DE102008030353A1 - Fahrzeugleuchte mit einem Wärme leitenden Kunststoff - Google Patents

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Abstract

Eine Fahrzeugleuchte (5) wird beschrieben, bei welcher mindestens ein Abschnitt (6, 23) der Fahrzeugleuchte (5) aus einem Wärme leitenden Kunststoff (1) besteht, dessen Wärmeleitfähigkeit richtungsabhängig ist. Darüber hinaus wird ein Fahrzeug (10) offenbart, welches eine erfindungsgemäße Fahrzeugleuchte (5) umfasst.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugleuchte, wobei ein Wärme leitender Kunststoff eingesetzt wird, um ein in der Fahrzeugleuchte vorhandene Wärme abzuführen.
  • Gerade in der Umgebung von Lichtsystemen oder Lampen treten nach dem Stand der Technik bei einem Fahrzeug Beschädigungen aufgrund der durch das Lichtsystem oder die Lampe erzeugten hohen Temperaturen auf.
  • Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugleuchte bereitzustellen, mit welcher das bekannte Problem zumindest besser als nach dem Stand der Technik gelöst wird.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Fahrzeugleuchte nach Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine Fahrzeugleuchte bereitgestellt, bei welcher mindestens ein Abschnitt der Fahrzeugleuchte aus einem Wärme leitenden Kunststoff besteht, dessen Wärmeleitfähigkeit richtungsabhängig ist bzw. von der Richtung, in welcher die Wärme von dem Kunststoff geleitet wird, abhängig ist. Mit anderen Worten leitet dieser Kunststoff die Wärme in eine erste Richtung besser als in eine zweite von der ersten Richtung unterschiedliche Richtung.
  • Der Einsatz von einem Kunststoff zur Ableitung oder Abschirmung von Wärme weist gegenüber dem Stand der Technik, nach dem für eine solche Problemstellung meist Wärmeleitbleche eingesetzt werden, folgende Vorteile auf:
    • • Die Herstellung von Kunststoff ist kostengünstiger als die Herstellung eines vergleichbaren Wärmeleitblechs.
    • • Die Formbarkeit von Kunststoff ist im Vergleich zu der Formbarkeit eines Wärmeleitblechs flexibler, so dass ein aus dem Wärme leitenden Kunststoff bestehender Abschnitt der Fahrzeugleuchte besser an vorgegebene Randbedingungen angepasst werden kann.
  • Bei einem Einsatz von einem Kunststoff, dessen Wärmeleitfähigkeit richtungsabhängig ist, kann der Kunststoff darüber hinaus derart angeordnet werden, dass die Wärme in eine zur Abführung der Wärme besonders geeignete Richtung, beispielsweise in Richtung von Kühlrippen, abgeführt wird.
  • Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist eine Wärmeleitfähigkeit des Wärme leitenden Kunststoffs in eine erste Richtung um mehr als den Faktor 20 größer als eine Wärmeleitfähigkeit des Wärme leitenden Kunststoffs in eine zweite Richtung, welche im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung gerichtet ist.
  • Der Wärme leitende Kunststoff enthält dabei insbesondere Fasern (z. B. Kohlefasern), wobei die Wärmeleitfähigkeit des Wärme leitenden Kunststoffs in der Längsrichtung dieser Fasern um mehr als den Faktor 20 größer ist, als die Wärmeleitfähigkeit des Wärme leitenden Kunststoffs in eine Richtung, welche im Wesentlichen senkrecht bzw. quer zu der Längsrichtung der Fasern gerichtet ist.
