EP2872821A1 - Modulbaugruppe mit verschwenkbaren halbleitermodulen für einen scheinwerfer - Google Patents

Modulbaugruppe mit verschwenkbaren halbleitermodulen für einen scheinwerfer

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EP2872821A1
EP2872821A1 EP13732540.3A EP13732540A EP2872821A1 EP 2872821 A1 EP2872821 A1 EP 2872821A1 EP 13732540 A EP13732540 A EP 13732540A EP 2872821 A1 EP2872821 A1 EP 2872821A1
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EP
European Patent Office
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semiconductor light
ball socket
heat sink
module
support frame
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EP13732540.3A
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English (en)
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EP2872821B1 (de
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Gerd PAWLICZEK
Richesh Thomas THANAPAUL
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Hella GmbH and Co KGaA
Original Assignee
Hella KGaA Huek and Co
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Publication date
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    • F21S45/40—Cooling of lighting devices
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    • F21S45/40—Cooling of lighting devices
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    • Y10T29/49826—Assembling or joining

Definitions

  • the present invention relates to a module assembly for a headlamp with at least one semiconductor light module and a method for adjusting the semiconductor light module, which is accommodated on a support frame, wherein the semiconductor light module comprises a heat sink with at least one semiconductor light source received on the heat sink.
  • Headlamps of recent design have module assemblies for emitting light with one and preferably a plurality of semiconductor light modules, and the module assemblies have support frames with which the one or more semiconductor light modules are received in the headlamp.
  • the support frame serves for holding arrangement of the semiconductor light modules in the housing of the headlamp. In this case, each individual semiconductor light module forms part of the light field associated with the
  • the individual semiconductor light modules must have a precise adjustment position in the support frame. Manufacturing tolerances that arise in the manufacture of the semiconductor light modules with the heat sink and the attachments, but also manufacturing tolerances in the production of the support frame, can lead to positional errors of the semiconductor light modules, which already exceed allowable limits.
  • the heat sink for example, one or preferably a plurality of semiconductor light sources are received in the form of individual emitters which emit light into a reflector arranged on the heat sink, and the reflector passes the light through the lens of the headlight into the area in front of the vehicle.
  • the position of the heat sink in the support frame is crucial for the light emitted from the individual semiconductor light module part of the light field.
  • the semiconductor light source is arranged directly on the heat sink, so that it can be cooled by the heat sink, wherein the heat sink in the present principle describes each carrier body for forming the semiconductor light module, and can deliver heat through its surface by convection.
  • a semiconductor light module which is received in a support ⁇ frame.
  • the semiconductor light module comprises a heat sink on which a semiconductor light source is arranged on the front side, and on the rear side the heat sink has a plurality of cooling fins for cooling the semiconductor light source.
  • the light emitted by the semiconductor light source passes through a lens, and the heat sink is accommodated via three attachment points in the support frame.
  • the screw elements in the attachment points have Verstellach ⁇ sen, each extending parallel to each other.
  • US Pat. No. 7,972,049 B2 shows a semiconductor light module with a heat sink on which a semiconductor light source is arranged, and a reflector can be attached to the heat sink via two screw elements.
  • the connection points between the reflector and the heat sink adjustment lamps, and depending on the rotation of the Justagerampen the reflector can be rotated about an axis to be aligned relative to the semiconductor light source.
  • an assembly of the semiconductor light module in a support frame is not possible.
  • a module assembly with a plurality of semiconductor light modules is shown in a support frame, and a semiconductor light source is respectively received on the semiconductor light modules, and a reflector can also be attached via a screw element.
  • a reflector can also be attached via a screw element.
  • three defined contact points are determined so that a positionally accurate arrangement of the reflector is made possible on the heat sink, an adjustability of the reflector on the heat sink is not provided.
  • the invention includes the technical teaching that the support frame has at least one ball socket, in which the semiconductor light module is seated with the heat sink pivotable about a ball socket center.
  • the invention is based on the idea to provide the recording of the semiconductor light module on the support frame via a ball socket, so that the semiconductor light module with the heat sink is pivotable about a ball socket center in the ball socket in several axes. Consequently, the semiconductor light module can be easily adjusted on the support frame about a Y-axis transverse to the direction of light propagation and about a vertical axis Z which forms the vertical direction Z of the headlamp. Consequently, no separate adjustment means are required because a Einjust réelle by pivoting the semiconductor light module is sufficient to the ball socket center.
  • the ball socket is geometrically designed so that the ball socket center, for example, lies approximately between the semiconductor light source and a reflector, which can be arranged on the heat sink and is also part of the semiconductor light module.
