CN113272175B - 带板状光导体的导光的冷却器格栅 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有板状光导体(3)的导光的冷却器格栅，所述冷却器格栅包括至少一个板状光导体(3)，具有多个点光源、框架(4)、壳体(5)和外覆盖件(1)，所述外覆盖件覆盖冷却器格栅的安装开口的面积的至少50％并且对于设置在导光的冷却器格栅内部的板状光导体(3)的光是可透过的。

Description

带板状光导体的导光的冷却器格栅
技术领域
本发明涉及一种车辆冷却器格栅，所述车辆冷却器格栅在内部被照亮并且同时给其分配光效功能。
背景技术
每个机动车辆整体的一个组成部分是其冷却器系统。这种冷却器系统的主要组件是冷却器。所述冷却器是热交换器，发动机产生的载热的热液体被送入所述热交换器中，并且这些热量通过空气从热交换器、即冷却器中吸收。空气通常通过冷却器的面罩或“冷却器格栅”进入冷却器区域。
冷却器格栅通常由竖直的肋条、水平的肋条或两种肋条的组合形成。空气在这些肋条之间朝冷却器流入发动机舱中。空气只能通过车辆运动和空气分子的惯性流入到冷却器上，或者为此目的，也在冷却器后面设置风扇。
对于这种冷却器格栅，问题在于，这种冷却器格栅从外观的角度上看处于车辆上最重要的位置，即居中地处于正面。因此，制造商从真正的商用车辆制造的开始就努力将冷却器格栅设计成在美学上是有吸引力的。一种在美学上改善冷却器格栅的方式就是装饰其肋条，或许改变其形状。同样可以观察到制造商这样的努力，即，使得格栅尽可能是不可见的，即努力在视觉上使所述格栅与车辆的前部融合。其它解决方案是，给冷却器格栅组件配备内部照明。
一个示例是美国专利US9789814 B2，该文献记载了一种解决方案，在这个解决方案中，冷却器格栅被环绕地照明的，从而实现了一种视觉效果。这样的冷却器格栅在设计上仍然是相同的。根据该专利的说明保留原始的冷却器格栅设计没有为进一步创新提供很多空间。
中国实用新型CN204279309U是另外的示例，该文献记载了一种解决方案，在该解决方案中，将LED聚光灯安装到冷却器格栅的通过水平和竖直的肋条形成的间隙中。通过这些LED灯的灯光产生确定的视觉效果。但原始的冷却器格栅设计仍然是相同的。但根据在上述美国专利中以及在所述的中国实用新型中的描述的保留原始的冷却器格栅设计没有为进一步创新提供很多空间。
中国台湾实用新型TWM494725 U是另外的示例，该文献记载了一种解决方案，在该解决方案中，冷却器格栅具有竖直的肋条并且在这些肋条上设置灯。与前面的解决方案一样，冷却器格栅设计还是保持相同。
发明内容
就是说，要适当地提出这样的解决方案，在这种解决方案中，冷却器格栅提供光效果，此外还将空气吸入冷却器中，并且同时提供与根据现有技术的所有解决方案都不同的视觉效果。从商业适用性的角度来看，这种冷却器格栅必须还至少满足的是，这种冷却器格栅结构紧凑，与车身相容，并且在各种不同的条件下，如日/夜、干/湿、冬季/夏季都能实现其美学功能和照明功能。
本发明的具有板状光导体的导光的冷却器格栅解决了现有技术中的所述问题，所述冷却器格栅包括至少一个板状光导体，所述板状光导体具有多个点光源、框架、壳体和外覆盖件，所述外覆盖件覆盖冷却器格栅盖的安装开口的面积的至少50％并且对于设置在导光的冷却器格栅内的光导体的光是可透过的。
有利地用到的是，多个LED点光源位于不透明框架的后面，并且板状光导体穿过不透明框架中的开口进入不透明的框架和外覆盖件之间的区域中。
在另一个解决方案中，具有板状光导体的导光的冷却器格栅包括至少一个板状光导体，所述板状光导体具有多个点光源、框架、壳体、外覆盖件和内部部件，所述外覆盖件覆盖冷却器格栅的安装开口的面积的至少50％并且对于设置在导光的冷却器格栅内的光导体的光是可透过的。
