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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem Gehäuse und mit zumindest einer innerhalb des Gehäuses angeordneten Lichtquelle, typischerweise einer LED-Lichtquelle.
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Hintergrund
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LED-Lichtquellen finden vermehrt Verwendung im Kraftfahrzeugbereich. So existieren bereits LED-Vollscheinwerfer, bei welchem die Hauptlichtfunktionen, wie zum Beispiel Abblendlicht und/oder Fernlicht auf LED-Basis ausgebildet sind.
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Im Betrieb einer LED-Lichtquelle entsteht insbesondere durch die zur Ansteuerung des LED-Leuchtkörpers vorgesehene Leistungselektronik Abwärme, die aus dem Bereich der LED-Lichtquelle abzuleiten ist.
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So beschreibt beispielsweise die
DE 10 2011 011 700 A1 einen LED-Scheinwerfer mit zumindest einer als LED ausgebildeten Lichtquelle und mit zumindest einem Kühlkörper, der mit der Lichtquelle wärmeleitend verbunden ist. Jener LED-Scheinwerfer weist ferner zumindest ein sogenanntes Wärmerohr auf, durch das der Kühlkörper wärmeleitend mit einem Bereich einer Fahrzeugaußenhaut und/oder Fahrzeugstruktur verbindbar ist.
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Wärmerohre sind Wärmeüberträger, die unter Nutzung der Verdampfungswärme eines Stoffes die Übertragung von Wärme mit einer hohen Wärmestromdichte erlauben.
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Da gängige Scheinwerfer oder Scheinwerfermodule mit einer transparenten Abdeckscheibe versehen sind, erweist es sich mitunter als schwierig, geeignete Kühlelemente oder Kühlsysteme verdeckt oder kaschiert innerhalb eines Kraftfahrzeugscheinwerfergehäuses unterzubringen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Kraftfahrzeugscheinwerfer bereitzustellen, bei welchem die zur Kühlung einer LED-Lichtquelle vorgesehenen Elemente oder Komponenten besonders geschickt innerhalb des Scheinwerfergehäuses angeordnet sind. Der Kraftfahrzeugscheinwerfer soll insoweit ein besonders formschönes und das ästhetische Empfinden eines Betrachters anregendes Erscheinungsbild aufweisen und zudem eine besonders kostengünstige, aber effektive Kühlung für die zumindest eine LED-Lichtquelle bereitstellen.
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Diese Aufgabe wird mit einem Kraftfahrzeugscheinwerfer nach Patentanspruch 1 sowie mit einem Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 15 gelöst, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen jeweils Gegenstand abhängiger Patentansprüche sind.
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Insoweit ist ein Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem Gehäuse und mit zumindest einer innerhalb des Gehäuses angeordneten Lichtquelle, insbesondere mit zumindest einer LED-Lichtquelle vorgesehen. Die Lichtquelle erzeugt hierbei im Betrieb des Scheinwerfers Abwärme, die von der Lichtquelle weg und dementsprechend abgeführt werden muss. Der Kraftfahrzeugscheinwerfer weist hierfür einen luftführenden Strömungskanal zur Zu- und Abfuhr von Kühlluft auf, welcher mit der Lichtquelle thermisch gekoppelt ist.
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Der Strömungskanal kann insoweit etwa unter Ausnutzung von Konvektion oder unter Verwendung eines Lüfters einen wohldefinierten Kühlluftstrom erzeugen, welcher bevorzugt in unmittelbarer Nähe der zumindest einen Lichtquelle eine Kühlluftzufuhr und in einem von der Lichtquelle entfernten Abschnitt eine Kühlluftabfuhr aufweist.
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Die geometrische Ausbildung des Strömungskanals gibt insoweit eine Strömungsrichtung für die Kühlluft innerhalb des Scheinwerfergehäuses vor. Es ist insbesondere vorgesehen, dass zumindest eine mit der Lichtquelle thermisch gekoppelte Seitenwand des Strömungskanals als Wärmetauscher für angesaugte bzw. zugeführte Kühlluft fungiert, und dass sich die Kühlluft beim Durchströmen durch den Strömungskanal erwärmt und somit die von der Lichtquelle produzierte Abwärme in Form dementsprechend erwärmter Luft entlang des Strömungskanals transportiert.
