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Die
Erfindung betrifft einen Scheinwerfer nach den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 1 und eine Scheinwerfereinheit nach den Merkmalen
des Oberbegriffs des Anspruchs 15.
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Aus
dem Stand der Technik ist, wie in der
DE 103 11 853 B4 beschrieben,
ein Scheinwerfer für ein Fahrzeug bekannt. Der Scheinwerfer
umfasst einen Reflektor, eine Lichtquelle im Bereich des Brennpunktes
des Reflektors und eine transparente Scheibe. Die Lichtquelle stellt
eine Halbleiterlichtquelle dar, welche infrarote Strahlung aussendet.
Es ist ein Kühlelement vorgesehen, das mit der Lichtquelle
thermisch verbunden ist. Das Kühlelement erstreckt sich von
der Lichtquelle bis zur Scheibe und ragt in die Scheibe hinein oder
durchstößt sie.
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In
der
DE 10 2007
008 403 A1 werden ein Lichtmodul sowie ein Kraftfahrzeugscheinwerfer
mit einem solchen Lichtmodul beschrieben. Das Lichtmodul zur Erzeugung
einer oder mehrerer definierter Beleuchtungsfunktionen oder Teile
derselben vor einem Kraftfahrzeug umfasst einen Reflektor mit mindestens
zwei Reflektorkammern, die Licht von jeweils einer zugeordneten
Lichtquelle in Lichtabstrahlrichtung zur Erzeugung einer jeweils
zugeordneten Einzellichtverteilung reflektieren. Die jeweils zugeordneten
Einzellichtverteilungen erzeugen gemeinsam oder einzeln eine Lichtverteilung
der definierten Beleuchtungsfunktion oder des Teils hiervon. Die
zugeordneten Lichtquellen sind als LED ausgebildet.
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Aus
der
DE 10 2006
046 438 A1 ist ein Kraftfahrzeugscheinwerfer mit optimierter
Lichtverteilung bekannt. Der Kraftfahrzeugscheinwerfer umfasst mindestens
zwei Lichtquellen. Zur Erzeugung jeweils eines Teils der Lichtverteilung
einer Lichtfunktion ist das Licht einer ersten Lichtquelle nach
dem Reflexionsprinzip und das Licht einer zweiten Lichtquelle nach
dem Projektionsprinzip umgelenkt.
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In
der
US 2008/0316760
A1 ist ein LED-Kollimatorelement mit einem asymmetrischen
Kollimator beschrieben. Das LED-Kollimatorelement kann insbesondere
für Kraftfahrzeugscheinwerfer genutzt werden. Es umfasst
eine LED, von welcher Licht im Wesentlichen direkt in eine Emissionswinkelregion des
LED-Kollimatorelements emittiert werden kann. Des Weiteren umfasst
das LED-Kollimatorelement einen Kollimator, der Licht, welches nicht
in die Emissionsrichtung emittiert wird, in die Emissionswinkelregion
umlenkt. Das LED-Kollimatorelement ist, zumindest in Bezug auf eine
Schnittebene, asymmetrisch gestaltet. Auf diese Weise wird eine
definierte ungleichmäßige Lichtintensitätsverteilung
in einer Emissionsebene des LED-Kollimatorelements erreicht, welche
orthogonal zur Schnittebene und zur Hauptemissionsrichtung ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Scheinwerfer
und eine verbesserte Scheinwerfereinheit anzugeben.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Scheinwerfer
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Scheinwerfereinheit mit
den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
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Bevorzugte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
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Ein
Scheinwerfer, insbesondere ein Fahrzeugscheinwerfer, umfasst einen
Reflektor und zumindest einer Lichtquelle.
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Erfindungsgemäß ist
der Reflektor zumindest annähernd rotationsparaboloidförmig
und aus einer Mehrzahl von Reflektorelementen zusammengesetzt, wobei
jedem Reflektorelement eine Lichtquelle zugeordnet ist, wobei die
Lichtquellen zentriert im Reflektor angeordnet sind und wobei jede
Lichtquelle auf einer separaten Kühlfläche angeordnet
ist.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung ist ein runder
Scheinwerfer, welcher mehrere Lichtquellen aufweist, kostengünstig
aus standardisierten Bauteilen herstellbar, wobei mit einem derartigen
Scheinwerfer durch eine unterschiedliche Schaltung der einzelnen
Lichtquellen eine Vielzahl von Beleuchtungsfunktionen realisierbar
sind. Insbesondere durch eine unterschiedliche Steuerung und/oder
Regelung der einzelnen Lichtquellen kann mittels dieses Scheinwerfers
auch eine adaptive Lichtfunktion realisiert werden, beispielsweise
eine vollständige Abschaltung einzelner Lichtquellen innerhalb
geschlossener Ortschaften, um eine blendungsfreie Abblendlichtverteilung
zu realisieren, und ein Betrieb aller Lichtquellen mit maximaler
Leistung, um eine optimale Fernlichtverteilung außerhalb
geschlossener Ortschaften zu realisieren, wobei die jeweils von
den einzelnen Lichtquellen erzeugten Lichtverteilungen durch Überlagerung
eine optimale Gesamtlichtverteilung des Scheinwerfers ergeben.
