-
Die
Erfindung betrifft einen Fahrzeugscheinwerfer mit einem Scheinwerfergehäuse und
einer Abdeckscheibe, welche die Lichtaustrittsöffnung des Scheinwerfergehäuses abdeckt,
wobei in dem Gehäuse
zumindest eine Heizeinrichtung angeordnet ist.
-
Während des
Betriebes eines Scheinwerfers wird ein großer Teil der entstehenden Energie
in Wärme
umgesetzt, was zu einer starken Erwärmung des Luftvolumens innerhalb
des Scheinwerfergehäuses führt. Dabei
dehnt sich die Luft aus, überschüssiges Luftvolumen
entweicht über
Entlüftungsöffnungen des
Scheinwerfers. Das Abschalten des Scheinwerfers und die daraus resultierende
Abkühlung
des Luftvolumens führen
dazu, dass Umgehungsluft in das Scheinwerfergehäuse gesaugt wird. Bei entsprechender
Witterung, wie Regen, Nebel etc. gelangt dabei auch Feuchtigkeit
in den Scheinwerfer, die dann vorzugsweise an den, trotz Betrieb
des Scheinwerfer und damit verbundener allgemeiner Erwärmung vorhandenen
kalten Stellen des Scheinwerfers kondensiert. Bei den kalten Stellen
handelt es sich dabei vor allem um die Abdeckscheibe, da diese naturgemäß an der
Fahrzeugaußenhaut
positioniert ist, besonders durch Fahrtwind gekühlt wird, aber auch noch durch
andere Einflüsse,
wie etwa nach einer Autowäsche,
in der Regel am meisten gekühlt
wird.
-
Handelt
es sich bei dem Abdeckglas um Klarglas, wie dies insbesondere bei
modernen Scheinwerfern zum Einsatz kommt, hat dieses Betauen auf
das Aussehen des Scheinwerfers einen nachteiligen Effekt, der Scheinwerfer
wirkt außerdem undicht.
Zusätzlich
beeinträchtigt
ein solches „Betauungsmuster" auch die Funktion
des Scheinwerfers, da das Lichtbild durch die betauten Stellen an
dem Abdeckglas verändert
wird.
-
Außerdem besteht
natürlich
insbesondere in der kalten Jahreszeit auch die Gefahr, dass die
Betauung an der Abdeckscheibe einfriert.
-
Um
eine Betauung der Abdeckscheibe eines Fahrzeugscheinwerfers zu verhindern
bzw. eine bereits vorhandene Betauung rasch und zuverlässig vollständig zu
entfernen, ist es beispielsweise aus der
DE 40 15 399 A1 oder der
DE 197 33 000 A1 bekannt,
ein Heizelement für
den Scheinwerfer vorzusehen.
-
Durch
das Beheizen des Innenraums des Gehäuses des Fahrzeugscheinwerfers
wird die Abdeckscheibe auf eine Temperatur über dem Taupunkt gebracht,
sodass ein Betauen der Scheibe verhindert wird. Außerdem liegt
durch die Beheizung die Feuchtigkeit im Scheinwerfer nicht in flüssigem (kondensierten)
sondern in gasförmigem
Zustand vor und kann deshalb über
das Belüftungssystem
des Scheinwerfers leicht aus diesem abgeführt werden, sodass der Scheinwerfer
auch rascher entfeuchtet wird und somit die Betauung noch besser
verhindert ist.
-
In
modernen Kraftfahrzeugen herrscht in der Regel eine relativ kritische
Energiesituation vor. Bei einer ungeregelten Heizung wird daher
unnötig
Energie verbraucht, wodurch die Energiesituation im Fahrzeug unter
Umständen
noch zusätzlich
verschärft
wird.
-
Aus
diesem Grund ist bei der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass
die zumindest eine Heizvorrichtung zumindest ein PTC-Heizelement umfasst.
-
PTC-Heizelemente,
also Heizelemente mit einem positiven Temperaturkoeffizient („Positive
temperature coefficient"),
verfügen über eine
entsprechende Eigenregelung betreffend der abgegebenen Heizleistung,
wobei bei höherer
Umgebungstemperatur entsprechend weniger Wärme abgegeben wird und somit
auch keine unnötige
Energie vergeudet wird. Durch die Verwendung solcher Heizelemente kann
die Heizleistung in Abhängigkeit
von Parametern wie der Außentemperatur
gesteuert werden, ohne dass aber zusätzliche Sensoren bzw. Temperaturmesseinrichtungen
notwendig sind, welche den Aufbau des Scheinwerfers komplizieren,
verteuern und fehleranfälliger
gestaltet würden.
