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DE102017113673B4 - Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge und Befestigungsverfahren - Google Patents

Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge und Befestigungsverfahren Download PDF

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DE102017113673B4
DE102017113673B4 DE102017113673.8A DE102017113673A DE102017113673B4 DE 102017113673 B4 DE102017113673 B4 DE 102017113673B4 DE 102017113673 A DE102017113673 A DE 102017113673A DE 102017113673 B4 DE102017113673 B4 DE 102017113673B4
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Abstract

Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit mehreren zu verbindenden Bauteilen enthaltend eine Lichtquelle (1), einen Lichtquellenträger (3, 3'), ein Optikelement (15) und einen Kühlkörper (4, 4'), wobei ein erstes Bauteil (4, 4') über Befestigungsmittel (5) mit einem zweiten Bauteil (3, 3') an einer Befestigungsstelle (6) verbunden ist und wobei das erste Bauteil (4, 4') und das zweite Bauteil (3, 3') unterschiedliche Wärmeausdehnungseigenschaften aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsmittel (5) ein Schrumpffügemittel (5) vorgesehen ist, das an mehreren Befestigungsstellen (6) verteilt über eine Erstreckungsebene des ersten Bauteils (4, 4') und des zweiten Bauteils (3, 3') angeordnet ist und dass in einem Befestigungszustand desselben aufgrund eines Schwundes desselben eine Fügefläche (10, 11) des ersten Bauteils (4, 4') und des zweiten Bauteils (3, 3') zusammendrückende Fixierkraft (F) ausübt, wobei eine direkte flächige Anlage zwischen dem ersten Bauteil (4, 4') und dem zweiten Bauteil (3, 3') gebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Befestigen von flächigen Bauteilen eines Leuchtmoduls, das als Bauteile einer Lichtquelle, einen Lichtquellenträger, ein Optikelement und einen Kühlkörper enthält, wobei ein erstes Bauteil mit einer Flachseite an einer Flachseite eines zweiten Bauteils angelegt wird und an einer Befestigungsstelle über Befestigungsmittel in einem Befestigungszustand verbracht wird.
  • Aus der DE 10 2016 105 283 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge bekannt, die als Bauteile eine Lichtquelle, eine Leiterplatte sowie ein als Lichtleiter ausgebildetes Optikelement umfasst zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung. Zur Befestigung des Lichtquellenträgers an dem Lichtleiter ist eine Halterung vorgesehen, bei der ein Abschnitt der Halterung über schraubenförmige Befestigungsmittel mit dem Lichtquellenträger verbunden ist. Die hierdurch erfolgte punktuelle Krafteinbringung führt zu unerwünschten Bauteilspannungen. Wenn zumindest eines der zu verbindenden Bauteile aus einem Kunststoff besteht, besteht die Gefahr, dass das Kunststoffmaterial relaxieren kann. Die damit einhergehende plastische Verformung des Kunststoffmaterials führt zu einem Verzug, der bei Verbindung eines Lichtquellenträgers als erstes Bauteil und eines Optikelementes als zweites Bauteil zu einer unerwünschten Änderung der Leuchtweite führt. Dies kann zur Blendung von entgegenkommenden Verkehrsteilnehmern führen, was aus Gründen der Verkehrssicherheit zu vermeiden ist. Insbesondere wenn ein beispielsweise linsenförmiges Optikelement direkt auf dem Lichtquellenträger befestigt werden soll, kann es zu unerwünschten Verspannungen kommen. Dies liegt insbesondere an den unterschiedlichen Wärmeleitkoeffizienten der Materialien vom Lichtquellenträger und dem Optikelement. Werden das erste Bauteil und das zweite Bauteil beispielsweise durch Nieten oder Schrauben verbunden, entsteht in der Regel ein Spalt zwischen den zu verbindenden Bauteilen. Um die Wärmeleitung zu verbessern, kann der Spalt zwischen den zueinander gekehrten Bauteilen mit einer wärmeleitenden Schicht, beispielsweise mit einer Wärmeleitpaste gefüllt werden. Aus der EP 2 312 204 B1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Thermoklebstoffschicht zwischen einem Lichtquellenträger und einem Kühlkörper vorgesehen, um die Übertragung von Wärme in Richtung des Kühlkörpers und damit in Richtung der äußeren Umgebung zu verbessern. Nachteilig an der bekannten Beleuchtungsvorrichtung ist, dass durch die punktuelle Krafteinbringung unerwünschte Verspannungen entstehen und eine Mehrzahl von Fügevorgängen zur Montage der Beleuchtungsvorrichtung notwendig sind.
