DE19943196A1

DE19943196A1 - Sealed unit solid state light emitting diode lamp for a vehicle with sealing to prevent ingress of even a very small amount of moisture

Info

Publication number: DE19943196A1
Application number: DE19943196A
Authority: DE
Inventors: Martin Carl Friedrich Reinbach
Original assignee: Hella Asia Pacific Pty Ltd
Current assignee: Hella Asia Pacific Pty Ltd
Priority date: 1998-09-14
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2000-03-16
Also published as: NZ337712A; AUPP592398A0

Abstract

A courtesy lamp (10) is designed to operate on conventional 12 volt alternating current as used in automobiles and comprises a housing (20) with a mounting flange (22) and an open rectangular enclosure (25) for a rectangular lens assembly (30) with lenses aligned with light emitting diodes (41,42,43) of a circuit board (40) with a molded plastic backing member (50). The backing member has legs (52-55) and grooves (58,59) for electrical conductors and is sealed to the enclosure by adhesive. AN Independent claim is included for a method of assembling a vehicle lamp.

Description

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Leuchte, die insbesondere für Fahrzeuge geeignet ist.The invention relates to an improved lamp, the is particularly suitable for vehicles.

In den vergangenen Jahren ist verschiedentlich vorgeschlagen worden, konventionelle Glühbirnen durch monolithische bzw. Festkörper-Leuchtdioden (LEDs) zu ersetzen. LEDs sind beträchtlich robuster und weisen eine wesentlich längere Lebensdauer auf als konventionelle Glühbirnen. Der Umstand, daß nur selten die Notwendigkeit besteht, eine LED zu ersetzen, bedeutet, daß Designer von Fahrzeugleuchten bestrebt sein können, eine vollständig versiegelte bzw. abgedichtete Einheit zu produzieren, die praktisch zu einer Wegwerfeinheit wird, welche als ganzes Bauteil ersetzt werden kann. Die Abdichtung dieser Einheit ist ein wichtiger Punkt, da in der Praxis herausgefunden wurde, daß es der Eintritt von selbst sehr kleinen Mengen Feuchtigkeit ist, der schließlich Fahrzeugleuchten zerstört, die LEDs auf einer elektrischen Leiterplatte enthalten.In the past few years has been varied been suggested by conventional light bulbs monolithic or solid-state light-emitting diodes (LEDs) replace. LEDs are considerably more robust and have one much longer lifespan than conventional ones Light bulbs. The fact that rarely the need to replace an LED means that designers of Vehicle lights can strive to be a complete one to produce a sealed unit that practically becomes a disposable unit, which as a whole Component can be replaced. Sealing this Unity is an important point in practice was found to be the entry of itself very much small amounts of moisture that is eventually Vehicle lights destroyed, the LEDs on one electrical circuit board included.

Vor diesem Hintergrund wurde die vorliegende Erfindung getätigt.Against this background, the present invention done.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Fahrzeugleuchte bereitgestellt, die ein Gehäuse mit einer Vorderseite und einer Rückseite, wobei die Vorderseite die Vorderseite der Leuchte definiert, einer LED-Anordnung, die mit einem isolierten Kabel mit zwei isolierten Leitern verbunden ist, ein Stützelement, das die LED-Anordnung abnehmbar hält, wobei das Stützelement durch Klebemittel an der Rückseite des Gehäuses befestigt ist, aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, daß das Isoliermaterial der Leiter bis zu einer Stelle außerhalb des Stützelements entfernt ist, d. h. die Leiter bis zu dieser Stelle blank sind, und das Klebemittel die freigelegten bzw. blanken Leiter auf der Rückseite des Stützelements bedeckt bzw. abdeckt, um das Stützelement gegen das Gehäuse abzudichten bzw. zu versiegeln, um eine dichte Umhüllung zu bilden.According to a first aspect of the present invention a vehicle lamp provided having a housing a front and a back, the Front defines the front of the lamp, one LED arrangement with an insulated cable with two insulated conductors, a support element that the LED assembly removably holds the support element attached to the back of the case by adhesive is, and is characterized in that the Insulation material of the conductor up to a point outside the support member is removed, d. H. the ladder up to this place are bare, and the adhesive the Exposed or bare conductors on the back of the Support element covered or covers to the support element to seal against the housing to seal a to form a tight enclosure.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Zusammenbau einer Fahrzeugleuchte bereitgestellt, das gekennzeichnet ist durch das Positionieren einer LED-Anordnung auf einer Leiterplatte, das Entfernen der Isolierung von Leitern eines Kabels, das Befestigen der freigelegten Leiter an der Leiterplatte und das Führen der freigelegten Leiter zu der Rückseite eines Stützelements, das Plazieren des Stützelements über einem einteiligen Gehäuse, wobei die Leiterplatte und die LED-Anordnung in dem Gehäuse positioniert sind, das Aufbringen von Klebemittel auf das Stützelement, um die freigelegten Leiter zu bedecken und in den Spalt zwischen dem Umfang des Stützelements und dem Umfang des Gehäuses zu fließen, um eine abgedichtete Einheit herzustellen.According to another aspect of the present invention becomes a method of assembling a vehicle lamp provided, which is characterized by the Positioning an LED array on a circuit board, removing the insulation from conductors of a cable, attaching the exposed conductors to the PCB and guiding the exposed conductors the back of a support element, placing the Supporting element over a one-piece housing, the PCB and the LED arrangement in the housing are positioned, the application of adhesive to the Support element to cover the exposed conductors and in the gap between the circumference of the support element and the circumference of the case to flow to a sealed Unit.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung erläutert, in derThe invention is illustrated below using an example Embodiment with reference to the accompanying Drawing explained in the