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Durch
einen Einsatz gleicher Reflektorelemente mit unterschiedlichen Lichtquellen
sind die Scheinwerfer kostengünstig in einer Vielzahl von Fahrzeugen
einsetzbar, beispielsweise sowohl an Fahrzeugen, welche eine Nachtsichtfunktion
aufweisen, als auch an solchen ohne eine Nachtsichtfunktion. Dazu
sind lediglich die Lichtquellen entsprechend auszutauschen. Alle
anderen Teile des Scheinwerfers sind identisch, in Massenfertigung
herstellbar und daher sehr kostengünstig.
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Da
jede Lichtquelle auf einer separaten Kühlfläche
angeordnet ist, sind diese in Bezug auf einen Kühlbedarf
der Lichtquelle optimal anpassbar, beispielsweise durch Optimierung
eines Materials, von Dimensionen und einer thermischen Kopplung
der Kühlfläche, so dass optimale Abfuhr einer
Verlustwärme erzielbar ist.
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Zweckmäßigerweise
sind eine Mehrzahl der Reflektorelemente des Reflektors identisch,
wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn alle Reflektorelemente
identisch sind. Dadurch sind diese Reflektorelemente in sehr großen
Stückzahlen und daher sehr kostengünstig produzierbar,
wodurch auch eine kostengünstige Herstellung des Scheinwerfers
ermöglicht ist.
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Die
Kühlflächen sind im Scheinwerfer zweckmäßigerweise
radiärsymmetrisch angeordnet. Sie bilden zweckmäßigerweise
ein Kühlelement aus oder sind mit einem Kühlelement
thermisch gekoppelt. In einer vorteilhaften Ausführungsform
sind die Kühlflächen an das Kühlelement
sowohl thermisch als auch mechanisch gekoppelt, so dass die Reflektorelemente
während der Herstellung des Scheinwerfers an die jeweilige
Kühlflächen des Kühlelements ansetzbar sind.
Alternativ ist zumindest eine Kühlfläche mit dem zugehörigen
Reflektorelement mechanisch verbunden, vorzugsweise sind alle Kühlflächen
des Scheinwerfers mit dem jeweiligen Reflektorelement mechanisch
verbunden, so dass sie während des Zusammenfügens
des Reflektors das Kühlelement ausbilden oder an dieses
thermisch gekoppelt sind.
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Das
Kühlelement ist vorzugsweise aus massiven Metall wie Aluminium
oder Kupfer oder als eine Heatpipe ausgebildet, so dass Abwärme
der Lichtquellen aus dem Scheinwerferzentrum an die Reflektoren
oder in einen Bereich hinter den Reflektoren abführbar
ist. Die Heatpipe stellt eine Flüssigkeitskühlung
mit Phasenwechsel dar und weist einen geschlossenen Kühlkreislauf
auf, der ohne zusätzliche Betriebsaggregate, z. B. Pumpen
usw., auskommt. Ein flüssiges Kühlmedium in der
Heatpipe wechselt bei Erwärmung in einen gasförmigen
Zustand und bei Abkühlung wieder zurück in den
flüssigen Zustand. In einem hermetisch dichten Gehäuse
entsteht ein Wärmekreislauf, der durch Verdampfen bzw.
Kondensieren des flüssigen Kühlmediums an einer
Wärmequelle und einer Wärmesenke angetrieben wird.
Die Wärmequelle ist dabei die Abwärme der Lichtquelle,
die Wärmesenke liegt beispielsweise außerhalb
des Scheinwerfers. Den Transport des flüssigen Mediums
an die Verdampfungsstelle übernimmt eine Kapillarstruktur.
Derartige Heatpipes zeigen einen deutlich geringeren thermischen
Widerstand gegenüber gut Wärme leitenden Festkörpern.
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Ziel
hierbei ist, die relativ konzentriert entstehende Verlustwärme
in einen Bereich zu transportieren, in dem sie verteilt werden kann.
