DE2915001C2

DE2915001C2 - Fahrzeugscheinwerfer aus Kunststoff

Info

Publication number: DE2915001C2
Application number: DE2915001A
Authority: DE
Inventors: Fred Frank Schenectady N.Y. Holub; Vincent South Euclid Ohio Vodicka
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1978-04-17
Filing date: 1979-04-12
Publication date: 1984-05-17
Also published as: FR2423715A1; DE2915001A1; NL7902776A; FR2423715B1; JPS54137881A; US4210841A; BR7902361A; JPS58825B2; KR820000527B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugscheinwerfer mit einer Abdeckscheibe aus traiispar^-tem Kunststoff, einem Reflektor aus Kunststoff, der einen spiegelnden Überzug trägt, wobei Abdeckscheibe und Reflektor dicht miteinander verbunden sind und ein eingeschlossenes Volumen begrenzen, und mindestens einem Glühfaden mit Zuleitungen, die durch den Reflektor verlaufen.

In der gegenwärtigen Zeit der versiegelten Scheinwerfer ist es manchmal schwierig, sich daran zu erinnern, daß die nicht versiegelten Fahrzeugscheinwerfer, d. h. Fahrzeugscheinwerfer mit einer inneren Lampe, bereits seil Erfindung des Automobils bekannt sind. Die Nachteile einer solchen Bauweise bleiben jedoch bestehen, z. B. durch Schmutz. Wasser, Korrosion und Kondensation verschlechterte Leistungsfähigkeit oder gar Ausfall. Die Preßglasscheinwerler mit parabolischem aluminiumüberzogenem Retlektor erleichtern diese Probleme zwar, doch sind sie kein Allheilmittel.

Die derzeit als Fahrzeugscheinwerfer verwendeten Preßglasscheinwerler sind schwerer als sie sein könnten. Auch gibt es Beschränkungen für die Glasformen, die für Kunstslollormen nicht existieren. Auch ist Kunststoff leichter handhabbar und beschädigt die Formen nicht so rasch wie Glas, so daß die Ausrüstungskosten geringer wären.

Der Wunsch nach einer Alternative zu einem vollkommen aus Glas bestehenden Fahrzeugscheinwerfer ist jedoch nicht gleichzusetzen mit einer praktischen Ausführung. So ist zwar in der US-Reissue-PS 25 017 ein Fahrzeugscheinwerfer der eingangs genannten Art beschrieben, doch ist dies kein kommerziell brauchbarer Fahrzeugscheinwerfer. So überlebt der exponierte Glühladen die 300 Stunden nicht, die von Fahrzeugscheinwerlern gefordert werden. Auch ist. soweit bekannt, kein Kunststoff undurchdringlich tür Wasserdampf oder andere Gase während der Lebensdauer. Beim Gehrauch

übersteigt die Temperatur des »heißen Fleckes« auf

einem Fahrzeugscheinwerfer, der in der vorliegenden Anmeldung als der Bereich des Reflektors oberhalb des Glühfadens definiert ist, leicht 80° C. In ähnlicher Weise

"> kann, insbesondere wenn die Lampe schmutzig ist. was bei Fahrzeugscheinwerfern ein ziemlich häufiger Zustand HSt, ein zweiter »heißer Fleck«, der in der vorliegenden Anmeldung als ein Bereich-auf der Abdeckscheibe etwa IV* des Abstandes von dem Oberteil der Lampe nach

H) unten, definiert ist, ebenfalls eine Temperatur von 80° C übersteigen, wenn die Umgebungsbedingungen entsprechend sind.

Weiter ist in der DE-OS 24 42 141 ein Scheinwerferreflektor aus Kunststoff beschrieben, der mit einer Ab-

Ii druckscheibe verbunden ist, für die kein Material angegeben ist. Hinsichtlich des Reflektors ist zwar die Problematik der Wärmeverformungstemperatur angesprochen, die nach der DE-OS dadurch gelöst werden soll, daß der der Lampe benachbarte Teil des Reflektors aus einem

-0 Kunststoff mit höherer Erweichungstemperatur, wie einem Polysuücn, bestehen so!!. Durch die zusätzlich erforderliche Abdichtung zwischen den beiden Reflektorteilen führt die TJE-OS 24 42 141 zu einem relativ aufwendigen Fahrzeugscheinwerfer. Auch ist in dieser DE-

