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Die Erfindung betrifft einen modularen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Kraftfahrzeug mit zumindest zwei solchen modularen Scheinwerfern. Die Erfindung betrifft ferner ein Baukasten-System mit einem solchen modularen Scheinwerfer.
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Moderne Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen weisen typischerweise eine Vielzahl von Komponenten auf, die vor dem Einbau in das Kraftfahrzeug montiert werden. Typischerweise umfassen solche Scheinwerfer eine Lichtquelle in Form von Licht emittierende Dioden (LED), die Scheinwerferlicht erzeugen. Das erzeugte Scheinwerferlicht wird wiederum mittels eines Reflektors des Scheinwerfers abgelenkt, wobei der Reflektor auch dasjenige gewünschte Strahlprofil erzeugt, welches vom Scheinwerfer zur Beleuchtung des Fahrzeug-Vorfelds erzeugt werden soll. Um eine Überhitzung der Lichtquelle zu verhindern, umfasst diese typischerweise einen Kühlkörper, der die von den LED im Betrieb erzeugte Abwärme aufnimmt und auf diese Weise von den LED abführt. In solchen herkömmlichen Scheinwerfern ist oftmals eine Blende verbaut. Eine solche Blende dient typischerweise dazu, ein oder mehrere Funktionselemente des Scheinwerfers so abzudecken, dass das betreffende Funktionselement einem Betrachter des Scheinwerfers - wenn dieser in einem Kraftfahrzeug verbaut ist - verborgen bleibt. Auf diese Weise wird der optische Eindruck des Scheinwerfers auf den Betrachter verbessert.
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Vor diesem Hintergrund offenbart die
DE 10 2017 110 877 A1 einen Scheinwerfer mit allen Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Der als Lichtmodul ausgebildete Scheinwerfer umfasst ein erstes Untermodul zur Erzeugung einer abgeblendeten Lichtverteilung und ein zweites Untermodul zur Ausleuchtung eines Fernbereichs und zur Realisierung einer Fernlichtverteilung. Beide Untermodule umfassen jeweils LEDs, wobei eine Leiterplatte für die LEDs des ersten Untermoduls bei montiertem Lichtmodul zwischen beiden Kühlkörpern eingespannt ist.
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Die
DE 10 2011 003 497 A1 offenbart ein Projektionslichtmodul mit einer ersten und einer zweiten Baugruppe. Die erste Baugruppe umfasst eine Lichtquellen-Einheit mit Halbleiterlichtquellen. Die zweite Baugruppe weist eine Linseneinheit auf. Die erste Baugruppe ist so ausgebildet, dass sie ohne Änderungen zwei verschiedene Ausführungsformen der zweiten Baugruppe halten und mit beiden Ausführungsformen eine regelkonforme Lichtverteilung erzeugen kann.
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Die
EP 2 966 341 A1 behandelt eine Abdeckung für ein optisches Modul, mittels welcher Lichtstrahlen, die von einer Lichtquelle emittiert wurden, absorbiert werden können.
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Die
DE 10 2012 221 908 A1 behandelt ein Leuchtmodul für eine Fahrzeug-Leuchtvorrichtung. Das Leuchtmodul umfasst eine Lichterzeugungseinheit mit einer Halbleiterlichtquelle und mit einer Modulblende. Die mit diesem Leuchtmodul ausgestattete Fahrzeug-Leuchtvorrichtung weist eine dem Leuchtmodul nachgeschaltete Optik zur Erzeugung eines Lichtmusters mittels des vom Leuchtmodul abgestrahlten Lichts auf.
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Als nachteilig erweist sich dabei, dass verschiedene Baureihen von Scheinwerfern zwar grundsätzlich dieselben zentralen Komponenten wie beispielsweise Lichtquelle und Reflektor aufweisen, ihre geometrische Formgebung und ihre Anordnung relativ zueinander jedoch bei verschiedenen Baureihen oftmals unterschiedlich ausfällt. Dies bedeutet, dass auch die im Scheinwerfer vorhandenen Blenden individuell an verschiedene Baureihen angepasst werden müssen.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei der Entwicklung von Scheinwerfern für Kraftfahrzeug neue Wege aufzuzeigen. Insbesondere soll ein Scheinwerfer geschaffen werden, bei welchem der voranstehend genannte Nachteil beseitigt ist.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Grundidee der Erfindung ist demnach, einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug modular mit wenigstens einer Blende auszubilden, die mittels einer Clipverbindung an einer anderen Komponente des Scheinwerfers befestigt werden kann. Dies erlaubt es, verschiedene Bauformen von Blenden vorzufertigen und quasi „Baukasten-artig“ in unterschiedlichen Baureihen von Scheinwerfern zu verbauen. Damit einher geht nicht nur eine erhöhte Flexibilität bei der Ausgestaltung von Scheinwerfern mit Blenden, sondern es ergeben sich auch erhebliche Kostenvorteile.