  • the ball socket center point may, for example, also form a type of optical center of the semiconductor light module, which may be present in particular when the semiconductor light module is composed of at least one semiconductor light source and one lens.
  • the heat sink may have a spherical cap which is formed in the supporting frame to the incarcerated in the Ku ⁇ gelpfanne.
  • the spherical cap in direct physical contact ⁇ system may be located with the ball socket, or it is a sliding BEYOND ⁇ cup element is provided, which is arranged between the spherical cap and the ball socket.
  • a pivoting of the semiconductor light module about the Y-axis transversely to the light propagation direction and, on the other hand, a pivot about the Z-axis, which forms the vertical axis Z of the headlight, can be carried out separately by the sliding-shell element.
  • the spherical cap can be designed to slide in the sliding shell element in order to create a pivoting of the semiconductor light module about the Y-axis transverse to the light propagation direction X.
  • a guide rib can be arranged on the spherical cap, which is seated in a guide groove in the sliding shell element for guiding the pivoting about the Y-axis.
  • the sliding shell element can be designed to slide in the ball socket in order to provide a pivoting of the semiconductor light module about the Z axis, which forms the vertical axis Z of the headlight.
  • a transverse rib arranged on the sliding shell element can be provided which is seated in a transverse groove formed in the ball socket. Consequently, the semiconductor light module is pivoted about the vertical axis Z, in that the sliding shell element slides together with the heat sink of the semiconductor light module in the ball socket.
  • the guide ribs in the guide groove are inserted accurately, and furthermore the transverse rib in the transverse groove is likewise inserted accurately.
  • a pin may be attached ⁇ orders of the spherical cap, which extends through the guide groove and a through groove in the Ku ⁇ gelpfanne therethrough so that the pin extends to the ball socket rear side of the support frame out.
  • the pin can serve to introduce an adjusting force into the semiconductor light module, which can be done manually or by means of a technical adjusting device.
  • fastening means can be provided with which the spherical cap can be fixed in the ball socket, in particular with the sliding shell element located therebetween.
  • the fastening means can be formed for example by screw elements and a mounting plate, which is applied to the back of the support frame. The pin can thereby extend through the mounting plate, wherein the screw can be screwed into the spherical cap and in particular in the guide rib.
  • the invention further relates to a method for adjusting a semiconductor light module in a headlight, wherein the semiconductor light module is accommodated on a support frame in the headlight and wherein the semiconductor light module comprises a heat sink and at least one semiconductor light source received on the heat sink.
  • the at least one semiconductor light module is pivoted with the heat sink about a ball socket center, wherein the ball socket center is formed by at least one ball socket formed in the support frame and receiving the semiconductor light module.
  • the semiconductor light module is fastened in the ball socket by the fastening means.
  • fastening means comprise, for example, screw elements
  • they can be tightened slightly before the pivoting of the semiconductor light module in the ball socket of the support frame, so that movement of the semiconductor light module, in particular of the heat sink, in the ball socket is still possible.
  • the screw can be tightened definitively to ensure that the position of the semiconductor light module on the support frame does not change.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a support frame with a plurality of semiconductor light modules, which are accommodated in respective ball sockets on the support frame and are pivotable about ball socket center points,
  • Figure 2 is a perspective view of the support frame with an associated
  • FIG. 3 shows a detailed view of the heat sink with the ball socket
  • Figure 4 is a perspective view of the heat sink with an associated
  • Figure 5 is a perspective view of the sliding cup element, which can be arranged between the ball socket and the spherical cap.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a module assembly 1 with a support frame 11, on which, by way of example, five semiconductor light modules 10 are accommodated.
  • Each of the semiconductor light modules 10 is essentially formed from a heat sink 12, and the heat sink 12 forms a base body of the semiconductor light module 10. wherein the base body is shown merely by way of example with cooling fins, and the present designation of the heat sink 12 basically describes each body 12, on which a semiconductor light source 13 can be arranged.
  • a semiconductor light source 13 is arranged, with which light can be emitted. If the semiconductor light source 13 is put into operation, this light shines in a reflector 26, which is also accommodated on the heat sink 12.
  • a semiconductor light module 10 in each case forms a light unit for emitting light with a heat sink 12, a semiconductor light source 13 and a reflector 26.
  • the support frame 1 1 without semiconductor light modules 10 is shown in a perspective view.
  • the support frame 1 1 can be added via mounting points 27 in the headlight.
  • the support frame 1 1 is designed to receive five semiconductor light modules 10, for which the support frame 1 1 has five ball sockets 14, in which the semiconductor light modules 10 with the heat sink 12 can be pivotally received about a ball socket center point 15 to form the module assembly 1 of the invention.
  • Each of the ball sockets 14 is assigned its own ball socket center 15.
