DE102007019115B4 - LED-Lichteinheit und Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge - Google Patents

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Abstract

LED-Lichteinheit (LEH) eines Kraftfahrzeugs, wobei die LED-Lichteinheit (LEH) zumindest zwei auf einem Lichtquellen-Montageelement (BLC) angebrachte LED-Lichtquelleneinheiten (LIQ1, LIQ2, LIQ3) umfasst, wobei jede LED-Lichtquelleneinheit (LIQ1, LIQ2, LIQ3) zumindest eine Leuchtdiode (L1–L4) aufweist, und weiters für jede LED-Lichtquelleneinheit (LIQ1, LIQ2, LIQ3) jeweils zumindest eine Vorsatzoptik (VOP1, VOP2, VOP3) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsatzoptiken (VOP1, VOP2, VOP3) der LED-Lichtquelleneinheiten (LIQ1, LIQ2, LIQ3) über ein am Lichtquellen-Montageelement (BLC) befestigtes Trägerelement (TRA) fest miteinander verbunden sind, das Reflektorpositionierungsmittel (PRO) zum Positionieren des Trägerelementes (TRA) in Bezug auf einen Reflektor (REF) aufweist, über welchen zumindest eine der Lichtquelleneinheiten (LIQ1, LIQ3) im Betrieb Licht in den Außenraum abstrahlen kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine LED-Lichteinheit für Kraftfahrzeuge, wobei die LED-Lichteinheit zumindest zwei LED-Lichtquelleneinheiten umfasst, und wobei jede LED-Lichtquelleneinheit zumindest eine Leuchtdiode aufweist, und weiters für jede LED-Lichtquelleneinheit jeweils zumindest eine Vorsatzoptik vorgesehen ist, und wobei die LED-Lichteinheit ein Lichtquellen-Montageelement umfasst, auf dem die Leuchtdioden der LED-Lichtquelleneinheiten angebracht sind.
  • Schließlich betrifft die Erfindung einen Fahrzeugscheinwerfer mit zumindest einer oben genannten LED-Lichteinheit.
  • Um bei Scheinwerfern für Kraftfahrzeuge, deren Lichtbild durch Leuchtdioden erzeugt wird, die notwendigen Lichtstärken zu erreichen, ist es oftmals notwendig, mehrere LED-Lichtquelleneinheiten, welche ein oder mehrere Leuchtdioden umfassen, zu verwenden. Die Lichtquelleneinheiten sind dabei auf einem Lichtquellen-Montageelement, welches auch als Kühlkörper für die Leuchtdioden dient, befestigt. Das Licht von den Lichtquelleneinheiten wird über eigene, separate Vorsatzoptiken für jede der Lichtquelleneinheiten ausgekoppelt und unter Umständen über eine Reflektorfläche in den Außenraum abgestrahlt.
  • Oben beschriebene Beleuchtungsvorrichtungen mit mehreren LED-Lichtquelleneinheiten und Vorsatzoptiken sind beispielsweise aus der DE 101 60 938 A1 und der US 2004/0012976 A1 bekannt. Weitere derartige Scheinwerfer sind in der US 2004/0223338 A1 , der US 2006/0028814 A1 , der US 7 048 412 B2 sowie der EP 1 640 655 A2 beschrieben.
  • Bei der Montage solcher Anordnungen bestehend aus LED-Lichtquelleneinheiten, Vorsatzoptiken und gegebenenfalls Reflektor sind auf Grund der großen Anzahl von Bauteilen aufwändige, zeit- und kostenintensive Justagearbeiten notwendig, um ein gesetzlich vorgeschriebenes und/oder optimales Lichtbild realisieren zu können.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine wesentlich einfachere und exakte Justierung der einzelnen Lichtbilder der LED-Lichtquelleneinheiten zu ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird mit einer eingangs erwähnten LED-Lichteinheit dadurch gelöst, dass erfindungsgemäß am Lichtquellen-Montageelement ein Trägerelement befestigt ist, das Reflektorpositionierungsmittel zum Positionieren des Trägerelementes in Bezug auf einen Reflektor aufweist, über welchen Reflektor zumindest eine der Lichtquelleneinheiten im Betrieb Licht in den Außenraum abstrahlt.
