DE4243175A1 - Beleuchtungseinrichtung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Beleuchtungseinrichtung nach der Gattung des Anspruchs 1.

Eine solche Beleuchtungseinrichtung ist durch die DE 33 15 785 A1 bekannt. Diese Beleuchtungseinrichtung weist ein Trägerteil auf, in dem sämtliche für die Beleuchtungseinrichtung vorgesehenen Halblei­ terlichtquellen in Form von Dreiphasen-Leuchtdioden angeordnet sind. Das Trägerteil besteht aus einer metallischen Grundplatte, in der Reflektoren ausgebildet sind, in die die Halbleiterlichtquellen eingesetzt sind, und aus einem Überzug aus transparentem Kunststoff, der auf der Seite der Grundplatte aufgebracht ist, auf der die Halbleiterlichtquellen angeordnet sind. Im Trägerteil sind weiter Leitungen angeordnet, die für die elektrische Verbindung der Halbleiterlichtquellen untereinander und mit einer Spannungsquelle erforderlich sind. Aus dem Trägerteil sind Anschlußleitungen zur Verbindung der Halbleiterlichtquellen mit einer Spannungsquelle herausgeführt. Die Beleuchtungseinrichtung weist außerdem eine Lichtscheibe auf, die mit optischen Elementen zur Beeinflussung des von den Halbleiterlichtquellen ausgesandten Lichts versehen ist.

Nachteilig bei dieser Beleuchtungseinrichtung ist, daß bei einem Ausfall auch nur einer Halbleiterlichtquelle das alle Halbleiter­ lichtquellen enthaltende Trägerteil ausgetauscht werden muß. Durch die große Anzahl der Halbleiterlichtquellen weist das Trägerteil eine große Fläche auf, was dessen Herstellung erschwert und beim Betrieb der Leuchte zu durch unterschiedliche Wärmeverformungen bedingten Unterbrechungen der elektrischen Verbindungen der Halb­ leiterlichtquellen und somit zum Ausfall einzelner Halbleiter­ lichtquellen führen kann. Auch ist für Beleuchtungseinrichtungen mit unterschiedlichen Abmessungen jeweils ein an diese angepaßtes Trägerteil erforderlich, was im Hinblick auf eine wirtschaftliche Fertigung vermieden werden sollte. Nachteilig bei dieser Beleuch­ tungseinrichtung ist weiterhin, daß die Verbindung der aus dem Trägerteil herausragenden Anschlußelemente beim Ein- und Ausbau des Trägerteils aufwendig ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die Zusammen­ fassung nur eines Teils der insgesamt für die Beleuchtungsein­ richtung vorgesehenen Halbleiterlichtquellen in einem Trägerteil und die Anordnung mehrerer Trägerteile bei einem Ausfall einzelner Halbleiterlichtquellen nur das jeweilige Trägerteil ausgetauscht zu werden braucht. Es können dabei jeweils einige Halbleiterlicht­ quellen, beispielsweise vier bis acht Stück, in einem Trägerteil zusammengefaßt werden, das dann auch hinsichtlich der Herstellung und Wärmeverformung günstiger ist als ein großes, alle Halbleiter­ lichtquellen enthaltendes Trägerteil. Die Anzahl der in der Beleuch­ tungseinrichtung anzuordnenden Trägerteile richtet sich dabei nach der für die diese erforderlichen Beleuchtungsstärke. Durch die Zusammenstellung mehrerer Trägerteile in einer Beleuchtungseinrich­ tung, die unterschiedlich angeordnet werden können, ist es auch möglich, mit gleichen Trägerteilen Beleuchtungseinrichtungen mit unterschiedlichen Abmessungen zu bestücken.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Beleuchtungseinrichtung angegeben. Bei der im Anspruch 2 angegebenen Ausbildung der Beleuchtungseinrichtung sind die Trägerteile einfach im Gehäuse befestigbar und es sind keine zusätzlichen Maßnahmen zur Herstellung der elektrischen Verbindung erforderlich. Die im Anspruch 4 angegebene Ausbildung der Beleuch­ tungseinrichtung ist insofern vorteilhaft als keine zusätzlichen Befestigungselemente für die Trägerteile erforderlich sind. Eine einfache Herstellung und gute Stabilität des Trägerteils ist durch dessen Ausbildung gemäß Anspruch 7 erreicht.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Beleuchtungseinrichtung mit einem in diese eingesetzten Trägerteil in einem Längsschnitt, Fig. 2 die Beleuchtungseinrichtung in einer Vorderansicht und Fig. 3 ein Trägerteil der Beleuchtungseinrichtung in einer perspektivischen Darstellung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In den Fig. 1 und 2 ist eine Beleuchtungseinrichtung in Form einer Leuchte dargestellt, die beispielsweise bei Fahrzeugen als Bremsleuchte, hochgesetzte Bremsleuchte, Blinkleuchte oder andere Signalleuchte verwendet werden kann. Die Leuchte weist ein Gehäuse 10 auf, das beispielsweise aus Kunststoff bestehen kann. In das Gehäuse 10 sind mehrere separate Trägerteile 12 unabhängig vonein­ ander lösbar eingesetzt, in denen jeweils mehrere Halbleiterlicht­ quellen 14, beim Ausführungsbeispiel sechs, angeordnet sind. Die Anzahl der in der Leuchte angeordneten Trägerteile 12 richtet sich nach den lichttechnischen Forderungen, die die Leuchte erfüllen muß, insbesondere nach der von dieser zu erzeugenden Beleuchtungsstärke. Beim Ausführungsbeispiel sind die Trägerteile 12 nebeneinander ange­ ordnet, so daß die Leuchte eine geringe Höhe jedoch eine große Breite aufweist. Die Trägerteile 12 können beliebig angeordnet werden, so daß diese zu Flächen unterschiedlicher Größen und Formen zusammengestellt werden können. Beim Ausführungsbeispiel dient die Leuchte als hochgesetzte zusätzliche Bremsleuchte für Kraftfahr­ zeuge, die im oberen Randbereich der Heckscheibe des Kraftfahr­ zeugs angeordnet ist und durch ihre geringe Höhe die Sicht des Fahrzeuglenkers kaum beeinträchtigt.