-
Besonders
zielgerichtet lässt
sich die Betauung verhindern bzw. entfernen, wenn die Abdeckscheibe
direkt beheizt wird. Dies lässt
sich dadurch erreichen, dass die zumindest eine Heizeinrichtung eine
im Wesentlichen transparente Folie ist, weiche zumindest in Bereichen
an der Innenseite der Abdeckscheibe angebracht, vorzugsweise angeklebt ist.
Das Verkleben erfolgt beispielsweise mit einem bekannten Spiegelklebeband.
-
Einfacher
und ebenfalls sehr effektiv lässt sich
die Beheizung realisieren, wenn die zumindest eine Heizeinrichtung
an einer in einem vorderen, unteren Bereich des Scheinwerfers befindlichen
Blende angebracht ist, vorzugsweise in einem unteren Bereich der
Blende. Durch die Anordnung der Heizeinrichtung, etwa eines PTC-Heizelementes,
an der Blende – bei
dieser Blende handelt es sich nicht um eine optische Blende sondern
um eine Zierblende, die verhindert, dass ein Betrachter, der von
vorne in den Scheinwerfer blickt, die hinter dem Scheinwerfer befindlichen
Bestandteile erkennen kann – muss
dieses nicht transparent gestaltet sein und ist somit leichter und
in der Regel auch kostengünstiger
erhältlich.
Durch die Anordnung der Blende in einem unteren Bereich, d.h. an
der Unterseite der Blende, wird verhindert, dass ein Betrachter
des Scheinwerfers die Heizfolie erkennen kann.
-
Betauung
der Abdeckscheibe tritt nicht nur im abgestellten Zustand des Fahrzeuges,
sondern insbesondere auch im Fahrbetrieb bei eingeschalteten Fahrzeugscheinwerfern
auf. Um in diesem Zustand die Betauung zu verhindern bzw. zu entfernen, ist
vorgesehen, dass die zumindest eine Heizeinrichtung mit einem Abblendlicht
gekoppelt ist, derart dass sie im Wesentlichen für die Dauer des eingeschalteten
Abblendlichtes aktiviert ist. Normalerweise ist das Abblendlicht
nur während
des Fahrtbetriebes eingeschaltet. Während dieser Zeit ist auch
der passive Luftaustausch des Scheinwerfers mit seiner Umgebung über Belüftungsöffnungen
am größten, sodass zu
diesem Zeitpunkt eine vollständige
Verdunstung eines möglicherweise
kondensierten Wassers wünschenswert
ist.
-
Eine
Koppelung mit dem Abblendlicht erfolgt aus dem Grund, da dieses
bei eingeschalteten Scheinwerfern am häufigsten in Betrieb ist. Die
Koppelung mit einem Begrenzungslicht wäre aus dem Grund problematisch,
da hier, wenn das Begrenzungslicht als Parklicht genutzt wird, eine
starke Belastung der Autobatterie im abgestellten Zustand des Fahrzeuges
stattfinden würde.
-
Die
Koppelung mit dem Abblendlicht erfolgt dabei beispielsweise derart,
dass die Heizung mit der Steuerung des Abblendlichtes elektrisch
verbunden ist und ein Einschalten des Abblendlichtes auch ein Aktivieren
der Heizung auslöst.
-
Denkbar
wäre auch
eine Steuerung der Heizfolie über
einen Feuchtigkeitssensor, der an einer beschlagsgefährdeten
Region, zum Beispiel seitlich unten auf der Abdeckscheibe angebracht
ist. Dies gewährleistet,
dass das Heizelement nur in Betrieb ist, wenn tatsächlich Betauung
vorliegt.
-
Bei
einer anderen Ausführungsform
ist die zumindest eine Heizeinrichtung mit einer Heckscheibenheizung
gekoppelt ist, derart dass sie für
die Dauer der eingeschalteten Heckscheibenheizung aktiviert ist.
Dies kann aus dem Grund sinnvoll sein, da bei Witterungsverhältnissen,
die zu einem Beschlagen der Heckscheibe eines Fahrzeuges führen, oftmals
auch die Abdeckscheibe eines Fahrzeugscheinwerfers beschlägt.
-
Prinzipiell
ist es aber auch denkbar, dass die Heizung manuell über einen
eigens dafür
vorgesehenen Schalter aktiviert bzw. deaktiviert wird.
