DE102019111449A1 - Headlight housing and headlight - Google Patents

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DE102019111449A1
DE102019111449A1 DE102019111449.7A DE102019111449A DE102019111449A1 DE 102019111449 A1 DE102019111449 A1 DE 102019111449A1 DE 102019111449 A DE102019111449 A DE 102019111449A DE 102019111449 A1 DE102019111449 A1 DE 102019111449A1
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Inventor
Roman Katscha
Florian Lechler
Klaus Matauschek
Viktor Stoyanov
Martin Metha Waga
Philipp Nikoleizig
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Hella GmbH and Co KGaA
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Hella GmbH and Co KGaA
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/0088—Details of electrical connections
    • B60Q1/0094—Arrangement of electronic circuits separated from the light source, e.g. mounting of housings for starter circuits for discharge lamps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S45/00—Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
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    • F21S45/40—Cooling of lighting devices
    • F21S45/47—Passive cooling, e.g. using fins, thermal conductive elements or openings
    • F21S45/48—Passive cooling, e.g. using fins, thermal conductive elements or openings with means for conducting heat from the inside to the outside of the lighting devices, e.g. with fins on the outer surface of the lighting device

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Scheinwerfergehäuse (100) eines Scheinwerfers für ein Fahrzeug zur Aufnahme von Lichtmodulen, wobei das Scheinwerfergehäuse (100) wenigstens einen ersten Flächenabschnitt (1) und wenigstens einen zweiten Flächenabschnitt (2) umfasst, wobei der erste Flächenabschnitt (1) aus Metall ausgebildet ist und der zweite Flächenabschnitt (2) aus Kunststoff ausgebildet ist.The invention relates to a headlight housing (100) of a headlight for a vehicle for receiving light modules, the headlight housing (100) comprising at least one first surface section (1) and at least one second surface section (2), the first surface section (1) being made of metal is formed and the second surface section (2) is formed from plastic.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Scheinwerfergehäuse eines Scheinwerfers für ein Fahrzeug zur Aufnahme von Lichtmodulen sowie einen Scheinwerfer mit einem derartigen Scheinwerfergehäuse.The present invention relates to a headlight housing of a headlight for a vehicle for receiving light modules and a headlight with such a headlight housing.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Scheinwerfergehäuse von Scheinwerfern für Kraftfahrzeuge sind für die Aufnahme von Lichtmodulen ausgebildet. Das Scheinwerfergehäuse übernimmt dabei eine Schutzfunktion für die in seinem Inneren aufgenommenen Lichtmodule und liefert zudem auch einen beträchtlichen Beitrag zur mechanischen Stabilität des gesamten Scheinwerfers. Als problematisch ist im Fahrbetrieb auftretender thermomechanischer Verzug des Scheinwerfergehäuses anzusehen, welcher einerseits durch wechselnde Außenlufttemperaturen des Fahrzeugs hervorgerufen werden kann, insbesondere aber durch die Betriebswärme der im Scheinwerfergehäuse aufgenommenen Lichtmodule. Nach Durchlaufen einer Mehrzahl von thermischen Wechsellastfällen kann irreversibler Verzug des Gehäuses auftreten, welcher insbesondere auch eine Verlagerung der Hell-Dunkel-Grenze des auf die Straße projizierten Lichtkegels bedingen kann, wodurch die Funktionalität des Scheinwerfers gegebenenfalls nicht mehr mit gesetzlichen oder industriellen Vorgaben konform ist.Headlight housings of headlights for motor vehicles are designed to accommodate light modules. The headlight housing assumes a protective function for the light modules accommodated in its interior and also makes a considerable contribution to the mechanical stability of the entire headlight. Thermomechanical distortion of the headlight housing occurring during driving is problematic, which can be caused on the one hand by changing outside air temperatures of the vehicle, but in particular by the operating heat of the light modules accommodated in the headlight housing. After passing through a number of thermal alternating load cases, irreversible distortion of the housing can occur, which in particular can also cause a shift in the cut-off line of the light cone projected onto the street, as a result of which the functionality of the headlight may no longer comply with legal or industrial requirements.

Im Stand der Technik werden Scheinwerfergehäuse aus polymeren Kunststoffen gefertigt, denen insbesondere noch funktionale Füllstoffe zur Verbesserung Ihrer mechanischen Eigenschaften zugesetzt werden. Die DE 198 20 420 A1 offenbart ein Gehäuse für einen Scheinwerfer, das mindestens einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aufweist, wobei der erste Bereich eine Gerüststruktur mit einem ersten Elastizitätsmodul und einer ersten Wärmeformbeständigkeit und der zweite Bereich eine Füllstruktur mit einem zweiten Elastizitätsmodul, das geringer ist, als das erste Elastizitätsmodul, und einer zweiten Wärmeformbeständigkeit, die geringer ist als die erste Wärmeformbeständigkeit, darstellt. Der erste Bereich stellt somit eine Art Skelett dar, das von dem zweiten Bereich umgeben oder ausgefüllt wird. Es wird in der DE 198 20 420 A1 insbesondere gelehrt, den ersten Bereich aus einem Glasfaserverstärkten und mit Hitzestabilisatoren versehenen Kunststoff zu fertigen, welcher bevorzugt ein Elastizitätsmodul von bis zu 12 GPa und eine Wärmeformbeständigkeit (HDT/A 1,8 MPa) bis 220°C aufweist.In the prior art, headlight housings are made from polymeric plastics, to which, in particular, functional fillers are added to improve their mechanical properties. The DE 198 20 420 A1 discloses a housing for a headlight having at least a first area and a second area, the first area having a framework structure with a first modulus of elasticity and a first heat resistance and the second area having a filling structure with a second modulus of elasticity that is lower than the first Modulus of elasticity, and a second heat resistance, which is lower than the first heat resistance. The first area thus represents a type of skeleton that is surrounded or filled in by the second area. It will be in the DE 198 20 420 A1 In particular, taught to manufacture the first area from a glass fiber reinforced plastic provided with heat stabilizers, which preferably has a modulus of elasticity of up to 12 GPa and a heat resistance (HDT / A 1.8 MPa) up to 220 ° C.