-5 OS weder die Notwendigkeit der sorgfältigen Abdichtung zwischen Abdeckscheibe und Reflektor noch die der Einstellung der Wattzahi des Glühfadens auf das Volumen des Fahrzeugscheinwerfers erkannt.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aulgabe zugrunde,'

>o einen langlebigen Fahrzeugscheinwerfer der eingangs genannten Art zu schaffen. Zur Lösung dieser Aufgabe bedarf es nicht nur einer bestimmten Wärmeverformungstemperatur der eingesetzten Kunststoffe, sondern gleichzeitig einer guten Abdichtung und einer Anpas-

i' sung des Wattzahl des Glühfadens an das Volumen des Fahrzeugscheinwerfers. Da ein Fahrzeugscheinwerfer im besonderen Maße der Verschmutzung ausgesetzt ist und da 9O'V> der vom Glühfaden erzeugten Energie Wärmeenergie ist, beeinträchtigt ;iie Vjrr-hmutzung die Wärmeabführung beträchtlich. Ein langlebiger Fahrzeugscheinwerfer muß daher derart versiegelt sein, daß zwischen Abdeckscheibe und Reflektor kein Schmutz eintreten kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Abdeckscheibe und Reflektor dicht miteinander verbunden sind, die Zuleitungen abgedichtet durch den Reflektor geführt sind, und ein abgedichteter Innenkolben vorhanden ist. der den mindestens einen Glühfaden einschließt, wobei der Glühfaden eine Wattzahl hat, die

'" dem Volumen angepaßt ist, so daß der entsprechende Verhältniswert des Fahrzeugscheinwerfers im Bereich vor. 0,048 bis einschließlich 0,078 Watt/cm' liegt, die Abdeckscheibe und der Rellektor eine Wärmeverformungstemperatur von mehr als 130°C haben und ober-

'" halb des Glühfadens eine Metallscheibe als Hitzeschild angeordnet ist.

Der spiegelnde Überzug des Reflektors besteht üblicherweise aus Aluminium. Beispiele für Kunststoffe mit einer hohen Wärmeverformungstemperatur von mehr als

130⁰C Sind Polycarbonatcopolymer oder Polysulfon. Der Reflektor hat vorteilhalt eine Dicke von etwa 1.25 bis etwa 3 mm.

Praktisch hergestellte Fahrzeugscheinwerfer nach der vorliegenden Erfindung hatten eine Lebensdauer von mehr als 300 Stunden. Sie wiesen einen Innenkolben auf, dessen Glühfaden etwa 50 bis 65 Watt in einem Innenvolumen des Retlektors von 830 bis 1100 cm' verbrauchte. Diese ScheK «verier waren dimcnsionsmätöiK gleich den

Innenscheinwerfern in einem System mit vier rechteckigen Fahrzeugscheinwerfern.

Beim Betrieb atmet der Scheinwerfer, d. h. der Kunststoff ist gegenüber der umgebenden Atmosphäre nicht undurchlässig- Beim An- und Abschalten erhitzt sich die Atmosphäre innerhalb des Scheinwerfers und kühlt sich wieder ab, und dies führt schließlich zum Eindringen eines Teils der umgebenden Atmosphäre durch den Kunststoff. Da ein Innenkolben benutzt wird, ist der Glühfaden vor der Veränderung innerhalb des Fahrzeug- ■> Scheinwerfers geschützt, und die Atmosphäre innerhalb der Lampe ist gleichermaßen vor der außerordentlich hohen Temperatur des Glühfadens geschützt, so daß dadurch keine chemischen Reaktionen verursacht werden. Da der Innenkolben permanent innerhalb des Reflektors befestigt ist, ist des Eindringen der umgebenden Atmosphäre langsam genug, so daß sich nicht ausreichend Verunreinigungen innerhalb der Atmosphäre im Scheinwerfer ansammeln können, bevor die Lebensdauer des Kolbens beendet ist, um eine Verschlechterung des -'" Scheinwerfers zu verursachen.

Geeignete Kunststoffe zur Verwendung i-i dem Fahrzeugscheinwerfer nach der vorliegenden Erfindung schließen z. B. Polycarbonatcopolymere und Polysulfon ein. In Abhängigkeit von dem ausgewählten Kunststoff -'> kann ein abriebsbeständiger Überzug, z. B. aus Acrylatharzen, Melaminharzen oder Silikonharzen auf die äußere Oberfläche der Abdeckscheibe aufgebracht werden. Während Polycarbonatcopolymere und Polysulfone im allgemeinen transparen! sind, können auch opake ^;" Polymere mit Wärmeverformungstemperaturen oberhalb von 130° C für den Reflektor benutzt werden, wi_- gefüllte Phenolharze, Polyimidharze und Polyphenylenoxidharze.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme J~> auf die Zeichnung näher erläutert, in der eine bevorzugte Ausführungslörm des erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfers dargestellt ist.

