WO2013127632A1 - Beleuchtungseinrichtung - Google Patents

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WO2013127632A1
WO2013127632A1 PCT/EP2013/052878 EP2013052878W WO2013127632A1 WO 2013127632 A1 WO2013127632 A1 WO 2013127632A1 EP 2013052878 W EP2013052878 W EP 2013052878W WO 2013127632 A1 WO2013127632 A1 WO 2013127632A1
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semiconductor light
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carrier
lighting device
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PCT/EP2013/052878
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Gerhard Behr
Stephan Schwaiger
Philipp Helbig
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Osram Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a lighting device according to the preamble of claim 1.
  • Such a lighting device is disclosed, for example, in WO 2006/066530 Al. Loading this writing writes a lighting device with a semiconductor light source module and an optical system mounted on the front ⁇ side of a common support. Insbeson ⁇ particular, the optics on a plurality of ball pins which extend through bores in accurately fitting Halbleiterlicht provokenmo- dul and in the carrier.
  • the illumination device has a semiconductor light source module and an optical system as well as a common carrier for the semiconductor light source module and the optical system, wherein the optical system is mounted on a front side of the carrier by means of at least one dowel pin which extends into a fitting of the semiconductor light source module.
  • the semiconductor ⁇ light source module on one of the front hindered ⁇ constricting back of the carrier, and the at least one alignment pin protrudes through an opening in the carrier and extends into the accurately fitting bore of the semiconductor light source module, wherein the at least one dowel pin forms a heel, which abuts against a resting on the back of the support surface of the semiconductor light source module.
  • passge ⁇ right hole means that the diameter of the bore at least one dowel pin is suitable meet voted from ⁇ on the diameter of the plug in the bore of the portion. That is, the diameter of the passgerech- th hole in the semiconductor light source module corresponds to the diameter of the arranged in the mating bore portion of the at least one dowel pin.
  • the opening in the carrier and the fitting hole in the semiconductor light source module and the arrangement of optics and Halblichtquel ⁇ Lenmodul on different sides of the carrier can be replaced in the illumination device according to the invention, the semiconductor light source module in a simple manner without first having the optics or other parts of the Lighting device according to the invention must be dismantled for this purpose.
  • the at least one dowel pin in cooperation with the pass ⁇ just bore in the semiconductor light source module allows exact alignment or adjustment of the optics with respect to the semiconductor light source module.
  • the dowel pin determines the height of the optics on the support surface of the semiconductor light source module and defined by the fitting bore in the semiconductor light source module, the orientation and position of the optics with respect to the semiconductor light source module in a plane parallel to the support surface.
  • the at least one dowel pin is integrally formed with the optic. This allows the min- be used least one dowel pin not only for adjustment, but as a means for fixing the optics on Halbleiterlichtquel ⁇ lenmodul. Further characterized the Ferti ⁇ supply is simplified, as can be manufactured simultaneously with the optics in the same manufacturing step dowel.
  • the at least one dowel pin is hollow and has a screw thread for receiving a screw. As a result, the at least one dowel pin can additionally be used to attach the optics to the semiconductor light source module.
  • the at least one dowel pin protrudes from the bore in the semiconductor light source module from a side facing away from the Auflageflä ⁇ che side of the semiconductor light source module out and protruding from the hole in the semiconductor light source module portion of the dowel pin is provided with ei ⁇ nem screw thread for a nut.
  • the inventive BL LEVEL ⁇ processing device in first fixing means provided for fixing the bearing surface of Halbleiterlichtettesnmo- duls at the back of the wearer.
  • Example ⁇ example can be designed as a screw ⁇ connection between the semiconductor light source module and optics, or as a clamping device which presses the semi-conductor light source module ⁇ with its contact surface to the backside of the support the first securing means.
  • the screw connection has over the clamping device the advantage that with their help, a comparatively high contact pressure between the semiconductor light source module and the carrier can be achieved and thus a good thermal coupling between the semiconductor light source module and carrier is made possible.
  • second fastening means are provided which serve to fix the optics on the carrier.
  • These second fastening means allow the optics to be fixed to the carrier independently of the at least one dowel pin and to ensure that the connection between the optics and the carrier remains in the case of a dismantled semiconductor light source module.
  • the second fastening means as Be ⁇ snap or detent connection are be- see optics and carrier be formed. The snap or locking connection allows a fixation of the optics on the carrier in an already roughly aligned alignment.
  • the support of the illumination device according to the invention advantageously has a recess for receiving a section of the semiconductor light source module provided with semiconductor light sources. This makes it possible ⁇ light that equipped with the semiconductor light sources portion of the semiconductor light source module extends to the front of the carrier, so that the light emitted from the semiconductor light sources light impinges on the arranged on the front of the carrier optics.
  • the carrier of the illumination device according to the invention is designed as a heat sink. This can ensures an effective cooling of the Halbleiterlichtánnmo ⁇ duls, since the heat generated by the semiconductor light source module ⁇ is discharged to the environment by means of the heat sink.
  • the semiconductor light source module of the illumination unit according to the invention Be ⁇ preferably has a heat sink on which the semiconductor light sources are arranged.
  • the bearing surface of the Halbleiterlichtquel ⁇ lenmoduls is formed as part of the heat sink.
  • the above offer screw connections described between the semiconductor light source module and the carrier by means of at least one dowel the ability to generate a high contact pressure between the support surface of the semiconductor light source module and the back of the carrier and thereby ei ⁇ ne good thermal coupling between Halbleitlichtquel ⁇ Lenmodul and carrier to achieve.