  • Durch die erfindungsgemäße Verbindung der Vorsatzoptiken miteinander verringert sich die Anzahl der zu justierenden lichttechnischen Komponenten deutlich, sodass die Justierung wesentlich vereinfacht wird. Weiters ist eine einfache und exakte Positionierung des Trägerelementes in Bezug auf den Reflektor möglich.
  • Unter „Trägerelement”, entsprechend im vorliegenden Text auch als „Träger” bezeichnet, ist dabei grundsätzlich ein beliebiges Element zu verstehen, mit dem es möglich ist, die Vorsatzoptiken in zueinander fixen Positionen anzuordnen.
  • Bei einem besonders einfach und exakt zu realisierenden Vorsatzoptik-System sind die Vorsatzoptiken einstückig mit dem Träger ausgebildet.
  • Weiters ist es für eine einfache und kostengünstige Fertigung von Vorteil, wenn die Vorsatzoptiken und/oder der Träger aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff gebildet sind. Außerdem weist in diesem Fall das Vorsatzoptik-System lediglich ein geringes Gewicht auf, und bei Verwendung eines transparenten Kunststoffes ist es auch möglich, die Vorsatzoptiken mit dem Träger einstückig auszubilden.
  • Prinzipiell kann bei dem Vorsatzoptik-System der Träger aber auch von den Vorsatzoptiken getrennt ausgebildet sein und Aufnahmen oder Haltemittel zum Aufnehmen oder Halten der Vorsatzoptiken aufweisen.
  • Um eine einfache und exakte Positionierung des Trägers in Bezug auf die LED-Lichtquelleneinheiten zu ermöglichen, weist der Träger vorzugsweise Positionierungsmittel zum Positionieren des Trägers in Bezug auf die LED-Lichtquelleneinheiten auf.
  • Beispielsweise kann es sich bei diesen Positionierungsmitteln einfach um eine oder mehrere Öffnungen oder Ausnehmungen, wie z. B. Schlitze in dem Träger handeln, in welche entsprechende Vorsprünge, z. B. Stifte, welche an einem Lichtquellen-Montageelement, an dem die LED-Lichtquelleneinheiten befestigt sind, entsprechend angeordnet und befestigt sind, hineingesteckt werden oder an welchen Stiften die Schlitze angeschlagen werden.
  • Um mit einer LED-Lichteinheit auf einfache Weise ein Kurvenlicht erzeugen zu können, ist vorgesehen, dass mit zumindest einer der LED-Lichtquelleneinheiten im Wesentlichen eine Vorfeldausleuchtung im Lichtbild einer Abblendlicht-Lichteinheit erfolgt.
  • Dabei emittiert die zumindest eine LED-Lichtquelleneinheit zur Erzeugung von im Wesentlichen der Vorfeldausleuchtung im Lichtbild einer Abblendlicht-Lichteinheit Licht über zumindest einen Reflektor in den Außenraum der Abblendlicht-Lichteinheit.
  • Außerdem ist vorgesehen, dass mit zumindest einer der LED-Lichtquelleneinheiten im Wesentlichen die Erzeugung des Asymmetrieanteils im Lichtbild eines Abblendlichtschein werfers erfolgt.
  • Um die gesetzlichen Anforderungen an das Lichtbild einfach realisieren zu können, ist dabei vorgesehen, dass die zumindest eine LED-Lichtquelleneinheit zur Erzeugung im Wesentlichen des Asymmetrieanteils im Lichtbild Licht durch eine Linse in den Außenraum der Lichteinheit emittiert.
  • Besonders günstig ist es, wenn die Linse um eine im Wesentlichen vertikale Achse verschwenkbar ist. Auf diese Weise kann einfach ein Kurvenlicht erzeugt werden.
