 und den eigentlichen Stecker 52 sowie zwei zweite Kontaktstifte 71, 72 auf. Der Steckerabschnitt 5 ist wie der Anbring- und Aufnahmeabschnitt 1 in einem Spritzgussprozess hergestellt, bei dem die beiden zweiten Kontaktstifte 71, 72 mit einem Kunststoffmaterial umspritzt sind. Der Verbindungsabschnitt 51 ist im wesentlichen quaderförmig ausgebildet und umfasst eine Tasche 54 sowie eine Durchgangsbohrung 56, die sich beide parallel zueinander und senkrecht zu einer zweiten Achse 200 erstrecken, die durch den eigentlichen Stecker 52 festgelegt wird (Steckerrichtung).
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Die beiden zweiten Kontaktstifte 71, 72 sind durch den Spritzguss parallel zueinander und zu der zweiten Achse 200 fest in dem Steckerabschnitt 5 positioniert, (siehe 2). Sie erstrecken sich entlang dieser Achse 200 mit einem Abstand voneinander von der Tasche 54, in welcher sie frei liegen in einen röhrenförmigen Steckerhohlraum 55 hinein, in welchem sie ebenfalls freilegen. Der Abstand zwischen den beiden Kontaktstiften 71, 72 ist der gleiche wie zwischen den beiden Kontaktstiften 41,42. An einer Außenoberfläche des eigentlichen Steckers 52 sind Schlüssel- und Führungselemente 53 angebracht, die sich ebenfalls entlang der zweiten Achse 200 erstrecken. Ferner ist ein Verrastungselement 57 vorgesehen, das mit einem entsprechenden Element der Kupplung (nicht gezeigt) zusammenwirken kann, um eine sichere Verbindung mit der Leistungsversorgungsquelle herzustellen.
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Das in den 1 und 2 angedeutete Aufstecken erfolgt durch Einführen eines in 2 gezeigten Bolzens 62 des Spritzgussteils 2 in die Durchgangsbohrung 56 des Steckerabschnitts 5. Da sich der Bolzen 62 parallel zur ersten Achse 100 erstreckt, ist dadurch bereits eine Abwinklung des eigentlichen Steckers mit seiner zweiten Achse 200 und den sich zu dieser parallel erstreckenden Kontaktstiften 71, 72 um 90° gegenüber der ersten Achse 100 bewerkstelligt. Beim weiteren Einschieben des Bolzens 62 in die Durchgangsbohrung 56 treten auch die Enden der ersten Kontaktstifte 41, 42 in die Tasche 54 des Steckerabschnitts 5 ein. Dort treffen sie auf die sich senkrecht zu ihnen erstreckenden freiliegenden Enden der zweiten Kontaktstifte 71, 72.
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Beim weiteren Einschieben kommt ein in 2 gezeigtes Positioniermittel 61, das ebenfalls Teil des Spritzgußteils 2 ist, in Kontakt mit einer Oberfläche des Steckerabschnitts 5. Das Positioniermittel 61 ist passend zur Tasche 54 dimensioniert, so dass es unmittelbar in diese eingeführt werden kann. Dadurch ist nun auch eine azimutale Orientierung des Steckerabschnitts 5 in Bezug auf den Anbring- und Aufnahmeabschnitt 1 festgelegt. Gleichzeitig ist die Tasche 54 auf diese Weise einseitig geschlossen.
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In 4 ist eine Ansicht des zusammengebauten Lampensockels 10 von unten zu erkennen. Die im wesentlichen geradlinigen zweiten Kontaktstifte 71, 72 sind an ihren in der Tasche 54 freiliegenden Enden geringfügig gekröpft, so dass die Kontaktstifte 71, 72 bzw. 41, 42 trotz an sich gleichen Abstands beim Einführen sanft aufeinander gleiten. Ferner beträgt die Länge des Bolzens 62 mehr als die Länge der Durchgangsbohrung 56, so dass sich ein hervorstehender Bereich 63 des Bolzens 62 ergibt. Dieser wird heißverstemmt, um den Steckerabschnitt 5 an dem Anbring- und Aufnahmeelement 1 zu fixieren, wie am besten in der Schnittansicht der 7 zu erkennen ist.
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In diesem Zustand ist die Tasche 54 noch in rückwärtige Richtung (in 7 nach unten) offen, so dass die Kontaktstelle zwischen den ersten Kontaktstiften 41, 42 und den zweiten Kontaktstiften 71, 72 jeweils frei liegt. Im Ausführungsbeispiel kann hierbei von außen ein Laserschweißvorgang durchgeführt werden, der die Stifte 41 und 71 bzw. 42 und 72 elektrisch leitend verbindet. Anschließend kann die Tasche 54 zum Schutz der resultierenden Kontaktstellen 81, 82 mit einer Vergussmasse verfüllt werden. Alternativ kann ein Deckel aufgesetzt werden.
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In 3 ist der zusammengebaute Lampensockel in perspektivische Ansicht gezeigt. Die 4 und 5 zeigen eine perspektivische Ansicht von unten (4) sowie eine Schnittansicht von unten auf eine Ebene BB (5) wie sie in 7 skizziert ist. In dieser Ebene liegen die zweiten Kontaktstifte 71, 72. Die 6 und 7 zeigen eine perspektivische Ansicht von der Seite (6) sowie eine Schnittansicht von der Seite (7) auf eine Ebene AA, wie Sie in 4 skizziert ist (in 4 leicht in der Tiefe versetzt, um die Details besser darzustellen).
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BEZUGSZEICHENLISTE:
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- 1
- Anbring- und Aufnahmeabschnitt
- 2
- Spritzgussteil
- 3
- Metallkörper
- 5
- Steckerabschnitt
- 10
- Lampensockel
- 21
- hervorstehender Abschnitt
- 22
- hervorstehender Abschnitt
- 23
- hervorstehender Abschnitt
- 24
- hervorstehender Abschnitt
- 25
- scheibenförmiger Abschnitt
- 27
- zylindrischer Abschnitt
- 28
- zylindrischer Hohlraum
- 29
- ringförmige Öffnung
- 33
- Kühlrippe
- 35
- Aufnahmefläche (für Substrat der elektr. Baugruppe)
- 37
- Aussparung
- 41
- erster Kontaktstift in Spritzgussteil 2
- 42
- erster Kontaktstift in Spritzgussteil 2
- 51
- Verbindungsabschnitt
- 52
- eigentlicher Stecker
- 53
- Schlüssel- und Führungselemente
- 54
- Tasche
- 55
- röhrenförmiger Hohlraum
- 56
- Durchgangsbohrung
- 57
- Verrastungselement
- 61
- Positioniermittel
- 62
- Bolzen
- 63
- Vorstehender Abschnitt (Heißverstemmung)
- 71
- zweiter Kontaktstift in Steckerabschnitt 5
- 72
- zweiter Kontaktstift in Steckerabschnitt 5
- 81
- Kontaktstelle
- 82
- Kontaktstelle
- 100
- erste Achse (Anbring- und Aufnahmeabschnitt)
- 200
- zweite Achse (Steckerabschnitt)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2019063706 A1 [0033]
- DE 102017214659 A1 [0033]
- US 2019110348 A1 [0033]
- DE 102017217883 A1 [0033]
- DE 102017222649 A1 [0033]
- DE 102018202464 A1 [0033]
- US 2019306939 A1 [0033]
- DE 102018201228 A1 [0033]
- DE 102017213269 A1 [0033]
- DE 102015206471 A1 [0033]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- https://www.beuth.de/de/verwaltungsvorschrift/eu-2018-ece128/300793218 [0027]
