DE102018114324B4 - Adaptive Scheinwerferanwendung mit einer Lampenbaugruppe mit einem anisotropen Wärmespreizer - Google Patents

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Abstract

Adaptive Scheinwerferanwendung mit einer Lampenbaugruppe (16), umfassend:eine äußere Linse (20), die aus einem transparenten oder transluzenten Material hergestellt ist;ein Lampengehäuse (50), das in Verbindung mit der äußeren Linse (20) einen Lampenhohlraum definiert,eine Projektorbaugruppe (22) mit einer transparenten Projektorlinse, die hinter der äußeren Linse (20) angeordnet ist;eine Lichtquelle (30), die angrenzend zu und teilweise innerhalb der Projektorbaugruppe (22) angeordnet ist und eine Leiterplatte, PCB, (34) aufweist, die mit einer oder mehreren lichtemittierenden Dioden, LEDs, (32) verbunden ist, wobei jede der LEDs (32) konfiguriert ist, um Licht durch die Projektorlinse zu emittieren; undeinen anisotropen Wärmespreizer (37), der mit der Leiterplatte (34) verbunden ist und sich über eine Oberfläche der Leiterplatte (34) hinaus in den Lampenhohlraum erstreckt, um dadurch Wärme von einer LED-Verbindungsstelle der Leiterplatte (34) weg und in Richtung einer vorbestimmten unteren Temperaturzone des Lampenhohlraums zu leiten,wobei der Lampenhohlraum einen ersten Hohlraum (C1) und einen zweiten Hohlraum (C2) definiert,wobei der anisotrope Wärmespreizer (37) mehrere Schenkel (37L) beinhaltet um eine L-förmige Konfiguration zu bilden,wobei sich jeder der Schenkel (37L) in einen der Hohlräume (C1, C2) erstreckt, um die Wärme in eine gewünschte Richtung zu übertragen,wobei der Wärmespreizer (37) schwenkbar ist.

Description

  • EINLEITUNG
  • Elektrische Lampenbaugruppen werden als künstliche Beleuchtungsquellen in einer Vielzahl von mobilen und stationären Systemen eingesetzt. So kann beispielsweise eine Lampenbaugruppe zur Beleuchtung einer Fahrbahn, eines Gebäudes oder eines Arbeitsbereichs oder zur Akzent- oder Arbeitsplatzbeleuchtung konfiguriert werden. Chipmontierte Leuchtdioden (LEDs) werden häufig als verhältnismäßig langlebige und effiziente Lichtquellen in Lampenbaugruppen eingesetzt. In einer LED werden Photonen freigesetzt, wenn die LED durch eine angelegte Spannung bestromt wird. Dieses einzigartige Phänomen tritt als Reaktion auf eine Kombination von freien Elektronen mit positiven „Löchern“ bei oder angrenzend an einen Übergang zwischen positiv und negativ dotierten Halbleitermaterialien auf. Die Temperatur der Verbindung beeinflusst die Lebensdauer der LED. Infolgedessen wird die in den Halbleitermaterialien eines LED-Chips erzeugte Wärme typischerweise über einen großen metallischen oder plastischen Kühlkörper angrenzend an den LED-Chip absorbiert und abgeführt. Bei Anwendungen mit höherer Leistung kann ein elektrischer Lüfter eingesetzt werden, der die Luftzirkulation erleichtert und die Kondensation innerhalb der Lampenbaugruppe reduziert.
  • EP 1 810 348 B1 bezieht sich auf eine Beleuchtungsvorrichtung, die mit einer Lichtquelle versehen ist, die lichtemittierende Elemente enthält, sowie ein Trägerelement mit anisotroper Wärmeleitfähigkeit.
  • US 2010 / 0 103 691 A1 umfasst eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung, die als Lichtquelle verwendet wird, und eine Halterung, die als ein Stützelement verwendet wird, das die lichtemittierende Halbleitervorrichtung trägt, sowie ein wärmeabführendes Element.