  • Im Folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt
  • 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfers mit zwei erfindungsgemäßen LED-Lichteinheiten,
  • 2 den Fahrzeugscheinwerfer aus 1 mit abgenommenem Reflektor bei einer der LED-Lichteinheiten,
  • 3 ein Lichtquellen-Montageelement mit LED-Modulen,
  • 4 das Lichtquellen-Montageelement aus 3 mit daran befestigtem Vorsatzoptik-System in einer ersten Ansicht von schräg vorne,
  • 5 das Lichtquellen-Montageelement aus 4 in einer weiteren Ansicht von schräg hinten,
  • 6 ein Vorsatzoptik-System im Detail,
  • 7 eine schematische Darstellung der Verbindung eines Reflektors mit dem Vorsatzoptik-System aus 6,
  • 8 einen Reflektor für eine erfindungsgemäße Lichteinheit in einer Rückansicht,
  • 9 den Reflektor aus 8 mit daran befestigtem Vorsatzoptik-System,
  • 10 den Reflektor aus 9, zusätzlich mit dem Lichtquellen-Montageelement,
  • 11 Lichtquellen-Montageelement mit Vorsatzoptik-System in einer Draufsicht, und
  • 12 ein LED-Modul im Detail.
  • Die 1 und 2 zeigen beispielhaft einen Fahrzeugscheinwerfer SCH mit zwei LED-Lichteinheiten LEH zur Erzeugung eines Abblendlichtes.
  • Jede LED-Lichteinheit LEH umfasst in diesem Beispiel drei LED-Lichtquelleneinheiten LIQ1, LIQ2, LIQ3, wobei jede LED-Lichtquelleneinheit LIQ1, LIQ2, LIQ3 in diesem Beispiel vier Leuchtdioden L1–L4 aufweist. Die Leuchtdioden L1–L4 sind dabei jeweils auf einem LED-Modul angeordnet. 12 zeigt beispielhaft ein solches LED-Modul MOD1 im Detail mit den vier Leuchtdioden L1–L4. Weiters ist für jede LED-Lichtquelleneinheit LIQ1, LIQ2, LIQ3 jeweils zumindest eine (in diesem Beispiel und üblicherweise genau eine) Vorsatzoptik VOP1, VOP2, VOP3 vorgesehen. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass eine Lichtquelleneinheit aus mehreren Modulen besteht.
  • Die LED-Module MOD1, MOD2, MOD3 sind auf einem Lichtquellen-Montageelement BLC montiert, welches gleichzeitig als Kühlkörper für die Leuchtdioden dient (siehe 2 und 3).
  • Zwei LED-Lichtquelleneinheiten LIQ1, LIQ3 einer Lichteinheit LEH strahlen Licht voneinander weggerichtet mit Hauptabstrahlrichtungen AS1, AS3 über einen Reflektor REF in den Außenraum der Lichteinheit LEH zur Erzeugung einer ersten Lichtverteilung ab. In diesem Beispiel von Abblendlicht-Einheiten erfolgt mit diesen beiden Lichtquelleneinheiten LIQ1, LIQ3 im Wesentlichen die Vorfeldausleuchtung im Lichtbild einer Abblendlicht-Lichteinheit (11).
  • Eine weitere LED-Lichtquelleneinheit LIQ2 strahlt Licht mit einer von den ersten beiden Hauptabstrahlrichtungen AS1, AS3 verschiedenen Hauptabstrahlrichtung AS2 durch eine Linse LIN in den Außenraum der Lichteinheit LEH ab (11).
  • Mit dieser LED-Lichtquelleneinheit LIQ2 erfolgt im Wesentlichen die Erzeugung des Asymmetrieanteils im Lichtbild eines Abblendlichtscheinwerfers. Besonders günstig ist es dabei, wenn wie dargestellt die Linse LIN um eine im Wesentlichen vertikale Achse ACH verschwenkbar ist. Auf diese Weise kann einfach ein Kurvenlicht erzeugt werden.
  • Die Vorsatzoptiken VOP1, VOP2, VOP3 der LED-Lichtquelleneinheiten LIQ1, LIQ2, LIQ3 sind über ein Trägerelement TRA fest miteinander zu einem Vorsatzoptik-System VOS verbunden.
