EP4584124A1 - Lichtbaugruppe zur illumination von scheiben für automobile - Google Patents

Lichtbaugruppe zur illumination von scheiben für automobile

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EP4584124A1
EP4584124A1 EP23741660.7A EP23741660A EP4584124A1 EP 4584124 A1 EP4584124 A1 EP 4584124A1 EP 23741660 A EP23741660 A EP 23741660A EP 4584124 A1 EP4584124 A1 EP 4584124A1
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EP
European Patent Office
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housing
light
light assembly
glass carrier
holding elements
Prior art date
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Pending
Application number
EP23741660.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Schöneich
Alexander Theile
Daniel Betz
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Mercedes Benz Group AG
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Publication date
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    • B60Q1/268—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic mounted on parts having other functions on windscreens or windows
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    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0095—Light guides as housings, housing portions, shelves, doors, tiles, windows, or the like

Definitions

  • the invention relates to a light assembly for illuminating surfaces and/or light media according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1.
  • the surface can be, for example, a window pane or another glass or plexiglass pane.
  • the illustration can be any type of light signal and/or warning sign generated by light beams.
  • the light signal or warning can be projected, for example, on a window pane of a motor vehicle.
  • US 2018 008 6028 A shows a light source that is coupled to the glazing of a vehicle.
  • the light source is a diode and is located on the side next to the glazing.
  • a diffuser or a reflector is arranged on a surface of the glazing and spaced from the light source. The light from the light source is introduced into the glazing via an edge surface and extracted or discharged from the glazing via the diffuser.
  • the object of the present invention is to create an improved lighting assembly for illuminating surfaces and/or light media, which overcomes the aforementioned disadvantages.
  • a light source, a circuit board and at least one lens are arranged in a housing, with at least one holding element being provided which enables the housing to be fastened to a glass carrier in a precise position.
  • space-related restrictions can be avoided because all elements are arranged compactly in one housing. For example, an increase in lighting efficiency can be achieved through optimized position tolerance and through optimized reflector properties, since only a compact element, i.e. H. the housing to which glass support must be attached.
  • the at least one holding element serves in particular as a mold receptacle for the housing, with the targeted application of force of the at least one holding element on the housing making it possible to fix the housing, in particular by clamping.
  • Industrial alignment and tolerance compensation of the components can also be carried out using targeted force.
  • the light assembly for illuminating surfaces and/or light media comprises at least one light source, a circuit board, at least one lens and at least one reflector element. All of these elements, except for the reflector element, are arranged completely in the housing.
  • the at least one lens serves for optical light distribution and can be designed as a microlens.
  • the reflector element contacts this Light guide element and is therefore also directly connected to the housing of the light assembly. This makes subsequent replacement easy and flexible without damaging the optically relevant surfaces of the glass carrier.
  • there is no need to pre-assemble the glass carrier for example by cleaning or treating the surface, since the housing can be easily removed from the at least one holding element without additional components and attachments and can therefore be easily replaced.
  • a light-guiding element can preferably be arranged in the housing.
  • the light-guiding element contacts in particular the circuit board and is in particular completely surrounded by the housing on at least one side and delimited on at least one other side by the reflector element and the glass carrier. This makes it possible in particular to prevent light rays from escaping, since the housing forms a shielding cover outside the glass carrier.
  • the circuit board and/or the housing have a white surface. This allows the reflection properties to be increased or improved. This leads to an increase in the efficiency of the entire system. In contrast to a white surface, it may also be sufficient to make the surfaces of the circuit board and/or the housing relatively light.
  • the at least one holding element is glued and/or clamped to the housing.
  • the housing with the holding element is fixed to the glass carrier, in which the holding element is firmly connected to the glass carrier and the housing is held in a clamping manner on the holding elements. This makes it easy to replace the Housing, and thus the complete lighting assembly, can be carried out. This enables a cost-effective service option.
  • Fig. 1 shows a possible embodiment of the light assembly
  • the housing 5 is held via two holding elements 6, the holding elements 6 being designed in the shape of a hook.
  • each of the holding elements 6 is L-shaped, with the holding elements 6 being arranged mirrored to one another.
  • a restoring force is illustrated by an arrowhead shown at a free end of each holding element, the housing 5 being held in a clamping manner by the two holding elements 6.
  • the described embodiment variants of the light assembly 1 in Figures 1 to 3 can also be combined with one another, so that various possibilities arise.
  • the embodiment according to FIG. 3 can be designed without a glass carrier 7′.
  • the arrangement and number of lenses 3 can vary.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lichtbaugruppe (1) zur Illumination von Flächen und/oder Lichtmedien, mit einer Lichtquelle (2), einer Leiterplatte (11), zumindest einer Linse (3) und zumindest einem Reflektorelement (4). Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (2), die Leiterplatte (9) und die zumindest eine Linse (3) in einem Gehäuse (5) angeordnet sind, wobei zumindest ein Halteelement (6) vorgesehen ist, das eine positionsgenaue Befestigung des Gehäuses (5) an einem Glasträger (7) ermöglicht.

