DE102012023582A1

DE102012023582A1 - Hochleistungslampe mit verbesserter Wärmeabfuhr für fahrrad- oder motorradähnliche Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102012023582A1
Application number: DE102012023582.8A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-12-01
Filing date: 2012-12-01
Publication date: 2014-06-05

Abstract

Eine Hochleistungslampe für motorrad- oder fahrradähnliche Fahrzeuge verlangt eine ausreichende Kühlung d. h. einen Kühlkörper oder ein Lampengehäuse mit Kühlfunktion mit vorzugsweiser gut wärmeleitender und großer Oberfläche. Dies steht allerdings im Widerspruch zum Lampengewicht. Dies wird gelöst, indem die Lichtquelle(n) auf einen Kühlkörper befestigt ist und dieser Kühlkörper mindestens eine zum Lenker kongruente Fläche besitzt, welche einerseits als mechanische Befestigung und anderseits als Wärmebrücke dient. Die Abwärme kann somit über den Lenker und über den Vorbau an den Fahrradrahmen gehen. Dies hat den Vorteil, dass die Lampe eine wesentlich bessere Wärmeabfuhr als bisherige Lampen besitzt, im Winkel einstellbar und gleichzeitig besonders leicht ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine verstellbare Lampe mit verbesserter Wärmeableitung für fahrrad- oder motorradähnliche Fahrzeuge.
Stand der Technik
Wie aus DE19635314 oder DE10158971 , beispielsweise, sind Lampen für Fahrräder bzw. fahrradähnlich Fahrzeuge hinreichend bekannt. Lampen haben gemein, dass sie aus wenigstens einer Lichtquelle und einem Reflektor (Linse) bestehen. Als Lichtquelle kommen verschiedene Photonemittierende Methoden und Techniken in Betracht, wie sie für Laser, Leuchtdioden (LED), Glühbirnen, Halogenstrahler oder Gasentladungseinheiten allgemein bekannt sind. Alle Lichtquellen haben gemein, dass sie neben der Photon-Emission hauptsächlich Wärme produzieren. Die Wärme übt einen negativen Einfluss auf den Betrieb, die Leuchttemperatur (Lichtwellenspektrum) und vor allem auch für die Dauerhaltbarkeit der Lichtquelle aus. Deshalb ist es vorteilhaft eine entsprechende Wärmeabfuhr bzw. Wärmeableitung für die Lichtquelle(n) bereitzustellen.
Lichtquellen wie beispielsweise Laser- und LED-Emitter produzieren Photonen mit Hilfe der Halbleitertechnik und weisen eine besonders hohe Leistungsdichte auf. Dass heißt auf geringen Bauvolumen wird sehr viel Lichtleistung und natürlich auch Wärme produziert. Aufgrund der hohen Leistungsdichte ist eine überdurchschnittliche Wärmeabfuhr erforderlich, um einen dauerhaften Betrieb zu gewähren. Aus der „BIKE-magazin" Ausgabe 12/2009 ist bekannt, dass Hochleistungs-LED-Lampen bei vollem Betrieb bis zu 89°C ohne Fahrtwind und ca. 60°C mit Fahrtwind Gehäusetemperatur produzieren. Dies ist nicht nur die Lichtquellen schädlich, sondern auch für den Anwender bei Hautkontakt extrem unangenehm.
Eine ausreichende Kühlung verlangt einen Kühlkörper oder ein Lampengehäuse mit Kühlfunktion mit vorzugsweiser gut wärmeleitender und großer Oberfläche. Dies steht allerdings im Widerspruch zum Lampengewicht. Dieses Defizit könnte jedoch durch die Wärmeableitung an andere Fahrradkomponenten gelöst werden, da die Großzahl bereits herkömmlicher Fahrradkomponenten aus Aluminiumlegierungen bestehen, welche eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzen.
Herkömmliche Lampen für fahrrad- oder motorradähnliche Fahrzeuge sind als einzelnes Zubehör erhältlich. Dies hat den Nachteil, dass sie auch wieder demontierbar und damit einem potentiellen Diebstahl ausgesetzt sind. Aus DE19701629 ist eine Fahrradlampe bekannt, die in einen Vorbau integriert ist und somit den Diebstahl erschwert. Allerdings sind darin keine Möglichkeiten der verbesserten Wärmeableitung oder Einstellbarkeit des Lichtkegels beschrieben.
