-
Geänderte Beschreibung
-
Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Patentanspruch 1.
-
Stand der Technik
-
Aus der Druckschrift
DE 10 2007 043 961 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Lüftereinheit bekannt, wobei durch die Lüftereinheit Luft in einen Bauraum der Beleuchtungsvorrichtung gefördert werden kann. Dabei dient die Förderung von Luft in den Bauraum der Beleuchtungsvorrichtung zur Kühlung wenigstens eines Leuchtmittels, welches im Bauraum der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist. Da in einem Kraftfahrzeug normalerweise wenigstens zwei Beleuchtungsvorrichtungen, welche zum Beispiel an der Front des Kraftfahrzeuges angeordnet sein können, zum Einsatz kommen, kommen dementsprechend auch mehrere Lüftereinheiten, d.h. pro Bauraum wenigstens eine Lüftereinheit, zum Einsatz. Als Nachteilig hat sich allerdings herausgestellt, dass für jeden Bauraum der Beleuchtungsvorrichtungen das Strömungsverhalten der eingeführten Luft simuliert werden muss. Dies bedeutet, dass dies einen hohen Simulationsaufwand von kinematischen Betrachtungen von unterschiedlichen Bauräumen, insbesondere bei einem Einsatz von baugleichen Lüftereinheiten zur Folge hat. Aus den Dokumenten
DE 10 2011 084 312 A1 ,
US 2009 / 0303742 A1 und
DE 10 2011 089 983 A1 sind verschiedene belüftete Beleuchtungsvorrichtungen bekannt.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Beleuchtungssystem für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten und einer zweiten Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen, wobei der Aufwand einer kinematischen Betrachtung für Bauraumanalysen der ersten und der zweiten Beleuchtungsvorrichtung reduzierbar ist.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Beleuchtungssystem mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 vorgeschlagen. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen ausgeführt. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils für sich oder in Kombination erfindungswesentlich sein.
-
Die Erfindung offenbart ein Beleuchtungssystem für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten und einer zweiten Beleuchtungsvorrichtung. Die erste Beleuchtungsvorrichtung weist wenigstens eine erste Öffnung und die zweite Beleuchtungsvorrichtung wenigstens eine zweite Öffnung auf. Über die erste Öffnung ist ein erster Bauraum der ersten Beleuchtungsvorrichtung und über die zweite Öffnung ein zweiter Bauraum der zweiten Beleuchtungsvorrichtung zugänglich. Dabei sind der erste Bauraum und der zweite Bauraum exakt spiegelsymmetrisch zueinander aufgebaut. An der ersten Öffnung ist eine erste Lüftereinheit angeordnet und an der zweiten Öffnung eine zweite Lüftereinheit. Dabei sind die erste Lüftereinheit und die zweite Lüftereinheit exakt spiegelsymmetrisch zueinander ausgeführt. Die Luftströmungsverhältnisse von Bauräumen von Beleuchtungseinrichtungen in einem Kraftfahrzeug werden vor der Serienproduktion aufwendig simuliert. In der Simulation erfolgt eine kinematische Betrachtung einer Bauraumanalyse der Beleuchtungsvorrichtung. Dabei wird unter anderem ein Enttauungsverhalten der Beleuchtungsvorrichtung ebenfalls analysiert. Der Simulationsaufwand eines Bauraumes einer Beleuchtungsvorrichtung in einem Kraftfahrzeug kann mehrere Wochen betragen, bevor eine Serienreife der Beleuchtungsvorrichtung erreicht wird. An der Beleuchtungsvorrichtung ist eine Lüftereinheit angeordnet, welche ein bestimmtes