Modul
mit einem mindestens einteiligen Tragelement zur gegenseitigen Positionierung
von wenigstens einer Lichtquelle und von mindestens einem nachgeschalteten
optischen Element.module
with an at least one-piece support element for mutual positioning
at least one light source and at least one downstream
optical element.
Aus
der US 6,250,774 B1 ist
ein derartiges Modul als Teil eines Scheinwerfers bekannt. Bei diesem
Modul wird als Tragelement ein trichterförmiges, geschlossenes Rohr
verwendet, das zugleich als Reflektor dient. Im engsten Rohrbereich
befindet sich als Lichtquelle eine Lumineszenzdiode, während im breiteren
Rohrbereich eine Linse angeordnet ist. Das Tragelement ist aus einem
Kunststoff gefertigt. Bei einem Betrieb des Moduls führen Wärmestaus
zum Bauteilverzug und damit zu einem veränderten Abbildungsverhalten
des Scheinwerfers.From the US 6,250,774 B1 Such a module is known as part of a headlamp. In this module, a funnel-shaped, closed tube is used as a supporting element, which also serves as a reflector. In the narrowest tube area is located as a light source, a light emitting diode, while a lens is arranged in the wider tube area. The support element is made of a plastic. During operation of the module, heat build-up leads to component distortion and thus to a changed imaging behavior of the headlight.
Aus
der DE 699 05 760
T2 ist ein Infrarotscheinwerfer bekannt, der ein büchsenförmiges Gehäuse hat,
das mit einer Linse verschlossen ist. Auf dem eingesetzten Innenboden
des Gehäuses
sitzt eine Infrarot-LED über
eine Platine. Das büchsenförmige Gehäuse dient
der passiven Kühlung
des LED-Chips.From the DE 699 05 760 T2 For example, an infrared lamp is known which has a sleeve-shaped housing which is closed by a lens. On the inserted inner bottom of the housing sits an infrared LED on a board. The sleeve-shaped housing is used for passive cooling of the LED chip.
In
der DE 102 56 365
A1 ist eine Vorrichtung beschrieben, in der das von einer
LED ausgesandte Licht über
ein Linsensystem gebündelt
in eine Lichtleitfaser eingekoppelt wird. Dazu sitzen die Linsen des
Linsensystems über
eine Hülse
in einem als Kühlkörper ausgebildeten
Gehäuse.
Die LED ist wird von einer Platine getragen, die wiederum über einen Deckel
am Gehäuse
befestigt ist.In the DE 102 56 365 A1 a device is described in which the light emitted by an LED light is coupled via a lens system bundled in an optical fiber. For this purpose, the lenses of the lens system sit over a sleeve in a housing designed as a heat sink. The LED is carried by a board, which in turn is attached via a cover on the housing.
In
den beiden zuletzt genannten Druckschriften sind die optischen Elemente
und/oder die Lichtquelle über
ein oder mehrere Zwischenelemente an dem jeweils tragenden Gehäuse befestigt.In
The two last-mentioned documents are the optical elements
and / or the light source via
one or more intermediate elements attached to the respective supporting housing.
Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde,
ein Modul mit einem Tragelement zu entwickeln, bei dem die optischen
Elemente durch die Art der Lagerung eine dauerhaft wiederholgenaue
Lichtkegelgeometrie erzeugen.Of the
The present invention is therefore based on the problem
To develop a module with a support element, in which the optical
Elements by the type of storage a permanently repeatable
Create light cone geometry.
Diese
Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Innerhalb
des Moduls überträgt zumindest
ein Teil der – durch
den Betrieb der Lichtquelle – erwärmten Bereiche
der Lichtquelle die entstehende Abwärme direkt oder über mindestens
einen Zwischenkörper
auf das Tragelement. Das als Kühlkörper wirkende
Tragelement ist aus einem Werkstoff gefertigt, dessen Wärmeleitfähigkeit
größer als
15 W/mK ist. Mindestens ein optisches Element des Moduls ist eine
Linse. Die Lichtquelle hat einen Sockel, der zentriert am Tragelement
anliegt. Die optischen Elemente liegen direkt am Tragelement an.These
Problem is solved with the features of the main claim. Within
of the module transmits at least
a part of - through
the operation of the light source - heated areas
the light source the resulting waste heat directly or over at least
an intermediate body
on the support element. The acting as a heat sink
Supporting element is made of a material whose thermal conductivity
greater than
15 W / mK is. At least one optical element of the module is a
Lens. The light source has a pedestal centered on the support element
is applied. The optical elements are directly on the support element.
Beispielsweise
in Kraftfahrzeugen werden derartige Module als Teil eines Scheinwerfers
oder einer Leuchte verwendet. Als Lichtquelle pro Modul dient hierbei
beispielsweise eine Lumineszenzdiode, eine Laserdiode oder andere
Kaltlichtquellen mit vergleichbarer Lichtstärke.For example
in motor vehicles, such modules are considered part of a headlight
or a lamp used. The light source per module is used here
For example, a light emitting diode, a laser diode or others
Cold light sources with comparable light intensity.
Derartige
Lichtquellen erzeugen in der Chipumgebung Abwärme, die über separate Kühlflächen abgeführt wird.
Im vorliegenden Fall wird die Wärme
in das Tragelement eingekoppelt und dort an die unmittelbare Umgebungsluft
abgegeben. Zusätzlich
kann das Tragelement bei der Verwendung wenig fokusierender Lichtquellen
als Abschattungselement dienen, das ein seitlich außerhalb
der vordersten Linse austretendes Streulicht verhindert.such
Light sources generate waste heat in the chip environment, which is dissipated via separate cooling surfaces.