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Der Strömungskanal gibt durch seine geometrische Formgebung sowie durch Anordnung und Ausgestaltung seines Einlasses und seines gegenüberliegenden Auslasses eine definierten Luftströmung innerhalb des Scheinwerfergehäuses vor. Ein durch den Betrieb der Lichtquelle erwärmter Luftstrom kann insoweit kontrolliert innerhalb des Scheinwerfergehäuses verlaufen und die mit der Kühlluft zu transportierende Abwärme an geeigneter Stelle im Gehäuse des Kraftfahrzeugscheinwerfers wieder freigeben.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung erstreckt sich der Strömungskanal vollständig innerhalb des Gehäuses. Der Strömungskanal ist demzufolge dazu ausgebildet, eine bevorzugt zirkulierende Luftströmung zu erzeugen bzw. aufrecht zu erhalten. Mittels einer zirkulierenden Umwälzung von Kühlluft innerhalb des nach außen hin bevorzugt geschlossen ausgebildeten Scheinwerfergehäuses kann der über die Kühlluft zu erzielende Gesamtwärmeaustausch in vorteilhafter Weise gesteigert werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der Strömungskanal einen Auslass auf, welcher sich zu einer transparenten Abdeckscheibe des Gehäuses hin erstreckt und/oder welcher zur Abdeckscheibe hin ausgerichtet ist. Es ist hierbei vorgesehen, dass sich der Strömungskanal durchaus von außen sichtbar hinter der Abdeckscheibe erstreckt und die von der in Betrieb befindlichen Lichtquelle abzuführende erwärmte Kühlluft unmittelbar an der Innenseite der Abdeckscheibe freigibt.
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Durch Ausrichtung des Auslasses des Strömungskanals hin zur Abdeckscheibe, kann die Abdeckscheibe zumindest von ihrer Innenseite her mit erwärmter Kühlluft beaufschlagt werden, sodass einer Kondensatbildung an der Abdeckscheibe entgegengewirkt werden kann. Ferner kann die durch den Strömungskanal zu bewirkende zur Abdeckscheibe hin ausgerichtete Luftabfuhr auch ein Entfrosten oder Enteisen der Abdeckscheibe bei winterlichen Witterungsbedingungen begünstigt und beschleunigt werden.
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Es kann hierbei insbesondere vorgesehen werden, dass der Auslass des Strömungskanals derart zur Abdeckscheibe hin angeordnet oder ausgerichtet ist, dass die über den Auslass des Strömungskanals strömende erwärmte Kühlluft an der Innenseite der Abdeckscheibe entlang strömt. Auf diese Art und Weise können auch solche Bereiche wirksam mit erwärmter Kühlluft beaufschlagt werden, welche sich vergleichsweise entfernt vom Auslass des Strömungskanals befinden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, dass der Strömungskanal eine geschwungene oder gebogene Kontur aufweist und dass ich der Strömungskanal mit seinem, den Auslass aufweisenden Endabschnitt in einen in Lichtausbreitungsrichtung vor der Lichtquelle liegenden Bereich erstreckt. Der Strömungskanal kann hierbei insbesondere von außen sichtbar hinter der Abdeckscheibe des Kraftfahrzeugscheinwerfers angeordnet sein. Der Strömungskanal kann sich dabei, bezogen auf die Fahrzeughochachse (z), unterhalb oder oberhalb der zumindest einen zu kühlenden Lichtquelle erstrecken und mit seinem Auslass, in Lichtausbreitungsrichtung (x) betrachtet, vor der Lichtquelle zu liegen kommen.
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Der Strömungskanal, insbesondere sein sich zum Beispiel in Fahrtrichtung (x) des zugehörigen Fahrzeugs erstreckende Auslass, kann hierbei insbesondere als Designelement innerhalb des Kraftfahrzeugscheinwerfers angeordnet sein und aufgrund seiner geometrischen Ausgestaltung dem gesamten Kraftfahrzeugscheinwerfer ein den Betrachter besonders ansprechendes Design verleihen.
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Die hier vorgeschlagene Lösung vereint somit gestalterische und technische Aspekte zur Kühlung einer Lichtquelle eines Kraftfahrzeugscheinwerfers.
