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Querverweis auf verwandte Anmeldungen
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Diese Anmeldung steht mit der provisorischen US-Anmeldung, laufende Nr. 61/283307, eingereicht am 2. Dezember 2009, in Beziehung und beansprucht den Vorteil der Priorität dieser Anmeldung, wobei die Offenbarung dieser Anmeldung hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Fahrzeug-Scheinwerferanordnungen und insbesondere Fahrzeug-Scheinwerferanordnungen, deren Lampengehäuse wenigstens ein strukturelles Element enthält, das dazu ausgelegt ist, mit den strukturellen Belastungen, die durch eine oder mehrere benachbarte Komponenten eines Fahrzeugs ausgeübt werden, in dem die Fahrzeug-Scheinwerferanordnung installiert ist, verbunden zu sein und diese zu tragen.
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Hintergrund der Erfindung
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Scheinwerferanordnungen sind seit Anbeginn des Automobils und der Anwendung von Beleuchtung an Fahrrädern und Motorrädern Hilfsvorrichtungen gewesen, die konstruiert sind, um sowohl eine funktionale Vorwärtsbeleuchtung als auch die erforderlichen beleuchteten und unbeleuchteten Signalisierungs- und Positionierungsfunktionen bereitzustellen und um den Überlegungen zur Fahrzeuggestaltung gerecht zu werden.
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Mit dem Anbruch des Automobilzeitalters wurden Kutschenlampen in die Fahrzeugkonstruktion aufgenommen. Diesen folgten elektrisch mit Energie versorgte Beleuchtungssysteme.
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Ungeachtet des Typs der Beleuchtungsquelle und der Methodologie der Lampenkonstruktion sind und bleiben die Scheinwerfer Hilfselemente, die an der Fahrzeugarchitektur mechanisch befestigt sind und normalerweise hauptsächlich den Licht- und Beleuchtungsfunktionen dienen, mit sekundären Überlegungen, wie z. B. Umwelt-, Sicherheits-, aerodynamischen und anderen funktionalen Überlegungen, die angesprochen werden, wo es anwendbar ist.
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Während der späten 1960er suchten insbesondere im westeuropäischen Markt die Automobilunternehmen, in die Scheinwerferkonstruktion mehr Gestaltungsfreiheit aufzunehmen und folglich weg von standardisierten Beleuchtungsvorrichtungen zu fahrzeugspezifischen Konstruktionen zu wechseln. An diesem Punkt waren die Scheinwerfer im Allgemeinen äußere Vorrichtungen, die über äußere mechanische Mittel ausgerichtet und eingestellt werden.
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Das Streben, den Scheinwerfer besser in die Gesamtform des Fahrzeugs zu integrieren, führte zur Entwicklung von Scheinwerferkonstruktionen mit eingekapselten Reflektoranordnungen und internen Einstellvorrichtungen. Indem so verfahren wird, konnte folglich die äußere Scheinwerferlinse, die nun in einer spezifischen Position fest ist, besser in die Gesamtkonstruktion des Fahrzeugs integriert werden, wobei die Ausrichtungs-/Einstellungsfunktion in ein Gesamt-Scheinwerfergehäuse eingepasst wurde.
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Während eine derartige Konstruktion ursprünglich hauptsächlich eine Metallkonstruktion umfasste, führte das Streben nach einer vergrößerten Konstruktions- und Ausstattungsflexibilität zur Entwicklung durch Spritzgießen hergestellter Kunststoff-Scheinwerfergehäuse. Moderne Scheinwerferkonstruktionen folgen im Wesentlichen dieser Praxis mit Kunststoff-Scheinwerfergehäusen, wobei die kennzeichnenden Beleuchtungskomponenten, die im Scheinwerfergehäuse montiert oder an ihm befestigt sind, die Norm sind.
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Die gegenwärtigen Anforderungen an Gestaltung, Aerodynamik und der behördlich verordneten Sicherheit vergrößern zusammen mit neuentwickelten Techniken, wie z. B. der LED-Vorwärtsbeleuchtung, weiterhin die Komplexität und oftmals die Größe der Scheinwerfer. Wie die Komplexität der Scheinwerfergröße, der Positionierung am Fahrzeug und der Gesamtgeometrie zunimmt, erfährt die Scheinwerferbefestigungs-Stützstruktur ein begleitendes Niveau der Komplexität, der Kosten und der Gewichtswirkung.
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Kunststoffmaterialien, ob sie natürlich, legiert oder verstärkt sind (z. B. faserverstärkter Kunststoff), zeigen normalerweise nicht den Typ der langfristigen Haltbarkeit, der erforderlich ist, um als strukturelle Komponenten verwendet werden, wobei sie sich folglich für derartige Anwendungen als unpraktisch erwiesen haben. Die Zugänge mit Mehrfachmaterialien, wie z. B. das Umspritzen verstärkter Metallkomponenten, Konstruktionsverfahren mit Verbundwerkstoffen und dergleichen können derartige Mängel lindern, wobei sie aber ausnahmslos die Kosten für die fraglichen Elemente in die Höhe treiben.
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Eine weitere vorrangige Überlegung betrachtet die hergestellte Konstruktionshierarchie in der Automobilindustrie, durch die die Beleuchtungskomponenten als von der hauptsächlichen Struktur des Fahrzeugs getrennte Entitäten konstruiert werden. Als solche besitzen die Beleuchtungslieferanten bis auf Sicherheits- und andere Funktionsüberlegungen, die eine spezielle Fahrzeuganwendung direkt beeinflussen, routinemäßig nur eine begrenzte Beteiligung an den Überlegungen zur Fahrzeugstruktur.
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Eine noch weitere Überlegung sind die schnell steigenden Kosten der Fahrzeug-Scheinwerferanordnungen. Die Kosten derartiger Anordnungen sind so schnell gestiegen, dass ein Ersatzpaar luxuriöser Fahrzeugscheinwerfer-Austauschbefestigungen nun mehr als der Kauf eines neuen preisgünstigen Automobils kosten kann. Folglich sind die Reparierbarkeit und die Wiederverwendbarkeit der Komponenten eine wichtige Konstruktionsüberlegung geworden.
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Die veröffentlichte US-Patentanmeldung Nr. US 2002/0015310, veröffentlicht am 7. Februar 2002, offenbart eine strukturelle Stütze eines Vorderteils eines Fahrzeugs, die integrale Scheinwerfer aufweist. Die Integration des Scheinwerfergehäuses in die strukturelle Stütze des Vorderteils (das Vorderteilmodul) schafft eine bedeutende Verringerung des Gesamtvolumens und der Kosten und ergibt einen vergrößerten nutzbaren Raum innerhalb des Vorder-/Maschinenabteils des Fahrzeugs. Die in ein einziges Formteil integrierten Scheinwerfer umfassen eine Gesamtstrukturkomponente. Die Scheinwerfergehäuse selbst sind jedoch in ihrer Art nicht strukturell. Statt dessen sind sie einfach in ein strukturelles Element einer Metall-/Kunststoffmatrix integriert.
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Thixogeformte Magnesium-Stützträgerstrukturen, die den Scheinwerfer, die Verkleidungen, die Instrumentengruppe und die Spiegelanordnungen lokalisieren und stützen, sind in der Technik außerdem für die Verwendung mit Motorrädern bekannt, z. B. die Buell Motorcycle Company.
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Ein noch weiterer verkomplizierender Faktor moderner Scheinwerferanwendungen ist die zunehmende Verwendung der LED-Beleuchtung. Die LEDs emittieren ungleich zu herkömmlicheren Lichtquellen, wie z. B. Wolfram-, Halogen- oder HID-Lichtquellen, im Wesentlichen keine Infrarotstrahlung, wobei sie deshalb auf ihrer optischen Ausgangsseite ”kalt” sind. Dennoch erzeugen die LEDs Wärme an ihrem elektrischen Übergang, der sogenannten ”Rückseite”, der eigentlichen LED. Dies ist besonders signifikant, da der Ansteuerungsstrom zunimmt, um eine größere optische Ausgabe der LED zu erreichen. Die Steuerung dieser Wärmeausgabe, die als ”Übergangstemperatur” bezeichnet wird, ist entscheidend, um eine richtige Betriebsleistung der LED sicherzustellen und um entweder eine verfrühte Verschlechterung oder einen verfrühten Ausfall zu vermeiden.