  • Aus der AT 514 048 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit mehreren zu verbindenden Bauteilen enthaltend eine Lichtquelle, einen Lichtquellenträger, ein Optikelement und einen Kühlkörper bekannt. Der Kühlkörper ist über eine flächige Klebeschicht mit dem Lichtquellenträger verbunden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge und ein Verfahren zum Befestigen von flächigen Bauteilen eines Leuchtmoduls derart anzugeben, dass die Montage vereinfacht und effizienter gestaltet werden kann, wobei die Befestigung der Bauteile insbesondere spannungsarm bzw. spannungsfrei gestaltet werden kann.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf.
  • Nach der Erfindung ist als Befestigungsmittel ein Schrumpffügemittel vorgesehen, dass allein aufgrund eines Schwundes desselben eine Fixierkraft ausübt, die Fügeflächen des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils zusammendrückt. Nach der Erfindung wird das Schrumpfverhalten bzw. das Entstehen von Schrumpfkräften des Fügemittels gezielt zur Fixierung der miteinander zu verbindenden Bauteile genutzt. Das Material der zu verbindenden Bauteile wird weniger belastet, da eine gleichbleibende Schrumpfkraft entlang der Fügeflächen des ersten und zweiten Bauteils entsteht. Vorteilhaft kann eine spannungsarme bzw. spannungsfreie Verbindung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil erzeugt werden. Ein Wärmeübergang von dem ersten Bauteil zu dem zweiten Bauteil kann vernachlässigt werden, wenn die Befestigungsstellen räumlich begrenzt sind. Durch die direkte flächige Anlage zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil kann die Kühlleistung effizienter gestaltet werden.
  • Nach der Erfindung sind mehrere Befestigungsstellen verteilt über die Fläche des ersten und/oder zweiten Bauteils angeordnet. Im Vergleich zu einer Schraub- und Nietverbindung kann quasi die Fixierung an jeder beliebigen Stelle der Bauteile erfolgen, da weder das erste noch das zweite Bauteil durch das Schrumpfklebemittel durchbrochen ist. Wenn das Schrumpffügemittel in einer Ausnehmung des ersten und/oder zweiten Bauteils positioniert wird, liegen das erste und das zweite Bauteil in der Fixierstellung flächig aneinander.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Fixierkraft, die auf das erste Bauteil und das zweite Bauteil wirkt, einstellbar bzw. dosierbar in Abhängigkeit von einer Dimensionierung, Lage und/oder Schrumpfgrad des Schrumpffügemittels. Wenn beispielsweise ein relativ dickes Schrumpffügemittel vorgesehen ist, führt dies zu höheren Schrumpfkräften als ein relativ dünnes Schrumpffügemittel, so dass beispielsweise die Anzahl der Befestigungsstellen reduziert werden kann.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Schrumpffügemittel eine quer zu den Fügeflächen des ersten und zweiten Bauteils verlaufende Dicke und eine in Richtung der Fügeflächen derselben verlaufende Länge auf. Dadurch, dass die Dicke des Schrumpffügemittels stets kleiner ist als die Länge desselben, wird erreicht, dass die Fixierkraft hauptsächlich quer zu den Fügeflächen des ersten und zweiten Bauteils gerichtet ist.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Schrumpffügemittel als ein stoffschlüssiges Fügemittel und/oder als ein Klebemittel ausgebildet. Vorteilhaft kann das Schrumpffügemittel als Klebemittel durch Licht und/oder Wärme aktiviert werden, so dass zusätzlich zu der Haftwirkung infolge des Klebens eine Kraftwirkung infolge des Schrumpfens einhergeht.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das erste und/oder zweite Bauteil einer Befestigungsstelle eine Ausnehmung auf zur Aufnahme des Schrumpffügemittels. Wenn das Schrumpffügemittel lediglich die Ausnehmung ausfüllt, wobei ein annähernder bündiger Abschluss zu der Fügefläche benachbarten Bereichen besteht, kann eine Fixierung des ersten Bauteils mit dem zweiten Bauteil unter flächiger Anlage von Anlageflächen derselben erfolgen. Zusätzlich wird durch Vorsehen einer Ausnehmung die Fügefläche vergrößert, was zu einer Erhöhung der Fixierkraft führt.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Halterung zur Fixierung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil vorgesehen. Die Halterung weist einen ersten Befestigungsabschnitt auf, der über das Schrumpffügemittel mit dem ersten Bauteil verbunden ist. Ferner weist die Halterung einen zweiten Befestigungsabschnitt auf, der im Aktivierungszustand des Schrumpffügemittels mit einer Andruckfläche auf das zweite Bauteil wirkt. Vorteilhaft ist hierdurch eine schwimmende Lagerung des zweiten Bauteils relativ zu dem ersten Bauteil gewährleistet.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird das Schrumpffügemittel mittels Licht und/oder Wärme in den Aktivierungszustand verbracht. Vorteilhaft kann hierdurch die Kraftwirkung räumlich unabhängig von der Befestigungsstelle erfolgen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 8 auf.
  • Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Befestigung in relativ wenigen Fügeschritten erfolgen kann. Die Erfindung ermöglicht eine direkte Verbindung zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil ohne eine Zwischenschicht, wobei ein Wärmeübergang zwischen den Bauteilen nicht beeinflusst wird. Vorteilhaft kann hierdurch eine aufbauende Montage gewährleistet werden, so dass ein Leuchtmodul mit mehreren übereinander angeordneten Bauteilen geschaffen werden kann.
  • Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein erstes Bauteil mit einem zweiten Bauteil über eine Halterung verbunden, wobei die Halterung über das Schrumpffügemittel mit dem ersten Bauteil verbunden ist. Die durch das Schrumpffügemittel erzeugte Fixierkraft wirkt auf einen zweiten Befestigungsabschnitt der Halterung, so dass diese Fixierkraft auf das zweite Bauteil wirkt und dieses gegen das zweite Bauteil drückt bzw. das erste Bauteil mit dem zweiten Bauteil verklemmt wird. Hierdurch kann insbesondere eine schwimmende Lagerung des zweiten Bauteils relativ zum ersten Bauteil gewährleistet werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 einen Vertikalschnitt durch eine erste Beleuchtungsvorrichtung, wobei ein Lichtquellenträger über Schrumpffügemittel mit einem Kühlkörper verbunden ist,
    • 2 einen Vertikalschnitt an einer Befestigungsstelle der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 1 mit einer alternativen Geometrie der zu verbindenden Bauteile bzw. des Schrumpffügemittels,
    • 3 einen Vertikalschnitt durch eine Befestigungsstelle, bei der beide zu verbindenden Bauteile hohlförmige Ausnehmungen aufweisen, die von einem ellipsoidförmigen Schrumpffügemittel ausgefüllt wird,
    • 4 einen Vertikalschnitt durch eine alternative Beleuchtungsvorrichtung, bei der an Befestigungsstellen zum einen der Lichtquellenträger mit dem Kühlkörper und zum anderen ein Optikelement mit dem Kühlkörper verbunden ist und
    • 5 einen teilweisen Vertikalschnitt durch eine Beleuchtungsvorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der das Optikelement bzw. der Lichtquellenträger über eine Halterung an dem Kühlkörper befestigt ist.
  • Eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge weist ein Gehäuse auf, das in Hauptabstrahlrichtung H vorne durch eine lichttransparente Abdeckscheibe verschlossen ist. Die Beleuchtungsvorrichtung kann beispielsweise im Bug- und/oder Heckbereich eines Fahrzeugs angeordnet sein. In dem Gehäuse der Beleuchtungsvorrichtung können mehrere Lichtmodule vorgesehen sein, die jeweils eine Lichtquelle und ein Optikelement, beispielsweise ein Primär- und Sekundäroptikelement, aufweisen.
  • Die Optikelemente können als Reflektoren, Lichtleiter, Linsen oder dergleichen ausgebildet sein. Die Optikelemente dienen dazu, dass von einer Lichtquelle 1 abgestrahlte Licht derart zu formen bzw. umzulenken, dass eine vorgegebene Lichtverteilung, beispielsweise eine Abblendlichtverteilung, erzeugt wird.
  • Eine in 1 dargestellte Beleuchtungsvorrichtung kann in einem solchen nicht dargestellten Lichtmodul integriert sein, wobei in Hauptabstrahlrichtung H vor der Lichtquelle 1 ein nicht dargestelltes Optikelement, beispielsweise eine Linse, angeordnet ist.
  • Die Lichtquelle 1 ist als halbleiterbasierte Lichtquelle, insbesondere als eine LED-Lichtquelle ausgebildet, wobei beispielsweise auf einem Chip 2 eine oder mehrere lichterzeugende Elemente angeordnet sein können. Die Lichtquelle 1 ist in üblicherweise an einem als eine Leiterplatte ausgebildeten Lichtquellenträger 3 befestigt. Die Leiterplatte 3 kann starr oder flexibel ausgebildet sein. Gegebenenfalls können auf der Leiterplatte 3 weitere elektrische Bauteile, insbesondere Steuerbauteile für die Beleuchtungsvorrichtung angeordnet sein.