Aus EP1394028A1 ist eine Vorbau-Lampe bekamt, die in einen Vorbau integriert ist. Die dort gezeigte Anordnung besitzt den Nachteil, dass der Vorbau aufgrund der Struktur mechanisch geschwächt wird (Kerbwirkung) und das Problem der Wärmeableitung nicht gelöst ist
Aufgabe
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen hellen Leuchtkegel auf die Fahrbahn zu projizieren. Der Leuchtkegel der Lampe muss auf die Fahrbedingungen verstellbar und an die Fahrzeuggeometrie anpassbar sein. Des Weiteren besteht die Aufgabe der Lampe darin, besonders leicht, leistungsstark und effizient in der Wärmeableitung zu sein.
Lösung
Die Aufgabe wird gelöst, indem die Lichtquelle(n) auf einen Kühlkörper befestigt ist und dieser Kühlkörper mindestens eine zum Lenker kongruente Fläche besitzt, welche einerseits als mechanische Befestigung und anderseits als Wärmebrücke dient. Die Abwärme kann somit über den Lenker und über den Vorbau an den Fahrradrahmen gehen. Die Klemmung des Kühlkörpers wird über Klemmelemente des Vorbaus (im Weiteren Rohrverbinder genannt) erreicht Die Ansteuerungselektronik wird im Rohrverbinder untergebracht.
Vorteile
Vorteilhaft bei der vorliegenden Erfindung ist, dass die Lampe eine wesentlich bessere Wärmeabfuhr als bisherige Lampen besitzt und gleichzeitig besonders leicht ist. Sie ist im Strahlungswinkel einstellbar und besitzt bei zwei oder mehr Lichtquellen eine Fernlichtfunktion. Die Lampe ist durch die hier gezeigte Anbringung diebstahlsicher.
Bevorzugte Details und Ausführungsformen
Die technischen Lösungen sind nachfolgend oft beispielhaft beschrieben. Dies soll als Mittel zur Erläuterung des zugrundeliegenden Gedankens aufgefasst und nicht als auf die jeweilige konkrete Darstellung beschränkt verstanden werden.
Die erfindungsgemäße Lampe (1a) besteht aus mindestens einem Kühlkörper (40), einem Lampengehäuse (50) und wenigstens einer Lichtquelle bzw. Lichtquellenarray (51) (1). Die Lampe (1a) ist an einem Rohrverbinder (10) mit Hilfe von einen oder mehr Klemmelementen (60) montiert. Der Rohrverbinder (10) verbindet zwei Rohre (20, 30) unterschiedlicher oder gleicher Durchmesser miteinander. Das horizontale Rohr (30) stellt den Lenker, oder über einen möglichen Adapter, eine Verbindung zum Lenker dar. Über dieses horizontale Rohr (30) leitet der Fahrer (Anwender) die Lenkbefehle direkt oder indirekt (über einen Adapter, hier Rohrverbinder (10)) in das Fahrzeug ein. Für die Abbildungen ist es vereinfacht als gekürztes horizontales Rohr (30) dargestellt. Das Lenkrohr (20) ist eine Verbindung zur Gabel des Fahrzeugs. An diesem Lenkrohr (20) ist wahlweise eine Starrgabel oder eine Federgabel direkt oder über weitere Verbindungen, unmittelbar, fest verbunden. Über das Lenkrohr (20) werden Lenkbewegungen des horizontalen Rohrs (30) an das Vorderrad oder die Vorderräder weitergeleitet. In den Abbildung ist es verkürzt dargestellt, da sich diese Anmeldung auf die Lampe beschränkt.
Der Kühlkörper (40) besitzt mindestens eine zum horizontalen Rohr kongruente Fläche (43) die auf die Außenfläche des horizontale Rohrs (31) geklemmt wird. Des Weiteren besitzt der Kühlkörper (40) wenigstens eine weitere Fläche (46) die kongruent zu einer Fläche (64) des oder der Klemmelemente (60) ist. Die äußere Fläche des horizontalen Rohrs (31) wird mit dem Rohrverbinder (10) innenliegenden Fläche (13) und mit Hilfe des Klemmelements (60) geklemmt.