  • Durch die Verbindung der Vorsatzoptiken miteinander verringert sich die Anzahl der zu justierenden lichttechnischen Komponenten deutlich, sodass die Justierung wesentlich vereinfacht wird.
  • In dem gezeigten Beispiel sind die Vorsatzoptiken VOP1, VOP2, VOP3 einstückig mit dem Träger TRA ausgebildet. Die Vorsatzoptiken VOP1, VOP2, VOP3 und der Träger TRA sind aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff gebildet.
  • Um eine einfache und exakte Positionierung des Trägers TRA in Bezug auf die LED-Lichtquelleneinheiten LIQ1, LIQ2, LIQ3 zu ermöglichen, weist bei dem gezeigten Vorsatzoptik-System VOS der Träger TRA Positionierungsmittel POM1, POM2 zum Positionieren des Trägers TRA in Bezug auf die LED-Lichtquelleneinheiten LIQ1, LIQ2, LIQ3 auf.
  • Beispielsweise kann es sich bei diesen Positionierungsmitteln POM1, POM2 einfach um eine oder mehrere Öffnungen POM1 oder Ausnehmungen, wie z. B. Schlitze POM2 in dem Träger TRA handeln, in welche entsprechende Vorsprünge, z. B. Stifte POM1', POM2', welche an dem Lichtquellen-Montageelement BLC, angeordnet und befestigt sind, hineingesteckt werden bzw. an welchen Stiften POM2' die Schlitze POM2' angeschlagen werden (3–6).
  • Um weiters noch eine exakte Positionierung des Reflektors REF zu ermöglichen, weist bei dem gezeigten Vorsatzoptik-System VOS der Träger TRA Reflektorpositionierungsmittel PRO zum Positionieren des Trägers TRA in Bezug auf den Reflektor REF auf.
  • In dem gezeigten Beispiel handelt es sich bei den Reflektorpositionierungsmitteln PRO um zwei Schenkel (7), welche in entsprechende Führungen PRO' an der Rückseite des Reflektors REF eingreifen (7–11).
  • Außerdem weist das Montageelement BLC wie in 3 zu erkennen noch zwei Positionierelemente ABR für die exakte Positionierung des Reflektors REF in Bezug auf das Montageelement BLC auf. Mit diesen Positionierelementen ABR wird der Reflektor REF räumlich (d. h. in der Tiefe) positioniert.
  • Diese Positionierelemente ABR dienen dabei einerseits als Abstandhalter, andererseits wird durch ihre gezeigte Anordnung auch ein Verkippen des Reflektors REF verhindert.
  • Der Reflektor REF kann weiters auch noch zwei Ausnehmungen (als Gegenstücke zu den Positionierelementen) besitzen, in welche die Positionierelementente ABR arretierend eingreifen und die möglichen Positionen des Reflektors REF in Bezug auf das Montagelement BLC weiter einschränken.
  • Abschließend sei noch angemerkt, dass natürlich grundsätzlich die Positionierelemente auch an dem Reflektor angeformt sein könnten, und gegebenenfalls die Ausnehmungen in dem Montageelement BLC ausgebildet sind.

Claims (15)

  1. LED-Lichteinheit (LEH) eines Kraftfahrzeugs, wobei die LED-Lichteinheit (LEH) zumindest zwei auf einem Lichtquellen-Montageelement (BLC) angebrachte LED-Lichtquelleneinheiten (LIQ1, LIQ2, LIQ3) umfasst, wobei jede LED-Lichtquelleneinheit (LIQ1, LIQ2, LIQ3) zumindest eine Leuchtdiode (L1–L4) aufweist, und weiters für jede LED-Lichtquelleneinheit (LIQ1, LIQ2, LIQ3) jeweils zumindest eine Vorsatzoptik (VOP1, VOP2, VOP3) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsatzoptiken (VOP1, VOP2, VOP3) der LED-Lichtquelleneinheiten (LIQ1, LIQ2, LIQ3) über ein am Lichtquellen-Montageelement (BLC) befestigtes Trägerelement (TRA) fest miteinander verbunden sind, das Reflektorpositionierungsmittel (PRO) zum Positionieren des Trägerelementes (TRA) in Bezug auf einen Reflektor (REF) aufweist, über welchen zumindest eine der Lichtquelleneinheiten (LIQ1, LIQ3) im Betrieb Licht in den Außenraum abstrahlen kann.