Description

LICHTBAUGRUPPE ZUR ILLUMINATION VON SCHEIBEN FÜR AUTOMOBILE
Die Erfindung betrifft eine Lichtbaugruppe zur Illumination von Flächen und/oder Lichtmedien nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Prinzipiell sind Lichtbaugruppen zur Illumination von Flächen und/oder Lichtmedien aus dem Stand der Technik bekannt. Im Bereich der Automobilindustrie kann es sich bei der Fläche beispielsweise um eine Fensterscheibe oder eine andere Glas- oder Plexiglasscheibe handeln. Bei der Illustration kann es sich um jede Art eines Lichtsignals und/oder einen durch Lichtstrahlen erzeugten Warnhinweis handeln. Das Lichtsignal bzw. der Warnhinweis können beispielsweise auf einer Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs projiziert werden.
So zeigt die US 2018 008 6028 A eine Lichtquelle, die mit einer Verglasung eines Fahrzeugs gekoppelt ist. Die Lichtquelle ist eine Diode und seitlich neben der Verglasung angeordnet. Ein Diffusor bzw. ein Reflektor ist an einer Oberfläche der Verglasung und beabstandet zu der Lichtquelle angeordnet. Das Licht der Lichtquelle wird über eine Randfläche in die Verglasung eingeleitet und über den Diffusor aus der Verglasung extrahiert bzw. ausgeleitet.
Da der Diffusor bzw. der Reflektor von der Lichtquelle beanstandet angeordnet ist, ist eine exakte Ausrichtung beider Elemente unumgänglich. Nachteilig können jedoch baumraumbedingt Einschränkungen entstehen, die beispielsweise auch aus geometrischen Wölbungen im Rahmen einer gewölbten Scheibe resultieren. Ebenso können sich fertigungsbedingte Toleranzen auf das ausgeleitete bzw. extrahierte Licht aus der Verglasung auswirken, was zu einer Abweichung in der Lichterscheinung führt. Insbesondere können daher zusätzliche Bauteile notwendig sein, um eine exakte Lichtführung sicherzustellen. Insgesamt werden daher absolute Toleranzauswirkungen meist nicht mit einbezogen, wodurch die lichttechnische Effizienz verringert ist.
Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine verbesserte Lichtbaugruppe zur Illumination von Flächen und/oder Lichtmedien zu schaffen, welche die zuvor genannten Nachteile überwindet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Lichtbaugruppe mit den Merkmalen im Anspruch 1 und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.
Im Kern der erfindungsgemäßen Lichtbaugruppe sind eine Lichtquelle, eine Leiterplatte und zumindest eine Linse in einem Gehäuse angeordnet, wobei zumindest ein Halteelement vorgesehen ist, das eine positionsgenaue Befestigung des Gehäuses an einem Glasträger ermöglicht. Vorteilhafterweise können dadurch bauraumbedingte Einschränkungen umgangen werden, da alle Elemente kompakt in einem Gehäuse angeordnet sind. Beispielsweise können eine Erhöhung der lichttechnischen Effizienz durch eine optimierte Positionstoleranz und durch optimierte Reflektoreigenschaften erreicht werden, da lediglich ein kompaktes Element, d. h. das Gehäuse, an dem Glasträger befestigt werden muss.
Das zumindest eine Halteelement dient insbesondere als Formaufnahme für das Gehäuse, wobei durch gezielte Krafteinwirkung des zumindest einen Halteelements auf das Gehäuse eine Fixierung des Gehäuses, insbesondere durch Klemmung, ermöglicht werden kann. Mittels einer gezielten Krafteinwirkung kann ebenso ein industrielles Ausrichten sowie ein Toleranzausgleich der Komponenten erfolgen.
Die Lichtbaugruppe zur Illumination von Flächen und/oder Lichtmedien umfasst zumindest einer Lichtquelle, eine Leiterplatte, zumindest eine Linse und zumindest ein Reflektorelement. Alle diese Elemente, bis auf das Reflektorelement, sind komplett in dem Gehäuse angeordnet. Die zumindest eine Linse dient zur optischen Lichtverteilung und kann als Mikrolinse ausgebildet sein. Das Reflektorelement kontaktiert das Lichtleitelement und ist dadurch ebenso mit dem Gehäuse der Lichtbaugruppe direkt verbunden. Dadurch ist eine nachträgliche Austauschbarkeit einfach und flexibel möglich, ohne die optisch relevanten Oberflächen des Glasträgers zu beschädigen. Ebenso kann ein Vorkonfektionieren des Glasträgers, beispielsweise durch Reinigen oder Behandeln der Oberfläche, entfallen, da das Gehäuse von dem zumindest einen Halteelement ohne zusätzliche Komponenten und Anbauteile einfach entfernt und damit einfach ausgewechselt werden kann.