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Nach einer Weiterbildung ist ferner vorgesehen, dass der Strömungskanal eine mit einem Kühlkörper der Lichtquelle thermisch gekoppelten Einlass zur Aufnahme von Kühlluft aufweist. Es ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass der Einlass des Strömungskanals unmittelbar mit dem Kühlkörper der Lichtquelle in thermischem Kontakt steht. Der Einlass kann zum Beispiel eine konisch verjüngende Struktur, aber auch einen zylindrischen oder ovalen, über die Längserstreckung des Strömungskanals im Wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt aufweisen.
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Durch zum Beispiel eine der Einströmrichtung entgegengesetzte konische Aufweitung des Einlasses des Strömungskanals kann das Lufteinströmverhalten in den Strömungskanal gezielt verändert bzw. an die jeweils vorgegebenen Randbedingungen angepasst werden.
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Der Kühlkörper kann hierbei insbesondere zur Aufnahme mehrerer Lichtquellen ausgebildet sein, sodass eine Anzahl einzelner Lichtquellen über einen einzigen Kühlkörper mit dem Strömungskanal thermisch koppelbar ist. Mittels des Kühlkörpers kann somit eine optimierte thermische Anbindung der zumindest einen Lichtquelle oder mehrerer Lichtquellen an den Strömungskanal erfolgen. So kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass sich der Kühlkörper zumindest entlang einer Seitenwand des Strömungskanals erstreckt. Es ist aber auch denkbar, dass der Kühlkörper die Außenwandung des Strömungskanals zumindest in Kanallängsrichtung bereichsweise vollständig oder partiell umschließt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, dass am oder versetzt zum Auslass des Strömungskanals eine sich zumindest partiell über den Querschnitt des Auslasses erstreckende Diffusorstruktur angeordnet ist. Mittels der Diffusorstruktur kann eine gezielte Verwirbelung der aus dem Strömungskanal ausströmenden erwärmten Kühlluft erreicht werden. Bei dieser Ausgestaltung ist insbesondere eine Verwirbelung der ausströmenden und erwärmten Kühlluft vorgesehen.
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Die Diffusorstruktur kann hierbei unterschiedlichste Geometrien und Formgebungen aufweisen, um die Strömungscharakteristik der ausströmenden und erwärmten Kühlluft gezielt zu verändern. Beispielsweise kann das jeweilige Kraftfahrzeugscheinwerferdesign, insbesondere die relative Anordnung und Ausrichtung von Strömungskanal und Abdeckscheibe unterschiedliche Diffusorausgestaltungen erfordern, um eine gewünschte Kühlluftverteilung am Auslass des Strömungskanals bzw. an der Innenseite der Abdeckscheibe zu verwirklichen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Diffusorstruktur lösbar am Strömungskanal angeordnet. Sie kann beispielsweise formschlüssig mit dem Strömungskanal verbunden, so zum Beispiel in die Luftaustrittsebene des Strömungskanals eingeclipst sein. Auf diese Art und Weise können für unterschiedliche Fahrzeugscheinwerfer, aber auch für unterschiedliche Kraftfahrzeugtypen oder typen- oder markenspezifische unterschiedliche Diffusorstrukturen wahlweise an ein und demselben Strömungskanal angeordnet werden.
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Die Diffusorstruktur ist insbesondere von außen sichtbar und kann neben ihrer technischen Wirkung zur Verwirbelung und/oder zur gezielten räumlichen Verteilung der ausströmenden Kühlluft ferner als Kennzeichnung für den Kraftfahrzeugscheinwerfer oder für das betreffende Kraftfahrzeug fungieren.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Diffusorstruktur daher als durchströmbarer oder umströmbarer Schriftzug oder als grafisch darstellbares Emblem ausgebildet sein. Die einzelnen Buchstaben oder Lettern der Diffusorstruktur sind hierbei entweder selbsttragend und unmittelbar miteinander verbunden ausgebildet. Alternativ können sie an oder auf einem Trägerkorsett angeordnet sein, welche selbst in den Strömungskanal einsetzbar ist.
