EP3702666B1 - Scheinwerfervorrichtung, insbesondere kraftfahrzeugscheinwerfer - Google Patents

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EP3702666B1
EP3702666B1 EP20159674.9A EP20159674A EP3702666B1 EP 3702666 B1 EP3702666 B1 EP 3702666B1 EP 20159674 A EP20159674 A EP 20159674A EP 3702666 B1 EP3702666 B1 EP 3702666B1
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EP
European Patent Office
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circuit board
printed circuit
light
type
assigned
Prior art date
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EP20159674.9A
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English (en)
French (fr)
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EP3702666A1 (de
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Moritz Schmidt
Thomas Brehmer
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Brehmer GmbH and Co KG
Original Assignee
Brehmer GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Brehmer GmbH and Co KG filed Critical Brehmer GmbH and Co KG
Publication of EP3702666A1 publication Critical patent/EP3702666A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3702666B1 publication Critical patent/EP3702666B1/de
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S45/00Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
    • F21S45/10Protection of lighting devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/12Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of emitted light
    • F21S41/13Ultraviolet light; Infrared light
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/18Combination of light sources of different types or shapes

Definitions

  • the invention relates to a headlight, in particular a motor vehicle headlight, for selectively emitting at least light of the first and/or second type.
  • Such headlights are known in the field of vehicles, for example automobiles.
  • the statement "light of the first type or light of the second type" in the present application can make a distinction with regard to a property of the light emitted by the headlight, e.g. the spectral behavior (wavelength or wavelength spectrum), polarization, illumination range and/or an illumination angle think.
  • a generic headlight device is in the published application DE 10 2005 041 065 disclosed.
  • the present invention is based on the object of providing a conventional headlight for vehicles which has a compact structure and can be produced at low cost.
  • the headlight device according to the invention can be designed particularly with a small overall length and thus compact.
  • the headlight device according to the invention is versatile, particularly usable in vehicles, such as in Motor vehicles, such as cars and / or trucks, but also in two-wheeled vehicles such as motorcycles, and also in bicycles or e-bikes.
  • a high level of weather resistance of the headlight according to the invention in particular to moisture, can be provided, as well as protection against dust, with the selection of a thermally conductive but still electrically non-conductive (insulating) Potting material a removal of the heat loss of the lamps can be achieved to the outside in the direction of the headlight housing, which in turn is advantageous for the desired compact design.
  • the potting material can in particular protect the electronic components and interconnections from mechanical impacts and vibrations.
  • Such potting materials such as silicone gels or polyurethane resins are well known in the art and need not be discussed further.
  • supply device can in particular mean a supply circuit which, depending on the embodiment, can include, for example, electronic components for supplying the lighting means such as a current regulator, a current amplifier and/or corresponding control circuit components.
  • the printed circuit board carrier can preferably be designed in one piece.
  • the circuit board carrier comprises a plurality of circuit board carrier sections, which can be connected to one another, in particular can be connected in a form-fitting or cohesive manner.
  • cover element and the printed circuit board carrier can be latched to one another by providing complementary latching means on the printed circuit board carrier and the cover element.
  • cover element and the printed circuit board carrier are encapsulated in sections, so that after the encapsulation the cover element and the printed circuit board carrier are bonded to one another.
  • both circuit board sections (hereinafter also circuit board elements) assigned to the light source for generating light of the first type (hereinafter abbreviated: light source of the first type) and the light source for generating light of the second type (hereinafter abbreviated: light source of the second type)
  • the respective printed circuit board sections, on which the lighting means of the first and second type are connected are arranged offset from one another in a main beam direction of the headlight.
  • Associated circuit board element can mean that the respective illuminant is arranged, in particular connected, on this circuit board element.
  • main beam direction of the headlight can mean a direction in which the headlight emits the greatest luminous intensity and/or a direction which runs approximately perpendicularly to the outer surface of the optical cover element. It should be pointed out that the indication of light of the first type or light of the second type serves solely to differentiate between the two types of light and in this respect the indication of the first type and the second type are interchangeable.
  • the specified measure makes it possible in particular to ensure that the light sources of the first and second type are arranged at a distance from one another in the longitudinal direction of the headlight housing in accordance with the offset and insofar as the energy input due to heat loss from the light sources is distributed within the headlight in order to avoid impermissible temperature peaks, which would shorten the service life of the respective lamps could reduce.
  • this spacing is at least 2/3, in particular 3/4 of the longitudinal extension of the printed circuit board carrier.
  • the printed circuit board arrangement has a printed circuit board section assigned to the supply device in addition to the printed circuit board section assigned to the light source of the first type and the printed circuit board section assigned to the light source of the second type, with at least two of these printed circuit board sections not being arranged running in one plane in order to avoid temperature peaks inside the headlight housing to avoid.
  • the printed circuit board arrangement has three printed circuit board sections (printed circuit board elements), which are each arranged in different planes in relation to one another in order to distribute the temperature input within the headlight housing as well as possible.
  • At least two printed circuit board sections are arranged perpendicular to one another, for example one printed circuit board section in a longitudinal direction of the headlight and at least one of the two further printed circuit board sections perpendicular thereto, i.e. in a transverse direction.
