DE102007063542A1

DE102007063542A1 - Scheinwerfer für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102007063542A1
Application number: DE102007063542A
Authority: DE
Inventors: Stefan Eberhardt; Heinz Redlich; Burkhard Leutiger
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2009-07-02
Anticipated expiration: 2027-12-22
Also published as: CN101482244A; US7665873B2; FR2925654A1; FR2925654B1; US20090161382A1; DE102007063542B4; CN101482244B

Abstract

Es wird ein Scheinwerfer für Fahrzeuge mit zumindest einer Beleuchtungseinrichtung mit einer oder mehreren Leuchtdioden und mit einer im Lichtaustrittsbereich angeordneten Optik, welche das Licht der Leuchtdioden für eine Vorausbeleuchtung des Fahrzeuges bündelt, wobei zum Abführen der von der Leuchtdiode abgegebenen Wärme zumindest ein Kühlkörper (16) vorgesehen ist und der Kühlkörper (16) aus mehreren Kühlrippen besteht, vorgeschlagen. Der Kühlkörper (16) ist zur Gestaltung des Lichtkegels in der optischen Achse des Lichtaustrittsbereiches der Leuchtdioden zwischen den Leuchtdioden und der Optik angeordnet, wobei sich zumindest die Spitze einer Kühlrippe (17) des Kühlkörpers (16) im Brennpunkt zwischen der Leuchtdiode und der Optik befindet.

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Scheinwerfer für Fahrzeuge mit zumindest einer Beleuchtungseinrichtung mit einer oder mehreren Leuchtdioden, wobei zum Abführen der von der oder den Leuchtdioden abgegebenen Wärme Kühlkörper vorgesehen sind.
Ein solcher Scheinwerfer ist beispielsweise aus der DE 10 2004 017 454 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung für eine Fahrzeugbeleuchtung mit einem Scheinwerfer sind mehrere Leuchtmittel vorgesehen, die nach einem vorbestimmten Muster auf einer Halterung angeordnet sind und wobei diesen Halterungen Kühlkörper zum Abführen der an den Leuchtmitteln entstehenden Wärme, aufweisen. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Anbauorte für die Kühlkörper bekannt, wobei allen Anbauorten gemeinsam ist, dass die Kühlkörper im nicht sichtbaren Bereich und damit hinter der Anordnung der Leuchtmittel, die üblicherweise noch einen zugeordneten Reflektor aufweisen, vorgesehen sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Bauraum einer Beleuchtungseinrichtung mit Leuchtdioden und Kühlkörpern möglichst gering zu halten. Des Weiteren soll eine klare Hell-Dunkel-Grenze realisiert werden, die den Anforderungen einer maximalen Ausleuchtung gerecht wird und gleichzeitig eine möglichst geringe Blendung des Gegenverkehrs oder von Personen am Fahrbahnrand aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Anordnung der Leuchtmittel mit den Kühlkörpern, wie sie durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs genannt sind, gelöst.
Die erfindungsgemäße Anordnung des Kühlkörper (16) in der optischen Achse des Lichtaustrittsbereiches der Leuchtdioden zwischen den Leuchtdioden und der Optik zur Bündelung und Ausrichtung des Lichtes für die Fahrzeugvorausbeleuchtung hat den Vorteil, dass die quer zur Lichtausbreitungsrichtung angeordneten Kühlrippen des Kühlkörpers eine sehr gute Hell-Dunkel-Grenze ermöglichen.
Über eine entsprechende Formgestaltung der Kühlrippen ist vorteilhafterweise der Lichtkegel definierbar.
Eine entsprechende Gestaltung der Spitze der angehobenen Kühlrippe hat den Vorteil, dass je nach Gestaltungsform die Farbsaum der Hell-Dunkel-Grenze beeinflusst werden kann.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung werden gezielt eine oder einzelne Kühlrippen lichttechnisch wirksam genutzt, während die weiteren Kühlrippen keinen Einfluss auf die Lichtverteilung ausüben aber gleichzeitig im Package sehr kompakt integriert sind.
Vorteilhafterweise kann der gesamte Kühlkörper zur Fokussierung in Richtung der optischen Achse verschiebbar angeordnet sein. Durch das aktive Element zur Gestaltung der Lichtverteilung wird Streulicht vermieden, eine klare Hell-Dunkel-Grenze realisiert und gleichzeitig eine gute Kühlung der von der Leuchtdiode abgegebenen Wärme erreicht.
Durch Integration von beweglichen Elementen an der lichttechnisch wirksamen Kühlrippe und geeigneter Stellvorrichtungen kann die Kontur der Kühlrippe und damit die Ausleuchtung an verschiedenen Verkehrssituationen angepasst werden, z. B. Autobahnlicht, Kurvenlicht, Stadtlicht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
1a, 1b und 1c jeweils die Seitenansicht den Ausschnitt aus einem Scheinwerfer mit Leuchtmittel zugehöriger Optik und angeordneten Kühlkörpern,
2 verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten der Spitze einer Kühlrippe des Kühlkörpers,
3 die Draufsicht auf den Kühlkörper in der optischen Achse des Lichtes.
Die 1a, 1b und 1c zeigen einen Ausschnitt aus einem Scheinwerfer, wobei zur Verdeutlichung des Erfindungsgegenstandes hier lediglich die Beleuchtungseinheit 10, welche aus einer Leuchtdiode 11, die ggf. eine Vorsatzoptik 12 aufweist, sowie einer weitere Optik 13 und dem erfindungsgemäß angeordneten Kühlkörper 16, welcher die Wärme einer weitern Leuchtdiode 21 aufnimmt, besteht. Selbstverständlich ist diese Anordnung in einem aus Gehäuse und transparenter Abdeckscheibe gebildeten Scheinwerfer angeordnet, was aber nicht explizit erläutert werden soll, da der prinzipielle Aufbau eines Scheinwerfers mit Gehäuse, transparenter Abdeckscheibe, Beleuchtungseinheit und Reflektor allgemeiner Stand der Technik ist.
Aus dem Stand der Technik ist bereits bekannt, dass die an einer Leuchtdiode entstehende Temperatur über geeignete Kühlkörper abgeleitet werden muss. Die Problematik der Kühlung und die Anbindung von Leuchtdioden für eine optimale Wärmeableitung soll deshalb nicht explizit erläutert werden.
Bei der dargestellten erfindungsgemäßen Anordnung ist der Kühlkörper 16 im einsehbaren Bereich des Scheinwerfers zwischen der aus Leuchtdiode 11 und Vorsatzoptik 12 bestehenden Beleuchtungseinheit 10 und der Optik 13 eingebracht und wird zusätzlich zu seiner Kühlfunktion für die Leuchtdiode 21 als eine Gestaltungsanordnung für die Lichtverteilung der Beleuchtungseineinheit 21 genutzt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zu erkennen, dass der Kühlkörper 16 aus mehreren Kühlrippen besteht. Die Kühlrippen weisen verschieden Höhen auf, wobei die Höhe dieser Kühlrippen sich an dem Lichtkegel der Beleuchtungseinheit 10 orientiert. Eine Kühlrippe 17 ist soweit gegenüber den anderen Kühlrippen vorgezogen, dass sie zur Lichtgestaltung genutzt wird. Diese Kühlrippe 17 reicht daher mit Ihrer Spitze in den Bereich des Brennpunktes der Lichtquelle 11 mit seiner Vorsatzoptik 12, wie dies in der Seitenansicht der 1a, 1b und 1c zu erkennen ist. Zur Verdeutlichung ist dies durch Linien 18 und 19 angegeben, die sich im Brennpunkt schneiden und gleichzeitig den sich ausbreitenden Lichtkegel schematisch angeben.
Der Kühlkörper 16 kann zur Fokussierung entlang der optischen Achse 20 verschiebbar angeordnet sein. Denkbar ist hier sowohl eine mechanische als auch eine elektrische Verstellung, die an die Lichtsteuereinheit angekoppelt ist.
Die 2 zeigt verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten a) bis f) der Spitze der Kühlrippe 17. Die Darstellung a) zeigt eine rechteckige Abschlussform, b) eine konkave, c) eine schräg zulaufende, d) eine angespitzte und e) und f) je eine leicht gestauchte Spitze, wobei jedoch noch wesentlich mehr Gestaltungsvarianten möglich sind. Mit der Gestaltung dieser Spitze der Kühlrippe 17 wird der Farbeffekt an der Hell-Dunkel-Grenze beeinflusst. Aufgrund der optischen Gesetzmäßigkeiten wird das Licht je nach Gestaltung der Kühlspitze entsprechend seines Interferenzverhaltens aufgefächert.
Die 3 zeigt den Kühlkörper 16 bzw. die Kühlrippe 17 in Draufsicht des Lichtverlaufs, also entlang der optischen Achse. Mit dem Bezugszeichen LK für Lichtkante ist dabei die obere Abschlusskante bezeichnet, die entsprechend ihrer Formgebung die Ausbreitung des Lichtes beeinflusst. Hierbei ist zwischen den Linien 30 und 31 der lichttechnisch wirksame Bereich angegeben. Zur Realisierung des Abblend- und Landstraßenlichtes sind hier verschiedene Gestaltungsvarianten vorgesehen, wobei die Kühlrippe auch quer zur Achse verstellbar, ausgeführt sein kann. Damit können die Bereiche für eine Randausleuchtung ebenfalls mittels der Kühlrippe bzw. des Kühlkörpers eingestellt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004017454 A1 [0002]