  • the ball socket center point 15 forms the point about which a radius R can be moved in order to define the concave upper surface of the ball socket 14.
  • the ball socket center 15 can be in a position between the semiconductor light source 13 and the surface of the reflector 26, as shown in Figure 1.
  • transverse grooves 21 are introduced, which extend in relation to the mounting position of the support frame 1 1, for example, horizontal.
  • sliding shell elements 17 can be used, which are formed by the same radius of curvature, as well as the ball sockets 14, as shown in Figure 5.
  • the sliding shell element 17 can slide surface-locked in the ball socket 14.
  • a transverse rib 20 is arranged, which can be seated in the transverse groove 21 in the ball socket 14.
  • a separate sliding shell element 17 can be used, which can be pivoted in each case by the leadership of the transverse ribs 20 in the transverse grooves 21 about the vertical axis Z with respect to the ball socket center point 15.
  • the heat sink 12 according to FIG. 3 and FIG. 4 is formed with a spherical cap 16, and the spherical cap 16 has a radius of curvature so that the spherical cap 16 of the heat sink 12 can be seated flush in the sliding shell element 17 and slide off.
  • a guide rib 18 is arranged, which can slide off conclusively in a guide groove 19, which is introduced in the sliding shell element 17. Consequently, the heat sink 12 can be pivoted about the ball socket center 15 about an axis Y extending in a direction transverse to the light propagation direction X.
  • the arrangement of the guide rib 18 on the spherical cap 16 of the heat sink 12 is shown in Figure 3, wherein the sliding cup member 17 is shown by Figure 5 in perspective.
  • Figure 4 shows the heat sink 12 in a perspective view, wherein further a reflector 26 is shown, which can be arranged on the heat sink 12.
  • a pin 22 is mounted, which sits for example centrally on the guide rib 18, see Figure 3. If the sliding cup member 17 is disposed in the ball socket 14, and then the heat sink 12 is inserted into the sliding cup member 17 so extends the pin 22 through the guide groove 19 and a through groove 23 which is incorporated in the ball socket 14.
  • screw members 24 and a mounting plate 25, which can be arranged on the back of the support frame 1 1 in the ball pans 14. If the heat sink 12 and the sliding shell elements 17 are inserted in the ball sockets 14, the heat sinks 12 can be fastened to the support frame 1 1 with the screw elements 24 and the fastening plate 25. In this case, the screw 24 can initially be tightened only slightly, so that an adjustment of the heat sink 12 in the ball cups 14 is still possible. In this case, the Position by the pin 22, for example, manually or with a Justageautoma- th, then when the target position of the heat sink 12 is reached on the support frame 1 1, the screw 24 can be finally tightened to the reached position of the semiconductor light modules 10 on the support frame 1 first sure.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Modulbaugruppe (1) für einen Scheinwerfer mit wenigstens einem Halbleiterlichtmodul (10) und ein Verfahren zur Justierung des Halbleiterlichtmoduls (10), das an einem Tragrahmen (11) aufgenommen ist, wobei das Halbleiterlichtmodul (10) einen Kühlkörper (12) mit wenigstens einer am Kühlkörper (12) aufgenommenen Halbleiterlichtquelle (13) umfasst. Erfindungsgemäß weist der Tragrahmen (11) zumindest eine Kugelpfanne (14) auf, in der das Halbleiterlichtmodul (10) mit dem Kühlkörper (12) um einen Kugelpfannenmittelpunkt (15) verschwenkbar einsitzt und in dieser verschwenkt werden kann.

Description

Modulbaugruppe mit verschwenkbaren Halbleiterlichtmodulen für einen
Scheinwerfer
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Modulbaugruppe für einen Scheinwerfer mit wenigstens einem Halbleiterlichtmodul und ein Verfahren zur Justierung des Halbleiterlichtmoduls, das an einem Tragrahmen aufgenommen ist, wobei das Halbleiterlichtmodul einen Kühlkörper mit wenigstens einer am Kühlkörper aufgenommenen Halbleiterlichtquelle umfasst.
