-
Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für einen Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für einen Laserscheinwerfer.
-
Aufgrund der Fortentwicklung der Lichttechnik in Kraftfahrzeugscheinwerfern bestehen immer höhere Anforderungen an eine geeignete Kühlung der verbauten Lichtquellen. Insbesondere bei der Verwendung von Laserlicht besteht das Problem, dass die in der Laserlichtquelle enthaltenen Laserdioden nur eine Betriebstemperatur von typischerweise bis 70 °C haben, was deutlich unter der Betriebstemperatur von LED-Lichtquellen im Bereich von 100 °C liegt. Demzufolge werden bei der Kühlung von Laserscheinwerfern meist aktive Kühlsysteme, wie z.B. Peltier-Elemente oder Kühlgebläse, benötigt. Die Kühlung wird hierdurch aufwändig und es wird zusätzlich elektrische Leistung benötigt.
-
Die Druckschrift
DE 10 2006 057 553 A1 zeigt eine Kühleinrichtung für einen Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs. Diese Kühleinrichtung weist eine passive Luftführung mit einer Einlassleitung und einer Auslassleitung auf.
-
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Kühleinrichtung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer zu schaffen, welche eine einfache und effiziente passive Kühlung des Scheinwerfers gewährleistet.
-
Diese Aufgabe wird durch die Kühleinrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
-
Die erfindungsgemäße Kühleinrichtung umfasst einen (passiven) Kühlkörper zur thermischen Kontaktierung einer Lichtquelle und insbesondere einer Laserlichtquelle eines Kraftfahrzeugscheinwerfers sowie eine oder mehrere passive Luftführungen (d.h. Luftführungen ohne Gebläse). Der Scheinwerfer ist vorzugsweise ein Frontscheinwerfer. Eine jeweilige Luftführung beinhaltet eine Einlassleitung und eine Auslassleitung, um bei der Fahrt des Kraftfahrzeugs dem Kühlkörper über die Einlassleitung Außenluft von außerhalb des Scheinwerfers zuzuführen und die zugeführte Außenluft über die Auslassleitung wieder abzuführen. Die Kühlung verwendet somit Umgebungsluft des Kraftfahrzeugs als Kühlmittel. Die Außenluft tritt in die Einlassleitung über eine entfernt zum Kühlkörper angeordnete Einlassöffnung ein. Demgegenüber erfolgt der Austritt der Außenluft aus der Auslassleitung über eine ebenfalls entfernt zum Kühlkörper angeordnete Auslassöffnung. Die Einlassöffnung bzw. Auslassöffnung stellt somit das Ende der Einlassleitung bzw. Auslassleitung dar, das entgegengesetzt zu dem benachbart zum Kühlkörper angeordneten Ende der Einlassleitung bzw. Auslassleitung ist. Die erfindungsgemäße Kühleinrichtung ist zur Anordnung im Kraftfahrzeug derart ausgebildet, dass während der Fahrt des Kraftfahrzeugs der Luftdruck an der Einlassöffnung größer ist als der Luftdruck an der Auslassöffnung.
-
Sofern im Folgenden und insbesondere in den Patentansprüchen Wechselwirkungen zwischen der Kühleinrichtung und Komponenten des Kraftfahrzeugs beschrieben werden, so ist dies immer dahingehend zu verstehen, dass die Wechselwirkung bei Anordnung bzw. Einbau der Kühleinrichtung in dem Kraftfahrzeug auftritt. Die Komponenten der Kühleinrichtung, die eine entsprechende Wechselwirkung mit dem Kraftfahrzeug bzw. Bauteilen des Kraftfahrzeugs haben, sind somit derart ausgestaltet, dass die Wechselwirkung bei Anordnung bzw. Einbau der Kühleinrichtung im Kraftfahrzeug hervorgerufen wird.
-
Die erfindungsgemäße Kühleinrichtung hat den Vorteil, dass rein über einen vorhandenen Druckunterschied zwischen Einlassöffnung und Auslassöffnung einer Luftführung passiv ein geeigneter Kühlluftstrom für einen Kühlkörper generiert werden kann. Es kann somit auf einfache Weise ohne aktive Komponenten eine effiziente Kühlung bewirkt werden. Diese Kühlung ist auch ausreichend für eine Laserlichtquelle in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer.