  • the heat sink is preferably made of metal, wherein ⁇ game as copper or aluminum, or of ceramic, aluminum nitride game as examples in order to ensure a good Thermal conductivity ⁇ ness.
  • the designed as a heat sink carrier is preferably made of metal, such as aluminum, to ensure good thermal conductivity ⁇ afford and is preferably provided with cooling fins to achieve a large surface area, which is in contact with the ambient air for the purpose of cooling.
  • the semiconductor light source module of the illumination device has electrical components of an operating device for the semiconductor light sources.
  • the semiconductor light source module can be connected directly to the mains voltage, for example the vehicle electrical system voltage of a motor vehicle.
  • the electrical components of the operating device are arranged on the heat sink of the semiconductor light source module in order to be able to dissipate the heat generated by the electrical components of the operating device also via the heat sink to the carrier designed as a heat sink.
  • Figure 1 shows a longitudinal section through the illumination device according to the preferred embodiment of the invention in a schematic representation with sectional plane in the range of two dowel pins
  • FIG. 2 shows a cross section through the illumination device depicted in FIG. 1 in a schematic representation with a sectional plane in the region of a dowel pin
  • Figure 3 shows a detail of Figure 1 with an enlarged view of a dowel pin
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through the optics of FIG
  • FIG. 5 shows a cross section through the selectbil ⁇ Deten in Figure 1 lighting device in a schematic view with sectional plane in the region of the fastening of the semiconductor light source module and carrier
  • FIG. 6 shows a longitudinal section through the substitutebil in Figure 1 ⁇ finished illumination device in a schematic view with sectional plane in the region of the fastening of optical and carrier 7 is a rear view of the lighting device depicted in Figure 1 in a perspective view
  • FIG. 8 shows a front view of the illumination device depicted in FIG. 1 in perspective view
  • the lighting device illustrated in FIGS. 1 to 8 is a lighting device which is provided for use in the headlight of a motor vehicle.
  • This lighting device has as essential components a semiconductor light source module 1, an optic 2 and a common carrier 3 for the semiconductor light source module 1 and the optics 2.
  • the carrier 3 is formed by a rectangular aluminum plate, which has a flat front side 31 and a remindsei ⁇ te 32 and at the rear 32 cooling fins 30 are arranged.
  • the carrier 3 has on a longitudinal edge a recess 33 for receiving the Halbleiterlichtquel ⁇ lenmoduls 1.
  • the carrier 3 serves as a heat sink for the semiconductor light source module 1 and is therefore sometimes referred to below as the heat sink 3.
  • In the carrier three openings 34 are mounted for each a dowel pin 23 of the optics 2.
  • the three openings 34 in Trä ⁇ gers 3 are arranged in the manner of a triangle on the front side 31 of the support 3. That is, the three through ⁇ holes 34 formed on the front side 31 of the carrier 3, the corner points of a notional triangle.
  • the optical system 2 is configured as a reflector to the light emitted from the semiconductor light source module 1 to the light reflectors ⁇ animals.
  • the optic 2 is cup-shaped, shaped with a substantially parabolic curvature. She has a light reflective surface 21, which faces the semiconductor light ⁇ sources of the semiconductor light source module 1.
  • the light-reflecting surface 21 is arranged on the inside ⁇ side of the shell-like optics 2.
  • the third dowel pin 23 shown only very schematically in FIG.
  • the optic 2 is arranged on the front side 31 of the support 3 and its three dowel pins 23 each protrude through an opening 34 in FIG Carrier 3 through.
  • the three dowel pins 23 each have two portions 231, 232 with differentgeber barnmes ⁇ ser.
  • the first portion 231 is formed on the outer side 22 of the lens 2 and the second portion 232 immediately adjoins the first portion 231 and forms the free end of the respective dowel pin 23.
  • each dowel 23 On transition from the first portion 231 to the second portion 232 forms each dowel 23 a shoulder 230, which is caused depending ⁇ wells by the different outside diameters of the two portions 231, 232nd
  • the outer ⁇ diameter of the second paragraph 232 is smaller at each dowel 23 than the outer diameter of its first portion 231.
  • the first portion 231 of dowel pins 23 in each case projects through the corresponding aperture 34 in the carrier 3 passes, so that the second portion 232 of the dowel pins 23 respectively at the back 32 of the carrier 3 stands out.
  • the optic 2 To fix the optic 2 to the support 3, the optic 2 is provided with two spring-trained Schnappha ⁇ ken 24, which are integrally formed on the outside 22 of the optic 2 and each behind in a recess 35 of the support 3 on its back 32.
  • the buildin ⁇ account the optical system 2 by means of the snap-hook 24 is shown schematically in Figures 5 and 6.
  • the semiconductor light source module 1 has a heat sink 10 made of aluminum with a first wedge-like section 11, on the surface 110 of which a mounting plate 4 with five light-emitting diode chips 40 arranged in a row is mounted.
  • the LED chips 40 emit ⁇ animals white light during operation.
  • the mounting plate 4 is formed ⁇ excluded, for example, as a metal core circuit board.
  • electrical components 10 mounted a loading ⁇ driving device for the light emitting diode chips 40 on a surface of the heat sink.
  • the first section 11 of the semiconductor light source module 10 is arranged in the recess 33 of the carrier 3 and projects beyond the front side 31 of the carrier 3, so that the light-emitting diode chips 40 are arranged substantially at the focal point of the parabolic optic 2 and the light emitted by the light-emitting diode chips 40 on the Light re ⁇ inflecting inside 21 of the optic 2 meets.
