DE102012219398A1

DE102012219398A1 - LED-Lampeneinheit mit Kühlkörper

Info

Publication number: DE102012219398A1
Application number: DE102012219398A
Authority: DE
Inventors: Ralf Meyer-Wendt; Xiaolu Chen; John Dominick; Stephen Kowalchik
Original assignee: Federal Mogul Ignition Co
Current assignee: Rebo Lighting and Electronics LLC
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2012-10-24
Publication date: 2013-05-02
Also published as: US8840291B2; US20130107561A1; JP2013093324A; JP6202802B2; BR102012027405A2

Abstract

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Fahrzeuglampeneinheit mit einem Gehäuse mit einer reflektierenden Innenfläche mit vorgegebenen optischen Komponenten und einer Außenfläche bereitgestellt. Die Innen- und die Außenfläche erstrecken sich zwischen einem proximalen und einem distalen Ende. Eine Linse ist am distalen Ende des Gehäuses befestigt. Die Linse und die reflektierende Innenfläche begrenzen eine geschlossene Kammer der Einheit. Die Einheit weist ferner eine Kühlkörperbaugruppe auf. Die Baugruppe weist einen Kühlkörper und ein Elektronikmodul auf. Das Elektronikmodul weist Leiterplattenelektronik und mindestens eine damit elektrisch verbundene LED auf. Die Baugruppe ist außerhalb der geschlossenen Kammer am proximalen Ende des Gehäuses der geschlossenen Kammer montiert.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Fahrzeugscheinwerfereinheiten und insbesondere Fahrzeugscheinwerfereinheiten mit Kühlkörpern.
2. Verwandte Technik
Leuchtdioden (LEDs) werden zur Verwendung in Fahrzeuglampeneinheiten, wie beispielsweise Scheinwerfereinheiten, immer beliebter. Die LED-Technik hat aufgrund ihrer hohen Effizienzwerte, die zu Energieeinsparungen führen, immer mehr an Beliebtheit gewonnen. Damit LEDs effektiv in Lampeneinheiten eingebaut und verwendet werden können, muss jedoch die bei ihrem Gebrauch entstehende Wärme während des Gebrauchs abgeführt werden, da ansonsten die Lichtausgangsleistung dramatisch abnimmt. Daher ist bekannt, einen Kühlkörper mit einer LED zu koppeln, um die Wärme während des Gebrauchs von der Umgebung der LED abzuführen. Die entwickelten Kühlkörper erfordern jedoch zusätzliche Komponenten innerhalb der Lampeneinheit, was eine Kostenerhöhung der Lampeneinheit mit sich bringt. Außerdem erfordern verschiedene Lampenplattformen verschiedene Konfigurationen der Kühlkörper, so dass ein Lagerbestand von mehreren Kühlkörpertypen erforderlich ist. Infolgedessen steigen die Kosten der Lampeneinheit aufgrund des Erfordernisses, eine breite Vielfalt von Kühlkörperkonfiguration auf Lager zu halten, weiter an. Außerdem steigen die Kosten der Lampeneinheit dadurch an, dass zusätzliche Komponenten montiert werden müssen. Daher entsteht, obwohl Kühlkörper bekanntermaßen die effektive Lichtausgangsleistung von LED-Lampeneinheiten und deren Lebensdauer erhöhen, hinsichtlich der damit verbundenen Kosten ein Nachteil.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Eine Fahrzeuglampeneinheit weist ein Gehäuse mit einer reflektierenden Innenfläche mit vorgegebenen optischen Komponenten und einer Außenfläche auf. Die Innen- und die Außenfläche erstrecken sich zwischen einem proximalen und einem distalen Ende. Am distalen Ende des Gehäuses ist eine Linse befestigt. Die Linse und die reflektierende Innenfläche begrenzen eine geschlossene Kammer der Einheit. Die Einheit weist ferner eine Kühlkörperbaugruppe auf. Die Baugruppe weist einen Kühlkörper und ein Elektronikmodul auf. Das Elektronikmodul weist Leiterplatten(PCB)elektronik und mindestens eine damit elektrisch verbundene LED auf. Die Baugruppe ist außerhalb der geschlossenen Kammer am proximalen Ende des Gehäuses montiert.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist die Kühlkörperbaugruppe von außen zugänglich und als Einzelkomponente vom Gehäuse entfernbar.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist die LED durch die Linse hindurch nicht sichtbar.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Diese und andere Aspekte, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in Verbindung mit der folgenden ausführlichen Beschreibung gegenwärtig bevorzugter Ausführungsformen und der gegenwärtig als am besten erachteten Betriebsweise, den beigefügten Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen deutlich; es zeigen:
1 eine perspektivische Explosionsansicht einer gemäß einem Aspekt der Erfindung konstruierten LED-Scheinwerfereinheit;
2 eine Ansicht zum Darstellen des zusammengesetzten Zustands der Scheinwerfereinheit von 1; und
3 eine perspektivische Explosionsansicht einer gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung konstruierten LED-Scheinwerfereinheit.
Ausführliche Beschreibung gegenwärtig bevorzugter Ausführungsformen