In the present case, the heat
coupled into the support element and there to the immediate ambient air
issued. additionally
can the support element in the use of low-focus light sources
serve as a shading element, which is a laterally outside
prevents the front lens leaking stray light.
Neben
der Wärmeleitfunktion
hat das Tragelement innerhalb des Moduls die Funktion, alle der Lichtquelle
im Strahlengang nachgeschalteten optischen Elemente präzise zu
lagern, beispielsweise ohne separate Befertigungsmittel. Diese optischen Elemente
sind z.B. Linsen, Prismen, Spiegel, Reflektoren, Blenden, Beugungsgitter
und dergleichen.Next
the heat conduction function
the support element within the module has the function of all the light source
in the beam path downstream optical elements to precise
store, for example, without separate means of delivery. These optical elements
are e.g. Lenses, prisms, mirrors, reflectors, apertures, diffraction gratings
and the same.
Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels.Further
Details of the invention will become apparent from the dependent claims and
the following description of a schematically illustrated embodiment.
1:
Tragelement in dimetrischer Ansicht; 1 : Supporting element in dimetric view;
2:
Draufsicht von vorn zu 1; 2 : Top view from the front to 1 ;
3:
Modul im Teillängsschnitt; 3 : Module in partial longitudinal section;
4:
Draufsicht auf das Basiselement mit LED aus 3; 4 : Top view on the base element with LED off 3 ;
5:
Modul in einem zum Teillängsschnitt aus 3 um
90 Winkelgrade versetzten Längsschnitt; 5 : Module in a partial longitudinal section 3 longitudinal section offset by 90 degrees;
6:
Draufsicht auf ein Modul mit quadratischem Querschnitt; 6 : Top view of a module with square cross section;
7:
Draufsicht auf ein Modul mit sechseckigem Querschnitt; 7 : Top view of a module with hexagonal cross-section;
8:
Draufsicht auf ein Modul mit rundem Querschnitt; 8th : Top view of a module with round cross section;
9:
Draufsicht auf ein Modul mit dreieckigem Querschnitt; 9 : Top view of a module with triangular cross-section;
10:
Abwicklung eines Tragelements mit integriertem Zungenkühlkörper; 10 : Development of a support element with integrated tongue heat sink;
11:
Querschnitt einer Sekundärlinse
mit Schürze; 11 : Cross section of a secondary lens with apron;
12:
Querschnitt der Primärlinse; 12 : Cross-section of the primary lens;
13:
Draufsicht auf die Primärlinse. 13 Photos: Top view on the primary lens.
Die 3 und 5 zeigen
ein Modul zur gegenseitigen Positionierung einer Lichtquelle (1) und
zwei nachgeschalteten Linsen (50, 70) in einem einteiligen
Tragelement (10). Das Tragelement (10) selbst
sitzt ggf. mechanisch zentriert auf einem Basiselement (80).The 3 and 5 show a module for mutual positioning of a light source ( 1 ) and two downstream lenses ( 50 . 70 ) in a one-piece support element ( 10 ). The support element ( 10 ) itself possibly sits mechanically centered on a base element ( 80 ).
Das
Basiselement (80) ist beispielsweise eine Metallkernplatine
mit isolierten, Leiterbahnen bildenden Bereichen (81),
auf denen z.B. zentral eine LED (1) u.a. durch Verschrauben,
Nieten, Schweißen,
Kleben u.s.w. fixiert sein kann. Die elektrischen Anschlüsse der
LED sind mit den Bereichen (81) beispielsweise verlötet. Die
Metallplatine (80) hat in ihrem Randbereich zumindest zwei
schlitzförmige Langlöcher (83, 84)
zur Befestigung des Tragelements (10). Ggf. haben die Ausnehmungen
(83, 84) auch eine zylindrische Form.The basic element ( 80 ) is, for example, a metal core board with insulated, conductor tracks forming areas ( 81 ), on which eg centrally a LED ( 1 ) may be fixed, inter alia, by screwing, riveting, welding, gluing, etc. The electrical connections of the LED are with the areas ( 81 ), for example soldered. The metal plate ( 80 ) has at least two slot-shaped elongated holes ( 83 . 84 ) for fastening the support element ( 10 ). Possibly. have the recesses ( 83 . 84 ) also a cylindrical shape.
Die
LED (1) besteht unabhängig
von ihren elektrischen Bestandteilen bezüglich ihrer Gehäuseform
aus einem Lichtaustrittskörper
(3) und einem Sockel (4). Der Lichtaustrittskörper (3)
hat in erster Näherung
eine halbkugelförmige
Gestalt. Der darunter angeordnete Sockel (4), dessen Höhe hier
niedriger ist als die Höhe
des Lichtaustrittskörpers
(3), ist eine im wesentlichen quadratische Platte mit vier
angefasten Ecken. In zwei sich diagonal gegenüber liegenden Anfasungen (5)
sind Positionierkerben (6) angeordnet. Die Positionierkerben
(6) haben jeweils einen halbkreisförmigen Querschnitt, wobei die
einzelnen Mittelpunkte dieser Querschnitte auf der Kante der jeweiligen
Anfasung (5) liegen. Der Licht emittierende Chip (2)
sitzt bezüglich
seiner geometrischen Position z.B. im unteren Bereich des Lichtaustrittskörpers (3)
in der Nähe
des Sockels (4).The LED ( 1 ) is independent of their electrical components with respect to their housing form of a light exit body ( 3 ) and a socket ( 4 ). The light exit body ( 3 ) has, in a first approximation, a hemispherical shape. The base (below) 4 ) whose height is lower than the height of the light exit body ( 3 ) is a substantially square plate with four chamfered corners. In two diagonally opposite chamfers ( 5 ) are positioning notches ( 6 ) arranged. The positioning notches ( 6 ) each have a semicircular cross section, wherein the individual centers of these cross sections on the edge of the respective chamfer ( 5 ) lie. The light-emitting chip ( 2 ) sits with respect to its geometric position, for example, in the lower region of the light exit body ( 3 ) near the base ( 4 ).