有利地用到的是，所述多个LED点光源位于在不透明的框架后面，并且板状光导体穿过不透明框架中的开口进入不透明的框架和内部部件之间的区域中。
有利地用到的是，所述内部部件没有构造成平坦的面，并且所述内部部件各个区段以不同的角度反射一个光分量并且设计成朝冷却器引导空气。
有利地用到的是，在框架和外覆盖件之间设置内部部件，所述内部部件对于两个方向上的光是可透过的。
有利地用到的是，所述内部部件、外覆盖件和板状光导体由合成的聚碳酸酯(PC)或甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成。
有利地用到的是，竖直的肋条形式的外覆盖件和所述内部部件对于两个方向上的光是可透过的。
有利地用到的是，替代多个LED点光源，使用细光导体，所述细光导体在其一个或两个端部上带有LED光源。
有利地用到的是，有肋对从板状光导体向上和向下延伸，从而实现了所谓的鱼骨形。
有利地用到的是，导光的冷却器格栅具有用于朝冷却器引导空气的开口。
有利地用到的是，所述外覆盖件在两个方向上是光可透过的。
有利地用到的是，所述板状光导体在朝向LED光源的侧面上具有用于使来自每个光源的光均匀化的光学器件并且在板状光导体相对置的侧面上具有用于使从板状光导体射出的总光均匀化的光学器件。
附图说明
进一步参考根据附图说明的实施例来说明本发明。
其中：
图1用正视图示出具有板状光导体的导光的冷却器格栅，在冷却器格栅上可以看到外覆盖件的肋结构。
图2示出具有板状光导体的导光的冷却器格栅的原理剖视图。
具体实施方式
导光的冷却器格栅1的主要组成部分是外覆盖件1、内部部件2、框架4、壳体5和具有多个LED光源的板状光导体3。
外覆盖件1可以由聚碳酸酯(PC)或甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成。可以通过铣削、铸造、压制、注塑或通过这些方法的组合进行制造。外覆盖件1是一个紧凑的、不可分的部件并且成型为用于在具体车辆中的使用的外形。在有利的第一实施方案中，这样地成型，使得形成肋条彼此连接的结构，所述肋条是外覆盖件1的整体组成部分，并且通过外覆盖件1的成型和/或其加工形成。在肋条之间的区域中，在外覆盖件1的上部部段中构成用于向冷却器供应空气的开口。所述各开口在上部部段中在肋对之间构成。所述各肋条可以具有任意的外形。所述肋条优选具有三棱柱、梯形棱柱或方体形的外形。在有利的第二实施形式中，外覆盖件1可以具有不连续的面的结构。在这种情况下，外覆盖件1的表面多个定向不同的面组成，使得各个面彼此包括成不同于180°的角度。在有利的第二实施形式中，所有不连续的面是外覆盖件1的整体组成部分，并且通过在制造和/或加工时外覆盖件的成型而形成。外覆盖件1设计成使得两个方向上、即从导光的冷却器格栅向外以及向内的方向上的光分量能透过所述外覆盖件。图1以前视图示出外覆盖件及其肋条。
内部部件2可以通过铣削、铸造、压制、注塑或通过这些制造方法的组合由合成的聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成。内侧、即内部部件2朝向框架4的侧面带有或没有镀层，所述镀层可以通过一系列方法来实现，例如通过真空蒸镀或化学镀来实现。所述镀层设置在内部部件2的内侧面积的至少50％上。内部部件2没有设计为平坦的面。内部部件的变形是能自由选择的并取决于客户要求。对应于对外覆盖件1的说明，所述内部部件优选具有肋条形，或者内部部件由多个面组成，如对于外覆盖件1所说明的那样。在内侧上带镀层的内部部件2的实施形式中，所述镀层设置成，使得该镀层反射所有的到达镀层上的光。