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Mit der ”Rückseite” der LEDs, die in dem Lampengehäuse untergebracht sind, wobei das Gehäuse üblicherweise hauptsächlich aus Kunststoff hergestellt ist, ist die erzeugte Wärme in dem Gehäuse ”gefangen”. Diese Wärmeausgabe an der ”Rückseite” der LEDs muss entfernt werden, um eine Überhitzung und damit in Beziehung stehend den verfrühten Ausfall der LED-Lampe zu verhindern. Demgemäß erfordern die LEDs eine Kühlung über die Einführung von Wärmesenken.
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Üblicherweise ist es die Praxis, derartige Wärmesenken innerhalb des Gehäuses der LED-Lampe anzuordnen, in dem die LEDs selbst untergebracht sind. Die Scheinwerfer und die Schlussleuchten für die Automobile der Marke CADILLAC CTS verwenden z. B. eine einzige Hochleistungs-LED und eine Druckguss-Wärmesenke, die die Wärme innerhalb des Gehäuses der Lampe abführt. Vorausgesetzt, dass es für diese speziellen Anwendungen eine ausreichende Menge des Innenvolumens gibt, in das diese Energie abzuführen ist, erfüllen derartige Wärmesenken ihren Zweck. Entweder für kleinere Volumina oder für Anwendungen, die eine zusätzliche Wärmeausgabe erzeugen, ist jedoch eine angemessene interne Abführung der Wärme kompliziert, wobei dadurch die Anwendung durchdachterer Wärmemanagementlösungen erzwungen wird, wie z. B. das Freilegen der Wärmesenke zum Äußeren des Gehäuses oder die Verwendung von ”Wärmerohren” (flüssig gefüllten Warmeleitern) oder von Kühlventilatoren, um die Luft innerhalb des Lampengehäuses umzuwälzen.
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Eine noch weitere Lösung, die in der US-Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. US 2007/0127252 A1 an Fallahi u. a., veröffentlicht am 7. Juni 2007, offenbart ist, umfasst eine LED-Scheinwerferanordnung für ein Kraftfahrzeug, die eine Kunststofflinse und ein Kunststoff-Lampengehäuse, das mit der Linse zusammenarbeitet, besitzt, um eine innere Kammer zu definieren, die im Allgemeinen von der Atmosphäre fluid isoliert ist. Am Lampengehäuse ist ein durch Spritzgießen hergestellter Metallreflektor angebracht, der einen polierten reflektierenden Abschnitt besitzt, der das Licht durch die Linse nach vorn reflektiert. Ein getrennter Wärmesenkenabschnitt des Reflektors enthält Kühlrippen, die durch das Lampengehäuse verlaufen und der Atmosphäre außerhalb des Lampengehäuses ausgesetzt sind, so dass die Wärme von der inneren Kammer von den Kühlrippen zu der Atmosphäre übertragen wird.
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Ungeachtet der vorhergehenden Wärmemanagementlösungen ist es erwünscht, eine Lampenanordnung sowohl für Automobil- als auch für andere Anwendungen zu haben, die die durch die LEDs oder andere Lichtquellen erzeugte Wärmeenergie effektiv abführen kann.
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Zusammenfassung der Offenbarung
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Die vorliegende Erfindung umfasst eine Fahrzeug-Scheinwerferanordnung, die eine Linse, ein Lampengehäuse, das mit der Linse zusammenarbeitet, um wenigstens teilweise eine Lampenkammer zu definieren, die im Allgemeinen von einer umgebenden Atmosphäre außerhalb der Lampenkammer fluid isoliert ist, und wenigstens eine Lampe, die in der Lampenkammer vorgesehen ist, umfasst. Das Lampengehäuse enthält wenigstens ein strukturelles Element, das dazu ausgelegt ist, mit den strukturellen Belastungen, die durch eine oder mehrere benachbarte Komponenten eines Fahrzeugs, in dem die Fahrzeug-Scheinwerferanordnung installiert ist, ausgeübt werden, verbunden zu sein und sie zu tragen.
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Durch ein Merkmal ist das Lampengehäuse dazu ausgelegt, mit den strukturellen Belastungen, die durch eine oder mehrere Fahrzeugkomponenten, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die einen inneren Kotflügel-Träger, einen Kühlerträger/ein Kühlermodul, ein strukturelles Fahrzeugelement, einen Kotflügel, ein Schutzschild, einen Batteriekasten, ein elektronisches Steuermodul und eine Verstärkungsstruktur umfasst, ausgeübt werden, verbunden zu sein und sie zu tragen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Lampengehäuse eine Wärmesenke definieren, die der umgebenden Atmosphäre außerhalb der Lampenkammer ausgesetzt ist, so dass die Wärme von der wenigstens einen Lampe zu der umgebenden Atmosphäre übertragen wird. Die durch das Lampengehäuse definierte Wärmesenke kann Strahlungselemente enthalten, die der umgebenden Atmosphäre außerhalb der Lampenkammer ausgesetzt sind, so dass die Wärme von der Lampe durch die Strahlungselemente zu der umgebenden Atmosphäre übertragen wird. Die Strahlungselemente können Kühlrippen umfassen, die der umgebenden Atmosphäre außerhalb der Lampenkammer ausgesetzt sind, so dass die Wärme von der Lampe durch die Kühlrippen zu der umgebenden Atmosphäre übertragen wird. Die Strahlungselemente können außerdem Stifte umfassen, die der umgebenden Atmosphäre außerhalb der Lampenkammer ausgesetzt sind, so dass die Wärme von der Lampe durch die Stifte zu der umgebenden Atmosphäre übertragen wird.
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Durch ein weiteres Merkmal kann die durch das Lampengehäuse definierte Wärmesenke einen oder mehrere Schächte enthalten, die konfiguriert sind, um die passive konvektive Kühlung zu fördern. Der eine oder die mehreren Schächte können in einer getrennten Leitvorrichtung definiert sein, die an dem Lampengehäuse befestigt ist.
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Durch ein Merkmal der Erfindung kann die wenigstens eine Lampe eine oder mehrere LEDs umfassen.
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Durch ein weiteres Merkmal der Erfindung kann das Lampengehäuse einschließlich durch Thixoformung, Spritzgießen usw. als ein einzelnes einheitliches Metallstück gebildet werden.
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Das Lampengehäuse kann aus einem oder mehreren Materialien ausgebildet sein, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die rostfreien Stahl, schwach legierten Stahl, Werkzeugstahl, Titan, Kobalt, Kupfer, magnetisches Metall, Hartmetall, feuerfestes Metall, Keramik, Magnesium, Aluminium und eine Magnesium-/Aluminiumlegierung umfasst.
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Gemäß einem noch weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die wenigstens eine Linse an einer getrennten Beleuchtungs-Unteranordnung getragen, die abgedichtet am Lampengehäuse abnehmbar anbringbar ist.
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In einer Ausführungsform ist das wenigstens eine strukturelle Element des Lampengehäuses wenigstens eine Stützstruktur eines Motorrad-Instrumentenblocks, wobei es ebenso sowohl eine aerodynamische Verkleidung als auch Rückspiegel tragen kann. Das Lampengehäuse einschließlich der wenigstens einen Stützstruktur einer Motorradverkleidung kann in einer Form der Erfindung als ein einzelnes einheitliches Metallstück ausgebildet sein oder alternativ eine einheitliche Anordnung mehrerer Bauelemente umfassen.
