EP2607784A1

EP2607784A1 - Scheinwerfer mit Mitteln zur Luftführung innerhalb des Scheinwerfergehäuses

Info

Publication number: EP2607784A1
Application number: EP12191395.8A
Authority: EP
Inventors: Andres Fähnle; Alexander Müller; Marc Weber; Peter Jauernig
Original assignee: Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2032-11-06
Also published as: DE102011089494A1; EP2607784B1; CN103175083A; CN103175083B

Abstract

Scheinwerfer (20) für Kraftfahrzeuge mit einem eine Lichtaustrittsöffnung aufweisenden Gehäuse (22), einer transparenten Abdeckscheibe (8), die die Lichtaustrittsöffnung abdeckt, wenigstens einer Belüftungsöffnung und wenigstens einer Entlüftungsöffnung (34) im Gehäuse (22). Der Scheinwerfer zeichnet sich dadurch aus, dass er Leitmittel aufweist, die einen von der Belüftungsöffnung (34) zur Entlüftungsöffnung (36) innerhalb des Gehäuses (22) strömenden Luftstrom (46) lenken und die einen formstabilen Hohlkörper (38) mit einem Lufteinlass (40), wenigstens einem Luftauslass und einem zwischen dem Lufteinlass (40) und dem Luftauslass (42, 48, 50) liegenden formstabilen Leitungsabschnitt (44) aufweisen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge mit einem eine Lichtaustrittsöffnung aufweisenden Gehäuse, einer transparenten Abdeckscheibe, die die Lichtaustrittsöffnung abdeckt, wenigstens einer Belüftungsöffnung und wenigstens einer Entlüftungsöffnung im Gehäuse.
Ein solcher Scheinwerfer ist aus der DE 100 26 487 A1 bekannt.
Unter gewissen klimatischen Bedingungen kommt es vor, dass die Abdeckscheibe des Scheinwerfers von innen beschlägt. Dies geschieht vor allem beim Abkühlen nach dem Betrieb des Scheinwerfers, wenn die Feuchtigkeit der zunächst noch warmen Luft innerhalb des Scheinwerfers an der kühler werdenden Abdeckscheibe kondensiert. Das Kondensat beeinträchtigt das Erscheinungsbild und die Transmission der Abdeckscheibe im nachfolgenden Betrieb.
Eine beschlagene Abdeckscheibe soll nach einer gewissen Fahrstrecke des Fahrzeugs wieder abgetrocknet sein. Bei dem bekannten Scheinwerfer wird dies durch Belüftungs- und Entlüftungsöffnungen am Scheinwerfer realisiert. Der im Fahrbetrieb entstehende Differenzdruck zwischen den genannten Öffnungen sorgt dafür, dass die Luft im Scheinwerfer ausgetauscht und somit die Feuchtigkeit abtransportiert wird. Der Abtransport der Feuchtigkeit wird im Wesentlichen durch die Menge und Geschwindigkeit der Luft, die auf die Abdeckscheibe trifft, bzw. dort vorbeiströmt, beeinflusst.
Die Menge und Geschwindigkeit der den Scheinwerfer durchströmenden Luft beeinflusst darüber hinaus die Abfuhr von Wärme aus dem Scheinwerfer, was insbesondere bei Scheinwerfern mit Halbleiterlichtquellen von Bedeutung ist. Solche Halbleiterlichtquellen weisen in der Regel metallische Kühlkörper auf, die beim Betrieb der Halbleiterlichtquellen im Halbleitermaterial freiwerdende Wärme aufnehmen und an die Luft im Scheinwerfer abgeben.
Scheinwerfer dienen bei modernen Kraftfahrzeugen auch als das Erscheinungsbild des Kraftfahrzeugs mitprägende Designelemente. Zu diesem Zweck weisen sie im Inneren des Gehäuses liegende Abdeckelemente auf, die zum Beispiel technische Elemente einer Licht erzeugenden Baugruppe, die von außen nicht sichtbar sein sollen, verbergen. Dabei treten Spalte zwischen den Abdeckelementen und nicht zu verbergenden Teilen der Baugruppen, insbesondere Lichtaustrittsflächen von Linsen und/oder Reflektoren auf. Aufgrund gestalterischer Vorgaben werden auch solche Spalte zunehmend enger ausgeführt. Die Abdeckelemente selbst und enge Ausführungen verbleibender Spalte zwischen den Abdeckelementen und dem übrigen Scheinwerferinventar beeinträchtigen die Luftströmung innerhalb des Scheinwerfers und damit einen Abtransport von Feuchtigkeit und/oder Wärme aus dem Scheinwerfer.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Scheinwerfer der eingangs genannten Art anzugeben, der einen verbesserten Luftaustausch auch an kritischen Stellen im Inneren des Gehäuses erlaubt.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Scheinwerfer unterscheidet sich von dem bekannten Scheinwerfer dadurch, dass der Scheinwerfer Leitmittel aufweist, die einen von der Belüftungsöffnung zur Entlüftungsöffnung innerhalb des Gehäuses strömenden Luftstrom lenken und die einen formstabilen Hohlkörper mit einem Lufteinlass, wenigstens einem Luftauslass und einem zwischen dem Lufteinlass und dem Luftauslass liegenden formstabilen Leitungsabschnitt aufweisen.
