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Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Lichtmodul für den Scheinwerfer eines Fahrzeuges sowie einen Scheinwerfer für ein Fahrzeug, aufweisend wenigstens ein Lichtmodul.
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Lichtmodule für Scheinwerfer eines Fahrzeuges sind grundsätzlich bekannt. Sie werden dazu verwendet, Lichtfunktionen für die Ausleuchtung eines Bereichs vor dem Fahrzeug zur Verfügung zu stellen. Solche Lichtfunktionen können z. B. Abblendlicht, Fernlicht, Autobahnlicht, dynamisches Kurvenlicht, Nebellicht oder ähnliches sein. Darüber hinaus ist es bekannt, dass bei Lichtmodulen für Scheinwerfer von Fahrzeugen Abwärme der Leuchtmittel bzw. der Lichtquellen abgeführt werden muss. Diese Abwärme ist relativ groß, so dass entweder Lüftungsanlagen zum Einsatz kommen, oder aber Wärmetransportvorrichtungen eine Verbindung zwischen dem Lichtmodul und einem separaten Kühlkörper zur Verfügung stellen.
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Nachteilhaft bei bekannten Lichtmodulen ist es jedoch, dass die notwendige Kühlung die Einsatzmöglichkeiten des Lichtmoduls, insbesondere mit Hinblick auf veränderbare Lichtfunktionen, einschränkt. So ist es häufig gewünscht, dass der Ausleuchtbereich einer oder mehrerer Lichtfunktionen dynamisch geregelt bzw. gesteuert wird. Zum Beispiel erfolgt ein Umschalten zwischen Abblendlicht und Fernlicht. Bei der Anwendung eines dynamischen Kurvenlichtes erfolgt ein Verstellen des Ausleuchtbereiches in Abhängigkeit des Kurvenradius bzw. des Lenkeinschlages des Fahrzeuges. Hierfür ist es notwendig, dass entweder das Lichtmodul selbst eine Bewegung des Leuchtmittels zulässt oder aber über optische Einwirkung, z. B. bewegliche Spiegel, das emittierte Licht in gewünschter Weise variiert werden kann. Die Notwendigkeit der Abführung der Abwärme von dem Lichtmodul bringt nun die Problematik mit sich, dass ein Kühlkörper vorgesehen werden muss. Dieser wird vorzugsweise an dem Lichtmodul selbst angeordnet sein, so dass dieses größer bzw. weniger flexibel ausgestaltet ist. Auch ist es möglich, dass eine Wärmetransportvorrichtung z. B. in Form eines Kupferbauteils vorgesehen werden muss. Damit wird die gesamte Konstruktion noch komplexer und führt darüber hinaus zu baulicher Einschränkung für diese Wärmetransportvorrichtung einerseits und möglicherweise notwendigen mechanischen Bauteilen für bewegbare Spiegel bzw. eine bewegbare Lichtquelle andererseits.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lichtmodul für den Scheinwerfer eines Fahrzeuges sowie einen Scheinwerfer eines Fahrzeuges mit zumindest einem Lichtmodul zur Verfügung zu stellen, welche in kostengünstiger und einfacher Weise das Abführen von Wärme einer Lichtquelle des Lichtmoduls bei gleichzeitiger Variation der Ausleuchtung vor dem Fahrzeug ermöglichen.
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Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Lichtmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch einen Scheinwerfer mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Lichtmodul beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer und jeweils umgekehrt, so dass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Ein erfindungsgemäßes Lichtmodul für den Scheinwerfer eines Fahrzeuges weist wenigstens einen Kühlkörper auf. Mit diesem wenigstens einen Kühlkörper steht eine Wärmetransportvorrichtung in wärmeübertragendem Kontakt. Ein erfindungsgemäßes Lichtmodul zeichnet sich dadurch aus, dass die Wärmetransportvorrichtung beweglich gelagert und wenigstens eine Lichtquelle an der Wärmetransportvorrichtung befestigt ist. Dies dient dazu, dass mit der Bewegung der Wärmetransportvorrichtung die Ausleuchtung durch die befestigte Lichtquelle vor dem Fahrzeug verändert werden kann.