  • a particularly symmetrical loss of heat input within of the lamp housing can be achieved, for example, by the circuit board sections assigned to the first type of lighting means and the second type of lighting means being offset from one another in the main beam direction of the headlight and running parallel to one another, with the circuit board section assigned to the supply device being perpendicular to the two first-mentioned circuit board sections, for example parallel to the longitudinal direction of the headlight housing. It can be provided that the circuit board section assigned to the lamp of the second type and/or the circuit board section assigned to the lamp of the first type bears with its rear side facing away from the respective lamp against an assigned end face of the circuit board section assigned to the supply device or is fastened to it.
  • the printed circuit board arrangement and the printed circuit board carrier are encapsulated with the headlight housing.
  • the cover element has a section assigned to the light of the first type and a section assigned to the light of the second type, with both sections expediently having assigned light control elements or light control structures have and preferably do not overlap.
  • These light-guiding elements or light-guiding structures can, for example, comprise structures that act by refraction of light, such as microlenses and/or prismatic structures, in one embodiment it can be provided that, at least for one type of light, each individual light source is assigned a single one of these structures, such as a microlens.
  • such light-directing structures can be designed to act according to the principle of light refraction, light reflection, in particular total reflection and/or light diffraction.
  • the geometric arrangement of the printed circuit board arrangement, printed circuit board carrier and cover element can expediently be designed or set up, a light mixture of light of the first type and light of the second type within the cover element to prevent.
  • This design measure ensures that the light of the first type runs solely through light-directing structures that are designed for directing the light of the first type, the same applies to the light of the second type, so that a defined light directing can be provided in the headlight according to the invention.
  • the circuit board carrier provides a light channel running in the main beam direction for the light of the first type, possibly in connection with inner wall sections of the circuit board carrier, which can form the light channel together with wall sections of the circuit board carrier.
  • the light channel is closed off at the rear by a printed circuit board section assigned to the light means of the first type and in the main beam direction by the cover element, possibly with the interposition of any sealing devices such as a respective sealing ring.
  • sealing devices such as sealing rings and/or sealing webs are integrally formed on the printed circuit board carrier, e.g. by means of a 2K injection molding process.
  • the light channel can have within its longitudinal extension two boundary edges that run transversely, in particular horizontally, and are spaced apart from one another in the vertical direction when the headlight is installed.
  • This measure and in particular the light guidance provided by the cover element can, for example, provide a predetermined light distribution curve for the light transmitted through the light channel after leaving the headlight, i.e. for the light referred to here as the first type.
  • this can also be designed in such a way that light of the first and/or second type is transmitted inside the headlight through sections of casting material or even completely through casting material.
  • the potting material for the respective spectrum of light of the first and/or second type can essentially be transparent to avoid light losses and / or further heat generation due to increased light absorption within the potting material.
  • the light channel which is not free of potting material here, can in turn have two boundary edges within its longitudinal extent, which in the installation position of the headlight run transversely, in particular horizontally, and are spaced apart from one another in the vertical direction .
  • This measure and in particular the light guidance provided by the cover element can, for example, provide a predetermined light distribution curve for the light transmitted through the light channel after leaving the headlight, ie for the light referred to here as the first type.
  • the headlight device according to the invention is particularly suitable for the use of LED lighting means, for example the lighting means of the first and second type can each have at least one LED, in particular a plurality of LEDs.
  • the LEDs for providing the light of the first or second type can be designed to be dimmable, and thus also the supply device for the corresponding, adjustable supply of the respective illuminant.
  • the LEDs for providing the light of the first and/or second type can be identical LEDs, in particular LEDs with the same spectral behavior.
  • the LEDs for emitting light of the first type and the LEDs for emitting light of the second type have different emission spectra, for example the LEDs for providing the light of the first type can emit in the visible range and the LEDs for providing it of light of the second kind in the infrared.
  • the lighting means of the first and second type each have infrared lighting means, in particular infrared LEDs.
  • separately adjustable partial supply circuits can be provided for the lighting means of the first and second type.
  • a single supply device or circuit can be provided, which is designed to selectively feed the light source of the first type or the light source of the second type .
  • the light of the first type is in the form of a low beam and the light of the second type is in the form of a high beam of the headlight according to the invention.
  • the indication "first type” and “second type” is used solely to differentiate between the two types of light, so that this embodiment can also be equivalent to the light of the second type being designed as low beam and the light of the first type as high beam.
  • the second type of illuminant is cast-tight with associated edge sections or associated edge sections of the associated printed circuit board element on an inner side section of the Covering element rests, under certain circumstances with the interposition of a sealing device such as a sealing element, in particular such that the entire Light path of the light of the second type within the headlight is free of potting compound.
  • the lighting means of the first type with associated edge sections or associated edge sections of the associated circuit board element bears cast-tight against a section of the circuit board carrier facing it, possibly with the interposition of a sealing element such as a sealing ring, in particular in such a way that the entire light channel is free of potting compound.
  • the interior of the headlight according to the invention is filled with casting compound, and that the headlight, in particular its components and their relative arrangement, is designed in such a way that the light paths of the light of the first and second type, starting from the respective illuminant, extend to the inside of the cover element , at which the light enters the cover element, are free of potting compound.