  • US 2007 / 0 076 422 A1 umfasst mindestens eine Leuchtdioden-Leistungslichtquelle und andere Mittel, die in der Lage sind, eine oder mehrere Wärmequellen einer solchen Art zu bilden, dass sie die thermische Umgebung der Leuchtdioden-Lichtquelle beeinflussen.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Hierin ist eine adaptive Scheinwerferanwendung mit einer Lampenbaugruppe mit einem anisotropen Wärmeverteiler sowie ein Fahrzeug oder ein anderes System, welches die Lampenbaugruppe beinhaltet, offenbart. Die Lampenbaugruppe, wenn sie wie hierin beschrieben konstruiert ist, soll dazu beitragen, den Bedarf an dem vorstehend beschriebenen elektrischen Lüfter und/oder Kühlkörper zu reduzieren. Um dies zu erreichen, ist die Lampenbaugruppe mit einem passiven anisotropen Wärmespreizer ausgestattet, wobei sich der Begriff „anisotropisch“ auf die Materialeigenschaft bezieht, eine deutlich höhere Wärmeleitfähigkeit über die Längen- und Breitenabmessungen des Wärmespreizers im Verhältnis zur Tiefe oder Dicke des Wärmespreizers aufzuweisen.
  • Der Wärmespreizer kann zunächst als im Wesentlichen flaches/ebenes Materialstück oder -schicht ausgeführt werden, das dann anwendungsspezifisch geschnitten, geformt und/oder konturiert wird, um die Wärme entlang der Länge und Breite des Wärmespreizers von der Lampenbaugruppe weg zu übertragen und dadurch den Wärmefluss zu niedrigeren Temperaturzonen innerhalb der Lampenbaugruppe zu fördern. Die vorliegende Offenbarung hat das übergeordnete Ziel, die Kondensation innerhalb der Lampenbaugruppe, insbesondere auf den Innenflächen einer Linse, zu minimieren oder zu verhindern und gleichzeitig das Gesamtgewicht, die Komplexität und den Energieverbrauch der Lampenbaugruppe zu reduzieren.
  • Die Lampenbaugruppe beinhaltet eine äußere Linse, ein Lampengehäuse, eine Projektorbaugruppe und eine Lichtquelle. Die äußere Linse ist so mit dem Gehäuse verbunden, dass die äußere Linse und das Gehäuse zusammen einen oder mehrere Lampenhohlräume bilden. Die Projektorbaugruppe beinhaltet eine Projektorlinse, die hinter der äußeren Linse, d. h. auf der Rückseite oder in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung der Lichtausbreitung der Lampe positioniert ist. Die Projektorbaugruppe kann auch eine optionale reflektierende Oberfläche beinhalten, die so konfiguriert ist, dass sie einfallendes Licht zur und durch die Projektorlinse reflektiert. Bei anderen Ausführungsformen kann das Licht ohne Reflexion in die Projektorlinse gelenkt werden. Die Lichtquelle befindet sich teilweise innerhalb des Projektors und kann eine Leiterplatte (PCB) beinhalten, die mit einer oder mehreren Leuchtdioden oder LEDs verbunden ist. Die LEDs sind konfiguriert, um das Licht auszusenden, wenn es von einer Batterie oder einer anderen Spannungsversorgung gespeist wird.
  • Die Leiterplatte wird mit dem allgemein vorstehend beschriebenen anisotropen Wärmespreizer verbunden. Der Wärmespreizer ist mit der Leiterplatte verbunden und erstreckt sich über eine Fläche der Leiterplatte hinaus in den bzw. die Lampenhohlräume über einen ausreichenden Abstand, um die Wärme von einer verhältnismäßig hochtemperaturbeständigen LED-Verbindungsstelle der Leiterplatte weg und in eine vorgegebene untere Temperaturzone des Lampenhohlraums zu leiten, d. h. die Zonentemperatur ist wesentlich niedriger als die der LED-Verbindungsstelle.