框架4优选地由合成的聚碳酸酯(PC)或甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成。制造通过注塑进行。框架4没有设计为平坦的面。所述框架的成型是能自由选择的并且取决于对于终产品的要求。所述框架优选具有肋条形或多个面组成，由对于外覆盖件1所说明的那样，并且所述框架与外覆盖件1形成一个设计单元。在框架4中设有开口，板状光导体3穿过所述开口。所述开口的形状取决于板状光导体3的具体设计。
壳体5优选地由聚碳酸酯与丙烯酸丁二烯-苯乙烯橡胶的混合物或由滑石填充的质量比例在20-40％之间的聚丙烯或由玻璃纤维填充的聚对苯二甲酸丁二醇酯制成。制造通过注塑进行。壳体5具有平坦的后壁，在后壁中设有至少一个用于引导电气组件的供电结构的通过套筒6和至少一个排气部件7。优选设有三个或四个排气部件7。所述壳体还包括用于与外覆盖件1的环绕整个周边永久性连接的位置。壳体5还有一个组成部分是适于固定板状光导体3的且用于板状光导体3的容纳装置。
板状光导体3与多个LED聚光灯连接。LED聚光灯的数量是能自由选择的并且取决于客户要求。LED光源固定在板状光导体3的后部部段上，由此，由所述光源射出的光朝板状光导体的前部部段并且接着从导光的冷却器格栅中向外辐射。在一个备选的实施形式中，可以使用在一端或在其两端具有LED光源的细光导体代替所述多个LED灯作为光源。在这个实施形式中，细光导体设置在板状光导体3的背侧。在两个有利的实施形式中，所有LED光源都设置在电路板上并与板状光导体3接触。LED光源的光从导光的冷却器格栅向外传导，使得所述光经由LED与板状光导体3的界面向外从板状光导体3朝外覆盖件1射出，然后经由外覆盖件1从导光的冷却器格栅向外透射。
在有利的设计中，板状光导体3具有平板的形状。在一个端部或两个端部具有LED光源的细的光导体或多个LED光源固定在所述板状光导体的背侧上。板状光导体3在朝向LED光源的侧面(在背侧)具有用于使光均匀化的光学器件，并且在前侧上具有用于使从板状光导体3射出的总光均匀化的光学器件，所述光学器件具有垫、微光学器件、成型的光学面、晶体的外形。
在有利的第二实施形式中，设有多个板状光导体3，这些板状光导体连接成使得它们具有鱼骨形。鱼骨形的光导体包括一个平板，肋对在各个交点处从所述平板延伸出来，所述肋对也具有平板的形状，较短肋条以60°至120°的角度从所述平板向上延伸，而较长肋条以60°至120°的角度从所述平板向下延伸。在正视图中，所述板看起来为直线，并且各个交点为在直线上的点。代表较短的(上部)肋条的直线从这个点60°至120°的角度下向上延伸，而代表较长的(下部)肋条的直线以相同的角度向下延伸。各个肋条的长度和其长度之间的关系与肋条的数量一样可以是不同的。在一个有利的实施形式中，鱼骨形的光导体由平板和总共18个肋对以及一个中间的较短的(上部)肋条组成。9个肋对位于右侧，还有9个肋对位于左侧。在这种实施形式中，在平板以及所有肋条的背侧上设置多个LED光源或在一个端部或两个端部具有LED光源的细光导体，如上面已经说明的那样。鱼骨形的光导体在朝向LED光源的侧面(在背侧)具有用于使光均匀化的光学器件，并且在前侧上具有用于使从板状光导体3射出的总光均匀化的光学器件，所述光学器件具有垫、微光学器件、成型的光学面、晶体的外形。
在根据本发明的有利的第一实施形式中，导光的冷却器格栅1不包括内部部件2。
壳体5包括用于板状光导体3的容纳装置，光导体3导入所述容纳装置中。在容纳装置内部的板状光导体3的背侧上也设置有LED光源或在一个端部或两个端部具有LED光源的细光导体。所有这样的LED光源都设置在电路板上，并且借助于在端部上具有插头的电缆束供电，所述电缆束从导光的冷却器格栅中经由壳体5中的通过套筒6引出。
