DE202004002921U1

DE202004002921U1 - Warnleuchte für ein Kraftfahrzeug und Schaltungsanordnung für eine solche Warnleuchte

Info

Publication number: DE202004002921U1
Application number: DE202004002921U
Authority: DE
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2014-02-26

Abstract

Schaltungsanordnung für eine Warnleuchte in Kraftfahrzeugen mit folgenden Merkmalen:
– die Schaltungsanordnung umfasst einen Schaltungsträger (1a, 1b), mehrere Leuchtdioden (3) und zwei integrierte Schaltkreise zur Stromregelung (Stromregler 2);
– die Leuchtdioden (3) und die Stromregler (2) sind auf dem Schaltungsträger (1a, 1b) angeordnet;
– die Stromregler (2) sind an gegenüberliegenden Endbereichen des Schaltungsträgers (1a, 1b) angeordnet;
– die Leuchtdioden (3) sind in einem mittleren Bereich zwischen den Stromreglern (2) angeordnet.

Description

STAND DER TECHNIK
Warnleuchten der eingangs genannten Art, werden auf der Unterseite von Heckklappen von Kraftfahrzeugen angebracht, so dass bei einer geöffneten Heckklappe ein Warnlicht nach hinten abgestrahlt werden kann. Solche Warnleuchten sind zum Beispiel in Einsatzfahrzeugen der Polizei angebracht. Bei geöffneter Heckklappe werden nämlich oftmals auf dem Dach des Kraftfahrzeugs montierte Warnleuchten (Blaulicht) durch die Heckklappe verdeckt. Über die auf der Unterseite der Heckklappe montierte Warnleuchte kann dann das Warnsignal (Blaulicht) nach hinten abgestrahlt werden. Fahrzeugführer, die sich mit ihrem Fahrzeug von hinten dem Einsatzfahrzeug mit geöffneter Heckklappe nähern, können das von der Warnleuchte abgestrahlte Licht erfassen.
Die bisher Verwendung findenden Warnleuchten sind folgender Maßen aufgebaut. Die Warnleuchten weisen zwei Schaltungsträger auf, wobei an dem einen Schaltungsträger Leuchtmittel, insbesondere Leuchtdioden befestigt sind. Räumlich getrennt auf dem zweiten Schaltungsträger sind Stromversorgungseinrichtungen für die Leuchtdioden und eine weitere Beschaltung der Leuchtdioden angebracht. Der Grund für die räumliche Trennung der Schaltungsanordnung auf zwei Schaltungsträgern ist, dass sowohl die Leuchtdioden als auch Teile der Stromversorgungseinrichtungen die Wärmequellen sind, die einen wesentlichen Anteil an Wärmeleistung erzeugen. Um eine Überhitzung der einzelnen Bauelemente der Schaltungsanordnung zu verhindern, sind bei den herkömmlichen Schaltungsanordnungen für Warnleuchten wärmeproduzierende Bauelemente möglichst räumlich getrennt an den zwei Schaltungsträgern angeordnet. Dieses bringt einen jedoch nicht unerheblichen Aufwand mit sich. Die beiden Schaltungsträger müssen über Leitungen miteinander verbunden sein. Dieses macht die Herstellung der Schaltungsanordnung für die Warnleuchten aufwändig. Außerdem sind Befestigungsmöglichkeiten der Schaltungsträger in einem Gehäuse der Warnleuchte vorzusehen. Des Weiteren ist die Montage beider Schaltungsträger die über die Leitungen miteinander verbunden sind, nur in zumindest zwei Arbeitsschritten möglich.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für eine Warnleuchte und eine Warnleuchte selbst vorzuschlagen, bei der die Schaltungsanordnung möglichst auf einem Schaltungsträger angeordnet ist, um den Nachteilen der aus dem Stand der Technik bekannten Schaltungsträger für Warnleuchten abzuhelfen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Schaltungsträger nach Anspruch 1 gelöst. Eine Warnleuchte mit einem solchen Schaltungsträger ist in Anspruch 7 definiert.
Eine erfindungsgemäße Warnleuchte umfasst einen Schaltungsträger, mehrere Leuchtdioden und zwei integrierte Schaltkreise zur Stromreglung (Stromregler). Die Leuchtdioden und die Stromregler sind auf dem Schaltungsträger angeordnet. Die Stromregler sind an gegenüberliegenden Endbereichen des Schaltungsträgers an dem Schaltungsträger befestigt. Die Leuchtdioden sind dagegen in einem mittleren Bereich zwischen den Stromreglern angeordnet. Sind die größten Teile der die Verlustwärme erzeugenden Bauelemente so auf dem Schaltungsträger angeordnet, sorgt diese Anordnung für eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Wärmequellen auf dem Schaltungsträger. Dadurch wird es möglich, die gesamte Schaltungsanordnung auf einem Schaltungsträger anzuordnen und auf einen zweiten Schaltungsträger zu verzichten.