Bevorzugt kann ein Lichtleitelement in dem Gehäuse angeordnet sein. Das Lichtleitelement kontaktiert insbesondere die Leiterplatte und ist insbesondere an zumindest einer Seite vollständig von dem Gehäuse umgeben und and zumindest einer anderen Seite von dem Reflektorelement und dem Glasträger begrenzt. Dadurch kann insbesondere ein Entweichen von Lichtstrahlen verhindert werden, da das Gehäuse eine abschirmende Hülle außerhalb des Glasträgers ausbildet.
Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee kann es dabei vorgesehen sein, dass das Reflektorelement das Lichtleitelement kontaktiert. Das Reflektorelement ist insbesondere an einem Seitenbereich der Lichtbaugruppe angeordnet, wenn das Gehäuse von dem zumindest einen Halteelement an dem Glasträger gehalten wird. Dadurch ist es im selben Bereich wie das Gehäuse an dem Glasträger angeordnet.
Dabei kann es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Leiterplatte und/oder das Gehäuse eine weiße Oberfläche aufweisen. Dadurch können die Reflexionseigenschaften erhöht bzw. verbessert werden. Dies führt zu einer Steigerung der Effizienz des Gesamtsystems. Abweichend von einer weißen Oberfläche kann es ebenso ausreichend sein, die Oberflächen der Leiterplatte und/oder des Gehäuses relativ hell auszuführen.
Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee kann es dabei vorgesehen sein, dass das zumindest eine Halteelement mit dem Gehäuse verklebt und/oder geklemmt ist. Vorteilhafterweise wird das Gehäuse mit dem Halteelement an dem Glasträger fixiert, in dem das Halteelement fest mit dem Glasträgers verbunden und das Gehäuse an dem Halteelemente klemmend gehalten wird. Dadurch kann ein einfacher Austausch des Gehäuses, und damit der kompletten Lichtbaugruppe, durchgeführt werden. Dies ermöglicht eine kostengünstige Servicemöglichkeit.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann es vorsehen, dass zwei Halteelemente umfasst sind, die an zwei gegenüberliegenden Seiten an dem Gehäuse angeordnet sind. Dadurch kann das Gehäuse zwischen den zwei Halteelementen klemmend gehalten werden. Beispielsweise können die Halteelemente derart mit dem Glasträgers fixiert sein, dass diese eine Druckkraft auf das Gehäuse ausüben, wenn sich das Gehäuse zwischen den Halteelementen befindet.
Dabei kann es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass das zumindest eine Halteelement an dem Glasträger ortsgenau anbringbar ist. Dadurch ist eine exakte Positionierung des Gehäuses, und damit der Lichtbaugruppe, an dem Glasträgers möglich. Bei Festlegung der Position, an welche das Gehäuse befestigt werden soll, können dadurch Wölbungen des Glasträgers, wie beispielsweise die Wölbungen der Scheibe eines Fahrzeugs, mit einberechnet werden.
Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee kann es dabei vorgesehen sein, dass die zwei Halteelemente mit dem Glasträger in einer vorbestimmten Position unlösbar verklebbar sind. Insbesondere ist das zumindest eine Halteelement, beispielsweise beide Halteelemente, mit dem Glasträgers unlösbar verklebt. Dadurch kann die Position unverändert beibehalten werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann es vorsehen, dass die Halteelemente jeweils hakenförmig ausgebildet sind, wobei das Gehäuse zwischen den zwei Halteelementen klemmend gehalten und fixiert werden kann. Als Hakenform kann beispielsweise auch eine L-Form verstanden werden, wobei jedes Hakenelement zwei, insbesondere rechtwinklig zueinander abgewinkelte, Abschnitte aufweist. Einer der Abschnitte kann entlang einer ersten Seitenfläche des Gehäuses verlaufen, der zweite Abschnitt entlang einer benachbarten Seitenfläche des Gehäuses. Der zweite Abschnitt weist insbesondere ein freies Ende auf, sodass jedes der Halteelemente elastisch bewegbar ausgebildet sein kann. Die Halteelemente können beispielsweise Metall und/oder Plastik enthalten. Dabei kann es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass das zumindest eine Halteelement eine Rückstellkraft auf das Gehäuse ausübt, um dieses positionsgenaue zu Befestigung und zu Halten. Dabei können insbesondere zwei L- förmig ausgebildete Halteelemente gespiegelt zueinander ausgeführt sein, sodass die beiden Rückstellkräfte der beiden Halteelemente aufeinander ausgerichtet sind. Dadurch kann eine Klemmkraft der beiden Halteelemente auf das dazwischen angeordnete Gehäuse ausgeübt werden.
Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Lichtbaugruppe ergeben sich ferner aus den restlichen abhängigen Unteransprüchen und werden anhand der Ausführungsbeispiele deutlich, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben werden.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine mögliche Ausführungsform der Lichtbaugruppe;
Fig. 2 eine weitere mögliche Ausführungsform der Lichtbaugruppe;
Fig. 3 eine weitere mögliche Ausführungsform der Lichtbaugruppe.
In der Darstellung der Fig. 1 ist eine mögliche Ausführungsform der Lichtbaugruppe 1 gezeigt. Eine Lichtquelle 2, eine Leiterplatte 9 sowie mehrere Linsen 3 sind innerhalb eines Gehäuses 5 angeordnet. Des Weiteren ist ein Lichtleitelement 8 derart innerhalb des Gehäuses 5 angeordnet, dass dieses von einer Seite von dem Gehäuse 5, und von zumindest einer weiteren Seite von einem Reflektorelement 4 begrenzt wird. Das Reflektorelement 4 befindet sich an zumindest einem Glasträgers 7, wobei in dieser Ausführungsform ein weiterer Glasträgers 7‘ vorgesehen ist. Das Reflektorelement 4 ist zumindest teilweise zwischen diesen beiden Glasträgern 7, 7‘ angeordnet, wobei der Glasträger 7‘ beispielsweise ein Polymethylmethacrylat (PMMA) oder ein Polycarbonat (PC) enthalten kann. Ebenso ist eine Ausführung aus Glas denkbar.
Der Glasträgers 7 dient zur Einleitung von Lichtstrahlen 10 und ist insbesondere lichtleitend ausgeführt. Die Lichtquelle 2 kann beispielsweise als LED ausgeführt sein, beispielsweise als zumindest eine side-emitting oder top-emitting LED. Von der Lichtquelle 2 werden die Lichtstrahlen 10 durch die mehrere Linsen 3 sowie durch das Lichtleitelement 8 bis zum Reflektorelement 4 geführt. Dort reflektieren die Lichtstrahlen 6 und werden in den Glasträgers 7 eingeleitet.
Insbesondere durch einen randseitigen Gehäuseabschnitt 5‘ kann ein ungewolltes Abstrahlen der Lichtstrahlen 10 außerhalb der Lichtbaugruppe 1 verhindert werden. Da die Gesamtheit der Komponenten innerhalb des Gehäuses 5 abgeschlossen angeordnet ist, sind quasi die optischen Funktionen vollständig in dem Gehäuse 5 angeordnet. Dadurch kann eine Steigerung der lichttechnischen Effizienz sowie ein Toleranzausgleich erfolgen. Des Weiteren kann die Lichtbaugruppe 1 als kompaktes Bauelement platzsparend angeordnet werden.
Das Gehäuse 5 kann aus einem Thermoplast ausgebildet sein und Stege sowie Hohlräume enthalten. Die Stege können Halter bzw. Lagerungen für die Komponenten, wie die Leiterplatte 9 und/oder die Lichtquelle 2, ausbilden.
Das Gehäuse 5 wird in dieser Ausführungsform über zwei Halteelemente 6 gehalten, wobei die Halteelemente 6 hakenförmig ausgeführt sind. Insbesondere ist jedes der Halteelemente 6 L-förmig ausgebildet, wobei die Halteelemente 6 gespiegelt zueinander angeordnet sind. Eine Rückstellkraft ist durch eine an einem freien Ende jedes Halteelements dargestellte Pfeilspitze veranschaulicht, wobei das Gehäuse 5 durch die beiden Halteelemente 6 klemmend gehalten wird.
Eine weitere Ausführungsvariante der Lichtbaugruppe 1 ist in Fig. 2 zu erkennen. Dieselben Bauteile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen, sodass hierauf im Detail nicht weiter eingegangen werden muss. Im Unterschied zu Fig. 1 ist hier der Glasträger 7‘ nicht vorhanden. Die Lichtstrahlen 10 können trotzdem über das Reflektorelement 4 in den Glasträgers 7 eingeleitet werden. Der Glasträgers 7‘ hat daher eine Schutzfunktion, insbesondere als Schutzschicht, jedoch insbesondere nicht als lichtleitende Schicht.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der Lichtbaugruppe dargestellt. Im Unterschied zu der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 sind die Linsen 3 an einer anderen Position in dem Gehäuse bzw. an einer anderen Position bzgl. der Lichtquelle 2 angeordnet. Dadurch kann eine im Vergleich zu den Figuren 1 und 2 abweichende Lichteinleitung der Lichtstrahlen 10 in den Glasträger 7 erfolgen.
Selbstverständlich lassen sich die beschriebenen Ausführungsvarianten der Lichtbaugruppe 1 in den Figuren 1 bis 3 auch untereinander kombinieren, sodass verschiedene Möglichkeiten entstehen. So kann beispielsweise die Ausführung nach Figur 3 ohne Glasträgers 7‘ ausgeführt sein. Weiterhin können beispielsweise die Anordnung und die Anzahl der Linsen 3 variieren.

