EP1519107A1 - Fahrzeugleuchte - Google Patents

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EP1519107A1
EP1519107A1 EP04022491A EP04022491A EP1519107A1 EP 1519107 A1 EP1519107 A1 EP 1519107A1 EP 04022491 A EP04022491 A EP 04022491A EP 04022491 A EP04022491 A EP 04022491A EP 1519107 A1 EP1519107 A1 EP 1519107A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
emitting diode
housing part
vehicle lamp
housing
Prior art date
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Granted
Application number
EP04022491A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1519107B1 (de
Inventor
Gabriele Monik Sachs-Dücker
Cornelius Dr. Neumann
Peter Prenger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hella GmbH and Co KGaA
Original Assignee
Hella KGaA Huek and Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Hella KGaA Huek and Co filed Critical Hella KGaA Huek and Co
Publication of EP1519107A1 publication Critical patent/EP1519107A1/de
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    • F21S45/48—Passive cooling, e.g. using fins, thermal conductive elements or openings with means for conducting heat from the inside to the outside of the lighting devices, e.g. with fins on the outer surface of the lighting device

Definitions

  • the invention relates to a vehicle lamp, with at least one light emission window having light-emitting diode as the light source and at least one with a light entry surface the light exit window facing optics for bundling of the light emitting diode radiated light and with a holding device for positioning the light emitting diode at the optics.
  • Such a vehicle lamp is known from WO 99/09349 A1. It has a light emitting diode on that together with a to their driving and power supply provided electrical circuit is arranged on a carrier board.
  • the LED has a convex light exit window, the light entrance surface of an optic is facing. This bundles the light emitted by the light emitting diode such that a predetermined light distribution is achieved.
  • Laterally next to the light entry surface of the optics is on both sides of the light emitting diode in each case a columnar projection on the optics formed with its longitudinal axis approximately at right angles to the plane of extension of the optics is oriented and passes through a hole provided in the light emitting diode.
  • the publication is intended to light emitting diode by this measure on the optical Axis of optics are positioned.
  • the mounting of the LED on the optics is still relatively complicated, since the LED in the manufacture of the vehicle lamp with their holes exactly to the columnar projections of the optics aligned with this must be positioned.
  • Unfavorable is also that during operation of the LED From this heat produced is relatively poorly dissipated to the environment.
  • the Vehicle light is therefore only suitable for light-emitting diodes with relatively low power.
  • the object is to provide a vehicle lamp of the type mentioned create, in which the loss of heat produced by the LED well from the light emitting diode is derived.
  • the vehicle lamp in their production a enable easy positioning of the LED on the optics.
  • the holding device has a housing a first, the optics having housing part and an associated second, designed as a cooling element housing part that between them Housing parts a receptacle for the light emitting diode is formed, in which the light emitting diode is arranged such that it faces away from the light exit window rear side lies flat against the second housing part, and that on the receptacle and / or the Light emitting diode is provided at least one centering element, for centering the light entry surface relative to the light exit window.
  • the light-emitting diode is arranged between two comprehensive housing parts. Since the optics with the first housing part is connected, the light emitting diode in the manufacture of the vehicle lamp be easily mounted on the optics by the LED in the Inserted housing of the housing and the housing parts then connected together become. At least one of the receptacles and / or the light-emitting diode makes this possible provided centering element, that the light entry surface and the Lichtabstrahlstelle the light-emitting diode in the connecting position of the housing parts relative to the light exit window is centered.
  • the second housing part as a cooling element with formed a low thermal conductivity resistance.
  • the cooling element can on its side facing away from the LED outside have a heat dissipation surface in contact with the ambient air, the is preferably greater than the surface of the light emitting diode. The operation of the LED of this generated heat loss can thus on the cooling element effectively dissipated to the environment.
  • cooling fins can be provided, whereby at compact dimensions of the second Housing part a comparatively large heat dissipation surface is made possible.
  • light emitting diode may be provided a high power LED, which is a corresponding provides large luminous flux.
  • the at least one centering element at least one centering bevel has, which extends transversely to the optical axis of the light emitting diode.
  • the light-emitting diode then centered by means of the inclined surface when connecting the housing parts in the Recording independently.
  • the housing parts can be used as coupling parts of a plug-in coupling be educated.
  • the housing parts can then in the manufacture of the vehicle lamp be easily connected with each other by putting them together.
  • the light-emitting diode has a preferably formed as a metal core board carrier plate on which a light-emitting Semiconductor chip is arranged, wherein the carrier plate with its the semiconductor chip facing front surface of the semiconductor chip and with its back flat abuts the second housing part.
  • a light-emitting diodes are standard components inexpensive available in stores.
  • the good heat-conducting carrier plate of these light-emitting diodes has a larger footprint than the semiconductor chip. This will be a relative large-area heat-conductive connection between the support plate and the second Housing part allows.