Um
diesen Sockel (4) der LED (1) herum ist ein Wärmeleitkörper (90)
auf der Metallplatine (80) angeordnet. Dieser Körper (90),
dessen Höhe
niedriger ist als die des Sockels (4), umgibt mit seiner
z.B. achteckigen zentralen Ausnehmung (91) den LED-Sockel
(4) mit geringem Spiel. Die Ausnehmung (91) hat
beispielsweise eine Nase (92), mit der sie in eine der
Positionierkerben (6) der LED (1) eingreift. Der
Wärmeleitkörper (90)
hat z.B. in drei Eckbereichen weitere bohrungsförmige Ausnehmun gen (93). Der
Wärmeleitkörper (90)
haftet auf der Metallplatine (80) z.B. mittels einer Wärmeleitpaste.To this pedestal ( 4 ) of the LED ( 1 ) around is a heat conducting body ( 90 ) on the metal board ( 80 ) arranged. This body ( 90 ) whose height is lower than that of the base ( 4 ) surrounds with its eg octagonal central recess ( 91 ) the LED socket ( 4 ) with little play. The recess ( 91 ) has, for example, a nose ( 92 ), into which one of the positioning notches ( 6 ) of the LED ( 1 ) intervenes. The heat conducting body ( 90 ) has, for example in three corner regions further bore-shaped Ausnehmun gene ( 93 ). The heat conducting body ( 90 ) adheres to the metal board ( 80 ) eg by means of a thermal compound.
Das
Tragelement (10) des Ausführungsbeispiels ist ein dünnwandiger
z.B. aus einem Eisen- oder Buntmetallwerkstoff gefertigter Körper. Ggf.
ist der Werkstoff ein vergüteter
Federstahl. Er ist hier ein Blechteil, das nach dem Stanzen, Biegen
und Falzen einen quaderförmigen
Hüllkörper bildet,
dem hier eine Seitenfläche
und eine Stirnseite fehlen. Die fehlende Stirnseite befindet sich
gegenüber
einem Boden (11), vgl. 1, während die
fehlende Seitenfläche
gegenüber
der nach 1 im Vordergrund liegenden Längsseitenwandung
(21) liegt.The support element ( 10 ) of the embodiment is a thin-walled, for example made of an iron or non-ferrous metal material body. Possibly. the material is a tempered spring steel. He is here a sheet metal part that forms after punching, bending and folding a cuboid enveloping body, which here a side surface and an end face missing. The missing face is opposite to a floor ( 11 ), see. 1 while the missing side face towards the 1 in the foreground Längsseitenwandung ( 21 ) lies.
Der
Boden (11) hat eine zentrale Ausnehmung (12),
in die zwei Positioniernasen (13) radial hineinragen. Die
vorderen Bereiche dieser Positioniernasen haben eine Kontur, die
formgenau in die Positionierkerben (6) der LED (1)
passen. Um die zentrale Ausnehmung (12) herum sind z.B.
drei kleinere Kodierausnehmungen (14) positioniert. Das
Zentrum der zentralen Ausnehmung (12) liegt auf einer Modulachse
(9), die parallel zu den Seitenwandungen (21, 22, 31, 32)
orientiert ist. Die Modulachse (9) ist zugleich auch die
optische Achse des Moduls. Sie schneidet den Chip (2) der
LED (1) beispielsweise mittig.The floor ( 11 ) has a central recess ( 12 ), into the two positioning lugs ( 13 ) protrude radially. The front areas of these positioning lugs have a contour that fits exactly into the positioning notches ( 6 ) of the LED ( 1 ) fit. Around the central recess ( 12 ) around are, for example, three smaller Kodierausnehmungen ( 14 ). The center of the central recess ( 12 ) lies on a module axis ( 9 ) parallel to the side walls ( 21 . 22 . 31 . 32 ) is oriented. The module axis ( 9 ) is also the optical axis of the module. She cuts the chip ( 2 ) of the LED ( 1 For example, in the middle.
An
den zu den Querseitenwandungen (31, 32) hin ausgerichteten
Rändern
des Bodens (11) befinden sich jeweils Biegezungen (18).At the to the Querseitenwandungen ( 31 . 32 ) aligned edges of the soil ( 11 ) are each bending tongues ( 18 ).
