CN110617457A - 机动车前大灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机动车前大灯。带有前大灯壳体(2)和至少一个冷却元件(7)的机动车前大灯(1)，在前大灯壳体(2)中布置有至少一个灯模块(3)，其中，灯模块(3)具有发光器件(4)，且该冷却元件(7)设置用于由灯模块(3)抽出热量，其中，冷却元件(7)如此地布置在前大灯壳体(2)处，即，由灯模块(3)所抽出的热量在前大灯壳体(2)之外被发出，其中，冷却元件(7)与灯模块(3)间隔地布置，且经由连接装置(11)与灯模块(3)相连接，其中，连接装置(11)是导热的。

Description

机动车前大灯

技术领域

本发明涉及一种带有前大灯壳体和至少一个冷却元件的机动车前大灯，在前大灯壳体中布置有至少一个灯模块，其中，灯模块具有发光器件，且该冷却元件设置用于由灯模块抽出热量，其中，冷却元件如此地布置在前大灯壳体处，即，由灯模块所抽出的热量在前大灯壳体之外被发出。

背景技术

在现有技术中所公开的典型的机动车前大灯(如例如在WO 2015/024839 A1中所指出的那样)的情形中，在其中灯模块作为发光器件例如具有发光二极管、激光二极管、DLP(Digital Light Processing)元件或诸如此类，须实现发光器件的相应冷却。为此通常设置有冷却元件，其被固定在灯模块处。作为冷却元件例如使用珀耳帖(Peltier)元件或带有冷却片的冷却体，其中，在使用带有冷却片的冷却体的情形中经常额外的风扇在冷却片的方向上导引气流。

不利地，由于冷却体在灯模块处的装设一方面增大了重量且另一方面增大了灯模块的尺寸，因此使得灯模块到前大灯壳体中的安装变得困难。由此，即使当灯模块为了调整所发射的光线可摆动时，冷却体在灯模块处的装设是特别不利的。

发明内容

本发明的目的于是在于减轻或者消除现有技术的缺点。因此，本发明尤其目的在于创造一种机动车前大灯，在其中灯模块一方面具有尽可能低的重量和小的尺寸，且另一方面具有高效的冷却。

该目的利用一种带有权利要求1的特征的机动车前大灯来实现。优选的实施方案在从属权利要求中进行说明。

根据本发明，冷却元件与灯模块间隔地布置，且经由连接装置与灯模块相连接，其中，连接装置是导热的。

在根据本发明的机动车前大灯中，灯模块和冷却元件彼此没有接触地布置。通过在灯模块与冷却元件之间的空间分隔得出如下优点，即，灯模块的重量和尺寸不被安装在其处的冷却体增大。灯模块相应地在前大灯壳体内与冷却体在空间上间隔。换而言之，灯模块和冷却元件不直接彼此相连接，而是间接地借助于连接装置，其大致布置在灯模块与冷却元件之间。在此，优选地连接装置的一个端部区域与灯模块且连接装置的第二端部区域与冷却元件相连接。优选地，在灯模块与连接装置之间和在冷却元件与连接装置之间的连接是可解开的，由此冷却元件、灯模块和/或连接装置的更换可特别容易实现。为了将热量由灯模块导引到冷却元件处，连接装置导热地构造。此外，在连接装置与灯模块之间和在连接装置与冷却元件之间的接触点是导热的。因此可实现灯模块的高效冷却，而冷却元件不被直接固定在灯模块处。为了冷却灯模块，由灯模块所产生的、由灯模块经由连接装置被导引到冷却元件处的热量由冷却元件在前大灯壳体之外被发出。相应地，冷却元件如此地布置在前大灯壳体处，即，由灯模块所抽出的热量在前大灯壳体之外被发出。冷却元件优选具有冷却体和冷却片，其中，冷却片大致布置在前大灯壳体之外，以便于将热量发出到周围环境处或者在前大灯壳体之外。换而言之，冷却元件大致布置在前大灯壳体处或者在前大灯壳体壁处。冷却体的某一区段优选伸入到前大灯壳体的内部中且与连接装置的一个端部区域相连接。