In 2 ist eine alternative Ausführungsform des Rohrverbinders gezeigt, wo das oder die Klemmelemente (16) bereits im Rohrverbinder berücksichtigt und Bestandteil des Rohrverbinders (10a) ist.
Am Kühlkörper (40) befindet sich das Lampengehäuse (50), welches (50) über eine Verbindung (54/45) mit dem Kühlkörper (40) verbunden ist (3). Das Lampengehäuse (50) hält die Lichtquellen (51) mit den Reflektoren in Position und schützt die Lichtquelle(n) vor der Außenwelt. Darin können diverse Dichtungen untergebracht sein. Auf den Kühlkörper (40) sind die Lichtquellen (51) mit den Reflektoren auf einer Fläche (4511) befestigt. Der Kühlkörper (40) stellt eine direkte Wärmebrücke zwischen der Lichtquelle (51) und dem horizontalen Rohr (30) her. Die Wärme geht dabei über die Verbindungsflächen 4511, 43 und 31. Die Wärmeleitung kann über wärmeleitungssteigernde Medien (z. B. Wärmeleitpaste) zwischen diesen Verbindungsflächen verbessert werden.
In 3 ist eine Befestigungsmöglichkeit der Ansteuerungselektronik der Lampe gezeigt. Der Rohrverbinder (10) besitzt eine zentrale Öffnung (190), welche entlang der Hautprohrverbinderachse (1000) verläuft. Entlang dieser Öffnung (190) befindet sich mindestens ein Absatz (110), welcher zur Halterung von Elektronikplatinen vorgesehen ist. Des Weiteren kann der Rohrverbinder (10) in einer bevorzugten Version mindestens eine weitere Öffnung (120) besitzen, die einen Zugang zur inneren Öffnung (190) für Versorgungs- bzw. Steuerleitungen gewährt.
Die Lampe ist dadurch charakterisiert, dass zwischen der Klemmfläche (31) und dem Klemmelement (60) der Kühlkörper (40) dazwischen gehalten wird. Der Kühlkörper (40) ist aufgrund der kongruenten Flächen (31, 43, 64, 46, 13) im Winkel zwischen der Hauptrohrverbinderachse (1000) und der Intensitätsmaximaachse (900) des Lichtkegels (90) einstellbar. In 4 sind zwei unterschiedliche Winkel (1c und 1d) dargestellt.
In 5 ist eine alternative Ausführungsform der Lampe (2a) gezeigt, die zwei Lichtquellen besitzt. Sie besteht im Wesentlichen aus den gleichen Komponenten, wie dem Rohrverbinder (10), dem Kühlkörper (40), Lampengehäuse (50) und den Lichtquellen (51). Der Kühlkörper (40) ist über eine Klemmung (60) mit dem Rohrverbinder (10), dem horizontalen Rohr (30) und dem Lenkrohr (20) verbunden. Die Anordnung (2b) der Verbindungsflächen (31, 43, 45, 46, 54 und 64) ist analog zu der vorherigen Beschreibung.
In 6 ist eine alternative Ausführungsform (2c) des Kühlkörpers (40) beschrieben. Der Kühlkörper (2c) nimmt zwei Lichtquellen bzw. Lichtquellen-Arrays (511 und 512) auf, die auf zwei divergierend verlaufenden Flächen befestigt (4511 und 4512) sind. Die Lichtquellen (511, 512) erzeugen dabei zwei Lichtkegel (901 und 902). Beide Lichtkegel können konvergieren oder divergieren, um die gleiche Lichtverteilung zu erzeugen. Dargestellt ist hier ein divergierender Strahlengang der beiden Lichtkegel (901 und 902). Sollten die Flächen (4511 und 4512) mit den jeweiligen Lichtquellen (511 und 512) divergieren oder konvergierende Strahlengänge erzeugen, so erzeugen sie in der Projektion das gleiche Leuchtergebnis, nämlich eine Projektion zweier sich nicht überlagernder Lichtintensitätsmaxima (901 und 902). Wird eine Lichtquelle (511 oder 512) separat ab- oder zugeschaltet, wird dadurch eine Fernlichtfunktion erreicht.
6 zeigt ein weiteres Detail zur Verbesserung des Wärmeabtransports. Hier besitzt der Kühlkörper (40) zusätzliche Rillen oder Kühlrippen (44).
