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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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Ferner ist aus der
DE 10 2004 025 624 A1 ein Scheinwerfer mit einem Wärmetauscher zur Kühlung von Leuchtkörper bekannt. Schließlich ist aus der
DE 10 2006 057 553 A1 eine Scheinwerferbaugruppe mit einem integrierten Gehäuse und einem Kühlkörper bekannt.
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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.