Die
Längsseitenwandung
(21) und die sich an sie seitlich anschließenden Querseitenwandungen
(31, 32) haben im Bereich der offenen Stirnseite Kanten,
die eine zum Boden (11) parallele Ebene (19) aufspannen,
vgl. 5. Die in dieser Ebene (19) gelegenen
Kanten dienen als Anschlag für
eine Sekundärlinse
(70).The longitudinal side wall ( 21 ) and the laterally adjoining Querseitenwandungen ( 31 . 32 ) have in the area of the open front side edges, one to the ground ( 11 ) parallel plane ( 19 ), cf. 5 , The in this level ( 19 ) serve as a stop for a secondary lens ( 70 ).
Alle
drei Wandungen (21, 31, 32) tragen in der
Nähe der
in der Ebene (19) gelegenen Kanten nach innengerichtete
Sicken (29, 39). Die Kuppen der Sicken (29, 39)
liegen alle in einer zur Ebene (19) parallelen Ebene. Anstelle
der langgestreckten, geradlinigen Sicken (29, 39)
können
auch Noppen verwendet werden.All three walls ( 21 . 31 . 32 ) bear near the in the plane ( 19 edges inwardly directed beads ( 29 . 39 ). The crests of the beads ( 29 . 39 ) are all in one to the level ( 19 ) parallel plane. Instead of the elongated, straight beads ( 29 . 39 ) can also be used nubs.
In
jeder Querseitenwandung (31, 32) befindet sich
eine Blattfederzunge (35, 36), die im Wesentlichen
parallel zur Modulachse (9) orientiert ist. Jede Blattfederzunge
(35, 36) hat an ihrem freien Ende einen nach innen
gerichteten Rasthaken (37). Die Rasthaken (37)
befinden sich jeweils zwischen zwei Sicken (39). Beide
Querseitenwandungen (31, 32) haben in ihren unteren
Endbereichen in der Nähe der
Längskanten
(33, 34) jeweils eine zum Boden (11)
hin orientierte Zungeneindrückung
(41). Beide Querseitenwandungen (31, 32)
haben gegenüber der
Modulachse (9) den gleichen Abstand.In each transverse sidewall ( 31 . 32 ) is a leaf spring tongue ( 35 . 36 ) substantially parallel to the module axis ( 9 ) is oriented. Each leaf spring tongue ( 35 . 36 ) has at its free end an inwardly directed latching hook ( 37 ). The locking hooks ( 37 ) are each between two beads ( 39 ). Both transverse side walls ( 31 . 32 ) have in their lower end regions near the longitudinal edges ( 33 . 34 ) one to the ground ( 11 ) oriented tongue indentation ( 41 ). Both transverse side walls ( 31 . 32 ) have opposite the module axis ( 9 ) the same distance.
Die
Querseitenwandung (31) hat zur Längsseitenwandung (21)
hin versetzt zusätzlich
eine Stützeindrückung (42)
und im Bereich der Ausnehmung (46) eine Biegelasche (45).
Die Biegelasche (45) steht über die Kante der Stützeindrückung (42)
bzw. über
den unteren Rand der Querseitenwandung (31) mindestens
um die zweifache Wandstärke
der Metallplatine (80) über.The transverse side wall ( 31 ) has to the Längsseitenwandung ( 21 ) in addition a support indentation ( 42 ) and in the region of the recess ( 46 ) a bending tab ( 45 ). The bending tab ( 45 ) stands over the edge of the support indentation ( 42 ) or over the lower edge of the Querseitenwandung ( 31 ) at least twice the wall thickness of the Me tall board ( 80 ) above.
In
dem dieser Biegelasche (45) gegenüber liegenden Rand der Querseitenwandung
(31) befindet sich neben der Blattfederzunge (35)
sowie oberhalb der benachbarten Sicke (39) eine Kodierkerbe (49).
Die Kodierkerbe (49) hat eine nahezu rechteckige Kontur.In this bending pocket ( 45 ) opposite edge of Querseitenwandung ( 31 ) is located next to the leaf spring tongue ( 35 ) as well as above the adjacent bead ( 39 ) a coding notch ( 49 ). The coding notch ( 49 ) has a nearly rectangular contour.
Die
andere Querseitenwandung (32) hat im Bereich der Zungeneindrückung (41)
zusätzlich
eine Biegelasche (45) mit einer Ausnehmung (46).
Diese Zungeneindrückung
(41) hat hier auch die Funk tion einer Stützeindrückung. Beide
Zungeneindrückungen
(41) haben einige Millimeter oberhalb der Kante der Stützeindrückung (42)
einen Montageschlitz (47) zur Aufnahme der Biegezungen
(18) des Bodens (11). Im fertig geformten Tragelement
(10) sind diese Biegezungen (18) um ca. 90 Winkelgrade
nach oben gebogen, um die Querseitenwände (31, 32)
mit dem Boden (11) form- und kraftschlüssig spielfrei zu verbinden.The other transverse side wall ( 32 ) in the field of tongue indentation ( 41 ) in addition a bending tab ( 45 ) with a recess ( 46 ). This tongue indentation ( 41 ) here also has the function of a support indentation. Both tongue impressions ( 41 ) have some millimeters above the edge of the support indentation ( 42 ) a mounting slot ( 47 ) for receiving the bending tongues ( 18 ) of the soil ( 11 ). In the finished shaped support element ( 10 ) these bending tongues ( 18 ) bent by about 90 degrees to the transverse side walls ( 31 . 32 ) with the ground ( 11 ) positively and non-positively to connect play.
In
der Längsseitenwandung
(21) befindet sich ebenfalls eine Blattfederzunge (25).