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Die vorliegende Erfindung umfasst ferner eine Fahrzeugscheinwerfer- und -komponentenanordnung, die eine Linse, ein Lampengehäuse, das mit der Linse zusammenarbeitet, um wenigstens teilweise eine Lampenkammer zu definieren, die im Allgemeinen von einer umgebenden Atmosphäre außerhalb der Lampenkammer fluid isoliert ist, wenigstens eine Lampe, die in der Lampenkammer vorgesehen ist, und wenigstens eine Fahrzeugkomponente, die mit dem Lampengehäuse verbunden ist, wodurch das Lampengehäuse die durch die wenigstens eine Fahrzeugkomponente ausgeübten strukturellen Belastungen tragen kann, umfasst. Die wenigstens eine Fahrzeugkomponente kann z. B. einen inneren Kotflügel-Träger oder einen Kühlerträger/ein Kühlermodul oder ein strukturelles Fahrzeugelement oder einen Kotflügel oder ein Schutzschild oder einen Batteriekasten oder ein elektronisches Steuermodul oder eine Verstärkungsstruktur umfassen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Für ein besseres Verständnis der Erfindung und um deutlicher zu zeigen, wie sie in Übereinstimmung mit einer oder mehrerer ihrer Ausführungsformen zur Wirkung gebracht werden kann, wird nun beispielhaft auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen, die beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt und in der:
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1A eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Explosionsansicht der Fahrzeugscheinwerfer- und -komponentenanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die sowohl die Scheinwerferanordnung als auch die benachbarten Fahrzeugkomponenten, mit denen die Scheinwerferanordnung verbindbar ist, darstellt;
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1B eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Explosionsansicht der Fahrzeugscheinwerfer- und -komponentenanordnung nach 1A ist, die von einem anderen Viertel genommen ist;
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1C und 1D eine perspektivische Rück- bzw. Vorderansicht der verbundenen Elemente der Fahrzeugscheinwerfer- und -komponentenanordnung nach 1A sind;
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1E und 1F eine obere bzw. eine vordere Draufsicht der verbundenen Elemente der Fahrzeugscheinwerfer- und -komponentenanordnung nach 1A sind;
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1G und 1H eine teilweise perspektivische Rückansicht bzw. eine teilweise hintere Draufsicht der verbundenen Elemente der Fahrzeugscheinwerfer- und -komponentenanordnung nach 1A sind;
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2A eine perspektivische Explosionsansicht der Fahrzeugscheinwerfer- und -komponentenanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die sowohl die Scheinwerferanordnung als auch eine benachbarte Fahrzeugkomponente, mit der die Scheinwerferanordnung verbindbar ist, darstellt;
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2B eine Vorderansicht der Fahrzeugscheinwerfer- und -komponentenanordnung nach 2A ist;
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2C eine obere Explosions-Draufsicht der Fahrzeugscheinwerfer- und -komponentenanordnung nach 2A ist;
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3A eine perspektivische Explosionsansicht einer Lampen-Unteranordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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3B und 3C eine perspektivische Vorder- bzw. Rückansicht der Lampen-Unteranordnung gemäß der Ausführungsform nach 3A sind;
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4A eine perspektivische Explosionsansicht einer Lampen-Unteranordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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4B und 4C eine perspektivische Vorder- bzw. Rückansicht der Lampen-Unteranordnung gemäß der Ausführungsform nach 4A sind;
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5A eine perspektivische Explosionsansicht einer Lampen-Unteranordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
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5B und 5C eine perspektivische Vorder- bzw. Rückansicht der Lampen-Unteranordnung gemäß der Ausführungsform nach 5A sind.
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Ausführliche Beschreibung
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Wie erforderlich ist eine ausführliche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hierin offenbart. Es ist jedoch selbstverständlich, dass die offenbarte Ausführungsform lediglich beispielhaft für die Erfindung ist, die in verschiedenen und alternativen Formen verkörpert sein kann. Deshalb sind die hierin offenbarten spezifischen strukturellen und funktionalen Einzelheiten nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als eine repräsentative Grundlage, um einem Fachmann auf dem Gebiet zu lehren, die vorliegende Erfindung verschieden zu verwenden.
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Die beigefügte Zeichnung ist nicht notwendigerweise maßstabsgerecht, wobei einige der Merkmale übertrieben oder minimiert sein können, um die Einzelheiten spezieller Komponenten zu zeigen.
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In den 1A bis 1H ist die vorliegende Erfindung zuerst in einer beispielhaften Ausführungsform im Allgemeinen als eine Fahrzeug-Scheinwerferanordnung 1 charakterisiert, die eine Linse 2, ein Lampengehäuse 3, das mit der Linse zusammenarbeitet, um wenigstens teilweise eine (nicht sichtbare) Lampenkammer in ihrem Inneren zu definieren, die im Allgemeinen von einer umgebenden Atmosphäre außerhalb der Lampenkammer fluid isoliert ist, und wenigstens eine (nicht sichtbare) Lampe, die in der Lampenkammer vorgesehen ist, umfasst. Das Lampengehäuse 3 enthält ein oder mehrere strukturelle Elemente 5a, 5b, die dazu ausgelegt sind, um mit den strukturellen Belastungen, die durch eine oder mehrere benachbarte Komponenten eines Fahrzeugs, in dem die Fahrzeug-Scheinwerferanordnung installiert ist, ausgeübt werden, verbunden zu sein und diese zu tragen.
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Ohne Einschränkung können die eine oder die mehreren Komponenten, die dem Lampengehäuse 3 benachbart sind, aus der Gruppe ausgewählt sein, die einen inneren Kotflügel-Träger, einen Kühlerträger/ein Kühlermodul (wie er/es z. B. teilweise bei 20 in den 1A, 1B, 1G und 1H gezeigt ist und in den 1C bis 1F vollständig gezeigt ist), ein strukturelles Fahrzeugelement (wie es z. B. bei 50 in den 1A bis 1H gezeigt ist), einen Kotflügel (wie er z. B. bei 40 in den 1A bis 1H teilweise gezeigt ist), ein Schutzschild, einen Batteriekasten, ein elektronisches Steuermodul und/oder eine Verstärkungsstruktur umfasst. Die Scheinwerferanordnung der vorliegenden Erfindung kann folglich als ein strukturelles Element in ein Fahrzeug aufgenommen sein und kann deshalb andere Komponenten (z. B. innere Kotflügel-Träger, Kühlerträger/-module, strukturelle Fahrzeugelemente, Kotflügel, Schutzschilde, Batteriekästen, elektronische Steuermodule und eine Verstärkungsstruktur usw.) besitzen, die an ihr befestigt sind, anstatt dass die Scheinwerferanordnung einfach eine ergänzende Zusatzvorrichtung ist, wie es die herkömmliche Praxis ist.
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Insbesondere und unter fortgesetzter Bezugnahme auf die 1A bis 1H wird gesehen, dass durch die beispielhafte Ausführungsform dieser Zeichnung die strukturellen Elemente 5a, 5b (wobei zwei in der beispielhaften Ausführungsform vorgesehen sind) eine Auflage bzw. ein Fach umfassen. Die Auflage 5a ist dazu ausgelegt, um über einer/einem entsprechend geformten und bemessenen Zunge/Vorsprung 21 aufgenommen zu sein, die/der sich von einer benachbarten Kühlerträger/Querträger-Komponente 20 erstreckt, während das Fach 5b bemessen ist, um mit einem benachbarten Kotflügel 40 und einem longitudinalen Strukturelement 50 in gegenseitiger Beziehung zu stehen, das außerdem als eine ”Schrotflinten-Schiene” bekannt ist und bezeichnet wird, die alle den 1C bis 1H am besten gezeigt sind.
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In der Ausführungsform nach den 1A und 1H stehen die Stützstruktur des Fachs 5b, der Kotflügel 40 und das longitudinale Strukturelement 50 wie folgt in gegenseitiger Beziehung: Der Kotflügel 40 ist sowohl mit dem longitudinalen Strukturelement 50 als auch mit einem Abschnitt des Fachs 5b verbunden, in jedem Fall über herkömmliche Mittel, wie etwa als ein nicht einschränkendes Beispiel durch Bolzen und/oder Schrauben und Fixierstifte, Klebstoffe usw. Das longitudinale Strukturelement 50 ist gleichermaßen mit einem Abschnitt des Fachs 5b verbunden, ebenfalls über herkömmliche Mittel, wie etwa als ein nicht einschränkendes Beispiel durch Bolzen und/oder Schrauben und Fixierstifte, Klebstoffe usw. Auf diese Art schafft die Scheinwerferanordnung eine strukturelle Stütze sowohl für den Kotflügel als auch für das longitudinale Strukturelement.
