DE2318746A1 - Dichter scheinwerfer fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

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11.4.1973 Hk/Kb

Anlage zur -

Patent- und

GebrauehsmusterhilfsanmeIdung

ROBERT BOSCH GMBH, J Stuttgart 1

Dichter Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft einen wasserdichten Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge, der aus mehreren Elementen zusammengesetzt is t.

Die Innenflächen derartiger Scheinwerfer sind im praktischen Betrieb vielfach mit Wasser beschlagen und es kann nach einem starken Regen sogar vorkommen, daß sich Wasserpfützen im
Scheinwerferinneren ansammeln. Bei Scheinwerfern mit
öffnungen für eine Luftzirkulation kommt es außerdem zu
einem störenden Staubbelag auf der Reflektorfläche und auf der Innenseite der Streuscheibe. Das eingedrungene V/asser
und der Staub beeinträchtigen die einwandfreie Wirkung des

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Scheinwerfers und die mit Aluminium bedampfte Reflexionsschicht des Reflektors korrodiert in verhältnismäßig kurzer Zeit.

Um diese Wachteile zu vermeiden, wurde bereits ein Scheinwerfer dieser Gattung vorgeschlagen, bei welchem sein Innenraum mit der Atmosphäre durch ein sich nach außen öffnendes Einwegeventil verbunden ist. Dieser Vorschlag ist jedoch bis heute nicht verwertet worden, so daß über dessen Brauchbarkeit nichts ausgesagt werden kann..

Die wirksamste Abhilfe der angeführten Nachteile kann man nur mit einem vollständig abgedichteten Scheinwerfersystem erreichen, an welches hinsichtlich der Dichtigkeit hohe Anforderungen zu stellen sind; angesichts der vielen notwendigen Einzelteile und der Stromdurchführungen durch den Reflektor bzw. Lampenkolben, läßt sich diese Anforderung - vor allem in einer betriebssicheren Weise - nur schwer verwirklichen. Als weiterhin erschwerend'kommt noch hinzu, daß beim Ein- und Ausschalten der Glühlampe bzw. der · Glühfaden die Temperatur im Scheinwerferinneren bis zu I50 C schwanken kann; diese Tatsache bedingt bei einem dichten Scheinwerfer einen Druckunterschied von 1/3 bar gegenüber der Atmosphäre. Durch diesen Druckunterschied können an den Dichtungsflächen, beispielsweise an Klebestellen, kapillare Lecks entstehen. Kommt es dabei zu einem Unterdruck im Scheinwerferinneren, so wird in dieses flüssiges V/asser eingesaugt. Selbst ohne Unterdruck gelangt durch grobe Undichtigkeiten, die !fahrend des Fährbetriebes entstehen können, Spritzwasser in das Innere des Scheinwerfers.

Sobald jedoch flüssiges Wasser in das Scheinwerferinnere einmal gelangt ist, sind die Betauung der Innenfläche und die Korrosion der Reflexionsschicht besonders stark. Sieht man für das Ablaufen.des Wassers notwendigerweise größere

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öffnungen vor, so dringt durch diese wiederum Spritzwasser und Staub in das Innere.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Gattung von dichten Seheinwerfern derart weiterzuentxtfiekeln, daß die Einwirkungen von außen und vor allem die atmosphärischen Einflüsse nur insoweit auf das Scheinwerferinnere wirken können, daß eine Korrosion des Reflexionsbelages und vor allem ein Beschlagen oder Betauen des gesamten Inneren tunlichst ausgeschlossen sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Reflektor des Scheinwerfers einen Durchbruch hat, der mit einer porösen, hydrophoben Folie verschlossen ist und die Poren der Folie eine derartige Kapillardepression aufweisen, daß zwar ein Durchtritt von Gasen erfolgen kann, jedoch der Durchtritt von flüssigem Wasser gesperrt ist. Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß flüssiges Wasser bei einer Druckdifferenz von 1/3 bar in das Scheinwerferinnere nicht eindringen soll. Der dafür maximal zulässige Kapillarradius "r" ergibt sich aus der Formel

wobei ΊΓ die Oberflächenspannung des V/assers mit 7,5 · io kp/m ist, während ρ die Druckdifferenz von 0,3 . 10 kp/m (0,3 bar) darstellt. Mit diesen Vierten ergibt sich der erforderliche Kapillarradius r = 2 . 7,5 . 10~³ = 5 - 10~°