Durch die Verwendung eines formstabilen Hohlkörpers als Mittel zur Leitung der Luft erlaubt die Erfindung eine gezielte Führung der den Scheinwerfer durchströmenden Luft an im Inneren des Gehäuses anzuströmende Flächen und/oder Bereiche, sei es eine Innenfläche der transparenten Abdeckscheibe, eine Fläche eines Kühlkörpers oder ein anderer Bereich des Innenraums des Gehäuses, aus dem Feuchtigkeit und/oder Wärme abzuführen ist.
Die Verwendung eines formstabilen Hohlkörpers erlaubt auch eine Verteilung der durch den Hohlkörper strömenden Luft auf mehrere Luftauslässe des Hohlkörpers und damit auf mehrere Stellen innerhalb des Gehäuses. Damit kann zum Beispiel eine Abdeckscheibe aus mehreren, über die Länge der Abdeckscheibe verteilten Luftauslässen angeströmt werden, was eine gezielte Verteilung der die Abdeckscheibe anströmenden Luft erlaubt.
Durch die hohe Eigensteifigkeit, die das formstabile Bauteil zum Beispiel von einem handelsüblichen elastischen Schlauch unterscheidet, lässt sich der Hohlkörper mit seinen Lufteinlässen und seinen Luftauslässen im Scheinwerfer in stabiler Lage und damit stabiler Richtungsvorgabe für die ausströmende Luft im Gehäuse anordnen. Die hohe Eigensteifigkeit erlaubt darüber hinaus eine Anformung von Befestigungsgeometrien, die eine positionsgenaue und wenig Positionieraufwand erfordernde Befestigung des Hohlkörpers im Gehäuse erlauben.
Durch die hohe Eigensteifigkeit und die Möglichkeit der der Anformung von Befestigungsgeometrien wird darüber hinaus eine den Strömungsquerschnitt verringernde Quetschung, wie sie z.B. bei der Befestigung eines Schlauches mit einer Schlauchschelle auftreten kann, sicher vermieden. Vermieden werden auch andere Widerstände, die den Strömungswiderstand erhöhen, wie zum Beispiel Knickstellen eines elastischen Schlauches, die durch eine ungenaue Montage auftreten können.
Ein weiterer Vorteil der hohen Eigensteifigkeit liegt darin, dass der Querschnitt und der Verlauf des Hohlkörpers innerhalb des Gehäuses und inmitten des übrigen Scheinwerferinventars sehr variabel gestaltbar ist.
Die Eigensteifigkeit und Formstabilität erlaubt darüber hinaus eine düsenartige Ausführung eines Luftauslasses des Hohlkörpers. Damit kann die Luft gezielter an vorbestimmte Bereiche, z.B. bestimmte Bereiche der Abdeckscheibe gelenkt werden
Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Belüftungsöffnung auf einer anderen Außenfläche des Scheinwerfers angeordnet ist als die Entlüftungsöffnung.
Bevorzugt ist auch, dass der formstabile Hohlkörper durch thermisches Umformen von Kunststoff mit einem Zwei-Platten - Formen (Twin Sheet Forming) hergestellt wird.
Ferner ist bevorzugt, dass der Hohlkörper Befestigungselemente aufweist, die stoffschlüssig an den Hohlkörper angeformt und dazu eingerichtet sind, durch Befestigungsarten wie Schrauben, Klemmen, Klammern, oder Verclipsen mit dem Gehäuse des Scheinwerfers und/oder dem Inventar des Scheinwerfers verbunden zu werden, um den Hohlkörper zu befestigen.
Bevorzugt ist auch, dass der formstabile Hohlkörper aus einem festen Kunststoff wie Polypropylen besteht.
Ferner ist bevorzugt, dass der formstabile Hohlkörper zwischen seinem Lufteinlass und einem in Bezug auf die im Hohlkörper strömende Luft am weitesten von dem Lufteinlass entfernten Luftauslass wenigstens einen weiteren Luftauslass aufweist.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen zeichnen sich dadurch aus, dass die zu den Ausströmquerschnitten führenden Abschnitte des formstabilen Hohlkörpers einen über ihrer Länge gleichmäßigen Querschnitt aufweisen, oder aber auch einen sich düsenartig verengenden Querschnitt aufweisen, oder dass sie einen sich Venturi-Düsen-artig erweiternden Querschnitt aufweisen.
Bevorzugt ist auch, dass der formstabile Hohlkörper als einstückiges und damit stoffschlüssig zusammenhängendes Bauteil verwirklicht ist.
Alternativ ist bevorzugt, dass der formstabile Hohlkörper aus mehreren Einzelteilen, insbesondere aus einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil zusammengesetzt ist.
Dabei ist bevorzugt, dass das erste Bauteil den Lufteinlass und einen ersten Luftauslass aufweist und dass das zweite Bauteil wenigstens einen zweiten Luftauslass aufweist.
Dabei ist ferner bevorzugt, dass beide Bauteile über eine Steckverbindung miteinander verbunden sind, insbesondere eine Steckverbindung, die so ausgestaltet ist, dass sie einen offenen Strömungsquerschnitt in der Schnittstelle zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil aufweist.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der Hohlkörper wenigstens einen Kühlluftauslass aufweist, der so angeordnet ist, dass dort ausströmende Luft wenigstens ein zu kühlendes Bauteil innerhalb des Scheinwerfers 20 anströmt.