  • Um die Wärme mittels des Wärme leitenden Kunststoffs erfindungsgemäß verstärkt in eine vorbestimmte Richtung abzuleiten, wird der Wärme leitende Kunststoff vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass die Längsrichtung seiner Fasern in dieser vorbestimmte Richtung weist.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Wärme leitende Kunststoff zwischen einer eine Wärme erzeugenden Stelle der Fahrzeugleuchte, z. B. einer Lichtquelle der Fahrzeugleuchte, und einer zu schützenden Stelle, z. B. Wärme empfindlichen Bauelementen, angeordnet. Der Wärme leitende Kunststoff wird dabei derart angeordnet, dass er die Wärme im Wesentlichen in eine Richtung ableitet, welche im Wesentlichen senkrecht zu einer Strecke gerichtet ist, die die Wärme erzeugende Stelle und die zu schützende Stelle verbindet.
  • Darüber hinaus kann der Wärme leitende Kunststoff mit einer Kühlanordnung, z. B. Kühlrippen, verbunden sein. Dabei wird der Wärme leitende Kunststoff insbesondere derart angeordnet und ausgebildet, dass er eine von der Fahrzeugleuchte erzeugte Wärme im Wesentlichen zu dieser Kühlanordnung ableitet.
  • Durch den erfindungsgemäßen Einsatz eines Kunststoffs, dessen Wärmeleitfähigkeit richtungsabhängig ist, wird ein großer Prozentsatz der von der Fahrzeugleuchte erzeugten Wärme zu der Kühlanordnung geleitet, so dass Wärme empfindliche Bauteile in der Umgebung der Wärme erzeugenden Stelle der Fahrzeugleuchte besser vor der Wärme bzw. Hitze geschützt werden können, als es nach dem Stand der Technik durch Wärmeleitbleche möglich ist.
  • Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst die Fahrzeugleuchte mindestens eine Leuchtdiode. Bei dieser Ausführungsform ist die mindestens eine Leuchtdiode auf einer Platine angeordnet, welche aus dem Wärme leitenden Kunststoff, dessen Wärmeleitfähigkeit richtungsabhängig ist, ausgebildet ist.
  • Indem die Platine der mindestens einen Leuchtdiode erfindungsgemäß aus dem Wärme leitenden Kunststoff ausgebildet ist, kann die von der mindestens einen Leuchtdiode erzeugte Wärme quasi am Ursprung von dem Wärme leitenden Kunststoff in eine vorbestimmte Richtung abgeleitet werden. Dadurch kann die mindestens eine Leuchtdiode im Vergleich zu einer Fahrzeugleuchte, bei welcher die Platine aus einem normalen Kunststoff ausgebildet ist, mit höheren Leistungen arbeiten, ohne das die Gefahr besteht, dass die mindestens eine Leuchtdiode zu heiß wird. Darüber hinaus ist es möglich, dass die Fahrzeugleuchte im Vergleich zu einer Fahrzeugleuchte, bei welcher die Platine aus einem normalen Kunststoff ausgebildet ist, kompakter gebaut wird, indem entsprechende Kühlkörper kleiner ausgeführt werden oder ganz entfallen.
  • Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst die Fahrzeugleuchte einen Reflektor, welcher aus dem Wärme leitenden Kunststoff ausgebildet ist.
  • Indem der Reflektor aus dem Wärme leitenden Kunststoff ausgebildet ist, kann der Reflektor vorteilhafterweise besser in eine erwünschte Form ausgebildet werden, als es beispielsweise bei einem aus Blech ausgebildeten Reflektor der Fall ist, da die Formungseigenschaften von Kunststoff denjenigen von Blech weit überlegen sind.
  • Wenn der Reflektor derart angeordnet ist, dass sich bei eingeschalteter Fahrzeugleuchte eine Stelle auf dem Reflektor ausbildet, deren Temperatur deutlich höher als die Temperatur um die entsprechende Stelle herum ist, kann der Wärme leitende Kunststoff derart ausgebildet werden, dass er eine an dieser Stelle bzw. diesem Hotspot erzeugte Wärme in eine vorbestimmte Richtung ableitet. Diese vorbestimmte Richtung ist dabei insbesondere parallel zu einer Strecke, welche die entsprechende Stelle und eine Lichtquelle der Fahrzeugleuchte, von welcher die Wärme ursprünglich erzeugt wird, verbindet.