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Besagte Blende kann aber nicht nur Funktionselemente des Scheinwerfers abdecken, sondern selbst als Funktionselement wirken. Beispielsweise ist es aus herkömmlichen Scheinwerfern bekannt, gegenüber Bestrahlung mit Sonnenlicht empfindliche Komponenten mit Hilfe von Blenden abzudecken. In diesem Fall wirkt die Blende also als Abdeckung.
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Erfindungswesentlich an der Realisierung als modularer Scheinwerfer ist eine Clipverbindung, mittels welcher besagte Blende an einer anderen Komponente des Scheinwerfers befestigt werden kann. Somit kann die Blende anforderungs-, aber auch baureihenspezifisch ausgestaltet werden. Für unterschiedliche Baureihen von Kraftfahrzeugen bzw. deren individuell ausgestaltete Scheinwerfer können somit unterschiedlich ausgestaltete Blenden verbaut werden.
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Besagte individuelle Ausgestaltung kann sowohl die geometrische Formgebung als auch das für die jeweilige Abdeckung gewählte Material - typischerweise einen geeigneten Kunststoff - betreffen.
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Im Ergebnis ergeben sich somit wesentliche Kostenvorteile bei der Herstellung des gesamten Scheinwerfers, da dieser - mit individuell ausgestalteter Blende - in verschiedenen Baureihen von Scheinwerfern eingesetzt werden kann, ohne dass für jede Baureihe der gesamte Scheinwerfer einschließlich aller seiner Komponenten individuell konstruiert werden muss. Mittels der erfindungswesentlichen Befestigung der Blende mithilfe einer Clipverbindung wird also ein kostengünstiges Baukasten-System realisiert.
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Ein erfindungsgemäßer modularer Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Lichtquelle, die Licht emittierende Dioden (LED) zum Emittieren von Scheinwerferlicht und einen Kühlkörper zum Kühlen der LED umfasst. Des Weiteren umfasst der Scheinwerfer einen Reflektor zum Ablenken des von den LED emittierten Scheinwerferlichts. Erfindungsgemäß umfasst der Scheinwerfer außerdem wenigstens eine erste Blende, die mittels wenigstens einer ersten Clipverbindung einer Komponente des Scheinwerfers befestigbar oder befestigt ist. Zweckmäßig ist die erste Blende dabei mittels der wenigstens einen ersten Clipverbindung lösbar an besagter Komponente befestigt, sodass sie im Bedarfsfall - insbesondere zu Austauschzwecken - auf einfache Weise wieder vom Kühlkörper entfernt werden kann. Erfindungsgemäß ist die erste Blende so relativ zur Lichtquelle und zum Reflektor angeordnet, dass auf den Reflektor treffendes und von diesem reflektiertes Sonnenlicht wenigstens teilweise - bevor es auf die Lichtquelle treffen kann - auf die erste Blende trifft.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist diejenige Komponente, an welcher die wenigstens eine erste Blende befestigbar oder befestigt ist, der Kühlkörper des Scheinwerfers oder umfasst diesen Kühlkörper. Da der Kühlkörper typischerweise an den LED der Lichtquelle des Scheinwerfers angeordnet ist, um von diesen erzeugte Abwärme abzuführen, kann die Blende somit als optische Blende verwendet werden, die verhindert, dass auf den Reflektor treffendes und von diesem fokussiertes Sonnenlicht auf die LED treffen und diese beschädigen oder - im Extremfall - sogar zerstören kann.
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Besonders bevorzugt kann das Kunststoffmaterial der ersten Blende ein hochtemperaturbeständiger Kunststoff, insbesondere ein Kunststoff, der dem Fachmann unter der Bezeichnung APEC2095/GREY bekannt ist, sein. Auf diese Weise wird besonders wirksam verhindert, dass die erste Blende durch auftreffendes - insbesondere mittels des Reflektors fokussiertes - Sonnenlicht beschädigt werden kann.