  • Der anisotrope Wärmespreizer kann zunächst als flexible Platte aus einem polykristallinen Material, z. B. polykristallinem Graphit oder Diamant, vor der Formgebung in die Lampenbaugruppe eingebracht werden. Die Platte kann als gewünschte anisotrope Eigenschaften eine Wärmeleitfähigkeit in der Ebene von mehr als 650 oder 700 Watt pro Meter-Kelvin (W/mK) aufweisen, wobei sich „auf gleicher Ebene“ auf eine Ebene bezieht, die durch die Länge und Breite oder die X- und Y-Abmessungen des Wärmespreizers am Beispiel eines kartesischen XYZ-Koordinatensystems definiert ist. Der Wärmespreizer kann durch seine Dicke (entlang seiner Z-Achse) eine deutlich geringere Wärmeleitfähigkeit aufweisen, z. B. 1 % bis 10 % der Wärmeleitfähigkeit in den X- und Y-/Längen-, Breitenabmessungen. Die Dicke des Wärmespreizers kann je nach Verwendungszweck variieren, wobei ein exemplarischer Dickenbereich von 80-120 Mikrometern (µm) in bestimmten repräsentativen Scheinwerfer-Ausführungsformen sinnvoll ist.
  • Die Lampenbaugruppe kann in bestimmten Ausführungsformen durch das Fehlen eines elektronischen Lüfters gekennzeichnet sein, der zur Förderung des Luftstroms und zur Reduzierung der Kondensation verwendet wird. Ebenso kann die Lampenbaugruppe optional durch das Fehlen eines strahlenden Metall- oder Kunststoffkühlkörpers gekennzeichnet sein, obwohl andere Ausführungsformen einen Lüfter und/oder Kühlkörper mit reduzierter Größe oder Masse beinhalten können.
  • Die Lampenbaugruppe kann mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden werden, beispielsweise mit einem vorderen oder hinteren Ende eines Kraftfahrzeugs in einer exemplarischen Fahrzeugscheinwerfer- oder Rücklichtanwendung. Andere Fahrzeug- oder Nicht-Fahrzeugbeleuchtungsanwendungen können von der vorliegenden Offenbarung profitieren, einschließlich Außenbeleuchtungsanwendungen, bei denen ein relativ hoher Temperaturgradient zwischen der Außenseite und der Innenseite der Lampenbaugruppe besteht oder bei welchen die Umgebungsbedingungen dazu neigen, unerwünschte Kondensation innerhalb der Lampenbaugruppe zu fördern.
  • Des Weiteren ist ein Fahrzeug offenbart, das gemäß einer exemplarischen Ausführungsform eine Fahrzeugkarosserie mit Front- und Heckpartie sowie die vorstehend genannte Lampenbaugruppe beinhaltet. Die Lampenbaugruppe in dieser Ausführungsform ist mit der Fahrzeugkarosserie am vorderen oder hinteren Ende verbunden.
  • Eine Lampenbaugruppe gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform beinhaltet eine äußere Linse aus einem transparenten oder transluzenten Material und ein Lampengehäuse, das zum Verbinden mit einem vorderen Ende einer Fahrzeugkarosserie konfiguriert ist, wobei das Lampengehäuse in Verbindung mit der äußeren Linse Lampenhohlräume definiert. Die Lampenbaugruppe beinhaltet auch eine Projektorbaugruppe mit einer transparenten Projektorlinse, die hinter der äußeren Linse positioniert ist, und einer reflektierenden Oberfläche, die konfiguriert ist, um das emittierte Licht durch die Projektorlinse zu reflektieren. Eine Lichtquelle ist angrenzend und teilweise innerhalb der Projektorbaugruppe positioniert und weist eine Leiterplatte auf, die mit einer oder mehreren LEDs verbunden ist.