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Anstelle der direkten Verbindung mit dem Strukturelement 50 kann der Kotflügel 40 alternativ indirekt über eine Verbindung mit Strukturen mit ihm verbunden sein, die sich von dem longitudinalen Strukturelement 50 erstrecken, wie z. B. innere Motorabteil-Verschlussplatten.
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Die Verbindung des Kotflügels 40 mit dem longitudinalen Strukturelement 50 oder mit den sich von ihm erstreckenden Strukturen ist mit der herkömmlichen Praxis konsistent. Es ist jedoch in der herkömmlichen Praxis üblich, den Kotflügel 40 über einen oder mehrere getrennte Stützträger weiter zu stützen, die sich von der Fahrzeugstruktur erstrecken. Die Verwendung derartiger getrennter Stützträger führt zu einer Summierung von Toleranzen, wobei dadurch die Passung und das Aussehen des Fahrzeugs beeinflusst werden. Indem an der Scheinwerferanordnung 1 der Erfindung ein oder mehrere strukturelle Elemente, wie z. B. das Fach 5b, vorgesehen werden, um mit den durch den Kotflügel 40 ausgeübten strukturellen Belastungen verbunden zu sein und diese zu tragen, wird erkannt, dass die herkömmlichen Stützträger eliminiert werden können, wobei folglich die Gesamtpassung und das Gesamtaussehen des Fahrzeugs verbessert werden, während immer noch die strukturelle Wechselbeziehung zwischen den verschiedenen Komponenten (d. h. der Scheinwerferanordnung, dem Kotflügel und dem longitudinalen Strukturelement) geschaffen wird.
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Es wird selbstverständlich in Betracht gezogen, dass die spezielle Form und die spezielle Anzahl der strukturellen Elemente in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung, in der die vorliegende Erfindung verwendet wird, variabel sind, wobei sie nur der Einschränkung unterworfen sind, dass die Scheinwerferanordnung wenigstens ein derartiges strukturelles Element enthält, das dazu ausgelegt ist, mit den durch wenigstens eine benachbarte Fahrzeugkomponente ausgeübten Belastungen verbunden zu sein und sie zu tragen.
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Die Scheinwerferanordnung 1 der Erfindung kann in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung einzeln oder, wie in den 1A bis 1F gezeigt ist, mehrfach verwendet werden. Die Ausführungsform nach den 1A bis 1F zeigt z. B. zwei Scheinwerferanordnungen 1 und 1', wobei jede ein ”Spiegelbild” der anderen ist und jede konfiguriert ist, um sowohl durch die strukturellen Elemente 5a, 5a' mit wenigstens den gegenüberliegenden Seiten von einer oder mehreren Fahrzeugkomponenten, wie z. B. dem veranschaulichten Kühlerträger/Kühlermodul 20, als auch über die strukturellen Elemente 5b, 5b' mit den Kotflügeln 40, 40' und den Längsstützen 50, 50' auf die bisher beschriebene Art verbunden zu sein.
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Von dem im Stand der Technik offenbarten Zugang, z. B. in der veröffentlichten US-Anmeldung Nr. 2002/0015310, verschieden wird aus dem vorhergehenden erkannt, dass die aktuelle Innovation die einzelne Natur jedes gegebenen Scheinwerfers beibehält, der an anderen strukturellen Komponenten (z. B. dem Kühlerträger, den Querträgern, den Rahmenschienen usw.) zu befestigen ist, um eine strukturelle Gesamtanordnung des Fahrzeugs zu bilden, die eine Scheinwerferanordnung enthält. Mit anderen Worten, die strukturelle Fahrzeuganordnung kann sowohl ein oder mehrere Automobil-Fahrzeugkomponenten als auch eine Scheinwerferanordnung umfassen. Die Scheinwerferanordnung kann ein strukturelles Lampengehäuseelement umfassen, das dazu ausgelegt sein kann, mit den strukturellen Belastungen, die durch eine oder mehrere benachbarte Fahrzeugkomponenten, wie z. B. einen inneren Kotflügel-Träger, einen Kühlerträger/ein Kühlermodul, ein strukturelles Fahrzeugelement, einen Kotflügel, ein Schutzschild, einen Batteriekasten, ein elektronisches Steuermodul und/oder eine Verstärkungsstruktur, ausgeübt werden, verbunden zu sein und sie zu tragen.
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Der oben beschriebene Zugang eines strukturellen Scheinwerfers ist nicht auf Automobilanwendungen eingeschränkt und kann optional auf jeden Typ eines mit Rädern versehenen Fahrzeugs, der Beleuchtungsanordnungen verwendet, einschließlich und ohne Einschränkung auf Motorräder, Motorroller und dergleichen angewendet werden.
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In dem Fall von Anwendungen in Motorrädern, Motorrollern und anderen derartigen zweirädrigen Fahrzeugen und ähnlich zu dem oben in Bezug auf die Automobilanwendungen beschriebenen Zugang enthält eine Scheinwerferanordnung 100 ein oder mehrere strukturelle Elemente 105a, 105b, jeweils in der Form von Verkleidungsträgern für das Verbinden mit einer oder mehreren Verkleidungen des Motorrads, des Motorrollers usw. und eines Trägers für das Verbinden der Scheinwerferanordnung selbst mit einer Befestigungsstruktur 200, die getrennt an dem Motorrad angeordnet ist (2A bis 2C). Selbstverständlich können die Scheinwerferanordnungs-Stützstrukturen außerdem oder alternativ Strukturen enthalten, die dazu ausgelegt sind, um ohne Einschränkung, aber lediglich beispielhaft mit dem Instrumentenblock und/oder den Rückspiegeln und/oder den Fahrtrichtungsanzeigern und/oder anderen derartigen Merkmalen, wie es machbar ist, verbunden zu sein und sie zu stützen.
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In den 2A bis 2C umfasst die Scheinwerferanordnung eine (nicht gezeigte) Linse, ein Lampengehäuse 103, das mit der Linse zusammenarbeitet, um in seinem Inneren wenigstens teilweise eine Lampenkammer 104 zu definieren, die im Allgemeinen von einer umgebenden Atmosphäre außerhalb der Lampenkammer fluid isoliert ist, und wenigstens eine (nicht gezeigte) Lampe, die in der Lampenkammer vorgesehen ist.
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Von der Oberfläche des Gehäuses 103 erstreckt sich ein Paar Verkleidungsträger 105a nach oben, an denen eine oder mehrere Verkleidungen mit geeigneten Befestigungsmitteln, wie z. B. Schrauben, Bolzen usw., durch die Öffnungen 106a befestigt sein können. Selbstverständlich können die Orientierung und die Form der Verkleidungsträger 105a in Übereinstimmung mit dem speziellen Fahrzeug, im Zusammenhang mit dem die vorliegende Erfindung verwendet wird, variiert werden.
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Es ist zu sehen, dass der Träger 105b, der sich von dem Gehäuse 103 nach hinten erstreckt, eine im allgemeinen U-förmige Trägerstruktur umfasst, deren gegenüberliegende Seiten die Öffnungen 106b enthalten. Der Träger 105 ist so bemessen, dass seine gegenüberliegenden Seiten über den Befestigungsvorsprüngen 202 aufnehmbar sind, die sich von der zylindrischen Muffe 201 der Befestigungsstruktur 200 nach außen erstrecken. Die Öffnungen 203 in diesen Befestigungsvorsprüngen 202 sind so positioniert und bemessen, um auf die Öffnungen 106b ausgerichtet zu sein, wenn der Träger 105 vollständig auf den Befestigungsvorsprüngen 202 sitzt, wobei (nicht gezeigte) Befestigungsmittel, wie z. B. Schrauben, Bolzen usw., durch diese Öffnungen 106b, 203 aufnehmbar sind, um die Scheinwerferanordnung 100 mit der Befestigungsstruktur 200 (deren zylindrische Muffe 201 in der beispielhaften Ausführungsform entweder das Steuerrohr des Fahrzeugs bildet oder daran angeordnet oder anderweitig mit ihm verbunden ist) sicher zu verbinden.