In moderner Bauweise werden einerseits die Scheinwerfergehäuse aus designerischen Gründen immer kleiner dimensioniert, zudem erhöhen sich die Lichtleistung und damit die thermische Verlustleistung der eingesetzten Lichtmodule zunehmend, sodass eine ausreichende Wärmeabfuhr aus dem Gehäuseinneren und tolerabel niedrige thermomechanische Verzugsniveaus mit Scheinwerfergehäusen nach dem Stand der Technik nur noch schwerlich zu gewährleisten sind bzw. nur mehr unter starken Einschränkungen hinsichtlich der designerischen Ausgestaltung.In modern construction, on the one hand, the headlight housings are made smaller and smaller for design reasons, and the light output and thus the thermal power loss of the light modules used increase increasingly so that sufficient heat dissipation from the interior of the housing and tolerably low thermomechanical warpage levels with headlight housings according to the state of the art are only possible are difficult to guarantee or only with severe restrictions in terms of design.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Weiterbildung eines Scheinwerfergehäuses vorzuschlagen, welche die vorgenannten Nachteile von Gehäusen nach dem Stand der Technik überwindet und insbesondere intrinsisch hohe thermomechanische Stabilität und Beständigkeit bietet.It is therefore the object of the present invention to propose a further development of a headlight housing which overcomes the aforementioned disadvantages of housings according to the prior art and in particular offers intrinsically high thermomechanical stability and resistance.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Scheinwerfergehäuse gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved on the basis of a headlight housing according to the preamble of claim 1 in conjunction with the characterizing features. Advantageous further developments of the invention are given in the dependent claims.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Scheinwerfergehäuse wenigstens einen ersten Flächenabschnitt und wenigstens einen zweiten Flächenabschnitt umfasst, wobei der erste Flächenabschnitt aus Metall ausgebildet ist und der zweite Flächenabschnitt aus Kunststoff ausgebildet ist.The invention includes the technical teaching that the headlight housing comprises at least one first surface section and at least one second surface section, the first surface section being made of metal and the second surface section being made of plastic.

Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, die im Vergleich zu funktionalen Kunststoffen höhere Steifigkeit und höhere Temperaturwechselbeständigkeit von Metallen zu nutzen, um die höchstbelasteten Bereiche des Scheinwerfergehäuses entscheidend zu verstärken. Um eine ausreichende Versteifung des Gehäuses zu realisieren, wird insbesondere vorgeschlagen, signifikante Anteile der Gehäusefläche aus Metall zu fertigen, so dass der erste Flächenabschnitt eine Stützstruktur und der zweite Flächenabschnitt eine Abdeckstruktur bilden. Neben den überlegenen thermomechanischen Eigenschaften ist auch die gegenüber den im Stand der Technik verwendeten Kunststoffen höhere Wärmeleitfähigkeit von Metallen von Nutzen, da somit eine verbesserte Wärmeabfuhr aus dem Inneren des Scheinwerfergehäuses erzielt werden kann.The invention is based on the idea of using the higher rigidity and higher thermal shock resistance of metals compared to functional plastics in order to decisively reinforce the areas of the headlight housing that are subject to the highest loads. In order to achieve sufficient stiffening of the housing, it is proposed in particular to manufacture significant portions of the housing surface from metal, so that the first surface section forms a support structure and the second surface section a cover structure. In addition to the superior thermomechanical properties, the higher thermal conductivity of metals compared to the plastics used in the prior art is also useful, since this allows improved heat dissipation from the interior of the headlight housing to be achieved.

In vorteilhafter Ausführungsform des erfindungsgemäßen Scheinwerfergehäuses umfasst der erste Flächenabschnitt Aufnahmeelemente zur Verbindung mit den Lichtmodulen. Durch die unmittelbare Anbindung der Lichtmodule an den steifen und verzugsarmen ersten Flächenabschnitt wird gewährleistet, dass die Position der Lichtmodule und somit der auf die Fahrbahn projizierte Lichtkegel nur minimaler Verlagerung der Hell-Dunkel-Grenze durch thermische Ausdehnung unterliegen. Des Weiteren weisen die Aufnahmeelemente vorteilhaft Gleitführungen auf, welche zur Aufnahme der Lichtmodule ausgebildet sind. Die Gleitführungen erleichtern einerseits die Montage der Lichtmodule, dienen insbesondere aber der Abstützung von Drehmomenten und Kräften, die durch Vibrationsbelastung verursacht werden, welche teilweise auch beim Verkippen und Verschwenken der Lichtmodule im Scheinwerferbetrieb auftreten.In an advantageous embodiment of the headlight housing according to the invention, the first surface section comprises receiving elements for connection to the light modules. The direct connection of the light modules to the stiff and low-distortion first surface section ensures that the position of the light modules and thus the light cone projected onto the roadway are subject to only a minimal shift of the cut-off line due to thermal expansion. Furthermore the receiving elements advantageously have sliding guides which are designed for receiving the light modules. On the one hand, the sliding guides facilitate the assembly of the light modules, but in particular serve to support torques and forces that are caused by vibration loads, which sometimes also occur when the light modules are tilted and swiveled during headlamp operation.