  • Der anisotrope Wärmespreizer in dieser Ausführungsform kann aus polykristallinem Graphit hergestellt sein und weist eine Vielzahl von Schenkeln auf, die sich über eine Oberfläche der Leiterplatte und in jeden der Lampenhohlräume erstrecken. Der Wärmespreizer ist konfiguriert, um die Wärme von einem LED-Anschluss der Leiterplatte weg und in Richtung einer vorbestimmten unteren Temperaturzone des Lampenhohlraums zu leiten, insbesondere entlang der Länge und Breite des Wärmespreizers. Der Wärmespreizer weist ferner eine Wärmeleitfähigkeit in der Ebene von mehr als 650 oder 700 W/mK und eine Wärmeleitfähigkeit von 1 % bis 10 % der Wärmeleitfähigkeit in der Ebene durch eine Dicke des Wärmespreizers auf. Die Dicke reicht in dieser Ausführungsform von 80 bis 120 µm.
  • Die vorstehend genannten Funktionen und Vorteile sowie andere Funktionen und Vorteile der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bestmöglichen praktischen Umsetzung der dargestellten Offenbarung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen hervor.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines exemplarischen Fahrzeugs, das eine Lampenbaugruppe mit einem anisotropen Wärmespreizer aufweist, wie hierin offenbart.
    • 2 ist eine schematische Seitenansicht einer exemplarischen Lampenbaugruppe gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 3 ist eine schematische Vorderansicht der Lampenbaugruppe von 2.
    • 4 ist eine schematische Draufsicht eines exemplarischen T-förmigen anisotropen Wärmespreizers, der in einigen Ausführungsformen der Lampenbaugruppe von 2 verwendet werden kann.
  • Die vorliegende Offenbarung ist anfällig für verschiedene Änderungen und alternative Formen. Einige repräsentative Ausführungsformen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden hierin ausführlich beschrieben. Allerdings sind die neuartigen Aspekte dieser Offenbarung nicht auf die in den verschiedenen Zeichnungen veranschaulichten besonderen Formen beschränkt. Vielmehr zielt die Offenbarung darauf ab, Änderungen, Äquivalente, Kombinationen und Alternativen abzudecken, die dem Erfindungsgedanken und dem Umfang der Offenbarung entsprechen, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert sind.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleichen oder ähnlichen Komponenten in den verschiedenen Figuren entsprechen, wird ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 10 in 1 dargestellt. Das Fahrzeug 10 beinhaltet eine Fahrzeugkarosserie 12 und eine Motorhaube 13. Das Fahrzeug 10 beinhaltet auch eine gemäß der vorliegenden Offenbarung konfigurierte Lampenbaugruppe 16. Die Lampenbaugruppe 16 weist eine äußere Linse 20 auf, die eine Projektorbaugruppe 22 umgibt oder abdeckt, wie im Folgenden in Bezug auf die 2-4 weiter beschrieben wird.
  • In dem nicht einschränkenden Beispiel der Scheinwerferanwendung von 1 kann die Lampenbaugruppe 16 angrenzend an die Motorhaube 13 und eine Blende 14 des Fahrzeugs 10 positioniert und so ausgerichtet werden, dass sie eine Fahrbahnoberfläche 15 ausleuchtet. Alternativ kann die Lampenbaugruppe 16 auch an anderen Stellen am oder im Fahrzeug 10 verwendet werden, beispielsweise in einer Rückleuchtenbaugruppe 26 mit Brems- oder Rückfahranzeigefunktionen.