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Sowohl eine Verkleidung als auch eine Scheinwerferanordnung, wie sie z. B. oben in Bezug auf die 2A bis 2C beschrieben worden sind, können durch einen vorhandenen thixogeformten Magnesium-Verkleidungs-Stützträger oder eine vorhandene thixogeformte Magnesium-Verkleidungs-Stützstruktur des Typs, der durch die Buell Motorcycle Company verwendet wird, getragen sein oder an ihnen angebracht sein. Abermals kann in einer derartigen Anwendung der Scheinwerfer eine getrennte selbständige angeschraubte Komponente sein. Mit anderen Worten, das Scheinwerfergehäuse kann in einen derartigen Verkleidungs-Stützträger eines Motorrads integriert sein, kann mit einer derartigen Verkleidungs-Stützstruktur eines Motorrads als ein einzelnes einheitliches Stück ausgebildet sein oder kann durch eine derartige Verkleidungs-Stützstruktur eines Motorrads getragen sein.
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Es wird erkannt, dass die Scheinwerferanordnungen nach irgendeiner der vorhergehenden Ausführungsformen für eine oder mehrere Lampen in Übereinstimmung mit der speziellen Anwendung konfiguriert sein können, selbst wenn die beispielhaften Ausführungsformen einzelne Scheinwerferanordnungen darstellen, die nur für einzelne Lampen konfiguriert sind. Wo mehrere Lampen erforderlich sind, kann die Anordnung monolithisch oder einheitlich sein, wobei jedes Lampengehäuse dem anderen direkt benachbart oder durch eine Zwischenstruktur von dem anderen getrennt sein kann.
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Die Konstruktion der vorliegenden Erfindung kann die Gesamtkonstruktion und die Herstellung eines Fahrzeugs vereinfachen, eine kompaktere und leichtere Anordnung schaffen und wahrscheinlich eine Verringerung der Gesamtkosten (d. h. hauptsächlich aufgrund der Verringerung der Anzahl der erforderlichen Komponenten, Befestigungsmittel, Schritte des Zusammenbaus und außerdem der Werkzeugbestückung der Fertigung, die erforderlich ist, um diese Komponenten herzustellen) ergeben.
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Wie in dem Fall der oben beschriebenen Automobilanwendung kann folglich die Anzahl der Komponenten signifikant verringert werden, kann die Gesamtfestigkeit des Systems vergrößert werden, können die Passung und das Aussehen der Verkleidung und des Scheinwerfers – aufgrund der niedrigeren Summierungen von Toleranzen – signifikant verbessert werden und können die Kosten und die Masse wahrscheinlich ebenfalls aufgrund einer niedrigeren Anzahl der Komponenten und aufgrund von weniger Werkzeugen, Befestigungsmitteln und Schritten des Zusammenbaus, die erforderlich sind, um das System zu bauen, verringert werden.
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Bezüglich sowohl irgendeiner der vorhergehenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als auch anderer Ausführungsformen, aber unter Bezugnahme auf die Ausführungsform nach den 1A bis 1H als Repräsentant kann ein Klebemittel zwischen der Linse 2 und dem Lampengehäuse 3 in einer Position angeordnet sein, um die Linse an das Lampengehäuse zu kleben. Das Klebemittel kann außerdem ein Dichtungsmittel enthalten, um die Linse an dem Lampengehäuse abzudichten. Das Klebemittel kann Klebstoffe/Dichtungsmittel enthalten, wie z. B. Dichtungsmittel auf Butyl- und Siliconbasis als ein nicht einschränkendes Beispiel. In weiteren betrachteten Ausführungsformen kann das Klebemittel andere geeignete Klebstoffe und/oder Dichtungsmittel enthalten, die in der Technik bekannt sind. Es wird außerdem betrachtet, dass die Linse 2 mechanisch mit dem Lampengehäuse 3 verbunden sein kann, wobei in diesem Fall die Abdichtung über einen Dichtungsring oder eine andere Dichtungsvorrichtung erreicht werden kann, die zwischen der Linse und dem Lampengehäuse angeordnet ist.
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In den Ausführungsformen in jeder der 1A bis 2C können deren Lampengehäuse 1, 1', 100, die ein oder mehrere strukturelle Elemente 5a, 5b, 5a', 5b', 105a, 105b enthalten, als ein einzelnes einheitliches (d. h. monolithisches) Metallstück gebildet werden, wie z. B. durch einen Metall-Spritzgießprozess einschließlich und ohne Einschränkung der Thixoformung.
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Bei der Thixoformung, einer Untertechnik des Metall-Spritzgießens, werden die Grundform, eine gehobelte, eine pelletierte und/oder andere Formen des Magnesiums oder der Magnesiumlegierungen in einen gleichmäßigen halbfesten thixotropen Zustand erwärmt; wobei das Material dann in eine Form injiziert wird, deren Konstruktion, Umfang und Fähigkeit zu jenen ziemlich ähnlich sind, die für das Kunststoff-Spritzgießen verwendet werden. Die resultierende durch Spritzgießen hergestellte Magnesiumkomponente wird dann von der Gussform entfernt und nach Bedarf zugerichtet.
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Die Thixoformung umfasst folglich die Attribute und die Konstruktionsflexibilität, die schon dem Kunststoff-Spritzgießen zugeordnet sind, mit der signifikanten Verbesserung, dass Magnesium verwendet wird, ein Metall mit struktureller Qualität. Folglich kann die Verwendung des thixogeformten Magnesiums nicht nur die Anforderungen der Abführung der Wärmeenergie der leistungsstarken LED-Lampen ansprechen, wobei die strukturellen Attribute des Magnesiums für einen großen Vorteil in einem neuartigen strukturellen Zugang für Mehrfach-Fahrzeugbeleuchtungsanwendungen verwendet werden können.
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Bei dem Metall-Spritzgießen – oder ”MIM” – können verschiedene Metalle mit einem Kunststoffträger gemischt werden und wie durch Spritzgießen hergestellte herkömmliche Kunststoffkomponenten effektiv geformt werden, gefolgt von Sekundärprozessen, die schließlich einen vollständig metallischem Teil liefern. Allgemein betrachtet beginnt der MIM-Prozess mit der Zerstäubung des geschmolzenen Metalls, um Metallpulver zu bilden. Das Metallpulver wird anschließend mit thermoplastischen Bindemitteln gemischt, um ein homogenes Ausgangsmaterial (etwa 60 Volumen-% Metallpulver und 40 Volumen-% Bindemittel) zu erzeugen. Das Ausgangsmaterial wird in einem Spritzgießer angeordnet und bei relativ niedrigen Temperaturen und Drücken in herkömmlichen Kunststoff-Spritzgussmaschinen geformt, um ein gewünschtes Teil zu bilden. Nach dem Spritzgießen wird das Bindemittel durch einen als ”Entbindern” bezeichneten Prozess aus dem Teil entfernt. Nach dem Entbindern wird das Teil bei hohen Temperaturen bis zu 2300 Grad F (1260 Grad C) unter einer trockenen H2- oder Inertgasatmosphäre gesintert, um ein Metallteil mit hoher Dichte zu bilden. Beim MIM wird die komplexe Form des geformten Teils überall in dem Prozess beibehalten, deshalb können enge Toleranzen erreicht werden, wobei der Abfall eliminiert oder signifikant verringert wird, da die Bearbeitung des Teils nach dem Sintern normalerweise überflüssig ist.