  • a particularly compact design can be provided if the lamp housing is tubular, in particular in the form of a hollow cylinder.
  • the lamp housing can expediently be made of a heat-conducting material, in particular a metal material.
  • the headlight device according to the invention is suitable for realizing a particularly compact design, so that there is a large number of possible applications.
  • the headlight housing can be essentially cylindrical with a diameter of ⁇ 70 mm, in particular ⁇ 60 mm, preferably with a diameter of ⁇ 50 mm, particularly preferably a diameter of ⁇ 40 mm.
  • the length of the headlight housing can be ⁇ 13 cm, in particular ⁇ 11 cm, preferably ⁇ 9 cm, particularly preferably ⁇ 8 cm.
  • the printed circuit board carrier of the headlight device according to the invention can have a contact surface on the end face facing away from the cover element, which contact surface is assigned to the printed circuit board section of the lighting means of the first type, the contact surface comprising at least one opening for the passage of light of the first type and this opening leading to a lighting means of the first type, for example, an LED is aligned.
  • the circuit board carrier can preferably have a frame, in particular an approximately circular frame, for receiving or abutting the cover element, which can be adjoined in the longitudinal direction of the headlight by an approximately semi-cylindrical section, within the longitudinal extension of which the light channel already described can be provided .
  • such a light channel can be closed in the transverse direction perpendicular to the longitudinal direction within the circuit board carrier.
  • the printed circuit board carrier it is also possible for the printed circuit board carrier to have a plurality of longitudinally spaced and at least partially circumferential seals such as sealing webs on its outside for contact with the inner lateral surface of the headlight housing, so that said light channel passes through surfaces of the printed circuit board carrier and at least one inner lateral section of the headlight housing can be formed.
  • the circuit board housing can be in one piece be trained.
  • the embodiment of a headlight device according to the invention for a motor vehicle described below relates to a very compact light which is set up to direct the light generated by light sources by bundling the light beams, in the embodiment described essentially by refraction, in other embodiments by light reflection and/or light refraction to steer in a given direction.
  • light of the first type is generated, here in the form of a low beam and, optionally, light of the second type in the form of a high beam.
  • Both light distributions, which are referred to here as types of light and can be generated by the headlight device differ essentially in terms of the range and/or the emission angle of the emitted light.
  • LED lamps are used both for generating the light of the first type and for generating the light of the second type, these emitting here in the near infrared spectral range, for example in the range from approximately 860 nm to 970 nm.
  • Appropriate detection and converter devices are required here for detecting the portion of light reflected back to the user by illuminated objects/people.
  • lighting means for generating light of the first type and light of the second type to be in the form of LEDs, which in both cases emit in the visible spectral range.
  • figure 1 shows a headlight device 1 designed according to the invention in a perspective front view with a view of the optical cover 10, which is plate-shaped here and can be transparent or translucent for the light emitted by the lamps, so that the light leaves the headlight 1 on its outer surface 10a.
  • the optical cover 10 is made of an optical plastic such as polycarbonate or PMMA.
  • the headlight 1 here has a hollow-cylindrical headlight housing 30, on the outer lateral surface 31 of which a rod-shaped holder 39 is fastened, via which the headlight 1 can be mounted on the body of a motor vehicle, not shown.
  • the headlight housing 30 is made of a metal material with good thermal conductivity in order to symmetrize the waste heat from the light sources placed inside the headlight housing 30 or to emit this waste heat to the outside on its outer lateral surface 31 via thermal radiation and a small proportion via thermal conduction to the air.
  • the light guidance within the headlight device 1 according to the invention is such that the high beam leaves the optical cover 10 in the installation position of the headlight in the area of its lower outer surface B and the low beam leaves the optical cover 10 on its upper outer surface A.
  • Both surface sections A, B are semicircular here and in this respect have the same surface area.
  • figure 2 shows the printed circuit board arrangement for the example described 40, which is composed of three printed circuit board sections or three printed circuit board elements 41, 42, 43 here.
  • the printed circuit board section 41 has or carries the supply circuit (not shown here) for the LEDs of the first and second type and runs in its main extension direction, ie in relation to its longest side parallel to the longitudinal axis of the headlight housing 30, see figure 1 .
  • the circuit board element 42 is semicircular here, with a slightly smaller diameter than the diameter of the headlight housing 30 and carries the lighting means for generating the low beam, here two LEDs 42.1 and 42.2.
  • the printed circuit board element 42 is arranged perpendicularly to the printed circuit board element 41 carrying the supply circuit and is fastened, for example glued, to one of its end faces 41.1.
  • the printed circuit board element 43 carrying the LEDs for generating the high beam is in turn semicircular and has a plurality of LEDs 43.1 to 43.5 on its main surface facing the optical cover element in the installed position.
  • the printed circuit board element 43 is also arranged on a front side 41.2 of the printed circuit board element 41 of the supply circuit running parallel to the front side 41.1, for example again fastened by gluing.
  • the printed circuit board elements 42, 43 are spaced apart from one another in the longitudinal direction of the headlight housing, which generally represents a main beam direction of the headlight.
  • the area dimensions of the printed circuit board elements 42, 43 are identical.