  • the semiconductor chip is preferably in one on the carrier plate Housing arranged, for example, consist of a Kunststoffvergussmasse can.
  • the light exit window has a convex light output surface, preferably in a concentric with the Lichtabstrahlstelle the light emitting diode arranged spherical surface extends when the light entrance surface of the optic concave and adapted to the light outcoupling surface, and when the receptacle for the Light emitting diode is designed such that the light output surface is positively connected to the Light entry surface comes to the plant.
  • the LED is then connected to the Housing parts of the holding device directly to the concave light entrance surface of Optics centered, which is a particularly precise positioning of the LED on the optics allows.
  • the first housing part of Holding device a releasably connectable to the second housing part, preferably as Claw part trained coupling element, said coupling element preferably formed integrally with the optics.
  • the housing parts of the holding device can then even lighter and faster in the manufacture of the vehicle lamp be connected to each other.
  • first and second housing part of the holding device releasably be connected to each other, preferably by means of a in a connection position latched bayonet connection.
  • the bayonet connection then makes service possible easy and quick access to the LED.
  • the vehicle light is on Luminaire housing with an inner cavity, which has a light exit opening, the is covered by a lens, wherein in the inner cavity at least one Holder is arranged for receiving the holding device.
  • the from the holding device with the housing parts and the LED existing assembly can then at the Manufacture of the vehicle lamp ready pre-assembled and then easily in the Socket of the lamp housing can be used.
  • the second housing part the holding device formed integrally with the lamp housing.
  • the vehicle light is then the number of components to be joined together reduced accordingly.
  • a heat transfer surface between the second housing part and the lamp housing avoided, so that of the light emitting diode lost heat even better to the outside of the lamp housing can be dissipated.
  • the light-emitting diode and the light entry surface of the optics is arranged an optical gel, its optical refractive index about the refractive index of the light exit window and the optics match.
  • the optics is as light guide body formed, in which the coupled by the light entrance surface light of the light emitting diode made using the total reflection at the interfaces of the light guide becomes.
  • the coupled to the light entry surface in the light guide light of the light emitting diode can then in the light guide largely lossless to a light exit surface be directed.
  • a vehicle lamp has a non-illustrated in the drawing luminaire housing with a closed inner cavity on.
  • the luminaire housing has a Light exit opening, which is covered by a lens.
  • a socket in the a designated as a whole with 1 holding device is used, which is a receptacle for a light-emitting diode 2 has.
  • the holding device 1, a housing having a first Has housing part 3 and a second housing part 4 connected thereto.
  • the first housing part 3 is an optical system 5 for bundling the light emitted by the light-emitting diode 2 Light arranged.
  • the optic 5 is a light guide with a light entrance surface 6 and formed of a light-emitting surface 7 spaced therefrom.
  • the light entrance surface 6 is a light exit window 8 of the light emitting diode 2 and the light exit surface 7 of the lens facing.
  • Between the light entry surface 6 and the light exit surface 7 is the coupled through the light entrance surface 7 in optics 5 light of the LED 2 below Utilization of the total reflection the side boundary surfaces 9 of the optics 5 in this guided.
  • the optic 5 is designed such that in the emission region of the light exit surface 7 a provided for the light emitting diode 2 associated lighting function Light distribution is achieved.
  • the second housing part 4 of the holding device 1 is as a solid cooling element of a formed metallic material. Between the first housing part 3 and the second Housing part 4, the receptacle for the light emitting diode 2 is formed. In Fig. 2 it can be seen that the receptacle in the second housing part 4 has an approximately cylindrical inner cavity has, in which a portion of the light emitting diode 2 is inserted.
  • the light-emitting diode 2 has an approximately circular disk-shaped metal core board 10, on which a in the drawing is not shown in detail arranged light-emitting semiconductor chip, which is integrated in a light-emitting diode housing 11.
  • a light-emitting diode housing 11 On the light-emitting diode housing 11 is the Light emission window 8 arranged, with its rear side of a Lichtabstrahlstelle 12th the semiconductor chip faces and on its front side a light output surface 13th having.
  • From the light-emitting diode housing 11 are laterally electrical connection contacts Led out via bonding wires with power supply terminals of the semiconductor chip are connected.
  • the connection contacts 14 are not closer in the drawing Power supply lines shown connected to a drive circuit connected to connected to the battery of the vehicle.
  • the light-emitting diode 2 is arranged in the receptacle of the holding device 1 such that they with the semiconductor chip remote from the rear side of the metal core board 11 at the bottom the recording rests flat against the second housing part 4.
  • the front of the metal core board lies flat against the semiconductor chip.
  • the first housing part 3 designed as a cap part Coupling element 15 has. This is solvable with a matching one Counter-coupling element 16 of the second housing part 4 connectable.