Diese Blattfederzunge (25) ist z.B. um 15 Winkelgrade nach
innen gebogen, vgl. 5. Ihr freies Ende ist zum Boden
(11) hin ausgerichtet und trägt einen nach außen gebogenen
Stützhaken
(27). Sie hat in der Seitenansicht, vgl. 3,
eine trapezförmige,
symmetrische Kontur.In the longitudinal side wall ( 21 ) is also a leaf spring tongue ( 25 ). This leaf spring tongue ( 25 ) is bent inwards by 15 degrees, cf. 5 , Your free end is to the ground ( 11 ) and carries an outwardly curved support hook ( 27 ). It has in the side view, see. 3 , a trapezoidal, symmetrical contour.
Gegenüber der
Längsseitenwandung
(21) befindet sich eine Stützlasche (22), die
parallel zu Längsseitenwandung
(21) ausgerichtet ist. Sie hat zur Modulachse (9)
den gleichen Abstand wie die Längsseitenwandung
(21). In der Stützlasche
(22) ist ebenfalls eine Blattfederzunge (26) angeordnet.
Diese hat eine zur Blattfederzunge (25) identische Bauform
und den gleichen Abstand gegenüber
dem Boden (11).Opposite the longitudinal side wall ( 21 ) there is a support tab ( 22 ) parallel to the longitudinal side wall ( 21 ) is aligned. It has to module axis ( 9 ) the same distance as the longitudinal side wall ( 21 ). In the support strap ( 22 ) is also a leaf spring tongue ( 26 ) arranged. This one has to leaf spring tongue ( 25 ) identical construction and the same distance from the ground ( 11 ).
Um
alle Blattfederzungen (25, 26, 35, 36)
herum befindet sich mit Ausnahme der konstruktionsbedingten Anbindungs-
bzw. Gelenkstellen jeweils ein Freiraum, dessen Breite mindestens
0,5 Millimeter beträgt.
Im fertigen Zustand steht keine Zunge (18) oder Blattfederlasche über einen
gedachten, quaderförmigen
Hüllkörper über, der
durch die Seitenwandungen (21, 22, 31, 32)
aufgespannt wird.To all leaf spring tongues ( 25 . 26 . 35 . 36 ) around is with the exception of the construction-related connection or joint points each have a free space whose width is at least 0.5 millimeters. In the finished state is no tongue ( 18 ) or leaf spring tab on an imaginary cuboid shell over which by the side walls ( 21 . 22 . 31 . 32 ) is stretched.
10 zeigt
die Abwicklung eines Tragelements (110) mit integrierten
Kühlzungen
(101, 102). Das fertige Tragelement (110) hat
den gleichen Hüllkörper wie
das Tragelement (10) aus 1. Allerdings
erstrecken sich die Querseitenwandungen (131, 132)
nicht bis zum Boden (111). Stattdessen stehen vom Boden
(111) Kühlzungen
(101, 102) ab, die sich im umgeformten Zustand
als Stirnflächen (103, 104)
zeigen. 10 shows the development of a support element ( 110 ) with integrated cooling tongues ( 101 . 102 ). The finished support element ( 110 ) has the same enveloping body as the support element ( 10 ) out 1 , However, the transverse side walls ( 131 . 132 ) not to the ground ( 111 ). Instead, stand up from the ground ( 111 ) Cooling tongues ( 101 . 102 ), which are in the deformed state as end faces ( 103 . 104 ) demonstrate.
Alternativ
zur quaderförmigen
Hüllkörperform
sind in den 6 bis 9 beispielhaft
vier weitere Formen dargestellt. 6 zeigt
eine Hüllkörperform
mit quadratischer Bodenfläche.
Die Kanten der Bodenfläche
nach 7 stellen ein regelmäßiges Sechseck dar, während die
Kanten nach 9 ein gleichseitiges Dreieck
bilden. In 8 ist ein zylindrischer Hüllkörper dargestellt.As an alternative to the cuboid Hüllkörperform are in the 6 to 9 exemplified four other forms. 6 shows an envelope body shape with a square bottom surface. The edges of the floor surface after 7 represent a regular hexagon as the edges descend 9 form an equilateral triangle. In 8th a cylindrical envelope is shown.
Unabhängig von
der Hüllkörperform
und der Lage von Anschlagkanten und Blattfederzungen können sämtliche
Seitenwandungen vollflächig
ausgeführt
sein oder durch viele kleine oder wenige große Durchbrüche mehr oder weniger filigran
gestaltet sein. Im Extremfall ist das Tragelement (10)
eine Gitterkonstruktion mit integrierten Kühlkörpern und Befestigungsmitteln
zum Tragen der optischen Elemente (50, 70).Regardless of the Hüllkörperform and the location of stop edges and leaf spring tongues all side walls can be performed over the entire surface or designed by many small or few large openings more or less filigree. In extreme cases, the support element ( 10 ) a grid construction with integrated heat sinks and fasteners for supporting the optical elements ( 50 . 70 ).
In
den 3 und 5 ist das Tragelement (10)
mit eingebauten Linsen (50, 70) dargestellt. Unmittelbar
auf dem Boden (11) sitzt die Primärlinse (50). Letztere
besteht aus einem konkavkonvexen Linsenkörper (51) und einem
Linsensockel (61), vgl. 12 und 13.