  • a circuit board carrier 50 is provided for holding the circuit board arrangement 40 within the headlight housing 30 .
  • a circuit board carrier 50 is provided for holding the circuit board arrangement 40 within the headlight housing 30 .
  • the figures 3a , b will hereinafter refer to the design of the printed circuit board carrier 50 of the headlight device designed according to the invention described.
  • Figure 3a shows the printed circuit board carrier 50, which is made of a plastic material and is fully absorbent for the light spectrum of the lamps used, in an oblique view looking at the front side of the carrier, in the area of which the cover element 10 of the headlight device 1 according to the invention is arranged in a manner to be described, here latched to it is.
  • Figure 3b shows the printed circuit board carrier in an oblique side view with an oblique view of its rear side.
  • the printed circuit board carrier 50 in the described embodiment comprises at the front, ie on the light exit side, a circumferentially closed annular section 51 which extends over a predetermined length in the longitudinal direction. On its outer lateral surface, it has a multiplicity of longitudinal webs 52a to 52h acting as sealing elements, which interact with the inner lateral surface of the headlight housing 30 in a sealing manner in the installed position.
  • a partition wall 54 extends within the ring section 51 and in the longitudinal direction beyond its diameter, on the rear end of which an end wall 56 running perpendicular to the longitudinal axis is formed, which is semicircular and covers a circumferential area of 180°, i.e is semicircular radially adapted to the outer surface of the ring portion 51.
  • the radial end of the end wall 56 has a plurality of circumferentially spaced sealing webs, three of which are identified by the reference symbols 56.1, 56.2 and 56.3, the latter extending over the entire length of the partition wall 54.
  • the partition 54 which runs approximately perpendicularly to this, which merge at the respective end remote from the end wall 56 into a wall which is spaced apart from the end wall and runs parallel to it, which is referred to below as the light web wall 64.
  • This has an opening 64.2 in the longitudinal direction, see FIG Figure 3b , which is caused by a web edge 64.1 running approximately horizontally here in the installed position, see Figure 3a , and approximately vertically running side boundary surfaces 64.3 is formed.
  • the wall sections arranged above the partition wall 54 in the figures form a light channel 62 which is restricted in the direction of the partition wall 54 by a second light web 63 with an associated web edge 63.1.
  • the light channel 62 is limited by the web edges 64.1 and 63.1, which are spaced apart here in the longitudinal direction of the printed circuit board carrier 50, in order to define light/dark boundaries.
  • the printed circuit board carrier 50 has a rear lower retaining tab 59b with a retaining groove 60b running in the longitudinal direction of the printed circuit board carrier 50 and an upper retaining tab 59a with a retaining groove 60a running in the longitudinal direction of the printed circuit board carrier 50 .
  • the printed circuit board section 41 lies in the retaining groove 60a in the region of its end face 41.4, while the printed circuit board element or printed circuit board section 41 engages in the retaining groove 60b of the retaining tab 59b in the region of its front face 41.3.
  • the printed circuit board element 42 there are marginal sections of the printed circuit board element 42 on the contact surface 61 of the printed circuit board carrier, the two LEDs 42.1 and 42.2 being aligned with the two end wall openings 57a, b, so that this light emits into the light channel 62 described above.
  • edge regions of the printed circuit board element 43 also rest against the ring receptacle 65, which here extends in a semicircle on the rear side of the ring section 51.
  • FIG 4 shows the headlight housing 30 alone with the holder 39 attached.
  • the headlight housing is designed as a hollow cylinder with a cylindrical inner lateral surface 32 and a cylindrical outer lateral surface 31.
  • figure 5 shows the optical cover element 10 in a perspective view looking at its rear side, ie in the installed position on the rear or inner surface 10b facing the printed circuit board carrier 50 .
  • the cover has on a diameter that runs in the middle of the circular cover 10, two radial form-fitting grooves 11a, b, the extent of which does not extend in the longitudinal direction over the entire thickness of the cover, but starting from the rear surface 10b up to a contact flange 12 of the Cover.
  • This contact flange is designed for contact with the receptacle or ring receptacle 65 of the printed circuit board carrier 50, with the two radial retaining flanges or retaining webs 55a, b engaging in the respectively assigned radial groove 11a, 11b of the optical cover 10 in the assembled state.
  • the radial grooves 11a, b run on an imaginary line in the figures 1 , 5 is shown in dashed lines, which define the two sections A, B of the cover element 10 .
  • the optical cover 10 for the low beam to be provided in area A has a microstructuring 12 which is designed to direct the light incident on the cover element 10 in area A in a defined manner via refraction.
  • the optical cover 10 in area B has an optical element 13.1 to 13.5 that is produced integrally with the cover for each of the LEDs arranged on the printed circuit board 43.
  • These elements each have an associated receptacle for accommodating an associated LED 43.1 to 43.5, so that all of the light emitted by the LEDs is coupled into the optical elements 13.1 to 13.3 and is directed there in a predetermined manner, here by total reflection and/or refraction to achieve a specified light distribution for the high beam.
  • the headlight device 1 has power supply circuits for the high beam LEDs 42.1, 42.2 and the high beam LEDs 43.1 to 43.5 that can be fed separately from one another, so that the headlight 1 according to the invention can be switched from high beam to low beam and vice versa.