Vorzugsweise umfasst der erste Flächenabschnitt des Weiteren Anbindungselemente zur Verbindung mit einem fahrzeugseitigen Aufnahmerahmen, insbesondere als Bestandteil eines Frontendmoduls. Der Aufnahmerahmen dient fahrzeugseitig der Aufnahme des Scheinwerfergehäuses und die Anbindung über den metallischen erste Flächenabschnitt sorgt für einen verzugsarmen Sitz des Scheinwerfergehäuses. The first surface section preferably also comprises connection elements for connection to a vehicle-side receiving frame, in particular as part of a front-end module. The mounting frame serves to receive the headlight housing on the vehicle side and the connection via the metallic first surface section ensures that the headlight housing is seated with little distortion.

Vorteilhaft sind der erste Flächenabschnitt und der zweite Flächenabschnitt formschlüssig und/oder stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden. Es können beispielsweise Schweiß- oder Löttechniken oder ein Klebstoff zum stoffschlüssigen Verbinden verwendet werden. Es können auch abschnittsweise unterschiedliche Verbindungsarten zum Einsatz kommen, beispielsweise ein einseitiges formschlüssiges Einrasten der beiden Flächenabschnitte in Kombination mit einer Verklebung oder Verschraubung auf einer gegenüberliegenden Kontaktfläche zwischen den Verbindungspartnern. Ungeachtet der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Stützabschnitt und Abdeckabschnitt muss die Verbindung jedenfalls eine ausreichende Tragfähigkeit sowie Dichtheit gegen das Eindringen externer Medien, beispielsweise Schmutzwasser, Staub oder Reinigungsmittel, sicherstellen.The first surface section and the second surface section are advantageously connected to one another in a form-fitting and / or materially and / or force-fittingly. For example, welding or soldering techniques or an adhesive can be used for the integral connection. Different types of connection can also be used in sections, for example a one-sided positive locking of the two surface sections in combination with an adhesive or screw connection on an opposite contact surface between the connection partners. Regardless of the different coefficients of thermal expansion of the support section and cover section, the connection must in any case ensure sufficient load-bearing capacity and tightness against the ingress of external media, for example dirty water, dust or cleaning agents.

Insbesondere sind der erste Flächenabschnitt und der zweite Flächenabschnitt vorteilhaft wenigstens abschnittsweise mittels einer Fügeverbindung miteinander verbunden sind, wobei die Fügeverbindung wenigstens mittels der folgenden Verfahrensschritte aufgebaut ist:

  • - Erzeugen einer Mikrostruktur in einer Fügefläche des ersten Flächenabschnitts, wobei die Mikrostruktur mit Bezug auf die Fügefläche Hinterschneidungen aufweist,
  • - Aufbringen eines Klebstoffs oder eines Haftvermittlers auf eine komplementäre Fügefläche des zweiten Flächenabschnitts oder Plasmaaktivierung einer komplementären Fügefläche des zweiten Flächenabschnitts,
  • - Aufeinanderpressen des ersten Flächenabschnitts und des zweiten Flächenabschnitts unter Bildung einer Fügeverbindung zwischen den Fügeflächen.
In particular, the first surface section and the second surface section are advantageously connected to one another at least in sections by means of a joint connection, the joint connection being established at least by means of the following method steps:
  • - generating a microstructure in a joining surface of the first surface section, the microstructure having undercuts with respect to the joining surface,
  • Application of an adhesive or an adhesion promoter to a complementary joining surface of the second surface section or plasma activation of a complementary joining surface of the second surface section,
  • - Pressing the first surface section and the second surface section together with the formation of a joint between the joining surfaces.

Alternativ werden nach dem Erzeugen der Mikrostruktur in der Fügefläche des ersten Flächenabschnitts die folgenden Verfahrensschritte zum Aufbau der Fügeverbindungdurchgeführt:

  • - Erweichen des Kunststoffmaterials des zweiten Flächenabschnitts in einem oberflächennahen Bereich der komplementären Fügefläche mittels einer Wärmeeinbringung,
  • - Aufeinanderpressen des ersten Flächenabschnitts und des zweiten Flächenabschnitts, derart, dass ein Teil des erweichten Kunststoffmaterials in die Hinterschneidungen der Mikrostruktur eindringt, und
  • - Erkalten des Kunststoffmaterials des zweiten Flächenabschnitts unter Bildung einer erneuten Festigkeit des erweichten Kunststoffmaterials des zweiten Flächenabschnitts.
Alternatively, after the microstructure has been created in the joining surface of the first surface section, the following process steps are carried out to establish the joining connection:
  • - Softening of the plastic material of the second surface section in a near-surface area of the complementary joining surface by means of the introduction of heat,
  • Pressing the first surface section and the second surface section together in such a way that part of the softened plastic material penetrates into the undercuts of the microstructure, and
  • - Cooling of the plastic material of the second surface section with the formation of renewed strength of the softened plastic material of the second surface section.

