AT505133B1 - COOLING DEVICE FOR COOLING LED LIGHT SOURCES - Google Patents
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Description
2 AT 505 133 B12 AT 505 133 B1
Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zur Kühlung von LED-Lichtquellen eines Kraftfahrzeug-Scheinwerfers, bestehend aus einem Kühlkörper, wobei zumindest eine LED-Lichtquelle auf einer Außenseite des Kühlkörpers befestigbar ist, und wobei der Kühlkörper zumindest einen Hohlraum aufweist, welcher zumindest eine Lufteintrittsöffnung und zumindest eine Luftaustrittsöffnung aufweist, wobei die zumindest eine Lufteintrittsöffnung mit einem unterhalb des Hohlraumes liegenden Gehäuse-Außenraumes in Verbindung steht, dergestalt, dass Luft aus dem Gehäuse-Außenraum in die Hohlkammer einströmen kann, und die zumindest eine Luftaustrittsöffnung mit einem oberhalb des Hohlraumes liegenden Gehäuse-Außenraum in Verbindung steht, dergestalt, dass warme Luft aus dem Hohlraum in den Gehäuse-Außenraum ausströmen kann.The invention relates to a cooling device for cooling LED light sources of a motor vehicle headlight, comprising a heat sink, wherein at least one LED light source can be fastened on an outer side of the heat sink, and wherein the heat sink has at least one cavity, which at least one air inlet opening and at least an air outlet opening, wherein the at least one air inlet opening communicates with a housing outer space located below the cavity, in such a way that air can flow from the housing exterior space into the hollow chamber, and the at least one air outlet opening is located above the cavity. Outside space communicates, such that warm air can flow out of the cavity in the housing exterior.
Generell erzeugen LED-Lichtquellen, welche üblicherweise aus einem oder mehreren LED-Platinen mit je einer oder mehreren Leuchtdioden bestehen, im Betrieb eine relativ große Wärmemenge, welche abgeführt werden muss. Dazu werden die LED-Lichtquellen auf einem Kühlkörper angeordnet, über welchen die entstehende Wärme abgeführt wird.Generally generate LED light sources, which usually consist of one or more LED boards with one or more light emitting diodes, during operation, a relatively large amount of heat, which must be dissipated. For this purpose, the LED light sources are arranged on a heat sink, via which the resulting heat is dissipated.
Beispielsweise sind Kühlkörper bekannt, welche einen Hohlraum aufweisen, welcher an einen Kühlmittelkreislauf des Kraftfahrzeuges anschließbar ist, sodass die Wärme über den Kühlkörper auf das Kühlmittel übertragen und von diesem abgeführt werden kann. Ein solches System ist natürlich aufwändig in der Installation und muss an den Kühlmittelkreislauf des Kraftfahrzeuges adaptiert werden.For example, heatsinks are known which have a cavity, which is connectable to a coolant circuit of the motor vehicle, so that the heat can be transferred via the heat sink to the coolant and discharged therefrom. Of course, such a system is expensive to install and has to be adapted to the coolant circuit of the motor vehicle.