-
Erfindungsgemäß sind für zumindest eine Luftführung der Kühleinrichtung die Einlassöffnung und die Auslassöffnung in einer Wand eines Luftkanals des Kraftfahrzeugs vorgesehen, in dem während der Fahrt des Kraftfahrzeugs eine Luftströmung erzeugt wird, wobei der Luftkanal mit der Einlassöffnung und der Auslassöffnung derart wechselwirkt, dass während der Fahrt des Kraftfahrzeugs der Luftdruck an der Einlassöffnung größer ist als der Luftdruck an der Auslassöffnung. Als Luftkanal kann z.B. ein Bremsluftschacht im Kraftfahrzeug oder ein Luftschacht zur Verbesserung der Aerodynamik des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Die Anordnung der Einlassöffnung und der Auslassöffnung in einem Luftkanal hat den Vorteil, dass Verschmutzungen dieser Öffnungen durch schwere Schmutzpartikel von außerhalb des Fahrzeugs vermieden werden.
-
Erfindungsgemäß ist zwischen Einlassöffnung und Auslassöffnung ein Profilelement in einem Wandabschnitt des Luftkanals angeordnet, welches bei der Fahrt des Kraftfahrzeugs eine Luftströmung bewirkt, die an der Auslassöffnung schneller als an der Einlassöffnung ist. Die schnellere Luftströmung an der Auslassöffnung führt zu einem niedrigeren Druck als an der Einlassöffnung. Der soeben definierte Wandabschnitt kann Teil der Kühleinrichtung sein, wobei bei Einbau der Kühleinrichtung in das Kraftfahrzeug der Wandabschnitt in einen entsprechend ausgesparten Bereich des Luftkanals eingesetzt wird.
-
Alternativ oder zusätzlich zum Profilelement ist erfindungsgemäß in einem Wandabschnitt des Luftkanals eine Innenwölbung vorgesehen, welche in Richtung der Luftströmung unmittelbar vor der Einlassöffnung angeordnet ist. Der Wandabschnitt mit der Innenwölbung kann wiederum Teil der Kühleinrichtung sein und in eine Aussparung im Luftkanal eingesetzt werden. Die Innenwölbung bewirkt eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit an der Auslassöffnung und hierdurch einen niedrigeren Druck.
-
Vorzugsweise bewirkt das Profilelement eine Verengung der Luftströmung im Luftkanal im Bereich der Auslassöffnung. Insbesondere ist diese Verengung stärker als eine (etwaige) Verengung im Bereich der Einlassöffnung des Luftkanals. Hierdurch wird die Strömungsgeschwindigkeit an der Auslassöffnung erhöht und der Luftdruck vermindert. Alternativ oder zusätzlich kann das Profilelement auch eine Drosselung der Luftströmung in Richtung der Luftströmung nach der Einlassöffnung bewirken. Hierdurch wird die Geschwindigkeit der Luftströmung an der Einlassöffnung vermindert und der Luftdruck erhöht. Die soeben beschriebene Ausführungsform des Profilelements vergrößert somit den Druckunterschied zwischen Einlassöffnung und Auslassöffnung und verbessert damit die Sogwirkung.
-
Vorzugsweise sind die Einlassöffnung und die Auslassöffnung in Richtung senkrecht zur Luftströmung im Luftkanal versetzt zueinander angeordnet, wobei das Profilelement länglich ist und sich in seiner Längsrichtung zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung erstreckt. Gegebenenfalls können die Einlassöffnung und Auslassöffnung auch einen Versatz in Richtung der Luftströmung aufweisen. Zum Erreichen des Druckunterschieds zwischen Einlassöffnung und Auslassöffnung ist das Profilelement vorzugsweise rampenförmig oder wellenförmig oder als Tragflügel ausgestaltet.
-
In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Einlassöffnung und die Auslassöffnung in einer sich im Wesentlichen vertikal erstreckenden Seitenwand des Luftkanals angeordnet. Hierdurch wird dem Eindringen von Schmutzpartikeln in die Öffnungen besonders effizient entgegengewirkt.
-
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung ist für zumindest eine Luftführung an der Einlassöffnung und/oder der Auslassöffnung ein Gitter, insbesondere ein Lamellengitter, vorgesehen. Auch mit dieser Maßnahme wird das Eindringen von Schmutzpartikeln in die Öffnungen vermieden. Ferner dient das Gitter auch als Krabbelschutz gegen Insekten.
