DE102007004702A1

DE102007004702A1 - Fahrzeugleuchte mit einer Betauungsschutzeinrichtung

Info

Publication number: DE102007004702A1
Application number: DE102007004702A
Authority: DE
Inventors: Jens Oppel; Christoph Geyer; Martin Hupel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-08-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugleuchte mit einer Betauungsschutzeinrichtung, aufweisend ein Leuchtengehäuse, wenigstens ein in diesem angeordnetes lichtemittierendes Mittel und optische Mittel zur Erzeugung eines Lichtbündels und eine eine Lichtaustrittsöffnung verschließende Abdeckscheibe. Sie löst die Aufgabe, eine derartige Fahrzeugleuchte so zu gestalten, dass bei dieser auf einfache Weise einer Beschlagbildung im Innern der Abdeckscheibe und einem außenseitigen Vereisen derselben vorgebeugt und eine Betauung oder Vereisung beseitigt wird. Dazu ist die Abdeckscheibe (3) aus einer inneren und einer äußeren Scheibe (3b, 3a) gebildet, die im Abstand voneinander angeordnet sind, und in dem gebildeten Zwischenraum (4) ist leuchtengehäusebodenseitig eine elektrische Heizvorrichtung (6/7) zur Erwärmung der in diesem (4) eingeschlossenen Luft angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugleuchte mit einer Betauungsschutzeinrichtung, insbesondere einen Scheinwerfer mit kalten Leuchtmitteln.
Scheinwerfer oder Leuchten mit kalten Leuchtmitteln, wie LED's, oder auch mit Xenonlampen betriebene Scheinwerfer erzeugen keine ausreichende Wärmemenge und strahlen wenig Wärme in Richtung der die Lichtaustrittsöffnung verschließenden Abdeckscheibe des Scheinwerfergehäuses ab, wodurch es bei niedrigen Außentemperaturen trotz einer Zwangsbelüftung zum Vereisen bzw. einer Beschlagbildung durch Kondensation an der Abdeckscheibe kommen kann. Durch an der Abdeckscheibe kondensierte Luftfeuchtigkeit wird der Lichtdurchtritt durch diese gestört und die Leuchtkraft der Leuchte oder des Scheinwerfers reduziert.
Daher sind Leuchten mit kalten Leuchtmitteln mit einer Betauungsschutzeinrichtung für die Abdeckscheibe und/oder weitere kalte Oberflächen im Leuchtengehäuse versehen und bekannt. Eine solche Betauungsschutzeinrichtung dient neben einem im Fahrbetrieb wirksamen (Zwangs-)Belüftungssystem zur Verhinderung einer Kondensation von Luftfeuchtigkeit, insbesondere an der Innenseite der Abdeckscheibe, der Verhinderung einer Kondensation von Feuchtigkeit im Standbetrieb des Fahrzeugs, bei dem die Luft im Leuchtengehäuse nicht gezielt zirkuliert, und auch der Beseitigung einer Vereisung.