Es sind auch Kühlkörper bekannt, welchen einen Hohlraum bzw. einen von einer Seite bis zur anderen Seite durchgehenden Kanal für die Durchströmung von Luft aufweisen. Kühleinrichtung mit einem solchen Kühlkörper sind wesentlich einfacher zu installieren. Allerdings tritt generell das Problem auf, dass bei Kühlkörpern, bei welchen es aus bauraumtechnischen Gründen oder auf Grund der speziellen lichttechnischen Vorgaben notwendig ist, die LED-Lichtquelle(n) in einem oberen Bereich des Kühlkörpers anzubringen, es Probleme mit der Wärmeableitung gibt, sodass es zur Überhitzung der LED-Lichtquellen kommen kann, da der Kühlkörper die Wärme oft nicht in einem ausreichenden Ausmaß ableiten kann. Zur besseren Kühlung ist es bekannt, eine Lufteintrittsöffnung mit einem unterhalb des Hohlraumes liegenden Gehäuse-Außenraum zu verbinden, dergestalt, dass Luft aus dem Gehäuse-Außenraum in die Hohlkammer einströmen kann, und wobei die zumindest eine Luftaustrittsöffnung mit einem oberhalb des Hohlraumes liegenden Gehäuse-Außenraum in Verbindung steht, dergestalt, dass warme Luft aus dem Hohlraum in den Gehäuse-Außenraum ausströmen kann. Solche Kühlvorrichtungen sind beispielsweise aus der JP 2007-087665 A und der DE 102 27 720 A1 bekannt. Aus der JP 2006-286395 A ist es schließlich noch bekannt, einen Kühlkörper von aufsteigender Luft umströmen zu lassen, dieser Kühlkörper weist allerdings keinen Hohlraum auf.There are also known heat sink, which have a cavity or a continuous from one side to the other side channel for the flow of air. Cooling device with such a heat sink are much easier to install. However, there is a general problem that, for heatsinks where space-technical reasons or special lighting specifications make it necessary to mount the LED light source (s) in an upper portion of the heatsink, there are problems with heat dissipation This can lead to overheating of the LED light sources, since the heat sink often can not dissipate the heat to a sufficient extent. For better cooling, it is known to connect an air inlet opening with a housing outer space located below the cavity, such that air can flow from the housing exterior space into the hollow chamber, and wherein the at least one air outlet opening is connected to a housing opening located above the cavity. Outside space communicates, such that warm air can flow out of the cavity in the housing exterior. Such cooling devices are known, for example, from JP 2007-087665 A and DE 102 27 720 A1. Finally, it is still known from JP 2006-286395 A to allow a heat sink to be flowed around by rising air, but this heat sink has no cavity.
Durch die Abwärme der LED-Lichtquelle(n) heizt sich der Hohlraum in dem Kühlkörper auf, die heiße Luft kann nach oben aus dem Gehäuse des Scheinwerfers entweichen. Über die zumindest eine Öffnung an der Unterseite kommt kalte Umgebungsluft in den Hohlraum nachgeströmt, welche wieder Wärme von dem Kühlkörper aufnehmen und nach oben abführen kann.Due to the waste heat of the LED light source (s), the cavity heats up in the heat sink, the hot air can escape upwards from the housing of the headlamp. Cold ambient air flows into the cavity via the at least one opening on the underside, which in turn can absorb heat from the heat sink and dissipate it upwards.
Durch die aufsteigende warme Luft entsteht ein „Kamineffekt“, welcher zu einer effektiven Frischluftzufuhr in den Hohlraum von unten führt, wodurch besonders effizient die von der/den LED-Lichtquelle(n) erzeugte Wärme abgeführt werden kann.The rising warm air creates a "chimney effect", which leads to an effective supply of fresh air into the cavity from below, which particularly efficient, the heat generated by the / LED light source (s) can be dissipated.
Allerdings sind solche Kühlkörper relativ unflexibel, was den Einbau in das Fahrzeug betrifft und der Kühlkörper muss exakt an die baulichen Gegebenheiten, insbesondere an die Position der Öffnungen zum Außenraum hin gestaltet werden.However, such heatsinks are relatively inflexible, which relates to the installation in the vehicle and the heat sink must be designed exactly to the structural conditions, in particular to the position of the openings to the outside space.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen wesentlich einfacheren und flexibleren Einbau eines Kühlkörpers in ein Fahrzeug zu ermöglichen. 3 AT 505 133 B1It is an object of the invention to enable a much simpler and more flexible installation of a heat sink in a vehicle. 3 AT 505 133 B1
Diese Aufgabe wird mit einer eingangs erwähnten Kühlvorrichtung gelöst, bei welcher erfindungsgemäß die zumindest eine Luftaustrittsöffnung des einen Hohlraumes des Kühlkörpers mittels zumindest eines Rohres mit dem oberen Gehäuse-Außenraum verbunden ist. Auf diese Weise lässt sich der Kühlkörper in dem Gehäuse relativ frei entsprechend den baulichen Gegebenheiten positionieren.This object is achieved with a cooling device mentioned in the introduction, in which according to the invention the at least one air outlet opening of a cavity of the heat sink is connected by means of at least one tube to the upper housing outer space. In this way, the heat sink in the housing can be positioned relatively freely according to the structural conditions.