In jedem Trägerteil 12 sind Reflektoren 16 ausgebildet, in denen jeweils eine Halbleiterlichtquelle 14 angeordnet ist. Als Halb­ leiterlichtquellen 14 können beispielsweise Leuchtdioden oder Laserdioden verwendet werden. Das Trägerteil 12 enthält außerdem metallische Leiterbahnen 18 für die Halbleiterlichtquellen 14. Bei der Herstellung des Trägerteils 12 werden ausgehend von einer dünnen metallischen Platte in diese für die Reflektoren 16 erforderliche Vertiefungen eingeprägt und Teile aus dieser Platte herausgestanzt, die nicht als elektrische Leiterbahnen benötigt werden. Dabei bleiben jedoch zunächst noch Verbindungsstege zwischen den Leiter­ bahnen 18 erhalten, die für deren Zusammenhalt erforderlich sind. Anschließend werden zumindest die Vertiefungen reflektierend beschichtet, so daß die Reflektoren 16 erhalten werden. In die Reflektoren 16 werden die Halbleiterlichtquellen 14, beispielsweise in Form von sogenannten Leuchtdiodenchips, eingesetzt und elektrisch leitend untereinander und mit den Leiterbahnen 18 verbunden. Der aus den Leiterbahnen 18, den Reflektoren 16 und den Halbleiterlicht­ quellen 14 bestehende Verbund wird mit einer zu dessen Stabilisie­ rung und Isolierung dienenden Umhüllung 20 aus einer transparenten Kunststoffmasse umspritzt und so das etwa quaderförmige Trägerteil 12 erhalten. Die Umhüllung 20 kann farblos sein oder eine für die Verwendung der Leuchte erforderliche Färbung aufweisen. Die Umhül­ lung 20 kann mit in Fig. 1 angedeuteten optischen Elementen 22 zur Beeinflussung des von den Halbleiterlichtquellen 14 ausgesandten Lichts versehen sein. Diese optischen Elemente 22 können beispiels­ weise als Linsen ausgeführt sein, die in Längsschnitten abhängig von der geforderten Lichtabstrahlcharakteristik kreis-, parabel-, ellipsen-, hyperbelförmig oder in einer beliebigen anderen Form ausgebildet sein können. Abschließend werden bei der Herstellung des Trägerteils 12 die Verbindungsstege zwischen den Leiterbahnen 18 entfernt, was beispielsweise mittels eines Laserstrahls erfolgen kann. Auf der Außenfläche des Trägerteils 12 kann eine Widerstands­ leiterbahn 24 angeordnet sein, die als Vorwiderstand für die Halbleiterlichtquellen 14 dient, wenn die zur Verfügung stehende Spannung für den Betrieb der Halbleiterlichtquellen 14 zu hoch ist. Diese Widerstandsleiterbahn 24 kann ebenfalls mittels eines Laser­ strahls auf die für den schadlosen Betrieb der Halbleiterlicht­ quellen 14 erforderliche Abmessung abgeglichen werden. Von den Leiterbahnen 18 ragen Anschlußelemente 26 aus dem Trägerteil 12 heraus, die in Form von Steckfüßen ausgebildet sein können.

