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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugscheinwerfer mit mehreren
in einem Abstand zueinander angeordneten Wärme erzeugenden
luftgekühlten Baugruppen und einem Lüfter zur
Erzeugung einer Kühlluft, und einem Luftleitsystem, welches
die Kühlluft aufteilt und zu den zu kühlenden Baugruppen
leitet.
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Aus
der
DE 10 2005
038 186 B4 ist ein Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge
mit einer Baugruppe umfassend einen oder mehrere Leuchtkörper
in Form von einer oder mehreren Leuchtdioden (LEDs) bekannt. Die
Baugruppe wird über eine Kühlleitung mit Kühlluft
versorgt. Die Kühlluft wird von einem Lüfter erzeugt
und über die Kühlleitung zu den LEDs geführt.
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Bei
den bekannten Scheinwerfern wird jeweils nur eine Baugruppe mit
LEDs gekühlt. Das heißt, dass bei aktiviertem
Scheinwerfer alle Baugruppen bzw. alle LEDs gekühlt werden.
Eine selektive Kühlung einzelner zueinander beabstandeter Baugruppen
bzw. einzelner LEDs oder LED-Gruppen ist im Stand der Technik nicht
vorgesehen.
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Bei
modernen Fahrzeugscheinwerfern werden in zunehmendem Maße
LEDs als Lichtquellen für verschiedene Lichtfunktionen
(z. B. Abblendlicht, Fernlicht, Nebellicht, etc.) eingesetzt. Dabei
sind jedoch nicht immer alle LEDs gleichzeitig aktiv. Wenn der Scheinwerfer
bspw. eine Abblendlichtverteilung erzeugt, sind lediglich die LEDs
aktiv, welche das Abblendlicht erzeugen. Nur wenn der Scheinwerfer
eine andere Lichtverteilung, z. B. eine Fernlicht-, Nebellicht-
oder Kurvenlichtverteilung, erzeugt sind alternativ oder zusätzlich
zu den Abblendlicht-LEDs weitere LEDs aktiv, welche das Licht für
die andere Lichtverteilung erzeugen. Dies ist aber nur etwa in 10–15%
des aktiven Betriebs des Scheinwerfers der Fall. Den bei weitem
größten Teil des Betriebs des Scheinwerfers sind
lediglich die Abblendlicht-LEDs aktiv.
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Für
moderne LED-Scheinwerfer bedeutet dies, dass bei aktivem Scheinwerfer
nicht nur die Abblendlicht-LEDs, sondern stets auch die LEDs für
die weiteren Leuchtfunktionen von der Kühlluft gekühlt werden,
obwohl sie möglicherweise gar nicht eingeschaltet sind.
Dies ist statistisch gesehen in etwa 85–90% des aktiven
Betriebs des Scheinwerfers der Fall. Das bedeutet, dass die Kühlleistung
des Lüfters nicht effizient genutzt wird.
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Ausgehend
von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung
die Aufgabe zu Grunde, eine möglichst effiziente und effektive
Kühlung von mehreren, zueinander beabstandeten Baugruppen
mit im aktivierten Zustand Wärme erzeugenden Bauelementen
eines Scheinwerfers sicherzustellen.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe wird, ausgehend von dem Scheinwerfer
der eingangs genannten Art, vorgeschlagen, dass das Luftleitsystem
mindestens ein mechanisches Steuerelement aufweist, das die Menge
der den einzelnen Baugruppen zugeführten Luft steuert,
wobei das Steuerelement die den einzelnen Baugruppen zugeführte
Luftmenge in Abhängigkeit von einem aktuellen Betriebszustand
der zu kühlenden Baugruppen variiert. Als Betriebszustände sind
insbesondere ein aktivierter oder inaktivierter Zustand der Baugruppe
oder von einzelnen Bauelementen (z. B. LEDs) der Baugruppe zu nennen.