Strömungsverhalten aufweist. Dieses Strömungsverhalten der Lüftereinheit wird mit in die Simulation des Strömungsverhaltens des Bauraumes der Beleuchtungsvorrichtung einbezogen. Im Normalfall werden aus Kostengründen gleich aufgebaute Lüftereinheiten sowohl für die erste Beleuchtungseinrichtung als auch für die zweite Beleuchtungseinrichtung verbaut. Um aber den Simulationsaufwand erheblich zu reduzieren ist es vorteilhaft, dass der erste Bauraum der ersten Beleuchtungsvorrichtung mit der ersten angeordneten Lüftereinheit und der Bauraum der zweiten Beleuchtungsvorrichtung mit der zweiten angeordneten Lüftereinheit spiegelsymmetrisch aufgebaut sind. Dadurch kann die Simulation des Strömungsverhaltens des Bauraumes der zweiten Beleuchtungsvorrichtung nach Durchführung der Simulation des Strömungsverhaltens des ersten Bauraumes der ersten Beleuchtungsvorrichtung erheblich reduziert werden. Es ist eine Reduzierung um die Hälfte möglich, wenn der erste Bauraum der ersten Beleuchtungsvorrichtung mit der ersten angeordneten Lüftereinheit und der zweite Bauraum der zweiten Beleuchtungsvorrichtung mit der zweiten angeordneten Lüftereinheit exakt spiegelbildlich zueinander aufgebaut sind. Die Strömung von Luft durch den ersten Bauraum der ersten Beleuchtungsvorrichtung durch die erste Lüftereinheit gleicht dementsprechend der Durchströmung von Luft des zweiten Bauraumes der zweiten Beleuchtungsvorrichtung durch die zweite Lüftereinheit. Dazu ist es allerdings notwendig, dass die erste Lüftereinheit und die zweite Lüftereinheit zueinander spiegelsymmetrisch aufgebaut sind. Damit der Simulationsaufwand um exakt die Hälfte reduziert werden soll, sind die erste Lüftereinheit und die zweite Lüftereinheit exakt spiegelbildlich aufgebaut, was auch für den ersten Bauraum und den zweiten Bauraum gilt. Durch den spiegelsymmetrischen Aufbau der Bauräume der Beleuchtungsvorrichtungen und der verwendeten Lüftereinheiten kann z.B. die erste Öffnung frei gewählt werden, ohne dass bestimmte Randbedingungen der Lage der zweiten Öffnung für den Zugang des zweiten Bauraumes beachtet werden müssen, da sich die Strömungsverhältnisse des ersten Bauraumes verbunden mit dem Strömungsverhalten der ersten Lüftereinheit den Strömungsverhältnissen des zweiten Bauraumes verbunden mit dem Strömungsverhalten der zweiten Lüftereinheit gleichen.
-
Besonders vorteilhaft ist es, dass die erste Beleuchtungsvorrichtung und die zweite Beleuchtungsvorrichtung jeweils wenigstens einen Luftauslassbereich aufweist. Durch Schaffung eines Luftauslassbereiches in der ersten und/oder zweiten Beleuchtungsvorrichtung kann eine gezielte Abführung der zugeführten Luft durch die Lüftereinheit erzielt werden. Dies ermöglicht es zudem, dass der Bauraum der Beleuchtungsvorrichtung gegenüber Staub und Feuchtigkeit bis auf die erste und/oder zweite Öffnung und dem Luftauslassbereich gegeben ist. Die Größe des Luftauslassbereiches kann dabei verschiedene Größen annehmen. Im Falle, dass die Luftzufuhr durch die erste und/oder zweite Lüftereinheit konstant ist, kann durch Auswahl des Luftauslassbereiches der Luftdruck im Bauraum der ersten und/oder zweiten Beleuchtungseinheit bestimmt werden. Je kleiner der Luftauslassbereich gegenüber der ersten und/oder zweiten Öffnung ist, desto größer ist der dadurch entstehende Luftdruck im Bauraum der ersten und/oder zweiten Beleuchtungsvorrichtung. Durch Erzeugung eines Überdruckes im Bauraum der ersten und/oder zweiten Beleuchtungsvorrichtung gegenüber dem atmosphärischen Druck außerhalb der ersten und/oder zweiten Beleuchtungsvorrichtung kann ein Eintreten von Feuchtigkeit und/oder Staub durch den Luftauslassbereich wirkungsvoll verhindert werden.