Sind die Refelktoren aus Aluminium, können sie als Kühlkörper,
also als Wärmetauscher über die Umgebungsluft,
verwendet werden. Sind die Reflektoren aus Kunststoff, ist ein zusätzlicher
metallischer Kühlkörper nötig.
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Dieses
Kühlelement erstreckt sich, bei drei oder mehr Lichtquellen
und Reflektoren, vorzugsweise entlang einer Mittelachse des Reflektors,
so dass die auf den Kühlflächen angeordneten Lichtquellen
in Bezug auf den Reflektor optimal positioniert sind. Bevorzugt
ist das Kühlelement mit elektrischen Leitungen zur Versorgung
der Lichtquellen versehen, so dass die elektrischen Leitungen Bauraum
sparend verlegbar sind, ohne eine Behinderung einer Lichtstrahlung
von den Lichtquellen zum Reflektor bzw. aus dem Scheinwerfer heraus
zu behindern.
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Die
Lichtquellen sind besonders bevorzugt als LED ausgebildet, wobei
sie sowohl Einchip-LED als auch Mehrchip-LED sein können.
Es sind sowohl LED einsetzbar, welche sichtbares Licht in verschiedenen
Farben abstrahlen, als auch LED, welche infrarote Strahlung emittieren.
Auf diese Weise, sowie durch einen Einsatz verschiedener LED in
einem Scheinwerfer und/oder eine Variation der Energieversorgung
sind mittels eines Scheinwerfers verschiedene Beleuchtungsfunktionen
realisierbar, beispielsweise Abblendlicht, Fernlicht, Tagfahrlicht,
Blinklicht oder auch ein Infrarotscheinwerfer für eine
Nachtsichtfunktion.
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Besonders
bevorzugt bildet die Kühlfläche einen elektrischen
Pol der auf dieser angeordneten Lichtquelle, bei LED als Lichtquellen
eine Kathode oder eine Anode der LED.
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Um
mit einem Scheinwerfer unterschiedliche Lichtverteilungen zu realisieren,
beispielsweise eine Abblendlichtfunktion, welche eine breite Ausleuchtung
eines Vorfeldbereiches eines Fahrzeugs realisiert, und eine Fernlichtfunktion
mit einer größeren Reichweite, weisen die Reflektorelemente
vorzugsweise voneinander abweichende Reflexionsoberflächen
auf.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist an einer Lichtaustrittsfläche
des Scheinwerfers ein Abdeckelement angeordnet, welches die Lichtaustrittsfläche überspannt
und teilweise bedeckt. Mittels dieses Abdeckelements ist beispielsweise
ein Designelement am Fahrzeug, beispielsweise ein Markensymbol,
realisierbar. Besonders bevorzugt ist dieses Abdeckelement als ein
Lichtleiter ausgebildet, mit welchem beispielsweise eine Tagfahrlichtfunktion
oder Positionslichtfunktion realisierbar ist.
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Vorteilhafterweise
ist der Reflektor in einem Gehäuse angeordnet, welches
zumindest eine Lüftungseinrichtung aufweist. Eine derartige
Lüftungseinrichtung ist beispielsweise ein Ventilator,
um die Abwärme der Lichtquellen effizient abzutransportieren
und/oder Kühlluft zuzuführen. Dies ist insbesondere
beim Einsatz von LED als Lichtquellen vorteilhaft, um eine optimale
Betriebstemperatur der LED sicherzustellen.
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Eine
Scheinwerfereinheit, insbesondere bei einem Einsatz an einem Fahrzeug,
umfasst erfindungsgemäß eine Mehrzahl derartiger
Scheinwerfern. Auf diese Weise können mehrere Beleuchtungsfunktionen
des Fahrzeugs sehr kostengünstig mittels dieser Scheinwerfer
realisiert werden, indem ein Scheinwerfer mit identischen Reflektorelementen ein
Abblendlicht erzeugt und ein weiterer Scheinwerfer der Scheinwerfereinheit,
dessen Reflektorelemente eine andere Reflexionsoberfläche
aufweisen, eine Fernlichtfunktion erzeugt. Ein zweispuriges Fahrzeug
weist zweckmäßigerweise zumindest eine solche
Scheinwerfereinheit auf jeder Fahrzeugseite auf. Durch Abschalten
einzelner Lichtquellen der Scheinwerfer und/oder durch das Abdeckelement
ist des Weiteren beispielsweise ein Tagfahrlicht oder ein Positionslicht
realisierbar. Dadurch ist sehr kostengünstig eine gesamte
Beleuchtungseinrichtung des Fahrzeugs realisierbar, insbesondere
auch mittels LED-Technologie, welche sehr energieeffizient ist, eine
lange Lebensdauer aufweist und eine optimale Ausleuchtung ermöglicht.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Scheinwerfers von vorn,
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2 eine
seitliche Schnittdarstellung eines Reflektorelements,
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3 eine
Seitenansicht eines Scheinwerfers mit einem Gehäuse und
einer Lüftungseinrichtung,
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4 eine
schematische Darstellung einer Scheinwerfereinheit,
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5 eine
schematische Darstellung eines Scheinwerfers mit einem Abdeckelement,
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6 eine
schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform
einer Scheinwerfereinheit,
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7 eine
schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform
eines Scheinwerfers, und
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8 eine
schematische Darstellung der in 7 dargestellten
Ausführungsform in einer gedrehten Position.