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Unter einer Wärmetransportvorrichtung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Bauteil zu verstehen, welches in der Lage ist Wärme von einer Wärmequelle zu einer Wärmesenke zu transportieren. Als Wärmesenke wirkt bei einem erfindungsgemäßen Lichtmodul ein Kühlkörper, welcher z. B. aus Aluminium gefertigt ist. Der Kühlkörper weist insbesondere rippenartige Strukturen auf, um eine besonders große Oberfläche zur Verfügung zu stellen. Die Wärmetransportvorrichtung ist möglichst kompakt ausgestaltet, da sie hauptsächlich dem Transport der Wärme dienen soll. Die Wärmetransportvorrichtung weist demnach einen möglichst geringen Wärmeleitwiderstand bzw. einen möglichst geringen Wärmedurchgangswiderstand auf. Der wärmeübertragende Kontakt zwischen der Wärmetransportvorrichtung und dem Kühlkörper einerseits sowie zur Lichtquelle andererseits ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass bei sämtlichen Bewegungspositionen der Wärmetransportvorrichtung dieser wärmeübertragende Kontakt bestehen bleibt. Insbesondere erfolgt keine Relativbewegung zwischen der Lichtquelle und der Wärmetransportvorrichtung.
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Eine Wärmetransportvorrichtung kann in einer besonders kostengünstigen Ausführungsform aus Kupfer oder einer Kupferlegierung (Alu), hergestellt sein. Selbstverständlich sind auch komplexere Wärmetransportvorrichtung, z. B. in Form von Wärmerohren oder Kombinationen verschiedener Wärmetransportsysteme im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar.
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Bei einem erfindungsgemäßen Lichtmodul wird die Lagerung der Lichtquelle sowie die Bewegbarkeit der Lichtquelle mit der Kühlfunktion kombiniert. Die Wärmetransportvorrichtung erfüllt damit im erfindungsgemäßen Sinne eine Doppelfunktion. Zum Einen dient sie durch die bewegliche Lagerung der Verstellfähigkeit der Lichtquelle und damit der Variabilität der Ausleuchtung vor dem Fahrzeug. Zum Anderen dient die Wärmetransportvorrichtung der Kühlfunktion, also dem Abtransport der Abwärme der Lichtquelle zur Wärmesenke in Form des Kühlkörpers. Damit kann die Wärmetransportvorrichtung in der Doppelfunktion weitere mechanische Bauteile vermeiden, so dass die Komplexität eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls mit Vergleich zu bekannten Lichtmodulen deutlich reduziert wird. Durch die Doppelfunktion der Wärmetransportvorrichtung als mechanische Verstellung und Wärmeabtransport kann eine freiere Gestaltung bzw. eine freiere Positionierung der Lichtquelle im Lichtmodul erfolgen und/oder das Lichtmodul kleiner konstruiert werden.
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In einer vorteilhaften Weiterentwicklung weist eine innen hole Wärmetransportvorrichtung eine dritte Funktion als Luftführung auf, wobei vorzugsweise ein Radiallüfter eine quasi laminare Strömung im Innern erzeugt und im Gegenstromprinzip die Wärmetransportvorrichtung von innen kühlt. Zusätzlich kann dieser Luftstrom zur Enttauung und/oder Enteisung der Abschlussscheibe der Scheinwerfer- / Leuchteneinheit dienen.
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Die Wärmetransportvorrichtung kann für den Kundendienstfall auch als austauschbares Element gestaltet werden, wodurch die Zugänglichkeit der LED von der Rückseite und/oder einer der Seiten oder der Boden- oder Oberseite des Scheinwerfers möglich ist und die Lichtquelle samt Wärmetransportvorrichtung durch eine Öffnung im Reflektor herausgezogen und durch eine Neue ersetzt werden kann.
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Eine Lichtquelle ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere eine oder mehrere LEDs. Auch Arrays bzw. matrixartig angeordnete LEDs sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Lichtquelle zu verstehen. Selbstverständlich kann eine Lichtquelle mehrere einzelne Leuchtmittel, die voneinander beabstandet sind, aufweisen. Auch mehr als eine Lichtquelle ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar. Selbstverständlich können auch unterschiedliche Leuchtmittel gemischt miteinander eingesetzt werden. Dies sind insbesondere klassische Entladungslampen bzw. Lampen mit Glühwendel, LEDs oder laserbasierte Lichtquellen.