Scheinwerfer neuerer Bauart besitzen Modulbaugruppen zur Aussendung von Licht mit einem und vorzugsweise mehreren Halbleiterlichtmodulen, und die Modulbaugruppen weisen Tragrahmen auf, mit denen das eine oder die mehreren Halbleiterlichtmodule im Scheinwerfer aufgenommen sind. Der Tragrahmen dient dabei zur haltenden Anordnung der Halbleiterlichtmodule im Gehäuse des Scheinwerfers. Dabei bildet jedes einzelne Halbleiterlichtmodul ein Teil des Lichtfeldes, das mit dem
Scheinwerfer vor dem Fahrzeug erzeugt wird. Folglich müssen die einzelnen Halbleiterlichtmodule eine genaue Justageposition im Tragrahmen aufweisen. Fertigungstoleranzen, die bei der Herstellung der Halbleiterlichtmodule mit dem Kühlkörper und den Anbauteilen entstehen, jedoch auch Fertigungstoleranzen bei der Herstellung des Tragrahmens, können zu Lagefehlern der Halbleiterlichtmodule führen, die bereits zulässige Grenzen überschreiten. Am Kühlkörper sind beispielsweise eine oder vorzugsweise mehrere Halbleiterlichtquellen in Form von einzelnen Emittern aufgenommen, die Licht in einen am Kühlkörper angeordneten Reflektor aussenden, und vom Reflektor gelangt das Licht durch die Abschlussscheibe des Scheinwerfers in den Bereich vor das Fahrzeug. Dabei ist die Lage des Kühlkörpers im Tragrahmen entscheidend für den vom einzelnen Halbleiterlichtmodul ausgesendeten Teil des Lichtfeldes. Die Halbleiterlichtquelle ist direkt am Kühlkörper angeordnet, sodass diese durch den Kühlkörper entwärmt werden kann, wobei der Kühlkörper vorliegend grundsätzlich jeden Trägerkörper zur Bildung des Halbleiterlichtmoduls beschreibt, und der über seine Oberfläche Wärme durch Konvektion abgeben kann.
STAND DER TECHNIK
Aus der US 2009/0303726 A1 ist ein Halbleiterlichtmodul bekannt, das in einem Trag¬ rahmen aufgenommen ist. Das Halbleiterlichtmodul umfasst einen Kühlkörper, auf dem vorderseitig eine Halbleiterlichtquelle angeordnet ist, und rückseitig besitzt der Kühlkörper zur Kühlung der Halbleiterlichtquelle mehrere Kühlrippen. Das von der Halbleiterlichtquelle emittierte Licht gelangt durch eine Linse, und der Kühlkörper ist über drei Anschraubpunkte im Tragrahmen aufgenommen. Durch Verstellung der Schrauben in den Anschraubpunkten kann die Lage des Kühlkörpers relativ zur Linse verstellt werden. Die Schraubelemente in den Anschraubpunkten weisen Verstellach¬ sen auf, die jeweils parallel zueinander verlaufen.
Die US 7,972,049 B2 zeigt ein Halbleiterlichtmodul mit einem Kühlkörper, an dem eine Halbleiterlichtquelle angeordnet ist, und an den Kühlkörper kann über zwei Schraubelemente ein Reflektor angebracht werden. Dabei weisen die Verbindungspunkte zwischen dem Reflektor und dem Kühlkörper Justagerampen auf, und je nach Verdrehung der Justagerampen kann der Reflektor um eine Achse verdreht werden, um relativ zur Halbleiterlichtquelle ausgerichtet zu werden. Dabei ist jedoch eine Montage des Halbleiterlichtmoduls in einem Tragrahmen nicht möglich.
Aus der US 7,798,690 B2 ist eine Modulbaugruppe mit mehreren Halbleiterlichtmodulen in einem Tragrahmen gezeigt, und an den Halbleiterlichtmodulen ist jeweils eine Halbleiterlichtquelle aufgenommen und über ein Schraubelement kann ferner ein Reflektor angebracht werden kann. Um den Reflektor positionsgenau am Kühlkörper anzubringen, werden drei definierte Kontaktpunkte bestimmt, sodass eine lagegenaue Anordnung des Reflektors am Kühlkörper ermöglicht wird, eine Justierbarkeit des Reflektors am Kühlkörper ist jedoch nicht vorgesehen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Modulbaugruppe für einen Scheinwerfer mit wenigstens einem Halbleiterlichtmodul zu schaffen, die eine einfache Justage des Halbleiterlichtmoduls im Tragrahmen der Modulbaugruppe ermöglicht.