Nachstehend wird auf die Zeichnungen ausführlich Bezug genommen, wobei die 1 und 2 eine Lampeneinheit zeigen, die als eine Fahrzeugscheinwerfereinheit und insbesondere als eine Motorradscheinwerfereinheit 10 dargestellt ist, die gemäß einem Aspekt der Erfindung konstruiert ist. Die Scheinwerfereinheit 10 weist ein Gehäuse 12 mit einer reflektierenden Innenfläche 14 mit vorgegebenen optischen Komponenten 16 und einer Außenfläche 18 auf. Die Innen- und die Außenfläche 14, 18 erstrecken sich entlang einer Mittelachse 20 zwischen einem proximalen Ende 22 und einem distalen Ende 24. Eine Linse 26 ist am distalen Ende 24 des Gehäuses 12 befestigt. Die Linse 26 und die reflektierende Innenfläche begrenzen eine geschlossene Kammer 28 der Einheit 10. Die Einheit 10 weist ferner eine Kühlkörperbaugruppe 30 auf. Die Baugruppe 30 weist einen Kühlkörper 32 und ein Elektronikmodul 34 mit Leiterplattenelektronik 36 und mindestens einer damit elektrisch verbundenen LED, in der Darstellung einem Paar LEDs 38, auf. Die Baugruppe 30 ist außerhalb der geschlossenen Kammer 28 am proximalen Ende 22 des Gehäuses 12 montiert. Daher ist die Baugruppe 30 von außen zugänglich und kann leicht als eine Einzelkomponente vom Gehäuse 12 entfernt werden, ohne dass die Linse 26 entfernt werden muss. Außerdem ist die Baugruppe 30 als eine universelle Baugruppe konstruiert, so dass sie unabhängig von der Konfiguration der im Gehäuse 12 angeordneten optischen Komponenten 16 für eine breite Vielfalt von Lampeneinheiten geeignet ist. Daher vereinfacht die Baugruppe 30 die Herstellung, indem sie für verschiedene Lampeneinheiten universell verwendbar ist.
Das Elektronikmodul 34 wird z. B. durch ein Paar mit Gewinde versehene Befestigungselemente 40 direkt am Kühlkörper 32 befestigt. Das Elektronikmodul weist ein Paar Buchsen 42 auf, die dafür konfiguriert sind, die Anschlüsse der LEDs 38 aufzunehmen. Der Kühlkörper 32 ist aus einem Material mit guten thermischen Eigenschaften konstruiert, so dass er als Wärmetauscher wirkt, z. B. aus einem Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium und Magnesium.
3 zeigt eine gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung konstruierte Lampeneinheit 110, wobei die gleichen Bezugszeichen, die vorstehend verwendet wurden, verschoben um den Faktor 100, zum Bezeichnen ähnlicher Merkmale und Komponenten verwendet werden.
Die Lampeneinheit 110 weist ähnliche Komponenten auf, einschließlich eines Gehäuses 112, einer an einem distalen Ende 124 des Gehäuses 112 befestigten Linse 126 und einer Kühlkörperbaugruppe 130, die dafür konfiguriert ist, außerhalb einer Kammer 128, die durch das Gehäuse 112 und die Linse 126 begrenzt ist, an einem proximalen Ende 122 des Gehäuses 112 befestigt zu werden. Das Gehäuse 112 weist eine reflektierende Innenfläche 128 mit optischen Komponenten 116 zum Ausrichten von Licht auf, das von mindestens einer, in der Darstellung von einem Paar LEDs 138 emittiert wird, durch die Linse 126 entlang einer Mittelachse 120. Die Baugruppe 130 weist einen Kühlkörper 132 und ein Elektronikmodul 134 auf, das, wie vorstehend diskutiert, durch Befestigungselemente 140 daran befestigt ist, wobei das Elektronikmodul 134 Leiterplattenelektronik 136 aufweist, die für eine elektrische Verbindung mit den LEDs 138 über Buchsen 142 konfiguriert ist, die dafür konfiguriert sind, Anschlüsse 144 der LEDs 138 aufzunehmen. Der wesentliche Unterschied zwischen der Einheit 10 und der Einheit 110 betrifft die Ausrichtung der jeweiligen Baugruppen 30, 130 bezüglich der jeweiligen Gehäuse 12. Wie vorstehend diskutiert wurde, sind das Gehäuse 12 und die Baugruppe 30 bei der Einheit 10 derart konfiguriert, dass sie sich entlang der gemeinsamen Mittelachse 20 erstrecken. Bei der Einheit 110 erstreckt sich jedoch das Gehäuse 112 entlang der Mittelachse 120, während die Baugruppe derart ausgerichtet ist, dass sie sich entlang einer bezüglich der Mittelachse 120 schrägen Achse 46 erstreckt, die sich in der Darstellung senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Mittelachse 120 erstreckt.
Indem die Baugruppe 130 derart ausgerichtet ist, dass sie sich zur Mittelachse 120 schräg erstreckt, sind die LEDs 138 durch die Linse 126 hindurch nicht sichtbar. Daher sind die LEDs 138, wenn eine Person durch die Linse 138 hindurch blickt, nicht sichtbar. Dies wird aufgrund der Ausrichtung der reflektierenden Innenfläche 114 und der Konfiguration der optischen Komponenten 116 innerhalb des Gehäuses 112 ermöglicht, die das durch die LEDs emittierte Licht von der sich entlang der Achse 46 erstreckenden Emissionsrichtung in eine Richtung reflektieren, die sich entlang der Mittelachse 120 durch die Linse 126 erstreckt. Ansonsten können beide Baugruppen 30, 130 in den Einheiten vom jeweiligen Gehäuse 12, 112 als eine Einzelkomponente entfernt werden, wobei beide Baugruppen 30, 130 als eine universelle Komponente für eine Verwendung mit einer Vielfalt von Plattformen und Konfigurationen von Gehäusen konstruiert sind.
Es ist klar, dass bezüglich den vorstehend dargestellten, gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung viele Modifikationen und Änderungen möglich sind. Daher sollte klar sein, dass die Erfindung innerhalb des durch die beigefügten Patentansprüche definierten Schutzumfangs der Erfindung auf eine von der vorstehend beschriebenen spezifischen Weise verschiedene Weise realisierbar ist.