Im Trägerteil 12 sind beispielsweise zwei Öffnungen 28 ausgebildet, die als Aufnahmen für eine Lichtscheibe 30 dienen. Die Lichtscheibe 30 kann farblos ausgebildet sein oder eine für die Verwendung der Leuchte erforderliche Farbe aufweisen. Von der Lichtscheibe 30, die aus transparentem Kunststoff besteht, stehen zum Trägerteil 12 hin zwei Füße 32 ab, die durch die Öffnungen 28 im Trägerteil 12 hin­ durchtreten. Die Öffnungen 28 und die Füße 32 sind in Montagerich­ tung 34 der Lichtscheibe 30 sich konisch verjüngend ausgebildet. An den Füßen 32 ist durch eine Querschnittsverminderung ein Absatz 36 gebildet, mit dem die Lichtscheibe 30 am Trägerteil 12 in ihrer Endlage zur Anlage kommt. In dieser Endlage werden die durch die Öffnungen 28 hindurchragenden Enden der Füße 32 durch Erwärmen und Druckeinwirkung plastisch verformt und gestaucht, so daß die Licht­ scheibe 30 am Trägerteil 12 gehalten ist. Die Öffnungen 28 im Trägerteil 12 und die Füße 32 an der Lichtscheibe 30 können in ihrer Lage oder Form in der Weise unterschiedlich ausgebildet sein, daß die Lichtscheibe 30 mit dem Trägerteil 12 nur in einer Stellung verbunden werden kann und somit zwangsläufig die korrekte Zuordnung der Lichtscheibe 30 sichergestellt ist. Die Lichtscheibe 30 ist mit optischen Elementen 38 zur Beeinflussung, das heißt Ablenkung und/oder Streuung des von den Halbleiterlichtquellen 14 ausgesandten Lichts versehen. Diese optischen Elemente 38 können beispielsweise fresnellinsenartig ausgebildet sein und an der zum Trägerteil 12 weisenden Seite oder an der diesem abgewandten Seite der Licht­ scheibe 30 angeordnet sein. Zusätzlich kann die Lichtscheibe 30 auf der den vorstehend beschriebenen optischen Elementen 38 gegenüber­ liegenden Seite mit weiteren optischen Elementen in Form von torischen Streuelementen versehen sein, welche in unterschiedlichen Längsschnitten unterschiedliche Krümmungsradien aufweisen und dadurch das durch diese hindurchtretende Licht in horizontaler und vertikaler Richtung unterschiedlich stark abgelenkt wird. Die Verbindung der Lichtscheibe 30 erfolgt vor dem Einsetzen des Trägerteils 12 in das Leuchtengehäuse 10, so daß diese zwei Teile als eine Einheit in das Leuchtengehäuse 10 eingesetzt werden.

Im Leuchtengehäuse 10 sind Kontaktelemente 40 angeordnet, die mit einer nicht dargestellten Spannungsquelle, bei einem Kraftfahrzeug der Bordbatterie, verbunden sind. Die Kontaktelemente 40 sind beim Ausführungsbeispiel als in Fig. 1 dargestellte Schienen ausgeführt, die in nutartige Vertiefungen 42 im Leuchtengehäuse 10 eingesetzt sind und dort beispielsweise durch von diesen abstehende Haken 44 gehalten sind. Es sind dabei zwei Schienen 40 vorgesehen, von denen die eine in einem oberen Bereich und die andere in einem unteren Bereich des Leuchtengehäuses 10 angeordnet ist. Die Schienen 40 sind in Längsschnitten durch das Leuchtengehäuse 10 u-förmig gebogen ausgebildet, wobei sich deren Schenkel 46 zu einer Öffnung 48 des Leuchtengehäuses 10 hin erstrecken, durch die die Trägerteile 12 in dieses eingesetzt werden. Die Schenkel 46 sind elastisch aufweitbar ausgebildet und deren zur Öffnung 48 weisenden Endbereiche sind nach außen umgebogen.