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Zweckmäßig kann die Oberfläche der ersten Blende eine Riffelung aufweisen. Alternativ zur Riffelung kann die erste Blende mattiert ausgebildet sein. Des Weiteren kann die Oberfläche der ersten Blende auch metallisiert ausgebildet sein. Alle Varianten bewirken, dass auf die Oberfläche der ersten Blende treffendes Licht weitgehend oder sogar vollständig reflektiert und dabei bevorzugt gestreut wird. Dies gilt sowohl für Sonnenlicht als auch von den Licht, welches von den LED erzeugt wurde und aufgrund der Abstrahleigenschaften der LED nicht auf den Reflektor gelangt. Für solches Licht wirkt die erste Blende als optische Blende.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst der Scheinwerfer ein Scheinwerfergehäuse, in welchem zumindest der Reflektor, die Lichtquelle, der Kühlkörper und die wenigstens eine (erste) Blende angeordnet sind. Bei dieser Weiterbildung weist das Scheinwerfergehäuse eine Öffnung auf, durch welche von der Lichtquelle erzeugtes Scheinwerferlicht nach Reflexion am Reflektor in die äußere Umgebung des Schweinwerfers gelangen kann. Das Scheinwerfergehäuse umfasst eine Abdeckung, welche die Lichtquelle für einen den Schweinwerfer betrachtenden Betrachter verdeckt. Die Abdeckung kann zweckmäßig an einem im Scheinwerfergehäuse angeordneten Träger oder am Scheinwerfergehäuse selbst befestigt sein. Denkbar ist auch eine integrale Ausbildung am Träger bzw. Scheinwerfergehäuse. Bei dieser Weiterbildung ist wenigstens eine zweite Blende vorgesehen, die mittels wenigstens einer Clipverbindung an der Abdeckung befestigt ist.
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Zweckmäßig ist die wenigstens eine zweite Blende zwischen der Abdeckung und der ersten Blende angeordnet. Bevorzugt liegt die wenigstens eine zweite Blende sowohl an der Abdeckung als auch an der wenigstens einen ersten Blende an.
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Besonders bevorzugt sind die erste und zweite Blende materialuneinheitlich ausgebildet. Somit können teureren Materialien wie etwa der oben erwähnte, hochtemperaturbeständige Kunststoff gezielt nur dort eingesetzt werden, wo dies funktionsbedingt auch erforderlich ist. Eine solche Vorgehensweise führt zu nicht unerheblichen Einsparungen bei den Herstellungskosten des Scheinwerfers.
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Zweckmäßig können die Materialien der wenigstens einen ersten Blende und der wenigstens einen zweiten Blende unterschiedliche Kunststoffmaterialien sein. Sind zwei oder mehr erste Blenden vorgesehen, so können auch diese ersten Blenden aus unterschiedlichen Kunststoffmaterialien hergestellt sein. Gleiches gilt, wenn zwei oder mehr zweite Blenden vorgesehen sind. Auch diese können aus unterschiedlichen Kunststoffmaterialien hergestellt sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann eine Oberfläche der ersten oder/und zweiten Blende zumindest teilweise, besonders bevorzugt vollständig, verchromt ausgebildet sein. Auf diese Weise wird den/der Blende(n) trotz des verwendeten Kunststoffmaterials ein hochwertiges optisches Erscheinungsbild verliehen.
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Die Erfindung betrifft auch ein Baukasten-System mit einem voranstehend vorgestellten erfindungsgemäßen Scheinwerfer. Die voranstehend erläuterten Vorteile des Scheinwerfers übertragen sich daher auch auf das erfindungsgemäße Baukasten-System.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit zumindest zwei voranstehend vorgestellten, erfindungsgemäßen Scheinwerfern. Die voranstehend erläuterten Vorteile des Scheinwerfers übertragen sich daher auch auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Es zeigen, jeweils schematisch:
- 1 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Baukastensystems in perspektivischer Darstellung;
- 2 eine Detaildarstellung der 1 im Bereich der ersten und zweiten Blende;
- 3 das Baukastensystem im Bereich der beiden Blenden in einer teilweise geschnittenen Darstellung.
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Die 1 illustriert beispielhaft einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen modularen Scheinwerfers 1 für ein Kraftfahrzeug in perspektivischer Darstellung. Die 2 zeigt eine Detaildarstellung der 1. Die 3 zeigt den Scheinwerfer 1 der 1 und 2 in einer teilweise geschnittenen Darstellung. Der Scheinwerfer 1 ist Teil eines erfindungsgemäßen Baukastensystems 10, das ebenfalls in den Figuren illustriert ist.