Claims

Fahrzeuglampeneinheit mit: einem Gehäuse mit einer reflektierenden Innenfläche mit vorgegebenen optischen Komponenten und einer Außenfläche, wobei die Innen- und die Außenfläche sich zwischen einem proximalen und einem distalen Ende erstrecken; einer am distalen Ende des Gehäuses befestigten Linse, wobei die Linse und die reflektierende Innenfläche eine geschlossene Kammer der Einheit begrenzen; und einer Kühlkörperbaugruppe mit einem Kühlkörper und einem Elektronikmodul mit Leiterplattenelektronik und mindestens einer damit elektrisch verbundenen LED, wobei die Baugruppe außerhalb der geschlossenen Kammer am proximalen Ende des Gehäuses montiert ist.
Fahrzeuglampeneinheit nach Anspruch 1, wobei die Kühlkörperbaugruppe von außen zugänglich und als eine Einzelkomponente vom Gehäuse entfernbar ist.
Fahrzeuglampeneinheit nach Anspruch 1, wobei das Elektronikmodul direkt am Kühlkörper befestigt ist.
Fahrzeuglampeneinheit nach Anspruch 1, wobei der Kühlkörper aus einem Material konstruiert ist, das aus der Gruppe bestehend aus Aluminium und Magnesium ausgewählt ist.
Fahrzeuglampeneinheit nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine LED durch die Linse hindurch nicht sichtbar ist.
Fahrzeuglampeneinheit nach Anspruch 5, wobei das Gehäuse eine Mittelachse aufweist und die mindestens eine LED entlang einer LED-Achse ausgerichtet ist, die sich schräg zur Mittelachse erstreckt.
Fahrzeuglampeneinheit nach Anspruch 6, wobei die LED-Achse sich im Wesentlichen senkrecht zur Mittelachse erstreckt.