Fig. 1 eine auseinandergezogene isometrische Rückansicht einer Innenleuchte für ein Fahrzeug ist, Fig. 1 is an exploded rear isometric view of an interior light for a vehicle,

Fig. 2 eine auseinandergezogene isometrische Frontansicht der Leuchte gemäß Fig. 1 ist, FIG. 2 is an exploded isometric front view of the lamp of FIG. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht durch die Leuchte gemäß Fig. 1 ist und Fig. 3 is an enlarged sectional view through the lamp of FIG. 1 and

Fig. 4 eine abermals vergrößerte Schnittansicht eines Randbereichs der Darstellung in Fig. 3 ist. FIG. 4 is a further enlarged sectional view of an edge area of the illustration in FIG. 3.

Die in der Zeichnung dargestellte Innenleuchte 10 ist dazu ausgelegt, mit einer konventionellen 12 Volt Gleichstromquelle betrieben zu werden, wie sie in der Mehrzahl der heutigen Automobile verwendet wird. Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf eine Innenleuchte beschränkt ist und in gleicher Weise auf wesentlich größere Leuchten angewandt werden kann, wie sie in Personenkraftwagen, Lastkraftwagen und Anhängern verwendet werden. Es versteht sich zudem, daß die Erfindung bei Systemen anwendbar ist, die mit einer höheren Spannung betrieben werden, beispielsweise dem 24 Volt-System, wie es in der Lastkraftwagenindustrie verwendet wird.The interior light 10 shown in the drawing is designed to be operated with a conventional 12 volt direct current source, as is used in the majority of today's automobiles. It is understood that the invention is not limited to an interior light and can be applied in the same way to much larger lights, such as those used in passenger cars, trucks and trailers. It is also understood that the invention is applicable to systems operating at a higher voltage, such as the 24 volt system used in the truck industry.