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Einander
entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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1 zeigt
einen runden Scheinwerfer S1 von vorn und 2 eine seitliche
Schnittdarstellung eines Reflektorelements RE eines Reflektors R
des Scheinwerfers S1. Der Reflektor R ist zumindest annähernd
rotationsparaboloidförmig ausgebildet und ist in eine Mehrzahl
von in 2 dargestellten Reflektorelementen RE unterteilt.
Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Reflektor
R in drei identisch ausgeformte Reflektorelemente RE unterteilt, welche
eine einheitliche oder, wie hier dargestellt, eine voneinander abweichende
Reflexionsoberfläche RO aufweisen können. In der
Ansicht von vorn überspannt jedes der Reflektorelemente
RE einen Winkelbereich von jeweils 120° eines durch den
Reflektor R gebildeten Vollkreises des runden Scheinwerfers S1.
Jedem dieser Reflektorelemente RE ist eine Lichtquelle L11, L12,
L13 zugeordnet, wobei jede Lichtquelle L11, L12, L13 auf einer separaten
Kühlfläche KF angeordnet ist. Dies ist insbesondere
bei einem bevorzugten Einsatz von LED als Lichtquellen L11, L12,
L13 von erheblicher Bedeutung, da diese, um eine optimale Betriebstemperatur
sicherzustellen, zu kühlen sind und, wenn es sich um verschiedene
LED handelt, einen unterschiedlichen Kühlbedarf aufweisen.
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Bevorzugt
einsetzbar als Lichtquellen L11, L12, L13 des Scheinwerfers S1 sind
beispielsweise Einchip-LED und Mehrchip-LED, welche sichtbares Licht
in unterschiedlichen Farben abstrahlen oder welche infrarote Strahlung
emittieren, so dass mittels des Scheinwerfers S1 eine Nachtsichtfunktion
realisierbar ist. Durch einen Einsatz verschiedener LED in einem
Scheinwerfer S1 sind unterschiedliche Beleuchtungsfunktionen realisierbar,
beispielsweise Abblendlicht, Fernlicht, Tagfahrlicht, Positionslicht
oder auch ein fahrtrichtungsanzeigendes Blinklicht. Dazu sind die
LED vorzugsweise einzeln ansteuerbar und eine Energieversorgung
jeder LED separat steuerbar und/oder regelbar.
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Die
Lichtquellen L11, L12, L13 sind zentriert im Reflektor R angeordnet,
um eine optimale Bündelung und Abstrahlung des Lichts der
Lichtquellen L11, L12, L13 mittels des Reflektors R sicherzustellen.
Die Kühlflächen KF, auf welchen die Lichtquellen
L11, L12, L13 angeordnet sind, bilden dabei ein Kühlelement
KE aus oder sind an ein solches thermisch gekoppelt. In einer bevorzugten
Ausführungsform, welche in 1 dargestellt
ist, erstreckt sich das Kühlelement KE entlang einer Mittelachse
des Reflektors R. Die Kühlflächen KF, die Lichtquellen
L11, L12, L13 und die Reflektorelemente RE sind bei dieser Ausführungsform
radiärsymmetrisch angeordnet.
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Das
Kühlelement KE, welches eine über die Kühlflächen
KF übertragene Verlustwärme der Lichtquellen L11,
L12, L13 aus dem Scheinwerfer S1 ableitet, ist beispielsweise als ein
Kühlkörper oder als eine Heatpipe ausgebildet,
wobei die Heatpipe vorteilhafter sein kann als ein Kühlkörper,
da die Heatpipe einen deutlich geringeren thermischen Widerstand
aufweist als ein gut Wärme leitender Festkörper.