优选地，连接装置包括至少一个热管(Heat Pipe)。通过使用热管，在灯模块与冷却元件之间的特别高效的热传递被确保，因为热管具有特别高的导热能力。此外，热管的特征在于如下，即，在灯模块与冷却元件之间的热传递在0.5ºC-2ºC的较小温差的情形中已发生。此外，热管没有移动构件，由此其是低磨损且低维护的，此外热管大致无噪声地工作。作为工作介质优选使用水。为了在特别低的温度的情形中也确保热管的功能能力(Funktionsfähigkeit)，备选于水可使用在较低温度的情形中还可工作的工作介质(例如甲醇)。热管的横截面可以是呈圆形的、椭圆形的、扁平的或诸如此类的。热管的直径优选为在0.6mm与25mm之间。

为了确保在灯模块与冷却元件之间的特别高效的热传递，连接装置可包括两个或多个热管，其中，热管优选彼此平行地布置。通过使用多个热管，导热表面可被增大，由此可更高效地实现灯模块的冷却。

优选地，两个或多个热管垂直相叠地或水平并排地布置。因此可尽可能节省空间地实现热管在前大灯壳体内的布置。在各个热管之间在垂直方向上等距离的间距是特别优选的。如果出于空间原因应是有利的，两个或多个热管也可相叠地交叉地布置。

在一种优选的实施形式中，至少一个热管由铜或铜合金制成。铜有利地可容易变形、具有较高的导热能力且此外耐腐蚀。优选地，Cu-OF(非合金无氧铜)被使用，因为其相对含氧铜具有改善的抗氢性能。热管的材料特性(例如可变形性、导热能力、耐腐蚀性等等)可通过涂层或通过使用铜合金被进一步改善，例如铸铜合金、铜锌合金、铜锡合金、铜镍锌合金、铜镍合金或铜铝合金。可能的涂层工艺例如包括镀镍、涂漆或粉末涂层。对此备选地，至少一个热管还可由塑料制成。

优选地，至少一个热管具有至少一个弯曲部，其中，优选地弯曲半径大致大于或等于三倍的热管直径。该最小弯曲半径归因于如下，即，热管的导热能力随着减小的弯曲半径而降低。为了确保热管的足够高的导热能力，因此最小弯曲半径是有利的。至少一个热管可例如呈U形、S形、W形或螺旋形地设计。在多个热管连接灯模块与冷却元件的情况中，有利的是，多个热管相应地具有相同的弯曲部(或多个)且因此相同的几何形状。如果使用多个热管替代唯一热管，多个热管的相应的直径优选小于单个热管的直径。

为了可改变由灯模块(例如到车道上)所发射的光线的角度，有利的是，灯模块可摆动地布置在前大灯壳体中。优选地，灯模块围绕水平的和/或垂直的摆动轴线可摆动。利用灯模块围绕水平的摆动轴线的摆动，所发射的光线相对于车道的角度可被调整(这与灯模块在垂直平面中的摆动相符)。利用灯模块围绕垂直的摆动轴线的摆动可例如实现自适应转向灯(这与灯模块在水平平面中的摆动相符)。

优选地，摆动装置设置用于在前大灯壳体中围绕摆动轴线摆动灯模块，其中，作为摆动装置优选设置有伺服电机。因此可有利地实现灯模块的在技术上简单且精确的摆动。伺服电机大致设置用于执行直线运动，其中，优选地力传递元件将伺服电机的直线运动转换成摆动运动且然后将该摆动运动传递到灯模块上。伺服电机可设置用于优选围绕垂直的和/或水平的摆动轴线摆动灯模块。在未摆动的状态中，灯模块可在前大灯壳体中处在基本设定中，其中，利用伺服电机可实现灯模块从基本设定到摆动设定中的动态摆动。如果机动车前大灯例如被安装在机动车中，由于转向行驶、机动车的不均匀的装载状态、上坡或下坡行驶或诸如此类地可实现灯模块的摆动。