Dabei ist bevorzugt, dass es sich bei dem zu kühlenden Bauteil um einen Kühlkörper einer Halbleiterlichtquelle des Scheinwerfers und/oder um ein Steuergerät des Scheinwerfers handelt.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigen, jeweils in schematischer Form:

Figur 1: das technische Umfeld der Erfindung in Form einer stark schematisierten Vorderansicht eines Kraftfahrzeugscheinwerfers;
Figur 2: eine Schnittansicht des Scheinwerfers aus der Figur 1;
Figur 3: ein stark schematisiertes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 4: eine Ausgestaltung eines formstabilen Hohlkörpers;
Figur 5: eine weitere Ausgestaltung eines formstabilen Hohlkörpers;
Figur 6: eine perspektivische Darstellung eines aufgeschnittenen Scheinwerfers mit einem Teil des Scheinwerferinventars und einer Ausgestaltung eines formstabilen Hohlkörpers; und
Figur 7: eine Ausgestaltung eines Hohlkörpers mit einem Kühlluftauslass zum Anströmen eines zu kühlenden Bauteils innerhalb des Scheinwerfers.

Figur 1 zeigt im Einzelnen einen bekannten Scheinwerfer 1 in einer Vorderansicht, also aus einer Richtung, die der Hauptabstrahlrichtung des Scheinwerfers 1 entgegengesetzt gerichtet ist. Figur 2 zeigt eine Schnittansicht dieses Scheinwerfers. Der bekannte Scheinwerfer 1 weist eine Belüftungsöffnung 2 in einem unteren Teil seines Gehäuses 3 und eine Entlüftungsöffnung 4 in einem oberen Teil seines Gehäuses 3 auf. Die Begriffe unten und oben beziehen sich dabei auf eine Ausrichtung und Anordnung des Scheinwerfers bei seiner bestimmungsgemäßen Verwendung in einem Kraftfahrzeug, so dass der untere Teil den einer Fahrbahn näheren Teil des Gehäuses des Scheinwerfers 1 darstellt.
Die Orientierung des Scheinwerfers 1 im Raum bei seiner bestimmungsgemäßen Verwendung wird durch die Angabe der x-, y- und z-Richtungen veranschaulicht. Die x-Richtung ist parallel zu einer Längsachse des Kraftfahrzeugs ausgerichtet, während die y-Richtung parallel zu einer Querachse liegt und die z-Richtung parallel zu einer Hochachse des Kraftfahrzeugs ausgerichtet ist. Dies gilt analog auch für die weiteren Figuren, in denen diese Richtungen angegeben sind, so dass diese Richtungsangaben jeweils einen Bezug zwischen den verschiedenen Blickrichtungen erlauben, aus denen die Gegenstände in den verschiedenen Figuren betrachtet werden.
Das Volumen des Innenraums des Gehäuses 3 wird durch eine flächige Abdeckung 5 in zwei Teilvolumina 6, 7 geteilt. Ein erstes Teilvolumen 6 liegt zwischen einer transparenten Abdeckscheibe 8 und der flächigen Abdeckung 5. Ein zweites Teilvolumen 7 liegt zwischen der flächigen Abdeckung 5 und der Rückwand 9 des Gehäuses 3. Die flächige Abdeckung weist einen äußeren Rand 10 auf, der eng an der Abdeckscheibe 8 anliegt, so dass zwischen der Abdeckscheibe 8 und der Abdeckung 5 lediglich ein schmaler Luftspalt vorhanden ist. Darüber hinaus weist die Abdeckung 5 eine zentrale Öffnung auf, in der oder hinter der ein Reflektor 11 angeordnet ist.
Die Funktion der flächigen Abdeckung 5 besteht darin, die im zweiten Teilvolumen angeordneten technischen Strukturen des Scheinwerferinventars vor einem außenstehenden Betrachter zu verbergen, so dass das Erscheinungsbild des Scheinwerfers gerade nicht durch das technische Inventar geprägt wird.
Das vom Reflektor 10 ausgehende Lichtbündel einer im Reflektor 10 angeordneten Lichtquelle 11 tritt durch die transparente Abdeckscheibe 8 aus dem Scheinwerfer 1 aus.
Beim Abkühlen des warmen Scheinwerfers nach dem Ausschalten des Lichtes kommt es häufig zu einer Kondensation von Luftfeuchtigkeit auf der dem Inneren des Scheinwerfers 1 zugewandten Seite der Abdeckscheibe. In der nächsten Betriebsphase soll dieses Kondensat möglichst schnell wieder verschwinden. Dies wird durch eine Durchströmung des ersten Teilvolumens 6 mit Luft erzielt.
Um eine Durchströmung des ersten Teilvolumens 6 mit Luft zu erreichen, weist die flächige Abdeckung 5 in der Nähe der Belüftungsöffnung 2, die sich im unteren Teil des Scheinwerfergehäuses 3 befindet, Lufteinlassöffnungen 13 auf. Darüber hinaus weist die flächige Abdeckung der Entlüftungsöffnung 4, die sich in einem oberen Teil des Scheinwerfergehäuses 3 befindet, Luftauslassöffnungen 14 auf.