Aus den Dokumenten DE 43 33 655 C2 , DE 197 24 098 A1 , DE 100 24 843 A1 , EP 0 859 188 A2 und DE 10 2005 015 903 A1 sind Betauungsschutzeinrichtungen für diese Oberflächen bekannt. Bei diesen handelt es sich um Metall- oder Kunststoffbeschichtungen an einer optischen Oberfläche, insbesondere auf der Innenseite der Abdeckscheibe, die als elektrischer Widerstandsheizkörper dient ( DE 43 33 655 C2 , DE 197 24 098 A1 , DE 10 2005 015 903 A1 ), um ein Funktionsbauteil in der Leuchte, das selbst Wärme erzeugen kann und vorbestimmt in der Nähe des kalten Bereiches angeordnet ist ( DE 100 24 843 A1 ), oder auch um eine Heizvorrichtung zum Erzeugen vorgeheizter Luft in einem belüfteten Scheinwerfergehäuse, beispielsweise um ein einer optischen Oberfläche zugeordnetes Heizelement in unmittelbarer Nachbarschaft zu dieser ( EP 0 859 188 A2 ). Die JP 2003197013 A , die JP 2002150812 A und JP 2002211309 A beschreiben die Integration von Heizdrähten in die Abdeckscheibe. Die vorstehend genannten Betauungsschutzeinrichtungen sind zum Teil aufwendig und durch die Abdeckscheibe sichtbar.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Fahrzeugleuchte mit einer Betauungsschutzeinrichtung bereitzustellen, bei der auf relativ einfache Weise einer Beschlagbildung im Innern der Abdeckscheibe und einem außenseitigen Vereisen der Abdeckscheibe vorgebeugt und eine Betauung oder Vereisung beseitigt wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Fahrzeugleuchte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die Erfindung besteht darin, dass bei einer Fahrzeugleuchte, die ein Leuchtengehäuse mit wenigstens einem in diesem angeordneten lichtemittierenden Mittel und optischen Mitteln zur Erzeugung eines Lichtbündels sowie eine eine Lichtaustrittsöffnung verschließende Abdeckscheibe aufweist, letztere aus einer inneren und einer äußeren Scheibe gebildet ist, die im Abstand voneinander angeordnet sind, und wobei in dem gebildeten Zwischenraum auf der Seite des Leuchtengehäusebodens eine elektrische Heizvorrichtung zur Erwärmung der in dem gebildeten Hohlraum eingeschlossenen Luft angeordnet ist.
Beim Betreiben der Heizeinrichtung im Standbetrieb des Fahrzeugs wird die über dem Heizelement im Raum zwischen den beiden Scheiben der Abdeckscheibe befindliche Luft erwärmt und verursacht eine Warmluft-Zirkulation in diesem. Dadurch werden die beiden Scheiben erwärmt. Durch die Erwärmung der inneren Scheibe wird ein leuchtmittelseitig auf dieser befindlicher Kondensationsbeschlag beseitig, und die Scheibe bleibt infolge ihrer Erwärmung leuchtmittelseitig beschlagfrei. Im Leuchtengehäuse befindliche Luftfeuchtigkeit kondensiert dann an anderen kühleren Flächen in diesem. Durch die gleichzeitige Erwärmung der äußeren Scheibe kann ein außenseitig auf dieser befindlicher Kondensationsbeschlag oder auch eine Eisschicht beseitigt werden, und die Scheibe bleibt infolge ihrer Erwärmung außenseitig beschlagfrei.
Im Fahrbetrieb wird die äußere Scheibe durch den Fahrtwind gegenüber der inneren gekühlt, wobei die innere Scheibe gegenüber der äußeren durch die zwischen diesen eingeschlossene Luft isoliert ist. Beim Betreiben der Heizeinrichtung im Fahrbetrieb werden wieder beide Scheiben erwärmt, die innere Scheibe wegen des die Wärme abführenden Fahrtwindes jedoch stärker als die äußere. Einer leuchtmittelseitigen Beschlagbildung an der inneren Scheibe wird durch die Erwärmung derselben und die ohnehin vorhandene Zwangsbelüftung des Leuchtengehäuses vorgebeugt, und ein vorhandener Kondensationsbeschlag wird beseitigt.
Ebenso können einer Schneeablagerung und Eisbildung auf der äußeren Scheibe in Verbindung mit dem Fahrtwind vorgebeugt und vorhandene Schnee- oder Eisablagerungen beseitigt werden.
Durch das im Verhältnis zum gesamten Leuchtengehäuse geringe Luftvolumen zwischen den Scheiben kann das Heizelement mit geringer Leistung betrieben werden, wobei dessen Betreiben unabhängig vom lichtemittierenden Mittel ist.