Die Mikrostruktur in der Fügefläche der Metallkomponente kann dabei Vertiefungen oder Erhebungen aufweisen. Ist die Mikrostruktur in der Fügefläche erhaben ausgeführt, so dringen die Erhebungen in den erweichten Kunststoff ein und werden von diesem umschlossen, sodass nach Abkühlung des Kunststoffes ein Formschluss und/oder ein Kraftschluss gebildet wird. Bei Vertiefungen bilden sich Materialzungen aus Kunststoff innerhalb der Mikrostruktur, die insbesondere auch noch schräg zur Oberfläche verlaufen, und in unterschiedliche Schrägungsrichtungen über der Fügefläche verteilt ausgerichtet sind, so dass ein Formschluss zwischen dem Kunststoffbauteil und der Metallkomponente entsteht. Zudem kann ein Kraftschluss gebildet werden, insbesondere durch leichte Schwindungsvorgänge beim Erkalten des Kunststoffmaterials insbesondere im Bereich der Materialzungen. In gewisser Weise verkrallt sich dadurch das Kunststoffbauteil in der Oberfläche der Metallkomponente. Die Verbindung ist damit dauerhaft und insbesondere flüssigkeits- und gasdicht hergestellt.The microstructure in the joining surface of the metal component can have depressions or elevations. If the microstructure is raised in the joining surface, the elevations penetrate into the softened plastic and are enclosed by it, so that a form fit and / or a force fit is formed after the plastic has cooled down. In the case of depressions, material tongues made of plastic form within the microstructure, which in particular also run obliquely to the surface and are distributed in different directions of inclination over the joining surface, so that a form fit is created between the plastic component and the metal component. In addition, a frictional connection can be formed, in particular through slight shrinkage processes when the plastic material cools, in particular in the area of the material tongues. As a result, the plastic component digs into the surface of the metal component to a certain extent. The connection is thus made permanent and, in particular, liquid-tight and gas-tight.

In vorteilhafter Ausführungsform umfasst der erste Flächenabschnitt eine Bauteilaufnahme zur Aufnahme eines elektrischen Bauteils, beispielsweise eines Steuergeräts, für die Lichtmodule oder eines Sensors. Durch das Vorhalten einer entsprechenden Aufnahme in dem steifen ersten Flächenabschnitt wird ein sicherer Sitz des jeweiligen Bauteils gewährleistet und zudem seine montageseitige Integration in den Scheinwerfer erleichtert.In an advantageous embodiment, the first surface section comprises a component receptacle for receiving an electrical component, for example a control device, for the light modules or a sensor. The provision of a corresponding receptacle in the stiff first surface section ensures a secure fit of the respective component and also facilitates its integration into the headlight on the assembly side.

Vorzugsweise weisen der erste Flächenabschnitt und/oder der zweite Flächenabschnitt wenigstens abschnittsweise eine Struktur zur Versteifung und/oder Entwärmung auf. Eine solche Struktur kann beispielsweise als eine Rippen- oder Pinstruktur ausgebildet sein. Dadurch kann eine lokale Versteifung des Gehäuses realisiert werden, wodurch der Verzug des Gehäuses in den lastfallrelevanten Punkten weiter reduziert wird bzw. die Wandstärke des Scheinwerfergehäuses verringert werden kann. Außerdem weist eine derartige Struktur typischerweise eine große spezifische Oberfläche auf und leistet somit einen zusätzlichen Beitrag zur Entwärmung des Gehäuseinneren. Die Struktur zur Versteifung und/oder Entwärmung kann abschnittsübergreifend ausgebildet sein, sich also sowohl über den ersten Flächenabschnitt als auch über den zweiten Flächenabschnitt erstrecken.The first surface section and / or the second surface section preferably have, at least in sections, a structure for stiffening and / or cooling. Such a structure can be designed as a rib or pin structure, for example. As a result, a local stiffening of the housing can be implemented, whereby the distortion of the housing in the load case-relevant points is further reduced or the wall thickness of the headlight housing can be reduced. In addition, such a structure typically has a large specific surface area and thus makes an additional contribution to cooling the interior of the housing. The structure for stiffening and / or cooling can be formed across sections, that is to say extend over both the first surface section and the second surface section.

Des Weiteren umfasst das Scheinwerfergehäuse vorteilhaft wenigstens einen außenseitig angeordneten Kühlkörper zur Verbesserung der Wärmeabfuhr aus dem Inneren des Scheinwerfergehäuses. Der Kühlkörper kann insbesondere vorteilhaft als ein Strukturbestandteil des ersten Flächenabschnitts ausgebildet sein, so dass keine potentiell als Wärmeflusswiderstand wirkende Verbindungsschicht zwischen dem Kühlkörper und dem Scheinwerfergehäuse vorhanden ist und die hohe Wärmeleitfähigkeit des den ersten Flächenabschnitt bildenden Metalls unmittelbar zur Wärmeabfuhr genutzt werden kann.Furthermore, the headlight housing advantageously comprises at least one heat sink arranged on the outside to improve the heat dissipation from the interior of the headlight housing. The heat sink can particularly advantageously be designed as a structural component of the first surface section, so that there is no connection layer that potentially acts as a heat flow resistance between the heat sink and the headlight housing and the high thermal conductivity of the metal forming the first surface section can be used directly for heat dissipation.