Insbesondere bei fahrendem Fahrzeug ergeben sich in der Regel Druckdifferenzen zwischen der Belüftungsöffnung 2 und der Entlüftungsöffnung 4, beziehungsweise zwischen den Lufteinlassöffnungen 13 auf der einen Seite und den Luftaustrittsöffnungen 14 auf der anderen Seite. Es ist von den an einem konkreten Fahrzeug herrschenden aerodynamischen Bedingungen abhängig, ob ein solcher Differenzdruck entsteht und wie stark er gegebenenfalls ist. Unter Umständen ist es erforderlich, eine Druckdifferenz aktiv zu erzeugen. Dies kann durch ein Gebläse erfolgen. Eine Alternative zu einem Gebläse besteht darin, die Lufteinlassöffnungen 13 und/oder Luftauslassöffnungen 14 über Schläuche oder Rohre pneumatisch mit Bereichen der Karosserie zu koppeln, in denen sich beim Fahren zwangsläufig ein Überdruck oder ein mehr oder weniger stark ausgeprägter Unterdruck einstellt.
In dem Beispiel, das in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, strömt die Luft etwa in Richtung einer Diagonalen innerhalb des ersten Teilvolumens 6 an der Abdeckscheibe 8 entlang, wobei die Diagonale von den Lufteinlassöffnungen 13 rechts unten zu den Luftauslassöffnungen 14 links oben in der Figur 1 verläuft. Das hat zur Folge, dass der Luftaustausch längs dieser Hauptströmungsrichtung effektiver erfolgt als abseits dieser Hauptströmungsrichtung. Als Folge wird ein Kondensat, das sich in der linken unteren Ecke gebildet hat, wesentlich langsamer aus dem Scheinwerfer 2 herausgetragen, als ein Kondensat, das sich in der rechten unteren Ecke gebildet hat.
Figur 3 zeigt Elemente eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers 20 in schematischer Form und in einer perspektivischen Darstellung. Der Scheinwerfer 20 weist ein Gehäuse 22 mit einer Lichtaustrittsöffnung auf. Die Lichtaustrittsöffnung ist in der Figur 3 die von Kanten 24, 26, 28 und 30 begrenzte Fläche und wird von einer transparenten Abdeckscheibe abgedeckt. Das Gehäuse 22 weist wenigstens eine Belüftungsöffnung 34 und eine Entlüftungsöffnung 36 auf. Die Belüftungsöffnung 34 ist bevorzugt weiter unten angeordnet als die Entlüftungsöffnung 36, um einen Kamineffekt zu erzeugen.
Um eine Durchströmung des gesamten Scheinwerfers zu erzielen, ist die Belüftungsöffnung 34 darüber hinaus bevorzugt auf einer anderen Außenfläche des Scheinwerfers 20 angeordnet, als die Entlüftungsöffnung 36. Wenn die eine der beiden Öffnungen 34 und 36 relativ weit vorne angeordnet ist, ist die andere der beiden Öffnungen bevorzugt relativ weit hinten angeordnet. Bevorzugt ist auch, dass die einer Öffnung weit rechts und die andere Öffnung weit links im Gehäuse des Scheinwerfers 20 angeordnet ist.
Darüber hinaus weist der Scheinwerfer 20 Leitmittel auf, die einen von der Belüftungsöffnung 34 zur Entlüftungsöffnung 36 innerhalb des Gehäuses 22 strömenden Luftstrom lenken. Die Leitmittel weisen insbesondere einen formstabilen Hohlkörper 38 auf. Der Hohlkörper 38 weist einen Lufteinlass 40 und wenigstens einen Luftauslass 42 sowie einen zwischen dem Lufteinlass 40 und dem wenigstens einen Luftauslass 42 liegenden formstabilen Leitungsabschnitt 44 auf. Der Hohlkörper 38 ist dabei innerhalb des Gehäuses bevorzugt so angeordnet, dass sein Lufteinlass 40 an der Belüftungsöffnung 34 im Gehäuse 22 so anliegt, dass über die Belüftungsöffnung in das Gehäuse 22 einströmende Luft über den Lufteinlass 40 des formstabilen Hohlkörpers 38 in diesen eintritt.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung liegt der Hohlkörper 38 mit seinem Lufteinlass 40 dicht an den Rändern der Belüftungsöffnung 34 im Gehäuse 22 des Scheinwerfers 20 an, so dass zwischen der Belüftungsöffnung. 34 im Gehäuse 22 und dem Lufteinlass 40 des Hohlkörpers 38 kein Druckverlust, beziehungsweise Unterdruckverlust, durch Leckluft auftritt. Mit anderen Worten: Es ist bevorzugt, dass der Lufteinlass 40 und die Belüftungsöffnung 34 so ausgestaltet und angeordnet sind, dass sämtliche über die Belüftungsöffnung 34 in das Innere des Scheinwerfers 20 eintretende Luft über den Lufteinlass 40 in den formstabilen Hohlkörper 38 eintritt.
Über den formstabilen Leitungsabschnitt 44 strömt Luft 46, die über den Lufteinlass 40 in den formstabilen Hohlkörper 38 eintritt, zu einem Luftauslass des Hohlkörpers 38, zum Beispiel zu dem Luftauslass 42. Der Luftauslass 42 befindet sich zum Beispiel an einer Stelle, die ohne eine spezielle Luftführung nicht oder nur in einem geringen Ausmaß mit Luft 46 angeströmt werden würde. Dies ist zum Beispiel ein im Inneren des Gehäuses 22 in der Nähe der Abdeckscheibe liegender Eckbereich. Durch die über den Luftauslass 42 erzielte Anströmung dieses Bereichs wird der dort erfolgende Luftaustausch und damit insbesondere auch der Abtransport kondensierter Feuchtigkeit ganz wesentlich verbessert.