  • Auf einer der Lichtquelle 1 abgewandten Seite ist der Lichtquellenträger 3 mit einem Kühlkörper 4 über Befestigungsmittel 5 verbunden. Der Kühlkörper 4 besteht aus einem wärmeleitenden Metallmaterial oder Metall-Verbundmaterial. Der Lichtquellenträger 3 ist als eine Leiterplatte ausgebildet und besteht beispielsweise aus einem Glasfasergewebe, beispielsweise aus mit Epoxidharz getränkten Glasfasermatten, Papierfaser oder Metallsubstrate. Ein als Kühlkörper 4 ausgebildetes erstes Bauteil weist somit andere Wärmeausdehnungseigenschaften auf als ein als Lichtquellenträger 3 ausgebildetes zweites Bauteil 3.
  • Der Kühlkörper 4 weist an Befestigungsstellen 6 im Querschnitt prismenförmige oder rechteckige oder wannenförmige Ausnehmungen 7 auf zur Aufnahme des als Schrumpffügemittel ausgebildeten Befestigungsmittels 5.
  • In einem Befestigungszustand des Schrumpffügemittels 5, in dem der Kühlkörper 4 stoffschlüssig mit dem Lichtquellenträger 3 verbunden ist, liegt der Lichtquellenträger 3 mit einer der Lichtquelle 1 abgewandten Flachseite 8 flächig an einer Flachseite 9 des Kühlkörpers 4 an. Die Flachseiten 8, 9 sind vorzugsweise eben ausgebildet.
  • Das Schrumpffügemittel 5 ist als ein stoffschlüssiges Fügemittel, insbesondere als ein Klebemittel ausgebildet, das einen relativ hohen Schrumpfgrad aufweist. In einem Ausgangszustand ist das Schrumpffügemittel 5 flüssig oder zähflüssig. Es befindet sich in einem Nichtbefestigungszustand. Zum Verbringen des Schrumpffügemittels 5 von dem Nichtbefestigungszustand in den Befestigungszustand wird das Schrumpffügemittel 5 durch Wärme und/oder Druck beaufschlagt bzw. aktiviert. Mit Aktivierung des Schrumpffügemittels 5 erfolgt zum einen eine Adhäsion desselben an Fügeflächen 10, 11 des Lichtquellenträgers 3 bzw. des Kühlkörpers 4. Zum anderen entstehen im Schrumpffügemittel 5 Schrumpfkräfte 12, die eine auf die die Fügeflächen 10, 11 wirkende zusätzliche Fixierkraft F ausüben. Die Fixierkraft F bewirkt ein Zusammendrücken des Kühlkörpers 4 und des Lichtquellenträgers 3, wobei ein im Nichtbefestigungszustand vorhandener Spalt zwischen der Flachseite 8 des Lichtquellenträgers 3 und der Flachseite 9 des Kühlkörpers 4 verschwindet. Die Flachseite 8 des Lichtquellenträgers 3 und die Flachseite 9 des Kühlkörpers 4 liegen in dem Befestigungszustand flächig und ohne Zwischenraum aneinander und zwar in einer Anlageebene A.
  • In Abhängigkeit von der Dosierung des Schrumpffügemittels 5 und/oder von der Dimensionierung der Ausnehmung 7 und/oder von dem Schrumpfgrad des Schrumpffügemittels 5 kann die Fixierkraft F eingestellt bzw. verändert werden. Je größer die Fügeflächen 10, 11 sind, desto größer ist die Fixierkraft F. Damit die Schrumpfkräfte 12 hauptsächlich senkrecht zu den Flachseiten 8, 9 des Lichtquellenträgers 3 bzw. Kühlkörpers 4 gerichtet sind, ist eine Dicke d1 des Schrumpffügemittels 5 kleiner als eine Länge l1 desselben. Vorzugsweise ist die Länge l1 des Schrumpffügemittels 5 bzw. der Ausnehmung 7 mehr als dreimal so groß wie die Dicke d1 des Schrumpffügemittels 5 bzw. der Ausnehmung 7. Vorzugsweise ist die Länge l1 des Schrumpffügemittels 5 bzw. der Ausnehmung 7 kleiner als das fünffache der Dicke d1 des Schrumpffügemittels 5 bzw. der Ausnehmung 7.