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Gemäß den 1 bis 3 umfasst der modulare Scheinwerfer 1 eine Lichtquelle 3, die Licht emittierende Dioden (LED) 13 zum Emittieren von Scheinwerferlicht und einen Kühlkörper 4 zum Kühlen der LED 13 im Betrieb der Lichtquelle 3 umfasst. Diese LED 13 sind typischerweise auf einer Leiterplatte 8 der Lichtquelle 3 angeordnet, die wiederum an einem Kühlkörper 4 befestigt ist. Der Kühlkörper 4 dient zum Kühlen der LED 13. Hierzu wird die von den LED 13 im Betrieb erzeugte Abwärme vom Kühlkörper 4 abgeführt. Der Kühlkörper 4 kann wie in 3 gezeigt zumindest abschnittsweise in Form einer Kühlplatte ausgebildet sein. Um eine gute thermische Verbindung zwischen den Licht emittierende Dioden 13 bzw. der Leiterplatte 8 und dem Kühlkörper 4 sicher zu stellen, ist die Leiterplatte 8 mit den LED 13 wie in 3 gezeigt mittels einer Schraubverbindung am Kühlkörper 4 befestigt. Dieses erleichtert es auch, die Leiterplatte 8 mit den LED 13, insbesondere im Reparaturfall, vom Kühlkörper 4 zu entfernen.
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Ferner umfasst das Baukastensystem 10 einen Reflektor 5 zum Ablenken des von den Licht emittierende Dioden 13 emittierten Scheinwerferlichts. Die Komponenten des Scheinwerfers 1 können in einem in den Figuren nicht näher gezeigten Scheinwerfergehäuse angeordnet sein. Im Scheinwerfergehäuse ist auch ein Träger 2 angeordnet, an welchem der Reflektor 5 und der Kühlkörper 4 befestigt sind. Das Scheinwerfergehäuse weist gemäß 1 eine Öffnung 11 auf, durch welche das von der Lichtquelle 3 erzeugte Scheinwerferlicht nach Reflexion am Reflektor 5 in die äußere Umgebung des Schweinwerfers 1 gelangen kann.
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Die Oberfläche des Reflektor 5 ist typischerweise so gekrümmt ausgebildet, dass der Scheinwerfer 1 die Funktion eines fokussierenden optischen Elements ausübt. Typischerweise ist die Oberfläche des Reflektors 5 dabei so ausgebildet, dass die LED 13 im Bereich eines Fokalpunkts des Reflektors 5 angeordnet sind. Dies bedeutet, dass auf den Reflektor 5 treffendes Sonnenlicht bei entsprechender Strahlrichtung u.U. auf die im Fokalpunkt angeordneten LED 13 fokussiert wird, so dass es die LED 13 dadurch beschädigen kann. Umgekehrt wird mittels des Reflektors 5 in dem von den LED 13 emittierten Scheinwerferlicht das gewünschte Strahlprofil erzeugt und in die äußere Umgebung 12 des Scheinwerfers 1 abgestrahlt.
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Außerdem umfasst der Scheinwerfer 1 im Beispiel der Figuren genau eine als Abdeckung fungierende erste Blende 6a, die mittels zweier erster Clipverbindungen 7a am Kühlkörper 4 befestigt ist. Die erste Blende 6a ist also in den Kühlkörper 4 eingeclipst. Selbstverständlich können in Varianten des Beispiels zwei oder mehr solche erste Blenden 6a und jeweils auch eine andere Anzahl an ersten Clipverbindungen 7a vorgesehen sein.
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Die in den Figuren dargestellte erste Blende 6a ist so relativ zur Lichtquelle 3 und auch zum Reflektor 5 angeordnet, dass auf den Reflektor 5 treffendes und von diesem reflektiertes Sonnenlicht wenigstens teilweise - bevor es auf die LED 13 treffen und diese beschädigen oder gar zerstören kann - auf die erste Blende 6a trifft. Zweckmäßig kann die Oberfläche der ersten Blende 6a wie in den Figuren angedeutet eine Riffelung aufweisen und - alternativ oder zusätzlich - metallisiert sein, so dass das auf die Oberfläche der ersten Blende 6a treffende Licht möglichst reflektiert und dabei gestreut wird. Anstelle einer Riffelung ist auch eine Mattierung der Oberfläche der ersten Blende 6a vorstellbar.