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die erste Lüftereinheit und die zweite Lüftereinheit jeweils ein Radiallüfter ist. Der Einsatz eines Radiallüfters ermöglicht dabei eine größere Druckerhöhung gegenüber z. B. eines Axiallüfters. Dabei kann ein Radiallüfter zum Einsatz kommen, der einseitig oder beidseitig Luft ansaugen kann. Damit kann dementsprechend ein hoher Druckaufbau bei einem eher geringen Volumenstrom erzielt werden. Die Luft wird axial, d. h. parallel zur Antriebsachse des Radiallüfters angesaugt und durch eine Rotation eines Radiallaufrades um 90° umgelenkt und radial ausgeblasen. Der gesamte Luftstrom verlässt dementsprechend das Radiallaufrad am Achsendurchmesser. Damit kann eine höhere Energie der Luftmoleküle erzeugt und dementsprechend ein höherer Druck als ein Axiallüfter erzeugt werden.
-
Es ist vorteilhaft, dass die erste Lüftereinheit und die zweite Lüftereinheit jeweils einen Elektromotor aufweist, der durch einen Feldbus, insbesondere durch einen CAN-Bus, steuerbar ist. Ein Feldbus kann dabei sämtliche Informationen über zwei Leitungen übertragen. Der Elektromotor kann dabei über ein Steuergerät an den Feldbus angeschlossen sein, wobei das Steuergerät Daten von einer zentralen Rechnereinheit empfangen kann. Dadurch wird es ermöglicht, dass die zentrale Rechnereinheit über den Feldbus Daten zur Steuereinheit sendet, wobei die Steuereinheit je nach Information der empfangenen Daten den Motor im einfachsten Fall ein- bzw. ausschaltet. Auch ist es denkbar, dass die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors über die Steuereinheit geregelt wird. Durch Einsatz eines Feldbusses in einem Kraftfahrzeug kann der Verkabelungsaufwand innerhalb des Kraftfahrzeuges erheblich reduziert werden. Des Weiteren können weitere Steuergeräte an dem Feldbus angeschlossen werden, wobei alle Steuergeräte untereinander über den Feldbus Daten austauschen können. Bei Ausfall eines Steuergerätes ist dementsprechend nicht die Funktionalität der bleibenden Steuergeräte beeinträchtigt.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass an der ersten Beleuchtungsvorrichtung und der zweiten Beleuchtungsvorrichtung jeweils ein Sensor, insbesondere ein Temperatur- und/oder ein Feuchtigkeitssensor, angeordnet ist. Der Sensor kann über ein Steuergerät an den Feldbus angeschlossen sein. Dabei können Daten, die der Sensor über die Steuereinheit an den Feldbus weiterleitet an eine zentrale Rechnereinheit weitergeleitet werden. Die zentrale Rechnereinheit kann Daten über den Feldbus an ein weiteres Steuergerät, an dem der Elektromotor angeschlossen ist, senden. Dadurch kann die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors abhängig von den Temperaturbedingungen im Bauraum der ersten und/oder zweiten Beleuchtungsvorrichtung angepasst werden. Bei einer sehr hohen Feuchtigkeit im Bauraum der ersten und/oder zweiten Beleuchtungsvorrichtung kann dementsprechend die erste und/oder zweite Lüftereinheit mit einer maximalen Leistung betrieben werden. Bei Abnahme der Feuchtigkeit im Bauraum der ersten und/oder zweiten Beleuchtungsvorrichtung kann dementsprechend nach und nach die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors heruntergefahren werden.