In der Ausgestaltung, die in der Figur 2 dargestellt ist, weist der formstabile Hohlkörper 38 drei Luftauslässe 42, 48 und 50 auf. Diese drei Luftauslässe sind in einem unteren Bereich des Scheinwerfers 20 bevorzugt so angeordnet, dass der aus ihnen austretende Luftstrom 46 auf die Abdeckscheibe trifft, dort nach oben umgelenkt wird und an der Abdeckscheibe entlang streichend zunächst weiter nach oben und dann zur Entlüftungsöffnung 36 des Gehäuses 22 geführt wird. Der Luftstrom tritt dann über die Entlüftungsöffnung 36 aus dem Scheinwerfer 20 aus. Bei der Durchströmung des Scheinwerfers 20 und insbesondere beim Vorbeistreichen an der Abdeckscheibe nimmt der Luftstrom 46 im Inneren des Gehäuses 22 kondensierte Feuchtigkeit auf und transportiert diese über die Entlüftungsöffnung 36 aus dem Scheinwerfer 20 heraus.
Der formstabile Hohlkörper 38 wird in einer bevorzugten Ausgestaltung durch thermisches Umformen von Kunststoff hergestellt. Als Herstellungsverfahren wird dabei insbesondere das sogenannte Twin-Sheet-Forming (Zwei-Platten-Formen) bevorzugt. Dies hat den Vorteil einer weitgehenden Gestaltungsfreiheit der Geometrie des formstabilen Hohlkörpers 38 und seiner Befestigungselemente 51.
Solche Befestigungselemente 51 sind bevorzugt an den Hohlkörper 38 stoffschlüssig angeformt und dazu eingerichtet, durch Befestigungsarten wie Schrauben, Klemmen, Klammern, Verclipsen und so weiter mit dem Gehäuse 22 des Scheinwerfers 20 und/oder dem Inventar des Scheinwerfers verbunden zu werden, um den Hohlkörper 38 zu befestigen. Dabei wird unter dem Begriff des Inventars jedes Bauteil verstanden, das innerhalb des Gehäuses 22 des Scheinwerfers 20 angeordnet ist. Zu diesen Bauteilen gehören insbesondere technische Strukturen zur Verwirklichung einer Vielzahl von Lichtfunktionen, also insbesondere die dafür benötigten optischen Elemente, seien es Lichtquellen, Reflektoren, Lichtleiter, transparente Vorsatzoptiken (interne Totalreflexionen nutzende optische Elemente) oder Linsen (Lichtbrechungen nutzende optische Elemente) und die erforderlichen Halter und gegebenenfalls auch Antriebsstrukturen.
Antriebsstrukturen sind zum Beispiel für eine Blendenverstellung eines Projektionssystems, eine Leuchtweitenregelung oder eine Kurvenlichtfunktion erforderlich. Darüber hinaus gehören zum Inventar moderner Scheinwerfer Strukturen, mit denen ein Erscheinungsbild des Scheinwerfers bewusst gestaltet wird. Dazu gehören insbesondere Strukturen wie die flächige Abdeckung 5 in den Figuren 1 und 2, die dazu dienen, einem außenstehenden Betrachter die dahinter liegenden technischen Strukturen zu verbergen. In der Figur 3 ist das gesamte Inventar eines solchen Scheinwerfers bis auf den formstabilen Hohlkörper 38 nicht dargestellt. Bei realen Scheinwerfern ist dieses Inventar natürlich immer vorhanden und der formstabile Hohlkörper 38 stellt dann lediglich ein weiteres Element des Scheinwerferinventars dar.
Das Twin-Sheet-Forming erlaubt zum Beispiel auch eine sehr variable Gestaltung des Verlaufs und des Querschnitts des formstabilen Hohlkörpers 38 in seiner Anordnung zwischen den ihn im eingebauten Zustand umgebenden anderen Elementen des Scheinwerferinventars. Als Material für den formstabilen Hohlkörper 38 wird in einer bevorzugten Ausgestaltung ein fester Kunststoff wie Polypropylen verwendet. Dadurch ist die angestrebte Formstabilität des Hohlkörpers 38 und die Positionierbarkeit und Montierbarkeit des Hohlkörpers 38 im Scheinwerfer 20 gewährleistet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der formstabile Hohlkörper zwischen seinem Lufteinlass 40 und einem in Bezug auf die im Hohlkörper 38 strömende Luft am weitesten von dem Lufteinlass 40 entfernten Luftauslass 42 wenigstens einen weiteren Luftauslass 48 und/oder 50 und/oder gegebenenfalls auch mehr als zwei weitere Luftauslässe 48, 50 auf. Dadurch wird eine gleichmäßigere Verteilung der aus dem Hohlkörper 38 ausströmenden Luft erzielt, als dies der Fall wäre, wenn der Hohlkörper 38 nur einen einzigen Luftauslass 42 aufweisen würde. Diese Ausgestaltung erlaubt damit insgesamt eine gleichmäßigere Anströmung der Abdeckscheibe als dies mit nur einem Luftauslass möglich wäre. In Bezug auf die Querschnitte der Luftauslässe 42, 48, 50 sind, je nach Ausgestaltung, verschiedene Formen möglich. In einer Ausgestaltung ist der Ausströmquerschnitt rund oder weist zumindest gerundete Teile seines Randes auf.