  • the coupling element 15 and the counter-coupling element 16 form a bayonet connection.
  • the Counter-coupling element 16 has on its outer circumference three coupling projections 17th on, in the locking position in each case an undercut of the coupling element 15 behind. With the aid of a locking element 18, the bayonet connection is in the connecting position locked.
  • the locking element 18 as paragraph or Stage is formed, which is arranged on one of the coupling projections 17.
  • the coupling element 15 and the optics 5 are formed as an integral with each other injection molded part. It but other embodiments are possible in which the coupling element 15 and the optics 5 produced as separate parts and then in particular by locking, Gluing and / or welding are joined together.
  • the light output surface 13 of the light exit window. 8 is convex and extends in a spherical surface concentric with the Lichtabstrahlstelle 12 of the light emitting diode 2 is arranged.
  • the light entry surface 6 of the optics 5 concave and to the light output surface 13 of the Light exit window 8 is designed to match.
  • the light entry surface 6 and the light output surface 13 form centering bevels, which are transverse to the optical axis 19 of the LED 2 run.
  • the receptacle for the light-emitting diode 2 is designed in such a way that that the light output surface 13 positively to the light inlet surface 6 to the plant comes.
  • the housing parts 3, 4 abutments, between which the light emitting diode. 2 is arranged.
  • the Lichtabstrahlstelle 12 of the light emitting diode. 2 when connecting the housing parts 3, 4 automatically relative to the light entry surface 6 of the Optics 5 centered.
  • the holding device 1 thus enables a self-centering of LED 2.
  • an optical gel may be arranged, whose optical refractive index approximately corresponds to the refractive index of the light exit window 8 and the optics 5.
  • the optics 5 between the light entry surface 6 and the Light exit surface 7 has an inner cavity 20 which is formed as an air lens.
  • the inner cavity 20 At the Passage through the between the material of the optic 5 and the inner cavity 20th formed convex boundary surfaces are light rays 21, which the inner cavity 20 obliquely to the optical axis 19 of the light emitting diode 2 prevail, to the optical axis 19th broken down.
  • the inner cavity 20 the optics 5 approximately perpendicular to their plane of the drawing in Fig. 5 corresponding extension plane interspersed.
  • the inner cavity 20 is approximately centered to the optical axis 19 of the light emitting diode second in a central region of the light beam emitted by the light-emitting diode 2 arranged.
  • the optics 5 also be designed as a lens or reflector can.

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Abstract

Eine Fahrzeugleuchte hat als Lichtquelle mindestens eine ein Lichtaustrittsfenster (8) aufweisende Leuchtdiode (2). Zum Bündeln des von der Leuchtdiode (2) abgestrahlten Lichts ist eine Optik (5) vorgesehen, die eine dem Lichtaustrittsfenster (8) zugewandte Lichteintrittsfläche (6) hat. Mittels einer Halteeinrichtung (1) ist die Leuchtdiode (2) an der Optik (5) positioniert. Die Halteeinrichtung (1) weist ein Gehäuse mit einem ersten, die Optik (5) aufweisenden Gehäuseteil (3) und einem damit verbundenen zweiten, als Kühlelement ausgebildeten Gehäuseteil (4) auf. Zwischen diesen Gehäuseteilen (3, 4) ist eine Aufnahme für die Leuchtdiode (2) gebildet, in der die Leuchtdiode (2) derart angeordnet ist, dass sie mit ihrer dem Lichtaustrittsfenster (8) abgewandten Rückseite flächig an dem zweiten Gehäuseteil (4) anliegt. Zum Zentrieren der Lichteintrittsfläche (6) relativ zu dem Lichtaustrittsfenster (8) ist an der Aufnahme und/oder der Leuchtdiode (2) wenigstens ein Zentrierelement vorgesehen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugleuchte, mit mindestens einer ein Lichtaustrittsfenster aufweisenden Leuchtdiode als Lichtquelle und mit wenigstens einer mit einer Lichteintrittsfläche dem Lichtaustrittsfenster zugewandten Optik zum Bündeln des von der Leuchtdiode abgestrahlten Lichts sowie mit einer Halteeinrichtung zum Positionieren der Leuchtdiode an der Optik.