  • Darüber hinaus ist es möglich, dass eine Kühlanordnung, beispielsweise in Form von Kühlrippen, vorhanden ist und dass der Wärme leitende Kunststoff derart ausgebildet ist, dass er die Wärme von einem Hot Spot im Wesentlichen zu dieser Kühlanordnung, welche beispielsweise hinter dem Reflektor angeordnet sein kann, leitet. Der erfindungsgemäße Einsatz des Wärme leitenden Kunststoff, dessen Wärmeleitfähigkeit richtungsabhängig ist, bei Reflektoren führt vorteilhafterweise zu einer Kostenersparnis im Vergleich zum Stand der Technik, da nach dem Stand der Technik ein besonders temperaturresistenter hochwertiger Kunststoff oder ein besonders temperaturresistentes Wärmeleitblech eingesetzt wird, um den sich in einem Notspot ausbildenden Temperaturen zu begegnen.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein Fahrzeug bereitgestellt, welches eine vorab beschriebene erfindungsgemäße Fahrzeugleuchte umfasst.
  • Die erfindungsgemäße Fahrzeugleuchte ist insbesondere zum Einsatz bei Kraftfahrzeugen geeignet. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich beschränkt. Beispielsweise ist es auch möglich, eine mit einem Wärme leitenden Kunststoff ausgebildete Leuchte, dessen Wärmeleitfähigkeit richtungsabhängig ist, bei Flugzeugen, Schiffen oder gleisgebundenen Fahrzeugen einzusetzen. Darüber hinaus ist es auch möglich, den Wärme leitenden Kunststoff, dessen Wärmeleitfähigkeit richtungsabhängig ist, allgemein zur Wärmeabschirmung, beispielsweise zur Abschirmung von einer von einem Verbrennungsmotor erzeugten Wärme, zu verwenden.
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen im Detail erläutert.
  • 1 stellt schematisch einen Wärme leitenden Kunststoff mit Fasern dar.
  • 2 stellt einen Wärme leitenden Kunststoff zur Abschirmung eines Wärme empfindlichen Bauteils dar.
  • 3 stellt eine erfindungsgemäße Fahrzeugleuchte dar, bei welcher eine Platine aus einem Wärme leitenden Kunststoff ausgebildet ist.
  • 4 stellt eine erfindungsgemäße Fahrzeugleuchte dar, bei welcher ein Reflektor aus einem Wärme leitenden Kunststoff ausgebildet ist.
  • 5 stellt schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug dar, welches eine erfindungsgemäße Fahrzeugleuchte umfasst.
  • In 1 ist ein Wärme leitender Kunststoff 1 schematisch dargestellt, welcher eine Polymer-Matrix 14 und darin vorhandene thermisch leitfähige Fasern 15 umfasst. Bei einer Wärmezufuhr 11 von unten und links in der angegebenen Richtung (von unten nach oben und von links nach rechts) ergibt sich eine Wärmeabfuhr 13, welche aufgrund der Fasern 15 im Wesentlichen in eine Richtung von links nach rechts in der 1 gerichtet ist. Mit einem Bezugszeichen 12 ist darüber hinaus eine Wärmeverteilung in 1 gekennzeichnet.
  • Die Wärmeleitfähigkeit in horizontaler Richtung khorizontal und die Wärmeleitfähigkeit in vertikaler Richtung kvertikal kann dabei bei dem in 1 dargestellten Wärme leitenden Kunststoff der folgenden Gleichung (1) genügen:
    Figure 00050001
  • In 2 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Fahrzeugleuchte 5 dargestellt. Die Fahrzeugleuchte 5 umfasst eine Lichtquelle 3 und eine aus einem Wärme leitenden Kunststoff 1 ausgebildete Wärmeabschirmung, wobei der Wärme leitende Kunststoff 1 mit Kühlrippen 2 verbunden ist. Durch eine entsprechende Ausrichtung der Fasern 15 innerhalb des Wärme leitenden Kunststoffs 1 ergibt sich eine entsprechende Richtung 4 der Wärmeableitung, welche vorteilhafterweise zu den Kühlrippen 2 gerichtet ist. Durch den erfindungsgemäßen Einsatz des Wärme leitenden Kunststoffs 1 bei dieser Ausführungsform kann vorteilhafterweise vermieden werden, dass ein oberhalb der Fahrzeugleuchte 5 angeordnetes Wärme empfindliches Bauteil 7 zu stark aufgeheizt wird.