Der Linsensockel (61) hat eine zentrale Sockelausnehmung
(64), deren Bodenfläche
die lichtquellennahe konkave Linsenoberfläche (52) bildet. Am
Rand der Sockelausnehmung (64) befinden sich drei Positionierzapfen
(62) mit einer zumindest bereichsweisen konischen Außenkontur. Ihre
Mittellinien verlaufen parallel zur Modulachse (9). Über diese
Positionierzapfen (62) sitzt die Primärlinse (51) präzise in
den Kodie rungsausnehmungen (14) des Bodens (11).
Der Linsensockel (61) hat um die Positionierzapfen (62)
herum eine zylindrische Lagerstellenerhöhung (63). Durch letztere
sitzt die Primärlinse
(50) mit Abstand auf dem Boden (11) auf. Dadurch
wird u.a. die Sockelausnehmung (64) zum Verhindern von
Kondensatbildung hinterlüftet.In the 3 and 5 is the support element ( 10 ) with built-in lenses ( 50 . 70 ). Immediately on the ground ( 11 ) sits the primary lens ( 50 ). The latter consists of a concave-convex lens body ( 51 ) and a lens base ( 61 ), see. 12 and 13 , The lens base ( 61 ) has a central base recess ( 64 ) whose bottom surface is the light source-near concave lens surface ( 52 ). At the edge of the base recess ( 64 ) there are three positioning pins ( 62 ) with an at least partially conical outer contour. Their center lines run parallel to the module axis ( 9 ). About these positioning pins ( 62 ) sits the primary lens ( 51 ) precisely in the coding recesses ( 14 ) of the soil ( 11 ). The lens base ( 61 ) has around the positioning pins ( 62 ) around a cylindrical bearing elevation ( 63 ). By the latter sits the primary lens ( 50 ) at a distance on the ground ( 11 ) on. As a result, inter alia, the base recess ( 64 ) to prevent condensation.
Auf
der Oberseite des Linsensockels (61) befinden sich neben
der lichtquellenfernen, konvexen Linsenoberfläche (53), die die
Lichtaustrittsseite der Primärlinse
(51) ist, zwei sich gegenüber liegende Sattelelemente
(66). Jedes Sattelelement (66) hat eine Sattelfläche (67)
und einen Stützrand
(68). Der Stützrand
(68) steht über
die Sattelfläche
(67) über. Auf
der einzelnen Sattelfläche
(67) kommt bei dem montierten Modul der jeweilige Stützhaken
(27) der federelastischen Blattfederzunge (25, 26)
zur Anlage. Da die Sattelfläche
(67) zur Modulachse (9) hin z.B. mit einem Winkel
von ca. 15° ansteigt,
liegt der Stützhaken
(27) auf einer schiefen Ebene an, ohne in Federwegrichtung
am Stützrand
(68) anzuschlagen.On top of the lens base ( 61 ) are located next to the light-remote, convex lens surface ( 53 ), the light exit side of the primary lens ( 51 ), two opposing saddle elements ( 66 ). Each saddle element ( 66 ) has a saddle surface ( 67 ) and a support edge ( 68 ). The support edge ( 68 ) stands over the saddle surface ( 67 ) above. On the individual saddle surface ( 67 ) comes with the module mounted the respective support hook ( 27 ) of the resilient leaf spring tongue ( 25 . 26 ) to the plant. Since the saddle surface ( 67 ) to the module axis ( 9 ) rises, for example, with an angle of about 15 °, the support hook ( 27 ) on an inclined plane, without in Federwegrichtung on the support edge ( 68 ) to strike.
Die
Anordnung der Kodierungsausnehmungen (14) verhindert ein
falsches z.B. um die Modulachse (9) um 90 Winkelgrade versetztes
Positionieren der Primärlinse
(50).The arrangement of the coding recesses ( 14 ) prevents a wrong eg around the module axis ( 9 ) by 90 degrees offset positioning of the primary lens ( 50 ).
Die
lichtquellenferne, konvexe Linsenoberfläche (53) ist nach 13 in
mindestens zwei, verschieden gewölbte
Linsenoberflächenbereiche
(55, 56) aufgeteilt.The light source remote, convex lens surface ( 53 ) is after 13 in at least two differently curved lens surface areas ( 55 . 56 ) divided up.
Zur
Montage der Primärlinse
(50) wird diese z.B. entlang der Modulachse (9)
in das Tragelement (10) hineinbewegt und an den ausfedernden
Blattfederzungen (25, 26) vorbei in die Kodierungsausnehmungen
(14) eingesetzt. Sobald die – eine gemeinsame Dreipunktauflage
bildende – Lagerstellenerhöhungen (63)
auf dem Boden (11) aufliegen, haben die Stützhaken
(27) der einfedernden Blattfederzungen (25, 26)
auf den Sattelflächen
(67) der Primärlinse (50)
ihre kraftschlüssige
Klemmposition eingenommen.For mounting the primary lens ( 50 ), this is eg along the module axis ( 9 ) in the support element ( 10 ) and on the rebounding leaf spring tongues ( 25 . 26 ) past the coding recesses ( 14 ) used. Once the - a common three-point circulation forming - Lagerstellenerhöhungen ( 63 ) on the ground ( 11 ), the support hooks ( 27 ) of the resilient leaf spring tongues ( 25 . 26 ) on the saddle surfaces ( 67 ) of the primary lens ( 50 ) taken their non-positive clamping position.
Im
Ausführungsbeispiel
sitzt – von
der LED (1) aus betrachtet – hinter der Primärlinse (50)
eine zumindest bereichsweise bikonvexe Sekundärlinse (70). Letztere
hat im Einbauzustand in einer parallel zum Boden (11) ausgerichteten
Schnittfläche
einen rechteckigen Querschnitt, vgl. 3 und 5.