  • Die Ausnehmung 7 des Kühlkörpers 4 kann linsenförmig ausgebildet sein, so dass vorzugsweise in Eckbereichen des Lichtquellenträgers 3 mehrere Befestigungsstellen 6 verteilt angeordnet sind. Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung können die Befestigungsstellen 6 linienförmig statt punktförmig ausgebildet sein.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die Dicke d1 des Schrumpffügemittels 5 größer als eine halbe Wandstärke wL des Lichtquellenträgers 3. Beispielsweise kann die Dicke d1 des Schrumpffügemittels 5 größer sein als die Wandstärke w des Lichtquellenleiters wL und kleiner als eine Wandstärke wK des Kühlkörpers 4. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Dicke d1 des Schrumpffügemittels 5 kleiner als die doppelte Wandstärke wL des Lichtquellenträgers 3.
  • Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung gemäß 2 kann eine Ausnehmung 7' hohlkugelförmig ausgebildet sein statt wie die Ausnehmung 7 gemäß 1 pyramidenstumpfförmig oder kegelstumpfförmig.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Befestigungsvorrichtung gemäß 3 kann nicht nur der Kühlkörper 4 eine Ausnehmung 7", sondern auch der Lichtquellenträger 3 eine Ausnehmung 17 aufweisen. Die beiden Ausnehmungen 7" und 17 sind symmetrisch der Anlageebene A verlaufend, so dass die Schrumpfkräfte 12 des Schrumpffügemittels 5 gleich verteilt auf die Fügeflächen 10, 11 des Lichtquellenträgers 3 bzw. Kühlkörpers 4 wirken. Eine Dicke d2 der Schrumpffügemittel 5 ist wesentlich größer als die Dicke d1 gemäß Ausführung nach 1 und 2. Deshalb ist im Vergleich zu der Ausführung gemäß 2 ist die Fixierkraft F wesentlich größer, das bedeutet, dass die Fügeflächen 10, 11 stärker aneinander gedrückt werden, so dass eine vergleichsweise höherer Fixierkraft auf dieselben wirkt. Die Anlageebene A bildet eine Grenzfläche zwischen dem Lichtquellenträger 3 und dem Kühlkörper 4.
  • Gleiche Bauteile bzw. Bauteilfunktionen der Ausführungsbeispiele sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
  • Es wird deutlich, dass je nach Ausgestaltung oder Anordnung der Befestigungsstelle 6 und/oder Formgebung der Befestigungsstelle 6 zur Aufnahme des Schrumpffügemittels 5 und/oder Zusammensetzung des Schrumpffügemittels 5 die auf die zu fügenden Bauteile 3, 4 wirkende Fixierkraft F einstellbar bzw. steuerbar ist. Die Fixierkraft F kann somit in Abhängigkeit von mehreren unterschiedlichen Parametern eingestellt bzw. variiert werden.
  • Nach einer zweiten Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 4 ist ein Leuchtmodul 20 vorgesehen, das zu einer Erzeugung einer Lichtverteilung, beispielsweise einer Abblendlichtverteilung, dient. Das Leuchtmodul 20 ist in einem nicht dargestellten Gehäuse befestigt, das durch eine transparente Abdeckscheibe verschlossen ist. Das Leuchtmodul 20 weist mehrere Lichtquellen 1 auf, die auf einem gemeinsamen Lichtquellenträger 3' angeordnet sind. Wie gemäß der Beleuchtungsvorrichtung nach 1 ist der Lichtquellenträger 3' mit einem Kühlkörper 4' an den Befestigungsstellen 6 mittels des Schrumpffügemittels 5 stoffschlüssig verbunden. Hierzu weist der Kühlkörper 4' die kegelschnittförmigen Ausnehmungen 7 auf. Zusätzlich weist der Kühlkörper 4' auf einer dem Lichtquellenträger 3' abgewandten Seite Kühlrippen 13 auf, die von einer Flachseite 14 des Kühlkörpers 4' abragen. Die Flachseite 14 ist auf einer der dem Lichtquellenträger 3' abgewandten Seite des Kühlkörpers 4' angeordnet.
  • Zur zusätzlichen Befestigung eines Optikelementes 15 an dem Kühlkörper 4' weist das Optikelement 15 in einem äußeren Randbereich ebene Randlappen 16 auf, die flächig an einem Rand 35 des Lichtquellenträgers 3' auf demselben aufliegen. Es bildet sich ein Zwischenraum 18 zwischen dem Randlappen 16 des Optikelementes 15 und dem Rand 35 des Lichtquellenträgers 3', der zumindest teilweise durch das Schrumpffügemittel 5 ausgefüllt ist.