Die Anschlüsse der Leuchtdioden und die Anschlüsse der Stromregler können über kupferbeschichtete Anschlussflächen kontaktiert sein, wobei diese Anschlussflächen die Fläche des Schaltungsträgers großflächig bedecken. Durch diese großflächigen Anschlussflächen für die die größten Anteile der Verlustwärme erzeugenden Bauelemente ist es möglich, schnell große Wärmemengen von den genannten Bauelementen abzuführen und in den Kontaktflächen zu speichern. Die großflächigen Kontaktflächen ermöglichen weiter, dass eine an den Kontaktflächen vorbeiziehende Luftströmung die in den Kontaktflächen gespeicherte Wärme aufnimmt und von der Schaltungsanordnung abführt.
Gemäß der Erfindung können die Anschlussflächen der Leuchtdioden und der Stromregler sowohl auf einer ersten Seite als auch auf einer zweiten Seite des Schaltungsträgers vorgesehen sein. Die Anschlussflächen auf der ersten Seite können mit den Anschlussflächen auf der zweiten Seite über Durchkontaktierungen miteinander verbunden sein, sofern dies elektrisch möglich ist.
Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung für eine Warnleuchte kann einen zweiten integrierten Schaltkreis (Prozessor) aufweisen, über welchen die Spannungsregler angesteuert sind.
Die Schaltungsanordnung und insbesondere der Prozessor der Schaltungsanordnung kann einen Temperaturwächter umfassen. Bei Erreichen eines vorbestimmten Temperaturwerts, bei dem eine Überhitzung der Bauelemente und somit eine Beschädigung oder gar Zerstörung der Bauelemente zu befürchten ist, bewirkt der Prozessor ein gepulstes Ein- und Ausschalten der Stromregler. Die Stromregler und somit auch die Leuchtdioden werden dadurch so schnell hintereinander ein und aus geschaltet, dass dies zu einer spürbaren Verminderung der entstehenden Wärme führt. Gleichzeitig erfolgt das Ein- und Ausschalten vorzugsweise jedoch nur so schnell, dass die Schaltpausen für das menschliche Auge nicht sichtbar sind.
Für eine erfindungsgemäße Warnleuchte, die mit einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ausgestattet ist, kann ein Gehäuse vorgesehen sein, in dem die Schaltungsanordnung befestigt ist. Über eine transparente Scheibe der Warnleuchte kann das Licht, welches von den Leuchtdioden der Schaltungsanordnung erzeugt wird, nach außen hin abgestrahlt werden. Die Scheibe und das Gehäuse sind vorteilhaft miteinander verschweißt, so dass keine Feuchtigkeit in das Gehäuse eindringen kann, um die Schaltungsanordnung zu beschädigen oder zu zerstören. Die elektrische Versorgung der Warnleuchte erfolgt über Zuleitungen, die durch eine Kabeldurchführung im Gehäuse geführt sind, wobei diese Kabeldurchführung vorteilhaft zum Beispiel mit einem Gießharz vergossen ist.
Eine besonders vorteilhafte Warnleuchte weist einen einzigen Schaltungsträger auf.
ZEICHNUNGEN
Ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung für eine erfindungsgemäße Warnleuchte ist anhand der Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigt
1 die Anordnung der elektrischen Bauelemente einer ersten Seite des Schaltungsträgers,
2 das Layout der Kupferbeschichtungen der ersten Seite des Schaltungsträgers,
3 die Verteilung der elektrischen Bauelemente auf einer zweiten Seite des Schaltungsträgers und
4 das Layout der Kupferbeschichtungen auf der zweiten Seite des Schaltungsträgers.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Der Schaltungsträger, der anhand der 1 bis 4 beschriebenen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist im Wesentlichen rechteckig ausgebildet.
Auf der ersten Seite 1a des Schaltungsträgers ist in zwei gegenüberliegenden endseitigen Bereichen je ein erster integrierter Schaltkreis angeordnet, die zur Stromreglung dienen und im Folgenden als Stromregler 2 bezeichnet werden. In einem mittleren Bereich der ersten Seite 1a des Schaltungsträgers zwischen den beiden endseitigen Bereichen sind insgesamt zwölf Leuchtdioden 3 in zwei Reihen zu je sechs Leuchtdioden 3 angeordnet. Die Leuchtdioden 3 haben dabei jeweils vorzugsweise einen gleichen Abstand zu benachbarten Leuchtdioden 3 der gleichen Reihe.