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Modulbaugruppe mit wenigstens einem Halbleiterlichtmodul gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ausgehend von einem Verfahren zur Justierung eines Halbleiterlichtmoduls in einem Scheinwerfer gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 1 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Tragrahmen zumindest eine Kugelpfanne aufweist, in der das Halbleiterlichtmodul mit dem Kühlkörper um einen Kugelpfannenmittelpunkt verschwenkbar einsitzt.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, die Aufnahme des Halbleiterlichtmoduls am Tragrahmen über eine Kugelpfanne vorzusehen, sodass das Halbleiterlichtmodul mit dem Kühlkörper um einen Kugelpfannenmittelpunkt in der Kugelpfanne in mehreren Achsen verschwenkbar ist. Folglich kann auf einfache Weise das Halbleiterlichtmodul am Tragrahmen um eine Y-Achse quer zur Lichtausbreitungsrichtung und um eine Hochachse Z, die die Vertikalrichtung Z des Scheinwerfers bildet, einjustiert werden. Folglich sind keine voneinander getrennten Justagemittel mehr erforderlich, da eine Einjustierung durch eine Verschwenkung des Halbleiterlichtmoduls um den Kugelpfannenmittelpunkt hinreichend ist. Die Kugelpfanne ist geometrisch so ausgebildet, dass der Kugelpfannenmittelpunkt beispielsweise etwa zwischen der Halbleiterlichtquelle und einem Reflektor liegt, der am Kühlkörper angeordnet sein kann und ebenfalls Bestandteil des Halbleiterlichtmoduls ist. Der Kugelpfannenmittelpunkt kann dabei beispielsweise auch eine Art optischen Mittelpunkt des Halbleiterlichtmoduls bilden, welcher insbesondere dann vorhanden sein kann, wenn das Halbleiterlichtmodul aus wenigstens einer Halbleiterlichtquelle und einer Linse aufgebaut ist. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Halbleiterlichtmoduls kann der Kühlkörper eine Kugelkalotte aufweisen, die zum Einsitzen in der Ku¬ gelpfanne im Tragrahmen ausgebildet ist. Dabei kann sich die Kugelkalotte in direk¬ tem Körperkontakt mit der Kugelpfanne befinden oder es ist weiterführend ein Gleit¬ schalenelement vorgesehen, das zwischen der Kugelkalotte und der Kugelpfanne angeordnet ist. Durch das Gleitschalenelement kann einerseits eine Verschwenkung des Halbleiterlichtmoduls um die Y-Achse quer zur Lichtausbreitungsrichtung und andererseits eine Verschwenkung um die Z-Achse, die die Hochachse Z des Scheinwerfers bildet, getrennt vorgenommen werden.
Beispielsweise kann die Kugelkalotte zum Abgleiten im Gleitschalenelement ausgebildet sein, um eine Verschwenkung des Halbleiterlichtmoduls um die Y-Achse quer zur Lichtausbreitungsrichtung X zu schaffen. Weiterführend kann an der Kugelkalotte eine Führungsrippe angeordnet sein, die zur Führung der Verschwenkung um die Y-Achse in einer Führungsnut im Gleitschalenelement einsitzt. Folglich erfolgt eine Verschwenkung des Halbleiterlichtmoduls um die Y-Achse quer zur Lichtausbreitungsrichtung, also zur Verstellung der ausgesendeten Höhe des Lichtes, das durch das Halbleiterlichtmodul bereitgestellt wird, indem die Kugelkalotte gegenüber dem Gleitschalenelement in diesem abgleitet.
Weiterführend kann das Gleitschalenelement zum Abgleiten in der Kugelpfanne ausgebildet sein, um eine Verschwenkung des Halbleiterlichtmoduls um die Z-Achse zu schaffen, die die Hochachse Z des Scheinwerfers bildet. Dafür kann eine am Gleitschalenelement angeordnete Querrippe vorgesehen sein, die in einer in der Kugelpfanne eingebrachten Quernut einsitzt. Folglich erfolgt eine Verschwenkung des Halbleiterlichtmoduls um die Hochachse Z, indem das Gleitschalenelement gemeinsam mit dem Kühlkörper des Halbleiterlichtmoduls in der Kugelpfanne abgleitet. Zur jeweiligen Führung der Gleitbewegungen sind die Führungsrippen in der Führungsnut passgenau eingesetzt, und ferner ist die Querrippe in der Quernut ebenfalls passgenau eingesetzt. Dabei kreuzen sich die Erstreckungsrichtungen der Führungsrippe mit der Führungsnut und der Querrippe mit der Quernut etwa senkrecht zueinander. Gemäß einer weiterbildenden Maßnahme kann an der Kugelkalotte ein Zapfen ange¬ ordnet sein, der sich durch die Führungsnut und durch eine Durchgangsnut in