Dabei kann die Heizvorrichtung durch ein Widerstandsheizelement, insbesondere einen Aluminium-Blechstreifen oder eine Aluminium-Beschichtung, gebildet sein, das mit elektrischen Anschlussleitungen versehen ist, die in das Leuchtengehäuse geführt und dort mit einer Steuereinrichtung verbunden sind. Vorteilhaft ist die innere Scheibe dünner als die äußere, da diese im Normalfalle keinen mechanischen Belastungen ausgesetzt ist und zudem schneller erwärmbar ist. Der Abstand zwischen der inneren und der äußeren Scheibe ist so zu wählen, dass die durch das Heizelement erwärmte Luft in dem durch die beiden Scheiben gebildeten Hohlraum zirkulieren kann. Vorzugsweise ist der Abstand größer als 5 mm. Die beiden Scheiben und das Heizelement bilden vorteilhaft eine Vormonateeinheit, die problemlos in das Leuchtengehäuse einsetzbar und mit diesem verschweißbar ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:
1: einen Längsschnitt durch einen Scheinwerfer mit einer Xenon-Lichtquelle und
2: ein LED-Modul für den Einsatz in diesen Scheinwerfer.
In 1 ist in einem vertikalen Längsschnitt ein Scheinwerfer mit einem in einem (Leuchten-)Gehäuse 1 angeordneten Blendrahmen 2 aus einem hitzebeständigen Kunststoff dargestellt. Das Gehäuse 1 ist im Abstand vor dem Blendrahmen 2 durch eine Abdeckscheibe 3 verschlossen, die aus einer äußeren Scheibe 3a und einer inneren Scheibe 3b gebildet ist, wobei die Dicke der letzteren 3b etwa die Hälfte der ersteren 3a beträgt. Die Scheiben 3a und 3b sind im Abstand von im Wesentlichen 5 mm voneinander angeordnet. In dem gegebenen Zwischenraum 4 ist auf einem abgewinkelten Bodenteil 5 der äußeren Scheibe 3a ein als elektrisches Widerstands-Heizelement dienender Aluminium-Blechstreifen 6 angeordnet und mit in das Innere des Gehäuses 1 ragenden elektrischen Anschlussleitungen 7, von denen nur eine (+) dargestellt ist, versehen. Am Blechstreifen 6 liegt die innere Scheibe 3b an, so dass der zwischen den Scheiben 3a und 3b gebildete Zwischenraum 4 abgeschlossen ist. Die durch die beiden Scheiben 3a und 3b gebildete Abdeckscheibe 3 und das Heizelement 6 sind zu einer Vormontageeinheit verbunden, die gemeinsam mit dem Blendrahmen 2 an ihrem oberen horizontal verlaufenden Endbereich mit dem Gehäuse 1 verschweißt sind. Die äußere Scheibe 3a umschließt den Blendrahmen 2 unterseitig und ist an dem unteren horizontal verlaufenden Rand mit dem Gehäuse 1 ebenfalls fest verbunden, wobei sich der Blendrahmen 2 zur Ausbildung von horizontalen Belüftungsschlitzen 8 für eine Luftzirkulation mit an diesem im horizontalen Abstand voneinander angeformten Distanzstegen 9 an der Scheibe 3a abstützt.
1 zeigt des Weiteren, dass im Anschluss an den Blendrahmen 2 auf dessen der Abdeckscheibe 3 abgewandten Seite ein Reflektor 10 als optisches Mittel und in diesem eine Xenon-Glühlampe 11 als lichtemittierendes Mittel zur Erzeugung eines Lichtbündels angeordnet sind.
Beim Betreiben des Fahrzeugs wird die in 1 durch Pfeile angedeutete Luftzirkulation zwischen der inneren Scheibe 3b und dem Blendrahmen 2 in bekannter Weise durch den Fahrtwind in Gang gesetzt, wozu im oberen Randbereich des Blendrahmens mehrere Lufteinlassöffnungen 12 und im Boden des Gehäuses 1 Luftauslassöffnungen 13 ausgebildet sind. An letzteren 13 entsteht infolge des Fahrtwindes ein Unterdruck, der Luft aus dem Gehäuse 1 und über die Lufteinlassöffnungen 12 in dieses nachzieht (Zwangsbelüftung). Diese Zwangsbelüftung verhindert eine Kondensation von Luftfeuchtigkeit an der Innenseite der kalten inneren Scheibe 3b.