优选地，至少一个热管可构造成弹簧元件，其设置用于缓冲灯模块的摆动。通过热管在灯模块通过摆动装置的摆动期间的缓冲作用可有利地最小化照明范围调节(Leuchtweiterregelung)的”跳动”(即灯模块在前大灯壳体内的运动自由空间，以及灯模块的支承点在前大灯壳体中的运动自由空间)。因此，灯模块在前大灯壳体内的空间定向且进而由灯模块所发射的光线的角度的匹配被特别精确地改变。因此，至少一个热管或者多个热管(其连接灯模块与冷却元件)可产生弹簧作用，这些热管优选呈U形、S形、W形或螺旋形地设计。然而按照需求(例如在前大灯壳体中的空间需求、灯模块相对于冷却元件的布置、期望的弹簧复位力等等)，对于热管的其它形状也可考虑。同样地，(多个)热管的材料可如此来选择，即，其一方面具有所需要的导热能力，且另一方面具有对于作为弹簧元件的作用所需要的弹性的特性。通过热管作为弹簧元件的设计方案产生如下令人惊讶的效果，即，连接灯模块与冷却元件且设置用于将由灯模块所抽出的热量传输到冷却元件处的连接元件同时缓冲灯模块的摆动且额外地最小化照明范围调节的跳动。有利地因此产生所需要的构件的显著减少且产生数目众多的机构的简化。额外于高效的冷却和灯模块的经缓冲的(且进而非常精确的)摆动以及照明范围调节的最小的跳动，此外降低了前大灯的生产成本和重量。

优选地，作为发光器件设置有至少一个发光二极管或至少一个激光二极管。大致上，激光二极管或高电流发光二极管是特别优选的，因为它们带来大量优点，例如高亮度、所发射光线的高射程和光源的特别紧凑的结构形式。

为了优化冷却元件的冷却效率，优选冷却元件在垂直方向上布置在灯模块上方。位置说明”垂直上方”针对按规定被安装在机动车中的机动车前大灯。通过冷却元件在灯元件上方的优选的布置有助于在热管内的热传输，因为将热量由灯模块排出的工作介质通过在热管内的出现的蒸汽压力(或汽压，即Dampfdruck)在垂直方向上向上(至冷却元件)被输送。由工作介质所传输的热量随后被发出到冷却元件处，其中，经冷却和冷凝的工作介质其后经由热管被引回至灯模块。工作介质的该引回过程一方面通过在热管内出现的毛细力实现，且另一方面在灯模块和冷却元件的优选的垂直布置的情形中通过重力被额外地促进。因此，有利地工作介质在热管内在两个方向上(由灯模块至冷却元件和相反)的运动被促进，由此热传输且因此灯模块的冷却可更高效地完成。如果由于空间原因应是有利的，冷却元件还可在垂直方向上布置在灯模块下方或在灯模块的相同高度上。在这些情况中，毛细力可通过降低热管直径被提高，以便于至少部分补偿重力的缺失的作用。

为了可在前大灯壳体之外发出由灯模块所抽出的热量，冷却元件优选布置在前大灯壳体的边缘区域处。冷却元件大致具有冷却体，其带有布置在其处的冷却片，其中，冷却片优选布置在前大灯壳体之外，且冷却体优选布置在前大灯壳体之内。冷却元件也可布置在前大灯壳体之外且仅一个相对热管的接触点可布置在前大灯壳体之内。

为了额外地促进灯模块的冷却，前大灯壳体优选具有通风道(Luftkanal)，其设置用于将由前大灯的运动所引起的气流导引至冷却元件。机动车前大灯的运动就此而论是机动车运动的结果。通过由通风道被导引至冷却元件的气流，由灯模块所排出的且经由冷却片被发出的热量更快速且更高效地被发出到周围环境处。此外可取消额外的冷却风扇，其在冷却片的方向上导引气流。