-
In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung ist für zumindest eine Luftführung die Einlassöffnung in der Front des Kraftfahrzeugs, insbesondere am Stoßfänger, angeordnet. In diesem Bereich erfolgt ein starkes Abbremsen der Anströmung des Kraftfahrzeugs während seiner Fahrt, so dass hier ein besonders hoher Druck entsteht.
-
In einer weiteren Variante wird für zumindest eine Luftführung die Auslassöffnung im Seitenbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet, insbesondere im Radhaus des Kraftfahrzeugs. Ebenso kann die Auslassöffnung im Unterboden des Kraftfahrzeugs, vorzugsweise hinter einer Staulippe, oder im Ansaugbereich eines Kühlerlüfters des Kraftfahrzeugs oder in einem Luftkanal des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein. Der Luftkanal kann dabei dem oben beschriebenen Luftkanal entsprechen und somit z.B. der Bremsluftschacht oder ein Luftschacht zur Verbesserung der Aerodynamik des Kraftfahrzeugs sein. Die soeben beschriebenen Bereiche, in denen die Auslassöffnung angeordnet werden kann, sind dabei Bereiche mit niedrigem Luftdruck während der Fahrt des Kraftfahrzeugs.
-
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst der durch die Kühleinrichtung zu kühlende Scheinwerfer eine Lichtscheibe zum Lichtaustritt, welche sich vom Frontbereich in den Seitenbereich des Kraftfahrzeugs erstreckt, wobei für zumindest eine Luftführung die Einlassöffnung in der Lichtscheibe im Frontbereich und die Auslassöffnung in der Lichtscheibe im Seitenbereich vorgesehen sind. Auf diese Weise kann die Luftführung komplett im Scheinwerferbauraum untergebracht werden, und es müssen keine Schnittstellen zur Montage zu anderen Baugruppen berücksichtigt werden. Der Ein- und Ausbau der Kühleinrichtung wird hierdurch vereinfacht.
-
In einer weiteren Variante ist der Teil des Kühlkörpers, dem die Außenluft zugeführt wird, außerhalb des Gehäuses des Scheinwerfers angeordnet, wodurch die Zufuhr von Außenluft zum Kühlkörper vereinfacht wird. Ferner umfasst der Kühlkörper vorzugsweise eine Vielzahl von Rippen und/oder Lamellen und/oder Stiften, welche von der zugeführten Außenluft umströmt werden, wodurch eine gute Kühlung erreicht wird.
-
Neben der oben beschriebenen Kühleinrichtung betrifft die Erfindung ferner ein Kraftfahrzeug, welches eine Anzahl von Scheinwerfern umfasst, wobei für einen oder mehrere der Scheinwerfer jeweils die erfindungsgemäße Kühleinrichtung bzw. eine oder mehrere bevorzugte Varianten der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung vorgesehen sind.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.
-
Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung des Prinzips der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung;
- 2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer im Kraftfahrzeug verbauten erfindungsgemäßen Kühleinrichtung;
- 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer im Kraftfahrzeug verbauten erfindungsgemäßen Kühleinrichtung;
- 4 eine perspektivische Darstellung einer Variante der Kühleinrichtung aus 3;
- 5 eine Seitenansicht der Kühleinrichtung aus 4;
- 6 eine Vorderansicht der Kühleinrichtung aus 4; und
- 7 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A der Kühleinrichtung aus 5.
-
Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung werden in Bezug auf die Kühlung eines Frontscheinwerfers eines Kraftfahrzeugs beschrieben, der zur Generierung der Lichtverteilung auf der Straße ein Lasermodul mit einer und gegebenenfalls auch mehreren Laserdioden enthält. Im Gegensatz zu herkömmlichen LED-Scheinwerfern besteht dabei ein verstärkter Bedarf an Kühlung, da Laserdioden bei Umgebungstemperaturen von lediglich bis ca. 70 °C betrieben werden können, wohingegen LEDs einen Betriebsbereich von bis ca. 100 °C haben. Um eine ausreichende Kühlung von Laserdioden zu gewährleisten, werden nachfolgend Ausführungsformen von Kühleinrichtungen beschrieben, welche auf einfache Weise ohne Verwendung eines Gebläses einen Außenluftstrom erzeugen, mit dem ein entsprechender Kühlkörper, der thermisch an die Laserlichtquelle angebunden ist, ausreichend gekühlt werden kann.