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Unter einer beweglichen Lagerung der Wärmetransportvorrichtung ist im Prinzip zumindest eine Freigabe in einer Bewegungsrichtung zu verstehen. Selbstverständlich können auch verschiedene Bewegungsrichtungen miteinander kombiniert werden. Insbesondere handelt es sich bei der beweglichen Lagerung um zumindest eine der folgenden Bewegungsrichtungen: Translation, Rotation, Verschwenken.
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Der Kühlkörper eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls kann sowohl innerhalb, als auch außerhalb, als auch zumindest teilweise außerhalb eines Gehäuses des Lichtmoduls angeordnet sein. Durch das Vorsehen einer Wärmetransportvorrichtung kann die Anordnung des Kühlkörpers freier als bei bekannten Lichtmodulen erfolgen. Das Anordnen des Kühlkörpers außerhalb eines Gehäuses des Lichtmoduls führt dazu, dass in noch effizienterer Weise Wärme von dem Kühlkörper an einen Außenbereich mit niedrigerer Temperatur abgegeben werden kann. Damit wird die Wärmesenke des Kühlkörpers mit tieferer Temperatur ausgebildet, wodurch ein schnelleres bzw. verbessertes Ableiten der erzeugten Wärme von der Lichtquelle bzw. den Lichtquellen erfolgen kann.
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Das Lichtmodul kann darüber hinaus zumindest einen Reflektor für das emittierte Licht der Lichtquelle aufweisen, um eine gewünschte Ausleuchtung bzw. Bündelung des emittierten Lichts für einen Bereich vor dem Fahrzeug zu ermöglichen. Alternativ kann das Lichtmodul auch ein abbildendes Linsensystem beziehungsweise eine Kombination mit Prismen oder Reflektoren aufweisen. Hierbei wird die LEDs beziehungsweise das LED über die Linse abgebildet. Die bewegliche Wärmetransportvorrichtung ermöglicht die Variation der Abstrahlrichtung des Linsensystems, wobei die Linse ortsfest bleibt.
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Ein Vorteil kann dadurch erzielt werden, dass bei einem erfindungsgemäßen Lichtmodul die Wärmetransportvorrichtung zumindest abschnittsweise als Wärmerohr mit einem teilweise mit Wärmetransportflüssigkeit gefüllten Innenraum ausgebildet ist. Ein solches Wärmerohr wird technisch auch als Heat-Pipe bezeichnet. Es ist also insbesondere als Wärmeübertragungsrohr ausgebildet. Innerhalb dieses Wärmerohrs ist eine Wärmetransportflüssigkeit vorgesehen, die z. B. Wasser aufweist oder wasserbasiert ist. Dieses Wasser ist im Bereich der Wärmequelle flüssig vorgesehen und verdampft dort durch das Einbringen von Wärme. Das verdampfte Wasser bewegt sich entweder über Dochtsysteme oder durch das Aufsteigen gegen die Schwerkraft zur Wärmesenke, also im vorliegenden Fall zur Kontaktfläche zum Kühlkörper. Dort kondensiert die Wärmetransportflüssigkeit an den Innenwänden des Innenraums und wird über ein Dochtsystem oder durch die Schwerkraft zurück zur Wärmequelle geführt. Damit wird ein besonders effizientes System zum Wärmetransport vorgesehen, da für die Bewegung des Dampfes kein Wärmeleitwiderstand eines Transportmaterials überwunden werden muss. Selbstverständlich kann bei einer erfindungsgemäßen Wärmetransportvorrichtung die Wärmerohrausbildung auch nur abschnittsweise erfolgen. Neben einer vollständigen Ausbildung als Wärmerohr sind somit Kombinationen aus klassischen Wärmetransportvorrichtungen in Form von Kupferbauteilen mit einem solchen Wärmerohr denkbar. Auch die Kombination von Dochtsystemen und freien Wärmerohren ohne Einbauten ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich. Auch das Vorsehen von zwei Wärmerohren in Form eines Ringschlusses, um eine Unabhängigkeit von der Lageausrichtung des Lichtmoduls bzw. der Lichtquelle herzustellen, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung von Vorteil. Die beiden Enden der Wärmetransportvorrichtung können auch gabelförmig in einem oder mehreren separaten Kühlkörpern aufgenommen werden. Die Wärmetransportvorrichtung kann in Form einer Gabel mit mindestens zwei Zinken, spinnennetzförmig oder als Astnetz verzweigt ausgeführt sein, wobei die Kühl-„Äste“ sich in unterschiedliche Richtungen, z.B. nach oben und/oder unten verzweigen.