Im Stand findet keine Luftbewegung im Gehäuseinneren statt, so dass es an der Scheibe 3b, auch bei eingeschalteter Xenon-Glühlampe 11, die diese 3b nicht erwärmen kann, zu einer Kondensation (Betauung) von im Gehäuse 1 befindlicher Luftfeuchtigkeit kommen kann, insbesondere bei niedrigen Temperaturen. Wird das Heizelement 5 betrieben, wird im Hohlraum der Abdeckscheibe 3 eine Warmluft-Zirkulation verursacht (Pfeile), die neben der äußeren Scheibe 3a insbesondere die dünnere innere Scheibe 3b erwärmt, wodurch diese enttaut und eine weitere Kondensation verhindert wird. Bei extremen Außentemperaturen kann die Betauungschutzeinrichtung auch im Fahrbetrieb eingesetzt werden, insbesondere zur Verhinderung einer Beschlagbildung an der Außenseite der Abdeckscheibe 3 bzw. deren Scheibe 3a.
2 zeigt schematisch ein LED-Modul 14, das eine Vielzahl von in einer Matrix verteilt angeordneten LED's 15, eine im Strahlengang des von den LED's 15 ausgesandten Lichtes angeordnete Blende 16 und eine Sammellinse 17 aufweist. Diese LED-Modul 14 kann als Alternative zum Reflektor 10 und der Xenon-Glühlampe 11 in dem Gehäuse 1 angeordnet sein.

1: Gehäuse
2: Blendrahmen
3: Abdeckscheibe
3a: äußere Scheibe
3b: innere Scheibe
4: Zwischenraum
5: Bodenteil
6: Al-Blechstreifen
7: Anschlussleitung
8: Belüftungsschlitz
9: Distanzsteg
10: Reflektor
11: Xenon-Glühlampe
12: Lufteinlassöffnung
13: Lufttauslassöffnung
14: LED-Modul
15: LED
16: Blende
17: Sammellinse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4333655 C2 [0004, 0004]
- DE 19724098 A1 [0004, 0004]
- DE 10024843 A1 [0004, 0004]
- EP 0859188 A2 [0004, 0004]
- DE 102005015903 A1 [0004, 0004]
- JP 2003197013 A [0004]
- JP 2002150812 A [0004]
- JP 2002211309 A [0004]

Claims

Fahrzeugleuchte mit einer Betauungsschutzeinrichtung, mit einem Leuchtengehäuse und mit wenigstens einem in diesem angeordneten lichtemittierenden Mittel und optischen Mitteln zur Erzeugung eines Lichtbündels sowie mit einer eine Lichtaustrittsöffnung verschließenden Abdeckscheibe, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckscheibe (3) aus einer inneren und einer äußeren Scheibe (3b, 3a) gebildet ist, die im Abstand voneinander angeordnet sind, und dass in dem gebildeten Zwischenraum (4) leuchtengehäusebodenseitig eine elektrische Heizvorrichtung (6/7) zur Erwärmung der in diesem (4) eingeschlossenen Luft angeordnet ist.
Fahrzeugleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (6/7) durch einen Aluminium-Blechstreifen (6) oder eine Aluminium-Beschichtung gebildet ist, die jeweils mit elektrischen Anschlussleitungen (7) versehen sind.
Fahrzeugleuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der inneren und der äußeren Scheibe (3b und 3a) wenigstens 5 mm beträgt.
Fahrzeugleuchte nach einem oder mehreren Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Scheibe (3b) dünner als die äußere (3a) ist.
Fahrzeugleuchte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die innere und die äußere Scheibe (3b, 3a) sowie die Heizvorrichtung (6/7) eine Vormontageeinheit bilden.
Fahrzeugleuchte nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (6/7) unabhängig vom lichtemittierenden Mittel (11, 15) betreibbar ist.