Die kühlende Luft kann dabei genau denjenigen Baugruppen
zugeführt werden, die momentan aktiv sind und bei denen
somit ein Kühlungsbedarf vorhanden ist. Ebenfalls als Betriebszustand
der Baugruppen kann der momentan durch die Baugruppe bzw. durch die
Bauelemente (z. B. LEDs) der Baugruppe fließende Strom
betrachtet werden. Dabei kann die vom Lüfter erzeugte Kühlluft
so gesteuert werden, dass sie diejenigen Bauelemente, durch die
ein höherer Strom fließt, mehr kühlt
als die Bauelemente, durch die ein geringer Strom fließt.
Auf diese Weise kann die Kühlwirkung des von dem Lüfter
erzeugten Luftvolumenstroms voll ausgeschöpft und gezielt
dort eingesetzt werden, wo wie benötigt wird.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass
die zu kühlenden Baugruppen im aktiven Zustand Wärme
erzeugende elektronische Bauelemente, bspw. Lichtquellen, insbesondere
Halbleiterlichtquellen (LEDs), umfassen. LEDs mit einer hohen Leistungsaufnahme
erzeugen besonders viel Wärme und haben deshalb einen hohen Kühlbedarf.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, die insgesamt
verfügbare Kühlleistung des oder der Lüfter
optimal bedarfsgerecht auf die einzelnen Baugruppen zu verteilen.
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Vorteilhafterweise
umfasst das mindestens eine mechanische Steuerelement eine in dem
Luftleitsystem angeordnete Klappe. Die Klappe kann in diskreten
Positionen oder kontinuierlich verstellbar sein, um die über
das Luftleitsystem geführte Kühlluft gezielt zu
denjenigen Baugruppen zu lenken, die aufgrund ihres aktuellen Betriebszustandes
einer Kühlung bedürfen. Statt einer Klappe kann
auch ein Schieber o. ä. eingesetzt werden.
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Vorzugsweise
umfasst das Luftleitsystem Kühlkanäle, die von
dem Lüfter zu den einzelnen Baugruppen des Scheinwerfers
verlaufen. Mittels der Kühlkanäle lässt
sich die kühlende Luft gezielt und praktisch ohne Verluste
zu den jeweiligen Baugruppen lenken. zudem kann mittels der Kühlkanäle durch
eine geeignete Ausgestaltung der Querschnittsflächen (zur Öffnung
der Kühlkanäle hin abnehmende Querschnittsfläche)
eine Art Düsenwirkung erzielt werden, so dass die Kühlluft
besonders hoher Geschwindigkeit an den zu kühlenden Baugruppen
vorbeistreicht.
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Vorzugsweise
ist in mindestens einem der Kühlkanäle das mechanische
Steuerelement, bspw. in Form einer Klappe, angeordnet. Das Steuerelement
gibt in Abhängigkeit von seiner Position in dem Kühlkanal
eine Querschnittsfläche des Kühlkanals mehr oder
weniger frei. Dies ermöglicht eine Variation des Strömungsquerschnitts
des Kühlkanals, so dass der durch den Kühlkanal
strömende Luftvolumenstrom größer oder
kleiner wird. Bei vollständig geöffnetem Kühlkanal
wird die vom Lüfter geförderte Luft auf die Kühlkanäle
aufgeteilt. Bei einem ganz geschlossenen Kühlkanal strömt
die vom Lüfter geförderte Luft durch den oder
die übrigen Kühlkanäle, in denen kein
Steuerelement angeordnet ist.
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Selbstverständlich
ist es denkbar, dass in mehr als einem der Kühlkanäle
jeweils ein mechanisches Steuerelement angeordnet ist.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltungsform ist das mindestens eine mechanische
Steuerelement mittels eines Aktors zwischen mindestens zwei vorgebbaren
Positionen bewegbar. Als Aktor kann beispielsweise ein Schrittmotor
oder ein Proportionalmagnet eingesetzt werden. Der Einsatz eines
Aktors ermöglicht eine Bewegungssteuerung des mechanischen
Steuerelements, so dass das mechanische Steuerelement eine vorgegebene
Position präzise einnehmen und halten kann und dadurch
die durch die Kühlkanäle fließende Kühlluftmenge
gezielt beeinflusst werden kann.