-
1 zeigt in schematischer Darstellung die Seitenansicht eines Frontscheinwerfers 1. In dem Frontscheinwerfer ist als Lichtquelle eine wiederum schematisch dargestellte Laserdiode 2 vorgesehen, welche monochromatisches Licht erzeugt, das vorzugsweise über eine (nicht gezeigte) Faser zu einer Sekundäroptik geleitet wird, welche dann die gewünschte Lichtverteilung auf der Straße generiert. Am entfernt zur Laserdiode angeordneten Faserende ist dabei ein Konvertierungselement vorgesehen, welches das monochromatische Licht der Laserdiode in Weißlicht wandelt. Gemäß 1 ist die Laserdiode 2 thermisch an die Oberseite eines Kühlkörpers 3 angebunden, der ein metallischer Körper ist, der im oberen Bereich als Vollkörper 3a ausgebildet ist. Auf der Unterseite des Vollkörpers befinden sich eine Vielzahl von Stiften 3b, welche nur teilweise mit diesem Bezugszeichen bezeichnet sind. Der untere Teil des Kühlkörpers ist in einem Gehäuse 7 außerhalb des Scheinwerfers 1 angeordnet. An dieses Gehäuse ist eine Einlassleitung bzw. ein Einlassschlauch 4 sowie eine Auslassleitung bzw. ein Auslassschlauch 5 angeschlossen.
-
Das Prinzip der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung beruht darauf, dass die entfernt zu dem Kühlkörper angeordneten Einlassöffnung des Einlassschlauchs (nicht aus 1 ersichtlich) und die entfernt zu dem Kühlkörper angeordneten Auslassöffnung des Auslassschlauchs (nicht aus 1 ersichtlich) derart im Kraftfahrzeug positioniert sind, dass an der Einlassöffnung ein höherer Druck als an der Auslassöffnung vorliegt. Der Druck an der Einlassöffnung ist in 1 mit p1 und der Druck an der Auslassöffnung mit p2 bezeichnet. Aufgrund dieses Druckunterschieds entsteht eine Sogwirkung ohne aktive Kühlung, gemäß der eine Luftströmung von dem Einlassschlauch 4 über das Gehäuse 7 zum Auslassschlauch 5 generiert wird, wie durch zwei Pfeile in 1 angedeutet ist.
-
2 zeigt eine schematische Darstellung, welche eine mögliche Anordnung des Einlassschlauchs 4 und des Auslassschlauchs 5 in einem Kraftfahrzeug verdeutlicht. In 2 ist das Kraftfahrzeug schematisch durch das Bezugszeichen 6 sowie dessen Vorderrad durch das Bezugszeichen 6a angedeutet. Die Anströmung des Kraftfahrzeugs während der Fahrt ist durch Pfeile dargestellt, wobei aus Übersichtlichkeitsgründen nur ein Pfeil mit dem Bezugszeichen P versehen ist. Wie aus 2 ersichtlich ist, erstreckt sich der Einlassschlauch 5 vom Kühlkörper 3 zu einem vorderen Ende 8, welches die Einlassöffnung bildet. Dieses Ende ist in einem Bereich mit hohem Luftdruck am Stoßfänger in der Front des Fahrzeugs vorgesehen. Der hohe Luftdruck entsteht dabei durch das starke Abbremsen der Anströmung an der Fahrzeugfront. Je nach Ausführungsform kann die Einlassöffnung 8 an verschiedenen Positionen an der Front des Fahrzeugs vorgesehen sein. In einer Variante ist sie am Staupunkt der Anströmung mittig an der Front angeordnet. Ebenso besteht die Möglichkeit, dass die Einlassöffnung z.B. durch einen Spalt zwischen Stoßfänger und Lichtscheibe des Scheinwerfers 1 gebildet wird.