Figurenbeschreibung
1 veranschaulicht den Aufbau und die Komponenten der Lampe mit einer Lichtquelle.
2 zeigt eine alternative Ausführungsform des Rohrverbinders.
3 erklärt die Anordnung der Bauteile in einer Schnittdarstellung.
4 zeigt die Winkelverstellung des Leuchtkegels.
5 illustriert eine alternative Ausführungsform mit zwei Lichtquellen.
6 zeigt eine Schnittdarstellung des Kühlkörpers mit divergierenden Befestigungsflächen für die Lichtquellen, welche so angeordnet sind, damit eine Fernlichtfunktion bereitgestellt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19635314 [0002]
DE 10158971 [0002]
DE 19701629 [0005]
EP 1394028 A1 [0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

„BIKE-magazin” Ausgabe 12/2009 [0003]

Claims

Lampe bestehend aus mindestens einer Lichtquelle (51) und mindestens einem Kühlkörper (40) verbunden mit mindestens einem horizontalen Rohr (30), dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Kühlkörper (40) mindestens eine zum horizontalen Rohr (30) kongruente Fläche (43) besitzt und diese Fläche auf das horizontale Rohr (30) geklemmt werden kann.
Lampe bestehend aus mindestens einer Lichtquelle (51), einem Rohrverbinder (10), mindestens einem Klemmelement (60 oder 16), mindestens einem Kühlkörper (40), verbunden mit mindestens einem horizontalen Rohr (30), dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Kühlkörper (40) mindestens eine zum horizontalen Rohr (30) kongruente Fläche (43) besitzt und diese Fläche auf das horizontale Rohr (30) geklemmt werden kann und das horizontale Rohr (30) vom Rohrverbinder (10, 13) gehalten wird.
Eine Lampe gemäß den vorherigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Lichtkegel (90, 901, 902) im Winkel zur Rohrverbinderhauptachse (1000) verstellbar ist.
Eine Lampe gemäß einen der vorherigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung des oder der Lichtkegel (90, 901, 902) über eine Drehung um die Symmetrieachse des horizontalen Rohrs (30) erreicht wird.
Eine Lampe gemäß einen der vorherigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass die oder der Kühlkörper (40) mindestens eine weitere Fläche (46) besitzt, die kongruent zu einem Klemmelement (60, 16) ist.
Eine Lampe mit mindestens einem Klemmelement (60, 16) gemäß einen der vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der oder das Klemmelement (60, 16) mindestens einen Spalt (61) zum Rohrverbinder aufweist oder das Klemmelement ein Körper mit dem Rohrverbinder bildet (10a).
Eine Lampe gemäß einen der vorherigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass eine Wärmeleitfähigkeit von besser als 100 W/(m·K) bei der Wärmeleitung der Lichtquellen (51) zum horizontalen Rohr (30) erreicht wird.
Eine Lampe gemäß einen der vorherigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen zwischen Lichtquelle (54) und Kühlkörper (4511, 4512) und/oder Kühlkörper (43) und horizontalen Rohr (31) mit einem Wärmeleitungssteigernden Medium benetzt sind.
Eine Lampe gemäß einen der vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verwendung von mehr als einer Lichtquelle (511, 512), die Lichtquellen so auf unterschiedlich orientierten Flächen des Kühlkörpers (4511, 4512) angeordnet sind, dass die Lichtkegel (901, 902) konvergieren oder divergieren, so dass die Intensitätsmaxima der Lichtkegel sich nicht überdenken.
Eine Lampe gemäß einen der vorherigen Ansprüchen mit mindestens zwei Lichtquellen (511, 512) dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen unabhängig voneinander betrieben werden bzw. mindestens eine der Lichtquellen separat zu- oder abschaltbar sind.
Rohrverbinder (10) zur Verbindung zweier Rohre (20, 30) dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrverbinder mindestens einen inneren Absatz (110) aufweist und/oder mindestens eine zur Rohrverbinderhauptachse (1000) ablaufende Öffnung (120), welche einen kleineren Flächeninhalt als die zentrale Rohrverbinderöffnung (190) besitzt und Zugang zur Rohrverbinderöffnung (190) erlaubt.