  • a special operating mode it can also be provided that both types of light, i.e. high beam and low beam, are switched on.
  • figure 6 shows a sectional view parallel to the longitudinal axis through the headlight 1 according to the invention.
  • the assembled state of the described components, ie the optical cover 10, the printed circuit board arrangement 40, the printed circuit board carrier 50 and the headlight housing 30, is recognizable in that with the exception of the optical cover 10 all other components are fully accommodated by the headlight housing 30.
  • the in figure 6 specified representation are supply conductors, which leave the headlight housing on the rear side facing away from the cover, not shown.
  • the potting material with which the gaps between the components mentioned and the inner lateral surface of the headlight housing 30 are filled in order to provide good heat transfer between the heat-generating components and the metallic headlight housing and also to achieve a high IP protection class of up to IP69.
  • the light channel 62 running between the end wall 56 of the printed circuit board carrier 50 and a section of the cover that is at the top in the figure can be seen, with the web edges 64.1 and 63.1 of the printed circuit board carrier 50 defining the vertical light/dark boundaries of the low beam before it enters the light guide element that acts as an optical light Create cover 10.
  • the related to the figures 3a , b The sealing webs specified act together with the inner lateral surface of the headlight housing 30 in a sealing manner, so that no casting material penetrates into the light channel 62 when the components are cast.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer, insbesondere einen Kraftfahrzeugscheinwerfer zur wahlweisen Abgabe zumindest von Licht erster und/oder zweiter Art.
  • Derartige Scheinwerfer sind auf dem Gebiet von Fahrzeugen, beispielsweise Kraftfahrzeugen bekannt. Dabei kann die Angabe "Licht erster Art bzw. Licht zweiter Art" in der vorliegenden Anmeldung eine Unterscheidung in Bezug auf eine Eigenschaft des vom Scheinwerfer abgegebenen Lichtes, z.B. das spektrale Verhalten (Wellenlänge bzw. Wellenlängenspektrum), Polarisation, Beleuchtungsreichweite und/oder einen Beleuchtungswinkel meinen. Eine gattungsgemäße Scheinwerfervorrichtung ist in der Offenlegungsschrift DE 10 2005 041 065 offenbart.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen herkömmlichen Scheinwerfer für Fahrzeuge bereitzustellen, welcher einen kompakten Aufbau besitzt und kostengünstig herstellbar ist.
  • Diese Aufgabe löst die vorliegende Erfindung schon mit einer Scheinwerfervorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1. Die erfindungsgemäße Scheinwerfervorrichtung weist zumindest die Bauteile auf:
    • eine Leiterplattenanordnung, auf welcher Leuchtmittel erster Art für die Erzeugung von Licht erster und Leuchtmittel zweiter Art für die Erzeugung von Licht zweiter Art sowie eine Versorgungseinrichtung zur elektrischen Versorgung der Leuchtmittel angeordnet bzw. verschaltet sind;
    • ein Leiterplattenträger zum zumindest abschnittsweisen Aufnehmen und/oder Halten der Leiterplattenanordnung;
    • ein optisches Abdeckelement zum Lenken des von den Leuchtmitteln emittierten Lichtes zur Erzeugung des Lichtes erster und zweiter Art sowie
    • ein Scheinwerfergehäuse zumindest zur Aufnahme des Leiterplattenträgers und der Leiterplattenanordnung, wobei Bauteile im Scheinwerfer vergossen sind und wobei ein erster Leiterplattenabschnitt der Leiterplattenanordnung dem Leuchtmittel zur Erzeugung von Licht erster Art und ein anderer Leiterplattenabschnitt der Leiterplattenanordnung dem Leuchtmittel zur Erzeugung von Licht zweiter Art zugeordnet sind und wobei der Leiterplattenträger einen Aufnahmeabschnitt zur zumindest abschnittsweisen Aufnahme des Abdeckelements und/oder einen Anlageabschnitt zur Anlage mit dem Abdeckelement aufweist;
    und wobei sich die erfindungsgemäße Scheinwerfervorrichtung dadurch auszeichnet, dass zumindest die Leiterplattenanordnung und der Leiterplattenträger mit dem Scheinwerfergehäuse vergossen sind und das beide, dem Leuchtmittel erster Art und dem Leuchtmittel zweiter Art zugeordnete Leiterplattenabschnitte in einer Haupt-strahlrichtung bzw. einer Längsrichtung der Scheinwerfervorrichtung zueinander versetzt angeordnet sind, und das Abdeckelement einen dem Licht erster Art zugeordneten Abschnitt und einen dem Licht zweiter Art zugeordneten Abschnitt aufweist.
  • Dadurch, dass der Leiterplattenträger zum Aufnehmen und/oder Halten der Leiterplattenanordnung als auch zur teilweisen Aufnahme des bzw. zur Anlage mit dem Abdeckelement ausgebildet ist, kann die erfindungsgemäße Scheinwerfervorrichtung insbesondere mit einer geringen Baulänge und damit kompakt ausgebildet sein.