  • the heat sink 10 further has a second, plate-like ⁇ formed portion 12 which is angled perpendicular to the first portion 11.
  • the second, plate-like Ab ⁇ section 12 of the heat sink 10 forms a bearing surface 120, which rests against the back 32 of the support 3.
  • the second, plate-like section 12 of the heat Ke 10 are three mating holes 121 arranged for each one of the three dowel pins 23 of the optics 2.
  • the diameter of the holes 121 is in each case matched to the outer diameter of the second portion 232 of the corresponding dowel pin 23, so that the second portion 232 of the dowel pins 23 respectively fits exactly into the corresponding bore 121.
  • the diameter of the holes 121 is thus smaller than the outer diameter of the first portion 231 of the dowel pins 23.
  • the second portion 232 of the three dowel pins 23 extending respectively into the corresponding bore 121 in the second, plattenarti ⁇ gen portion 12 of the heat sink 10, so that the shoulder 230 of the respective rests against the support surface 120 of the second, plate-like portion 12 of the heat sink 10.
  • this fact is shown schematically. Therefore, the paragraph 230 of dowel pins 23 determines the height of the optical system 2 to the bearing surface 120 of the two ⁇ th, plate-like portion 12 of the heat sink 10 and thus the height position of the optical system 2 with respect to the light-emitting diodes denchips 40.
  • the spatial position and orientation of the optical system 2 with respect to the light-emitting diode chips 40 in directions paral ⁇ lel to the bearing surface 120 is determined by the position of the three holes 121. Since the outer diameter of the second portion 232 of the three dowel pins 23 is matched in each case to the diameter of the corresponding bore 121, the dowel pins 23 are each arranged free of play in the ent ⁇ speaking bore 121st To fix the optical system 2 to the semiconductor light source module 1 from the back side 32 of the carrier 3 or by a ge Chemistry of the Aufla- 120 facing away from rear side 122 of the second Ab ⁇ section 12 of the heat sink 10 each having a screw 5 is in each of the three holes 121 is inserted and bolted to the screw thread in the corresponding hollow dowel pin 23.
  • the shoulder 230 of the corresponding dowel pin 23 is pressed against the support surface 120 of the second portion 12 of the heat sink 10.
  • two further screws 6 are provided, which are inserted into screw holes on the back 122 of the second, plate-like portion 12 of the heat sink 10 and are screwed with corresponding screw holes in the carrier 3.
  • a bushing 7 is also arranged, which contains the electrical Kontak ⁇ te for powering the semiconductor light source module 1 and is provided for receiving a plug.
  • the semiconductor light source module 1 is supplied with the vehicle electrical system voltage of the motor vehicle.
  • three fastening devices 8 projecting beyond the side edges of the carrier 3 are furthermore arranged, which serve for mounting the illumination device in a motor vehicle.
  • the screws 5 and 6 are released on the rear side 122 of the second, plate-like section 12 of the heat sink 10 of the semiconductor light source module 1.
  • the half ⁇ conductor light source module 1 can be detached from the back 32 of the Trä ⁇ gers 3, by being subtracted from the extending into the bores 121 second portions 232 of the locating pins 23rd
  • the optics 2 is after removing the screws 5 and the semiconductor light source Module 1 by means of the snap hooks 24 and the plug-in pins 34 in the passages 23 on the carrier 3 still sufficiently fixed so that they can not be detached from the carrier 3.
  • the assembly of the new semiconductor light source module 1 is done in the reverse order as the De ⁇ assembly.
  • the semiconductor light source module 1 may have a primary optics additionally disposed immediately above the light emitting diode chips 40 and 40 emit ⁇ benefited from the light emitting diode chip to the light reflecting inner side 21 of the optical system 2 guides.
  • This primary optics may be, for example, an optical lens or an optical concentrator.
  • the semiconductor light sources of Halbleiterlichtánnmo ⁇ duls 1 may also have to ⁇ broader light sources such as Superlumineszenzdio ⁇ or laser diodes instead of the LED chip 40th
  • the optics 2 may have other shapes than the shell-like according to the preferred embodiment.
  • the light-reflecting surface 21 of the optics may be partially or completely coated with phosphor.
  • the dowel pins 23 of the optics 2 do not necessarily have to be hollow.
  • the second portions 232 of the dowel pins 23 may be easilybil ⁇ det that they protrude through the corresponding bore 121 in the second portion 12 of the heat sink 10 of the semiconductor light source ⁇ module 1 and protruding on the back 122 of the heat sink 10 part of the second th Section 232 of the dowel pins has a screw thread points, on which a nut can be screwed to screw the semiconductor light source module 1 with the optics 2.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung mit einem Halbleiterlichtquellenmodul (1) und einer Optik (2) sowie einem gemeinsamen Träger (3) für das Halbleiterlichtquellenmodul (1) und die Optik (2), wobei die Optik (2) auf einer Vorderseite (31) des Trägers (3) montiert ist und mindestens einen Passstift (23) aufweist, der sich in eine passgerechte Bohrung (121) im Halbleiterlichtquellenmodul (1) erstreckt, wobei - das Halbleiterlichtquellenmodul (1) an einer der Vorderseite (31) gegenüberliegenden Rückseite (32) des Trägers (3) anliegt, - der mindestens eine Passstift (23) durch einen Durchbruch (34) im Träger (3) hindurchragt und sich in die passgerechte Bohrung (121) des Halbleiterlichtquellenmoduls (1) erstreckt, und - der mindestens eine Passstift (23) einen Absatz (230) ausbildet, der an einer an der Rückseite (32) des Trägers (3) anliegenden Auflagefläche (120) des Halbleiterlichtquellenmoduls (1) anliegt.