-
Im Unterschied zur Einlassöffnung ist die Auslassöffnung 9 am hinteren Ende des Auslassschlauchs 5 in einem Bereich mit niedrigerem Luftdruck im Vergleich zur Einlassöffnung angeordnet. In 2 befindet sich die Auslassöffnung 9 im Radhaus des Fahrzeugrads 6a. Weitere mögliche Orte für die Auslassöffnung sind der Ansaugbereich des Kühlerlüfters im Fahrzeug, da auch dort niedrigere Druckverhältnisse vorliegen. Ebenso kann die Auslassöffnung 9 z.B. in einem Luftkanal angeordnet sein, wie z.B. dem Bremsluftschacht oder einem aus aerodynamischen Zwecken vorgesehenen Luftkanal (auch als Air-Curtain-Kanal bekannt).
-
Es sind auch noch andere Anordnungsmöglichkeiten für die Einlassöffnung 8 und die Auslassöffnung 9 denkbar. Es ist dabei jedoch immer sicherzustellen, dass der Druck an der Auslassöffnung 9 niedriger als an der Einlassöffnung 8 ist, so dass aufgrund des Druckgefälles die Luft selbsttätig von der Einlassöffnung über den Kühlkörper zur Auslassöffnung strömt. Bei einem Kraftfahrzeug, in dem sich der Scheinwerfer bzw. dessen Lichtscheibe von der Front des Fahrzeugs bis in dessen Seitenbereich erstreckt, kann die Einlassöffnung z.B. durch eine Öffnung im Frontbereich der Lichtscheibe gebildet sein, wohingegen die Auslassöffnung im Seitenbereich der Lichtscheibe angeordnet ist. Dazwischen befindet sich dann der Kühlkörper, der wiederum über einen Einlassschlauch bzw. einen Auslassschlauch mit der Einlassöffnung bzw. der Auslassöffnung verbunden ist.
-
3 zeigt eine besonders bevorzugte Variante der Anordnung der Einlassöffnung des Einlassschlauchs und der Auslassöffnung des Auslassschlauchs. Im Unterschied zu 1 und 2 ist der Einlassschlauch nunmehr am hinteren Teil des Kühlkörpers 3 angeschlossen, wohingegen der Auslassschlauch mit dem vorderen Teil des Kühlkörpers verbunden ist. Einlassschlauch und Auslassschlauch führen gemäß 3 beide in einen Luftkanal 10, der in dem Fahrzeug aus aerodynamischen Zwecken vorgesehen ist. Dieser Luftkanal befindet sich auf der rechten und linken Seite des Fahrzeugs und erstreckt sich von der Front des Fahrzeugs bis zum Radhaus. In 3 ist der Luftkanal auf der linken Seite des Fahrzeugs gezeigt. Während der Fahrt des Fahrzeugs verbessert die Luftströmung durch den Kanal die Aerodynamik des Fahrzeugs. In Analogie zu 2 ist die Anströmung des Fahrzeugs während der Fahrt sowie auch die Luftströmung durch den Kanal 10 mit Pfeilen angedeutet, welche teilweise mit Bezugszeichen P versehen sind. Wie sich aus der Detaildarstellung der 3 ergibt, sind die Einlassöffnung 8 und die Auslassöffnung 9 an der inneren Seitenwand 11 des Kanals 10 angeordnet, wobei die Einlassöffnung 8 unter der Auslassöffnung 9 liegt.
-
Um nunmehr einen Luftdruckunterschied zwischen Einlassöffnung und Auslassöffnung zu generieren, ist in der Ausführungsform der 3 ein Profilelement 12 in der Form eines Tragflügelprofils zwischen Einlassöffnung und Auslassöffnung vorgesehen. Das Profilelement erhebt sich von der Seitenwand 11 in das Innere des Kanals 10. Die Anordnung und Ausrichtung des Tragflügelprofils 12 ist dabei derart, dass im Bereich der beiden Öffnungen 8 und 9 die Luftströmung an der Auslassöffnung 9 stärker als an der Einlassöffnung 8 verengt ist. Demgegenüber ist der Verlauf des Tragflügelprofils zu seinem hinteren Ende derart, dass dort der Zwischenraum hin zum Boden des Kanals auf Seiten der Einlassöffnung 8 geringer ist als der Zwischenraum hin zur Oberseite des Kanals auf Seiten der Auslassöffnung 9. Hierdurch wird eine Drosselwirkung erzeugt. Durch diese Drosselwirkung sowie die stärkere Verengung des Kanals im Bereich der Auslassöffnung 9 wird erreicht, dass die Luftströmung bei der Einlassöffnung 8 eine niedrigere Geschwindigkeit als bei der Auslassöffnung 9 aufweist. Die geringere Geschwindigkeit der Luftströmung führt zu einem Luftdruck an der Einlassöffnung 8, der höher ist als an der Auslassöffnung 9. Demzufolge wird durch das Profilelement 12 ein Druckunterschied erzeugt, der dazu führt, dass Luft von der Einlassöffnung 8 zur Auslassöffnung 9 strömt.