  • Die erfindungsgemäße Scheinwerfervorrichtung ist vielseitig, insbesondere in Fahrzeugen einsetzbar, wie beispielsweise in Kraftfahrzeugen, wie Pkws und/oder Lkws, jedoch auch in Zweiradfahrzeugen wie Motorrädern, ferner auch in Fahrrädern oder E-Bikes. Durch das Vergießen von Bauteilen durch ein elektrisch nichtleitendes Vergussmaterial innerhalb des Scheinwerfers kann zum einen eine hohe Witterungsbeständigkeit des erfindungsgemäßen Scheinwerfers, insbesondere gegenüber Feuchtigkeit, ferner ein Staubschutz bereitgestellt werden, wobei darüber hinaus durch die Auswahl eines wärmeleitenden, jedoch weiterhin elektrisch nicht leitfähigen (isolierenden) Vergussmaterials ein Abtransport der Verlustwärme der Leuchtmittel nach außen in Richtung zum Scheinwerfergehäuse erreicht werden kann, was wiederum vorteilhaft für die angestrebte kompakte Bauweise ist. Ferner kann das Vergussmaterial insbesondere die elektronischen Bauelemente und Verschaltungen vor mechanischen Stößen und Vibrationen schützen. Derartige Vergussmaterialien wie Silikongele oder Polyurethanharze sind auf dem Gebiet wohlbekannt, sodass darauf nicht weiter eingegangen werden muss.
  • Die Angabe "Versorgungseinrichtung" kann insbesondere eine Versorgungsschaltung meinen, die je nach Ausführungsform beispielsweise elektronische Bauteile zur Versorgung der Leuchtmittel wie einen Stromregler, einen Stromverstärker und/oder entsprechende Regelkreisbauelemente umfassen kann.
  • Weitere erfindungsgemäße Merkmale und Weiterbildungen der Erfindung sind in der nachfolgenden allgemeinen Beschreibung, der Figurenbeschreibung sowie den Zeichnungen angegeben.
  • Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der Leiterplattenträger einstückig ausgebildet ist. In einer anderen Ausführungsform kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Leiterplattenträger mehrere Leiterplattenträgerteilstücke umfasst, die miteinander verbindbar, insbesondere formschlüssig oder stoffschlüssig verbindbar sind.
  • Es kann vorgesehen sein, das Abdeckelement und den Leiterplattenträger miteinander verrastbar auszubilden durch das Vorsehen komplementärer Rastmittel am Leiterplattenträger und dem Abdeckelement.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das Abdeckelement und der Leiterplattenträger abschnittsweise vergossen sind, sodass nach dem Vergießen Abdeckelement und der Leiterplattenträger stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass beide, dem Leuchtmittel zur Erzeugung von Licht erster Art (im Folgenden verkürzt: Leuchtmittel erster Art) und dem Leuchtmittel zur Erzeugung von Licht zweiter Art (im Folgenden verkürzt: Leuchtmittel zweiter Art) zugeordnete Leiterplattenabschnitte (im Folgenden auch Leiterplattenelemente), insbesondere die jeweiligen Leiterplattenabschnitte, auf welchen die Leuchtmittel erster und zweiter Art verschaltet sind, in einer Hauptstrahlrichtung des Scheinwerfers zueinander versetzt angeordnet sind. "Zugeordnetes Leiterplattenelement" kann dabei meinen, dass das jeweilige Leuchtmittel auf diesem Leiterplattenelement angeordnet, insbesondere verschaltet ist. Dabei kann "Hauptstrahlrichtung des Scheinwerfers" eine Richtung meinen, in welcher der Scheinwerfer die größte Lichtstärke abgibt und/oder eine Richtung, welche etwa senkrecht zur äußeren Oberfläche des optischen Abdeckelements verläuft. Es sei darauf hingewiesen, dass die Angabe Licht erster Art bzw. Licht zweiter Art allein zur Differenzierung beider Lichtarten dient und insofern die Angabe erster Art und zweiter Art austauschbar sind.
  • Durch die angegebene Maßnahme kann insbesondere erreicht werden, dass die Leuchtmittel erster und zweiter Art in Längsrichtung zum Scheinwerfergehäuse entsprechend der Versetzung beabstandet angeordnet sind und insofern der Energieeintrag durch Verlustwärme der Leuchtmittel innerhalb des Scheinwerfers verteilt ist, um unzulässige Temperaturspitzen zu vermeiden, welche die Lebensdauer der jeweiligen Leuchtmittel vermindern könnten. In einer besonderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass diese Beabstandung zumindest 2/3, insbesondere 3/4 der Längserstreckung des Leiterplattenträgers beträgt.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Leiterplattenanordnung neben der dem Leuchtmittel erster Art zugeordneten Leiterplattenabschnitt und der dem Leuchtmittel zweiter Art zugeordneten Leiterplattenabschnitt einen, der Versorgungseinrichtung zugeordneten Leiterplattenabschnitt aufweist, wobei zumindest zwei dieser Leiterplattenabschnitte nicht in einer Ebene verlaufend angeordnet sind, um Temperaturspitzen innerhalb des Scheinwerfergehäuses zu vermeiden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Leiterplattenanordnung drei Leiterplattenabschnitte (Leiterplattenelemente) aufweist, die jeweils zueinander in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind, um den Temperatureintrag innerhalb des Scheinwerfergehäuses möglichst gut zu verteilen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zumindest zwei Leiterplattenabschnitte senkrecht zueinander angeordnet sind, beispielsweise einen Leiterplattenabschnitt in einer Längsrichtung des Scheinwerfers und zumindest einer der beiden weiteren Leiterplattenabschnitte senkrecht dazu, d.h. in einer Querrichtung.