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Weiterhin
ist vorteilhaft, dass der Aktor außer zur Betätigung
des mindestens einen mechanischen Steuerelements auch zur Realisierung
einer anderen Funktion des Scheinwerfers dient. Die andere Funktion
des Scheinwerfers ist vorzugsweise ebenfalls von dem Betriebszustand
der zu kühlenden Baugruppen abhängig. Das mechanische
Steuerelement wird dabei automatisch durch den für die
andere Funktion sowieso vorhandenen Aktor bewegt. Indem der Aktor mehrere
Funktionen übernimmt, lässt sich zum einen ein
zusätzlicher Aktor zur Betätigung des mechanischen
Steuerelements einsparen, und es ist zum anderen eine synchrone
Ausführung der unterschiedlichen Funktionen (die andere
Funktion des Scheinwerfers und die Kühlfunktion) für
einen bestimmten Betriebszustand der Baugruppen gewährleistet.
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Vorzugsweise
ist die andere Funktion die Betätigung einer im Strahlengang
des von den LEDs des Scheinwerfers erzeugten Lichts angeordnete Blendenanordnung
des Scheinwerfers, um diese zwischen verschiedenen Stellungen zur
Erzeugung unterschiedlicher Lichtverteilungen umzuschalten. Dabei
kann der Aktor die Blendenanordnung bspw. zwischen einer Position
für Abblendlicht und einer davon abweichenden Position
für Fernlicht umschalten. Die Bewegung der Blendenanordnung
erfolgt in diesem Fall vorzugsweise durch Klappen der Blendenanordnung
um eine horizontale, quer zur optischen Achse verlaufende Achse.
Alternativ kann der Aktor im Rahmen einer sogenannten adaptiven
Lichtverteilung zur Variation des Verlaufs einer Hell-Dunkel-Grenze
der Lichtverteilung des Scheinwerfers mehrere Blendenelemente der
Blendenanordnung relativ zueinander bewegen. Die Bewegung der Blendenelemente
zueinander erfolgt vorzugsweise um eine horizontale, parallel zur
optischen Achse verlaufende Achse.
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Wenn
sich die Blende in ihrer Stellung für Abblendlicht befindet
sind nur die Abblendlicht-LEDs des Scheinwerfers aktiv. Das mechanische
Steuerelement befindet sich dann in einer Position, so dass die
Kühlluft des Lüfters ausschließlich die
momentan aktiven Abblendlicht-LEDs erreicht. Die Blende wird in
ihre Stellung für Fernlicht geklappt, wenn zusätzlich
zu den Abblendlicht-LEDs auch Fernlicht-LEDs des Scheinwerfers aktiviert
werden. Gleichzeitig mit dem Klappen der Blende in die Fernlichtstellung
wird auch das mechanische Steuerelement derart bewegt, dass die
vom Lüfter erzeugte Kühlluft nicht nur die Abblendlicht-LEDs
sondern auch die Fernlicht-LEDs erreicht. Somit kann ein einzelner
Aktor zeitgleich sowohl die Position der Blendenanordnung zur Erzielung
einer gewünschten Lichtverteilung des Scheinwerfers als
auch die Position des mechanischen Steuerelements zur gezielten
Kühlung der jeweils aktiven Baugruppen einstellen.
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Vorteilhafterweise
ist der Scheinwerfer mit einem Steuergerät versehen, das
die Drehzahl des Lüfters in Abhängigkeit von dem
aktuellen Betriebszustand der zu kühlenden Baugruppen einstellt.
Je nach Position der Blendenanordnung können unterschiedliche
Lichtquellen aktiviert sein, die einer entsprechenden Kühlung
bedürfen, so dass der vom Lüfter erzeugte kühlende
Luftvolumenstrom durch eine Anpassung der Lüfterdrehzahl
entweder verstärkt oder verringert werden kann. Wenn bspw.
zusätzlich zu den Abblendlicht-LEDs auch noch Fernlicht-LEDs
gekühlt werden müssen, kann die Lüfterdrehzahl
erhöht werden, um dem erhöhten Kühlluftbedarf
Rechnung zu tragen.