Zur Herstellung der Verbindung mit dem Außenraum ist dabei vorgesehen, dass das zumindest eine Rohr aus einer oberen Gehäuseöffnung aus dem Gehäuse heraustritt bzw. mit der Gehäuseaußenseite bündig abschließt.To produce the connection with the outer space, it is provided that the at least one tube emerges from an upper housing opening out of the housing or terminates flush with the housing exterior.
Aus den oben genannten Gründen kann es auch von Vorteil sein, wenn die zumindest eine Lufteintrittsöffnung des einen Hohlraumes des Kühlkörpers mittels zumindest einem Rohr mit dem unteren Gehäuse-Außenraum verbunden ist, wobei es dann wieder günstig ist, wenn das zumindest eine Rohr aus einer unteren Gehäuseöffnung aus dem Gehäuse heraustritt bzw. mit der Gehäuseaußenseite bündig abschließt.For the reasons mentioned above, it may also be advantageous if the at least one air inlet opening of a cavity of the heat sink is connected by means of at least one tube to the lower housing outer space, wherein it is favorable again, if the at least one tube from a lower Housing opening emerges from the housing or flush with the outside of the housing.
Besonders stabil lässt sich die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung realisieren, wenn der Kühlkörper im Inneren des Gehäuses in einem unteren Bereich des Gehäuses an dem Gehäuse angebracht ist und der Kühlkörper mit einer die zumindest eine Lufteintrittsöffnung aufweisenden Fläche dem Gehäuse zugewandt ist und die Lufteintrittsöffnung über eine untere Gehäuseöffnung mit dem Gehäuse-Außenraum in Verbindung steht.The cooling device according to the invention can be realized in a particularly stable manner if the heat sink is mounted in the interior of the housing in a lower region of the housing on the housing and the heat sink faces the housing with a surface having the at least one air inlet opening and the air inlet opening via a lower housing opening the outside of the housing is in communication.
Neben der stabilen Anbringung des Kühlkörpers an dem Gehäuse kann hier außerdem noch die Lufteintrittsöffnung besonders groß gestalten werden, sodass ausreichend kühle Frischluft von Außen in den Hohlraum nachströmen kann.In addition to the stable attachment of the heat sink to the housing here also the air inlet opening can be made particularly large, so that enough cool fresh air can flow from the outside into the cavity.
Hinsichtlich eines einfachen Einbaus der Kühlvorrichtung ist es von Vorteil, wenn das zumindest eine Rohr als flexibler Schlauch ausgebildet ist. Außerdem ist ein solcher Schlauch auch besonders widerstandsfähig gegen Erschütterungen, Vibrationen etc. und kann auch bei schwierigen Bauraumverhältnissen in dem Gehäuse entsprechend positioniert werden.With regard to a simple installation of the cooling device, it is advantageous if the at least one tube is designed as a flexible hose. In addition, such a hose is also particularly resistant to shocks, vibrations, etc. and can be positioned accordingly even in difficult space conditions in the housing.
Um die auftretenden Belastungen dauerhaft auszuhalten, ist es weiter günstig, wenn das zumindest eine Rohr wärme- bzw. hitzebeständig ist, und um die gesamte warme Luft aus dem Hohlraum ableiten zu können, ist es weiters von Vorteil, wenn das zumindest eine Rohr an einem im eingebauten Zustand des Kühlkörpers obersten Bereich des zumindest einen Hohlraumes angeordnet ist.In order to endure the occurring loads, it is further favorable if the at least one tube is heat and heat resistant, and to be able to derive the entire warm air from the cavity, it is further advantageous if the at least one tube to a is arranged in the installed state of the heat sink top of the at least one cavity.
Weiters betrifft die Erfindung einen Fahrzeugscheinwerfer mit einer oben beschriebenen Kühlvorrichtung.Furthermore, the invention relates to a vehicle headlight with a cooling device described above.
Im Folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erörtert. In dieser zeigtIn the following the invention is discussed in more detail with reference to the drawing. In this shows
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Scheinwerfergehäuses mit einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung von schräg Vorne,1 is a perspective view of a headlight housing with a cooling device according to the invention obliquely from the front,
Fig. 2 das Gehäuse aus Figur 1 in einer Ansicht von Vorne,2 shows the housing of Figure 1 in a view from the front,
Fig. 3 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung von schräg Hinten,3 is a view of a cooling device according to the invention obliquely from behind,
Fig. 4 eine Ansicht der Kühlvorrichtung aus Figur 3 von schräg Vorne,4 is a view of the cooling device of Figure 3 obliquely from the front,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Vertikalschnittes durch das Gehäuse und der KühlvorrichtungFig. 5 is a perspective view of a vertical section through the housing and the cooling device
Fig. 6 eine Ansicht des Gehäuses ohne eingesetzte Kühlvorrichtung.Fig. 6 is a view of the housing without a cooling device used.