0,3 . 1O⁺⁴

Die Erfindung beruht demnach auf dem Gedanken, als Leck ein hydrophobes Kapillarsystem zu verwenden, bei dem in Folge der in den Kapillaren auftretenden Kapillar-Depression der Eintritt von Wasser sogar bei einem zeitweiligen Unterdruck in das Scheinwerferinnere verhindert wird. Dabei sind Korrosionserscheinungen und ein Beschlagen der Innenflächen des Scheinwerfers praktisch ausgeschlossen. In den ganz

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wenigen Situationen, daß es plötzlich zu einer starken Temperaturerniedrigung kommt, ist zwar mit einer geringen Betauung der Innenflächen zu rechnen, welche sich jedoch nach derrf Einschalten der Glühlampe rasch auflöst.

Eine Weiterbildung der im Hauptanspruch offenbarten Erfindung besteht darin, daß die Folie aus gesinterten, fluorhaltigen Polymeren besteht und die Oberfläche der Folie hydrophobe Eigenschaften aufweist.· Derartige Folien· sind bereits für einen gänzlich anderen Verwendungszweck bekannt, nämlich für Gasdiffusionselektroden in elektrochemischen Zellen, wo luftatmende, jedoch für Wasser undurchlässige Folien durch Sintern und Aufwalzen beschrieben sind. Es hat sich gezeigt, daß derartige Folien gerade diejenigen Eigenschaften aufweisen, die für Scheinwerfer notwendig sind, da sie den Durchtritt flüssigen Wassers bei Druckdifferenzen von mehreren Metern Wassersäule bei gleichzeitiger Luftdurchlässigkeit verhindern.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere?

darin, daß bei einigermaßen dichten Scheinwerfern - beispiels-

-1 weise mit einer Undichtigkeit von weniger als ca. 10 Torr 1/sec der Luft- und Gasaustausch nur durch die mit der Folie verschlossenen öffnung erfolgt, die dann so groß zu wählen ist, daß gegebenenfalls andere- Undichtigkeiten für den Gashaushalt im Scheinwerferinneren vernachlässigbar sind. Des weiteren wird dabei das Innere des Scheinwerfers in vorteilhafter V/eise vor Staub geschützt.

Um eine mechanische Beschädigung der Folie - beispielsweise ein Durchstoßen - zu vermeiden, kann man nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung die poröse Folie in einen Durchbruch eines separaten dünnen Streifens - vorzugsweise aus dünnem Kunststoff oder Metall - dicht einsetzen. Dieser separate Streifen wird so auf der Reflektor-Rückseite aufgebracht, daß die mit der Folie abgedeckte öffnung im Streifen

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und der Durchbruch im Reflektor gegeneinander versetzt sind. Der separate Metall- oder Kunststoff-Streifen ist seinerseits am Rand mit der Reflektorrückseite dicht verbunden. Durch diese Maßnahme kann sich die poröse Folie auf einem nichtdurchbrochenen Bereich des Reflektors abstützen und ist so gegen Durchstoßen geschützt. Die poröse Folie steht dann über einen kapillaren Spalt mit dem Durchbruch im Reflektor in Verbindung.

Dieser zusätzliche kapillare Spalt - er kann durch entsprechende Prägung des Streifens auch zu einer mäandrierten oder spinalförmigen Kapillare modifiziert xferden - in der Verbindung zwischen dem Scheinwerferinneren und der Außenluft hat außerdem den Vorteil, das Ausströmen von Luft und Wasserdampf weniger zu hemmen als die Eindiffusion von Wasserdampf. Dies folgt aus der Strömungsgleichung nach Hagen-Poiseuille und dem Fick'schen Diffusionsgesetz. Danach ist der Strömungswiderstand bei einer bestimmten Druckdifferenz proportional der vierten Potenz des kapillaren Durchmessers, jedoch verhält sich die Diffusion nur proportional der zweiten Potenz des Durchmessers. Somit wird ein der porösen Folie nachgeschalteter kapillarer Spalt die Strömung in gewünschter Weise weniger beeinflussen als die Diffusion von Wasserdampf. Man erreicht damit, wie Versuche zeigten, praktisch interessante Verzögerungszeiten" des Wasserdampfaustausches, ohne dabei den Druckausgleich merklich zu behindern.