  • Obwohl 1 eine Automobilanwendung der Lampenbaugruppe 16 veranschaulicht, ist die hierin beschriebene Lampenbaugruppe 16 nicht auf mobile Anwendungen im Allgemeinen oder Kfz-Anwendungen im Besonderen beschränkt. Andere stationäre oder mobile Systeme können von der Verwendung der Lampenbaugruppe 16 profitieren, wenn die Lampenbaugruppe 16 richtig skaliert und für den Einsatz in einer bestimmten Beleuchtungsanwendung konfiguriert ist. Als Beispiel und nicht als Einschränkung kann die Lampenbaugruppe 16 in verschiedenen ein- oder mehrfunktionalen Beleuchtungsanwendungen eingesetzt werden, wie beispielsweise in der Objekt- oder Wohnraumbeleuchtung, in der Display- oder Gerätebeleuchtung, der Akzentbeleuchtung, der Arbeitsplatzbeleuchtung oder anderen Anwendungen.
  • 2 ist eine schematische Seitenansicht der Lampenbaugruppe 16 von 1. Die Lampenbaugruppe 16 beinhaltet eine Lichtquelle 30, die automatisch oder manuell aktiviert wird, z. B. als Reaktion auf erkannte Umgebungslichtwerte oder Auswahl einer Beleuchtungsfunktion. Bei Aktivierung emittiert die Lichtquelle 30 sichtbares Licht (Pfeile L). Das emittierte sichtbare Licht (Pfeile L) wird wiederum durch die äußere Linse 20 der Lampenbaugruppe 16 und auf eine Fläche, wie zum Beispiel die Fahrbahnoberfläche 15 von 1, gerichtet.
  • Zu diesem Zweck ist die Projektorbaugruppe 22 mit einer Projektorlinse 22L ausgestattet, die sich hinter der äußeren Linse 20 befindet. Die Projektorbaugruppe 22 kann auch einen optionalen Reflektor 22R mit einer internen Reflexionsfläche 22RS beinhalten, die konfiguriert ist, um das einfallende Licht (Pfeile L) zur Projektorbaugruppe 22 und durch die äußere Linse 20 zu reflektieren. Die reflektierende Oberfläche 22RS kann lackiert, poliert, beschichtet oder anderweitig mit einer hochreflektierenden Chrom- oder spiegelnden Oberfläche versehen werden. Der Reflektor 22R kann verschraubt oder anderweitig an der Projektorlinse 22L befestigt werden, z. B. mittels eines Projektorrings 22R oder anderer geeigneter Hardware. In anderen möglichen Ausführungsformen kann das einfallende Licht (Pfeile L) ohne Reflexion durch die Projektorlinse 22L gelenkt werden, insbesondere bei Verwendung von hochintensiven Kompaktkonfigurationen der Lichtquelle 30.
  • Die Projektorlinse 22L befindet sich in einem Abstand D von und hinter einer Innenfläche 23 der äußeren Linse 20. Die Lichtquelle 30 befindet sich angrenzend an und/oder teilweise innerhalb des Projektorgehäuses 22, sodass das emittierte einfallende Licht (Pfeile L) in das Projektorgehäuse 22 eindringen kann. In Ausführungsformen, in denen der Reflektor 22R verwendet wird, würde das emittierte Licht (Pfeile L) zunächst von der reflektierenden Oberfläche 22RS reflektiert. Die äußere Linse 20, die aus einem transparenten oder transluzenten Material, wie beispielsweise gegossenem Kunststoff oder Acryl, bestehen kann, definiert einen ersten Hohlraum C1 hinter der äußeren Linse 20, und zwar in Verbindung mit einem Lampengehäuse 50, von dem nur ein Teil in 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit veranschaulicht wird. Andere Beleuchtungskomponenten, die in 2 weggelassen wurden, können im ersten Hohlraum C1 untergebracht werden, wie beispielsweise elektrische Leitungen, Steckverbinder, Kühlkörper, elektrische Lüfter oder Glühlampen.