-
Es ist vorteilhaft, dass der Sensor über eine drahtgebundene oder drahtlose Datenverbindung mit einer Rechnereinheit verbunden ist. Die drahtgebundene Verbindung weist den Vorteil auf, dass eine Datenverbindung zwischen dem Sensor und der Rechnereinheit unverzüglich zur Verfügung steht. Zudem kann über eine drahtgebundene Verbindung gleichzeitig eine Energiezufuhr für weitere elektrische Komponenten hergestellt werden. Eine drahtlose Datenverbindung weist dabei den Vorteil auf, dass ein zusätzlicher Verkabelungsaufwand für die Datenübertragung im Kraftfahrzeug entfällt.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass an der ersten Lüftereinheit und der zweiten Lüftereinheit jeweils wenigstens ein Befestigungselement vorgesehen ist, wodurch die erste Lüftereinheit an die erste Beleuchtungsvorrichtung und die zweite Lüftereinheit an die zweite Beleuchtungsvorrichtung anbringbar ist. Als Befestigungsmittel kann dabei eine Öse vorgesehen sein, welche an der Lüftereinheit angeordnet ist. Damit kann über eine Schraubverbindung die Lüftereinheit an die Beleuchtungsvorrichtung angeordnet werden. Auch ist es denkbar, dass das Befestigungsmittel ein Rasthaken ist, wobei der Rasthaken mit einem komplementären Gegenmittel, welches an der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist zusammenwirken kann. Damit lässt sich ebenfalls, wie mit der Schraubverbindung, eine reversible Verbindung zwischen Lüftereinheit und Beleuchtungsvorrichtung erreichen. Allerdings ist es auch denkbar, dass die Lüftereinheit über ein Klebe- oder Schweißverfahren an die Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist.
-
Besonders vorteilhaft ist es, dass an der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung jeweils ein gummielastisches Element angeordnet ist. Durch Einsatz eines gummielastischen Elementes können Vibrationen, welche durch die Lüftereinheit auftreten können, gedämpft werden. Zudem bietet das gummielastische Element den Vorteil, dass eine Abdichtung des Luftauslassbereiches der Lüftereinheit und der Öffnung der Beleuchtungsvorrichtung ermöglicht werden kann. Das gummielastische Element kann dabei über ein Schweißverfahren an die Öffnung angeordnet sein. Allerdings sind auch separate Dichtelemente denkbar, die im Falle eines Defektes ausgetauscht werden können. Dies gilt natürlich nur, wenn die Lüftereinheit reversibel an der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist.
-
Es ist vorteilhaft, dass im ersten Bauraum und im zweiten Bauraum jeweils wenigstens ein Lüftführungskanal ausgebildet ist. Durch Einsatz eines Lüftführungskanals kann die Luftströmung gesteuert werden. Da im Bauraum der Beleuchtungsvorrichtung Leuchtmittel zum Einsatz kommen, die eine sehr hohe Temperatur aufweisen können, ist es möglich, gezielt über den Luftführungskanal Luft auf zu kühlende Elemente im Bauraum der Beleuchtungsvorrichtung zu lenken. Dabei kann der Luftführungskanal Abzweigungen aufweisen, die zu einzelnen Bauelementen im Bauraum der Beleuchtungsvorrichtung gerichtet werden können. Insbesondere ist die Lenkung eines Luftstromes auf eine Linse der Beleuchtungsvorrichtung denkbar, wodurch eine schnelle Enttauung der Linse erreicht werden kann.
-
Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigt:
- 1 eine schematische Ansicht eines Beleuchtungssystems.