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Je nach Ausgestaltung des Schriftzugs oder eines Typen- oder Markenemblems kann sich zum Beispiel eine kraftfahrzeugspezifische Typenbezeichnung sichtbar innerhalb des Scheinwerfergehäuses wiederfinden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Kühlluftströmung innerhalb des Strömungskanals rein konvektionsbasierend erzeugt werden. Die geometrische Ausgestaltung des Strömungskanals kann zum Beispiel vorsehen, dass sich die einlassseitig dem Strömungskanal zugeführte Kühlluft durch ihre Erwärmung weiter nach oben bewegt. Auf diese Art und Weise kann ein gewisser Strömungsdruck aufgebaut werden, der dazu führt, dass eine zum Auslass des Strömungskanals gerichtete Kühlluftströmung entsteht.
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Hierbei kann ferner vorgesehen werden, dass sich ein nach vorn, in Lichtausbreitungsrichtung (x) erstreckender Auslass, auch bezogen auf die Fahrzeughochachse (z) etwas nach unten neigt, sodass die sich im Verlauf durch den Strömungskanal abkühlende Kühlluft quasi nach unten sinkt und somit eine Sogwirkung auf die in Strömungsrichtung dahinterliegende Kühlluft ausübt.
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Eine derartige rein konvektionsbasierte Luftzirkulation kann allein durch die geometrische Ausgestaltung und thermische Anbindung des Strömungskanals an die Lichtquelle herbeigeführt werden. Da hierfür die Ausgestaltung eines Lüfters zur Luftumwälzung nicht zwingend erforderlich ist, kann eine derartige Ausgestaltung vergleichsweise kostengünstig und gewichtseinsparend implementiert werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist jedoch ein steuerbarer Lüfter im Strömungskanal angeordnet. Die Geschwindigkeit des Lüfters oder seines Lüfterrads kann hierbei in Abhängigkeit weiterer fahrzeugspezifischer Parameter, etwa von einer Kraftfahrzeugsteuereinrichtung gezielt verändert werden. Beispielsweise kann in Abhängigkeit der Außentemperatur, der Motortemperatur und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit eine geeignete Ansteuerung des Lüfters erfolgen, die dazu beitragen kann, dass die Abdeckscheibe des Kraftfahrzeugscheinwerfers in der jeweiligen Fahrzeugsituation oder Kraftfahrzeugkonfiguration möglichst beschlagsfrei bleibt.
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Die Ansteuerung des Lüfters in Abhängigkeit der genannten Kraftfahrzeugparameter kann entweder durch geeignete mathematische Modelle berechnet oder aber auch rein empirisch ermittelt und in einem Lookup-Table (LUT) abgelegt sein.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist ferner eine weitere Lichtquelle im Strömungskanal angeordnet. Die weitere Lichtquelle kann zum Beispiel als Glühlampe oder als LED-Lichtquelle ausgebildet sein, die jedoch eine im Vergleich zur Hauptlichtquelle des Kraftfahrzeugscheinwerfers geringere Lichtleistung hat. Die Anordnung der Lichtquelle im Strömungskanal kann insbesondere im thermischen Kontakt zur Wandung des Strömungskanals erfolgen, sodass auch diese Lichtquelle unmittelbar durch den durch den Strömungskanal strömenden Kühlluftstrom effektiv gekühlt werden kann.
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Die im Strömungskanal vorzusehende Lichtquelle kann aber auch zum Beispiel als Glühlampe oder als Infrarotlichtquelle ausgebildet sein. Mittels der zusätzlichen und innerhalb des Strömungskanals vorgesehenen Lichtquelle kann der Strömungskanal, insbesondere sein Innenquerschnitt, in einer gewünschten Farbgebung ausgeleuchtet werden. Wenn zudem die am Auslass des Strömungskanals angeordnete Diffusorstruktur zum Beispiel lumineszierend oder phosphoreszierend bzw. farbig transparent ausgebildet ist, können durch die Ausleuchtung des Strömungskanals weitere ästhetisch ansprechende Lichteffekte herbeigeführt werden.
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So kann insbesondere das äußere Erscheinungsbild des Kraftfahrzeugsscheinwerfers durch Ausbildung der im Strömungskanal zusätzlich vorgesehenen Lichtquelle eine den Endverbraucher besonders ansprechende Individualisierung erfahren.