Vorzugsweise ist der erste Flächenabschnitt aus einer Aluminiumlegierung oder einem Stahl gefertigt und/oder der zweite Flächenabschnitt ist aus einem Polymer oder aus einem Polymer mit Füllstoffen hergestellt. Diese Materialwahl bietet einen optimalen Kompromiss hinsichtlich der Funktionalität des Scheinwerfergehäuses und der Kosteneffizienz seiner Herstellung. Die Füllstoffe, beispielsweise Glasfasern, für ein Polymer können dabei sowohl zu einer Erhöhung der Steifigkeit und Hitzebeständigkeit als auch zu einer Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit des zweiten Flächenabschnitts beitragen.The first surface section is preferably made from an aluminum alloy or a steel and / or the second surface section is made from a polymer or from a polymer with fillers. This choice of material offers an optimal compromise with regard to the functionality of the headlight housing and the cost efficiency of its manufacture. The fillers, for example glass fibers, for a polymer can contribute both to an increase in rigidity and heat resistance and to an improvement in the thermal conductivity of the second surface section.

Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Scheinwerfer, welcher wenigstens Lichtmodule und ein Scheinwerfergehäuse zur Aufnahme der Lichtmodule umfasst, wobei das Scheinwerfergehäuse gemäß einer der vorgenannten Ausführungsformen ausgebildet ist.The invention further relates to a headlight which comprises at least light modules and a headlight housing for receiving the light modules, the headlight housing being designed according to one of the aforementioned embodiments.

BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNGPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

  • 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Scheinwerfergehäuses,
  • 2 einen Querschnitt eines Abschnitts eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers, und
  • 3 einen Querschnitt eines Abschnitts eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers mit einem Kühlkörper.
Further measures improving the invention are shown in more detail below together with the description of a preferred exemplary embodiment of the invention with reference to the figures. Show it:
  • 1 a view of a headlight housing according to the invention,
  • 2 a cross section of a portion of a headlight according to the invention, and
  • 3 a cross section of a portion of a headlight according to the invention with a heat sink.

1 zeigt eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Scheinwerfergehäuses 100, welches als Bestandteil für einen rechten Frontscheinwerfer eines Kraftfahrzeugs geeignet ist. Das Scheinwerfergehäuse 100 umfasst den schraffiert gezeichneten ersten Flächenabschnitt 1 als Stützstruktur und den daran anschließenden zweiten Flächenabschnitt 2. Zur Aufnahme von Lichtmodulen im Inneren des Scheinwerfergehäuses 100 sind die Aufnahmeelemente 11 mit den Gleitführungen 11a vorgehalten, und zur Verbindung des Scheinwerfergehäuses 100 an einem fahrzeugseitigen Aufnahmerahmen dienen die Anbindungselemente 12. Die in der 1 geöffnete Front des Scheinwerfergehäuses 100 wird bei der Montage eines zugehörigen Scheinwerfers mit einer lichtdurchlässigen Frontscheibe verschlossen. 1 shows a view of a headlight housing according to the invention 100 , which is suitable as a component for a right headlight of a motor vehicle. The headlight housing 100 includes the hatched first surface section 1 as a support structure and the adjoining second surface section 2 . To accommodate light modules inside the headlight housing 100 are the receiving elements 11 with the sliding guides 11a held, and to connect the headlight housing 100 The connection elements are used on a vehicle-side mounting frame 12th . The ones in the 1 open front of the headlight housing 100 is closed with a translucent windshield when an associated headlight is installed.

Erfindungsgemäß ist der erste Flächenabschnitt 1 aus einem Metall, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung oder einem Stahl, gefertigt und dient dem Scheinwerfergehäuse 100 als ein stützendes Skelett, welches insbesondere bei wiederholten Temperaturwechseln ausreichend verzugsarm ist, so dass die Funktionalität eines auf dem Scheinwerfergehäuse 100 basierenden Scheinwerfers hohen Anforderungen hinsichtlich der Lagestabilität und Temperaturinvarianz des auf die Straße projizierten Lichtkegels entspricht. Ein weiterer Vorzug der erfindungsgemäßen Verwendung von Metall für den ersten Flächenabschnitt 1 liegt in der hohen spezifischen Wärmeleitfähigkeit, welche der Entwärmung des Gehäuseinneren zuträglich ist. Insbesondere ist der erste Flächenabschnitt 1 nicht auf kleinteilige, lokale Verstärkungen reduziert, sondern nimmt einen signifikanten Anteil an der Fläche des Scheinwerfergehäuses 100 ein, wodurch der erste Flächenabschnitt 1 auch einen maßgeblichen Anteil an der Abfuhr der Abwärme der Lichtmodule innehat. Die genaue Gestalt des ersten Flächenabschnitts 1 und sein Anteil an der gesamten Gehäuseoberfläche sind dabei auf die Dimensionen des Scheinwerfergehäuses 1 und die Größe und das Gewicht der aufzunehmenden Lichtmodule ausgelegt, und kann daher bei einer Änderung dieser Merkmale entsprechend zweckgemäß angepasst werden. Zur detaillierten Ausgestaltung des ersten Flächenabschnitts 1 kann beispielsweise auch die Wanddicke variabel ausgeführt sein, etwa um die höchstbelasteten Zonen der Stützstruktur zu verstärken oder randseitig um den Aufbau einer Verbindung mit dem zweiten Flächenabschnitt 2 zu unterstützen. Eine weitere Möglichkeit der detaillierten Auslegung des Scheinwerfergehäuses 100 liegt in der Wahl der für den ersten Flächenabschnitt 1 verwendeten Metalllegierung, d.h. dass den jeweiligen Anforderungen an mechanische Stabilität und Wärmeleitfähigkeit des Scheinwerfergehäuses 100 durch eine entsprechende Auswahl eines geeigneten Werkstoffs Genüge getan werden kann.The first surface section is according to the invention 1 made of a metal, in particular an aluminum alloy or a steel, and is used for the headlight housing 100 as a supporting skeleton, which is sufficiently warp-free, especially with repeated temperature changes, so that the functionality of a on the headlight housing 100 based headlights meet high requirements in terms of positional stability and temperature invariance of the light cone projected onto the road. Another advantage of the inventive use of metal for the first surface section 1 lies in the high specific thermal conductivity, which is beneficial for cooling the inside of the housing. In particular, the first surface section is 1 not reduced to small, local reinforcements, but takes up a significant proportion of the area of the headlight housing 100 a, whereby the first surface section 1 also has a significant share in the removal of waste heat from the light modules. The exact shape of the first surface section 1 and its share of the total housing surface are dependent on the dimensions of the headlight housing 1 and the size and weight of the light modules to be accommodated, and can therefore be appropriately adapted when these features are changed. For the detailed design of the first surface section 1 For example, the wall thickness can also be made variable, for example in order to reinforce the most heavily loaded zones of the support structure or on the edge to establish a connection with the second surface section 2 to support. Another option for the detailed design of the headlight housing 100 lies in the choice of the one for the first area section 1 metal alloy used, ie that the respective requirements for mechanical stability and thermal conductivity of the headlight housing 100 can be satisfied by an appropriate selection of a suitable material.