Der gezeigte Fahrzeugscheinwerfer 10 hat eine rechtekkige Konfiguration. Er umfaßt eine Abdeckscheibe 11. ⁴" die an einem Reflektor 12 befestigt ist, der auf der inneren Oberfläche einen spiegelnden Überzug 15 aulweist. Versiegelt innerhalb des Scheinwerfers ist ein Innenkolben 16, der vorzugsweise eine versiegelte Halogenzykiuslampe umfaßt, die mit den Stromzuiührugen 19 und 20 verbunden ist, die aus dem rückwärtigen oder Boder.ieil des Reflektors 12 austreten und die ihrerseits mit einer Anschlußklemme 21 verbunden sind. Oberhalb des Innenkolbens 16 ist ein Hitzeschild angebracht, der vorzugsweise eine Metallscheibe 17 umfaßt, die an einer ie^! · tenden Zuführung 18 befestigt ist, und die dazu dient, einzuwirken auf das durch Konvektion bedingte Erhitzen des heißen Fleckes auf dem Scheinwerfer 10. der sich direkt oberhalb des Innenkoibens 16 im fachen Abschnitt 13 des Reflektors 12 bildet. Die Konvektionsströme in der Atmosphäre innerhalb des Scheinwerfers 10 werden durch den Schild 17 verteilt, wodurch sich die Atmosphäre vermischt und die Wärme vom Innenkolben 16 in ein größeres Volumen der Atmosphäre innerhalb des Scheinwerfers 10 diffundiert. Zu einem gewissen Ausmaß wirkt der Schild 17 auch als Wärmesenke, indem er Wärme absorbiert und sie über einen größeren Bereich wieder verteilt und dadurch die Temperatur des heißen Fleckes reduziert.

So hatte ein 165 mm Fahrzeugscheinwerfer, in dem bei 22° C Außentemperatur eine 50 W-Lampe mit 12,8 V betrieben wurde, folgende Temperaturverteilung iuf dem Reflektor:

Position

auf dem Reflektor

mit
Hitzeschild

ohne
Hitzeschile¹

»Heißer Fleck« direkt 110° C 150° C

über der Lampe

andere Stellen am Ober- 40 bis 100° C
teil des Reflektors

rückwärtiger Teil 30 bis 50° C

des Reflektors

Bodenteil des Reflektors 25 bis 40^c C

Bei eingeschlossenem Fahrzeugscheinwerfer in eine! Umgebung mit 50³C und einer aul 35",, verminderten D'irchlässigkeit der Abdeckscheibe betrug die Temperatur des »heißen Fleckes« mit Hitzeschild 135 C und ohne Hitzeschild 187= C.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fahrzeugscheinwerfer mit einer Abdeckscheibe aus transparentem Kunststoff, einem Reflektor aus Kunststoff, der einen spiegelnden Überzug trägt, wobei Abdeckscheihe und Retlektor dicht miteinander verbunden sind und ein eingeschlossenes Volumen begrenzen, und mindestens einem Glühfaden mit Zuleitungen, die durch den-Reflektor verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schaffung eines versiegelten, langlebigen Fahrzeugscheinwerfer (10) Abdeckscheibe (H) und Reflektor (12) dicht miteinander verbunden sind, die Zuleitungen abgedichtet durch den Reflektor geführt sind, und ein abgedichteter Innenkolben (16) vorhanden ist, der den mindestens einen Glühfaden einschließt, wobei der Glühfaden eine Wattzahl hat, die dem Volumen angepaßt ist, so daß der entsprechende Verhältniswert des Fahrzeugschetnwer«ers im Bereich von ~0,048 bis einschließlich 0,0?S Wäti/crn' liegt, die Abdeckscheibe (ID und der Reflektor (12) eine Wärmeverformungstemperatur von mehr als 130° C haben und oberhalb des Glühfadens eine Metallscheibe (17) als Hitzeschild angeordnet ist.

2. .Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallscheibe an einer leitenden Zuführung (18) befestigt ist.