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Zudem kann die Ausgestaltung der zusätzlichen und im Strömungskanal vorzusehenden Lichtquelle eine Art Heizung für den Kraftfahrzeugscheinwerfer bereitstellen. Situationsbezogen, so etwa in einer Startphase des Kraftfahrzeugs, in welcher der Betrieb der Hauptlichtquelle noch nicht ausreichend Wärme zum Enteisen oder Entfeuchten der Abdeckscheibe bereitstellt, kann die im Strömungskanal vorgesehene Zusatzlichtquelle die hierfür erforderliche thermische Energie unmittelbar bereitstellen.
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Es kann hierbei insbesondere vorgesehen werden, dass, ähnlich wie auch der Lüfter, die weitere, im Strömungskanal vorgesehene Lichtquelle in Abhängigkeit diverser Kraftfahrzeugparameter steuerbar ist.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Strömungskanal an seinem Auslass und/oder an seinem Einlass eine die Wärmeabgabe und/oder die Wärmeaufnahme begünstigende Farbgebung auf. So kann der Strömungskanal insbesondere im Bereich des Einlasses wärmeabsorbierend, vorzugsweise vergleichsweise dunkel oder sogar schwarz ausgebildet sein, um ein Maximum thermischer Energie von der Lichtquelle aufnehmen zu können. In einem hiervon abgewandten Bereich, insbesondere im Bereich des Auslasses, kann der Strömungskanal hingegen eine wärmereflektierende oder die Wärmeabgabe begünstigende Farbgebung, insbesondere eine helle Farbgebung, etwa eine weiße Farbgebung aufweisen.
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Der Strömungskanal kann hierbei vollständig in einer einzigen Farbgebung ausgebildet sein, um entweder die Wärmeabgabe oder die Wärmeaufnahme weiter zu begünstigen. Es ist aber auch denkbar, dass der Strömungskanal in Kanallängsrichtung variierende und ineinander übergehende Farbgebungen aufweist, sodass der Einlass bevorzugt in einem dunklen, der Auslass hingegeben bevorzugt in einem vergleichsweise hellen Farbton gehalten ist.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der Strömungskanal nicht nur ein an seinem zum Beispiel in Lichtaustrittsrichtung vorn liegenden Endabschnitt vorgesehenen Auslass, sondern noch eine weitere, in der Seitenwand des Strömungskanals ausgebildete Luftaustrittsöffnung auf. Je nach Verlauf und geometrischer Ausgestaltung des Strömungskanals kann zum Beispiel auch vorgesehen sein, dass sich der Strömungskanal zum Beispiel zumindest bereichsweise entlang der Abdeckscheibe des Kraftfahrzeugscheinwerfers erstreckt.
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Bei derartigen Ausgestaltungen kann es von Vorteil sein, wenn die der Innenseite der Abdeckscheibe zugewandte Seitenwand des Strömungskanals mit zumindest einer Luftaustrittsöffnung versehen ist. Auf diese Art und Weise kann die über die zumindest eine Luftaustrittsöffnung austretende und erwärmte Kühlluft unmittelbar zur Beaufschlagung der Abdeckscheibe fungieren.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist der Kraftfahrzeugscheinwerfer als LED-Matrix-Scheinwerfer ausgebildet. Er weist demgemäß eine Vielzahl an LED-Lichtquellen auf. Die einzelnen LED-Lichtquellen sind zumindest teilweise individuell ansteuerbar, um die Lichtverteilung bzw. den Lichtkegel des LED-Matrix-Scheinwerfers situationsbezogen verändern zu können. Beispielsweise kann durch Zuschalten oder Abschalten einzelner LED-Lichtquellen einer LED-Matrix der Kraftfahrzeugscheinwerfer entweder in einem Abblendlichtmodus oder in einem Fernlichtmodus betrieben werden.