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Ebenfalls vorteilhaft kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Lichtmodul die Wärmetransportvorrichtung einen Toleranzausgleich aufweist für den Ausgleich von Toleranzen, insbesondere bedingt durch Temperaturunterschiede und/oder durch mechanische Stell- beziehungsweise Justagebewegungen. Wie bereits erläutert, wird bei erfindungsgemäßen Lichtmodulen durch die Emission von Licht von der Lichtquelle Abwärme erzeugt. Dies führt zu einem Anstieg der Temperatur und damit zu Temperaturschwankungen im Lichtmodul. Temperaturänderungen führen zu mechanischer Verschiebung, also zum Ausdehnen und Zusammenziehen von Bauteilen hinsichtlich ihrer geometrischen Erstreckung. Zum Beispiel kann ein Toleranzausgleich für die Wärmetransportvorrichtung ein ziehharmonikaartiger Flansch sein, welcher dazu führt, dass ein Längenausgleich der Wärmetransportvorrichtung vorgesehen wird. Dieser Toleranzausgleich kann unabhängig von Ausgleichsmöglichkeiten für Temperaturunterschiede, auch als Grundeinstellung der Lichtfunktion dienen. So kann über einen solchen Toleranzausgleich reversibel oder irreversibel eine Grundeinstellung für die Grundposition der Lichtquelle im Inneren des Lichtmoduls zur Verfügung gestellt werden. Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige und einfache Erzeugung dieser Grundeinstellmöglichkeit. Diese kann zum Beispiel über einen Hebel erfolgen, der an der Wärmetransportvorrichtung angreift und dessen anderes Ende von außen oder durch die Serviceöffnung zugänglich ist.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn bei einem erfindungsgemäßen Lichtmodul die Wärmetransportvorrichtung mit dem Kühlkörper abschnittsweise in berührendem Kontakt, insbesondere in reibschlüssigen Kontakt steht und relativ zum Kühlkörper beweglich gelagert ist. Diese Ausführungsform ermöglicht es, dass der Kühlkörper relativ zum Lichtmodul bzw. relativ zur Wärmetransportvorrichtung statisch am Lichtmodul, insbesondere an einem Gehäuse des Lichtmoduls, befestigt sein kann. Der Kühlkörper berührt die Wärmetransportvorrichtung, so dass sich die Wärmetransportvorrichtung gleitend berührend an dem Kühlkörper entlang bewegen kann. An dem Kühlkörper kann hierfür eine Führung vorgesehen sein, in welcher die Wärmetransportvorrichtung zumindest teilweise formschlüssig aufgenommen sein kann. Damit wird sichergestellt, dass der berührende Kontakt während der Bewegung der Wärmetransportvorrichtung zumindest in großflächigen Teilen nicht verloren geht. Insbesondere handelt es sich bei dieser Führung um eine nicht ebene Fläche, z. B. in Form einer Zylindermantelfläche bzw. eines Teils einer Zylindermantelfläche. Somit kann sowohl eine Führungsfläche, als auch eine Lagerfläche ausgebildet sein. Die Kontaktfläche kann auch aus zwei vorgespannten Halbzylinder-Schalen oder als eine seitlich geschlitzte Rohrspange oder durch eine Kombination aus mindestens zwei Kühlkörperabschnitten ausgeführt sein.