Description

Beleuchtungseinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
I . Stand der Technik
Eine derartige Beleuchtungseinrichtung ist beispielsweise in der WO 2006/066530 AI offenbart. Diese Schrift be- schreibt eine Beleuchtungseinrichtung mit einem Halbleiterlichtquellenmodul und einer Optik, die auf der Vorder¬ seite eines gemeinsamen Trägers montiert sind. Insbeson¬ dere weist die Optik mehrere Passstifte auf, die sich durch passgerechte Bohrungen im Halbleiterlichtquellenmo- dul und im Träger erstrecken.
Die in der WO 2006/066530 AI offenbarte Konstruktion er¬ laubt keinen einfachen Austausch des Halbleiterlichtquel¬ lenmoduls .
I I . Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Be- leuchtungseinrichtung bereitzustellen, die auf einfache Weise einen Austausch des Halbleiterlichtquellenmoduls erlaubt und eine Justage des Halbleiterlichtquellenmoduls bezüglich der Optik ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Beleuch- tungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung besitzt ein Halbleiterlichtquellenmodul und eine Optik sowie einem gemeinsamen Träger für das Halbleiterlichtquellenmodul und die Optik, wobei die Optik auf einer Vorderseite des Trägers mittels mindestens eines Passstifts montiert ist, der sich in eine passgerechte des Halbleiterlichtquellenmoduls erstreckt. Erfindungsgemäß liegt das Halbleiter¬ lichtquellenmodul an einer der Vorderseite gegenüberlie¬ genden Rückseite des Trägers an, und der mindestens eine Passstift ragt durch einen Durchbruch in dem Träger hindurch und erstreckt sich in die passgerechte Bohrung des Halbleiterlichtquellenmoduls, wobei der mindestens eine Passstift einen Absatz ausbildet, der an einer an der Rückseite des Trägers anliegenden Auflagefläche des Halb- leiterlichtquellenmoduls anliegt. Der Begriff "passge¬ rechte Bohrung" bedeutet, dass der Durchmesser der Bohrung passgerecht auf den Durchmesser des in der Bohrung steckenden Abschnitts des mindestens einen Passstifts ab¬ gestimmt ist. Das heißt, der Durchmesser der passgerech- ten Bohrung im Halbleiterlichtquellenmodul entspricht dem Durchmesser des in der passgerechten Bohrung angeordneten Abschnitts des mindestens einen Passstifts.
Aufgrund der oben beschriebenen, speziellen Konstruktion des mindestens einen Passstifts, des Durchbruchs im Trä- ger und der passgerechten Bohrung im Halbleiterlichtquellenmodul sowie der Anordnung von Optik und Halblichtquel¬ lenmodul an unterschiedlichen Seiten des Trägers kann bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung das Halbleiterlichtquellenmodul auf einfache Weise ausgewechselt werden, ohne dass zuvor die Optik oder andere Teile der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung für diesen Zweck demontiert werden müssen. Außerdem ermöglicht der mindestens eine Passstift im Zusammenwirken mit der pass¬ gerechten Bohrung im Halbleiterlichtquellenmodul eine ex- akte Ausrichtung bzw. Justage der Optik bezüglich des Halbleiterlichtquellenmoduls. Insbesondere wird mittels des Absatzes des Passstifts die Höhe der Optik über der Auflagefläche des Halbleiterlichtquellenmoduls festgelegt und mittels der passgerechten Bohrung im Halbleiterlicht- quellenmodul die Ausrichtung und Lage der Optik bezüglich des Halbleiterlichtquellenmoduls in einer Ebene parallel zur Auflagefläche definiert.
Vorteilhafterweise ist der mindestens eine Passstift ein¬ teilig mit der Optik ausgebildet. Dadurch kann der min- destens eine Passstift nicht nur zur Justage, sondern als Mittel zur Befestigung der Optik am Halbleiterlichtquel¬ lenmodul genutzt werden. Außerdem wird dadurch die Ferti¬ gung vereinfacht, da der simultan mit der Optik im gleichen Fertigungsschritt Passstift hergestellt werden kann. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der mindestens eine Passstift hohl ausgebildet und besitzt ein Schraubgewinde zur Aufnahme einer Schraube. Dadurch kann der mindestens eine Passstift zusätzlich auch zur Befestigung der Optik am Halbleiterlichtquellen- moduls genutzt werden.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ragt der mindestens eine Passstift aus der Bohrung im Halbleiterlichtquellenmodul aus einer von der Auflageflä¬ che abgewandten Seite des Halbleiterlichtquellenmoduls heraus und der aus der Bohrung im Halbleiterlichtquellenmodul herausragende Abschnitt des Passstifts ist mit ei¬ nem Schraubgewinde für eine Mutter versehen. Diese Aus¬ führungsform bietet ebenfalls die im vorstehenden Absatz genannten Vorteile des oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Vorteilhafterweise weist die erfindungsgemäße Beleuch¬ tungseinrichtung erste Befestigungsmittel auf, die zur Fixierung der Auflagefläche des Halbleiterlichtquellenmo- duls an der Rückseite des Trägers vorgesehen. Beispiels¬ weise können die ersten Befestigungsmittel als Schraub¬ verbindung zwischen Halbleiterlichtquellenmodul und Optik oder als Klemmvorrichtung ausgebildet sein, die das Halb¬ leiterlichtquellenmodul mit seiner Auflagefläche an die Rückseite des Trägers drückt. Die Schraubverbindung hat gegenüber den Klemmvorrichtung den Vorteil, dass mit ihrer Hilfe ein vergleichsweise hoher Anpressdruck zwischen Halbleiterlichtquellenmodul und Träger erzielbar ist und damit eine gute thermische Kopplung zwischen Halbleiter- lichtquellenmodul und Träger ermöglicht wird.