Claims

Patentansprüche Lichtbaugruppe (1) zur Illumination von Flächen und/oder Lichtmedien, mit einer Lichtquelle (2), einer Leiterplatte (11), zumindest einer Linse (3) und zumindest einem Reflektorelement (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (2), die Leiterplatte (9) und die zumindest eine Linse (3) in einem Gehäuse (5) angeordnet sind, wobei zumindest ein Halteelement (6) vorgesehen ist, das eine positionsgenaue Befestigung des Gehäuses (5) an einem Glasträger (7) ermöglicht. Lichtbaugruppe (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Lichtleitelement (8) in dem Gehäuse (5) angeordnet ist. Lichtbaugruppe (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektorelement (4) das Lichtleitelement (8) kontaktiert. Lichtbaugruppe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (9) und/oder das Gehäuse (5) eine weiße Oberfläche aufweisen. Lichtbaugruppe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Halteelement (6) mit dem Gehäuse (5) verklebt und/oder geklemmt ist. Lichtbaugruppe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Halteelemente (6) umfasst sind, die an zwei gegenüberliegenden Seiten an dem Gehäuse (5) angeordnet sind. Lichtbaugruppe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Halteelement (6) an dem Glasträger (7) ortsgenau anbringbar ist. Lichtbaugruppe (1) nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Halteelemente (6) mit dem Glasträger (7) in einer vorbestimmten Position unlösbar verklebbar sind. Lichtbaugruppe (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das die Halteelemente (6) jeweils hakenförmig ausgebildet sind, wobei das Gehäuse (5) zwischen den zwei Halteelementen (6) klemmend gehalten und fixiert werden kann. Lichtbaugruppe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Halteelement (6) eine Rückstellkraft auf das Gehäuse (6) ausübt, um dieses positionsgenau zu Befestigung und zu Halten.
EP23741660.7A 2022-09-09 2023-07-11 Lichtbaugruppe zur illumination von scheiben für automobile Pending EP4584124A1 (de)

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