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Insbesondere bei der im voranstehenden Absatz beschriebenen Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn bei einem erfindungsgemäßen Lichtmodul wenigstens eine Spannvorrichtung derart angeordnet ist, dass diese die Transportvorrichtung und den Kühlkörper am berührenden Kontakt mit einer Berührungskraft gegeneinander vorspannt. Dies führt zu einer Vermeidung bzw. eine Reduktion eines Luftspalts zwischen der Wärmetransportvorrichtung und dem Kühlkörper. Ein Luftspalt würde die Wärmeübertragung als Wärmesenke zwischen Wärmetransportvorrichtung und Kühlkörper um ein Vielfaches verschlechtern. Durch die Vorspannung wird sichergestellt, dass ein Luftspalt und damit diese deutliche Erhöhung des Wärmeübergangswiderstandes unterbleiben. Diese Spannvorrichtung kann z. B. eine Federvorrichtung, insbesondere eine Blattfeder, oder eine Verschraubung sein. Auch eine Fächerkupplung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar, so dass eine Vielzahl von Einzelflächen fächerartig bzw. kammartig ineinander greift und zueinander bewegbar ist. Das Verspannen der einzelnen Fächerbauteile zueinander kann z. B. über ein Verschrauben erfolgen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Vorspannkraft bzw. die Berührungskraft groß genug ist, um den Luftspalt zu vermeiden. Darüber hinaus sollte die Berührungskraft klein genug sein, um die Beweglichkeit der Wärmetransportvorrichtung relativ zum Kühlkörper nicht oder nur in geringem Maß zu beeinträchtigen. Auch wird die Berührungskraft möglichst klein gewählt werden, um einen Verschleiß bei dem reibenden Kontakt zwischen dem Kühlkörper und der Wärmetransportvorrichtung zu reduzieren bzw. zu minimieren. Alternativ kann die Verbindung der Wärmetransportvorrichtung zu dem Kühlkörper als Gleitlager ausgeführt sein. Vorzugsweise mit mindestens einer Gleitbuchse.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn bei einem erfindungsgemäßen Luftmodul wenigstens eine Antriebsvorrichtung, insbesondere ein elektromotorischer Antrieb, für die Bewegung der Wärmetransportvorrichtung vorgesehen ist. Dabei kann es z. B. ein Elektromotor oder ein Linearantrieb sein, der die Bewegung der Wärmetransportvorrichtung durchführt. Die Anbindung der Antriebsvorrichtung kann sowohl direkt, als auch über ein Getriebe erfolgen. Zum Beispiel kann ein solcher elektromotorischer Antrieb dazu dienen, eine Rotation bzw. eine Translation oder eine Kombination solcher Bewegungen für die Wärmetransportvorrichtung zu ermöglichen. Damit können mit ein und derselben Lichtquelle unterschiedliche Lichtfunktionen bzw. eine Variation ein und derselben Lichtfunktion (adaptives Kurvenlicht oder adaptive Leuchtweitenregelung beziehungsweise adaptive Reichweite der Hell-Dunkel-Grenze der Lichtverteilung beziehungsweise Abblendlicht zum Autobahnlicht beziehungsweise horizontale Verstellung der vertikalen Hell-Dunkel-Grenze) zur Verfügung gestellt werden.
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Ein erfindungsgemäßes Lichtmodul kann dahingehend weitergebildet sein, dass die Wärmetransportvorrichtung zumindest abschnittsweise flexibel, insbesondere elastisch, ausgebildet ist. Die bewegliche Lagerung der Wärmetransportvorrichtung ermöglicht vorzugsweise ein Verbiegen der Wärmetransportvorrichtung. Damit wird beispielsweise nur ein Teil der Wärmetransportvorrichtung aktiv bewegt und verbiegt sich relativ zu einem statischen Teil der Wärmetransportvorrichtung. Insbesondere handelt es sich dabei um ein elastisches Verbiegen. Selbstverständlich kann auch ein plastisches Verbiegen vorgesehen sein, insbesondere um eine Grundeinstellung der Positionierung der Lichtquelle durch die Wärmetransportvorrichtung vornehmen zu können. Ein elastisches Verbiegen kann z. B. durch Stellmotoren oder anders geartete Aktoren auf einzelne Abschnitte der Wärmetransportvorrichtung erzeugt werden. Der verformbare Abschnitt kann vorteilhafterweise durch eine Wellrohrkupplung oder eine oder mehrere Kupfer-Blattfedern ausgebildet sein.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn bei einem erfindungsgemäßen Lichtmodul an der Wärmetransportvorrichtung wenigstens ein optisches Bauteil, insbesondere eine Blende, derart angeordnet ist, dass dieses optische Bauteil wenigstens teilweise das von der Lichtquelle emittierte Licht beeinflusst. Unter einer Beeinflussung ist zu verstehen, dass Lichtstrahlen, welche von der Lichtquelle ausgesendet werden, entweder vollständig blockiert oder in ihrer Ausrichtung geändert werden. So kann ein solches optisches Bauteil vorzugsweise auch als Linse oder als Reflektor oder andersgeartetes optisches Bauteil ausgebildet sein. Dadurch, dass dieses optische Bauteil ebenfalls an der Wärmetransportvorrichtung angeordnet ist, bewegt es sich gemeinsam mit einer Bewegung der Wärmetransportvorrichtung mit. Damit kann durch eine Bewegung der Wärmetransportvorrichtung nicht nur die Emissionsrichtung der Lichtquelle, sondern z. B. auch die Einwirkrichtung, insbesondere die Blockaderichtung, durch ein optisches Bauteil vorzugsweise in Form einer Blende variiert werden.