Vorteilhafterweise sind bei der erfindungsgemäßen Be¬ leuchtungseinrichtung zweite Befestigungsmittel vorhanden, die zur Fixierung der Optik am Träger dienen. Diese zweiten Befestigungsmittel erlauben eine Fixierung der Optik am Träger unabhängig von dem mindestens einen Passstift und gewährleisten, dass bei demontiertem Halbleiterlichtquellenmodul die Verbindung zwischen Optik und Träger bestehen bleibt. Vorzugsweise sind die zweiten Be¬ festigungsmittel als Schnapp- oder Rastverbindung zwi- sehen Optik und Träger ausgebildet sein. Die Schnapp- oder Rastverbindung ermöglicht eine Fixierung der am Optik am Träger in einer bereits grob justierten Ausrichtung .
Der Träger der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung besitzt vorteilhafterweise eine Aussparung zur Aufnahme eines mit Halbleiterlichtquellen versehenen Abschnitts des Halbleiterlichtquellenmoduls. Dadurch wird ermög¬ licht, dass der mit den Halbleiterlichtquellen bestückte Abschnitt des Halbleiterlichtquellenmoduls sich bis zur Vorderseite des Trägers erstreckt, so dass das von den Halbleiterlichtquellen emittierte Licht auf die an der Vorderseite des Trägers angeordnete Optik auftrifft.
Vorzugsweise ist der Träger der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung als Kühlkörper ausgebildet. Dadurch kann eine effektive Kühlung des Halbleiterlichtquellenmo¬ duls gewährleistet werden, da die vom Halbleiterlicht¬ quellenmodul erzeugte Wärme mittels des Kühlkörpers an die Umgebung abgeführt wird.
Das Halbleiterlichtquellenmodul der erfindungsgemäßen Be¬ leuchtungseinrichtung besitzt vorzugsweise eine Wärmesenke, auf der die Halbleiterlichtquellen angeordnet sind. Außerdem ist die Auflagefläche des Halbleiterlichtquel¬ lenmoduls als Bestandteil der Wärmesenke ausgebildet ist. Dadurch wird eine gute thermische Kopplung der Halblei¬ terlichtquellen an die Wärmesenke gewährleistet und si¬ cher gestellt, dass die von den Halbleiterlichtquellen erzeugte Wärme über die Wärmesenke und die Auflagefläche an den vorzugsweise als Kühlkörper ausgebildeten Träger abgeführt wird. In diesem Zusammenhang bieten die oben beschriebenen Schraubverbindungen zwischen Halbleiterlichtquellenmodul und Träger mittels des mindestens einen Passstifts die Möglichkeit, einen hohen Anpressdruck zwischen der Auflagefläche des Halbleiterlichtquellenmoduls und der Rückseite des Trägers zu erzeugen und dadurch ei¬ ne gute thermische Kopplung zwischen Halbleiterlichtquel¬ lenmodul und Träger zu erzielen.
Die Wärmesenke besteht vorzugsweise aus Metall, bei¬ spielsweise Kupfer oder Aluminium, oder aus Keramik, bei- spielsweise Aluminiumnitrid, um eine gute Wärmeleitfähig¬ keit zu gewährleisten. Der als Kühlkörper ausgebildete Träger besteht vorzugsweise aus Metall, beispielsweise aus Aluminium, um eine gute Wärmeleitfähigkeit zu gewähr¬ leisten und ist vorzugsweise mit Kühlrippen versehen, um eine große Oberfläche zu erzielen, die zwecks Kühlung mit der Umgebungsluft im Kontakt ist.