  • In 3 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Fahrzeugleuchte 5 dargestellt. Diese Fahrzeugleuchte 5 umfasst einen Kühlkörper 24, auf welchem eine Leiterplatte 23 angeordnet ist, welche aus dem Wärme leitenden Kunststoff, dessen Wärmeleitfähigkeit richtungsabhängig ist, ausgebildet ist. Somit ist die Leiterplatte 23, welche eine vorbestimmte Dicke aufweist, auf derjenigen Platte des Kühlkörpers 24 angeordnet, mittels welcher die zu dieser Platte senkrecht verlaufenden Kühlrippen des Kühlkörpers 24 verbunden sind. Auf dieser Leiterplatte 23 befinden sich zwei Leuchtdioden 26. Oberhalb der Leuchtdiode 26 ist eine Optik oder Linse 22 angeordnet.
  • Durch die Ausbildung der Leiterplatte 23 mit dem Wärme leitenden Kunststoff kann eine von den Leuchtdioden 26 erzeugte Wärme vorteilhafterweise sofort bzw. unmittelbar an den Kühlkörper 24 weitergeleitet werden. Dazu ist die Leiterplatte 23 derart aus dem Wärme leitenden Kunststoff ausgebildet, dass die Fasern des Wärme leitenden Kunststoffs die Wärme hauptsächlich in einer zur Fläche der Leiterplatte 23 senkrechten Richtung ableiten.
  • Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform kann auch der Kühlkörper 24 selbst aus dem Wärme leitenden Kunststoff bestehen, dessen Wärmeleitfähigkeit richtungsabhängig ist. In diesem Fall sind die Fasern des Wärme leitfähigen Kunststoffs des Kühlkörpers 24 derart ausgerichtet, dass die Wärme von dem Kühlkörper 24 im Wesentlichen parallel zu einer Flächensenkrechten abgeleitet wird, welche senkrecht auf der Leiterplatte 23 steht.
  • In 4 ist noch eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Fahrzeugleuchte 5 dargestellt. Diese Fahrzeugleuchte 5 umfasst eine Lichtquelle 3 und einen Reflektor 6. Aufgrund der Wärmeentwicklung durch die Lichtquelle 3, wobei eine Wärmezufuhr 11 in der mit den Pfeilen 11 angegebenen Richtung erfolgt, bildet sich bei der mit Bezugszeichen 31 gekennzeichneten Stelle ein Hot Spot, d. h. eine Stelle, deren Temperatur oberhalb der Temperatur der an die Stelle angrenzenden Bereiche liegt. Der Reflektor 6 ist vorteilhafterweise aus dem Wärme leitenden Kunststoff ausgebildet, dessen Wärmeleitfähigkeit richtungsabhängig ist. Dabei sind die Fasern des Wärme leitenden Kunststoffs 1 derart ausgerichtet, dass der Wärme leitende Kunststoff 1 die Wärme hauptsächlich in der mit Bezugszeichen 4 angegebenen Richtung, d. h. im Wesentlichen von der Lichtquelle 3 weg und zu der Lichtquelle 3 hin, ableitet. Dadurch wird die Temperatur des Hot Spots 31 unterhalb einer Temperatur gehalten, bei welcher eine Beschädigung, z. B. eine Verformung, des Wärme leitenden Kunststoffs 1 auftreten würde.