Claims

Scheinwerfer für Fahrzeuge mit zumindest einer Beleuchtungseinrichtung mit einer oder mehreren Leuchtdioden und mit einer im Lichtaustrittsbereich angeordneten Optik, welche das Licht der Leuchtdioden für eine Vorausbeleuchtung des Fahrzeuges bündelt, wobei zum Abführen der von der Leuchtdiode abgegebenen Wärme zumindest ein Kühlkörper (16) vorgesehen ist und der Kühlkörper (16) aus mehreren Kühlrippen besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkörper (16) in der optischen Achse des Lichtaustrittsbereiches der Leuchtdioden (11) zwischen den Leuchtdioden und der Optik (13) angeordnet sind und sich zumindest die Spitze einer Kühlrippe (17) des Kühlkörpers (16) im Bereich des Brennpunktes zwischen der Leuchtdiode und der Optik befindet.
Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch Kühlrippe (17) entsprechend seiner Formgestaltung (32 bis 36) die Gestaltung der Lichtverteilung beeinflusst.
Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Lichtverteilung relevante Kühlrippe (17) in geschnittener Darstellung verschiedene Spitzenformen aufweist, die eine Verbesserung von Farbeffekten an der Hell-Dunkel-Grenze realisieren.
Scheinwerfer nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das der Kühlkörper (16) entlang seiner optischen Achse zwischen dem Beleuchtungselement (10) und der Optik (13) verschiebbar ist.
Scheinwerfer nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lichttechnisch wirksame Kühlrippe verstellbar ist, um die Ausleuchtung an verschiedene Verkehrssituationen anzupassen.