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Ein erfindungsgemäßes Lichtmodul kann dahingehend weitergebildet sein, dass an der Wärmetransportvorrichtung eine elektrische Versorgungseinrichtung, insbesondere mindestens eine Versorgungsleitung, für den Betrieb und/oder die Regelung der wenigstens einen Lichtquelle angeordnet ist. Unter dieser Versorgungsvorrichtung sind insbesondere ein Strom- bzw. ein Steuerkabel zu verstehen. Dieses kann sich entlang der Wärmetransportvorrichtung oder auch im Inneren der Wärmetransportvorrichtung befinden. Damit wird die Komplexität des Gesamtsystems reduziert wodurch sich auch die Kosten reduzieren lassen. Darüber hinaus führt dies dazu, dass sichergestellt ist, dass die Versorgungseinrichtung nicht unabhängig ist und damit in möglicherweise kollidierender Positionierung zur Wärmetransportvorrichtung steht.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Scheinwerfer für ein Fahrzeug, aufweisend wenigstens ein Lichtmodul für die Erzeugung zumindest einer Lichtfunktion des Scheinwerfers. Ein erfindungsgemäßer Scheinwerfer zeichnet sich dadurch aus, dass das Lichtmodul die Merkmale gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist. Das Lichtmodul weist vorzugsweise einen Reflektor und/oder ein Linsensystem und/oder ein Prismensystem auf. Damit bringt ein erfindungsgemäßer Scheinwerfer die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Lichtmodul erläutert worden sind.
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Die vorliegende Erfindung wird näher erläutert anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren. Die dabei verwendeten Begrifflichkeiten „links“, „rechts“, „oben“ und „unten“ beziehen sich auf eine Ausrichtung der Zeichnungsfiguren mit normal lesbaren Bezugszeichen. Es zeigen schematisch:
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1a eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls,
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1b die Ausführungsform der 1a in einer anderen Positionierung der Wärmetransportvorrichtung,
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1c die Ausführungsformen der 1a und 1b in einer weiteren Positionierung der Wärmetransportvorrichtung,
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2a eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls,
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2b die Ausführungsform der 2a in einer anderen Positionierung der Wärmetransportvorrichtung,
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3 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls,
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4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls,
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5 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls und
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6 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls.
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Die 1a bis 1c zeigen eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls 10. Diese zeigen das Lichtmodul 10 mit einem Reflektor 100, so dass eine Lichtquelle 70 entgegen der Fahrtrichtung eines Fahrzeuges, welche in den 1a bis 1c von rechts nach links gerichtet wäre, angeordnet ist. Die Lichtquelle 70 ist an einer Wärmetransportvorrichtung 30 in Form eines Kupferbauteils befestigt. Die Befestigung kann z. B. durch Ankleben, Löten, (Reib-)Schweißen oder Anschrauben erfolgen. Darüber hinaus ist ebenfalls an der Wärmetransportvorrichtung 30 ein optisches Bauteil 38 in Form einer Blende 38a befestigt. Mit gestrichelten Linien ist die Emissionsfächerung des emittierten Lichts der Lichtquelle 70 zu erkennen. Ebenfalls ist ein weiteres, optionales optisches Bauteil 38 vorgesehen, welches statisch zur Wärmetransportvorrichtung 30 angeordnet ist. Dieses wirkt ebenfalls als Blende, so dass Licht nicht entgegen der gewünschten Emissionsrichtung von der Lichtquelle 70 abgestrahlt werden kann.