Die Innenleuchte 10 ist aus Kunststoff geformt bzw. gegossen und umfaßt ein Gehäuse 20, das eine Vorderseite 21 aufweist, die als Teil eines Montageflansches 22 mit zwei beabstandeten Bohrungen 23, 24 ausgeformt ist, welche angesenkt sind, um Befestigungsmittel wie beispielsweise Schneidschrauben (nicht gezeigt) aufzunehmen. Das Gehäuse 20 weist eine offene, rechtwinklige Umhüllung 25 auf, in der eine rechtwinklige Linsenanordnung 30 in Form von drei Vergrößerungslinsen 31, 32 und 33, die in einer Reihe auf einer flachen Platte 34 angeordnet sind, untergebracht ist. Die Linsenanordnung 30 ist ebenfalls aus Kunststoff geformt bzw. gegossen und bildet einen Gleitsitz innerhalb des Inneren der rechtwinkligen Umhüllung 25. Eine Leiterplatte 40 von gleicher rechtwinkliger Konfiguration weist drei LEDs 41, 42, 43 auf, die in einer Anordnung beabstandet sind, welche der Positionierung der Linsen 31, 32, 33 in der Linsenanordnung 30 entspricht. Die Leiterplatte 40 wird von einem Stützelement 50 gehalten, das ebenfalls aus Kunststoff gegossen bzw. geformt ist. The interior light 10 is molded or molded from plastic and includes a housing 20 having a front 21 formed as part of a mounting flange 22 with two spaced bores 23 , 24 which are countersunk around fasteners such as self-tapping screws (not shown) ) record. The housing 20 has an open, rectangular envelope 25 , in which a rectangular lens arrangement 30 in the form of three magnifying lenses 31 , 32 and 33 , which are arranged in a row on a flat plate 34 , is accommodated. The lens assembly 30 is also molded or molded from plastic and forms a sliding fit within the interior of the rectangular envelope 25 . A circuit board 40 of the same rectangular configuration has three LEDs 41 , 42 , 43 which are spaced apart in an arrangement which corresponds to the positioning of the lenses 31 , 32 , 33 in the lens arrangement 30 . The circuit board 40 is held by a support element 50 , which is also cast or molded from plastic.

Das Stützelement 50 umfaßt eine im wesentlichen rechtwinklige Platte 51, die vier Schenkel 52, 53, 54, 55 aufweist, welche von einer Seite vorstehen. In ihrer Anwendung bzw. beim Zusammenbau stoßen die Schenkel 52-55 an die Basis der Umhüllung 25 an, um das Maß festzulegen, bis zu dem das Stützelement 50 in die Öffnung der Umhüllung 25 eingeschoben werden kann. Die Rückseite 56 der Platte 51 weist an oder in der Nähe eines ihrer Enden eine U-förmige Brücke 57 auf. Dieses Ende besitzt einen ebenen Flansch 64 mit zwei parallelen Nuten 58, 59, die durch eine dünne Trennwand 60 getrennt sind. Die Unterseite der Platte 51, d. h. die Seite, die die Schenkel 52-55 aufweist, verfügt zudem über einen längs des Umfangs verlaufenden Bord 62 und die Leiterplatte 40 ist so angeordnet, daß sie zwischen den Schenkeln 52-55 und in den Bord 62 einschnappt, um von dem Stützelement 50 gehalten zu werden. Ein Ende der Leiterplatte 40 ist mit zwei kleinen Öffnungen 46, 47 auf jeder Seite versehen und diese Öffnungen erleichtern den Durchtritt der Leiter 71 eines elektrischen Kabels 70.The support element 50 comprises a substantially rectangular plate 51 which has four legs 52 , 53 , 54 , 55 which protrude from one side. In use or assembly, the legs 52-55 abut the base of the enclosure 25 to determine the extent to which the support member 50 can be inserted into the opening of the enclosure 25 . The back 56 of the plate 51 has a U-shaped bridge 57 at or near one of its ends. This end has a flat flange 64 with two parallel grooves 58 , 59 , which are separated by a thin partition 60 . The underside of the plate 51 , ie the side which has the legs 52-55 , also has a circumferential rim 62 and the circuit board 40 is arranged so that it snaps between the legs 52-55 and into the rim 62 to be held by the support member 50 . One end of the circuit board 40 is provided with two small openings 46 , 47 on each side, and these openings facilitate the passage of the conductors 71 of an electrical cable 70 .