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Alternativ und unter Bezugnahme auf die Ausführungsform nach den 1A bis 1H und insbesondere den 1C, 1D, 1G und 1H kann jedes Lampengehäuse 3, 3' zwei oder mehr Komponenten umfassen, die als eine Einheit verbunden sind. Gemäß der beispielhaften Ausführungsform umfasst jedes Lampengehäuse 3, 3' spezieller ein optisches Modul/eine Lampen-Unteranordnung 10, 10', das/die abgedichtet (wie z. B. über den Einsatz von Dichtungen, Dichtungsringen, O-Ringen, Gimpen und anderen herkömmlichen Dichtungsmitteln) in einer entsprechend geformten Öffnung, die in dem Lampengehäuse 3, 3' vorgesehen ist, in dem Lampengehäuse 3, 3' abnehmbar aufnehmbar und an dem Lampengehäuse 3, 3' abnehmbar anbringbar ist. Eine wetterdichte Dichtung kann erreicht werden, indem ein geeigneter Dichtungsmechanismus zwischen dem optischen Modul/der Lampen-Unteranordnung und dem Scheinwerfergehäuse aufgenommen wird, wie z. B. eine übereinstimmende Membran, Dichtungsringe, Dichtungen, O-Ringe und andere üblicherweise verwendete Dichtungsverfahren, die innerhalb des Automobilgewerbes verwendet werden.
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Jede derartige Unteranordnung 10, 10' trägt eine oder mehrere Lampen (z. B. LEDs) für die Scheinwerferanordnung 1, 1'. Demgemäß werden, wenn die Unteranordnung 10, 10' an dem Lampengehäuse 3, 3' angebracht wird, die eine oder die mehrere Lampen (z. B. LEDs) in der Lampenkammer angeordnet, die wenigstens teilweise durch die Linse 2, 2' und das Lampengehäuse 3, 3' definiert ist.
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Mehrere alternative Ausführungsformen des optischen Moduls/der Lampen-Unteranordnung 10, 10' werden im Folgenden weiter beschrieben. Diese Ausführungsformen sind aus jenen Lampenanordnungen modifiziert, die sowohl in der provisorischen US-Anmeldung, laufende Nr. 61/275.702, eingereicht am 3. Juni 2009, als auch in der PCT-Anmeldung PCT/US10/37260, eingereicht am 3. Juni 2010, weiter beschrieben sind, wobei die Offenbarungen dieser Anmeldungen in ihren Gesamtheiten durch Literaturhinweis hierin eingefügt sind.
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Ob das Lampengehäuse als eine monolithische Komponente oder als eine einheitliche Anordnung ausgebildet ist, kann es aus einem oder mehreren geeigneten Materialien ausgebildet sein, wie z. B. rostfreiem Stahl, schwach legiertem Stahl, Werkzeugstahl, Titan, Kobalt, Kupfer, magnetischem Metall, Hartmetall, feuerfestem Metall, Keramik, Magnesium, Aluminium und einer Magnesium-/Aluminiumlegierung. Die Verwendung von Magnesium für das Scheinwerfergehäuse/die Verkleidungs-Stützstruktur kann außerdem von den inhärenten Dämpfungseigenschaften des Magnesiums profitieren, die sowohl für den Scheinwerfer als auch für das Verkleidungssystem eine Schwingungsdämpfung schaffen können, wobei dadurch sowohl die Gesamtschwingung des Fahrzeugs als auch das Flackern des Scheinwerfers verringert werden.
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In den 3A bis 5C umfasst die optionale Lampen-Unteranordnung 10, 10', 10'' in ihren beispielhaften Ausführungsformen ein Gehäuse 11, 11', 11'' in der Form eines einteiligen Metallteils und wenigstens eine Lampe 12, 12', 12''. Das Gehäuse definiert eine Wärmesenke, die der umgebenden Atmosphäre außerhalb der Lampenkammer (z. B. 4 in der Ausführungsform nach den 1A bis 1H) ausgesetzt ist, so dass die Wärme von der wenigstens einen Lampe 12, 12', 12'' zu der umgebenden Atmosphäre übertragen wird. Wenn es nicht anders angegeben ist, sind die mehreren Ausführungsformen der Lampen-Unteranordnung, die hier im Folgenden beschrieben werden, in jeder Hinsicht des Materials völlig gleich.
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Die wenigstens eine Lampen-Unteranordnung 10, 10', 10'' kann optional einen oder mehrere Reflektorabschnitte 13, 13', 13'' umfassen. In herkömmlicher Weise können der eine oder die mehreren Reflektorabschnitte 13, 13', 13'' positioniert und konfiguriert sein, um das durch die wenigstens eine Lampe 12, 12', 12'' emittierte Licht vorwärts zu der Linse des Lampengehäuses (die in den 3A bis 5C nicht gezeigt ist) zu reflektieren. Der eine oder die mehreren Reflektorabschnitte 13, 13', 13'' können zu diesem Zweck eine polierte Oberfläche enthalten. Es wird alternativ in Betracht gezogen, dass der eine oder die mehreren Reflektorabschnitte auf einer oder durch eine Oberfläche des Gehäuses selbst ausgebildet sein können, die in einer Position angeordnet ist, um das durch die Lampe emittierte Licht vorwärts zu der Linse zu reflektieren, wie z. B. durch die Reflektorabschnitte 13, 13'' in der Ausführungsform nach den 3A bis 3C bzw. den 5A bis 5C gezeigt ist, anstatt getrennte Elemente zu umfassen. Selbstverständlich wird in Betracht gezogen, dass die Lampen-Unteranordnung 10, 10', 10'' gemäß irgendeiner der hierin beschriebenen Ausführungsformen auf Wunsch einen oder mehrere Reflektorabschnitte enthalten oder nicht enthalten kann.
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Jede der wenigstens einen Lampe 12, 12', 12'' umfasst wenigstens eine Lichtquelle, die die Form von einer oder mehreren LEDs annehmen kann. Die LEDs können mit einer oder mehreren Leiterplatten 14, 14', 14'' verbunden sein, von denen jede Stromwege enthält, die mit den Zuleitungen der einen oder der mehreren LEDs verbunden sind und die mit einer (nicht dargestellten) Quelle der elektrischen Leistung verbindbar sind, die betreibbar ist, um die eine oder die mehreren LEDs mit Energie zu versorgen. Die Leiterplatten) 14, 14', 14'' kann (können) im Inneren des Gehäuses 11, 11', 11'' angebracht sein.
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Unter besonderer Bezugnahme auf die Ausführungsformen nach den 3A bis 3C und den 5A bis 5C kann die wenigstens eine Lampe 12, 12', 12'' optional und in Übereinstimmung mit einer Vorliebe des Anwenders ferner eine oder mehrere Lichtröhren 15, 15'', eine Reflektoroptik 16'' und/oder eine vollständig interne Brechungsoptik 17'' enthalten.
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Das Gehäuse 11, 11', 11'' jeder Ausführungsform kann optional eine Wärmesenke definieren, die der umgebenden Atmosphäre außerhalb der Lampenkammer ausgesetzt ist, so dass die Wärme von jeder der wenigstens einen Lampe (z. B. der LED) zu der umgebenden Atmosphäre übertragen wird.
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Unter Bezugnahme auf die speziellen Ausführungsformen nach den 3A bis 3C kann die durch das Gehäuse 11 definierte Wärmesenke ferner, wie gezeigt ist, Strahlungselemente enthalten, wie z. B. die beispielhaften Kühlrippen 18a, die der umgebenden Atmosphäre außerhalb der Lampenkammer ausgesetzt sind, so dass die Wärme von der einen oder den mehreren Lampen (z. B. den LEDs) 12 durch die Kühlrippen 18a zu der umgebenden Atmosphäre übertragen wird. Diese Strahlungselemente können alternativ oder zusätzlich Stifte 18b'' (wie z. B. in der Ausführungsform nach den 5A bis 5C gezeigt ist) umfassen, die wie gewünscht irgendeine Anzahl von Geometrien und Orientierungen besitzen, um eine ausreichende Abführung der Wärme sicherzustellen.