Vorteilhafterweise besitzt das Halbleiterlichtquellenmo¬ dul der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung elektrische Komponenten einer Betriebsvorrichtung für die Halbleiterlichtquellen. Dadurch kann das Halbleiterlichtquellenmodul unmittelbar an die Netzspannung, beispielsweise die Bordnetzspannung eines Kraftfahrzeugs, ange¬ schlossen werden. Vorzugsweise sind die elektrischen Komponenten der Betriebsvorrichtung auf der Wärmesenke des Halbleiterlichtquellenmoduls angeordnet, um die von den elektrischen Komponenten der Betriebsvorrichtung erzeugte Wärme ebenfalls über die Wärmesenke an den als Kühlkörper ausgebildeten Träger abführen zu können. III. Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 Einen Längsschnitt durch die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung mit Schnittebene im Bereich zweier Passstifte
Figur 2 Einen Querschnitt durch die in Figur 1 abgebildeten Beleuchtungseinrichtung in schematischer Darstellung mit Schnittebene im Bereich eines Passstifts
Figur 3 Einen Ausschnitt aus der Figur 1 mit vergrößerter Darstellung eines Passstifts
Figur 4 Einen Längsschnitt durch die Optik der in Figur
1 abgebildeten Beleuchtungseinrichtung
Figur 5 Einen Querschnitt durch die in Figur 1 abgebil¬ deten Beleuchtungseinrichtung in schematischer Darstellung mit Schnittebene im Bereich der Befestigung von Halbleiterlichtquellenmodul und Träger
Figur 6 Einen Längsschnitt durch die in Figur 1 abgebil¬ dete Beleuchtungseinrichtung in schematischer Darstellung mit Schnittebene im Bereich der Befestigung von Optik und Träger Figur 7 Eine Rückansicht der in Figur 1 abgebildeten Beleuchtungseinrichtung in perspektivischer Darstellung Figur 8 Eine Vorderansicht der in Figur 1 abgebildeten Beleuchtungseinrichtung in perspektivische Darstellung
Bei der in den Figuren 1 bis 8 dargestellten Beleuch- tungseinrichtung handelt es sich um eine Beleuchtungseinrichtung, die zum Einsatz im Frontscheinwerfer eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Diese Beleuchtungseinrichtung besitzt als wesentliche Komponenten ein Halbleiterlichtquellenmodul 1, eine Optik 2 und einen gemeinsamen Träger 3 für das Halbleiterlichtquellenmodul 1 und die Optik 2.
Der Träger 3 wird von einer rechteckigen Aluminiumplatte gebildet, die eine ebene Vorderseite 31 und eine Rücksei¬ te 32 aufweist und an deren Rückseite 32 Kühlrippen 30 angeordnet sind. Der Träger 3 besitzt an einer Längskante eine Aussparung 33 zur Aufnahme des Halbleiterlichtquel¬ lenmoduls 1. Der Träger 3 dient als Kühlkörper für das Halbleiterlichtquellenmodul 1 und wird daher nachfolgend gelegentlich auch als Kühlkörper 3 bezeichnet. Im Träger sind drei Durchbrüche 34 für jeweils einen Passstift 23 der Optik 2 angebracht. Die drei Durchbrüche 34 im Trä¬ gers 3 sind nach Art eines Dreiecks auf der Vorderseite 31 des Trägers 3 angeordnet. Das heißt, die drei Durch¬ brüche 34 bilden auf der Vorderseite 31 des Trägers 3 die Eckpunkte eines fiktiven Dreiecks.
Die Optik 2 ist als Reflektor ausgebildet, um das von dem Halbleiterlichtquellenmodul 1 emittierte Licht zu reflek¬ tieren. Die Optik 2 ist schalenartig, mit im wesentlichen parabolischer Krümmung geformt. Sie besitzt eine Licht reflektierende Oberfläche 21, die den Halbleiterlicht¬ quellen des Halbleiterlichtquellenmoduls 1 zugewandt ist. Die Licht reflektierende Oberfläche 21 ist auf der Innen¬ seite der schalenartigen Optik 2 angeordnet. An einer von der Innenseite 21 abgewandten Außenseite 22 der schalenartigen Optik 2 sind drei hohle Passstifte 23 angeformt, die jeweils in ihrem Inneren mit einem Schraubgewinde versehen sind und die zur Justage der räumlichen Lage und Orientierung der Optik 2 bezüglich des Halbleiterlicht- quellenmoduls 1 dienen. Der in Figur 6 nur sehr schematisch dargestellte dritte Passstift 23 besitzt dieselbe Konstruktion wie die in Figur 1 dargestellten beiden anderen Passstifte 23. Die Optik 2 ist an der Vorderseite 31 des Trägers 3 angeordnet und ihre drei Passstifte 23 ragen jeweils durch einen Durchbruch 34 in dem Träger 3 hindurch. Die drei Passstifte 23 besitzen jeweils zwei Abschnitte 231, 232 mit unterschiedlichem Außendurchmes¬ ser. Der erste Abschnitt 231 ist an der Außenseite 22 der Optik 2 angeformt und der zweite Abschnitt 232 schließt sich unmittelbar an den ersten Abschnitt 231 an und bildet das freie Ende des jeweiligen Passstifts 23. Am Über¬ gang vom ersten Abschnitt 231 zum zweiten Abschnitt 232 bildet jeder Passstift 23 einen Absatz 230 aus, der je¬ weils durch den unterschiedlichen Außendurchmesser der beiden Abschnitte 231, 232 bedingt ist. Der Außendurch¬ messer des zweiten Absatzes 232 ist bei jedem Passstift 23 kleiner als der Außendurchmesser seines ersten Abschnitts 231. Der erste Abschnitt 231 der Passstifte 23 ragt jeweils durch den entsprechenden Durchbruch 34 in dem Träger 3 hindurch, so dass der zweite Abschnitt 232 der Passstifte 23 jeweils an der Rückseite 32 des Trägers 3 herausragt. Zur Fixierung der Optik 2 an dem Träger 3 ist die Optik 2 mit zwei federnd ausgebildeten Schnappha¬ ken 24 ausgestattet, die an der Außenseite 22 der Optik 2 angeformt sind und jeweils in einer Ausnehmung 35 des Trägers 3 an seiner Rückseite 32 hinterrasten. Die Befes¬ tigung der Optik 2 mittels der Schnapphaken 24 ist schematisch in den Figuren 5 und 6 dargestellt.