  • Ein besonders symmetrischer Verlustwärmeeintrag innerhalb des Leuchtengehäuses kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass beide, dem Leuchtmittel erster und dem Leuchtmittel zweiter Art zugeordnete Leiterplattenabschnitte in der Hauptstrahlrichtung des Scheinwerfers zueinander versetzt angeordnet sind, und zueinander parallel verlaufen, wobei der der Versorgungseinrichtung zugeordnete Leiterplattenabschnitt senkrecht zu den beiden erstgenannten Leiterplattenabschnitten, beispielsweise parallel zur Längsrichtung des Scheinwerfergehäuses, orientiert ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass der dem Leuchtmittel zweiter Art zugeordnete Leiterplattenabschnitt und/oder der dem Leuchtmittel erster Art zugeordnete Leiterplattenabschnitt mit ihrer dem jeweiligen Leuchtmittel abgewandten Rückseite an einer zugeordneten Stirnfläche des der Versorgungseinrichtung zugeordneten Leiterplattenabschnitts anliegt bzw. an diesem befestigt ist.
  • Zur Erzielung eines guten Wärmeflusses nach außen auf das Scheinwerfergehäuse zur Abgabe der Abwärme insbesondere über Strahlung kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass zumindest die Leiterplattenanordnung und der Leiterplattenträger mit dem Scheinwerfergehäuse vergossen sind.
  • Um eine optimale Lichtlenkung des vom jeweiligen Leuchtmittel emittierten Lichtes erster bzw. zweiter Art bereitzustellen, ist vorgesehen, dass das Abdeckelement einen dem Licht erster Art zugeordneten Abschnitt und einen dem Licht zweiter Art zugeordneten Abschnitt aufweist, wobei zweckmäßigerweise beide Abschnitte jeweils zugeordnete Lichtlenkelemente bzw. Lichtlenkstrukturen aufweisen und sich vorzugsweise nicht überlappen. Diese Lichtlenkelemente bzw. Lichtlenkstrukturen können beispielsweise durch Lichtbrechung wirkende Strukturen wie Mikrolinsen und/oder Prismenstrukturen umfassen, wobei in einer Ausführungsform vorgesehen sein kann, dass zumindest bei einer Lichtart jedem einzelnen Leuchtmittel eine einzelne dieser Strukturen wie beispielsweise eine Mikrolinse zugeordnet ist. Derartige lichtlenkende Strukturen können je nach Ausführungsform ausgebildet sein, nach dem Prinzip der Lichtbrechung, Lichtreflexion, insbesondere Totalreflexion und/oder Lichtbeugung zu wirken.
  • Um eine Lichtlenkung optimiert für das Licht erster Art und das Licht zweiter Art bereitzustellen, kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass die geometrische Anordnung von Leiterplattenanordnung, Leiterplattenträger und Abdeckelement ausgebildet bzw. eingerichtet ist, eine Lichtmischung von Licht erster Art und Licht zweiter Art innerhalb des Abdeckelements zu verhindern. Mit dieser konstruktiven Maßnahme ist sichergestellt, dass das Licht erster Art allein durch lichtlenkende Strukturen läuft, die für die Lichtlenkung des Lichtes erster Art ausgebildet sind, gleiches gilt für das Licht zweiter Art, sodass eine definierte Lichtlenkung beim erfindungsgemäßen Scheinwerfer bereitgestellt werden kann.
  • Um insbesondere bei solchen Ausführungsformen, bei welchen die dem Leuchtmittel erster Art und zweiter Art zugeordneten Leiterplattenabschnitte in Längsrichtung des Scheinwerfers zueinander versetzt angeordnet sind, eine, von Vergussmasse ungestörte Transmission des Lichtes in Längsrichtung bzw. Hauptstrahlrichtung des Scheinwerfers zu ermöglichen, kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass der Leiterplattenträger einen in Hauptstrahlrichtung verlaufenden Lichtkanal für das Licht erster Art bereitstellt, unter Umständen in Verbindung mit Innenwandabschnitten des Leiterplattenträgers, die zusammen mit Wandabschnitten des Leiterplattenträgers den Lichtkanal bilden können.
  • Um den besagten Lichtkanal innerhalb des Leiterplattenträgers gegenüber dem Vergussmaterial abzudichten, kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass der Lichtkanal rückseitig durch einen dem Lichtmittel erster Art zugeordneten Leiterplattenabschnitt und in Hauptstrahlrichtung durch das Abdeckelement abgeschlossen ist, unter Umständen unter Zwischenanlage etwaiger Dichtungseinrichtungen wie eines jeweiligen Dichtrings.
  • In einer zweckmäßigen Ausführungsform kann vorgesehen sein, Dichtungseinrichtungen wie Dichtungsringe und/oder Dichtungsstege am Leiterplattenträger integral auszubilden, z.B. mittels eines 2K-Spritzgießverfahrens.