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Anstelle des Abschaltens oder Zuschaltens einzelner LEDs kann aber auch unter Umständen vorgesehen sein, die Lichtleistung der einzelnen LEDs zu verändern bzw. bedarfsgerecht zu drosseln.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Kraftfahrzeugscheinwerfer als LED-Vollscheinwerfer ausgebildet. Der Scheinwerfer und insbesondere seine Matrixanordnung einer Vielzahl von LED-Lichtquellen kann eine Abblendlicht- sowie Fernlichtfunktion als auch diverse Zusatzfunktionen von Scheinwerfern, wie zum Beispiel Tagfahrlicht, Blinklicht, Bremslicht, Nebelschlusslicht, Rückfahrlicht oder Rückleute auf der Basis von LED-Lichtquellen bereitstellen.
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Schließlich ist nach einem weiteren nebengeordneten Aspekt ein Kraftfahrzeug vorgesehen, welches zumindest einen zuvor beschriebenen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem luftführenden und mit einer LED-Lichtquelle thermisch gekoppelten Strömungskanal aufweist.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten des Kraftfahrzeugscheinwerfers werden in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert. Hierbei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftfahrzeugs,
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2 eine schematische Darstellung eines innerhalb eines Kraftfahrzeugscheinwerfergehäuses angeordneten und mit einer Lichtquelle thermisch gekoppelten Strömungskanals,
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3a eine schematische, perspektivische Darstellung eines Auslasses des Strömungskanals nach einer ersten Ausgestaltung,
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3b eine weitere Variante des Auslasses des Strömungskanals und
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3c eine dritte Variante einer im Bereich des Auslasses des Strömungskanals vorgesehenen Diffusorstruktur und
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4 eine weitere Ausgestaltung eines sich zumindest bereichsweise oberhalb der Lichtquelle erstreckenden Strömungskanals.
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Detaillierte Beschreibung
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In den 2 und 4 ist in vereinfachter schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeugscheinwerfer 10 in zwei unterschiedlichen Ausgestaltungen dargestellt. Der Kraftfahrzeugscheinwerfer 10 ist zum Beispiel als Frontscheinwerfer ausgebildet und kann dementsprechend im Bereich der Fahrzeugfront einer in 1 gezeigten Karosserie 2 eines Kraftfahrzeugs 1 integriert sein.
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Der Kraftfahrzeugscheinwerfer 10 weist ein Gehäuse 24 auf, welches nach vorn, in Fahrtrichtung (x) mit einer zumindest bereichsweise transparenten Abdeckscheibe 22 versehen ist, durch welche das von einer innerhalb des Gehäuses 24 angeordneten Lichtquelle 12 erzeugbare Licht 5 vergleichsweise verlustfrei hindurchpropagieren kann.
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Als Lichtquelle 12 ist insbesondere zumindest eine LED-Lichtquelle vorgesehen. Es sind hierbei insbesondere mehrere, etwa nach Art einer Matrix angeordnete Lichtquellen 12 vorgesehen, welche zur Verwirklichung unterschiedlicher Scheinwerferfunktionen einzeln oder in Gruppen selektiv ansteuerbar sind.
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Die LED-Lichtquelle 12 ist ferner mit einem Kühlkörper 14 versehen, welcher wiederum thermisch mit einem sich vollständig innerhalb des Scheinwerfergehäuses 24 erstreckenden Strömungskanal 16 gekoppelt ist. Wie in den 2 und 4 dargestellt, kann zum Beispiel eine Seiten- oder Außenwand des Strömungskanals 16 unmittelbar mit dem Kühlkörper 14 verbunden und somit mit der zumindest einen Lichtquelle 12 thermisch gekoppelt sein.
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Im Bereich der Anbindung an die zumindest eine Lichtquelle 12 verläuft der Strömungskanal 16 im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung (z). In der Ausgestaltung gemäß 2 verläuft der Strömungskanal 16, ausgehend von einem oben liegenden, etwa in Höhe der Lichtquelle 12 liegenden Einlass 18 nach unten. Unterhalb der Lichtquelle 12 weist der Strömungskanal 16 sodann einen nach vorn, in Fahrtrichtung oder in Lichtausbreitungsrichtung (x) gerichteten Bogen auf, welcher sich in Strömungsrichtung nach vorn, etwa zur Abdeckscheibe 22 des Scheinwerfers 10 erstreckt.