  • Die Befestigung des Leuchtmoduls 20 erfolgt in einer aufbauenden Montageweise. Zuerst wird der Kühlkörper 4' auf einem Werkzeugträger aufgesetzt. Nachfolgend werden die Ausnehmungen 7 des Kühlkörpers 4' mit dem Schrumpffügemittel 5 gefüllt. Es wird eine solche Menge von Schrumpffügemitteln 5 aufgebracht, dass dieses bündig zu der Flachseite 9 des Kühlkörpers 4' abschließt. Nachfolgend wird der mit den Lichtquellen 1 bestückte Lichtquellenträger 3' auf den Kühlkörper 4' aufgesetzt. Gegebenenfalls kann mit Aufbringen des Schrumpffügemittels 5 in die Ausnehmungen 7 auch bereits dasselbe punktuell an einem Randabschnitt 19 des Kühlkörpers 4' aufgebracht werden. Aufgrund der Zähflüssigkeit des Schrumpffügemittels 5 wird dieses nur im begrenzten Umfang in Richtung der Anlageebene A sich verteilen. Eine begrenzte Verteilung in Richtung der Anlageebene A des Schrumpffügemittels 5 ist sogar gewünscht, damit die Dicke d3 des Schrumpffügemittelkleckses kleiner ist als eine Länge l3 desselben. Alternativ kann das Auftragen des Schrumpffügemittels 5 an dem Randabschnitt 19 auch nach Aufsetzen des Optikelementes 15 auf den Lichtquellenträger 3' erfolgen. Nachdem das Optikelement 15 auf der Trägerplatte 3' aufgesetzt worden ist, und gegebenenfalls aufgrund des Eigengewichtes zu einer weiteren Verlängerung des Schrumpffügemittels 5 in dem Randabschnitt 19 des Kühlkörpers 4' sorgt, kann durch Einleitung von Wärme und/oder Licht das Schrumpffügemittel 5 aktiviert werden bzw. vom Nichtbefestigungszustand in den Befestigungszustand verbracht werden.
  • Von dem Kühlkörper 4' ragen Positionierstifte 21 ab zur lagerichtigen Positionierung des Lichtquellenträgers 3' bzw. des Optikelementes 15 relativ zu dem Kühlkörper 4'.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß 5 erfolgt im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 4 eine Befestigung des Optikelementes 15 an dem Kühlkörper 4' mittels einer Halterung 22. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 4 weist das Optikelement 15 einen Zapfen 23 auf, der von dem Randlappen 16 auf einer dem Lichtquellenträger 3' zugewandten Seite abragt und in der Montagelage in eine Durchbrechung 24 des Lichtquellenträgers 3' eingreift. Das Optikelement 15 ist somit nach Aufsetzen desselben auf den Lichtquellenträger 3' in Richtung der Anlageebene A fixiert. Zur Fixierung des Optikelementes 15 und des Lichtquellenträgers 3' in der Höhe, also quer zur Anlageebene A weist die Halterung 22 einen ersten Befestigungsabschnitt 26 und einen zweiten Befestigungsabschnitt 27 auf, wobei der erste Befestigungsabschnitt 26 außerhalb des Lichtquellenträgers 3' bzw. des Optikelementes 15 und der zweite Befestigungsabschnitt 27 im Bereich des Randlappens 16 des Optikelementes 15 angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Halterung 22 rahmenförmig ausgebildet, die das Leuchtmodul 20 randseitig durchgehend umgibt.
  • Der erste Befestigungsabschnitt 26 weist eine Ausnehmung 28 auf zur Aufnahme bzw. Umschließung des Schrumpffügemittels 5. Mit Aktivieren bzw. Aushärten des Schrumpffügemittels 5 erfolgt in dem ersten Befestigungsabschnitt 26 der Halterung 22 eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Halterung 22 und dem Kühlkörper 4'. Mit Aktivierung des Schrumpffügemittels 5 wird die Fixierkraft F erzeugt, die aufgrund der festen bzw. einstückigen Verbindung zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt 26 und zweiten Befestigungsabschnitt 27 auch auf den zweiten Befestigungsabschnitt 27 wirkt. Der zweite Befestigungsabschnitt 27 weist auf einer dem ersten Befestigungsabschnitt 26 abgewandten Seite ein freies Ende 29 auf. Der zweite Befestigungsabschnitt 27 ist federartig geformt mit einem Dellenelement 30, das aus der Erstreckungsebene des zweiten Befestigungsabschnitts 27 nach unten bzw. in Richtung des Randlappens 16 des Optikelementes 15 weist und in dem Befestigungszustand als Andruckfläche auf denselben drückt. Hierdurch erfolgt quasi eine linienförmige bzw. punktförmige Krafteinwirkung F der Halterung 22 auf das Optikelement 15. Eine Fixierung des Optikelementes 15 und des Lichtquellenträgers 3' in der Höhe bzw. senkrecht zur Anlageebene A ist somit gegeben.