Eine derartige Fahrzeugleuchte ist aus WO 99/09349 A1 bekannt. Sie weist eine Leuchtdiode auf, die zusammen mit einem zu ihrer Ansteuerung und Stromversorgung vorgesehenen elektrischen Schaltkreis auf einer Trägerplatine angeordnet ist. Die Leuchtdiode hat ein konvexes Lichtaustrittsfenster, das der Lichteintrittsfläche einer Optik zugewandt ist. Diese bündelt das von der Leuchtdiode abgestrahlte Licht derart, dass eine vorgegebene Lichtverteilung erreicht wird. Seitlich neben der Lichteintrittsfläche der Optik ist beidseits der Leuchtdiode jeweils ein säulenförmiger Vorsprung an die Optik angeformt, der mit seiner Längsachse etwa rechtwinklig zur Erstreckungsebene der Optik orientiert ist und eine in der Leuchtdiode vorgesehene Lochung durchsetzt. Nach Angabe der Offenlegungsschrift soll die Leuchtdiode durch diese Maßnahme auf der optischen Achse der Optik positioniert werden. Die Montage der Leuchtdiode an der Optik ist jedoch noch relativ kompliziert, da die Leuchtdiode bei der Fertigung der Fahrzeugleuchte mit ihren Lochungen exakt zu den säulenförmigen Vorsprüngen der Optik fluchtend an dieser positioniert werden muss. Ungünstig ist außerdem, dass die beim Betrieb der Leuchtdiode von dieser produzierte Wärme nur relativ schlecht an die Umgebung abgeführt wird. Die Fahrzeugleuchte ist deshalb nur für Leuchtdioden mit relativ geringer Leistung geeignet.
Somit besteht die Aufgabe, eine Fahrzeugleuchte der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die von der Leuchtdiode produzierte Verlustwärme gut von der Leuchtdiode abgeleitet wird. Außerdem soll es die Fahrzeugleuchte bei ihrer Fertigung eine einfache Positionierung der Leuchtdiode an der Optik ermöglichen.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass die Halteeinrichtung ein Gehäuse mit einem ersten, die Optik aufweisenden Gehäuseteil und einem damit verbundenen zweiten, als Kühlelement ausgebildeten Gehäuseteil aufweist, dass zwischen diesen Gehäuseteilen eine Aufnahme für die Leuchtdiode gebildet ist, in der die Leuchtdiode derart angeordnet ist, dass sie mit ihrer dem Lichtaustrittsfenster abgewandten Rückseite flächig an dem zweiten Gehäuseteil anliegt, und dass an der Aufnahme und/oder der Leuchtdiode wenigstens ein Zentrierelement vorgesehen ist, zum Zentrieren der Lichteintrittsfläche relativ zu dem Lichtaustrittsfenster.
Erfindungsgemäß ist also eine Art Sandwichaufbau vorgesehenen, bei der die Leuchtdiode zwischen zwei diese umfassende Gehäuseteilen angeordnet ist. Da die Optik mit dem ersten Gehäuseteil verbunden ist, kann die Leuchtdiode bei der Fertigung der Fahrzeugleuchte auf einfache Weise an der Optik montiert werden, indem die Leuchtdiode in die Aufnahme des Gehäuses eingesetzt und die Gehäuseteile dann miteinander verbunden werden. Dabei ermöglicht das wenigstens eine an der Aufnahme und/oder der Leuchtdiode vorgesehene Zentrierelement, dass die Lichteintrittsfläche bzw. die Lichtabstrahlstelle der Leuchtdiode in Verbindungsstellung der Gehäuseteile relativ zu dem Lichtaustrittsfenster zentriert ist. In vorteilhafter Weise ist das zweite Gehäuseteil als Kühlelement mit einem geringen Wärmeleitungswiderstand ausgebildet. Dieses liegt flächig an der Rückseite der Leuchtdiode an und ist somit gut wärmeleitend mit der Leuchtdiode verbunden. Das Kühlelement kann an seiner der Leuchtdiode abgewandten Außenseite eine mit der Umgebungsluft in Kontakt befindliche Wärmeableitfläche aufweisen, die vorzugsweise größer ist als die Oberfläche der Leuchtdiode. Die beim Betrieb der Leuchtdiode von dieser erzeugte Verlustwärme kann somit über das Kühlelement wirksam an die Umgebung abgeführt werden. An der Außenseite des Kühlelements können Kühlrippen vorgesehen sein, wodurch bei kompakten Abmessungen des zweiten Gehäuseteils eine vergleichsweise große Wärmeableitfläche ermöglicht wird. Als Leuchtdiode kann eine Hochleistungsleuchtdiode vorgesehenen sein, die einen entsprechend großen Lichtstrom bereitstellt.