优选地，通风道沿着前大灯壳体的外表面延伸。特别优选地，通风道在前大灯壳体处的位置如此来选择，即，经由在机动车正面处的冷却空气入口到达到发动机舱中的气流的部分可被引导到在前大灯壳体处的通风道中。有利地，以这样的布置在机动车运动的情形中形成的行车风可至少部分被用于冷却灯模块。通风道还可实施成附加构件，其中，该附加构件优选如此地布置在发动机舱内，即，气流被导引至冷却元件的冷却片。附加构件可例如呈软管状地设计。

在该说明的范围中，”上方“、”下方“、”水平“、“垂直”的概念被理解为当机动车前大灯在其被安装在机动车中之后在正常的使用状态中布置时定向的说明。

附图说明

本发明在下面借助优选的然而不应被局限于此的实施例作进一步说明。其中：

图1 显示了根据本发明的机动车前大灯的示意性的明显简化的视图；

图2 显示了根据图1的前大灯的侧视图；

图3至5 显示了热管的可能的实施形式；且

图6 显示了机动车前大灯的一种备选的实施形式。

具体实施方式

图1显示了示意性的明显简化示出的根据本发明的带有前大灯壳体2的机动车前大灯1，在前大灯壳体2中布置有至少一个灯模块3。灯模块3具有发光器件4，其中，作为发光器件4优选设置有至少一个激光二极管5。然而其它的发光器件4也可被使用，例如发光二极管、DLP元件或诸如此类。发光器件4被固定在支承架6处。此外，机动车前大灯1包括至少一个冷却元件7，其设置用于由灯模块3抽出热量。冷却元件7如此地布置在前大灯壳体2处，即，由灯模块3所抽出的热量在前大灯壳体2之外被发出。冷却元件7具有冷却体8和冷却片9，其中，冷却片8 布置在前大灯壳体2之外。冷却体8至少部分布置在前大灯壳体2内。如在图1和2中显而易见的那样，冷却体8大致被固定在前大灯壳体壁10处。利用这样的布置可确保，由灯模块3所抽出的热量尽可能被完全发出到周围环境处(在前大灯壳体2之外)。冷却元件7与灯模块3间隔地布置，且经由连接装置11与灯模块3相连接，其中，连接装置11是导热的。连接装置11包括三个热管12(其由铜或铜合金制成)，其垂直相叠地且彼此平行地(参见图2)布置。

在根据图1和2的实施例中，三个热管12(由上方观察，参见图1)是呈S形的。因此，热管12具有两个弯曲部，其中，弯曲半径大于三倍的热管直径。

按照要求可使用任意数量的热管12，以便于连接灯模块3与冷却元件7。热管12的数量、几何形状和指向或者位置可彼此相应地是不同的，且大致取决于冷却元件7如何相对于灯模块3布置。对于热管12的可能的几何形状的示例的未穷尽的选择在图3至5中显而易见。

热管12的端部区段分别以固定板13被固定在灯模块3的支承架6处和在冷却元件7的区段14处。固定板13大致将热管12夹紧在灯模块3的支承架6处或者到冷却元件7的区段14处。备选的固定措施例如是钎焊、粘贴、挤压、焊接或诸如此类。在发光器件4与热管12之间或者在热管12与冷却元件7之间的接触是导热的，由此由发光器件4形成的热量可由其被排出。热管12将热量导引到冷却元件7处，其中，经由冷却片9将热量在前大灯壳体2之外被发出。

灯模块3可摆动地布置在前大灯壳体2中，其中，摆动装置15设置用于在前大灯壳体2中围绕摆动轴线摆动灯模块3。作为摆动装置15优选设置有伺服电机16。伺服电机16产生直线运动，其由力传递元件17被转换成摆动运动，且被传递到灯模块3处。为此，力传递元件17与灯模块3相应铰接地相连接。