Figur 1 und 2 zeigen ein Gehäuse 1 eines Fahrzeugscheinwerfers 2, in welchem ein Lichtmodul 3 angeordnet ist. In Lichtaustrittsrichtung vor dem Lichtmodul 3 ist ein Leuchtring 4 angeordnet, in welchen Licht von einer LED-Lichtquelle 5 eingespeist wird. Durch Beleuchtung des Leuchtringes 4 mit der LED-Lichtquellen 5 kann beispielsweise ein Standlicht oder Begrenzungslicht 4 AT505 133B1 realisiert werden.Figures 1 and 2 show a housing 1 of a vehicle headlamp 2, in which a light module 3 is arranged. In the light exit direction in front of the light module 3, a light ring 4 is arranged, in which light from an LED light source 5 is fed. By illuminating the light ring 4 with the LED light sources 5, for example, a parking light or limiting light 4 AT505 133B1 can be realized.
Die LED-Lichtquelle 5 ist an der Unterseite des Leuchtringes 4 angeordnet, von wo Licht in den Leuchtring eingespeist wird.The LED light source 5 is arranged on the underside of the light ring 4, from where light is fed into the light ring.
Zur Kühlung der LED-Lichtquelle 5 ist eine Kühlvorrichtung 6 vorgesehen. Die Kühlvorrichtung 6, die unter anderem in Figur 3 und 4 näher dargestellt ist, umfasst einen Kühlkörper 7, an dessen Außenseite 8 in einem oberen Bereich die LED-Lichtquelle 5 angebracht ist.For cooling the LED light source 5, a cooling device 6 is provided. The cooling device 6, which is shown in more detail inter alia in Figures 3 and 4, comprises a heat sink 7, on the outside 8 in an upper region of the LED light source 5 is mounted.
Der Kühlkörper 7 weist einen Hohlraum 9 auf, welcher eine Lufteintrittsöffnung 10 und eine Luftaustrittsöffnung 11 aufweist. Generell gilt, dass eine Hohlkörper auch mehrere Öffnungen für den Lufteintritt und/oder Luftaustritt aufweisen kann und dass auch mehrere Hohlkörper vorgesehen sein können. Am einfachsten und in der Regel ausreichend effizient ist allerdings auch ein Kühlkörper in der dargestellten Variante mit nur einem Hohlraum und je einer Öffnung.The heat sink 7 has a cavity 9, which has an air inlet opening 10 and an air outlet opening 11. In general, a hollow body can also have a plurality of openings for the air inlet and / or air outlet and that several hollow bodies can be provided. The simplest and usually sufficiently efficient, however, is also a heat sink in the illustrated variant with only one cavity and one opening.
Die Lufteintrittsöffnung 10 steht mit einem unterhalb des Hohlraumes 9 liegenden Gehäuse-Außenraumes 12 in Verbindung, dergestalt, dass Luft aus dem Gehäuse-Außenraum 12 in die Hohlkammer 9 einströmen kann.The air inlet opening 10 communicates with a lying below the cavity 9 housing outer space 12 in connection, such that air from the housing outer space 12 can flow into the hollow chamber 9.
Die Luftaustrittsöffnung 11 steht mit einem oberhalb des Hohlraumes 9 liegenden Gehäuse-Außenraum 13 in Verbindung, dergestalt, dass warme Luft aus dem Hohlraum 9 in den Gehäu-se-Außenraum 13 ausströmen kann.The air outlet opening 11 communicates with a housing outer space 13 located above the cavity 9, in such a way that warm air can flow out of the cavity 9 into the housing outer space 13.