-
4 bis 7 zeigen verschiedene Ansichten einer Kühleinrichtung, welche auf dem Prinzip der 3 basiert. Demzufolge werden in den nachfolgenden Figuren die gleichen Bezugszeichen zur Bezeichnung der gleichen Bauteile wie in 3 verwendet. Auch ist die Luftströmung im Kraftfahrzeug wieder durch einen Pfeil P angedeutet. Im Folgenden werden nur Bauteile der Kühleinrichtung beschrieben, welche für die Erfindung wesentlich sind. Gemäß der Variante der 4 umfasst die Kühleinrichtung wiederum zwei Schläuche 4 und 5. Am unteren Ende der Schläuche befindet sich ein Wandabschnitt 14, der bei Einbau der Kühleinrichtung im Kraftfahrzeug einen Teil der Seitenwand 11 bildet, der in einem entsprechend ausgesparten Bereich des Luftkanals 10 eingesetzt wird und dort über Ösen 13 und 13' geeignet befestigt wird. In diesem Wandabschnitt sind analog zu 3 eine Einlassöffnung 8 und darüber liegend eine Auslassöffnung 9 vorgesehen, die jeweils mit der Einlassleitung 4 bzw. Auslassleitung 5 verbunden sind. Zum Schutz gegen Verschmutzung bzw. gegen das Eindringen von größeren Partikeln in den Kühlstrom befindet sich an beiden Öffnungen ein Lamellengitter.
-
Zwischen der Einlassöffnung 8 und der Auslassöffnung 9 ist wiederum ein Profilelement 12 vorgesehen, welches im Unterschied zur Ausführungsform der 3 rampenförmig ausgestaltet ist, wie aus den Ansichten der 5 und 6 besser ersichtlich wird. Darüber hinaus ist oberhalb des Profilelements unmittelbar vor der Auslassöffnung 9 eine Innenwölbung 15 im Wandabschnitt 14 ausgebildet. Hierdurch wird die Luftströmung im Bereich der Auslassöffnung 9 nochmals verengt und somit weiter beschleunigt, so dass der Druck an der Auslassöffnung stärker vermindert wird und hierdurch die Luftströmung in den Schläuchen 4 und 5 verbessert wird.
-
Die Einlass- und Auslassschläuche 4 und 5 enden am oberen Ende an einem Flansch 16 in einem hinteren Abschnitt 7a eines Gehäuse bzw. einer Kühlkörperabdeckung 7. Im vorderen Teil des Gehäuses befindet sich der untere Teil des Kühlkörpers 3. Die Abdeckung 7 wird an der Gehäuseunterseite des zu kühlenden Scheinwerfers befestigt, so dass die Oberseite 3c des Kühlkörpers 3 im Inneren des Scheinwerfergehäuses liegt. Oberhalb dieser Oberseite und von dieser beabstandet ist die Laserlichtquelle (nicht gezeigt) in der Form eines Pumpmoduls angeordnet. Die Laserlichtquelle ist dabei an einem sich vertikal erstreckende Flansch 3d des Kühlkörpers 3 verschraubt. Hierüber wird ein thermischer Kontakt zwischen Kühlkörper und Laserlichtquelle hergestellt. Wie weiter unten noch näher erläutert, wird der untere Teil des Kühlkörpers, der sich im Gehäuse 7 befindet, durch Kühlluft umströmt, welche über die Einlassleitung 4 vom Luftkanal zum Kühlkörper gelangt und von dort wieder über die Auslassleitung 5 zurück in den Luftkanal geführt wird.