如在图1(或者同样地图3至5)中显而易见的那样，热管12设计成弹簧元件。通过热管12的至少一个弯曲部或者几何形状和材料，这些热管可提供弹簧力，其中，灯模块3的摆动通过摆动装置15抵抗该弹簧力实现。因此该摆动被缓冲且在照明范围调节中的“跳动”被最小化。

在根据图6的实施形式中，冷却元件7在垂直方向上布置在灯模块3之上(前大灯壳体2在图6中未示出)。位置说明“上方”针对在机动车中按规定被安装的机动车前大灯1。通过该布置，促进了由灯模块3至冷却元件7的工作介质的运动(且进而热传输)以及工作介质由冷却元件7至灯模块3的回引。

如在图1和2中同样显而易见的那样，冷却元件7布置在前大灯壳体2的边缘区域处。因此，冷却片9布置在前大灯壳体2之外且冷却体8的至少一个区段布置在前大灯壳体2之内。该布置通常设置在所有实施例的情形中。

此外，前大灯壳体2具有通风道(未显示)，其设置用于将通过机动车前大灯1的运动(由于机动车的运动)所引起的气流导引至冷却元件7。通风道沿着前大灯壳体2的外表面延伸。

因为热管的结构、工作原理和设计方案对于专业人士而言通常是已知的，所以在该公开中取消了该议题范围的详细讨论。

Claims (14)

1.机动车前大灯(1)，其带有前大灯壳体(2)和至少一个冷却元件(7)，在前大灯壳体(2)中布置有至少一个灯模块(3)，其中，所述灯模块(3)具有发光器件(4)，且所述冷却元件(7)设置用于由所述灯模块(3)抽出热量，其中，所述冷却元件(7)如此地布置在所述前大灯壳体(2)处，使得由所述灯模块(3)所抽出的热量在所述前大灯壳体(2)之外被发出，其特征在于，所述冷却元件(7)与所述灯模块(3)间隔地布置且经由连接装置(11)与所述灯模块(3)相连接，其中，所述连接装置(11)是导热的。

2.根据权利要求1所述的机动车前大灯(1)，其特征在于，所述连接装置(11)包括至少一个热管(12)。

3.根据权利要求2所述的机动车前大灯(1)，其特征在于，所述连接装置(11)包括两个或多个热管(12)，其中，所述热管(12)优选彼此平行地布置。

4.根据权利要求3所述的机动车前大灯(1)，其特征在于，所述两个或多个热管(12)垂直相叠地或水平并排地布置。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的机动车前大灯(1)，其特征在于，所述至少一个热管(12)由铜或铜合金制成。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的机动车前大灯(1)，其特征在于，所述至少一个热管(12)具有至少一个弯曲部，其中，优选地所述弯曲半径大致大于或等于三倍的热管直径。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的机动车前大灯(1)，其特征在于，所述灯模块(3)可摆动地布置在所述前大灯壳体(2)中。

8.根据权利要求7所述的机动车前大灯(1)，其特征在于，摆动装置(15)设置用于在所述前大灯壳体(2)中围绕摆动轴线摆动所述灯模块(3)，其中，作为摆动装置优选设置有伺服电机(16)。

9.根据权利要求8所述的机动车前大灯(1)，其特征在于，所述至少一个热管(12)设计成弹簧元件，其设置用于缓冲所述灯模块(3)的摆动。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的机动车前大灯(1)，其特征在于，作为发光器件(4)设置有至少一个发光二极管或至少一个激光二极管(5)。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的机动车前大灯(1)，其特征在于，所述冷却元件(7)在垂直方向上布置在所述灯模块(3)上方。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的机动车前大灯(1)，其特征在于，所述冷却元件(7)布置在所述前大灯壳体(2)的边缘区域处。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的机动车前大灯(1)，其特征在于，所述前大灯壳体(2)具有通风道，其设置用于将由所述机动车前大灯(1)的运动所引起的气流导引至所述冷却元件(7)。

14.根据权利要求13所述的机动车前大灯(1)，其特征在于，所述通风道沿着所述前大灯壳体(2)的外表面伸延。