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Die erste Blende 6a kann für das von den LED 13 erzeugte Licht als optische Blende wirken: Mittels der ersten Blende 6a kann also Licht, welches aufgrund der Abstrahleigenschaften der LED 13 nicht auf den Reflektor 5 trifft, absorbiert oder gestreut werden, so dass dieses Licht in der Umgebung des Scheinwerfers 1 keine Blend-Wirkung erzielen kann.
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Um zu verhindern, dass das vom Reflektor 5 reflektierte Sonnenlicht aufgrund der fokussierenden Wirkung des Reflektors 5 die erste Blende 6a beschädigen kann, besteht die erste Blende 6a aus einem hochtemperaturbeständigen Material wie beispielsweise APEC 2095/GREY. Um die erste Blende 6a für einen Betrachter - unabhängig vom gewählten hochtemperaturbeständigen Material - optisch besonders ansprechend und hochwertig erscheinen zu lassen, kann die Oberfläche der ersten Blende 6a verchromt ausgebildet sein. Die erste Blende 6a schützt somit die Lichtquelle 3, insbesondere deren LED 13, vor Beschädigung oder Zerstörung durch Sonnenlicht. Zweckmäßig ist die erste Blende 6a auch derart relativ zur Lichtquelle 3 und zum Reflektor 5 angeordnet, dass möglichst wenig oder gar kein von den LED 13 der Lichtquelle 3 emittiertes Scheinwerferlicht auf die erste Blende 6a trifft und somit in unerwünschter Weise von der ersten Blende 6a absorbiert wird. Auf diese Weise wird eine hohe Effizienz der Lichtquelle 3 sichergestellt.
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Des Weiteren umfasst der Scheinwerfer 1 im Beispiel der Figuren genau eine zweite Blende 6b, die mittels einer zweiten Clipverbindung 7b an voranstehend vorgestellte erläuterte Abdeckung 9 befestigt ist. Selbstredend können in Varianten des Beispiels nicht nur eine einzige zweite Blende 6b, sondern zwei oder mehrere solcher zweiter Blenden 6b (in den Figuren nicht gezeigt) verwendet werden. Ebenfalls können für jede vorhandene zweite Blende 6b nicht nur eine einzige zweite Clipverbindung 7b, sondern zwei oder mehrere zweite Clipverbindungen 7b (in den Figur ebenfalls nicht gezeigt) vorgesehen sein, um die jeweilige zweite Blende 6b an der Abdeckung 9 zu befestigen. Bevorzugt sind die erste Blende 6a und die zweite Blende 6b wie im Beispielszenario gezeigt zweistückig ausgebildet.
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Wie die 2 und 3 erkennen lassen, ist die zweite Blende 6b zwischen der Abdeckung 9 und der ersten Blende 6a angeordnet. Im Beispiel diese Figuren liegt die zweite Blende 6b sowohl an der Abdeckung 9 als auch an der ersten Blende 6a an. Die zweite Blende 6b ist so angeordnet, dass am Reflektor 5 reflektiertes Sonnenlicht nicht auf diese trifft.
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Im Beispielszenario der Figuren sind die erste und die zweite Blende 6a, 6b daher materialuneinheitlich ausgebildet, bestehen also aus verschiedenen Materialien. Besonders zweckmäßig ist das Material beider Blenden 6a, 6b ein Kunststoff, wobei für die erste Blende 6a ein anderes Kunststoffmaterial verwendet wird als für die zweite Blende 6b.
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Im Beispielszenario bietet es sich an, die zweite Blende 6b - im Gegensatz zur ersten Blende 6a - nicht aus einem besonders hochtemperaturbeständigen und somit teuren Material herzustellen; denn die zweite Blende 6b ist so im Scheinwerfer 1 verbaut bzw. im Scheinwerfergehäuse angeordnet, dass kein oder nur ein vernachlässigbar geringer Anteil von auf den Reflektor 5 treffendem Sonnenlicht auch auf die zweite Blende 6b treffen kann. Somit kann für das Material der zweiten Blende 6b ein kostengünstigeres Material gewählt werden als für das Material der ersten Blende 6a. Unabhängig davon ist es auch bei der zweiten Blende 6b denkbar, deren Oberfläche - ebenso wie jene der ersten Blende 6a - verchromt auszubilden, um diese für den Betrachter optisch besonders ansprechend und hochwertig erscheinen zu lassen.