Der zweite Flächenabschnitt 2 fungiert primär als Abdeckstruktur zum Schutz der im Inneren des Scheinwerfergehäuses 100 aufgenommenen Lichtmodule und leistet erfindungsgemäß nur einen untergeordneten Beitrag zur thermomechanischen Steifigkeit des Scheinwerfergehäuses 100. Der zweite Flächenabschnitt 2 ist in vorteilhaft kostengünstiger Variante aus einem reinen Polymer gebildet, beispielsweise aus einem Polypropylen oder einem Polyester. Es können vorteilhaft auch mehrere Flächenabschnitte aus unterschiedlichen Kunststoffen gebildet sein. Beispielsweise kann der thermisch geringer belastete Abschnitt im Bereich der frontseitigen Aufnahme für die Frontscheibe aus einem reinen Polymer gefertigt sein und die im Bereich der Lichtmodule angeordnete Flächenabschnitte aus Polymeren mit funktionalen Füllstoffen als Hitzestabilisatoren und/oder zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit.The second surface section 2 acts primarily as a cover structure to protect the inside of the headlight housing 100 recorded light modules and according to the invention makes only a minor contribution to the thermomechanical rigidity of the headlight housing 100 . The second surface section 2 is formed in an advantageously cost-effective variant from a pure polymer, for example from a polypropylene or a polyester. A plurality of surface sections can advantageously also be formed from different plastics. For example, the thermally less stressed section in the area of the front receptacle for the windshield can be made of a pure polymer and the surface sections arranged in the area of the light modules can be made of polymers with functional fillers as heat stabilizers and / or to increase the thermal conductivity.

Die Aufnahmeelemente 11 zur Verbindung mit den Lichtmodulen weisen einen zylinderartigen Grundkörper auf, welcher insbesondere mit einem Innengewinde zur Verschraubung mit dem Lichtmodul versehen ist. An diesen Grundkörper sind die flügel- oder finnenartigen Gleitführungen 11a angeformt, auf welche das Lichtmodul bei der Montage aufgeschoben wird, wozu an dem Lichtmodul korrespondierende Schlitze vorzuhalten sind. Lichtmodule umfassen üblicherweise Mittel zu ihrer Verkippung und Verschwenkung, um im Fahrbetrieb die durch den Scheinwerfer erzeugte Ausleuchtung der Fahrbahn an die jeweilige Fahrsituation anpassen zu können, und die bei derartigen Verkippungen und Verschwenkungen auftretenden Drehmomente werden durch die Gleitführungen 11a aufgenommen und dadurch ein stabiler Sitz der Lichtmodule gewährleistet.The receiving elements 11 for connection to the light modules have a cylinder-like base body, which is in particular provided with an internal thread for screwing to the light module. The wing-like or fin-like sliding guides are on this base body 11a molded onto which the light module is pushed during assembly, for which purpose corresponding slots are to be provided on the light module. Light modules usually include means for their tilting and swiveling in order to be able to adapt the illumination of the roadway generated by the headlight to the respective driving situation when driving, and the torques occurring with such tilting and swiveling are controlled by the sliding guides 11a recorded and thereby a stable fit of the light modules guaranteed.