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In den 1b und 1c sind Bewegungszustände der Wärmetransportvorrichtung 30 gezeigt. Bei dieser Bewegung handelt es sich um eine Rotation um die Längsachse der Wärmetransportvorrichtung 30, welche insbesondere senkrecht zur Zeichnungsebene der 1a bis 1c steht. Bei dieser Rotation ist zu erkennen, wie sich der Lichtfächer des emittierten Lichtes von der Lichtquelle 70 verändert. Vorzugsweise ist der obere Bereich des Reflektors 100 einem Abblendlicht zugeordnet, während der untere Bereich einem Fernlicht für den Reflektor 100 zugeordnet ist. Somit kann die 1a als reines Abblendlicht, die 1b als Autobahnlicht und die 1c zum Beispiel als Nebellicht hinsichtlich der Lichtfunktion verstanden werden, welche durch die unterschiedlichen Bewegungspositionen der Wärmetransportvorrichtung 30 variiert bzw. geschaltet werden kann. Wird die Blende 38a mit der Blende 38 nach unten bewegt, so bleibt die Lichtquelle 70 ortsfest und es kann ein Fernlicht erzeugt werden.
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In den 2a und 2b wird eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls 10 dargestellt. Diese Darstellungen können sowohl eine Seitenansicht, als auch eine Draufsicht der Anordnung zeigen. Dieses Lichtmodul 10 ist in mindestens einer Translationsrichtung, wie auch in mindestens einer Rotationsrichtung für die Wärmetransportvorrichtung 30 bewegbar ausgebildet. Bei der Wärmetransportvorrichtung 30 handelt es sich vorzugsweise um ein Wärmerohr 32, welches in erfindungsgemäßer Weise in dieser Ausführungsform im Wesentlichen senkrecht angeordnet ist. Damit befinden sich die Lichtquelle 70 bzw. die beiden Lichtquellen 70 als Wärmequelle an der tiefsten Position der Wärmetransportvorrichtung 30. Ein Kühlkörper 50 ist an der im Wesentlichen höchsten Stelle der Wärmetransportvorrichtung 30 positioniert und wirkt als Wärmesenke. Es kann eine Relativbewegung zwischen der Wärmetransportvorrichtung 30 und dem Kühlkörper 50 erfolgen. Hierfür weist der Kühlkörper 50 eine Kontaktfläche auf, welche vorzugsweise gekrümmt, insbesondere zylindermantelflächenförmig ausgebildet ist. Darüber hinaus ist ein Antrieb 80 in Form eines Linearantriebs vorgesehen, welcher zumindest die Translationsbewegung der Wärmetransportvorrichtung 30 ermöglicht. Eine weitere Rotationsrichtung kann darin bestehen, dass die Wärmetransportvorrichtung 30 auf einer Kreisbahn, bewegt wird, wobei die Rotationsachse beabstandet ist und zwischen LED und Reflektor 100 beziehungsweise einer Linse (nicht dargestellt) liegt. Alternativ kann der Reflektor 100 beziehungsweise die Linse (nicht dargestellt) um die nur in einer vertikalen Justagebewegung positionierten Lichtquelle 70 um eine vertikale Achse rotiert werden. Mehrere Translationsbewegungen sind Kombinationen aus vertikalen und horizontalen Stellbewegungen. Eine Kombination aus Translation und Rotation ist ebenfalls im Sinne des Erfindungsgedankens.
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Bei den Ausführungsformen der 2a und 2b weist das Lichtmodul 10 zwei Lichtquellen 70 auf. Jede dieser Lichtquellen 70 weist jeweils zwei Lichtquellen 72, insbesondere in Form von LEDs auf. Bei der unteren Lichtquelle 70 ist darüber hinaus ein optisches Bauteil 38 in Form einer Blende 38a vorgesehen. So kann diese untere Lichtquelle 70 z. B. derart ausgebildet sein, wie sie mit Bezug auf die Ausführungsformen der 1a bis 1c beschrieben ist. Bei der Lichtquelle 70, welche oberhalb angeordnet ist und keine Blende 38a aufweist, kann z. B. die Erfüllung einer Lichtfunktion als Kurvenlicht bzw. adaptives Kurvenlicht zur Verfügung gestellt werden. Durch die Translation der Wärmetransportvorrichtung 30 erfolgt eine Veränderung der entsprechenden Lichtquelle 70 zum Brennpunkt des Reflektors 100, so dass ein Verschwenken des erzeugten Ausleuchtbereiches vor dem Fahrzeug die Folge ist. Somit kann durch Ausschalten der unteren Lichtquelle 70 und Einschalten der oberen Lichtquelle 70 ein Umschalten von einem Abblendlicht zum Schlechtwetterlicht beziehungsweise Abbiegelicht erfolgen.