der Ku¬ gelpfanne hindurch erstreckt, sodass sich der Zapfen auf der Kugelpfannenrückseite des Tragrahmens heraus erstreckt. Beispielsweise kann der Zapfen dazu dienen, eine Verstellkraft in das Halbleiterlichtmodul einzuleiten, was manuell oder mittels einer technischen Versteileinrichtung erfolgen kann. Um sicherzustellen, dass das Halbleiterlichtmodul in der Kugelpfanne des Tragrahmens gehalten wird, können Befestigungsmittel vorgesehen sein, mit denen die Kugelkalotte in der Kugelpfanne insbesondere mit dem dazwischen liegenden Gleitschalenelement fixierbar ist. Die Befestigungsmittel können beispielsweise durch Schraubelemente und eine Befestigungsplatte gebildet werden, die rückseitig auf den Tragrahmen aufgebracht wird. Der Zapfen kann sich dabei durch die Befestigungsplatte hindurch erstrecken, wobei die Schraubelemente in die Kugelkalotte und insbesondere in die Führungsrippe hineingeschraubt werden können.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Justierung eines Halbleiterlichtmoduls in einem Scheinwerfer, wobei das Halbleiterlichtmodul an einem Tragrahmen im Scheinwerfer aufgenommen ist und wobei das Halbleiterlichtmodul einen Kühlkörper und wenigstens eine am Kühlkörper aufgenommene Halbleiterlichtquelle umfasst. Zur Ausführung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Halbleiterlichtmodul mit dem Kühlkörper um einen Kugelpfannenmittelpunkt verschwenkt wird, wobei der Kugelpfannenmittelpunkt durch zumindest eine im Tragrahmen ausgebildete und das Halbleiterlichtmodul aufnehmende Kugelpfanne gebildet wird. Als weiterer Verfahrensschritt kann vorgesehen sein, dass nach Einjustierung des Halbleiterlichtmoduls am Tragrahmen das Halbleiterlichtmodul in der Kugelpfanne durch die Befestigungsmittel befestigt wird. Umfassen die Befestigungsmittel beispielsweise Schraubelemente, können diese vor der Verschwenkung des Halbleiterlichtmoduls in der Kugelpfanne des Tragrahmens geringfügig angezogen werden, sodass eine Bewegung des Halbleiterlichtmoduls, insbesondere des Kühlkörpers, in der Kugelpfanne noch ermöglicht ist. Ist eine Einjustierung des Halbleiterlichtmoduls am Tragrahmen erfolgt, so können die Schraubelemente endgültig festgezogen werden, um sicherzustellen, dass sich die Lage des Halbleiterlichtmoduls am Tragrahmen nicht mehr verändert.
BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Tragrahmens mit mehreren Halbleiterlichtmodulen, die in jeweiligen Kugelpfannen am Tragrahmen aufgenommen sind und um Kugelpfannenmittelpunkte verschwenkbar sind,
Figur 2 eine perspektivische Ansicht des Tragrahmens mit einer zugeordneten
Anzahl von Kugelpfannen,
Figur 3 eine Detailansicht des Kühlkörpers mit der Kugelpfanne,
Figur 4 eine perspektivische Ansicht des Kühlkörpers mit einem zugeordneten
Reflektor und
Figur 5 eine perspektivische Ansicht des Gleitschalenelementes, das zwischen der Kugelpfanne und der Kugelkalotte angeordnet werden kann.
Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine Modulbaugruppe 1 mit einem Tragrahmen 1 1 , an dem beispielhaft fünf Halbleiterlichtmodule 10 aufgenommen sind Jedes der Halbleiterlichtmodule 10 ist im Wesentlichen aus einem Kühlkörper 12 gebildet, und der Kühlkörper 12 bildet einen Grundkörper des Halbleiterlichtmoduls 10, wobei der Grundkörper lediglich beispielhaft mit Kühlrippen gezeigt ist, und die vorliegende Bezeichnung des Kühlkörpers 12 beschreibt dabei grundsätzlich jeden Körper 12, an dem eine Halbleiterlichtquelle 13 angeordnet werden kann.
Am Kühlkörper 12 jedes der Halbleiterlichtmodule 10 ist eine Halbleiterlichtquelle 13 angeordnet, mit der Licht emittiert werden kann. Wird die Halbleiterlichtquelle 13 in Betrieb genommen, so leuchtet diese Licht in einen Reflektor 26, der ebenfalls am Kühlkörper 12 aufgenommen ist. Somit bildet ein Halbleiterlichtmodul 10 jeweils eine Lichteinheit zur Aussendung von Licht mit einem Kühlkörper 12, einer Halbleiterlichtquelle 13 sowie einem Reflektor 26.