-
In 1 ist schematisch ein Beleuchtungssystem 1 mit einer ersten Beleuchtungsvorrichtung 10 und einer zweiten Beleuchtungsvorrichtung 20 dargestellt. Die erste Beleuchtungsvorrichtung 10 weist dabei eine erste Lüftereinheit 13 auf, welche an der ersten Beleuchtungsvorrichtung 10 über eine Schraubverbindung angeordnet ist. Auch kann die erste Lüftereinheit 13 über eine Schweiß- oder Klebverbindung an der ersten Beleuchtungsvorrichtung 10 angeordnet sein. Die Beleuchtungsvorrichtung 10 weist dabei eine erste Öffnung 11 auf, an dem der Luftauslassbereich der ersten Lüftereinheit 13 angeordnet ist. An dieser Nahtstelle kann ein gummielastisches Element zum Einsatz kommen, sodass auftretende Vibrationen des ersten Lüfters 13 nur gedämpft auf die Beleuchtungseinrichtung 10 übertragen werden. Dementsprechend ist es denkbar, dass die erste Lüftereinheit 13 über Federelemente an die erste Beleuchtungsvorrichtung 10 zur Dämpfung von auftretenden Vibrationen der ersten Lüftereinheit 13 angeordnet wird. Die erste Lüftereinheit 13 weist dabei ein elektrisches Kontaktelement 14 auf, über die der Elektromotor der ersten Lüftereinheit 13 an einem Steuergerät angeschlossen werden kann. Das Steuergerät wiederum kann dabei über einen Feldbus, insbesondere an einem CAN-Bus, angeschlossen werden. Die erste Beleuchtungsvorrichtung 10 weist einen weiteren ersten Lüfter 13' auf, wobei der Luftauslassbereich des Weiteren ersten Lüfters 13' an einer weiteren ersten Öffnung 11' angeordnet ist. Der weitere erste Lüfter 13' weist ebenfalls ein elektrisches Kontaktelement 14' auf. Die zweite Beleuchtungsvorrichtung 20 ist exakt spiegelbildlich zu der ersten Beleuchtungsvorrichtung 10 aufgebaut. Die zweite Beleuchtungsvorrichtung 20 weist dementsprechend eine zweite Lüftereinheit 23 auf, welche über eine Schraubverbindung an der zweiten Beleuchtungsvorrichtung 20 angeordnet ist. Der Luftauslassbereich der zweiten Lüftereinheit 23 ist an einer zweiten Öffnung 21 angeordnet. Auch hier weist die Lüftereinheit 23 ein elektrisches Kontaktelement 24 auf. Die zweite Beleuchtungsvorrichtung 20 weist ebenfalls einen weiteren zweiten Lüfter 23' auf, wobei der Luftauslassbereich des Weiteren zweiten Lüfters 23' an einer weiteren zweiten Öffnung 21' angeordnet ist. Der weitere zweite Lüfter 23' weist ebenfalls ein elektrisches Kontaktelement 24' auf. Dementsprechend gelten bei der zweiten Beleuchtungsvorrichtung 20 die gleichen Strömungsverhältnisse wie bei der ersten Beleuchtungsvorrichtung 10. Dadurch, dass der zweite Bauraum der zweiten Beleuchtungsvorrichtung 20, welcher sich hinter einem zweiten Gehäuseelement 22 befindet, exakt spiegelverkehrt zu der ersten Beleuchtungsvorrichtung 10 aufgebaut ist, können die Simulationsergebnisse für die Strömungsverhältnisse im Bauraum der ersten Beleuchtungsvorrichtung 10, welcher sich hinter einem ersten Gehäuseelement 12 befindet, auch für die Strömungsverhältnisse im zweiten Bauraum der zweiten Beleuchtungsvorrichtung 20 genutzt werden. Damit reduziert sich in diesem Fall der Simulationsaufwand um die Hälfte.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Beleuchtungssystem
- 10
- erste Beleuchtungsvorrichtung
- 11
- erste Öffnung
- 12
- erstes Gehäuseelement
- 13
- erste Lüftereinheit
- 14
- elektrisches Kontaktelement
- 20
- zweite Beleuchtungsvorrichtung
- 21
- zweite Öffnung
- 22
- zweites Gehäuseelement
- 23
- zweite Lüftereinheit
- 24
- elektrisches Kontaktelement