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Vorzugsweise
schaltet der Aktor die Blendenanordnung zwischen einer Stellung
für Abblendlicht und einer Stellung für Fernlicht
um, wobei in der Stellung für Abblendlicht eine erste Baugruppe
umfassend mindestens eine erste Halbleiterlichtquelle (Abblendlicht-LEDs)
aktiv ist und in der Stellung für Fernlicht eine zweite
Baugruppe umfassend mindestens eine zweite Halbleiterlichtquelle
(Fernlicht-LEDs) aktiv ist.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltungsform wird vorgeschlagen, dass in der
Stellung für Fernlicht die zweite Baugruppe zusätzlich
zu der ersten Baugruppe aktiv ist. Das Luftleitsystem ermöglicht
bei Abblendlicht eine ausschließliche Kühlung der
Abblendlicht-Lichtquellen und bei Fernlicht zusätzlich
eine Kühlung der Fernlicht-Lichtquellen.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird anhand der nachfolgenden
Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen
bekannten Scheinwerfer mit einem Lüfter, einem Luftleitsystem
und mehreren zu kühlenden Baugruppen in einer Seitenansicht,
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2 einen
erfindungsgemäßen Scheinwerfer mit einem Lüfter,
einem Luftleitsystem und mehreren zu kühlenden Baugruppen
in einem ersten Betriebszustand in einer Seitenansicht und
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3 den
erfindungsgemäßen Scheinwerfer mit dem Lüfter,
dem Luftleitsystem und den zu kühlenden Baugruppen in einem
zweiten Betriebszustand in einer Seitenansicht.
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Scheinwerfer
für Kraftfahrzeuge umfassen häufig Baugruppen,
die während des Betriebs des Scheinwerfers einer hohen
thermischen Belastung ausgesetzt sind und deshalb aktiv gekühlt
werden müssen. Dies betrifft insbesondere Baugruppen mit Bauelementen,
die während des Betriebs Wärme erzeugen. Dies
sind bei einem Scheinwerfer bspw. Baugruppen (z. B. ein sogenanntes
LED-Array) mit einer oder mehreren Lichtquellen, bspw. Halbleiterlichtquellen
(LEDs), oder Baugruppen (z. B. Steuergerät) mit einem oder
mehreren elektrischen Bauelementen (z. B. Widerstände,
Spulen, Transformatoren). Werden die Baugruppen gekühlt,
kann der Alterungsprozess der Bauelemente der Baugruppe verlangsamt
und deren Lebensdauer erhöht werden.
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1 gibt
eine Übersicht über einen aus dem Stand der Technik
bekannten Kraftfahrzeugscheinwerfer 100 und dessen zugehörige
Komponenten. Der Scheinwerfer 100 verfügt zum
einen über mehrere Halbleiterlichtquellen (LEDs) 10 (LED-Module)
zur Realisierung einer Abblendlichtfunktion. Diesen Abblendlicht-LEDs 10 sind
mindestens eine (in der Figur nicht dargestellte) Linse und als
Primäroptiken zwei seitlich angeordnete Halbschalenreflektoren 12 zum
Bündeln des von den Abblendlicht-LEDs 10 emittierten
Lichts zugeordnet. Eine im weiteren Verlauf des Strahlengangs angeordnete
Linse 14 dient als Sekundäroptik und projiziert
das Licht auf die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug. Zwischen den Halbschalenreflektoren 12 und der
Projektionslinse 14 ist eine um eine horizontale, im wesentlichen
quer zur optischen Achse verlaufende Drehachse verschwenkbare Blendenanordnung 17 angeordnet.
Diese weist eine Oberkante auf, die vorzugsweise einen horizontalen
Abschnitt und einen dazu, vorzugsweise in einem Winkel von 15° ansteigenden
Abschnitt auf. Die Oberkante der Blendenanordnung 17 wird
von der Projektionslinse 14 als asymmetrische Helldunkelgrenze
auf die Fahrbahn projiziert. Asymmetrisch bedeutet, dass ein erster Abschnitt
der Helldunkelgrenze auf der Gegenverkehrsseite einen im wesentlichen
horizontalen Verlauf aufweist. Zudem ist der erste Abschnitt der
Helldunkelgrenze relativ nah am Fahrzeug angeordnet, um eine Blendung
entgegenkommender Verkehrsteilnehmer zu vermeiden. Auf der eigenen
Verkehrsseite steigt der Verlauf eines zweiten Abschnitts der Helldunkelgrenze
dagegen ausgehend von dem ersten Abschnitt an, um eine größere
Reichweite der Lichtverteilung und eine bessere Ausleuchtung der Randbereiche
der Fahrbahn auf der eigenen Verkehrsseite zu erzielen. Die Blendenanordnung 17 kann
mehrere relativ zueinander bewegbare Blendenelemente umfassen, um
den Verlauf der Oberkante und damit den Verlauf der Helldunkelgrenze
variieren zu können. In 1 ist die
Oberkante der Blendenanordnung 17 lediglich vereinfacht
als horizontale Linie dargestellt.