Vorteilhaft ist, wenn das wenigstens eine Zentrierelement mindestens eine Zentrierschräge aufweist, die quer zur optischen Achse der Leuchtdiode verläuft. Die Leuchtdiode zentriert sich dann mit Hilfe der Schrägfläche beim Verbinden der Gehäuseteile in der Aufnahme selbständig. Die Gehäuseteile können als Kupplungsteile einer Steckkupplung ausgebildet sein. Die Gehäuseteile können dann bei der Fertigung der Fahrzeugleuchte durch Aufeinanderstecken auf einfache Weise miteinander verbunden werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Leuchtdiode eine vorzugsweise als Metallkernplatine ausgebildete Trägerplatte auf, auf der ein lichtemittierender Halbleiterchip angeordnet ist, wobei die Trägerplatte mit ihrer dem Halbleiterchip zugewandten Vorderseite flächig an dem Halbleiterchip und mit ihrer Rückseite flächig an dem zweiten Gehäuseteil anliegt. Derartige Leuchtdioden sind als Standard-Bauelemente kostengünstig im Handel verfügbar. Die gut wärmeleitende Trägerplatte dieser Leuchtdioden weist eine größere Grundfläche auf als der Halbleiterchip. Dadurch wird eine relativ großflächige wärmeleitende Verbindung zwischen der Trägerplatte und dem zweiten Gehäuseteil ermöglicht. Der Halbleiterchip ist auf der Trägerplatte bevorzugt in einem Gehäuse angeordnet, das beispielsweise aus einer Kunststoffvergussmasse bestehen kann.
Vorteilhaft ist, wenn das Lichtaustrittsfenster eine konvexe Lichtauskoppelfläche aufweist, die sich vorzugsweise in einer konzentrisch zur Lichtabstrahlstelle der Leuchtdiode angeordneten Kugeloberfläche erstreckt, wenn die Lichteintrittsfläche der Optik konkav und zu der Lichtauskoppelfläche passend ausgebildet ist, und wenn die Aufnahme für die Leuchtdiode derart ausgebildet ist, dass die Lichtauskoppelfläche formschlüssig an der Lichteintrittsfläche zur Anlage kommt. Die Leuchtdiode wird dann beim Verbinden der Gehäuseteile der Halteeinrichtung unmittelbar an der konkaven Lichteintrittsfläche der Optik zentriert, was eine besonders präzise Positionierung der Leuchtdiode an der Optik ermöglicht.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung weist das erste Gehäuseteil der Halteeinrichtung ein lösbar mit dem zweiten Gehäuseteil verbindbares, vorzugsweise als Überwurfteil ausgebildetes Kupplungselement auf, wobei dieses Kupplungselement vorzugsweise einstückig mit der Optik ausgebildet ist. Die Gehäuseteile der Halteeinrichtung können dann bei der Fertigung der Fahrzeugleuchte noch leichter und schneller miteinander verbunden werden.
Vorteilhaft ist, wenn das erste und zweite Gehäuseteil der Halteeinrichtung lösbar miteinander verbindbar sind, vorzugsweise mittels einer in einer Verbindungsstellung verrasteten Bajonett-Verbindung. Die Bajonett-Verbindung ermöglicht dann im Servicefall einen einfachen und schnellen Zugang zu der Leuchtdiode.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Fahrzeugleuchte ein Leuchtengehäuse mit einer Innenhöhlung auf, das eine Lichtaustrittsöffnung hat, die durch eine Lichtscheibe abgedeckt ist, wobei in der Innenhöhlung mindestens eine Fassung zur Aufnahme der Halteeinrichtung angeordnet ist. Die aus der Halteeinrichtung mit den Gehäuseteilen und der Leuchtdiode bestehende Baugruppe kann dann bei der Fertigung der Fahrzeugleuchte fertig vormoniert und danach auf einfache Weise in die Fassung des Leuchtengehäuses eingesetzt werden.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das zweite Gehäuseteil der Halteeinrichtung einstückig mit dem Leuchtengehäuse ausgebildet. Bei der Fertigung der Fahrzeugleuchte ist dann die Anzahl der miteinander zu verbindenden Bauteile entsprechend reduziert. Außerdem wird eine Wärmeübergangsfläche zwischen dem zweiten Gehäuseteil und dem Leuchtengehäuse vermieden, so dass die von der Leuchtdiode abgegebene Verlustwärme noch besser zur Außenseite des Leuchtengehäuses abgeführt werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Lichtaustrittsfenster der Leuchtdiode und der Lichteintrittsfläche der Optik ein Optik-Gel angeordnet ist, dessen optischer Brechungsindex etwa dem Brechungsindex des Lichtaustrittsfensters und der Optik entspricht. Dadurch wird auch beim Auftreten von Fertigungstoleranzen ein Luftspalt zwischen dem Lichtaustrittsfenster der Leuchtdiode und der Lichteintrittsfläche der Optik vermieden und das an dem Lichtaustrittsfenster austretende Licht wird ohne gebrochen zu werden an der Lichteintrittsfläche in die Optik eingekoppelt. Bei der Konstruktion der Fahrzeugleuchte kann dann die für die Erzielung einer gewünschten Lichtverteilung erforderliche Geometrie der Optik mit vergleichsweise geringem Aufwand und somit kostengünstig bestimmt werden.