2 zeigt einen Querschnitt eines Abschnittes eines erfindungsgemäßen Scheinwerfergehäuses 100 mit einer integrierten Bauteilaufnahme 13 für ein weiteres elektrisches Bauteil 3, beispielsweise für ein Steuergerät für die im Scheinwerfergehäuse aufzunehmenden Lichtmodule sowie mit einem Aufnahmeelement 11 für ein Lichtmodul mit einer finnenartigen Gleitführung 11a. Die Bauteilaufnahme 13 ist im hinteren Abschnitt des Scheinwerfergehäuses 100 im Bereich eines Anbindungselements 12 rückwärtig in dem ersten Flächenabschnitt 1 ausgeformt. Dadurch wird eine geschützte und stabile Anordnung des hier aufgenommenen Steuergeräts 3 am Scheinwerfergehäuse 100 gewährleistet, wobei die elektrische Kontaktierung zwischen dem Steuergerät 3 und den Lichtmodulen über das in der 2 lose in das Innere des Scheinwerfergehäuses 100 hineinragende Verbindungskabel 31 realisiert wird und das Steuergerät 3 über das Verbindungskabel 32 mit dem Bordnetz des Fahrzeugs verbindbar ist. Das Vorhandensein einer maßgeschneiderten Bauteilaufnahme 13 mit abnehmbarem Deckel 131 vereinfacht zudem die Montage des Bauteils 3 sowie dessen Zugänglichkeit für Wartungs- oder Austauschzwecke. 2 shows a cross section of a section of a headlight housing according to the invention 100 with an integrated component holder 13 for another electrical component 3 , for example for a control unit for the light modules to be accommodated in the headlight housing and with a receiving element 11 for a light module with a fin-like sliding guide 11a . The component pick-up 13 is in the rear section of the headlight housing 100 in the area of a connection element 12th rearward in the first surface section 1 shaped. This creates a protected and stable arrangement of the control device included here 3 on the headlight housing 100 ensured, the electrical contact between the control unit 3 and the light modules via the in the 2 loosely into the interior of the headlight housing 100 protruding connection cables 31 is realized and the control unit 3 via the connecting cable 32 can be connected to the electrical system of the vehicle. The presence of a customized component holder 13 with removable lid 131 also simplifies the assembly of the component 3 as well as its accessibility for maintenance or replacement purposes.

3 zeigt einen Querschnitt eines Abschnittes eines erfindungsgemäßen Scheinwerfergehäuses 100 mit integriertem Kühlkörper 4 als Strukturbestandteil des ersten Flächenabschnitts 1. Der metallische Kühlkörper 4 umfasst die vom Scheinwerfergehäuse 100 nach außen abstehenden Kühlrippen 41, über deren große spezifische Oberfläche eine effiziente Wärmeabfuhr aus dem Gehäuseinneren möglich ist. Eine alternative Bauform eines derartigen Kühlkörpers kann auf einer Anordnung aus zylindrischen Pins beruhen. Das erfindungsgemäße Scheinwerfergehäuse 100 kann eine Mehrzahl derartiger Kühlkörper 4 entlang des ersten Flächenabschnitts 1 aufweisen, vorzugsweise im Bereich um die Lichtmodule herum. 3 shows a cross section of a section of a headlight housing according to the invention 100 with integrated heat sink 4th as a structural component of the first surface section 1 . The metallic heat sink 4th includes those from the headlight housing 100 outwardly protruding cooling fins 41 , over whose large specific surface an efficient heat dissipation from the interior of the housing is possible. An alternative design of such a heat sink can be based on an arrangement of cylindrical pins. The headlight housing according to the invention 100 can have a plurality of such heat sinks 4th along the first surface section 1 have, preferably in the area around the light modules.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten und räumlichen Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.The embodiment of the invention is not limited to the preferred exemplary embodiment specified above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown even in the case of fundamentally different designs. All of the features and / or advantages arising from the claims, the description or the drawings, including structural details and spatial arrangements, can be essential to the invention both individually and in a wide variety of combinations.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

100100
ScheinwerfergehäuseHeadlight housing
11
erster Flächenabschnittfirst surface section
1111
AufnahmeelementReceiving element
11a11a
GleitführungSliding guide
1212
AnbindungselementConnection element
1313
BauteilaufnahmeComponent mounting
131131
Deckelcover
22
zweiter Flächenabschnittsecond surface section
33
elektrisches Bauteilelectrical component
3131
Verbindungskabel für LichtmoduleConnection cable for light modules
3232
Verbindungskabel für BordnetzConnection cable for on-board network
44th
KühlkörperHeat sink
4141
KühlrippenCooling fins

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 19820420 A1 [0003]DE 19820420 A1 [0003]

Claims (15)