Eine solche Ausgestaltung ist in den Figuren 4 und 5 dargestellt. In einer anderen Ausgestaltung ist der Ausströmquerschnitt eckig, insbesondere viereckig, wobei der Querschnitt insbesondere rechteckig oder quadratisch sein kann. Mit einer eher rechteckigen Ausgestaltung wird eine breitere und damit gleichmäßigere Luftströmung erzielt als mit einer zum Beispiel quadratischen Öffnung. Die zu den Ausströmquerschnitten führenden Abschnitte des formstabilen Hohlkörpers 38 können einen über ihrer Länge gleichmäßigen Querschnitt aufweisen, wie es beim Luftauslass 50 der Fall ist. Alternativ dazu können sie aber auch einen sich düsenartig verengenden Querschnitt aufweisen, wie es beim Luftauslass 48 der Fall ist. In einer weiteren Ausgestaltung kann sich der Querschnitt oder zumindest eine Breite des Querschnitts auch Venturi- düsenartig erweitern, wie es beim Luftauslass 42 in der Figur 3 der Fall ist.
In Ausgestaltungen von Hohlkörpern 38, die mehrere Luftauslässe aufweisen, können diese untereinander gleich sein. In einer anderen Ausgestaltung sind die Querschnitte untereinander verschieden. Dies hat den Vorteil, dass die über die verschiedenen Querschnitte ausströmenden Luftmassenströme in ihrem Verhältnis zueinander durch die Geometrie, Größe und Anordnung der Querschnitte bei dem Entwurf des Hohlkörpers 38 festgelegt werden können.
Figur 5 zeigt eine Ausgestaltung eines formstabilen Hohlkörpers 38 mit einer für einen bestimmten Scheinwerfertyp entworfenen individuellen Geometrie. In der Ausgestaltung, die in der Figur 4 dargestellt ist, weist der formstabile Hohlkörper 38 einen Lufteinlass 40 und einen ersten Luftauslass 42A sowie einen zweiten Luftauslass 42B auf. Darüber hinaus weist der formstabile Hohlkörper Befestigungsgeometrien 51A, 51B und 51C auf. Der formstabile Hohlkörper 38 ist einer bevorzugten Ausgestaltung als einstückiges und damit stoffschlüssig zusammenhängendes Bauteil verwirklicht. In einer alternativen und ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung ist der formstabile Hohlkörper 38 aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt.
Die Figur 4 zeigt eine Ausgestaltung, bei der der formstabile Hohlkörper aus einem ersten Bauteil 52 und einem zweiten Bauteil 54 zusammengesetzt ist. Das erste Bauteil 52 weist den Lufteinlass 40 und einen ersten Luftauslass 42A auf. Das zweite Bauteil 54 weist in der dargestellten Ausgestaltung einen zweiten Luftauslass 42B auf. Über eine Steckverbindung sind beide Bauteile 52, 54 miteinander verbunden. Dabei ist die Steckverbindung so ausgestaltet, dass sie einen offenen Strömungsquerschnitt in der Schnittstelle zwischen dem ersten Bauteil 52 und dem zweiten Bauteil 54 aufweist.
Über eine entsprechende Dimensionierung der Querschnitte des genannten offenen Strömungsquerschnitts in der Schnittstelle zwischen dem ersten Bauteil 52 und dem zweiten Bauteil 54 auf der einen Seite und dem ersten Luftauslass 42A auf der anderen Seite kann das Verhältnis der über diese Querschnitte strömenden Teilluftströme zueinander vorbestimmt werden. Im Ergebnis wird die über den Lufteinlass 40 in das erste Bauteil 52 einströmende Luft im ersten Bauteil 52 auf einen ersten Teilstrom und einen zweiten Teilstrom aufgeteilt.
Der erste Teilstrom tritt aus dem ersten Luftauslass 40 aus. Der zweite Teilstrom strömt vom ersten Bauteil 52 in das zweite Bauteil 54 über und tritt aus dem zweiten Luftauslass 42B aus. Aufgrund seiner die Luft verteilenden Funktion kann das erste Bauteil 52 auch als Luftverteiler bezeichnet werden. Das zweite Bauteil 54 stellt einen formstabilen Leitungsabschnitt dar, mit dem ein Teilstrom der Belüftungsluft in einen Teilbereich im Inneren des Gehäuses 22 des Scheinwerfers 20 geführt wird. Bei dem Teilbereich handelt es sich zum Beispiel um einen Bereich in einer Ecke im Inneren des Scheinwerfergehäuses 22, die von der transparenten Abdeckscheibe begrenzt wird.
Für die Ausgestaltung eines formstabilen Hohlkörpers 38, die in der Figur 4 dargestellt ist, kann man zur Veranschaulichung annehmen, dass der erste Luftauslass 42A einen ersten unteren Eckbereich der Abdeckscheibe im Inneren des Gehäuses 22 anströmt, während der zweite Luftauslass 42B den verbleibenden anderen unteren Eckbereich der Abdeckscheibe im Inneren des Gehäuses 22 anströmt.