在壳体5的后壁上设有至少一个排气部件7，在优选的实施形式中，在这里设置三个或四个排气部件。排气部件7形成具有两个基本功能的半透膜。第一功能在于，使得在导光的冷却器格栅中的压力与周围大气压平衡，并且第二功能在于，使得导光的冷却器格栅的内部空间干燥，或者说将水蒸汽从透光的冷却器格栅向外导出。出于这个原因，排气部件7优选包括半透膜，所述半透膜允许水分子从透光的冷却器格栅向外穿过，但不能向内穿过。在封闭的透光的冷却器格栅中设置排气部件7的原因是，在有利实施形式中，透光的冷却器格栅的各个组成部分的主体由聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯制成，所述材料是极性聚合物，就是说也是吸收水分的并且通过吸收水分，会有非常少量的水到达透光的冷却器格栅中。通过在这些聚合物中的添加剂及其表面处理可以显著降低对水分的吸收并因此也减少进入透光的冷却器格栅中的水量，但这种现象不能完全消除，因此必须确保从透光的冷却器格栅向外的水分通过。
壳体5通过永久性的不可分离的连接结构与外覆盖件1连接。在有利的实施形式中，外覆盖件1包括具有梯形横截面的棱柱或三棱柱形式的肋条。在外覆盖件1的上部部段中，在肋条之间构成用于向冷却器供应空气的开口。当在电动汽车中使用导光的冷却器格栅时，不需要这些用于向冷却器引导空气的开口。在有利的第二实施形式中，外覆盖件1不包括肋条，而是由彼此成不等于180°的角度的面组成，由此以不同的角度由导光的冷却器格栅向外和向内引导光。外覆盖件1对于两个方向上、即由导光的冷却器格栅向内和向外的光是可透过的。
在壳体5和外覆盖件1之间设有不透光的框架4。框架4既具有锚固板状光导体3的功能，也具有美学上的功能，因为所述框架由于其不透明性可以防止光穿透到其后面的区域中，即电缆束和其它对于冷却器格栅功能必要的元件所处的区域，并且电缆束和所述元件在美学上不会产生影响。就是说，所述框架将导光的冷却器格栅美学上的组成部分与其余没有美学功能的组成部分在物理上和视觉上分开。
在有利的第二实施形式中，导光的冷却器格栅包括内部部件2。
壳体5包括用于板状光导体3的容纳装置，光导体3引入所述容纳装置中。在容纳装置的内部，在板状光导体3的背侧上也设置有LED光源或在一个端部或两个端部具有LED光源的细光导体。所有这样的LED光源都设置在电路板上并且通过在端部上带有插头的电缆束供电，所述电缆束经由壳体5中的通过套筒6引出。
在壳体5的后壁上设有至少一个排气部件7，在优选的实施形式中，在这里设置三个或四个排气部件。排气部件7形成具有两个基本功能的半透膜。第一功能在于，使得在导光的冷却器格栅中的压力与周围大气压平衡，并且第二功能在于，使得导光的冷却器格栅的内部空间干燥，或者说将水蒸汽从透光的冷却器格栅向外导出。出于这个原因，排气部件7优选包括半透膜，所述半透膜允许水分子从透光的冷却器格栅向外穿过，但不能向内穿过。在封闭的透光的冷却器格栅中设置排气部件7的原因是，在有利实施形式中，透光的冷却器格栅的各个组成部分的主体由聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯制成，所述材料是极性聚合物，就是说也是吸收水分的并且通过吸收水分，会有非常少量的水到达透光的冷却器格栅中。通过在这些聚合物中的添加剂及其表面处理可以显著降低对水分的吸收并因此也减少进入透光的冷却器格栅中的水量，但这种现象不能完全消除，因此必须确保从透光的冷却器格栅向外的水分通过。
壳体5通过永久性的不可分离的连接结构与外覆盖件1连接。在有利的实施形式中，外覆盖件1包括具有梯形横截面的棱柱或三棱柱形式的肋条。在外覆盖件1的上部部段中，在肋条之间构成用于向冷却器供应空气的开口。当在电动汽车中使用导光的冷却器格栅时，不需要这些用于向冷却器引导空气的开口。在有利的第二实施形式中，外覆盖件1不包括肋条，而是由彼此成不等于180°的角度的面组成，由此以不同的角度由导光的冷却器格栅向外和向内引导光。外覆盖件1对于两个方向上、即由导光的冷却器格栅向内和向外的光是可透过的。