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In den Ausführungsformen nach den 4A bis 4C kann gesehen werden, dass die durch das Gehäuse 11' definierte Wärmesenke optional einen oder mehrere Schächte 18c' umfasst. Diese Schächte 18c' sind im wesentlichen Kanäle mit offenen gegenüberliegenden Enden, um mit der umgebenden Atmosphäre außerhalb der Lampenkammer in Verbindung zu stehen, die geformt und positioniert sind, um die passive konvektive Kühlung unter Verwendung der thermischen Belastung zu fördern, um einen Kamineffekt zu erzeugen; d. h., die konvektive Kühlung über eine Konvektionsströmung, die durch die Wärmeausgabe der LED erzeugt wird und über den definierten Wärmekanal und/oder die definierten Wärmeschächte kanalisiert wird.
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Während das Gehäuse per se eine Wärmesenke definiert, wird aus der Ausführungsform nach den 3A bis 5C erkannt, dass die durch das Gehäuse 11, 11', 11'' definierte Wärmesenke ferner optional eines oder mehrere der vorhergehenden zusätzlichen Strahlungselemente, wie z. B. die Kühlrippen 18a und/oder die Stifte 18b'', und/oder die Schächte 18c', die außerdem bis jetzt beschrieben worden sind, umfassen kann.
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In der Ausführungsform nach den 4A bis 4C ist das Gehäuse 11' so ausgebildet, um mehrere derartige Schächte 18c' einteilig zu enthalten. Alternativ können die Schächte 18c' in einem getrennten Element ausgebildet sein, das eine Leitvorrichtung definiert, die an dem Gehäuse 11' befestigt ist.
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Die Unteranordnung der vorhergehenden Ausführungsformen kann einen einteiligen Metallteil umfassen, der aus einem oder mehreren Materialien ausgebildet ist, wie etwa als ein nicht einschränkendes Beispiel aus ausrostfreiem Stahl, schwach legiertem Stahl, Werkzeugstahl, Titan, Kobalt, Kupfer, magnetischem Metall, Hartmetall, feuerfestem Metall, Keramik, Magnesium, Aluminium und/oder einer Magnesium-/Aluminiumlegierung. Vorzugsweise, obwohl nicht notwendigerweise, wird das Gehäuse der Unteranordnung als ein einzelnes einheitliches – oder monolithisches – Metallteil, wie z. B. durch MIM, das die Untertechnik der Thixoformung enthält, oder andere herkömmliche Metallformungsprozesse gebildet.
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Die dem optischen Modul/der Lampen-Unteranordnung zugeordneten Vorteile können dadurch außerdem in Kunststoff-Lampengehäuse aufgenommen sein, wodurch ähnliche Attribute des Austauschs, der Wartung und der Kostenverringerung verwirklicht werden können. Eine weitere Anwendung der Lampen-Unteranordnung wird für die Integration und Kombination mit anderen Gehäusematerialien in Betracht gezogen, wie z. B. Kunststoffe, verstärkte Kunststoffe, Verbundwerkstoffe (z. B. Kohlefasern, Glasfasern usw.), Metall-Prägeteile und irgendein anderes Material, das für die Konstruktion des Lampengehäuses geeignet ist.
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Ein gegebenes optisches Modul kann folglich z. B. unter verschiedenen Fahrzeug- und Scheinwerfersystemen gemeinsam benutzt werden, wobei sich dadurch zusätzlich zu den vorher erwähnten Zusammenbau- und Wartungsvorteilen bedeutende Verringerungen sowohl der Entwicklungs- als auch der Herstellungskosten ergeben.
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Dieser Zugang würde sich für leichte Fahrzeugstrukturen als vorteilhaft erweisen, die eine Kohlefaserkonstruktion in den Bereichen verwenden, die ein Fahrzeugsbeleuchtungssystem umfassen, nicht nur die Vorwärtsbeleuchtung, sondern außerdem irgendeine andere Fahrzeugbeleuchtungsfunktion (z. B. die Schlussleuchten, die Fahrtrichtungsanzeiger, das Taglicht, die Begrenzungsleuchten usw.).
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Da derartige Materialien eine inhärent schlechte Wärmeleitfähigkeit zeigen, löst die Aufnahme des optischen Moduls das Problem des Schaffens sowohl einer richtigen strukturellen Architektur für die optischen Systeme (d. h. die Aufnahme der Befestigungs- und Positionierungssysteme in eine robuste Struktur) als auch eines effektiven Wärmeübertragungsmediums für irgendwelche thermischen Belastungen, die für einen effektiven Lampenbetrieb, sowohl hinsichtlich der Funktion, der Langlebigkeit als auch der Zuverlässigkeit, eine Wärmeabführung erfordern können.
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Derartige Attribute sind von besonderer Wichtigkeit in LED-angesteuerten Beleuchtungsanwendungen, insbesondere leistungsstarken LEDs, da ihre Wärmeausgabe ständig abgeführt werden muss, um sicherzustellen, dass die LEDs die spezifizierten Parameter der Betriebstemperatur nicht übersteigen. Ein Ausfall der angemessenen Kühlung der LEDs würde zu einer verfrühten irreversiblen Verschlechterung der LED-Leistung und/oder zu einem verfrühten vollständigen LED-Ausfall führen.
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Ein weiterer Vorteil der Ausführungsform der Lampen-Unteranordnung ist die Fähigkeit, irgendeine gegebene Lampen-Unteranordnung an mehreren Fahrzeugen zu verwenden, die folglich das gleiche optische System verwenden können, und die dennoch an verschiedene Scheinwerferkonfigurationen angepasst ist, ob an ähnlichen Fahrzeugen oder völlig verschiedenen Modellen, Typen und sogar Marken/Fabrikaten.
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Deshalb können die den leistungsstarken optischen LED-Systemen zugeordneten beträchtlichen Kosten effektiv unter mehreren Anwendungen anstatt einer kleinen Anzahl von Anwendungen amortisiert werden, wobei dadurch die Kosten signifikant verringert werden.
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Die Ausführungsform der Lampen-Unteranordnung kann in irgendeinem Typ der Beleuchtungskonfiguration verwendet werden, ungeachtet des Konstruktionsverfahrens und -materials des benachbarten Materials, das dem Lampengehäuseabschnitt der Lampe zugeordnet ist (z. B. Metall, Kunststoff, Verbundwerkstoffe usw.).
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Während der Einsatz der LED-Beleuchtung hierin veranschaulicht ist, ist die vorliegende Erfindung gleichermaßen auf andere Typen der Fahrzeugbeleuchtungssysteme anwendbar, einschließlich und ohne Einschränkung auf Wolfram, Halogen, HID usw.
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Die strukturelle Fahrzeug-Scheinwerferanordnung der vorliegenden Erfindung kann außerdem optional Merkmale umfassen, wie z. B. Bruchzonen oder Elemente, die darauf abzielen, sowohl die Nachgiebigkeit bei einem Frontalaufprall als auch die Bestimmungen zum Schutz von Fußgängern zu fördern. Die Anordnung der Erfindung kann folglich im Fall eines Zusammenstoßes oder eines anderen Ereignisses, das entweder eine Reparatur oder einen Austausch erfordert, als ein einziges Element ersetzt werden.
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Ferner kann außerdem eine weitere Reparierbarkeit optional geschaffen werden, indem die Linse(n) des Lampengehäuses (der Lampengehäuse) abnehmbar gemacht wird (werden), um im Fall eines begrenzten Schadens ihren einzelnen Austausch zu ermöglichen und folglich den Rest des Produkts für die weitere Verwendung zu bewahren und folglich die Notwendigkeit zu vermeiden, aufgrund des Bruch/Ausfalls einer anfälligen Komponente eine ganze Anordnung ersetzen zu müssen.