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Des
weiteren verfügt der Scheinwerfer 100 über
weitere LEDs 11 für eine Fernlichtverteilung.
Die Blendenanordnung 17 wird mittels eines Aktors 15 betätigt,
der als ein Elektromagnet oder als ein Elektromotor, insbesondere
als ein Schrittmotor, ausgebildet sein kann. Zur Kühlung
der Abblendlicht-LEDs 10 und der Fernlicht-LEDs 11 weist
der Scheinwerfer 100 einen Lüfter 3 und
zwei Kühlkanäle 5 und 7 auf, die
in 1 schematisch dargestellt sind und durch die vom
Lüfter 3 geförderte kühlende
Luft zu den Abblendlicht-LEDs 10 und zu den Fernlicht-LEDs 11 gelangt.
Dabei wird der vom Lüfter 3 erzeugte Luftvolumenstrom
in zwei Teilluftströme aufgeteilt, wobei die Teilluftströme
selbstverständlich jeweils nur eine geringere Kühlwirkung
bei den Abblendlicht-LEDs 10 und den Fernlicht-LEDs 11 erzielen
können als der gesamte Luftvolumenstrom. Dies erweist sich
als ineffizient, wenn Lichtquellen gekühlt werden, die
gar nicht aktiv sind, beispielsweise wenn der Scheinwerfer 100 lediglich
eine Abblendlichtverteilung erzeugt und die Fernlicht-LEDs 11 also
inaktiv sind, aber trotzdem gekühlt werden.
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2 zeigt
einen erfindungsgemäßen Scheinwerfer 1,
der eine Abblendlicht- und eine Fernlichtverteilung erzeugen kann.
Zu diesem Zweck ist der Scheinwerfer 1 mit einer ersten
Baugruppe 9 ausgestattet, die als Bauelemente mehrere Abblendlicht-LEDs 10 aufweist,
sowie mit einer zweiten Baugruppe 20, die als Bauelemente
eine oder mehrere Fernlicht-LEDs 11 umfasst. Bestandteil
des Scheinwerfers 1 ist ein Lüfter 3,
der Luft in ein lediglich schematisch dargestelltes Luftleitsystem 5, 7 fördert.
Das Luftleitsystem umfasst einen ersten Kühlkanal 5 und einen
zweiten Kühlkanal 7 zur Durchleitung von Luft zu
den Lichtquellen 10, 11 der Baugruppen 9, 20.
Die Lufteintrittsöffnungen der beiden Kühlkanäle 5, 7 sind unmittelbar
vor dem Lüfter 3 in Strömungsrichtung des
von dem Lüfter 3 verursachten Luftvolumenstroms
angeordnet. Der erste Kühlkanal 5 leitet kühlende
Luft zur ersten Baugruppe 9, der zweite Kühlkanal
zur zweiten Baugruppe 20.
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Der
erfindungsgemäße Scheinwerfer 1 umfasst
außerdem ein mechanisches Steuerelement 13, das
als ein verstellbares Absperrorgan, insbesondere als eine Klappe 13,
ausgebildet ist und den Strömungsquerschnitt des zweiten
Kühlkanals 7 verkleinern oder vergrößern
kann. Das Steuerelement 13 wird über den Aktor 15 betätigt,
der auch für die Bewegung der Blendenanordnung 17 zuständig
ist. Der Aktor 15 erfüllt also neben seiner Funktion,
die Blendenanordnung 17 des Scheinwerfers 1 zur
Erzeugung unterschiedlicher Lichtverteilungen zu bewegen auch die
Funktion, den Luftstrom der vom Lüfter 3 erzeugten
kühlenden Luft gezielt auf diejenigen Bereiche bzw. Baugruppen
des Scheinwerfers 1 zu lenken, die momentan einer verstärkten
Kühlung bedürfen. Wenn also die Blendenanordnung 17 in
ihre Stellung für Fernlicht verschwenkt wird, wird gleichzeitig der
Strömungsquerschnitt durch den zweiten Kühlkanal 7 vergrößert,
so dass verstärkt Kühlluft zu den Fernlicht-LEDs 11 gelangen
kann. Die Betätigung der Klappe 13 mittels des
bereits vorhandenen Aktors 15 hat zum einen den Vorteil,
dass auf einen zusätzlichen Aktor verzichtet werden kann.