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist die Optik als Lichtleitkörper ausgebildet, in dem das durch die Lichteintrittsfläche eingekoppelte Licht der Leuchtdiode unter Ausnutzung der Totalreflexion an den Grenzflächen des Lichtleitkörpers geführt wird. Das an der Lichteintrittsfläche in den Lichtleitkörper eingekoppelte Licht der Leuchtdiode kann dann in dem Lichtleitkörper weitgehend verlustfrei zu einer Lichtaustrittsfläche geleitet werden.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1
eine Seitenansicht einer ein erstes und ein zweites Gehäuseteil aufweisenden Halteeinrichtung für eine Leuchtdiode einer Fahrzeugleuchte,
Fig. 2
eine dreidimensionale Ansicht des zweites Gehäuseteils mit der darin angeordneten Leuchtdiode,
Fig. 3
eine Ansicht auf die Vorderseite des ersten Gehäuseteils mit einer daran angeordneten Optik zum Bündeln des von der Leuchtdiode abgestrahlten Lichts,
Fig. 4
eine Ansicht auf die der Leuchtdiode zugewandte Innenseite des ersten Gehäuseteils,
Fig. 5
einen Längsschnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Baugruppe, bestehend aus der Halteeinrichtung und der Leuchtdiode, wobei die Schnittebene der Erstreckungsebene der Optik entspricht, und
Fig. 6
einen Längsschnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Baugruppe, bestehend aus der Halteeinrichtung und der Leuchtdiode, wobei die Schnittebene rechtwinklig zur Erstreckungsebene der Optik verläuft.
Eine Fahrzeugleuchte weist ein in der Zeichnung nicht näher dargestelltes Leuchtengehäuse mit einer geschlossenen Innenhöhlung auf. Das Leuchtengehäuse hat eine Lichtaustrittsöffnung, die durch eine Lichtscheibe abgedeckt ist. An dem der Lichtscheibe gegenüberliegenden Boden des Leuchtengehäuses ist eine Fassung angeordnet, in die eine im Ganzen mit 1 bezeichneten Halteeinrichtung eingesetzt ist, die eine Aufnahme für eine Leuchtdiode 2 hat.
In Fig. 1 ist erkennbar, dass die Halteeinrichtung 1 ein Gehäuse mit einem ersten Gehäuseteil 3 und einem damit verbundenen zweiten Gehäuseteil 4 aufweist. An dem ersten Gehäuseteil 3 ist eine Optik 5 zum Bündeln des von der Leuchtdiode 2 abgestrahlten Lichts angeordnet. Die Optik 5 ist als Lichtleitkörper mit einer Lichteintrittsfläche 6 und einer davon beabstandeten Lichtaustrittsfläche 7 ausgebildet. Die Lichteintrittsfläche 6 ist einem Lichtaustrittsfenster 8 der Leuchtdiode 2 und die Lichtaustrittsfläche 7 der Lichtscheibe zugewandt. Zwischen der Lichteintrittsfläche 6 und der Lichtaustrittsfläche 7 wird das durch die Lichteintrittsfläche 7 in Optik 5 eingekoppelte Licht der Leuchtdiode 2 unter Ausnutzung der Totalreflexion den Seitenbegrenzungsflächen 9 der Optik 5 in dieser geführt. Die Optik 5 ist derart ausgebildet, dass im Abstrahlbereich der Lichtaustrittsfläche 7 eine für die der Leuchtdiode 2 zugeordnete Beleuchtungsfunktion vorgesehene Lichtverteilung erreicht wird.
Das zweite Gehäuseteil 4 der Halteeinrichtung 1 ist als massives Kühlelement aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet. Zwischen dem ersten Gehäuseteil 3 und dem zweiten Gehäuseteil 4 ist die Aufnahme für die Leuchtdiode 2 gebildet. In Fig. 2 ist erkennbar, dass die Aufnahme in dem zweiten Gehäuseteil 4 eine etwa zylindrische Innenhöhlung aufweist, in die ein Abschnitt der Leuchtdiode 2 eingesetzt ist.
Die Leuchtdiode 2 hat eine etwa kreisscheibenförmige Metallkernplatine 10, auf der ein in der Zeichnung nicht näher dargestellter lichtemittierender Halbleiterchip angeordnet ist, der in ein Leuchtdiodengehäuse 11 integriert ist. An dem Leuchtdiodengehäuse 11 ist das Lichtaustrittsfenster 8 angeordnet, das mit seiner Rückseite einer Lichtabstrahlstelle 12 des Halbleiterchips zugewandt ist und an seiner Vorderseite eine Lichtauskoppelfläche 13 aufweist. Aus dem Leuchtdiodengehäuse 11 sind seitlich elektrische Anschlusskontakte 14 herausgeführt, die über Bonddrähte mit Stromversorgungsanschlüssen des Halbleiterchips verbunden sind. Die Anschlusskontakte 14 sind über in der Zeichnung nicht näher dargestellte Stromversorgungsleitungen mit einer Ansteuerschaltung verbunden, die an der Batterie des Fahrzeugs angeschlossen ist.