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Die 2a und 2b zeigen unterschiedliche Positionen der Translationsbewegung der Wärmetransportvorrichtung 30. Darüber hinaus weist das Lichtmodul 10 der Ausführungsformen der 2a und 2b eine Versorgungsvorrichtung 90, in Form einer Versorgungsleitung auf. Mit dieser Versorgungsvorrichtung erfolgt die Stromversorgung der Lichtquellen 70, wie auch die Ansteuerung hinsichtlich Lichtstärke, LED-Anzahl und -Lage, PWM-Signal oder ähnlicher Parameter.
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Die 3 und 4 zeigen weitere Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls 10. Bei diesen beiden Ausführungsformen ist ein Gehäuse 110 für das Lichtmodul 10 vorgesehen, so dass der Kühlkörper 50 zumindest teilweise außerhalb dieses Gehäuses 110 angeordnet ist. Der Kühlkörper 50 weist eine Vielzahl von Kühlrippen 52 auf. Der Durchbruch des Kühlkörpers ist dabei zum Gehäuse 110 mit einer Gummidichtung oder einer lösbaren Klebenaht abgedichtet. Bei der Ausführungsform der 3 weist die Wärmetransportvorrichtung 30 einen flexiblen Abschnitt 36 auf, so dass ein Verschwenken bzw. ein elastisches Verbiegen eines Teils der Wärmetransportvorrichtung 30 erfolgen kann. Damit kann eine Kombination aus Translation und Rotation zu einer komplexen Verstellung bzw. Variation der Ausleuchtung vor einem Fahrzeug führen.
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In 4 ist eine Möglichkeit der reinen Translation gezeigt, wobei durch eine Ausbildung der Wärmetransportvorrichtung 30 als Ringschluss eine besonders gute Wärmeabfuhrleistung erzielt werden kann. Darüber hinaus wird eine besonders große Fläche der Wärmetransportvorrichtung 30 zur Verfügung gestellt, auf welcher Lichtquellen 70 angeordnet werden können. Damit kann eine größere Anzahl von Lichtquellen 70 bzw. eine höhere Anzahl von Leuchtmitteln 72 an der Wärmeübertragungsvorrichtung 30 angeordnet werden.
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In 5 ist eine Möglichkeit eines Toleranzausgleichs 34 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind im Wesentlichen ziehharmonikaartige Flansche vorgesehen, welche in plastischer oder elastischer Verformbarkeit einen Toleranzausgleich in der links-rechts-Richtung in 5 ermöglichen.
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6 zeigt eine weitere Variation dieses Toleranzausgleichs bzw. einer möglichen Relativbewegung zwischen dem Kühlkörper 50 und der Wärmetransportvorrichtung 30. Bei dieser Ausführungsform ist der Toleranzausgleich 34 sogar innerhalb der Wärmetransportvorrichtung 30 vorgesehen. Hier ist ein fächerartiges Ineinandergreifen der Fächerkopplung vorgesehen, welche über Spannvorrichtungen 54 in Form von Schrauben miteinander über eine Berührungskraft vorgespannt ist. Damit kann eine Translation des linken Teils der Wärmetransportvorrichtung 30 erfolgen, ohne dass der berührende Kontakt und damit die Wärmeübertragung zum rechten Teil der Wärmetransportvorrichtung 30 verloren geht.
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lichtmodul
- 30
- Wärmetransportvorrichtung
- 32
- Wärmerohr
- 34
- Toleranzausgleich
- 36
- Flexibler Abschnitt
- 38
- Optisches Bauteil
- 38a
- Blende
- 50
- Kühlkörper
- 52
- Kühlrippe
- 54
- Spannvorrichtung
- 70
- Lichtquelle
- 72
- Leuchtmittel
- 80
- Antriebsvorrichtung
- 90
- Versorgungsvorrichtung
- 100
- Reflektor
- 110
- Gehäuse