Durch die Abwärme der LED-Lichtquelle 5 heizt sich der Hohlraum 9 in dem Kühlkörper 7 auf und die heiße Luft kann nach oben aus dem Gehäuse 1 des Scheinwerfers 2 entweichen. Über die Öffnung 10 an der Unterseite kommt kalte Umgebungsluft in den Hohlraum 9 nachgeströmt, welche wieder Wärme von dem Kühlkörper 7 aufnehmen und nach oben abführen kann.Due to the waste heat of the LED light source 5, the cavity 9 heats up in the heat sink 7 and the hot air can escape upward from the housing 1 of the headlamp 2. Cold ambient air flows into the cavity 9 via the opening 10 on the underside, which again absorb heat from the heat sink 7 and can dissipate it upwards.
Durch die aufsteigende warme Luft entsteht ein „Kamineffekt“, welcher zu einer effektiven Frischluftzufuhr in den Hohlraum 9 von unten führt, wodurch besonders effizient die von der LED-Lichtquelle 5 erzeugte Wärme abgeführt werden kann.Due to the rising warm air creates a "chimney effect", which leads to an effective supply of fresh air into the cavity 9 from below, which particularly efficient, the heat generated by the LED light source 5 can be dissipated.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Luftaustrittsöffnung 11 des Hohlraumes 9 des Kühlkörpers 7 mittels eines Rohres 14 mit dem oberen Gehäuse-Außenraum 13 verbunden. Zur Herstellung der Verbindung mit dem Außenraum 13 ist dabei vorgesehen, dass das Rohr 14 aus einer oberen Gehäuseöffnung 15 aus dem Gehäuse 1 heraustritt bzw. mit der Gehäuseaußenseite bündig abschließt. Diese Situation ist unter anderem in Figur 5 gut zu erkennen, die Öffnungen 15 ist in Figur 6 zu erkennen.In the embodiment shown, the air outlet opening 11 of the cavity 9 of the heat sink 7 is connected by means of a tube 14 with the upper housing outer space 13. To produce the connection with the outer space 13, provision is made for the tube 14 to emerge from the housing 1 from an upper housing opening 15 or to terminate flush with the housing exterior. This situation can be clearly seen inter alia in FIG. 5; the openings 15 can be seen in FIG.
Das Rohr 14 ist dabei vorzugsweise im Bereich der oberen Gehäuseöffnung 15 gegen das Gehäuse 1 abgedichtet.The tube 14 is preferably sealed in the region of the upper housing opening 15 against the housing 1.
Der Kühlkörper 7 ist wie dargestellt im Inneren des Gehäuses 1 in einem unteren Bereich des Gehäuses 1 an dem Gehäuse angebracht ist. Dabei ragt der Kühlkörper 7 mit einem unteren Abschnitt, dessen untere Fläche 17 die Lufteintrittsöffnung 10 aufweist, aus dem Gehäuse 1 heraus und die Lufteintrittsöffnung 10 steht über eine untere Gehäuseöffnung 16 mit dem Gehäuse-Außenraum in Verbindung, in dem sie aus der Gehäuseöffnung 16 herausragt.The heat sink 7 is as shown in the interior of the housing 1 in a lower portion of the housing 1 is attached to the housing. In this case, the heat sink 7 protrudes with a lower portion whose lower surface 17 has the air inlet opening 10, out of the housing 1 and the air inlet opening 10 is connected via a lower housing opening 16 with the housing outer space in connection, in which it protrudes from the housing opening 16 ,
Der Kühlkörper 7 ist dabei vorzugsweise im Bereich der unteren Gehäuseöffnung 16 gegen das Gehäuse 1 abgedichtet.The heat sink 7 is preferably sealed in the region of the lower housing opening 16 against the housing 1.
Der Ausdruck „über eine Gehäuseöffnung mit dem Außenraum in Verbindung stehen“ kann dabei einerseits bedeuten, dass wie dargestellt der Kühlkörper oder das Rohr aus der zugeordneten Öffnung im Gehäuse heraussteht. Es kann damit aber auch gemeint sein, dass die Öffnung im Kühlkörper/Rohr an die entsprechende Gehäuseöffnung anschließt.On the one hand, the expression "communicating with the outside space via a housing opening" can mean that, as shown, the heat sink or the pipe protrudes from the associated opening in the housing. But it may also mean that the opening in the heat sink / tube connects to the corresponding housing opening.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM01 | Lapse because of not paying annual fees |
Effective date: 20160425 |