Es sind gerade diese Eckbereiche, die für eine Ansammlung von kondensierter Feuchtigkeit besonders anfällig sind. Dies liegt zum einen daran, dass sie, bezogen auf das Fahrzeug, weit außen liegen und damit schnell abkühlen. Außerdem liegen sie unten, so dass Feuchtigkeit, die sich an höher gelegenen Stellen der Abdeckscheibe niederschlägt, aufgrund der Schwerkraft nach unten wandern kann. Beim Stand der Technik, wie er unter Bezug auf die Figuren 1 und 2 erläutert worden ist, liegt zumindest eine der Ecken auch noch abseits des diagonal durch das Innere des Gehäuses des Scheinwerfers strömenden Belüftungsstroms. Beide Effekte führen in der Summe dazu, dass es beim Stand der Technik vergleichsweise häufig störende Ansammlungen kondensierter Feuchtigkeit gibt, und dass vergleichsweise viel Zeit erforderlich ist, um diese kondensierte Feuchtigkeit durch eine bei fahrendem Fahrzeug erfolgende Belüftung wieder zu entfernen. Durch die Erfindung lässt sich die Belüftung eines solchen kritischen Bereichs gezielt verbessern.
Figur 5 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines formstabilen Hohlkörpers 38 mit einer für einen anderen Scheinwerfertyp entworfenen individuellen Geometrie. Der Gegenstand der Figur 5 unterscheidet sich vom Gegenstand der Figur 4 durch einen zusätzlichen dritten Luftauslass 42D und einen vierten Luftauslass 42C, die auf der Länge des formstabilen Hohlkörpers 38 verteilt zwischen dem ersten Luftauslass 42A und dem zweiten Luftauslass 42B angeordnet sind.
Im übrigen unterscheiden sich die beiden in den Figuren 4 und 5 dargestellten Ausgestaltungen formstabiler Hohlkörper 38 in ihrer Geometrie nicht. Sie sind also insbesondere im gleichen Scheinwerfergehäuse verwendbar. Dabei erzeugt die in der Figur 5 dargestellte Ausgestaltung eine gleichmäßigere Verteilung der Belüftungsluft über die Länge des Hohlkörpers 38 und damit auch über die Abmessungen der transparenten Abdeckscheibe, die mit dieser Luftströmung angeströmt wird.
Welche der beiden Ausgestaltungen nach den Figuren 4 und 5 in einem konkreten Fall Vorteile bietet, hängt von den Umständen des Einzelfalls ab. Die Ausgestaltung nach Figur 4 besitzt Vorteile in Fällen, in denen sich Kondenswasser bevorzugt in den Ecken niederschlägt. Die Ausgestaltung nach Figur 5 besitzt dann Vorteile, wenn der Kondenswasserniederschlag gleichmäßiger verteilt auftritt. Ein Vergleich der Figuren 4 und 5 verdeutlicht einen Vorteil einer mehrteiligen Ausführung des formstabilen Hohlkörpers 38. Sowohl bei der Ausgestaltung nach der Figur 4 als auch bei der Ausgestaltung nach der Figur 5 wird der gleiche Luftverteiler, also das gleiche Bauteil 52 verwendet, so dass eine Anpassung an die Erfordernisse verschiedener Scheinwerfer durch eine auf das zweite Bauteil 54 beschränkte Individualisierung erfolgen kann.
Die Figur 6 zeigt den formstabilen Hohlkörper 38 aus der Figur 5 in einer konkreten Ausführungsform eines Scheinwerfers. Figur 6 zeigt insbesondere die hohe Packungsdichte im Inneren des Gehäuses 22 des Scheinwerfers 20, die sich auch aus dem bewusst gestalteten Erscheinungsbild des Scheinwerfers 20 und der dafür verwendeten Strukturen im Inneren des Gehäuses 22 des Scheinwerfers 20 ergibt. Darüber hinaus wird die Packungsdichte auch durch die Vielzahl von Lichtfunktionen und der dafür benötigten optischen Elemente, seien es Lichtquellen, Reflektoren, Lichtleiter, Vorsatzoptiken oder Linsen, oder seien es die dafür notwendigen Halter und gegebenenfalls auch notwendigen Antriebsstrukturen.
Antriebsstrukturen sind zum Beispiel für eine Leuchtweitenregelung, eine Blendenverstellung und/oder eine Kurvenlichtfunktion erforderlich. Diese Strukturen werden heute in der Regel hinter Zierrahmen, Blenden und dergleichen verborgen. Es sind unter anderem diese Zierrahmen und Blenden, die eine Luftzirkulation im Inneren des Gehäuses 22 und damit einen wirkungsvollen Abtransport von Kondensat von der Innenseite der Abdeckscheibe 8 erschweren.
Figur 6 verdeutlicht durch ihre Schnittdarstellung, dass insbesondere dann, wenn nur noch enge Luftspalte 56 zwischen den verschiedenen Bauteilen, insbesondere verschiedenen Zierrahmen und Abdeckrahmen im Inneren des Gehäuses 22 vorhanden sind, die Erfindung eine ganz gezielte Anströmung dieser Spalte 56 erlaubt, so dass trotz der Enge eines solchen Spalts 56 noch eine zur Abdeckscheibe 8 gerichtete Vorzugsrichtung der Belüftungsluft im Innern des Scheinwerfergehäuses 22 erzeugt wird.