Die Leuchtdiode 2 ist derart in der Aufnahme der Halteeinrichtung 1 angeordnet, dass sie mit der dem Halbleiterchip abgewandten Rückseite der Metallkernplatine 11 am Boden der Aufnahme flächig an dem zweiten Gehäuseteil 4 anliegt. Die Vorderseite der Metallkernplatine liegt flächig an dem Halbleiterchip an. Dadurch kann die von dem Halbleiterchip erzeugte Wärme gut an die Umgebung abgeleitet werden.
In Fig. 3 und 4 ist erkennbar, dass das erste Gehäuseteil 3 ein als Überwurfteil ausgebildetes Kupplungselement 15 aufweist. Dieses ist lösbar mit einem dazu passenden Gegenkupplungselement 16 des zweiten Gehäuseteils 4 verbindbar. Das Kupplungselement 15 und das Gegenkupplungselement 16 bilden eine Bajonett-Verbindung. Das Gegenkupplungselement 16 weist an seinem Außenumfang drei Kupplungsvorsprünge 17 auf, die in Verriegelungsstellung jeweils eine Hinterschneidung des Kupplungselements 15 hintergreifen. Mit Hilfe eines Rastelements 18 ist die Bajonett-Verbindung in Verbindungsstellung verrastet. In Fig. 2 ist erkennbar, dass das Rastelement 18 als Absatz oder Stufe ausgebildet ist, die an einem der Kupplungsvorsprünge 17 angeordnet ist.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind das Kupplungselement 15 und die Optik 5 als einstückig miteinander verbundenes Spritzgussteil ausgebildet. Es sind aber auch andere Ausführungen möglich, bei denen das Kupplungselement 15 und die Optik 5 als separate Teile hergestellt und danach insbesondere durch Verrasten, Kleben und/oder Schweißen miteinander verbunden werden.
In Fig. 2 ist erkennbar, dass die Lichtauskoppelfläche 13 des Lichtaustrittsfensters 8 konvex ausgebildet ist und sich in einer Kugeloberfläche erstreckt, die konzentrisch zur Lichtabstrahlstelle 12 der Leuchtdiode 2 angeordnet ist. In Fig. 4 bis 6 ist erkennbar, dass die Lichteintrittsfläche 6 der Optik 5 konkav und zu der Lichtauskoppelfläche 13 des Lichtaustrittsfensters 8 passend ausgebildet ist. Die Lichteintrittsfläche 6 und die Lichtauskoppelfläche 13 bilden Zentrierschrägen, die quer zur optischen Achse 19 der Leuchtdiode 2 verlaufen. Die Aufnahme für die Leuchtdiode 2 ist derart ausgebildet ist, dass die Lichtauskoppelfläche 13 formschlüssig an der Lichteintrittsfläche 6 zur Anlage kommt. Dabei bilden die Gehäuseteile 3, 4 Widerlager, zwischen denen die Leuchtdiode 2 angeordnet ist. Durch diese Maßnahmen wird die Lichtabstrahlstelle 12 der Leuchtdiode 2 beim Verbinden der Gehäuseteile 3, 4 automatisch relativ zu der Lichteintrittsfläche 6 der Optik 5 zentriert. Die Halteeinrichtung 1 ermöglicht also eine Selbstzentrierung der Leuchtdiode 2.
Aufgrund von in der Praxis auftretenden Fertigungstoleranzen kann zwischen der Lichtauskoppelfläche 13 und der Lichteintrittsfläche 6 bereichsweise ein Spalt gebildet sein. In diesem kann ein Optik-Gel angeordnet sein, dessen optischer Brechungsindex etwa dem Brechungsindex des Lichtaustrittsfensters 8 und der Optik 5 entspricht.
In Fig. 5 und 6 ist erkennbar, dass die Optik 5 zwischen der Lichteintrittsfläche 6 und der Lichtaustrittsfläche 7 eine Innenhöhlung 20 aufweist, die als Luftlinse ausgebildet ist. Beim Durchtritt durch die zwischen dem Werkstoff der Optik 5 und der Innenhöhlung 20 gebildeten konvexen Grenzflächen werden Lichtstrahlen 21, welche die Innenhöhlung 20 schräg zur optischen Achse 19 der Leuchtdiode 2 durchsetzen, zur optischen Achse 19 hin gebrochen. In Fig. 6 ist erkennbar, dass die Innenhöhlung 20 die Optik 5 etwa rechtwinklig zu ihrer der Zeichenebene in Fig. 5 entsprechenden Erstreckungsebene durchsetzt. Die Innenhöhlung 20 ist etwa mittig zur optischen Achse 19 der Leuchtdiode 2 in einem zentralen Bereich des von der Leuchtdiode 2 abgestrahlten Lichtbündels angeordnet.