  • Die Lichtquelle 30 kann eine Leiterplatte (PCB) 34 mit den primären Oberflächen 35 und 36 beinhalten. Die Oberfläche 35 ist elektrisch mit einer oder mehreren LEDs 32 in der dargestellten Ausführungsform verbunden, wobei die Leiterplatte 34 eine elektronische Steuerplatine bildet, die den Betrieb der LEDs 32 regelt. Die LEDs 32 und die Leiterplatte 34 bilden zusammen einen LED-Chip oder eine Leiterplattenbaugruppe, wobei Anzahl, Anordnung und Farbe der LEDs 32 je nach gewünschter Beleuchtungsanwendung variieren.
  • Die Lichtquelle 30 wird an den vorstehend erwähnten anisotropen Wärmespreizer 37 angeschlossen. Der Wärmespreizer 37 kann vor dem Einbau in die Lampenbaugruppe 16 eine allgemein ebene Struktur sein, die dann so gebogen, geformt und/oder konturiert wird, dass die Wärme von einer Hochtemperatur-LED-Verbindungsstelle J32 in eine oder mehrere niedrigere Temperaturzonen des Hohlraums C1 geleitet wird, wie beispielsweise eine exemplarische Kaltzone Zc. Der Wärmespreizer 37 kann als flexible Platte aus polykristallinem Graphit, Diamant oder anderem geeigneten Material mit den gewünschten anwendungsspezifischen anisotropen Eigenschaften hergestellt werden.
  • Da der Wärmespreizer 37 anisotropisch ist, weist er über seine Länge und Breite eine deutlich höhere relative Wärmeleitfähigkeit auf als seine Exponate durch seine Dicke oder Tiefe. Es kann es beispielsweise wünschenswert sein, eine Wärmeleitfähigkeit in der Ebene (XY) von mehr als 650 oder 700 Watt pro Meter-Kelvin (W/mK) zu erreichen, d. h. entlang der Länge und Breite oder X- und Y-Achse am Beispiel eines kartesischen XYZ-Koordinatensystems. Der Wärmespreizer 37 kann durch seine Dicke oder entlang seiner Z-Achse eine Wärmeleitfähigkeit von zum Beispiel 1 % bis 10 % der Wärmeleitfähigkeit in Planar-/X- und Y-Richtung aufweisen. Die Abmessungen des Wärmespreizers 37 können je nach Verwendungszweck variieren, wobei ein Dickenbereich von 80-120 µm repräsentativ für einen sinnvollen exemplarischen Bereich für bestimmte Ausführungsformen ist. Die anisotropen Eigenschaften des Wärmespreizers 37 werden genutzt, um die Wärme von der LED-Verbindungsstelle J32 der 1 entlang der Länge und Breite des Wärmespreizers 37 in die vorgesehene Kaltzone ZC oder andere Bereiche mit niedrigerer Temperatur der Lampenbaugruppe 16 zu leiten, wodurch die Luftzirkulation gefördert, Kondensation auf der Innenfläche 23 der Außenlinse 22 vermieden und der Energieverbrauch reduziert wird.
  • Um sicherzustellen, dass die von der LED-Verbindungsstelle J32 ausgehende Wärme effizient über den anisotropen Wärmespreizer 37 übertragen wird, kann eine Oberseite 40 des Wärmespreizers 37 mit der Unterseite 36 der Leiterplatte 34 über eine Länge L1 der Leiterplatte 30 in kontinuierlichen Kontakt gebracht werden. Um einen derartigen kontinuierlichen Kontakt zu gewährleisten, können verschiedene Ansätze gewählt werden, z. B. hitzebeständige Klebstoffe, Klammern oder Klemmen. Der Wärmespreizer 37 erstreckt sich über die Oberfläche der Leiterplatte 34 hinaus bis in den ersten Hohlraum C1 und in die Kaltzone ZC sodass die Wärme auf vorbestimmte untere Temperaturbereiche zwischen der äußeren Linse 20 und der Projektorlinse 22L fließt, wobei dieser Wärmestrom durch die Pfeile H in 2 schematisch dargestellt wird. Um den gewünschten Wärmefluss zu ermöglichen, kann der Wärmespreizer 37 eine Gesamtlänge L2 aufweisen, die über die Länge L1 der Leiterplatte 34 hinausgeht, wobei der Wärmespreizer 37 physikalisch in die Kaltzone Z1 oder andere Tieftemperaturzonen innerhalb des ersten Hohlraums C1 geführt wird.