  • Bevor das Schrumpffügemittel 5 am Randabschnitt 19 des Kühlkörpers 4' aktiviert wird, ist eine Ausgleichsbewegung des bereits formschlüssig verbundenen Lichtquellenträger-Optikelement-Baueinheit bestehend aus Lichtquellenträger 3' und Optikelement 15 in Richtung der Anlageebene A gegeben. Im Fertigungsprozess kann somit ein Spannungsausgleich, beispielsweise durch Wärmeausdehnung, erfolgen, da die Baueinheit bestehend aus Lichtquellenträger 3' und Optikelement 15 schwimmend gelagert ist.
  • Die Halterung 22 besteht vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial, wobei der zweite Befestigungsabschnitt 27 länger ausgebildet ist als der erste Befestigungsabschnitt 26. Aufgrund seiner Länge hat der zweite Befestigungsabschnitt 27 im begrenzten Umfang eine Federwirkung, und zwar in der Weise, dass bei kleiner Auslenkung des zweiten Befestigungsabschnitts 27 relativ zu dem ersten Befestigungsabschnitt 26 kein Bruch erfolgt.
  • Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann der Zapfen 23 auch länger ausgebildet sein, so dass er in einer Ausnehmung des Kühlkörpers 4' greift. Eine schwimmende Lagerung der Baueinheit bestehend aus Lichtquellenträger 3' und Optikelement 15 ist dann nicht mehr gegeben.
  • Bei der Ausführung gemäß 5 ist eine direkte stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Lichtquellenträger 3' und dem Kühlkörper 4' - entgegen der Ausführungsform nach 4 - nicht notwendig.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Lichtquelle
    2
    Chip
    3,3'
    Lichtquellenträger/2. Bauteil
    4,4'
    Kühlkörper/1. Bauteil
    5
    Befestigungsmittel/Schrumpffügemittel
    6
    Befestigungsstellen
    7,7',7"
    Ausnehmung
    8
    Flachseite
    9
    Flachseite
    10
    Fügefläche
    11
    Fügefläche
    12
    Schrumpfkräfte
    13
    Kühlrippen
    14
    Flachseite
    15
    Optikelement
    16
    Randlappen
    17
    Ausnehmung
    18
    Zwischenraum
    19
    Randabschnitt
    20
    Leuchtmodul
    21
    Positionierstifte
    22
    Halterung
    23
    Zapfen
    24
    Durchbrechung
    26
    1. Befestigungsabschnitt
    27
    2. Befestigungsabschnitt
    28
    Ausnehmung
    29
    freies Ende
    30
    Dellenelement
    35
    Rand
    w
    Wandstärke
    A
    Anlageebene
    H
    Hauptabstrahlrichtung
    F
    Fixierkraft
    d1,d2
    Dicke
    l1,l2
    Länge
    F
    Krafteinwirkung

Claims (9)

  1. Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit mehreren zu verbindenden Bauteilen enthaltend eine Lichtquelle (1), einen Lichtquellenträger (3, 3'), ein Optikelement (15) und einen Kühlkörper (4, 4'), wobei ein erstes Bauteil (4, 4') über Befestigungsmittel (5) mit einem zweiten Bauteil (3, 3') an einer Befestigungsstelle (6) verbunden ist und wobei das erste Bauteil (4, 4') und das zweite Bauteil (3, 3') unterschiedliche Wärmeausdehnungseigenschaften aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsmittel (5) ein Schrumpffügemittel (5) vorgesehen ist, das an mehreren Befestigungsstellen (6) verteilt über eine Erstreckungsebene des ersten Bauteils (4, 4') und des zweiten Bauteils (3, 3') angeordnet ist und dass in einem Befestigungszustand desselben aufgrund eines Schwundes desselben eine Fügefläche (10, 11) des ersten Bauteils (4, 4') und des zweiten Bauteils (3, 3') zusammendrückende Fixierkraft (F) ausübt, wobei eine direkte flächige Anlage zwischen dem ersten Bauteil (4, 4') und dem zweiten Bauteil (3, 3') gebildet ist.