Die Leuchtdioden 3 und die Spannungsregler 2 sind die elektrischen Bauelemente der Schaltungsanordnung, die die größte Verlustwärme aufweisen. Bei bekannten Schaltungsanordnungen sind, um eine Überhitzung der elektrischen Bauelemente zu verhindern, die Leuchtdioden und die Spannungsregler auf zwei unterschiedlichen Schaltungsträgern angeordnet. Durch die erfindungsgemäße gleichmäßige Verteilung der Wärmequellen über den Schaltungsträger ist es dagegen möglich, sowohl die Leuchtdioden 3 als auch die Spannungsregler 2 auf einem Schaltungsträger anzuordnen.
Als besonders vorteilhaft erwies sich dabei die gezeigte Anordnung gemäß 1. Als weitere Bauelemente sind auf der ersten Seite 1a des Schaltungsträgers zwei großvolumige Kondensatoren 4 sowie kleinere elektrische Bauelemente 9, wie zum Beispiel Widerstände, Dioden und kleinere Kondensatoren angeordnet. Diese elektrischen Bauelemente 4, 9 erzeugen insgesamt eine relativ kleine Verlustwärme und können daher ohne großartige Beeinträchtigung der Leuchtdioden 3 und Stromregler 2 zwischen den Stromreglern 2 und den Leuchtdioden 3, beziehungsweise zwischen den Leuchtdioden 3 angeordnet werden.
Auf der zweiten Seite 1b des Schaltungsträgers (2) sind weitere elektrische Bauelemente 9 angeordnet, bei denen es sich ebenfalls um Widerstände, kleinere Kondensatoren, Dioden, integrierte Schaltkreise, wie zum Beispiel Transistoren handelt.
Besonders hervorzuheben ist jedoch ein zweiter integrierter Schaltkreis auf der zweiten Seite 1b des Schaltungsträgers, der die Spannungsregler ansteuert und im Folgenden als Prozessor 11 bezeichnet ist. Über den Prozessor 11 kann beispielsweise bei Erreichen eines vorbestimmten Temperaturwerts ein gepulstes Ein- und Ausschalten der Stromregler 2 erfolgen, um ein Überhitzen der elektrischen Bauelemente zu verhindern. Die Pulsfolge hat dabei eine Frequenz, die so hoch ist, dass das menschliche Auge das Ein- und Ausschalten nicht wahrnimmt, sondern vielmehr gleichmäßig leuchtende Leuchtdioden 3 wahrnimmt. Bereits dadurch lässt sich jedoch eine wirksame Verminderung der Verlustwärme erreichen.
Die Leuchtdioden 3 und die Stromregler 2 sowie die übrigen elektrischen Bauelemente 9 und der Prozessor 11 sind über elektrische Leiterbahnen untereinander verbunden. Den Leuchtdioden 3 und die Stromregler 2 sind dabei flächenmäßig große Anschlussflächen 10 zugeordnet, die durch Kupferbeschichtungen hergestellt sind. Diese großen Anschlussflächen 10 haben für die Ableitung der Verlustwärme aus den Leuchtdioden 3 und den Stromreglern 2 besondere Vorteile.
Zum Einen stellen die Anschlussflächen 10 Wärmekapazitäten zur Verfügung, die schnell und wirksam mit der in den Leuchtdioden 3, beziehungsweise den Stromreglern 2 entstehenden Verlustwärme gefüllt werden können. Dadurch ist eine schnelle Ableitung der Verlustwärme aus den Leuchtdioden 3 und den Stromreglern 2 möglich.
Zum Anderen ermöglichen die großen Anschlussflächen 10, dass Luftströmungen auf breiter Front an den Anschlussflächen 10, die die Verlustwärme der Leuchtdioden 3 und der Stromregler 2 aufgenommen haben, vorbeistreichen können, um die in den Anschlussflächen 10 gespeicherte Verlustwärme aufzunehmen und von der Schaltungsanordnung abzuführen. Dieser Effekt wird insbesondere dadurch begünstigt, dass die Anschlussflächen 10 beidseitig, d. h. auf der ersten Seite 1a und der zweiten Seite 1b des Schaltungsträgers ausgebildet sind. Damit die Wärme von der einen Seite des Schaltungsträgers zur anderen Seite des Schaltungsträgers transportiert werden kann, sind Durchkontaktierungen vorgesehen, die die Anschlussflächen zum Einen elektrisch, zum Anderen aber auch und gerade thermisch miteinander verbinden.
Die durch die Erfindung vorgegebene Verteilung der Wärme über den gesamten Schaltungsträger, beziehungsweise über die gesamte Schaltungsanordnung führt im Betrieb der Schaltungsanordnung dazu, dass an keiner Stelle der Schaltungsanordnung eine so große Wärme entsteht, die zu einer Beschädigung der Bauelemente führen würde.