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Insgesamt weist der Strömungskanal 16 in der Ausgestaltung gemäß 2 einen liegenden L-förmigen Verlauf auf. Die über den Einlass 18 zuführbare Kühlluft 40 kann hierdurch in einen in Lichtausbreitungsrichtung (x) vor der Lichtquelle 12 liegenden Bereich 25 gefördert werden. Der dementsprechende stromabwärts liegende Auslass 20 ragt hierbei insbesondere an die Innenseite der Abdeckscheibe 22 des Gehäuses 24 des Scheinwerfers 10 heran, sodass die erwärmte und den Strömungskanal 16 über den Auslass 20 verlassende Kühlluft 40 an der Innenseite der Abdeckscheibe 22 entlangströmen kann.
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Die mittels des Strömungskanals 16 abführbare bzw. transportierbare Kühlluft 40 kann insoweit zum Entfeuchten und/oder Enteisen der Abdeckscheibe 22 beitragen und somit die Licht- und Sichtverhältnisse eines derartigen Kraftfahrzeugscheinwerfers 10 verbessern. Die an der Innenseite der Abdeckscheibe 22 entlangströmende Kühlluft 42 kann, wie in 2 dargestellt, in einen oberhalb, und bezogen auf die Lichtausbreitungsrichtung (x) hinter der zumindest einen Lichtquelle 12 liegenden Einlass 18 des Strömungskanals strömen, sodass allein schon aufgrund der geometrischen Ausgestaltung des Strömungskanals 16 eine rein konvektionsbasierte zirkulierende Luftströmung 40, 42 herbeiführbar ist.
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Innerhalb des Strömungskanals 16 kann ferner ein Lüfter 34 angeordnet sein, welcher bedarfsgerecht zu- oder abschaltbar ist und welcher insbesondere in Abhängigkeit diverser Fahrzeugparameter, wie etwa der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Außentemperatur oder der Motor- bzw. auch der Lichtquellentemperatur hinsichtlich seiner Luftförderleistung regelbar ausgestaltet ist. Mittels des Lüfters 34 kann die Stärke und der Massestrom der Kühlluft 40, 42 gezielt und kontrolliert eingestellt werden. Letztlich kann hierdurch der Grad der über den Strömungskanal 16 bereitstellbaren Wärmeabfuhr beliebig eingestellt werden.
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Unabhängig vom Lüfter 34 kann eine weitere Lichtquelle 35 innerhalb des Strömungskanals 16 angeordnet sein. Diese kann zum Beispiel als Glühlampe ausgebildet sein und dazu fungieren, den Innenquerschnitt des Strömungskanals 16 etwa diffus auszuleuchten. Insoweit kann die zusätzliche Lichtquelle 35 etwas oberhalb des bogenförmigen Übergangs zwischen Einlass 18 und Auslass 20 angeordnet sein, damit jene Lichtquelle 35 keine Blendwirkung für andere Verkehrsteilnehmer verursacht.
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Insbesondere wenn die Zusatzlichtquelle 35 als Glühlampe ausgebildet ist, kann diese noch bei ausgeschalteter Hauptlichtquelle 12 oder aber auch während des Startvorgangs des Kraftfahrzeugs, in welchem die Hauptlichtquelle 12 kaum thermische Energie erzeugt hat, eine Heizwirkung entfalten. Insbesondere in Verbindung mit einem Lüfter 34 kann durch ein Aktivieren der Lichtquelle 35 die Abdeckscheibe 22 auch unabhängig von einer Aktivierung der Haupt-Lichtquelle 12 einen entfeuchtenden oder enteisenden Luftstrom für die Abdeckscheibe 22 erzeugen.
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In der Folge der 3a, 3b und 3c sind diverse, jeweils als durchströmbarer oder umströmbarer Schriftzug ausgebildete Diffusorstrukturen 28, 30, 32 gezeigt. Die einzelnen Diffusorstrukturen 28, 30, 32 können zur Kraftfahrzeugtypenbezeichnung beitragen und einen dementsprechenden Informationsgehalt tragen. Je nachdem in welches Kraftfahrzeug 1 ein Kraftfahrzeugscheinwerfer 10 einzubauen ist, kann dessen Strömungskanal 16 mit einer kraftfahrzeugspezifischen Kennzeichnung in Form eines durchströmbaren Schriftzugs 28, 30, 32 versehen werden.