  2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierkraft (F) des Schrumpffügemittels (5) einstellbar ist in Abhängigkeit von einer Dimensionierung des Schrumpffügemittels (5) und/oder einem Schrumpfgrad des Schrumpffügemittels (5) und/oder von einer Lage der Befestigungsstelle (6) relativ zu dem ersten Bauteil (4, 4') und dem zweiten Bauteil (3, 3').
  3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schrumpffügemittel (5) an der Befestigungsstelle (6) eine quer zu den Fügeflächen (10, 11) des ersten Bauteils (4, 4') und des zweiten Bauteils (3, 3') verlaufende Dicke (d1, d2) aufweist, die kleiner ist als eine in Richtung der Fügeflächen (10, 11) des ersten Bauteils (4, 4') und des zweiten Bauteils (3, 3') verlaufende Länge (l1, l2).
  4. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schrumpffügemittel (5) als ein stoffschlüssiges Fügemittel und/oder als ein Klebemittel ausgebildet ist.
  5. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (4, 4') und/oder das zweite Bauteil (3, 3') an der Befestigungsstelle (6) eine Ausnehmung (7, 7', 7", 17) aufweist zur Aufnahme des Schrumpffügemittels (5).
  6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Halterung (22) mit einem ersten Befestigungsabschnitt (26) zur Fixierung der Halterung (22) über das Schrumpffügemittel (5) an dem Kühlkörper (4') und mit einem zweiten Befestigungsabschnitt (27) zur Fixierung der Halterung (22) an dem Optikelement (15) aufweist, wobei der zweite Befestigungsabschnitt (27) ein Dellenelement (30) aufweist, das in dem Befestigungszustand auf einen Randlappen (16) des Optikelementes (15) drückt, und dass das Optikelement (15) in einer senkrecht zur Fixierkraft (F) verlaufenden Richtung formschlüssig mit dem Lichtquellenträger (3') verbunden ist.
  7. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schrumpffügemittel (5) mittels Licht und/oder Wärme von einem Nichtbefestigungszustand, in dem das erste Bauteil (4, 4') und das zweite Bauteil (3, 3') nicht fixiert oder vorfixiert sind, in den Befestigungszustand bringbar ist, in dem das erste Bauteil (4, 4') und das zweite Bauteil (3, 3') fest verbunden sind.
  8. Verfahren zum Befestigen von flächigen Bauteilen eines Leuchtmoduls (20), das als Bauteile einer Lichtquelle (1), einen Lichtquellenträger (3'), ein Optikelement (15) und einen Kühlkörper (4, 4') enthält, wobei ein erstes Bauteil (4, 4') mit einer Flachseite (9) an einer Flachseite (8) eines zweiten Bauteils (3, 3') angelegt wird und an einer Befestigungsstelle (6) über Befestigungsmittel (5) in einem Befestigungszustand verbracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aneinanderlegen des ersten Bauteils (4, 4') zu dem zweiten Bauteil (3, 3') ein Schrumpffügemittel (5) als Befestigungsmittel auf einer an der Befestigungsstelle (6) angeordneten Fügefläche (10, 11) des ersten Bauteils (4, 4') und/oder des zweiten Bauteils (3, 3') aufgebracht wird, dass das erste Bauteil (4, 4') relativ zu dem zweiten Bauteil (3, 3') in eine Montagestellung verbracht wird und das dann das Schrumpffügemittel (5) aktiviert wird, derart, dass aufgrund eines Schwundes des Schrumpffügemittels (5) eine Fixierkraft (F) auf die Fügeflächen (10, 11) und/oder Flachseiten (8, 9) des ersten Bauteils (4, 4') und zweiten Bauteils (3, 3') wirkt, so dass das erste Bauteil (4, 4') und das zweite Bauteil (3, 3') unter direkter flächiger Anlage aneinanderliegen.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (4') mit einem ersten Befestigungsabschnitt (26) einer Halterung (22) über das Schrumpffügemittel (5) verbunden wird, wobei nach Aktivierung des Schrumpffügemittels (5) ein fest mit dem ersten Befestigungsabschnitt (26) verbundener zweiter Befestigungsabschnitt (27) der Halterung (22) mit der Fixierkraft (F) auf einen Randabschnitt (19) des Optikelementes (15) und/oder des Lichtquellenträgers (3) drückt.
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