Die Heatpipe stellt eine Flüssigkeitskühlung mit Phasenwechsel
dar und weist einen geschlossenen Kühlkreislauf auf, der
ohne zusätzliche Betriebsaggregate, z. B. Pumpen usw.,
auskommt.
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Ein
flüssiges Kühlmedium in der Heatpipe wechselt
bei Erwärmung in einen gasförmigen Zustand und
bei Abkühlung wieder zurück in den flüssigen
Zustand. In einem hermetisch dichten Gehäuse entsteht ein
Wärmekreislauf, der durch Verdampfen bzw. Kondensieren
des flüssigen Kühlmediums an einer Wärmequelle
und einer Wärmesenke angetrieben wird. Die Wärmequelle
ist dabei die Abwärme der Lichtquellen L11, L12, L13, die
Wärmesenke liegt beispielsweise außerhalb des
Scheinwerfers S1. Den Transport des flüssigen Mediums an
die Verdampfungsstelle übernimmt eine Kapillarstruktur.
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In
einer Ausführungsform ist jede Kühlfläche KF
mit dem zugehörigen Reflektorelement RE mechanisch verbunden
und die Lichtquelle L11, L12, L13, vorzugsweise die LED auf der
Kühlfläche KF angeordnet, so dass sich das Kühlelement
KE während einer Herstellung des Scheinwerfers S1 durch
ein Zusammensetzen der Reflektorelemente RE ausbildet. In einer
weiteren Ausführungsform sind die Kühlflächen
KF mit dem Kühlelement KE verbunden und die Lichtquellen
L11, L12, L13 auf den Kühlflächen KF angeordnet,
so dass bei der Herstellung des Scheinwerfers S1 die Reflektorelemente
RE an das Kühlelement KE, d. h. an die zugehörige
Kühlfläche KF, ansetzbar sind.
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Durch
einen derartigen Aufbau des Scheinwerfers S1 ist dieser kostengünstig
aus standardisierten Bauteilen herstellbar, wobei mit einem derartigen
Scheinwerfer S1 durch eine unterschiedliche Schaltung der einzelnen
Lichtquellen L11, L12, L13 eine Vielzahl von Beleuchtungsfunktionen
realisierbar sind. Insbesondere durch eine unterschiedliche Steuerung
und/oder Regelung der einzelnen Lichtquellen L11, L12, L13 kann
mittels dieses Scheinwerfers S1 auch eine adaptive Lichtfunktion
realisiert werden, beispielsweise eine vollständige Abschaltung
einzelner Lichtquellen L11, L12, L13 innerhalb geschlossener Ortschaften,
um eine blendungsfreie Abblendlichtverteilung zu realisieren, und
ein Betrieb aller Lichtquellen L11, L12, L13 mit maximaler Leistung,
um eine optimale Fernlichtverteilung außerhalb geschlossener
Ortschaften zu realisieren, wobei die jeweils von den einzelnen
Lichtquellen L11, L12, L13 erzeugten Lichtverteilungen durch Überlagerung eine
optimale Gesamtlichtverteilung des Scheinwerfers S1 ergeben.
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Durch
einen Einsatz gleicher Reflektorelemente RE mit unterschiedlichen
Lichtquellen L11, L12, L13 sind die Scheinwerfer S1 kostengünstig
in einer Vielzahl von Fahrzeugen einsetzbar, beispielsweise sowohl
an Fahrzeugen, welche eine Nachtsichtfunktion aufweisen, als auch
an solchen ohne eine Nachtsichtfunktion. Dazu sind lediglich die
Lichtquellen L11, L12, L13 entsprechend auszutauschen. Alle anderen
Teile des Scheinwerfers S1 sind identisch, in Massenfertigung herstellbar
und daher sehr kostengünstig.
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Die
Reflektorelemente RE werden beispielsweise, wie in 3 dargestellt,
mittels eines Gehäuses G gehaltert. Dieses Gehäuse
G ist beispielsweise als Tubus ausgeformt, so dass der Scheinwerfer S1
beispielsweise optimal in eine Fahrzeugfront integrierbar ist. Das
Kühlelement KE durchstößt vorteilhafterweise
den Reflektor R, so dass die Verlustwärme der Lichtquellen
L11, L12, L13 aus dem Scheinwerfer S1 ableitbar ist. Zur Unterstützung
dieser Wärmeableitung ist, wie hier dargestellt, in dem
Gehäuse G des Scheinwerfers S1 auf einer Rückseite
des Reflektors R eine Lüftungseinrichtung LE angeordnet. Diese
Lüftungseinrichtung LE ist beispielsweise als ein Ventilator
ausgebildet, um dem Kühlelement KE Kühlluft zuzuführen
bzw. die von dem Kühlelement KE abgestrahlte Abwärme
der Lichtquellen L11, L12, L13 aus dem Gehäuse G abzuführen.