Das elektrische Kabel 70 umfaßt zwei Leiter 71, wobei jeder Leiter 71 mit einer geeigneten Kunststoffisolation 72 beschichtet ist. Um das Kabel 70 an der Leiterplatte 40 anzuschließen, wird die Isolierung 72 von den Leitern 71 entfernt und die Leiter durch die Öffnungen 46, 47 in der Leiterplatte 40 hindurchgeführt und daraufhin an der Rückseite der Leiterplatte 40 verlötet, um die Stromversorgung für die Bauteile auf der Leiterplatte 40 bereitzustellen. Die freiliegenden Teile der Leiter sind ebenfalls mit Lötmittel bedeckt. Obwohl in den bevorzugten Ausführungsbeispielen die freigelegten Leiter mit Lötmittel bedeckt sind, versteht es sich, daß das Bedecken bzw. Beschichten mit Lötmittel nicht wesentlich ist. Die Leiter 71 werden daraufhin innerhalb der Nuten 58, 59 in dem Endflansch 64 des Stützelements 50 angeordnet, um unterhalb der Brücke 57 nach außen zu verlaufen. Das Stützelement 50 wird daraufhin innerhalb der Umhüllung 25 positioniert, wobei die Schenkel 52-55 an der Linsenanordnung 30 anliegen, die sich auf der Basis der Umhüllung 25 befindet. Das Stützelement 50 wird nach unten in eine Stellung gedrückt, in der es geringfügig unterhalb des obersten Punkts der Umhüllung 25 befindet, wie in Fig. 3 gezeigt, so daß eine Vertiefung 75 entsteht. Ein geeignetes Klebemittel kann daraufhin auf die Oberseite des Stützelements aufgegossen werden, um um den Umfang des Stützelements 50 zu fließen und den Spalt zwischen dem Stützelement 50 und der Umhüllung 25 zu füllen. Das Klebmittel fließt zudem über das Kabel und um sowie in die Brücke 57.The electrical cable 70 comprises two conductors 71 , each conductor 71 being coated with a suitable plastic insulation 72 . In order to connect the cable 70 to the circuit board 40 , the insulation 72 is removed from the conductors 71 and the conductors are passed through the openings 46 , 47 in the circuit board 40 and then soldered to the rear of the circuit board 40 in order to supply the components with power to provide the circuit board 40 . The exposed parts of the conductors are also covered with solder. Although in the preferred embodiments the exposed conductors are covered with solder, it is understood that covering or coating with solder is not essential. The conductors 71 are then arranged within the grooves 58 , 59 in the end flange 64 of the support element 50 in order to extend outwards below the bridge 57 . The support element 50 is then positioned within the envelope 25 , the legs 52-55 abutting the lens arrangement 30 , which is located on the base of the envelope 25 . The support element 50 is pressed down into a position in which it is located slightly below the uppermost point of the casing 25 , as shown in FIG. 3, so that a recess 75 is formed. A suitable adhesive can be poured on top of the support member then to flow around the circumference of the support member 50 to fill the gap between the support member 50 and the sheath 25th The adhesive also flows over the cable and around and into the bridge 57 .

Um das Problem des Eintritts von Feuchtigkeit in die Umhüllung längs der Leiter zwischen den Leitern und der Isolierung zu verhindern, ist es wichtig, daß die Isolierung bzw. das Isoliermaterial des Kabels soweit entfernt bzw. abgezogen ist, daß die Isolierung an der Brücke 57 endet. Die freigelegten Leiter werden zuerst verlötet und in die Nuten 58, 59 des Stützelements 50 zurückgebogen und verlaufen zu der Brücke 57, wo die Isolation endet, so daß die isolierten Leiter unter der Brücke 57 verlaufen. Wenn das Klebemittel in die Vertiefung 75 an der Oberseite der Umhüllung 25 fließt, fließt es daher in und unter die Brücke 57 sowie um den Umfang herum. Auf diese Art und Weise werden die Leiter durch das Klebemittel mit dem Gehäuse vergossen und nach außen hin versiegelt, so daß Feuchtigkeit, die sich zwischen den Leitern und der Isolierung hindurch bewegt, lediglich bis zu der Brücke 57 gelangen kann, die gegenüber dem Inneren der Umhüllung abgedichtet ist. Auf diese Art und Weise wird die gesamte Anordnung vollständig abgedichtet und die Wahrscheinlichkeit, daß Feuchtigkeit in die Umhüllung eintritt, ist zunichte gemacht. In order to prevent the problem of moisture entering the sheath along the conductors between the conductors and the insulation, it is important that the insulation or the insulation material of the cable is removed or removed so far that the insulation ends at the bridge 57 . The exposed conductors are first soldered and bent back into the grooves 58 , 59 of the support element 50 and run to the bridge 57 , where the insulation ends, so that the insulated conductors run under the bridge 57 . Therefore, when the adhesive flows into the recess 75 at the top of the envelope 25 , it flows into and under the bridge 57 and around the circumference. In this way, the conductors are encapsulated by the adhesive with the housing and sealed to the outside, so that moisture that moves between the conductors and the insulation can only get to the bridge 57 , which is opposite the interior of the Wrapping is sealed. In this way, the entire assembly is completely sealed and the likelihood of moisture entering the enclosure is nullified.