-
Alternativ
oder zusätzlich
zu einer herkömmlichen
Heizeinrichtung kann auch noch vorgesehen sein, dass die Heizeinrichtung
zumindest eine in dem Gehäuse
angeordnete Lichtquelle sowie zumindest ein Element umfasst, welches
von besagter Lichtquelle stammendes, im nicht-sichtbaren Bereich
liegendes Licht absorbiert, hingegen im sichtbaren Bereich im wesentlichen
transparent ist.
-
Durch
die Absorption von Licht einer Lichtquelle in dem Scheinwerfer im
nicht-sichtbaren Bereich, beispielsweise im Infrarot-Bereich, wird
das Element erwärmt
und erwärmt
seinerseits den Scheinwerfer mit dem gewünschten Effekt der Verhinderung/Entfernung
von Betauung.
-
Besonders
einfach lässt
sich dies realisieren, wenn die Lichtquelle eine Lampe des Scheinwerfers, beispielsweise
die Abblendlichtlampe oder die Fernlichtlampe ist, und wenn das
Element zumindest ein Teil der Abdeckscheibe ist.
-
Falls
die Abdeckscheibe für
die gewünschten
Zwecke nicht ausreichend stark absorbiert, kann auch vorgesehen
sein, dass das Element eine Folie ist, welche an der Abdeckscheibe
anbringbar ist.
-
Im
folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. In
dieser zeigen
-
1 eine
Vorderansicht eines Fahrzeugscheinwerfers mit einem typischen Betauungsmuster,
-
2 eine
Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfers
von oben ohne Gehäuse
mit Schnitt durch die Abdeckscheibe,
-
3 einen
Fahrzeugscheinwerfer in einer Ansicht von untern mit einer möglichen
Anordnung einer Heizeinrichtung, und
-
4 eine
beispielhafte Ausführungsform einer
verwendeten PTC-Heizfolie.
-
Der
in den 1–3 beispielhaft
gezeigte Fahrzeugscheinwerfer 1 besteht aus einem Gehäuse 2,
welches von einer klaren Abdeckscheibe 3 abgeschlossen
ist. In dem Gehäuse 2 befinden
sich Fernlicht 4, Abblendlicht 5, Fahrtrichtungsanzeigers 6 (Blinker)
sowie Standlicht 7. Die auf der Abdeckscheibe 3 eingezeichnete
strichpunktierte Linie 100 begrenzt einen Bereich, in dem
sich typischerweise bei einem solchen Scheinwerfer eine Betauung
ergibt, die Abdeckscheibe 3 also in diesem Bereich durch
kondensierte Feuchtigkeit beschlagen ist. Das Betauungsmuster 100 ist
dabei für
den Fall des Betriebes des Abblendlichtes und des gelegentlichen Betriebes
des Fernlichtes dargestellt.
-
Die
Erfindung ist an Hand eines gezeigten Scheinwerfertyps aus dem Grund
dargestellt, da dieser häufig
zum Einsatz kommt. Grundsätzlich
eignet sich die Erfindung natürlich
aber auch für
Scheinwerfer mit beispielsweise lediglich einem Fern- oder Abblendlicht,
und auch die Verwendung bei Rücklichtern
ist denkbar. Auch ist die Erfindung nicht auf Scheinwerfer mit Klarglas-Abdeckscheiben
eingeschränkt,
wobei natürlich
die durch Betauung auftretenden Probleme bei diesen Scheinwerfern
am stärksten
zum Vorschein kommen.
-
Durch
die Beheizung des Scheinwerfers 1 durch eine oder mehrere
Heizeinrichtungen in dem Scheinwerfergehäuse 2 kann die Betauung 100 rasch
entfernt werden, außerdem
kann das Gehäuseinnere
durch das Beheizen auch gut entfeuchtet werden.
-
Gemäß 3 besteht
die Heizvorrichtung aus einer Folie 9, die an einer Zierblende 8 angebracht
ist, vorzugsweise an der Unterseite der Blende 8. Dies
ist aus dem Grund vorteilhaft, da die Zierblende sich, wie der 3 zu
entnehmen ist, in einem unteren, vorderen Bereich des Scheinwerfers,
d.h. im Wesentlichen unmittelbar unterhalb der Abdeckscheibe 3 befindet,
sodass bei einem Betrieb der Heizfolie 9 die Abdeckscheibe 3 ausreichend
erwärmt
und somit die Betauung entfernt wird.
-
Wie
der Zeichnung zu entnehmen ist, deckt die Heizfolie im Wesentlichen
die gesamte Fläche der
Blende, die leicht schräg
von hinten oben nach vorne unten zu der Abdeckscheibe hin verläuft, ab. Auf
diese Weise kann die Betauung über
die gesamte Lateralerstreckung der Abdeckscheibe entfernt werden.