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Bevorzugt
ist das Kühlelement KE mit elektrischen Leitungen zur Versorgung
der Lichtquellen L11, L12, L13 versehen, so dass die elektrischen
Leitungen Bauraum sparend verlegbar sind, ohne eine Behinderung
einer Lichtstrahlung von den Lichtquellen L11, L12, L13 zum Reflektor
R bzw. aus dem Scheinwerfer S1 heraus zu behindern. Auf einer Rückseite
des Scheinwerfers S1 sind diese in einem Anschlussstecker bündelbar,
so dass der Scheinwerfer S1 an ein Bordnetz des Fahrzeugs anschließbar ist.
Besonders bevorzugt sind die Kühlflächen KF sowohl
aus einem gut Wärme leitenden als auch aus einem gut Strom
leitenden Material, beispielsweise aus Kupfer, und sowohl thermisch
als auch elektrisch mit dem Kühlelement KE gekoppelt, so
dass die Kühlflächen KF über das Kühlelement
KE als ein elektrischer Pol der Lichtquellen L11, L12, L13 ausgebildet sind,
bei LED als Lichtquellen L11, L12, L13 als deren Anode oder Kathode.
Auf dieser Weise ist eine Energieversorgung der Lichtquellen L11,
L12, L13 sehr effizient und Bauraum sparend realisierbar.
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An
einer Lichtaustrittsfläche des Scheinwerfers S1 ist zweckmäßigerweise
eine transparente Scheibe TS oder eine optische Einheit angeordnet. Die
transparente Scheibe TS schützt den Scheinwerfer S1, insbesondere
den Reflektor R und die Lichtquellen L11, L12, L13, gegen Verschmutzung
und Beschädigung. Die optische Einheit, welche beispielsweise
als Linse oder als eine Anordnung mehrer Linsen ausgebildet ist,
erfüllt neben dieser Schutzfunktion eine Ablenkung, Zerstreuung und/oder
Bündelung des vom Scheinwerfer S1 ausgestrahlten Lichts,
so dass die Beleuchtungsfunktionen des Scheinwerfers S1 ermöglicht
bzw. optimiert sind.
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4 zeigt
eine Scheinwerfereinheit SE, welche zwei Scheinwerfer S1, S2 umfasst.
Um eine optimale Beleuchtung des Fahrzeugs zu realisieren und des
Weiteren insbesondere eine Fahrzeugfront unter Designaspekten zu
gestalten, sind eine Vielzahl Kombinationen der Scheinwerfer S1,
S2 in einer Scheinwerfereinheit SE möglich, wobei bei einem zweispurigen
Fahrzeug zweckmäßigerweise jeweils mindestens
eine Scheinwerfereinheit SE an jeder Fahrzeugseite angeordnet ist.
Eine solche Scheinwerfereinheit SE kann, wie hier dargestellt, zwei Scheinwerfer
S1, S2, aber auch beispielsweise drei oder mehr Scheinwerfer S1,
S2 umfassen, welche in verschiedenen Positionen zueinander angeordnet sein
können.
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Jeder
der Scheinwerfer S1, S2 der Scheinwerfereinheit SE kann eine unterschiedliche
Anzahl von Lichtquellen L11 bis Lnn und zugehörigen Reflektorelementen
RE aufweisen, wobei die Reflektorelemente RE identische oder unterschiedliche
Reflexionsoberflächen RO aufweisen können, so
dass mit diesen Schweinwerfereinheiten SE alle Beleuchtungsfunktionen
des Fahrzeugs realisierbar sind. Als besonders vorteilhaft haben
sich dabei Scheinwerfer S1, S2 mit drei Lichtquellen L11 bis Lnn
erwiesen, da im Vergleich zu einem Scheinwerfer S1, S2 mit lediglich
zwei Lichtquellen L11 bis Lnn ein erheblicher Lichtleistungszuwachs
realisierbar ist.
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Ein
weiterer Lichtleistungszuwachs bei einem Einsatz von vier Lichtquellen
L11 bis L14 fällt im Vergleich zum Scheinwerfer S1, S2
mit drei Lichtquellen L11 bis L13 hingegen relativ gering aus. Es ist
daher vorteilhaft, an einem Fahrzeug Scheinwerfer S1, S2 mit drei
Lichtquellen L11 bis L13 einzusetzen, wobei es besonders vorteilhaft
ist, Scheinwerfereinheiten SE mit mehreren Scheinwerfern S1, S2 einzusetzen,
welche jeweils drei Lichtquellen L11 bis L13 aufweisen.