Erwähnt werden soll noch, dass die Optik 5 auch als Linse oder Reflektor ausgebildet sein kann.

Claims (10)

  1. Fahrzeugleuchte, mit mindestens einer ein Lichtaustrittsfenster (8) aufweisenden Leuchtdiode (2) als Lichtquelle und mit wenigstens einer mit einer Lichteintrittsfläche (6) dem Lichtaustrittsfenster (8) zugewandten Optik (5) zum Bündeln des von der Leuchtdiode (2) abgestrahlten Lichts sowie mit einer Halteeinrichtung (1) zum Positionieren der Leuchtdiode (2) an der Optik (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (1) ein Gehäuse mit einem ersten, die Optik (5) aufweisenden Gehäuseteil (3) und einem damit verbundenen zweiten, als Kühlelement ausgebildeten Gehäuseteil (4) aufweist, dass zwischen diesen Gehäuseteilen (3, 4) eine Aufnahme für die Leuchtdiode (2) gebildet ist, in der die Leuchtdiode (2) derart angeordnet ist, dass sie mit ihrer dem Lichtaustrittsfenster (8) abgewandten Rückseite flächig an dem zweiten Gehäuseteil (4) anliegt, und dass an der Aufnahme und/oder der Leuchtdiode (2) wenigstens ein Zentrierelement vorgesehen ist, zum Zentrieren der Lichteintrittsfläche (6) relativ zu dem Lichtaustrittsfenster (8).
  2. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Zentrierelement mindestens eine Zentrierschräge aufweist, die quer zur optischen Achse (19) der Leuchtdiode (2) verläuft.
  3. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiode (2) eine vorzugsweise als Metallkernplatine (10) ausgebildete Trägerplatte hat, auf der ein lichtemittierender Halbleiterchip angeordnet ist, und dass die Trägerplatte mit ihrer dem Halbleiterchip zugewandten Vorderseite flächig an dem Halbleiterchip und mit ihrer Rückseite flächig an dem zweiten Gehäuseteil (4) anliegt.
  4. Fahrzeugleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtaustrittsfenster (8) eine konvexe Lichtauskoppelfläche (13) aufweist, die sich vorzugsweise in einer konzentrisch zur Lichtabstrahlstelle (12) der Leuchtdiode (2) angeordneten Kugeloberfläche erstreckt, dass die Lichteintrittsfläche (6) der Optik (5) konkav und zu der Lichtauskoppelfläche (13) passend ausgebildet ist, und dass die Aufnahme für die Leuchtdiode (2) derart ausgebildet ist, dass die Lichtauskoppelfläche (13) formschlüssig an der Lichteintrittsfläche (6) zur Anlage kommt.
  5. Fahrzeugleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseteil (3) der Halteeinrichtung (1) ein lösbar mit dem zweiten Gehäuseteil (4) verbindbares, vorzugsweise als Überwurfteil ausgebildetes Kupplungselement (15) aufweist, und dass dieses Kupplungselement (15) vorzugsweise einstückig mit der Optik (5) ausgebildet ist.
  6. Fahrzeugleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseteil (3) und das zweite Gehäuseteil (4) der Halteeinrichtung (1) lösbar miteinander verbindbar sind, vorzugsweise mittels einer in einer Verbindungsstellung verrasteten Bajonett-Verbindung.
  7. Fahrzeugleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Leuchtengehäuse mit einer Innenhöhlung aufweist, das eine Lichtaustrittsöffnung aufweist, die durch eine Lichtscheibe abgedeckt ist, und dass in der Innenhöhlung mindestens eine Fassung zur Aufnahme der Halteeinrichtung (1) angeordnet ist.
  8. Fahrzeugleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (4) der Halteeinrichtung (1) einstückig mit dem Leuchtengehäuse ausgebildet ist.
  9. Fahrzeugleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Lichtaustrittsfenster (8) der Leuchtdiode (2) und der Lichteintrittsfläche (7) der Optik (5) ein Optik-Gel angeordnet ist, dessen optischer Brechungsindex etwa dem Brechungsindex des Lichtaustrittsfensters (8) und der Optik (5) entspricht.
  10. Fahrzeugleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik (5) als Lichtleitkörper ausgebildet ist, in dem das durch die Lichteintrittsfläche (6) eingekoppelte Licht der Leuchtdiode (2) unter Ausnutzung der Totalreflexion an den Grenzflächen des Lichtleitkörpers geführt wird.
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