Scheinwerfergehäuse (100) eines Scheinwerfers für ein Fahrzeug zur Aufnahme von Lichtmodulen, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheinwerfergehäuse (100) wenigstens einen ersten Flächenabschnitt (1) und wenigstens einen zweiten Flächenabschnitt (2) umfasst, wobei der erste Flächenabschnitt (1) aus Metall ausgebildet ist und der zweite Flächenabschnitt (2) aus Kunststoff ausgebildet ist.Headlight housing (100) of a headlight for a vehicle for receiving light modules, characterized in that the headlight housing (100) comprises at least one first surface section (1) and at least one second surface section (2), the first surface section (1) being made of metal and the second surface section (2) is made of plastic. Scheinwerfergehäuse (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flächenabschnitt (1) eine Stützstruktur bildet und dass der zweite Flächenabschnitt (2) eine Abdeckstruktur bildet.Headlight housing (100) Claim 1 , characterized in that the first surface section (1) forms a support structure and that the second surface section (2) forms a cover structure. Scheinwerfergehäuse (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flächenabschnitt (1) Aufnahmeelemente (11) zur Verbindung mit den Lichtmodulen aufweist.Headlight housing (100) Claim 1 or 2 , characterized in that the first surface section (1) has receiving elements (11) for connection to the light modules. Scheinwerfergehäuse (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeelemente (11) Gleitführungen (11 a) zur Aufnahme der Lichtmodule aufweisen.Headlight housing (100) Claim 3 , characterized in that the receiving elements (11) have sliding guides (11 a) for receiving the light modules. Scheinwerfergehäuse (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flächenabschnitt (1) Anbindungselemente (12) zur Verbindung mit einem fahrzeugseitigen Aufnahmerahmen umfasst.Headlight housing (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the first surface section (1) comprises connecting elements (12) for connection to a vehicle-side receiving frame. Scheinwerfergehäuse (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flächenabschnitt (1) und der zweite Flächenabschnitt (2) formschlüssig und/oder stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind.Headlight housing (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the first surface section (1) and the second surface section (2) are connected to one another in a form-fitting and / or materially and / or force-fitting manner. Scheinwerfergehäuse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flächenabschnitt (1) und der zweite Flächenabschnitt (2) wenigstens abschnittsweise mittels einer Fügeverbindung miteinander verbunden sind, wobei die Fügeverbindung wenigstens mittels der folgenden Verfahrensschritte aufgebaut ist: - Erzeugen einer Mikrostruktur in einer Fügefläche des ersten Flächenabschnitts (1), wobei die Mikrostruktur mit Bezug auf die Fügefläche Hinterschneidungen aufweist, - Aufbringen eines Klebstoffs oder eines Haftvermittlers auf eine komplementäre Fügefläche des zweiten Flächenabschnitts (2) oder Plasmaaktivierung einer komplementären Fügefläche des zweiten Flächenabschnitts (2), - Aufeinanderpressen des ersten Flächenabschnitts (1) und des zweiten Flächenabschnitts (2) unter Bildung einer Fügeverbindung zwischen den Fügeflächen.Headlamp housing according to one of the preceding claims, characterized in that the first surface section (1) and the second surface section (2) are connected to one another at least in sections by means of a joint connection, the joint connection being established at least by means of the following method steps: Joining surface of the first surface section (1), the microstructure having undercuts with respect to the joining surface, - applying an adhesive or an adhesion promoter to a complementary joining surface of the second surface section (2) or plasma activation of a complementary joining surface of the second surface section (2), - pressing together of the first surface section (1) and the second surface section (2) with the formation of a joint connection between the joint surfaces. Scheinwerfergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flächenabschnitt (1) und der zweite Flächenabschnitt (2) wenigstens abschnittsweise mittels einer Fügeverbindung miteinander verbunden sind, wobei die Fügeverbindung wenigstens mittels der folgenden Verfahrensschritte aufgebaut ist: - Erzeugen einer Mikrostruktur in einer Fügefläche des ersten Flächenabschnitts (1), wobei die Mikrostruktur mit Bezug auf die Fügefläche Hinterschneidungen aufweist, - Erweichen des Kunststoffmaterials des zweiten Flächenabschnitts (2) in einem oberflächennahen Bereich der komplementären Fügefläche mittels einer Wärmeeinbringung, - Aufeinanderpressen des ersten Flächenabschnitts (1) und des zweiten Flächenabschnitts (2), derart, dass ein Teil des erweichten Kunststoffmaterials in die Hinterschneidungen der Mikrostruktur eindringt und - Erkalten des Kunststoffmaterials des zweiten Flächenabschnitts (2) unter Bildung einer erneuten Festigkeit des erweichten Kunststoffmaterials des zweiten Flächenabschnitts (2).Headlight housing according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the first surface section (1) and the second surface section (2) are connected to one another at least in sections by means of a joint connection, the joint connection being established at least by means of the following method steps: Creation of a microstructure in a joint surface of the first surface section (1 ), the microstructure having undercuts with respect to the joining surface, - softening of the plastic material of the second surface section (2) in an area of the complementary joining surface close to the surface by means of the introduction of heat, - pressing the first surface section (1) and the second surface section (2) onto one another, in such a way that part of the softened plastic material penetrates into the undercuts of the microstructure and - cooling of the plastic material of the second surface section (2) with renewed strength of the softened plastic material of the second surface section (2). Scheinwerfergehäuse (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flächenabschnitt (1) eine Bauteilaufnahme (13) zur Aufnahme eines elektrischen Bauteils (3) aufweist.Headlight housing (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the first surface section (1) has a component receptacle (13) for receiving an electrical component (3). Scheinwerfergehäuse (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flächenabschnitt (1) und/oder der zweite Flächenabschnitt (2) wenigstens abschnittsweise eine Struktur zur Versteifung und/oder Entwärmung aufweisen.Headlamp housing (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the first surface section (1) and / or the second surface section (2) have, at least in sections, a structure for stiffening and / or cooling. Scheinwerfergehäuse (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheinwerfergehäuse (100) wenigstens einen außenseitig angeordneten Kühlkörper (4) umfasst.Headlight housing (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the headlight housing (100) comprises at least one heat sink (4) arranged on the outside. Scheinwerfergehäuse (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (4) einen Strukturbestandteil des ersten Flächenabschnitts (1) bildet.Headlight housing (100) Claim 9 , characterized in that the heat sink (4) forms a structural component of the first surface section (1). Scheinwerfergehäuse (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flächenabschnitt (1) aus einer Aluminiumlegierung oder aus einem Stahl ausgebildet ist.Headlight housing (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the first surface section (1) is formed from an aluminum alloy or from a steel. Scheinwerfergehäuse (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Flächenabschnitt (2) aus einem Polymer oder aus einem Polymer mit Füllstoffen ausgebildet ist.Headlight housing (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the second surface section (2) is formed from a polymer or from a polymer with fillers. Scheinwerfer für ein Fahrzeug wenigstens umfassend zumindest ein Lichtmodul und ein Scheinwerfergehäuse (100) zur Aufnahme des Lichtmoduls, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheinwerfergehäuse (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildet ist.Headlight for a vehicle at least comprising at least one light module and a headlight housing (100) for receiving the light module, characterized in that the headlight housing (100) according to one of the Claims 1 to 14th is trained.
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