Dadurch lassen sich Gewicht und gegebenenfalls Volumen des Scheinwerfers 1 reduzieren
und Kosten einsparen. Zum anderen ermöglicht die Verwendung
eines einzelnen Aktors 15 auf einfache Weise einen synchronen
Ablauf des Umschaltvorgangs der Blendenanordnung 17 und
der Klappe 13 bei einem Wechsel zwischen Abblendlichtbetrieb
und Fernlichtbetrieb.
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Ein
wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass eine Kühlung
einzelner Baugruppen 9, 20 bzw. Lichtquellen 10, 11 nur
dann erfolgt, wenn diese auch aktiv sind. Dabei wird der von einem
Lüfter 3 erzeugte Luftvolumenstrom in einem ersten
Betriebszustand – dem Abblendlichtbetrieb – grundsätzlich
nur der ersten Baugruppe 9 mit Abblendlicht-LEDs 10 zugeführt,
so dass dort die maximale Kühlwirkung des Lüfters 3 zur
Verfügung steht. Nur wenn in einem zweiten Betriebszustand – dem
Fernlichtbetrieb – die zweite Baugruppe 20 mit
den Fernlicht-LEDs 11 zusätzlich zu der ersten
Baugruppe 9 aktiv ist, wird ein Teil des von dem Lüfter 3 erzeugten Luftvolumenstroms
abgezweigt und der zweiten Baugruppe 20 zur Kühlung
zugeführt. Dadurch wird der von dem einzelnen Lüfter 3 erzeugte
Kühlluftstrom auf sehr effektive und effiziente Weise genutzt.
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2 zeigt
den erfindungsgemäßen Scheinwerfer in einem ersten
Betriebszustand, dem Abblendlichtbetrieb. In diesem Betriebszustand
ist die zweite Baugruppe 20 mit ihren Lichtquellen 11 nicht aktiv
und muss deshalb auch nicht gekühlt werden. Deshalb ist
das mechanische Steuerelement 13 derart angeordnet, dass
es den zweiten Kühlkanal 7 vollständig
verschließt, so dass über den zweiten Kühlkanal 7 keine
Luftzufuhr zu der zweiten Baugruppe 20 stattfinden kann.
Vielmehr wird der gesamte von dem Lüfter 3 erzeugte
Luftvolumenstrom über den ersten Kühlkanal 5 der
ersten Baugruppe 9 zur Kühlung zugeführt.
Da der Abblendlichtbetrieb etwa 95% der gesamten Betriebsdauer eines
Scheinwerfers 1 ausmacht, steht der volle Luftvolumenstrom
zur Kühlung der ersten Baugruppe 9 und ihrer Halbleiterlichtquellen 10 fast
dauerhaft zur Verfügung. Dadurch wird die thermische Belastung
der ersten Baugruppe 9 minimiert und die Lebensdauer ihrer
Lichtquellen 10 erhöht.
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3 zeigt
einen zweiten Betriebszustand des erfindungsgemäßen
Scheinwerfers, den Fernlichtbetrieb. In diesem Betriebszustand sind
neben den Halbleiterlichtquellen 10 der ersten Baugruppe 9 zusätzliche
Halbleiterlichtquellen 11 der zweiten Baugruppe 20 aktiv.