-
5 zeigt eine Seitenansicht der in 4 dargestellten Kühleinrichtung. Aus 5 wird die Form des Profilelements 12 ersichtlich. Insbesondere erkennt man, dass das Profilelement nach Art eines Keils ausgestaltet ist, dessen Oberseite in Richtung der Luftströmung zunächst steiler verläuft und dann nach hinten hin abflacht. Die Form des Profilelements ist nochmals besser aus der Draufsicht der 6 ersichtlich. Man sieht dort auch, dass die Einlassöffnung 8 leicht versetzt vor der Auslassöffnung 9 angeordnet ist. Darüber hinaus wird erkennbar, dass durch das keilförmige bzw. rampenförmige Profilelement der Bereich der Luftströmung an der Auslassöffnung 9 enger ist als an der Einlassöffnung 8, wodurch die Strömung an der Auslassöffnung 9 schneller ist und damit der Druck an dieser Stelle niedriger ist als an der Einlassöffnung 8, so dass die Luftströmung von der Einlassöffnung hin zur Auslassöffnung erzeugt wird.
-
7 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A der in 5 gezeigten Kühleinrichtung. Man erkennt dabei die Struktur des Kühlkörpers innerhalb des Gehäuses 7. Insbesondere wird ersichtlich, dass der Kühlkörper neben nach unten ragenden Kühlstiften 3b eine Mehrzahl von Kühllamellen 3e umfasst. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind nur ein Teil der Stifte bzw. Lamellen mit diesen Bezugszeichen bezeichnet. Das Gehäuse 7 beinhaltet ferner eine Trennwand 17, mit der die Luftströmung aus dem Einlassschlauch 4 gegenüber der Luftströmung hin zum Auslassschlauch 5 bis kurz vor dem vorderen Ende des Gehäuses getrennt wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Stifte und Lamellen des Kühlkörpers durch die Außenluft gut umströmt werden, wobei die Strömrichtung im Gehäuse durch die beiden Pfeile P' angedeutet ist. Es wird somit eine Kühlung des Kühlkörpers rein durch Außenluft von außerhalb des Scheinwerfergehäuses bewirkt.
-
Die im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere kann auf einfache Weise ein Kühlluftstrom durch geeignete Anordnung einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung entsprechender Kühlleitungen im Kraftfahrzeug erreicht werden. Die Öffnungen sind dabei derart positioniert, dass sich zwischen Einlassöffnung und Auslassöffnung während der Fahrt des Fahrzeugs ein Luftdruckunterschied ausbildet, der zu einer Sogwirkung und damit einem Kühlluftstrom führt, ohne dass dieser Strom aktiv, z.B. mittels eines Gebläses, erzeugt werden muss.
-
In einer besonders bevorzugten Variante werden die Einlassöffnung und die Auslassöffnung im gleichen Luftkanal positioniert, wobei durch eine Modifikation des Luftkanals über ein Profilelement der Luftdruckunterschied erzeugt wird. Diese Variante hat den Vorteil, dass das Verschmutzungsrisiko der Kühlluftführung vermindert wird. Dabei wird die Kühlluft quer zur Hauptströmungsrichtung im Luftkanal abgezweigt, so dass schwere Schmutzpartikel, wie z.B. Schnee oder Dreck, die Einlass- und Auslassöffnungen nicht verschmutzen können. Ein der Strömung folgender Feinstaub stellt kein Problem dar, da er die Kühlluftführung am Auslass wieder verlässt.
-
Mit der erfindungsgemäßen Kühlluftführung kann eine ausreichende Kühlung selbst für Scheinwerfer mit Laserdioden erreicht werden. Die Kühleinrichtung ist dabei kostengünstig und robust. Ferner benötigt sie keine elektrische Leistung, da sie rein passiv arbeitet und somit keine aktiven Komponenten, wie z.B. ein Gebläse oder ein Peltier-Element, erforderlich sind.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Scheinwerfer
- 2
- Laserdiode
- 3
- Kühlkörper
- 3a
- Vollkörper
- 3b
- Stifte
- 3c
- Oberseite des Kühlkörpers
- 3d
- Flansch
- 3e
- Lamellen
- 4
- Einlassleitung
- 5
- Auslassleitung
- 6
- Kraftahrzeug
- 7
- Gehäuse
- 7a
- hinterer Gehäuseabschnitt
- 8
- Einlassöffnung
- 9
- Auslassöffnung
- 10
- Luftkanal
- 11
- Seitenwand
- 12
- Profilelement
- 13, 13'
- Ösen
- 14
- Wandabschnitt
- 15
- Innenwölbung
- 16
- Flansch
- 17
- Trennwand