In Figur 2 ist in einer perspektivischen Darstellung der Tragrahmen 1 1 ohne Halbleiterlichtmodule 10 gezeigt. Der Tragrahmen 1 1 kann über Aufnahmepunkte 27 im Scheinwerfer aufgenommen werden. Der Tragrahmen 1 1 ist zur Aufnahme von fünf Halbleiterlichtmodulen 10 ausgebildet, wofür der Tragrahmen 1 1 fünf Kugelpfannen 14 aufweist, in denen die Halbleiterlichtmodule 10 mit dem Kühlkörper 12 um einen Kugelpfannenmittelpunkt 15 verschwenkbar aufgenommen werden können, um die erfindungsgemäße Modulbaugruppe 1 zu bilden. Jedem der Kugelpfannen 14 ist ein eigener Kugelpfannenmittelpunkt 15 zugeordnet. Der Kugelpfannenmittelpunkt 15 bildet dabei den Punkt, um den ein Radius R bewegt werden kann, um die konkave O- berfläche der Kugelpfanne 14 zu definieren. Dabei kann sich der Kugelpfannenmittelpunkt 15 in einer Position zwischen der Halbleiterlichtquelle 13 und der Oberfläche des Reflektors 26 befinden, wie in Figur 1 gezeigt.
In der Oberfläche der Kugelpfannen 14 sind Quernuten 21 eingebracht, die in Bezug auf die Einbaulage des Tragrahmens 1 1 beispielsweise horizontal verlaufen. In die Kugelpfannen 14 können Gleitschalenelemente 17 eingesetzt werden, die durch den gleichen Krümmungsradius gebildet sind, wie auch die Kugelpfannen 14, wie in Figur 5 dargestellt. Somit kann das Gleitschalenelement 17 flächenschlüssig in der Kugelpfanne 14 abgleiten. Auf der Kontaktoberfläche des Gleitschalenelementes 17 ist eine Querrippe 20 angeordnet, die in der Quernut 21 in der Kugelpfanne 14 einsitzen kann. In jede der Kugelpfannen 14 kann ein eigenes Gleitschalenelement 17 eingesetzt werden, die jeweils durch die Führung der Querrippen 20 in den Quernuten 21 um die Hochachse Z in Bezug auf den Kugelpfannenmittelpunkt 15 verschwenkt werden können.
Weiterhin ist der Kühlkörper 12 gemäß Figur 3 und Figur 4 mit einer Kugelkalotte 16 ausgebildet, und die Kugelkalotte 16 weist einen Krümmungsradius auf, sodass die Kugelkalotte 16 des Kühlkörpers 12 flächenschließend im Gleitschalenelement 17 einsitzen und abgleiten kann. Auf der Oberfläche der Kugelkalotte 16 ist eine Führungsrippe 18 angeordnet, die schlüssig in einer Führungsnut 19 abgleiten kann, die im Gleitschalenelement 17 eingebracht ist. Folglich kann der Kühlkörper 12 um eine Achse Y, die in einer Erstreckungsrichtung quer zur Lichtausbreitungsrichtung X verläuft, um den Kugelpfannenmittelpunkt 15 verschwenkt werden. Die Anordnung der Führungsrippe 18 auf der Kugelkalotte 16 des Kühlkörpers 12 ist in Figur 3 gezeigt, wobei das Gleitschalenelement 17 durch Figur 5 perspektivisch dargestellt ist.
Figur 4 zeigt den Kühlkörper 12 in einer perspektivischen Ansicht, wobei ferner ein Reflektor 26 gezeigt ist, der am Kühlkörper 12 angeordnet werden kann. In der Kugelkalotte 16 des Kühlkörpers 12 ist ein Zapfen 22 angebracht, der beispielhaft mittig auf der Führungsrippe 18 sitzt, siehe Figur 3. Wird das Gleitschalenelement 17 in der Kugelpfanne 14 angeordnet, und wird anschließend der Kühlkörper 12 in das Gleitschalenelement 17 eingesetzt, so erstreckt sich der Zapfen 22 durch die Führungsnut 19 und eine Durchgangsnut 23, die in der Kugelpfanne 14 eingebracht ist.