  • 3 verdeutlicht schematisch eine Vorderansicht der exemplarischen Lampenbaugruppe 16 aus 2, da die Lampenbaugruppe 16 nach dem Abnehmen der äußeren Linse 20 (nicht dargestellt) und dem Entfernen aus dem Lampengehäuse 50 zu sehen ist. Das Gehäuse 50 kann einen undurchsichtigen hinteren Abschnitt einer schalenförmigen Konfiguration der Lampenbaugruppe 16 bilden und so zur strukturellen Unterstützung und Abdichtung der Lampenbaugruppe 16 beitragen. Die weggelassene äußere Linse 20 kann an einem Außenumfang des Gehäuses 50 einrasten, wie es in der Technik bekannt ist. Die äußere Linse 20 kann in Verbindung mit dem Gehäuse 50 mehr als einen Hohlraum definieren. So kann beispielsweise zusätzlich zum ersten Hohlraum C1 vor der Projektorlinse 22L, wie in 1 dargestellt, ein zweiter Hohlraum C2 angrenzend an die Projektorlinse 22L definiert werden. Der zweite Hohlraum C2 kann elektrische Anschlüsse, Drähte, Reflektoren oder andere Beleuchtungskomponenten aufnehmen, die alle aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen werden, oder der zweite Hohlraum C2 kann leer sein.
  • Der erfindungsgemäße anisotrope Wärmespreizer 37 beinhaltet mehrere Schenkel 37L, die orthogonal zueinander angeordnet sind, um eine L-förmige Konfiguration zu bilden, wobei sich jeder Schenkel 37L in einem ausreichenden Abstand in einen der Hohlräume C1 und C2 erstreckt, um die Wärme auf die gewünschte Wirkung zu übertragen. Der Wärmespreizer 37 kann an der Projektorbaugruppe 22 über einen Projektorrahmen 27, z. B. einen Bügel oder eine andere Tragkonstruktion, befestigt werden. Die Projektorlinse 22L oder die gesamte Projektorbaugruppe 22 kann als Reaktion auf ein Lenkeingangssignal, d. h. in einer adaptiven Scheinwerferanwendung, drehen oder schwenken. Der Wärmespreizer 37 ist erfindungsgemäß schwenkbar, ist, was ein hohes Maß an Nachgiebigkeit oder Flexibilität sowie eine sichere Befestigung an beweglichen Teilen der Projektorbaugruppe 22 erfordert.
  • Wie in 4 dargestellt, kann die erfindungsgemäße L-förmige Konfiguration von 3 so modifiziert werden, dass sie sich in mehr als die beiden Hohlräume C1 und C2 erstreckt. So kann beispielsweise der anisotrope Wärmespreizer 27 eine T-Form in der Draufsicht wie dargestellt aufweisen oder andere Formen, die nicht dargestellt sind, wobei die besondere Form durch die Konfiguration der Lampenbaugruppe 16 vorgegeben ist. Bei allen Ausführungsformen begrenzt eine Überlappungszone Zo die Überlappungsfläche des Wärmespreizers 37 und die LED-Verbindungsstelle J32 von 2, an die der Wärmespreizer 37 geklemmt, geklebt oder anderweitig befestigt wird.
  • Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Offenbarung, während der Umfang der Offenbarung jedoch einzig und allein durch die Patentansprüche definiert wird. Während einige der besten Modi und andere Ausführungsformen zur Umsetzung der beanspruchten Lehren im Detail beschrieben werden, können verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen zur Umsetzung der Offenbarung existieren, die in den hinzugefügten Ansprüchen definiert sind.