Deshalb muss sowohl die erste Baugruppe 9 als auch die
zweite Baugruppe 20 gekühlt werden. Zu diesem
Zweck wird das mechanische Steuerelement 13 derart bewegt,
dass es eine größere Querschnittsfläche
des zweiten Kühlkanals 7 freigibt als zuvor. Das
Bewegen des Steuerelements 13 geschieht automatisch und
vorzugsweise gleichzeitig mit dem Bewegen der Blendenanordnung 17 aus
der Stellung für Abblendlicht in die Stellung für
Fernlicht. Dadurch, dass Luft nun nicht nur durch den ersten Kühlkanal 5,
sondern auch durch den zweiten Kühlkanal 7 austreten
kann, spaltet sich der von dem Gebläse 3 verursachte
Luftvolumenstrom in zwei Teilluftströme auf, wobei ein
erster Teilluftstrom über den ersten Kühlkanal 5 an
der ersten Baugruppe 9 vorbeiströmt und diese
kühlt, und ein zweiter Teilluftstrom über den
zweiten Kühlkanal 7 zur zweiten Baugruppe 20 gelangt,
um diese zu kühlen.
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Um
eine Mindestkühlleistung der ersten Baugruppe 9 zu
gewährleisten, kann das Luftleitsystem 5, 7 selbstverständlich
derart ausgebildet und angeordnet sein, dass sich der von dem Lüfter 3 erzeugte Luftvolumenstrom
in einem bestimmten Verhältnis auf die Eingangsöffnungen
des ersten Kühlkanals 5 und des zweiten Kühlkanals 7 aufteilt,
so dass ein Mindestteilluftstrom zur Kühlung der ersten
Baugruppe 9 gewährleistet bleibt. Wie der von
dem Lüfter 3 erzeugte Gesamtvolumenstrom auf die
beiden Kühlkanäle 5, 7 aufgeteilt
wird, wie groß also die Einzelvolumenströme in
den Kanälen 5 bzw. 7 sind, kann durch
die Anordnung oder die Öffnungsquerschnittsfläche
der beiden Kühlkanäle 5, 7 variiert
bzw. vorgegeben werden. Alternativ kann dies auch durch den Querschnittsfläche
in den Kühlkanälen 5, 7 variiert bzw.
vorgegeben werden. Durch Variation der Querschnittsfläche
im Bereich der Öffnung oder im Kühlkanal 5, 7 selbst
können die Einzelvolumenströme auch während
des Betriebs des Scheinwerfers 1 variiert werden.
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In
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Klappe 13 vorzugsweise
im Rahmen einer bereits vorhandenen Bi-Funktionsaktuatorik, welche die
Blendenanordnung 17 zur Beeinflussung einer Hell-Dunkel-Grenze
des Scheinwerfers 1 zwischen dem Abblendlichtbetrieb und
dem Fernlichtbetrieb umschaltet, betrieben. Deshalb ist es denkbar,
dass mittels eines Steuergeräts (nicht dargestellt) des Scheinwerfers 1 in
Abhängigkeit von einer Änderung der Stellung der
Blendenanordnung 17 und damit des Betriebszustands des
Scheinwerfers 1 bzw. der Stellung des Steuerelements 13 die
Drehzahl des Lüfters 3 beeinflusst wird. Schaltet
der Scheinwerfer 1 beispielsweise von Abblendlichtbetrieb
auf Fernlichtbetrieb, so lässt sich eine verminderte Kühlung
der Baugruppe 9 (verursacht durch die Aufteilung des Gesamtvolumenstroms
auf die beiden Kühlkanäle 5, 7), der
dann nur noch ein Teilluftstrom zugeführt wird, kompensieren,
indem die Drehzahl des Lüfters 3 erhöht
wird, so dass dieser einen insgesamt größeren Luftvolumenstrom
erzeugt als im Abblendlichtbetrieb. Wenn danach wieder in den Abblendlichtbetrieb
umgeschaltet wird, kann dieser Luftvolumenstrom von dem Steuergerät
wieder reduziert werden.