Das Halbleiterlichtquellenmodul 1 besitzt eine Wärmesenke 10 aus Aluminium mit einem ersten, keilartig ausgebilde- ten Abschnitt 11, auf dessen Oberfläche 110 eine Montage¬ platte 4 mit fünf, in einer Reihe angeordneten Leuchtdiodenchips 40 montiert ist. Die Leuchtdiodenchips 40 emit¬ tieren während ihres Betriebs weißes Licht. Die Montage¬ platte 4 ist beispielsweise als Metallkernplatine ausge- bildet. Außerdem sind auf einer Oberfläche der Wärmesenke 10 elektrische Komponenten (nicht abgebildet) einer Be¬ triebsvorrichtung für die Leuchtdiodenchips 40 montiert. Der erste Abschnitt 11 des Halbleiterlichtquellenmoduls 10 ist in der Aussparung 33 des Trägers 3 angeordnet und überragt die Vorderseite 31 des Trägers 3, so dass die Leuchtdiodenchips 40 im Wesentlichen im Brennpunkt der parabolischen Optik 2 angeordnet sind und das von den Leuchtdiodenchips 40 emittierte Licht auf die Licht re¬ flektierende Innenseite 21 der Optik 2 trifft. Die Wärme- senke 10 besitzt ferner einen zweiten, plattenartig aus¬ gebildeten Abschnitt 12, der senkrecht zum ersten Abschnitt 11 abgewinkelt ist. Der zweite, plattenartige Ab¬ schnitt 12 der Wärmesenke 10 bildet eine Auflagefläche 120 aus, die an der Rückseite 32 des Trägers 3 anliegt. In dem zweiten, plattenartigen Abschnitt 12 der Wärmesen- ke 10 sind drei passgerechte Bohrungen 121 für jeweils einen der drei Passstifte 23 der Optik 2 angeordnet. Der Durchmesser der Bohrungen 121 ist jeweils auf den Außendurchmesser des zweiten Abschnitts 232 des entsprechenden Passstifts 23 abgestimmt, so dass der zweite Abschnitt 232 der Passstifte 23 jeweils exakt in die entsprechende Bohrung 121 passt. Insbesondere ist der Durchmesser der Bohrungen 121 somit kleiner als der Außendurchmesser des ersten Abschnitts 231 der Passstifte 23. Der zweite Ab- schnitt 232 der drei Passstifte 23 erstreckt sich jeweils in die entsprechende Bohrung 121 im zweiten, plattenarti¬ gen Abschnitt 12 der Wärmesenke 10, so dass der Absatz 230 des jeweiligen an der Auflagefläche 120 des zweiten, plattenartigen Abschnitts 12 der Wärmesenke 10 anliegt. In Figur 3 ist dieser Sachverhalt schematisch dargestellt. Der Absatz 230 der Passstifte 23 bestimmt daher die Höhe der Optik 2 über der Auflagefläche 120 des zwei¬ ten, plattenartigen Abschnitts 12 der Wärmesenke 10 und damit die Höhenlage der Optik 2 bezüglich der Leuchtdio- denchips 40. Die räumliche Lage und Ausrichtung der Optik 2 bezüglich der Leuchtdiodenchips 40 in Richtungen paral¬ lel zur Auflagefläche 120 wird durch die Lage der drei Bohrungen 121 festgelegt. Da der Außendurchmesser des zweiten Abschnitts 232 der drei Passstifte 23 jeweils auf den Durchmesser der entsprechenden Bohrung 121 abgestimmt ist, sind die Passstifte 23 jeweils spielfrei in der ent¬ sprechenden Bohrung 121 angeordnet. Zur Fixierung der Optik 2 an dem Halbleiterlichtquellenmodul 1 wird von der Rückseite 32 des Trägers 3 bzw. von einer von der Aufla- gefläche 120 abgewandten Rückseite 122 des zweiten Ab¬ schnitts 12 der Wärmesenke 10 jeweils eine Schraube 5 in jede der drei Bohrungen 121 eingeführt und mit dem Schraubgewinde in dem entsprechenden hohlen Passstift 23 verschraubt. Durch die Schrauben 5 wird der Absatz 230 des entsprechenden Passstifts 23 an die Auflagefläche 120 des zweiten Abschnitts 12 der Wärmesenke 10 gedrückt. Zur Fixierung des Halbleiterlichtquellenmoduls 1 an dem Trä¬ ger 3 sind zwei weitere Schrauben 6 vorgesehen, die in Schraubenlöcher an der Rückseite 122 des zweiten, plattenartigen Abschnitts 12 der Wärmesenke 10 eingeführt sind und mit entsprechenden Schraubenlöcher im Träger 3 verschraubt sind. An der Rückseite 122 des zweiten, plat¬ tenartigen Abschnitts 12 der Wärmesenke 10 ist außerdem eine Buchse 7 angeordnet, welche die elektrischen Kontak¬ te zur Energieversorgung des Halbleiterlichtquellenmoduls 1 enthält und zur Aufnahme eines Steckers vorgesehen ist. Über die Buchse 7 wird das Halbleiterlichtquellenmodul 1 mit der Bordnetzspannung des Kraftfahrzeugs versorgt. An der Rückseite 32 des Trägers 3 sind ferner drei über die Seitenkanten des Trägers 3 hinausragende Befestigungsvor- richtungen 8 angeordnet, die zur Montage der Beleuchtungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug dienen.