Zwei Ausführungsbeispxele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: - *

Fig. 1 einen teilweise aufgebrochenen bzw. im Vertikalschnitt dargestellten Scheinwerfer in verkleinertem Maßstab,

Fig. 2 eine Ansicht des Kunststoff- oder Metallstreifens in annähernd natürlichem Maßstab und

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 2.

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Ein dichter Scheinwerfer 10 ist teilweise im Vertikalschnitt dargestellt und hat einen mit einem Reflexionsbelag 12 beschichteten Reflektor 11, in dessen Bördelung 13 eine Streuscheibe 1H eingeklebt ist, während in seinem Scheitelbereich ein ringförmiger Kragen 15 ausreichend abgedichtet eine Glühlampe 16 aufnimmt. Die erfindungsgemäße Anordnung ist für eine bessere Darstellung zum Teil gebrochen dargestellt,-wo in dem Reflektor 11 ein vorzugsweise kreisrunder Durchbruch 17 vorgesehen ist, der von einer hydrophoben Folie 18 verschlossen ist. Dabei ist der Durchmesser der Folie 18 um einiges größer als der Durchmesser des Durchbruchs 17, so daß eine Kreisringfläche gebildet wird, die eine sichere Abdichtung gewährleistet.

Da die einzelnen Elemente des Scheinwerfers 10, das sind der Reflektor 11, die Streuscheibe lH und die Glühlampe l6 eine Einheit bilden, deren Undichtigkeit beispielsweise kleiner als etvra 0,1 Torr 1/sec ist, kann gemäß der Erfindung ein Austausch von Luft oder Gas zwischen dem Scheinvrerferinneren 19 und der Atmosphäre nach Doppelpfeil 20 erfolgen. Flüssigem Wasser hingegen, welches in JForm von Aerosolen""oder Wassertröpfchen gemäß Pfeil 21 in das Scheinwerferinnere 19 einzudringen versucht, wird erfindungsgemäß der Durchtritt durch die Folie 18 in das Innere 19 versperrt. Ein Eindringen von Staub wird durch die Folie 18 ebenso verhindert. Die Art der dichten Verbindung zwischen der Folie 18 und dem Reflektor 11* icann selbstverständlich in jeder anderen "Form erfolgen, vorausgesetzt, daß eine dauerhafte Abdichtung gexiährleistet ist.

Nach Fig. 2 bzw. 3 ist ein Kunststoff- oder Metallstreifen 22 am Rand des Reflektors. 11 abgedichtet aufgebracht und bildet mit der Reflektorrückseite einen kapillaren Spalt 23, der in Fig. 3 übertrieben dargestellt ist. Der Streifen 22 bedeckt dabei mit seiner einen Seite den Durchbruch 17 und

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nimmt im Gefeiet einer öffnung 25 im Streifen 22 auf seiner Rückseite die poröse Folie 21 derart auf, daß sie sich auf der Reflektorrückseite abstützen kann und der kapillare Spalt 23 eine Verbindung zwischen Durchbruch 17 und Folie 21 herstellt.

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Claims (1)

1. Ansprüche

   !.^Dichter Scheinwerfer für Kraftfahrzeuges der aus mehreren Elementen zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor des Scheinwerfers einen Durchbruch (17) hat, welcher mit einer porösen,.hydrophoben Folie (18) verschlossen ist und die Poren der Folie (18) eine derartige Kapillar- - depression aufweisen, daß zwar ein Durchtritt von Gasen erfolgen kann,, jedoch der Durchtritt von flüssigem Wasser gesperrt ist.

   2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (18) aus gesinterten, fluorhaltigen Polymeren besteht und die Oberfläche der Folie hydrophobe Eigenschaften aufitfeist.

   3. Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (18) an der Außenfläche des Reflektors (11) befestigt ist.

   k. Scheinwerfer nach Anspruch !.oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (18) durch einen kapillaren Spalt (23) mit dem Durchbruch (17) im Reflektor (11) verbunden ist.

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   5. Scheinwerfer nach Anspruch H₃ dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Folie, vorzugsweise ein Metall- öder Kunststoffstreifen (22) die Folie (l8) derart aufnimmt, daß nur eine kapillare Verbindung (23) zwischen dem Durchbruch (17) und der Folie (18) zustande kommt, und daß sich dadurch die Folie (18) auf der Rückseite des Reflektors;' (11) abstützen kann. ^ - L

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