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Indem der Schriftzug entweder selbsttragend im Strömungsquerschnitt des Auslasses 20 des Strömungskanals 16 anordenbar ist, kann dieser von Kühlluft 40 umströmt werden, um die vom Auslass 20 austretende Kühlluft 40 in geeigneter Art und Weise zu verwirbeln. Hierdurch kann die Beaufschlagung der Innenseite der Abdeckscheibe 22 mit erwärmter Kühlluft und dementsprechend ein Wärmeeintrag in die Abdeckscheibe 22 verbessert werden. Es ist aber auch denkbar, den Auslass 20 des Strömungskanals 16 derart auszugestalten, dass die von dort austretende Kühlluft 40 eine überwiegend laminare Strömungscharakteristik aufweist, sodass auch weit entfernt vom Auslass 20 liegende Bereiche der Abdeckscheibe 22 gezielt mit erwärmter Kühlluft 42 beaufschlagt werden können.
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In 4 ist eine weitere geometrische Ausgestaltung eines Strömungskanals 36 gezeigt. Dessen Einlass 18 ist im Unterschied zur Ausgestaltung gemäß 2 nach unten offen. Er ist aber gleichermaßen thermisch mit dem Kühlkörper 14 der zumindest einen Lichtquelle 12 gekoppelt. Der Strömungskanal 36 erstreckt sich ausgehend von seinem Einlass 18 nach oben und folgt sodann zumindest partiell der Formgebung der Abdeckscheibe 22, sodass sich eine Seitenwand 37 des Strömungskanals 36 etwa entlang der Innenseite der Abdeckscheibe 22 erstreckt.
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Im Bereich der unmittelbar angrenzend zur Abdeckscheibe 22 zu liegen kommenden Seitenwand 37 des Strömungskanals 36 können eine oder mehrere Auslassöffnungen 38 vorgesehen werden, über welche entsprechende Teilluftkühlströme unmittelbar zur Innenseite der Abdeckscheibe 22 geführt werden können. Auf diese Art und Weise kann der Strömungskanal 36 eine vergleichsweise breitflächige oder vollflächige Beaufschlagung der Innenseite der Abdeckscheibe 22 mit erwärmter Kühlluft bereitstellen.
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Wenngleich in 4 nicht explizit dargestellt, so kann der dort gezeigte Strömungskanal 36 gleichermaßen mit einem Lüfter 34 als auch mit einer Zusatzlichtquelle 35 ausgestattet sein.
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Des Weiteren bestehen hinsichtlich der Querschnittsgeometrie und dem geometrischen Verlauf der Strömungskanäle 16, 36 keinerlei grundlegende Einschränkungen. So ist zum Beispiel denkbar, dass sich der Strömungsquerschnitt der Strömungskanäle 16, 36 in Strömungsrichtung, das heißt zur Abdeckscheibe 22 hin gerichtet, stetig vergrößert, sodass eine vergleichsweise diffuse Luftströmung am Auslass 20 der Strömungskanäle 16, 36 bereitgestellt werden kann, mittels welcher vergleichsweise große Flächenabschnitte der Innenseite der Abdeckscheibe 22 mit erwärmter Kühlluft 42 gezielt beaufschlagt werden können.
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Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltung der Erfindung zu welcher weitere zahlreiche Varianten denkbar und im Rahmen der Erfindung sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Erfindung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine mögliche Implementierung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Patentansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Karosserie
- 5
- Licht
- 10
- Kraftfahrzeugscheinwerfer
- 12
- Lichtquelle
- 14
- Kühlkörper
- 16
- Strömungskanal
- 18
- Einlass
- 20
- Auslass
- 22
- Abdeckscheibe
- 24
- Gehäuse
- 25
- Bereich
- 28
- Diffusorstruktur
- 30
- Diffusorstruktur
- 32
- Diffusorstruktur
- 34
- Lüfter
- 35
- Lichtquelle
- 36
- Strömungskanal
- 37
- Seitenwand
- 38
- Auslassöffnung
- 40
- Kühlluft
- 42
- Kühlluft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011011700 A1 [0004]