Die maximale Ausdehnung dieses Querschnitts entspricht dem Querschnitt
des gedachten Hüllflächenkörpers. Nach
den 3 und 5 ist die lichtquellennahe Linsenoberfläche (72)
konvex gekrümmt. Die
lichtquellenferne Linsenoberfläche
(73) ist hier aus zwei gewölbten Linsenoberflächenbereichen (75, 76)
zusammengesetzt.In the embodiment sits - of the LED ( 1 ) - behind the primary lens ( 50 ) an at least partially biconvex secondary lens ( 70 ). The latter has in the installed state in a parallel to the ground ( 11 ) aligned cut surface has a rectangular cross-section, cf. 3 and 5 , The maximum extent of this cross section corresponds to the cross section of the imaginary Hüllflächenkörpers. After the 3 and 5 is the light source near the lens surface ( 72 ) convexly curved. The light source remote lens surface ( 73 ) is here of two curved lens surface areas ( 75 . 76 ).
In
der in 5 eingezeichneten Ebene (19) hat die
Sekundärlinse
(70) im Querschnitt einen Absatz, über den sie auf den oberen
Kanten der Seitenwandungen (21; 31, 32)
aufliegt. Unterhalb der Ebene (19) verjüngt sich die Sekundärlinse (70)
z.B. linear unter einen Winkel von ca. 2 Winkelgraden. Über diese
sich verjüngenden
Seitenwände
liegt die Sekundärlinse
(70) an den Sicken (29, 39) der Seitenwandungen
(21, 31, 32) an. Gemäß 3 und 11 hat
die Linse (70) jeweils im mittleren Bereich der kürzeren Seitenwände eine
nutförmige
Aussparung (77) mit trapezförmigem Querschnitt. In Letztere greift
der Rasthaken (37) der entsprechenden Blattfederzunge (35, 36)
federn ein. Auch hier koppelt der Rasthaken (37) die Linse
(70) mit dem Tragelement (10) – die Haltekräfte gleichmäßig auf
die optischen Elemente (50, 70) verteilend – kraft-
und formschlüssig.In the in 5 plotted level ( 19 ) has the secondary lens ( 70 ) in cross-section a paragraph over which they on the upper edges of the side walls ( 21 ; 31 . 32 ) rests. Below the level ( 19 ) the secondary lens tapers ( 70 ) eg linear at an angle of about 2 degrees. About these tapered side walls is the secondary lens ( 70 ) on the beads ( 29 . 39 ) of the side walls ( 21 . 31 . 32 ) at. According to 3 and 11 has the lens ( 70 ) each in the central region of the shorter side walls a groove-shaped recess ( 77 ) with trapezoidal cross-section. In the latter, the latch hook ( 37 ) of the corresponding leaf spring tongue ( 35 . 36 ) springs. Again, the latch hook couples ( 37 ) the Lens ( 70 ) with the support element ( 10 ) - the holding forces evenly on the optical elements ( 50 . 70 ) distributing - positively and positively.
Selbstverständlich können die
optischen Elemente (50, 70) auch mittels anderer
Verbindungstechniken am Tragelement (10) befestigt werden, z.B.
durch Kleben, Falzen, Schrauben u.s.w..Of course, the optical elements ( 50 . 70 ) also by means of other connection techniques on the support element ( 10 ), eg by gluing, folding, screws, etc.
An
einer der kürzeren
Seitenwände
hat die Sekundärlinse
(70) eine Nase, die formschlüssig in die Kodierkerbe (49)
der Querseitenwandung (31) passt, vgl. 1.
Anstelle der Linsen (50, 70) kann auch das Trägerelement
(10) die jeweilige Nase tragen. Ebenso können am
Tragelement (10) die Sicken (29, 39)
zugunsten von an den Linsen (70) angeordneten kleineren
Erhebungen weggelassen werden.On one of the shorter side walls, the secondary lens ( 70 ) a nose, the form-fitting in the coding notch ( 49 ) of the transverse side wall ( 31 ), cf. 1 , Instead of the lenses ( 50 . 70 ), the carrier element ( 10 ) carry the respective nose. Likewise, on the support element ( 10 ) the beads ( 29 . 39 ) in favor of on the lenses ( 70 ) arranged smaller surveys are omitted.
Ggf.
sind alle Seitenwände
der Sekundärlinse
(70) mit einer lichtundurchlässigen Schicht, z.B. einem
Lack, beschichtet, um ein seitliches Austreten von Streulicht zu
verhindern. In 11 wird hierzu eine Sekundärlinse (170)
gezeigt, die zur Lichtquelle (1) hin eine umlaufende Schürze (79)
trägt.
Auch diese Schürze
(79) ist mit einer lichtundurchlässigen Schicht versehen. Ggf.
kann das Streulicht auch durch eine zwischen der Lichtquelle (1)
und der Primär-
(50) oder Sekundärlinse
(70, 170) angeordnete Blende abgeschattet werden.Possibly. are all side walls of the secondary lens ( 70 ) coated with an opaque layer, such as a paint, to prevent leakage of stray light. In 11 For this purpose, a secondary lens ( 170 ), which are the source of light ( 1 ) a circumferential apron ( 79 ) wearing. Also this apron ( 79 ) is provided with an opaque layer. Possibly. the stray light can also be separated by a light source ( 1 ) and the primary ( 50 ) or secondary lens ( 70 . 170 ) arranged shade are shaded.