Das Klebemittel ist vorzugsweise ein Zweikomponen ten-Polyurethan mit einer Viskosität, die sorgfältig ausgewählt wird, um für eine Fließeigenschaft zu sorgen, die erforderlich ist, um die Spalte zwischen den Rändern des Stützelements und des Gehäuses zu füllen. Die Kapillarwirkung des Materials zieht den Klebstoff nach unten in die Spalte, um eine komplette Versieglung bzw. Abdichtung zu erzeugen.The adhesive is preferably a two-component ten polyurethane with a viscosity that carefully is selected to provide fluidity, which is required to fill the column between the edges to fill the support element and the housing. The Capillary action of the material pulls the adhesive in the column below to complete a seal or To create a seal.

Ein weiterer Vorteil dieser Konstruktion besteht darin, daß die Anordnung im wesentlichen drei Kunststoff formelemente und eine Leiterplatte umfaßt und der Verlauf des Kabels unter der Brücke nach unten in die Nuten in der Seite des Stützelements, wo sie zu der Leiterplatte hin nach oben gebogen werden, eine sehr starke Verbindung des Kabels bereitstellt, die nicht bewegt oder losvibriert werden kann.Another advantage of this construction is that the arrangement essentially three plastic includes form elements and a circuit board and the course the cable under the bridge down into the grooves in the side of the support element where it goes to the circuit board bent upwards, a very strong connection of the cable that does not move or can be vibrated.

Claims

1. A vehicle lamp with a housing that has a front side and a rear side, the front side defining the front side of the lamp, with a light-emitting diode (LED) arrangement that is connected to an insulated cable that has at least two insulated conductors, with one Support element which holds the light-emitting diode arrangement detachably, the support element being fastened to the rear of the housing by means of adhesive, characterized in that the insulation of the conductors is removed up to a point behind the rear of the support element and the adhesive means the exposed conductors on the back of the Support member covered to seal the support member against the housing to form a sealed enclosure.

2. Vehicle lamp according to claim 1, characterized characterized that the support element is a rear Surface that holds a bridge under which the Ladder run.

3. Vehicle lamp according to claim 2, characterized characterized in that one end of the support member two has mutually spaced grooves, each in a bare conductor is arranged in the grooves.

4. Vehicle lamp according to claim 3, characterized characterized in that the adhesive flow over the exposed conductor extends in the grooves in the end face of the support member, and that the adhesive also below and above the bridge of the support member extends.

5. Vehicle lamp according to one of the preceding Claims, characterized in that the lamp means has to the position of the support member relative to to determine the housing.

6. Vehicle lamp according to claim 5, characterized characterized in that the means comprise several legs, that protrude downward from the support member to at their use the insertion path of the support element set relative to the housing.

7. Vehicle lamp according to one of the preceding Claims, characterized in that the LED arrangement mounted on a circuit board, the bare Conductors are soldered to the LEDs and the circuit board is held by the support element.

8. Vehicle lamp according to one of the preceding Claims, characterized in that the housing is a Has wrapping that is open at the back, wherein the printed circuit board and the support element sliding into the Back of the envelope are insertable.

9. Vehicle lamp according to claim 8, characterized characterized in that the support element at one level is arranged below the opening of the envelope, wherein the adhesive the gap between the circumference of the Support element and the envelope fills.

10. Vehicle lamp according to one of the preceding Claims, characterized in that a Lens assembly within the housing near the Front of the housing is positioned.

11. Vehicle lamp according to one of the preceding Claims, characterized in that the housing, the Printed circuit board and the support element made of plastic are.

12. Method of assembling a vehicle lamp characterized by positioning an LED array on a circuit board, stripping the insulation from Conductors of a cable, attach the bare conductors to the circuit board and guiding the bare conductor to the Back of a support element, placing the Supporting element via a one-piece housing, the PCB and the LEDs inside the case are positioned, applying adhesive to the Support element so that it covers the bare conductor and in the gap between the periphery of the support member and the circumference of the case flows to a sealed Unit.