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In dem strukturellen Gehäuse der Anordnung können Einstellvorrichtungen für das Ausrichten des Strahlenbündels des Scheinwerfers teilweise oder völlig enthalten sein. Derartige Einstellvorrichtungen können von irgendeinem geeigneten Typ sein, der in der Technik bekannt ist.
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Angesichts des Trends zu einer sowohl größeren als auch komplexeren Scheinwerferkonstruktion werden alternative Ausrichtungsstrukturen für Scheinwerfer außerdem betrachtet. Während herkömmliche Zugänge für das Ausrichten, die sich gegenwärtig in dem Gewerbe in Gebrauch befinden, leicht von der gegenwärtigen Praxis zu einer strukturellen Scheinwerferanordnung der vorliegenden Erfindung umgewandelt werden, wird eine weitere Innovation, die auf das Ansprechen der eindeutigen Anforderungen abzielt, die modernen Scheinwerferkonstruktionen zugeordnet sind, vorgeschlagen. Anstatt herkömmliche Ausrichtungs-/Einstellanordnungen für Scheinwerfer völlig innerhalb des Gehäuses zu verwenden, kann eine vereinfachte hybride externe/interne Ausrichtungskonfiguration geschaffen werden.
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Die Ausrichtungskomponenten für Scheinwerfer, die erforderlich sind, um die Ausrichtung des Strahlenbündels eines Scheinwerfers gemäß den anwendbaren Gesetzen und Standards der Hersteller effektiv einzustellen, können optional in der abnehmbaren Lampen-Unteranordnung getragen sein, anstatt mit dem Scheinwerfergehäuse einteilig zu sein. Dieser Zugang vereinfacht weiter die Konstruktion, die Herstellung, die Bauart und die Wartung derartiger Fahrzeugscheinwerfer. In einem derartigen Zugang, der in der Ausführungsform nach den 1A bis 1H veranschaulicht ist, wird die Bewegung zwischen der einstellbaren Lampen-Unteranordnung 10 bezüglich des Lampengehäuses 3, 3' durch das Vorsehen eines Ausrichtungsmechanismus (wie z. B. der gezeigten einfachen Einstellschrauben 19) verursacht, wodurch die Lampen-Unteranordnung 10 in mehreren Achsen bezüglich einer Rückwand 3, 3' beweglich ist, an der die Lampen-Unteranordnung über Mittel, wie z. B. übereinstimmende Dichtungsringe, Faltenbälge, Gimpe und/oder irgendwelche andere herkömmliche Dichtungs- und wetterdicht machende Mittel, wetterdicht abgedichtet an dem Lampengehäuse 3, 3' angebracht ist.
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Durch die vorhergehenden Konstruktionen erlaubt die vorliegende Erfindung den Ausbau und die Wiederverwendung teurer Komponenten, die sich immer noch in einem brauchbaren Zustand befinden, wann immer eine strukturelle Beschädigung an dem Gehäuse ihren Ausbau und/oder ihren Austausch erzwingt, wobei sie ferner den Ausbau, die Wartung und den Austausch spezifischer Komponenten ohne die Notwendigkeit erlaubt, die strukturellen Elemente der Scheinwerferanordnung auseinander zu bauen. Indem so verfahren wird, werden sowohl die Leichtigkeit der Reparatur oder des Austausches als auch die derartigen Aktivitäten zugeordneten Kosten beträchtlich verringert, wobei dadurch die Belastung der Hersteller, der Lieferanten relevanter Komponenten/Systeme (d. h. während der Garantieperiode des Fahrzeugs) und ähnlich der Eigentümer/Betreiber des Fahrzeugs (d. h. wenn der Garantieschutz des Fahrzeugs abläuft) mit Reparaturkosten verringert wird.
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Das Aufnehmen der strukturellen Fähigkeiten in ein Scheinwerfersystem ermöglicht die beträchtliche Rationalisierung und Vereinfachung der Konstruktion und des Aufbaus der Struktur des Vorderteils eines Fahrzeugs, was sowohl zu Kostenverringerungen, einer geringeren Gesamtmasse als auch zu einem vergrößerten nutzbaren Raum innerhalb des Karosserievolumens eines gegebenen Fahrzeugs führt.
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Außerdem verwandelt ein Scheinwerfersystem gemäß der vorliegenden Erfindung den Scheinwerfer von einem ergänzenden angeschraubten Satz von Komponenten, um eine strukturelle Rolle herbeizuführen, wodurch die strukturellen Belastungen durch das Scheinwerfergehäuse selbst anstatt durch die herkömmlichen Stützstrukturen geführt und behandelt werden.
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Ein weiteres Attribut des Zugangs des strukturellen Scheinwerfers der vorliegenden Erfindung ist die Fähigkeit, die sekundären Stützträger für die Armaturenbretter des Fahrzeugs, die Kotflügel und dergleichen zu eliminieren, da in der gegenwärtigen Konstruktionspraxis alle derartigen Elemente verschiedene Lokalisierungs- und Befestigungsmerkmale erfordern, vorausgesetzt, dass die vorhandenen herkömmlichen Scheinwerferkonstruktionen die Belastungen der benachbarten Komponenten, wie z. B. der Kotflügel, der Armaturenbretter, der Kühlergrille, der Verkleidungen und dergleichen, nicht stützen können. Im Gegensatz kann ein struktureller Scheinwerfer die den Stütz- und Lokalisierungsanforderungen, z. B. der Kotflügel des Fahrzeugs und der Stoßfängerverkleidungen, zugeordneten Belastungen leicht annehmen, wobei folglich die zusätzlichen Komponenten eliminiert werden und deshalb die Kosten, das Gewicht und die Komplexität des Zusammenbaus verringert werden.
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Ein weiterer signifikanter Vorteil, der der vorliegenden Erfindung zugeordnet ist, bezieht sich auf das Problem der Passung und des Aussehens des Fahrzeugs. Die gegenwärtige Methodologie der Fahrzeugbauart stützt sich auf verschiedene Träger und Stützelemente, um die Stoßfängerverkleidungen, die Kotflügel und dergleichen zu lokalisieren und zu befestigen. Dies beinhaltet eine beträchtliche Summierung der Herstellungs- und Bauarttoleranzen, die die Genauigkeit der Bauart des Fahrzeugs negativ beeinflussen und folglich signifikante zusätzliche Kosten einführen, die mit den Mitteln und den Schritten in Beziehung stehen, die erforderlich sind, um derartige Toleranzen zu steuern. Andererseits beinhaltet die Fähigkeit, derartige Elemente direkt an den Scheinwerfern anzubringen und zu lokalisieren, eine signifikante Verringerung der Komplexität der Bauart zusammen mit einer bedeutenden Verbesserung der Genauigkeit der Bauart durch die Elimination mehrerer Summierungen der Toleranzen der Bauart und des Zusammenbaus der Komponenten. Folglich schafft die vorliegende Erfindung ein Potential, um die Kosten und die Masse weiter zu verringern, während sie sowohl die Passung und das Aussehen als auch die Gesamtqualität und die Fahrzeugleistung über sowohl kleinere konsistentere Spalte als auch robustere, besser lokalisierte Komponenten durch die Elimination der sekundären Träger und dergleichen verbessert.
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Die vorhergehende Beschreibung der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist für den Zweck der Veranschaulichung und der Beschreibung dargelegt worden. Sie ist nicht vorgesehen, um für die Erfindung für die offenbarte genaue Form erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form einzuschränken, wobei angesichts der obigen Lehren Modifikationen und Variationen möglich sind oder aus der Praxis der Erfindung erlangt werden können. Die gezeigten Ausführungsformen sind beschrieben worden, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erklären, um einem Fachmann auf dem Gebiet zu ermöglichen, die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen Modifikationen zu verwenden, wie sie für die beabsichtigte spezielle Anwendung geeignet sind. Demgemäß ist vorgesehen, dass alle derartigen Modifikationen und Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der Erfindung enthalten sind. Weitere Ersetzungen, Modifikationen, Änderungen oder Auslassungen können in der Konstruktion, den Betriebsbedingungen und der Anordnung der beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