Das
mit den Linsen (50, 70) ausgestattete Tragelement
(10) wird auf die mit der LED (1) bestückte Metallplatine
(80) aufgesetzt. Zur genauen Positionierung zentriert sich
der Boden (11) des Tragelements (10) über die
Positioniernasen (13) an den Positionierkerben (6)
des LED-Sockels (4). Nach dem Erreichen seiner endgültigen Position,
liegt der Boden (11) an dem z.B. mit Wärmeleitpaste beschichteten
Kühlkörper (90)
vollflächig
an. Die Biegelaschen (45) befinden sich nun in den entsprechenden
Langlöchern
(83, 84). Dort werden die über die Metallplatine (80) überstehenden
Biegelaschenanschnitte durch Umbiegen dauerhaft fixiert, vgl. 3.That with the lenses ( 50 . 70 ) equipped supporting element ( 10 ) is on the with the LED ( 1 ) equipped metal plate ( 80 ). For exact positioning, the ground is centered ( 11 ) of the support element ( 10 ) via the positioning lugs ( 13 ) at the positioning notches ( 6 ) of the LED socket ( 4 ). After reaching its final position, the ground ( 11 ) on the eg heat-paste coated heat sink ( 90 ) over the entire surface. The bending tabs ( 45 ) are now in the corresponding oblong holes ( 83 . 84 ). There are the over the metal board ( 80 ) projecting Biegelaschenanschnitte permanently fixed by bending, see. 3 ,
-
11
-
Lichtquelle,
LumineszenzdiodeLight source
emitting diode
-
22
-
Chipchip
-
33
-
LichtaustrittskörperLight emitting body
-
44
-
Sockelbase
-
55
-
Anfasungchamfer
-
66
-
Positionierkerbenpositioning notches
-
88th
-
Hauptabstrahlrichtungmain radiation
-
99
-
Modulachsemodule axis
-
10,
11010
110
-
Tragelementsupporting member
-
11,
11111
111
-
Bodenground
-
1212
-
Ausnehmung,
zentralrecess
central
-
1313
-
Positioniernasenlocating lugs
-
1414
-
KodierungsausnehmungenKodierungsausnehmungen
-
1818
-
Biegezungenbending tongues
-
1919
-
Ebenelevel
-
2121
-
Längsseitenwandung,
vollflächiglongitudinal side,
entire area
-
22,
12122
121
-
Längsseitenwandung,
teilflächig;
Stützlaschelongitudinal side,
part of the area;
support tab
-
25,
2625
26
-
BlattfederzungenLeaf spring tongues
-
2727
-
Stützhakensupport hooks
-
2929
-
Sickenbeading
-
31,
13131
131
-
Querseitenwandungtransverse side wall
-
32,
13232
132
-
Querseitenwandungtransverse side wall
-
33,
3433
34
-
Längskantelongitudinal edge
-
35,
3635,
36
-
BlattfederzungenLeaf spring tongues
-
3737
-
Rasthakenlatch hook
-
3939
-
Sickenbeading
-
4141
-
ZungeneindrückungZungeneindrückung
-
4242
-
StützeindrückungStützeindrückung
-
4545
-
Biegelaschebending lug
-
4646
-
LaschenausnehmungLaschenausnehmung
-
4747
-
Montageschlitzemounting slots
-
4949
-
KodierkerbeKodierkerbe
-
5050
-
optisches
Element, primär;
Linseoptical
Element, primary;
lens
-
5151
-
Linsenkörper, konkavkonvex,
unsymmetrischLens body, concave convex,
asymmetrically
-
5252
-
Linsenoberfläche, lichtquellennahLens surface, near the light source
-
5353
-
Linsenoberfläche, lichtquellenfernLens surface, remote light sources
-
55,
5655,
56
-
LinsenoberflächenbereicheLens surface areas
-
6161
-
Linsensockellens base
-
6262
-
Positionierzapfenpositioning
-
6363
-
LagerstellenerhöhungBearings increase
-
6464
-
Sockelausnehmungbase recess
-
6666
-
Sattelelementsaddle member
-
6767
-
Sattelflächesaddle surface
-
6868
-
Stützrandsupporting edge
-
70,
17070
170
-
optisches
Element, sekundär;
Linseoptical
Element, secondary;
lens
-
7171
-
Linsenkörper, bikonvex
pro TeilbereichLens body, biconvex
per section
-
7272
-
Linsenoberfläche, lichtquellennahLens surface, near the light source
-
7373
-
Linsenoberfläche, lichtquellenfernLens surface, remote light sources
-
75,
7675,
76
-
LinsenoberflächenbereicheLens surface areas
-
7777
-
Aussparungrecess
-
7979
-
Schürzeapron
-
8080
-
Basiselement,
MetallplatineBase member,
metal board
-
8181
-
Lötstellen,
Leiterbahnbereichesolder joints,
Track regions
-
83,
8483
84
-
Ausnehmungen,
Langlöcherrecesses,
slots
-
9090
-
Wärmeleitkörperthermal conductors
-
9191
-
Ausnehmung,
zentralrecess
central
-
9292
-
Nasenose
-
9393
-
Bohrungendrilling
-
101,
102101
102
-
Kühlzungencooling tongues
-
103,
104103
104
-
ZungenstirnflächenTongue faces