Die Figur 6 verdeutlicht auch, dass eine länglich gestreckte Form des Luftauslassquerschnitts eines Luftauslasses 42C für eine Anströmung des Spalts 56 günstig ist. Dies gilt insbesondere für die dargestellte Ausgestaltung, bei der der Luftauslassquerschnitt des Luftauslasses 42C des formstabilen Hohlkörpers 38 in einer zur Längsausdehnung der Spalte 56 parallelen Richtung verbreitert ist. Dadurch wird der Strömungswiderstand, den die Luft beim Anströmen der Spalte 56 überwinden muss, minimiert.
Fig. 7 zeigt eine Ausgestaltung, die sich dadurch auszeichnet, dass der Hohlkörper 38 einen Kühlluftauslass 58 aufweist, der so angeordnet ist, dass dort ausströmende Luft 46 ein zu kühlendes Bauteil 60 innerhalb des Scheinwerfers 20 anströmt. Bei dem zu kühlenden Bauteil handelt es sich in einer Ausgestaltung um einen Kühlkörper 62 einer Halbleiterlichtquelle 64, die auf einem Schaltungsträger 66 befestigt und über den Schaltungsträger elektrisch mit Energie versorgt und gesteuert wird, wobei der Schaltungsträger seinerseits thermisch mit dem Kühlkörper gekoppelt ist, so dass die die in der Halbleiterlichtquelle freiwerdende elektrische Verlustwärme vom Kühlkörper aufgenommen wird.
In einer alternativen Ausgestaltung handelt es sich bei dem zu kühlenden Bauteil um ein Steuergerät des Scheinwerfers 20, mit dem die Lichtquelle und/oder ein oder mehrere Antriebe des Scheinwerfers gesteuert werden. Solche Antriebe sind in modernen Scheinwerfern zum Verändern von Positionen von Blenden, zum Schwenken eines Lichtmoduls nach rechts und links und zum Schwenken eines Lichtmoduls nach oben und unten vorhanden. Die Veränderung der Blendenposition erfolgt zum Verändern einer Lichtverteilung, zum Beispiel zum Umsteuern zwischen einer Fernlicht-Lichtverteilung und einer Abblendlicht-Lichtverteilung. Das Schwenken nach rechts und nach links erfolgt zur Verwirklichung einer Kurvenlichtfunktion und das Schwenken nach oben und unten erfolgt zum Verwirklichen einer Leuchtweitenregelung.

Claims

Scheinwerfer (20) für Kraftfahrzeuge mit einem eine Lichtaustrittsöffnung aufweisenden Gehäuse (22), einer transparenten Abdeckscheibe, die die Lichtaustrittsöffnung abdeckt, wenigstens einer Belüftungsöffnung (34) und wenigstens einer Entlüftungsöffnung (36) im Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheinwerfer Leitmittel aufweist, die einen von der Belüftungsöffnung zur Entlüftungsöffnung innerhalb des Gehäuses strömenden Luftstrom (46) lenken und die einen formstabilen Hohlkörper (38) mit einem Lufteinlass (40), wenigstens einem Luftauslass (42) und einem zwischen dem Lufteinlass und dem Luftauslass liegenden formstabilen Leitungsabschnitt (44) aufweisen.
Scheinwerfer (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper Befestigungselemente (51) aufweist, die stoffschlüssig an den Hohlkörper angeformt und dazu eingerichtet sind, durch Befestigungsarten wie Schrauben, Klemmen, Klammern, oder Verclipsen mit dem Gehäuse des Scheinwerfers und/oder dem Inventar des Scheinwerfers verbunden zu werden, um den Hohlkörper zu befestigen.
Scheinwerfer (20) nach Anspruch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der formstabile Hohlkörper aus einem festen Kunststoff wie Polypropylen besteht.
Scheinwerfer (20) nach Anspruch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der formstabile Hohlkörper zwischen seinem Lufteinlass (40) und einem in Bezug auf die im Hohlkörper strömende Luft am weitesten von dem Lufteinlass (40) entfernten Luftauslass (42) wenigstens einen weiteren Luftauslass (48) aufweist.
Scheinwerfer (20) nach Anspruch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der formstabile Hohlkörper als einstückiges und damit stoffschlüssig zusammenhängendes Bauteil verwirklicht ist.
Scheinwerfer (20) nach Anspruch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der formstabile Hohlkörper aus mehreren Einzelteilen (52, 54) zusammengesetzt ist.
Scheinwerfer (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der formstabile Hohlkörper aus einem ersten Bauteil (52) und einem zweiten Bauteil (54) zusammengesetzt ist, wobei das erste Bauteil den Lufteinlass (40) und einen ersten Luftauslass (42A) aufweist und das zweite Bauteil wenigstens einen zweiten Luftauslass (42B) aufweist.
Scheinwerfer (20) nach Anspruch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper einen Kühlluftauslass (58) aufweist, der so angeordnet ist, dass dort ausströmende Luft (46) ein zu kühlendes Bauteil (60) innerhalb des Scheinwerfers anströmt.
Scheinwerfer (20) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem zu kühlenden Bauteil um einen Kühlkörper (62) einer Halbleiterlichtquelle (64) handelt.
Scheinwerfer (20) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass, es sich bei dem zu kühlenden Bauteil um ein Steuergerät des Scheinwerfers (20) handelt.