  • In 5 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 10 dargestellt, welches eine erfindungsgemäße Fahrzeugleuchte 5 umfasst.
    • 1
    Wärme leitender Kunststoff
    2
    Kühlrippen
    3
    Lichtquelle
    4
    Richtung der Wärmeableitung
    5
    Fahrzeugleuchte
    6
    Reflektor
    7
    zu schützendes Bauteil
    10
    Fahrzeug
    11
    Wärmezufuhr
    12
    Wärmeverteilung
    13
    Wärmeabfuhr
    14
    Polymer Matrix
    15
    thermisch leitfähige Faser
    22
    Linse
    23
    Leiterplatte
    24
    Kühlkörper
    26
    Leuchtdiode
    31
    Hot Spot

Claims (9)

  1. Fahrzeugleuchte, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt (6, 23) der Fahrzeugleuchte (5) aus einem Wärme leitenden Kunststoff (1) besteht, dessen Wärmeleitfähigkeit richtungsabhängig ist.
  2. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wärmeleitfähigkeit des Wärme leitenden Kunststoffs (1) in eine erste Richtung um mehr als den Faktor 20 größer ist als eine Wärmeleitfähigkeit des Wärme leitenden Kunststoffs (1) in eine zweite Richtung, welche im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung gerichtet ist.
  3. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärme leitende Kunststoff (1) Fasern (15) enthält, und dass eine Wärmeleitfähigkeit des Wärme leitenden Kunststoffs (1) in eine Längsrichtung der Fasern (15) um mehr als den Faktor 20 größer ist, als eine Wärmeleitfähigkeit des Wärme leitenden Kunststoffs (1) in eine Richtung senkrecht zu der Längsrichtung der Fasern (15).
  4. Fahrzeugleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärme leitende Kunststoff (1) derart zwischen einer eine Wärme erzeugenden Stelle (3) der Fahrzeugleuchte (5) und einer zu schützenden Stelle (7) angeordnet ist, dass der Wärme leitende Kunststoff (1) die Wärme im Wesentlichen in einer Richtung (4) ableitet, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Strecke gerichtet ist, welche die die Wärme erzeugende Stelle (3) und die zu schützende Stelle (7) verbindet.
  5. Fahrzeugleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärme leitende Kunststoff (1) mit einer Kühlanordnung (2; 24) verbunden ist, und dass der Wärme leitende Kunststoff (1) derart angeordnet ist, dass der Wärme leitende Kunststoff (1) eine von der Fahrzeugleuchte (5) erzeugte Wärme im Wesentlichen zu der Kühlanordnung (2; 24) ableitet.
  6. Fahrzeugleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugleuchte (5) eine Leuchtdiode (26) umfasst, dass die Leuchtdiode (26) auf einer Platine (23) angeordnet ist, und dass die Platine (23) aus dem Wärme leitenden Kunststoff (1) ausgebildet ist.
  7. Fahrzeugleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugleuchte (5) einen Reflektor (6) umfasst, und dass der Reflektor (6) aus dem Wärme leitenden Kunststoff (1) ausgebildet ist.
  8. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (6) derart angeordnet ist, dass sich bei eingeschalteter Fahrzeugleuchte (5) mindestens eine Stelle (31) auf dem Reflektor (6) ausbildet, deren Temperatur höher ist als in einer Umgebung der jeweiligen der mindestens einen Stelle (31), dass der Wärme leitende Kunststoff (1) derart ausgebildet ist, dass der Wärme leitende Kunststoff (1) eine an der jeweiligen der mindestens einen Stelle (31) erzeugte Wärme im Wesentlichen in eine Richtung leitet, welche parallel zu einer Strecke ist, die die jeweilige Stelle (31) und eine Lichtquelle (3) der Fahrzeugleuchte (5) verbindet.
  9. Fahrzeug mit einer Fahrzeugleuchte (5) nach einem der Ansprüche 1–8.
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