在壳体5和外覆盖件1之间设有不透光的框架4。框架4既具有锚固板状光导体3的功能，也具有美学上的功能，因为所述框架由于其不透明性可以防止光穿透到其后面的区域中，即电缆束和其它对于冷却器格栅功能必要的元件所处的区域，并且电缆束和所述元件在美学上不会产生影响。就是说，所述框架将导光的冷却器格栅美学上的组成部分与其余没有美学功能的组成部分在物理上和视觉上分开。
在框架4和外覆盖件1之间装入内部部件2，所述内部部件由透明的聚合物材料制成，并且在朝向框架4的侧面上带有或没有镀层。所述镀层设置在内部部件2的面积的至少50％上，并且在有利的实施形式中是70％。内部部件2的形状在这个实施形式中与在上面中已经说明的形状一样。
在本发明的有利的第一实施形式和有利的第二实施形式中，外覆盖件1对于两个方向上、即从冷却器格栅向内和向外的光沿是可透过的。在有利的第二实施形式中，内部部件2对于两个方向上的光也是可透过的。在两个有利的实施形式中，外覆盖件1覆盖冷却器格栅的安装开口的面积的至少50％。在两个实施形式中，导光的冷却器格栅设置成两种模式或两种设计，即日间设计和夜间设计。设置这两种设计通过车辆控制面板与车灯自动操控一起实现。
图2示出具有板状光导体3的导光的冷却器格栅的原理剖视图。
日间设计被定义为，不给板状光导体3供电，就是说板状光导体不发光。在这个设计中，光从外部经由外覆盖件1进入导光的冷却器格栅中。在导光的冷却器格栅有利的第一实施形式中，进入到外覆盖件1后面的光照亮导光的冷却器格栅，并接着从导光的冷却器格栅通过外覆盖件1向外引导。在前视图中可以看到希望的视觉效果，这里，视觉效果的具体实施形式由外覆盖件1的形状产生。在透光的冷却器格栅有利的第二实施形式中，进入到外覆盖件1后面的光在外覆盖件1和内部部件2之间的区域中被部分地反射，并且一部分从导光的冷却器格栅经由外覆盖件1被向外引导，由此导光的冷却器格栅被透射。在前视图中可以观察到一种视觉效果，所述视觉效果具体的实施形式由外覆盖件1和内部部件2的形状产生。
夜间设计被定义为，给板状光导体3供电，并且由此所述板状光道题朝外覆盖件1以及从导光的冷却器格栅向外发光。在有利的第一实施形式中，由板状光导体3发出的光的一部分由外覆盖件1的内侧、就是说由向导光的冷却器格栅的内部定向的侧面反射，一部分从导光的冷却器格栅向外穿过外覆盖件1，并且LED光源的光的一部分透过板状光导体3的竖直定向的肋条中，由此照亮导光的冷却器格栅。在前视图中可以看到希望的视觉效果，这里，所述视觉效果的具体实施形式由外覆盖件1的形状产生。在有利的第二实施形式中，由板状光导体3发出的光的一部分经由外覆盖件1从导光的冷却器格栅向外射出，还有一部分由外覆盖件1的内侧向导光的冷却器格栅的内侧反射。所述反射的光然后由内部部件2的表面朝外覆盖件1的内侧反射回来，这些光的一部分也从导光的冷却器格栅向外射出并且也有一部分被向内部反射回来，由此导光的冷却器格栅被照亮。在前视图中可以看到希望的视觉效果，所述视觉效果的具体实施形式由外覆盖件1和内部部件2的形状产生。
透光的冷却器格栅借助于构件“端板”、并且是借助于螺钉和插入式螺母固定在车辆前侧上。构件“端板”是一种通用部件，它既可以支承所述透光的冷却器格栅，也可以承载简单的单层(具有一定厚度)的黑色冷却器格栅。
附图标记列表
1 外覆盖件
2 内部部件
3 细光导体
4 框架
5 壳体
6 通过套筒
7 排气部件

Claims (13)