Claims (10)

  1. Adaptive Scheinwerferanwendung mit einer Lampenbaugruppe (16), umfassend: eine äußere Linse (20), die aus einem transparenten oder transluzenten Material hergestellt ist; ein Lampengehäuse (50), das in Verbindung mit der äußeren Linse (20) einen Lampenhohlraum definiert, eine Projektorbaugruppe (22) mit einer transparenten Projektorlinse, die hinter der äußeren Linse (20) angeordnet ist; eine Lichtquelle (30), die angrenzend zu und teilweise innerhalb der Projektorbaugruppe (22) angeordnet ist und eine Leiterplatte, PCB, (34) aufweist, die mit einer oder mehreren lichtemittierenden Dioden, LEDs, (32) verbunden ist, wobei jede der LEDs (32) konfiguriert ist, um Licht durch die Projektorlinse zu emittieren; und einen anisotropen Wärmespreizer (37), der mit der Leiterplatte (34) verbunden ist und sich über eine Oberfläche der Leiterplatte (34) hinaus in den Lampenhohlraum erstreckt, um dadurch Wärme von einer LED-Verbindungsstelle der Leiterplatte (34) weg und in Richtung einer vorbestimmten unteren Temperaturzone des Lampenhohlraums zu leiten, wobei der Lampenhohlraum einen ersten Hohlraum (C1) und einen zweiten Hohlraum (C2) definiert, wobei der anisotrope Wärmespreizer (37) mehrere Schenkel (37L) beinhaltet um eine L-förmige Konfiguration zu bilden, wobei sich jeder der Schenkel (37L) in einen der Hohlräume (C1, C2) erstreckt, um die Wärme in eine gewünschte Richtung zu übertragen, wobei der Wärmespreizer (37) schwenkbar ist.
  2. Adaptive Scheinwerferanwendung nach Anspruch 1, worin die Projektorbaugruppe (22) eine reflektierende Oberfläche aufweist, die konfiguriert ist, um das emittierte Licht durch die Projektorlinse zu reflektieren.
  3. Adaptive Scheinwerferanwendung nach Anspruch 1, worin der anisotrope Wärmespreizer (37) aus einem polykristallinen Material hergestellt ist.
  4. Adaptive Scheinwerferanwendung nach Anspruch 3, worin das polykristalline Material polykristalliner Graphit ist.
  5. Adaptive Scheinwerferanwendung nach Anspruch 4, worin der polykristalline Graphit eine Wärmeleitfähigkeit in der Ebene von mehr als 650 Watt pro Meter-Kelvin (W/mK) und eine Wärmeleitfähigkeit durch eine Dicke des Wärmespreizers (37) von 1 % bis 10 % der Wärmeleitfähigkeit in der Ebene aufweist.
  6. Adaptive Scheinwerferanwendung nach Anspruch 5, worin die Dicke des Wärmespreizers (37) von 80 Mikrometer (µm) bis 120 Mikrometer (µm) reicht.
  7. Adaptive Scheinwerferanwendung nach Anspruch 1, worin die Lampenbaugruppe (16) durch das Fehlen eines elektronischen Lüfters gekennzeichnet ist.
  8. Adaptive Scheinwerferanwendung nach Anspruch 1, worin die Lampenbaugruppe (16) durch das Fehlen eines Kühlkörpers gekennzeichnet ist.
  9. Adaptive Scheinwerferanwendung nach Anspruch 1, worin das Lampengehäuse (50) zum Verbinden mit einem vorderen oder hinteren Ende einer Fahrzeugkarosserie konfiguriert ist.
  10. Adaptive Scheinwerferanwendung nach Anspruch 9, worin die Lampenbaugruppe (16) eine Scheinwerferbaugruppe ist und das Lampengehäuse (50) zum Verbinden mit dem vorderen Ende der Fahrzeugkarosserie konfiguriert ist.
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