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Im
hier dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Scheinwerfereinheit
SE zwei Scheinwerfer S1, S2 mit jeweils drei Reflektorelementen
RE und drei Lichtquellen L11 bis L13. Durch eine identische Reflexionsoberfläche
RO auf allen Reflektorelementen RE entsteht eine rotationssymmetrische Lichtverteilung.
Durch unterschiedliche Reflexionsoberflächen RO der Reflektorelemente
RE, durch einen Einsatz unterschiedlicher Lichtquellen L11 bis Lnn,
beispielsweise Einchip-LED oder Mehrchip-LED, welche sichtbares
Licht oder Infrarotlicht abstrahlen und/oder durch eine unterschiedliche Steuerung
und/oder Regelung der Energieversorgung der Lichtquellen L11 bis
Lnn ist beispielsweise mittels des ersten Scheinwerfers S1 der Scheinwerfereinheit
SE eine Fernlichtfunktion und mittels des zweiten Scheinwerfers
S2 eine Abblendlichtfunktion realisierbar, indem beispielsweise
die erste Lichtquelle L11 und die zweite Lichtquelle L12 des ersten Scheinwerfers
S1 eine große Reichweite der Ausleuchtung erzeugen und
die dritte Lichtquelle L13 des ersten Scheinwerfers S1 ein nahes
Vorfeld des Fahrzeugs ausleuchtet.
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Zur
Realisierung der Abblendlichtfunktion leuchtet die erste Lichtquelle
L21 des zweiten Scheinwerfers S2 ein Vorfeld unmittelbar vor dem Fahrzeug
aus, mittels der zweiten Lichtquelle L22 des zweiten Scheinwerfers
S2 ist eine Asymmetrie einer Lichtverteilung realisierbar, um eine
Blendung anderer Verkehrsteilnehmer zu vermeiden, und mittels der
dritten Lichtquelle L23 des zweiten Scheinwerfers S2 ist eine weitere
Reichweite des Abblendlichts realisierbar. In weiteren Ausführungsformen
ist eine dieser Lichtquellen L11 bis Lnn beispielsweise eine Infrarotstrahlung
emittierende LED, um mittels entsprechender Bilderfassungseinheiten
eine Nachtsichtfunktion zu realisieren. Durch eine andere Auslegung
der Scheinwerfereinheiten SE und der in diesen integrierten Scheinwerfern
S1, S2 sind auch andere Kombinationen der Lichtquellen L11 bis Lnn
zur Realisierung dieser sowie weiterer Beleuchtungsfunktionen möglich,
beispielsweise ein Tagfahrlicht oder ein fahrtrichtungsanzeigendes
Blinklicht.
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5 zeigt
eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Scheinwerfers
S1. In dieser Ausführungsform weist der Scheinwerfer S1
an dessen Lichtaustrittsfläche ein diese überspannendes
und teilweise bedeckendes Abdeckelement A auf. Dieses Abdeckelement
A ist beispielsweise als ein Designelement des Fahrzeugs ausformbar,
da es sowohl bei ausgeschaltetem als auch bei eingeschaltetem Scheinwerfer
S1 gut erkennbar ist. Besonders bevorzugt ist dieses Abdeckelement
A als Lichtleiter ausgebildet, in welchem Licht einleitbar ist,
so dass mittels dieses Abdeckelements A eine zusätzliche
Beleuchtungsfunktion wie beispielsweise ein Tagfahrlicht oder ein
Positionslicht realisierbar ist, wodurch das Abdeckelement A des
Weiteren besonders gut als Designmerkmal des Fahrzeugs einsetzbar
ist. Die Lichtquelle zur Einleitung von Licht in das als Lichtleiter
ausgebildete Abdeckelement A kann eine Lichtquelle L11, L12, L13
des Scheinwerfers S1 sein oder eine zusätzliche Lichtquelle,
welche beispielsweise an einem Rand des Scheinwerfers S1 oder auf
einer Spitze des Kühlkörpers, nach vorn gerichtet,
mittig direkt hinter dem Abdeckelement A angeordnet ist.