1.具有板状光导体(3)的导光的冷却器格栅，所述冷却器格栅包括至少一个板状光导体(3)、多个LED光源、框架(4)、壳体(5)和外覆盖件(1)，其中，外覆盖件(1)覆盖冷却器格栅的安装开口的面积的至少50％并且对于设置在导光的冷却器格栅内部的光导体(3)的光是可透过的，其特征在于，所述外覆盖件(1)构造成竖直肋条的形式，所述板状光导体(3)的竖直肋条的肋对从板状光导体(3)向上和向下延伸，从而实现了所谓的鱼骨形，并且所述导光的冷却器格栅具有用于朝冷却器引导空气的开口，所述开口在外覆盖件(1)的上部部段中在肋条之间的区域中构成，以用于向冷却器供应空气。
2.根据权利要求1所述的具有板状光导体(3)的导光的冷却器格栅，其特征在于，所述多个LED光源位于在不透明的框架(4)后面，并且所述板状光导体(3)穿过不透明的框架(4)中的开口进入不透明的框架(4)与外覆盖件(1)之间的区域中。
3.根据权利要求1所述的具有板状光导体(3)的导光的冷却器格栅，其特征在于，所述LED光源设置在细光导体的一个或两个端部上，所述细光导体固定在所述板状光导体(3)的背侧上。
4.根据权利要求1所述的具有板状光导体(3)的导光的冷却器格栅，其特征在于，所述外覆盖件(1)对于两个方向上的光都是可透过的。
5.根据权利要求1所述的具有板状光导体(3)的导光的冷却器格栅，其特征在于，所述板状光导体(3)在朝向LED光源的侧面上具有用于使来自每个光源的光均匀化的光学器件并且在板状光导体(3)相对置的侧面上具有用于使从板状光导体(3)射出的总光均匀化的光学器件。
6.具有板状光导体(3)的导光的冷却器格栅，所述冷却器格栅包括至少一个具有多个LED光源的板状光导体(3)、框架(4)、壳体(5)、外覆盖件(1)和内部部件(2)，其中，所述外覆盖件(1)覆盖冷却器格栅的安装开口的面积的至少50％并且对于设置在导光的冷却器格栅内部的光导体(3)的光是可透过的，其特征在于，所述外覆盖件(1)构造成竖直肋条的形式，所述板状光导体(3)的竖直肋条的肋对从板状光导体(3)向上和向下延伸，从而实现了所谓的鱼骨形，并且所述导光的冷却器格栅具有用于朝冷却器引导空气的开口，所述开口在外覆盖件(1)的上部部段中在肋条之间的区域中构成，以用于向冷却器供应空气。
7.根据权利要求6所述的具有板状光导体(3)的导光的冷却器格栅，其特征在于，所述多个LED光源位于不透明的框架(4)后面，并且板状光导体(3)穿过不透明的框架(4)中的开口进入不透明的框架(4)与内部部件(2)之间的区域中。
8.根据权利要求6所述的具有板状光导体(3)的导光的冷却器格栅，其特征在于，所述内部部件(2)没有构造成平坦的面并且所述内部部件的各个区段以不同的角度反射光的一部分并设计成用于朝冷却器引导空气。
9.根据权利要求6所述的具有板状光导体(3)的导光的冷却器格栅，其特征在于，所述内部部件(2)设置在所述框架(4)和外覆盖件(1)之间，所述内部部件对于两个方向上的光都是可透过的。
10.根据权利要求6所述的具有板状光导体(3)的导光的冷却器格栅，其特征在于，所述内部部件(2)、所述外覆盖件(1)和所述板状光导体(3)由合成的聚碳酸酯(PC)或甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成。
11.根据权利要求6所述的具有板状光导体(3)的导光的冷却器格栅，其特征在于，所述LED光源设置在细光导体的一个或两个端部上，所述细光导体固定在所述板状光导体(3)的背侧上。
12.根据权利要求6所述的具有板状光导体(3)的导光的冷却器格栅，其特征在于，所述外覆盖件(1)对于两个方向上的光都是可透过的。
13.根据权利要求6所述的具有板状光导体(3)的导光的冷却器格栅，其特征在于，所述板状光导体(3)在朝向LED光源的侧面上具有用于使来自每个光源的光均匀化的光学器件并且在板状光导体(3)相对置的侧面上具有用于使从板状光导体(3)射出的总光均匀化的光学器件。
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