Claims

Schaltungsanordnung für eine Warnleuchte in Kraftfahrzeugen mit folgenden Merkmalen: – die Schaltungsanordnung umfasst einen Schaltungsträger (1a, 1b), mehrere Leuchtdioden (3) und zwei integrierte Schaltkreise zur Stromregelung (Stromregler 2); – die Leuchtdioden (3) und die Stromregler (2) sind auf dem Schaltungsträger (1a, 1b) angeordnet; – die Stromregler (2) sind an gegenüberliegenden Endbereichen des Schaltungsträgers (1a, 1b) angeordnet; – die Leuchtdioden (3) sind in einem mittleren Bereich zwischen den Stromreglern (2) angeordnet.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse der Leuchtdioden (3) und Anschlüsse der Stromregler (2) über kupferbeschichtete Anschlussflächen (10) kontaktiert sind, wobei diese Anschlussflächen (10) die Fläche des Schaltungsträgers (1a, 1b) großflächig bedecken.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussflächen (10) sowohl auf einer ersten Seite (1a) als auch auf einer zweiten Seite (1b) des Schaltungsträgers (1a, 1b) vorgesehen sind.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlussflächen (10) auf der ersten Seite (1a) mit Anschlussflächen (10) auf der zweiten Seite (1b) über Durchkontaktierungen miteinander verbunden sind.
Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsregler (2) von einem zweien integrierten Schaltkreis (Prozessor 11) angesteuert sind.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung einen Temperaturwächter umfasst, der bei Erreichen eines vorbestimmten Temperaturwerts ein gepulstes Ein- und Ausschalten der Stromregler (2) durch den Prozessor (11) bewirkt.
Normleuchte für Kraftfahrzeuge mit einer Schaltungsanordnung, einem Gehäuse und einer lichtdurchlässigen Scheibe, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnleuchte die Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildet ist.
Warnleuchte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Scheibe und Gehäuse miteinander verschweißt sind.
Warnleuchte nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kabeldurchführung im Gehäuse vergossen ist.
Warnleuchte nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung einen einzigen Schaltungsträger umfasst.