Zum Auswechseln des Halbleiterlichtquellenmoduls 1 werden die Schrauben 5 und 6 an der Rückseite 122 des zweiten, plattenartigen Abschnitts 12 der Wärmesenke 10 des Halb- leiterlichtquellenmoduls 1 gelöst. Dadurch kann das Halb¬ leiterlichtquellenmodul 1 von der Rückseite 32 des Trä¬ gers 3 abgenommen werden, indem es von den sich in die Bohrungen 121 erstreckenden zweiten Abschnitte 232 der Passstifte 23 abgezogen wird. Die Optik 2 ist nach dem Entfernen der Schrauben 5 und des Halbleiterlichtquellen- moduls 1 mittels der Schnapphaken 24 und der in den Durchbrüchen 34 steckenden Passstifte 23 am Träger 3 noch ausreichend fixiert, so dass sie sich nicht vom Träger 3 lösen kann. Die Montage des neuen Halbleiterlichtquellen- moduls 1 geschieht in umgekehrte Reihenfolge wie die De¬ montage .
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das oben näher beschriebene Ausführungsbeispiel. Beispielsweise kann das Halbleiterlichtquellenmodul 1 zusätzlich eine Primäroptik aufweisen, die unmittelbar über den Leuchtdiodenchips 40 angeordnet ist und das von den Leuchtdiodenchips 40 emit¬ tierte Licht auf die Licht reflektierende Innenseite 21 der Optik 2 lenkt. Diese Primäroptik kann beispielsweise eine optische Linse oder ein optischer Konzentrator sein. Die Halbleiterlichtquellen des Halbleiterlichtquellenmo¬ duls 1 können anstelle der Leuchtdiodenchips 40 auch an¬ dere Lichtquellen wie beispielsweise Superlumineszenzdio¬ den oder Laserdioden besitzen. Außerdem kann auch die Optik 2 andere Formen aufweisen als die schalenartige gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel. Ferner kann die Licht reflektierende Oberfläche 21 der Optik teilweise oder vollständig mit Leuchtstoff beschichtet sein.
Weiterhin müssen die Passstifte 23 der Optik 2 nicht unbedingt hohl ausgebildet sein. Stattdessen können die zweiten Abschnitte 232 der Passstifte 23 derart ausgebil¬ det sein, dass sie durch die entsprechende Bohrung 121 im zweiten Abschnitt 12 der Wärmesenke 10 des Halbleiter¬ lichtquellenmoduls 1 hindurchragen und der an der Rückseite 122 der Wärmesenke 10 herausregende Teil des zwei- ten Abschnitts 232 der Passstifte ein Schraubgewinde auf- weist, auf das eine Mutter aufgeschraubt werden kann, um das Halbleiterlichtquellenmodul 1 mit der Optik 2 zu ver- schrauben .

Claims

Ansprüche
Beleuchtungseinrichtung mit einem Halbleiterlichtquellenmodul (1) und einer Optik (2) sowie einem gemeinsamen Träger (3) für das Halbleiterlichtquel¬ lenmodul (1) und die Optik (2), wobei die Optik (2) auf einer Vorderseite (31) des Trägers (3) montiert ist und mindestens einen Passstift (23) aufweist, der sich in eine passgerechte Bohrung (121) im Halbleiterlichtquellenmodul (1) erstreckt,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Halbleiterlichtquellenmodul (1) an einer der Vorderseite (31) gegenüberliegenden Rückseite (32) des Trägers (3) anliegt,
der mindestens eine Passstift (23) durch einen Durchbruch (34) im Träger (3) hindurchragt und sich in die passgerechte Bohrung (121) des Halb¬ leiterlichtquellenmoduls (1) erstreckt, und der mindestens eine Passstift (23) einen Absatz (230) ausbildet, der an einer an der Rückseite (32) des Trägers (3) anliegenden Auflagefläche (120) des Halbleiterlichtquellenmoduls (1) an¬ liegt .
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Passstift (23) einteilig mit der Optik (2) ausgebildet ist.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der mindestens eine Passstift (23) hohl ausge¬ bildet ist und ein Schraubgewinde zur Aufnahme ei¬ ner Schraube (5) besitzt. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der mindestens eine Passstift aus der passge¬ rechten Bohrung (121) im Halbleiterlichtquellenmo¬ dul (1) aus einer von der Auflagefläche (120) abge¬ wandten Seite (122) des Halbleiterlichtquellenmo¬ duls (1) herausragt und der aus der Bohrung (121) im Halbleiterlichtquellenmodul (1) herausragende Abschnitt des Passstifts mit einem Schraubgewinde für eine Mutter versehen ist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei erste Befestigungsmittel (6) zur Fi¬ xierung der Auflagefläche (120) des Halbleiter¬ lichtquellenmoduls (1) an der Rückseite (32) des Trägers (3) vorgesehen sind.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zweite Befestigungsmittel (24, 35) zur Fixierung der Optik (2) an dem Träger (3) vorhanden sind .
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6, wobei die zweiten Befestigungsmittel (24, 35) als Rast- oder Schnappverbindung zwischen Optik (2) und Träger (3) ausgebildet sind.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 7 bis , wobei der Träger (3) eine Aussparung (33) zur Aufnahme eines mit Halbleiterlichtquellen (40) versehenen Abschnitts (11) des Halbleiterlichtquel¬ lenmoduls (1) besitzt. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Träger (3) als Kühlkörper ausge¬ bildet ist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Halbleiterlichtquellenmodul (1) eine Wärmesenke (10) aufweist, und wobei die Aufla¬ gefläche (120) als Bestandteil der Wärmesenke (10) ausgebildet ist und die Halbleiterlichtquellen (40) auf der Wärmesenke (10) angeordnet sind.
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