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Zum
Schutz vor Überhitzung sind auf den LED-Modulen 10, 11 Thermoelemente
(nicht dargestellt) angebracht. Übersteigt die Temperatur
der LEDs 10, 11 einen vorgebbaren Wert, kann die
Drehzahl eines regelbaren Lüfters 3 bis zum Erreichen
einer Maximaldrehzahl erhöht werden. Falls die Maximaldrehzahl
des Lüfters 3 erreicht ist und die Temperatur
trotzdem noch den vorgebbaren. Wert übersteigt, kann zusätzlich.
noch der Strom, mit dem die LEDs 10 und/oder 11 betrieben
werden, reduziert werden. Selbstverständlich ist es auch
denkbar, bei einem Lüfter 3 mit konstanter (nicht
regelbarer) Drehzahl zur Verringerung der Temperatur der LEDs 10, 11 den
Betriebsstrom aller oder einiger der LEDs 10 und/oder 11 zu
reduzieren.
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Selbstverständlich
sind auch andere Ausführungsformen und andere Anordnungen
des Luftleitsystems 5, 7 und des mechanischen
Steuerelements 13 als in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
beschrieben denkbar.
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Beispielsweise
kann als mechanisches Steuerelement 13 anstelle einer Klappe
auch ein anderes Absperrorgan für den zweiten Kühlkanal 7 vorgesehen
sein. In Betracht kommt beispielsweise ein Schieber, der im wesentlichen
senkrecht zur Längserstreckung des Kühlkanals
in diesem eingebracht wird, und so den Luftdurchfluss reguliert.
Entscheidend ist, dass die beschriebenen Absperrorgane einen vorgebbaren
Teilluftvolumenstrom durch den zweiten Kühlkanal 7 ermöglichen.
Zudem muss bei den genannten Varianten der Aktor 15 entweder über eine
entsprechende Mechanik zur Betätigung des mechanischen
Steuerelements 13 verfügen oder es muss ein zweiter
Aktor speziell zum Betrieb des mechanischen Steuerelements 13 eingesetzt
werden.
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Es
ist auch denkbar, dass das mechanische Steuerelement 13 unmittelbar
an der Lufteintrittsöffnung oder an der Luftaustrittsöffnung
des zweiten Luftkanals 7 angeordnet ist. Bei einer weiteren
Ausgestaltungsform ist das mechanische Steuerelement 13 zwischen
der Lufteintrittsöffnung des ersten Kühlkanals 5 und
der Lufteintrittsöffnung des zweiten Kühlkanals 7 angeordnet
und derart ausgestaltet, dass es bei Betätigung entweder
den ersten Kühlkanal 5 oder den zweiten Kühlkanal 7 ganz
oder teilweise gegenüber auftreffender Luft abschirmt.
In dieser Anordnung ist es auch vorstellbar, dass das mechanische
Steuerelement 13 bei einer Betätigung den Strömungsquerschnitt
des ersten Kühlkanals 5 verringert und den Strömungsquerschnitt
des zweiten Kühlkanals 7 um denselben Betrag vergrößert.
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Das
Umschalten zwischen zwei oder mehr Luftkanälen 5, 7 ist
auch besonders vorteilhaft für einen Scheinwerfer 1 mit
alternativ betriebenen Lichtfunktionen, bspw. Tagfahrlicht und Abblendlicht.
Das Tagfahrlicht wird nicht gleichzeitig mit dem Abblendlicht betrieben.
Je nach Betriebsart kann der Strom der Kühlluft durch das
mechanische Steuerelement 13 zur entsprechenden Lichtquelle 10, 11 geleitet werden.
Ein LED-Tagfahrlicht kann mit reduzierter Leistung (insbesondere
mit reduziertem Betriebsstrom) auch als Positionslicht betrieben
werden, welches dann nur eine geringer Kühlleistung benötigt. Beim
Betrieb des Abblendlichts muss aber die kleine Kühlleistung
gewährleistet sein. Das kann durch eine oder mehrere Öffnungen
in dem mechanischen Steuerelement 13 erreicht werden oder
dadurch, dass das mechanische Steuerelement 13 den Luftkanal
für das Tagfahrlicht/Positionslicht nicht vollständig
verschließt.
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Die
Erfindung ermöglicht also eine effiziente Kühlung
der Wärme erzeugenden Baugruppen eines Scheinwerfers dergestalt,
dass die Baugruppen nur dann gekühlt werden, wenn sie auch
tatsächlich in Betrieb sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005038186
B4 [0002]