  2. LED-Lichteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsatzoptiken (VOP1, VOP2, VOP3) einstückig mit dem Träger (TRA) ausgebildet sind.
  3. LED-Lichteinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsatzoptiken (VOP1, VOP2, VOP3) und/oder der Träger (TRA) aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff gebildet sind.
  4. LED-Lichteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (TRA) von den Vorsatzoptiken (VOP1, VOP2, VOP3) getrennt ausgebildet ist und Aufnahmen oder Haltemittel zum Aufnehmen oder Halten der Vorsatzoptiken aufweist.
  5. LED-Lichteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (TRA) Positionierungsmittel (POM1, POM2) zum Positionieren des Trägers (TRA) in Bezug auf die LED-Lichtquelleneinheiten (LIQ1, LIQ2, LIQ3) aufweist.
  6. LED-Lichteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit zumindest einer der LED-Lichtquelleneinheiten (LIQ1, LIQ3) im Wesentlichen eine Vorfeldausleuchtung im Lichtbild einer Abblendlicht-Lichteinheit erfolgt.
  7. LED-Lichteinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine LED-Lichtquelleneinheit (LIQ1, LIQ3) zur Erzeugung von im Wesentlichen der Vorfeldausleuchtung im Lichtbild einer Abblendlicht-Lichteinheit Licht über zumindest einen Reflektor (REF) in den Außenraum der einer Abblendlicht-Lichteinheit emittiert.
  8. LED-Lichteinheit nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit zumindest einer der LED-Lichtquelleneinheiten (LIQ2) im Wesentlichen die Erzeugung des Asymmetrieanteils im Lichtbild eines Abblendlichtscheinwerfers erfolgt.
  9. LED-Lichteinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine LED-Lichtquelleneinheit (LIQ2) zur Erzeugung im Wesentlichen des Asymmetrieanteils im Lichtbild Licht durch eine Linse (LIN) in den Außenraum der Lichteinheit emittiert.
  10. LED-Lichteinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (LIN) um eine im Wesentlichen vertikale Achse (ACH) verschwenkbar ist.
  11. LED-Lichteinheit nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zumindest einen Reflektor (REF) und/oder an einem Lichtquellen-Montageelement (BLC) zur Montage von einer oder mehreren der LED-Lichtquelleneinheiten (LIQ1, LIQ2, LIQ3) Positionierungsmittel (ABR) zum Positionieren des Reflektors (REF) in Bezug auf das Lichtquellen-Montageelement (BLC) vorgesehen sind.
  12. LED-Lichteinheit (LEH) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei LED-Lichtquelleneinheiten (LIQ1, LIQ3) Licht voneinander weggerichtet mit Hauptabstrahlrichtungen (AS1, AS3) über zumindest einen Reflektor (REF) in den Außenraum der Lichteinheit (LEH) zur Erzeugung einer ersten Lichtverteilung abstrahlen und zumindest eine weitere LED-Lichtquelleneinheit (LIQ2) vorgesehen ist, welche Licht mit einer von den ersten beiden Hauptabstrahlrichtungen (AS1, AS3) verschiedenen Hauptabstrahlrichtung (AS2) durch eine Linse (LIN) in den Außenraum der Lichteinheit (LEH) abstrahlt.
  13. LED-Lichteinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (LIN) um eine im Wesentlichen vertikale Achse (ACH) verschwenkbar ist.
  14. LED-Lichteinheit nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ersten Hauptabstrahlrichtungen (AS1, AS3) einen Winkel von 180° zueinander einschließen und die dritte Hauptabstrahlrichtung (AS2) der weiteren LED-Lichtquelleneinheit (LIQ2) normal auf die beiden ersten Hauptabstrahlrichtungen (AS1, AS3) steht.
  15. Fahrzeugscheinwerfer (SCH) mit zumindest einer LED-Lichteinheit (LEH) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
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