Weiterhin gezeigt sind Schraubelemente 24 und eine Befestigungsplatte 25, die rückseitig an den Tragrahmen 1 1 im Bereich der Kugelpfannen 14 angeordnet werden kann. Sind der Kühlkörper 12 und die Gleitschalenelemente 17 in den Kugelpfannen 14 eingesetzt, können die Kühlkörper 12 mit den Schraubelementen 24 und der Befestigungsplatte 25 am Tragrahmen 1 1 befestigt werden. Dabei können die Schraubelemente 24 zunächst lediglich geringfügig angezogen werden, sodass eine Verstellung der Kühlkörper 12 in den Kugelpfannen 14 noch möglich ist. Dabei kann die Ver- Stellung durch den Zapfen 22 beispielsweise manuell oder mit einem Justageautoma- ten erfolgen, wobei dann, wenn die Sollposition des Kühlkörpers 12 am Tragrahmen 1 1 erreicht ist, die Schraubelemente 24 endgültig festgezogen werden können, um die erreichte Position der Halbleiterlichtmodule 10 am Tragrahmen 1 1 sicherzustellen.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich andersgearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste
I Modulbaugruppe
10 Halbleiterlichtmodul
I I Tragrahmen
12 Kühlkörper
13 Halbleiterlichtquelle
14 Kugelpfanne
15 Kugelpfannenmittelpunkt
16 Kugelkalotte
17 Gleitschalenelement
18 Führungsrippe
19 Führungsnut
20 Querrippe
21 Quernut
22 Zapfen
23 Durchgangsnut
24 Schraubelement
25 Befestigungsplatte
26 Reflektor
27 Aufnahmepunkt
R Radius
X Lichtausbreitungsrichtung
Y Achse, Erstreckungsrichtung quer zur Lichtausbreitungsrichtung
Z Hochachse, Vertikalrichtung

Claims

Modulbaugruppe mit verschwenkbaren Halbleiterlichtmodulen für einen Scheinwerfer Patentansprüche
1. Modulbaugruppe (1 ) für einen Scheinwerfer mit wenigstens einem Halbleiterlichtmodul (10), das an einem Tragrahmen (1 1 ) aufgenommen ist, wobei das Halbleiterlichtmodul (10) einen Kühlkörper (12) mit wenigstens einer am Kühlkörper (12) aufgenommenen Halbleiterlichtquelle (13) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragrahmen (1 1 ) zumindest eine Kugelpfanne (14) aufweist, in der das Halbleiterlichtmodul (10) mit dem Kühlkörper (12) um einen Kugelpfannenmittelpunkt (15) verschwenkbar einsitzt.
2. Modulbaugruppe (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Kühlkörper (12) eine Kugelkalotte (16) aufweist, die zum Einsitzen in der Kugelpfanne (14) im Tragrahmen ( 1 ) ausgebildet ist.
3. Modulbaugruppe (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Gleitschalenelement (17) vorgesehen ist, das zwischen der Kugel¬ kalotte (16) und der Kugelpfanne (14) angeordnet ist.
4. Modulbaugruppe (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Kugelkalotte (16) zum Abgleiten im Gleitschalenelement (17) ausgebildet ist, um eine Verschwenkung des Halbleiterlichtmoduls (10) um eine Y- Achse quer zur Lichtausbreitungsrichtung (X) zu schaffen.
5. Modulbaugruppe (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kugelkalotte (16) eine Führungsrippe (18) angeordnet ist, die zur Führung der Verschwenkung um die Y- Achse in einer Führungsnut (19) im Gleitschalenelement (17) einsitzt.
6. Modulbaugruppe (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass, das Gleitschalenelement (17) zum Abgleiten in der Kugelpfanne (14) ausgebildet ist, um eine Verschwenkung des Halbleiterlichtmoduls (10) um eine Z- Achse zu schaffen, die die Hochachse (Z) des Scheinwerfers bildet.
7. Modulbaugruppe (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Gleitschalenelement (17) eine Querrippe (20) angeordnet ist, die in einer in der Kugelpfanne (14) eingebrachten Quernut (21 ) einsitzt.
8. Modulbaugruppe (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kugelkalotte (16) ein Zapfen (22) angeordnet ist, der sich durch die Führungsnut (19) und durch eine Durchgangsnut (23) in der Kugelpfanne (14) hindurch erstreckt, sodass sich der Zapfen (22) auf der Kugelpfannenrückseite des Tragrahmens (1 1 ) heraus erstreckt.
9. Modulbaugruppe (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Befestigungsmittel (24, 25) vorgesehen sind, mit denen die Kugelkalotte (16) in der Kugelpfanne (14) insbesondere mit dem dazwischen liegenden Gleitschalenelement (17) fixierbar ist, insbesondere wobei die Befestigungsmittel (24, 25) wenigstens ein Schraubelement (24) und eine Befestigungsplatte (25) umfassen.
10. Scheinwerfer mit wenigstens einer Modulbaugruppe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
1 1. Verfahren zur Justierung eines Halbleiterlichtmoduls (10) in einem Scheinwerfer, wobei das Halbleiterlichtmodul (10) an einem Tragrahmen (1 1 ) im Scheinwerfer aufgenommen ist und wobei das Halbleiterlichtmodul (10) ei- nen Kühlkörper (12) und wenigstens eine am Kühlkörper (12) aufgenommene Halbleiterlichtquelle (13) umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Halbleiterlichtmodul (10) mit dem Kühlkörper (12) um einen Kugelpfannenmittelpunkt ( 5) verschwenkt wird, wobei der Kugelpfannenmittelpunkt (15) durch zumindest eine im Tragrahmen (1 1 ) ausgebildete und das Halbleiterlichtmodul (10) aufnehmende Kugelpfanne (14) gebildet wird.
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