-
Grundsätzlich können aber
auch verschiedene separate Heizelemente, wie eben Heizfolien auf der
Blende 8 angeordnet sein, beispielsweise um nur bestimmte
Bereiche zu beheizen.
-
Besonders
günstig
ist es, wenn es sich bei den Heizelementen um PTC-Heizelemente handelt, da
auf diese Weise die abgegebene Wärmemenge an
die Umgebungstemperatur angepasst und bei entsprechend wärmerer Umgebungstemperatur
reduziert werden kann, sodass der Energiehaushalt des Fahrzeuges
weniger belastet wird.
-
Ein
solches PTC-Heizelement ist vorteilhafterweise als Folie ausgelegt,
die mit der Trägeroberfläche mittels
eines Klebstoffes verbunden ist. Eine mögliche Ausführungsform ist eine Sandwichbauweise,
in der das eigentliche Heizmaterial über zwei, auf entgegenliegenden
Seiten liegenden Flächen
ganzflächig
mittels eines niederohmigen Materials, zum Beispiel eine Kupferfolie,
elektrisch kontaktiert ist.
-
Eine
weitere Ausführungsform
eines solchen Heizelementes 9 ist in 4 gezeigt.
Diese Ausführungsform
sieht die Kontaktierung 20, 21 über zwei ineinander
verzahnte Kämme
aus niederohmigen Material vor, die auf eine Trägerfolie aufgebracht sind.
Das eigentliche Heizmaterial 23 ist zwischen den Fingern 22 der
zwei niederohmigen Kämme
angebracht. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, dass das Temperaturprofil über den Abstand der Finger 22 des
Kammes genauer eingestellt werden kann, in der Produktion hingegen
aufwändiger
ist.
-
Alternativ
zu der gezeigten Ausführung
oder zusätzlich
können
Heizelemente auch unmittelbar an der Abdeckscheibe 3 angebracht
werden (nicht in der Zeichnung dargestellt), wodurch sich ein besonders zielgerichtetes
Beheizen der Scheibe erreichen lässt. Allerdings
müssen
in diesem Fall die Heizelemente – vorzugsweise wiederum PTC-Elemente – transparent
ausgebildet sein, um keine störende
Wirkung auf das von dem Scheinwerfer erzeugte Lichtbild auszuüben.
-
Ebenfalls
alternativ aber auch zusätzlich
zu den besprochenen Arten der Beheizung kann vorgesehen sein, dass
die Beheizung des Scheinwerfers mittels einer oder mehreren in dem
Gehäuse
angeordneten Lichtquellen sowie einer oder mehreren Elementen, die
für Licht
im sichtbaren Bereich im Wesentlichen transparent sind, für nicht-sichtbares Licht
aber zumindest in bestimmten Wellenlängenbereichen absorbiert, beispielsweise
im Infrarot-Bereich. Durch die Absorption von Licht im nicht-sichtbaren
Bereich erwärmt
sich das Element und erwärmt
seinerseits den Scheinwerferinnenraum. Außerdem lässt sich mit einer solchen
zusätzlichen Lichtquelle
das zu absorbierende Licht besonders einfach in die gewünschte Richtung
abstrahlen.
-
Beispielsweise
besteht diese Art der Heizung aus einer zusätzlichen Lichtquelle im Scheinwerfer,
wobei diese dann vorzugsweise etwa Licht im IR-Bereich emittiert,
und einem zusätzlichen
wie oben angeführten
Element. Besonders günstig,
weil einfach und kostengünstig
in der Herstellung ist es aber, wenn eine oder mehrere Lichtquelln
des Scheinwerfers selbst, d.h. also die Fernlichtwendel oder die
Abblendlichtwendel selbst das Licht zur Absorption durch das angesprochene
Element erzeugt.
-
Insbesondere
ist es günstig,
wenn das im nicht-sichtbaren Bereich absorbierende Element die Abdeckscheibe
selbst ist. Viele der in Scheinwerfern verwendeten Abdeckscheiben
weisen diesen – bisher
als nachteilig empfundenen – Effekt,
Licht im IR-Bereich zu absorbieren, auf.
-
Die
Heizung selbst wird in allen Fällen
vorzugsweise mit dem Abblendlicht gekoppelt, auch eine Koppelung
an die Heckscheibenheizung ist möglich.
Außerdem
ist natürlich
auch eine manuelle Betätigung
denkbar.
-
Denkbar
wäre auch
eine Art intelligente Steuerung über
eine Software, die die, bei modernen Autos vorhandenen Signale von
Umweltsensoren (Lufttemperatur, Luftdruck, Regensensor etc.) verarbeitet.