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Um
eine Kühlleistung zur Ableitung der Verlustwärme
der Lichtquellen L11 bis Lnn weiter zu erhöhen, sind beispielsweise
zusätzliche Kühlbleche einsetzbar, welche sich
vom Kühlelement KE zu einem Rand des Scheinwerfers S1 erstrecken
und vorzugsweise hinter radialen Streben des Abdeckelementes A positioniert
sind. Diese Kühlbleche weisen vorteilhafterweise eine sehr
geringe Dicke auf, so dass sie einen Strahlengang des Lichts vom
Reflektor R zur Lichtaustrittsfläche nicht beeinflussen. Über eine
relativ große Fläche der Kühlbleche ist
von den Lichtquellen L11 bis Lnn auf die Kühlflächen
KF, von diesen auf das Kühlelement KE und von diesem auf die
Kühlbleche übertragene Verlustwärme an
eine Umgebung bzw., wenn der Scheinwerfer S1 eine transparente Scheibe
TS oder ein optisches Element an der Lichtaustrittsfläche
aufweist, zunächst an einen Innenraum des Scheinwerfers
S1 und über die transparente Scheibe TS oder das optische
Element an eine äußere Umgebung des Scheinwerfers
S1 abstrahlbar. Dadurch ist eine zusätzliche Kühlung
ermöglicht, um eine optimale Betriebstemperatur der Lichtquellen
L11 bis Lnn sicherzustellen.
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Die 6, 7 und 8 zeigen
beispielhaft eine weitere mögliche Ausführungsform
der Scheinwerfereinheit SE bzw. den Scheinwerfer S3 in einer weiteren
Ausführungsform, wobei die 8 eine um
45° gedrehte Version, bzw. eine um 45° gedrehte
Einbauposition des Scheinwerfers S3 aus 7 darstellt.
In 6 ist eine Scheinwerfereinheit SE mit zwei Scheinwerfern
S4, S5 dargestellt, wobei jeder Scheinwerfer S4, S5 einen Reflektor
R mit zwei identischen Reflektorelementen RE aufweist, welche jeweils
eine Hälfte des Reflektors R bilden, und zwei den Reflektorelementen
RE zugeordnete Lichtquellen L41, L42, L51, L52 vorteilhafterweise
LED, welche zentriert im Reflektor R angeordnet sind. Die Scheinwerfereinheit
SE weist als Besonderheit ein gemeinsames Kühlelement KE
auf, auf welchem die Kühlflächen KF mit den Lichtquellen
L41, L42, L51, L52 angeordnet sind.
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Die 7 und 8 zeigen
Scheinwerfer S3 mit jeweils vier Lichtquellen L31, L32, L33, L34
und Reflektorelementen RE, wobei die Reflektorelemente RE jeweils
ein Viertel des Reflektors R bilden. Durch eine unterschiedliche
Reflexionsoberfläche RO der Reflektorelemente RE und/oder unterschiedliche Lichtquellen
L31, L32, L33, L43 bzw. eine unterschiedliche Steuerung und/oder
Regelung der Energieversorgung der Lichtquellen L31, L32, L33, L34
ist eine dargestellte Hell-Dunkel-Abstufung einzelner Bereiche des
Scheinwerfers S3 realisierbar, beispielsweise als Designmerkmal
des Fahrzeugs. Dies ist beispielsweise zur Realisierung eines Tagfahrlichts
anwendbar. Auch die in den 7 und 8 dargestellten
Scheinwerfer S3 weisen ein Abdeckelement A auf, welches beispielsweise
auch als Lichtleiter ausgebildet sein kann.
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Ein
derartiger Scheinwerfer S1 bis S5 sowie eine solche Scheinwerfereinheit
SE sind bevorzugt an einem Kraftfahrzeug, insbesondere als Frontbeleuchtung,
einsetzbar, jedoch nicht auf diesen Verwendungszweck beschränkt.
So sind der Scheinwerfer S1 bis S5 und die Scheinwerfereinheit SE
beispielsweise auch an anderen Verkehrsmitteln, wie Fahrrad, Motorrad,
Schiff, Flugzeug, oder beispielsweise als Scheinwerfer S1 bis S5
für weitere Beleuchtungszecke oder zum Beispiel in Lichtsignalanlagen
einsetzbar.
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- A
- Abdeckelement
- G
- Gehäuse
- KE
- Kühlelement
- KF
- Kühlfläche
- L11
bis Lnn
- Lichtquellen
- LE
- Lüftungseinrichtung
- R
- Reflektor
- RE
- Reflektorelement
- RO
- Reflexionsoberfläche
- S1
bis S5
- Scheinwerfer
- SE
- Scheinwerfereinheit
- TS
- transparente
Scheibe
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10311853
B4 [0002]
- - DE 102007008403 A1 [0003]
- - DE 102006046438 A1 [0004]
- - US 2008/0316760 A1 [0005]