Die Trägerteile 12 werden durch die Öffnung 48 in das Leuchtenge­ häuse 10 eingesetzt, wobei deren Anschlußelemente 26 zwischen die Schenkel 46 eintreten, die dabei elastisch auseinanderschwenken. Das Einführen der Anschlußelemente 26 zwischen die Schenkel 46 ist durch deren umgebogene Enden erleichtert. Eine Endlage des Trägerteils 12 kann auf unterschiedliche Weise festgelegt werden, beispielsweise, indem die Lichtscheibe 30 an einem Absatz 50 im Leuchtengehäuse 10 zur Anlage kommt. Die Endlage konnte jedoch auch durch ein Anschla­ gen der Anschlußelemente 26 am Grund der Schienen 40 festgelegt werden. Über die in die Schienen 40 eintretenden Anschlußelemente 26 ist das Trägerteil 12 gleichzeitig im Leuchtengehäuse 10 gehalten, so daß hierfür keine zusätzlichen Befestigungselemente erforderlich sind, wobei diese selbstverständlich wenn erforderlich dennoch vor­ gesehen werden können.

Claims (9)

1. Beleuchtungseinrichtung, insbesondere für Fahrzeuge, mit wenigs­ tens einem Trägerteil (12), in dem mehrere Halbleiterlichtquellen (14) und für deren Verbindung erforderliche elektrische Leiter (18) angeordnet sind und an dem Anschlußelemente (26) zur Verbindung der Leiter (18) mit einer Spannungsquelle vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere separate Trägerteile (12) in einem Gehäuse (10) angeordnet sind, die jeweils nur einen Teil aller für die Beleuchtungseinrichtung vorgesehenen Halbleiterlichtquellen (14) enthalten und die unabhängig voneinander in das Gehäuse (10) lösbar eingesetzt werden können.

2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (10) elektrische Kontakte (40) angeordnet sind, an denen die Anschlußelemente (26) der Trägerteile (12) bei deren Einsetzen in das Gehäuse (10) zur Anlage kommen.

3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Kontakte (40) im Gehäuse (10) als im Quer­ schnitt u-förmig ausgebildete Schienen ausgebildet sind, deren Schenkel (46) entgegen der Einsetzrichtung der Trägerteile (12) weisen und elastisch aufweitbar sind, wobei die aus den Träger­ teilen (12) herausragenden Anschlußelemente (26) zwischen die Schenkel (46) unter elastischer Aufweitung derselben eintreten.

4. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerteile (12) über deren in die Schienen (40) eintre­ tenden Anschlußelemente (26) im Leuchtengehäuse (10) gehalten sind.

5. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Trägerteilen (12) jeweils eine Aufnahme (28) für eine auf der Seite der Trägerteile (12), nach der die Halbleiterlichtquellen (14) Licht aussenden, angeordnete trans­ parente Lichtscheibe (30) ausgebildet ist, wobei jedem Trägerteil (12) eine eigene Lichtscheibe (30) zugeordnet ist.

6. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtscheibe (30) optische Elemente (38) zur Beeinflussung des von den Halbleiterlichtquellen (14) ausgesandten Lichts aufweist.

7. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterlichtquellen (14) und die elektrischen Leiter (18) jedes Trägerteils (12) mit einer gemein­ samen Umhüllung (20) aus einer transparenten Kunststoffmasse umspritzt sind.

8. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (20) mit optischen Elementen (22) zur Beeinflussung des von den Halbleiterlichtquellen (14) ausgesandten Lichts versehen ist.

9. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf oder in den Trägerteilen (12) jeweils eine Widerstandsleiterbahn (24) angeordnet ist, die als Vorwiderstand für die Halbleiterlichtquellen (14) dient.