  • Um eine vorgegebene Hell-/Dunkelgrenze des Lichtes erster Art, d.h. des im Lichtkanal des Leiterplattenträgers transmittierenden Lichtes vorzusehen, kann der Lichtkanal innerhalb seiner Längserstreckung zwei in Einbaulage des Scheinwerfers quer, insbesondere horizontal verlaufende und in vertikaler Richtung zueinander beabstandete Begrenzungskanten aufweisen. Durch diese Maßnahme und insbesondere der durch das Abdeckelement bereitstellten Lichtlenkung kann z.B. eine vorgegebene Lichtverteilungskurve für das durch den Lichtkanal transmittierende Licht nach Verlassen des Scheinwerfers bereitgestellt werden, d.h. für das hier als erster Art bezeichnete Licht.
  • In weiteren Ausführungsformen kann diese auch so ausgebildet sein, dass im Innern des Scheinwerfers Licht erster und/oder zweiter Art durch Vergussmaterialabschnitte oder gar vollständig durch Vergussmaterial transmittiert. In dieser Ausführungsform kann das Vergussmaterial für das jeweilige Spektrum des Lichtes erster und/oder zweiter Art im Wesentlichen transparent ausgebildet sein zur Vermeidung von Lichtverlusten und/oder weiterer Wärmeerzeugung aufgrund erhöhter Lichtabsorption innerhalb des Vergussmaterials. Um auch bei diesen Ausführungsformen eine vorgegebene Hell-/Dunkelgrenze des im Lichtkanal des Leiterplattenträgers transmittierenden Lichtes vorzusehen, kann der hier nicht von Vergussmaterial freie Lichtkanal innerhalb seiner Längserstreckung wiederum zwei in Einbaulage des Scheinwerfers quer, insbesondere horizontal verlaufende und in vertikaler Richtung zueinander beabstandete Begrenzungskanten aufweisen. Durch diese Maßnahme und insbesondere der durch das Abdeckelement bereitstellten Lichtlenkung kann z.B. eine vorgegebene Lichtverteilungskurve für das durch den Lichtkanal transmittierende Licht nach Verlassen des Scheinwerfers bereitgestellt werden, d.h. für das hier als erster Art bezeichnete Licht.
  • Die erfindungsgemäße Scheinwerfervorrichtung eignet sich insbesondere zur Verwendung von LED-Leuchtmitteln, beispielsweise können die Leuchtmittel erster und zweiter Art jeweils zumindest eine LED, insbesondere eine Mehrzahl von LEDs aufweisen. Je nach Ausführungsform können die LEDs zur Bereitstellung des Lichtes erster oder zweiter Art dimmbar ausgebildet sein, und damit auch die Versorgungseinrichtung zur entsprechenden, verstellbaren Versorgung des jeweiligen Leuchtmittels. Es sei bemerkt, dass die LEDs zur Bereitstellung des Lichtes erster und/oder zweiter Art identische LEDs sein können, insbesondere LEDs mit gleichem spektralem Verhalten. In spezifischen Ausführungsformen kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die LEDs zur Abgabe von Licht erster Art und die LEDs zur Abgabe von Licht zweiter Art unterschiedliche Emissionsspektren aufweisen, beispielsweise können die LEDs zur Bereitstellung des Lichtes erster Art im sichtbaren Bereich abstrahlen und die LEDs zur Bereitstellung von Licht zweiter Art im Infraroten. In einer noch anderen Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass die Leuchtmittel erster und zweiter Art jeweils Infrarotleuchtmittel aufweisen, insbesondere Infrarot-LEDs. Vorzugsweise können für die Leuchtmittel erster und zweiter Art jeweils getrennt voneinander einstellbare Versorgungsteilschaltungen vorgesehen sein. In einer anderen Ausführungsform, insbesondere einer, bei welcher jeweils nur das Leuchtmittel erster oder das Leuchtmittel zweiter Art betrieben wird, kann insofern eine einzelne Versorgungseinrichtung bzw. -schaltung vorgesehen sein, welche ausgebildet ist, wahlweise das Leuchtmittel erster oder das Leuchtmittel zweiter Art zu speisen.
  • In einer zweckmäßigen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Licht erster Art als Abblendlicht und das Licht zweiter Art als Fernlicht des erfindungsgemäßen Scheinwerfers ausgebildet ist. Wie obenstehend erläutert, dienen die Angabe "erster Art" und "zweiter Art" allein zur Unterscheidung der beiden Lichtarten, sodass diese Ausführungsform gleichbedeutend auch das Licht zweiter Art als Abblendlicht und das Licht erster Art als Fernlicht ausgebildet sein kann.
  • Um sicherzustellen, dass Licht des Leuchtmittels zweiter Art innerhalb des Scheinwerfers keine wesentliche Schwächung durch Absorption des Transmissionsmediums, insbesondere der Vergussmasse erleidet, kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass das Leuchtmittel zweiter Art mit zugeordneten Randabschnitten bzw. zugeordneten Randabschnitten des zugeordneten Leiterplattenelements vergießdicht an einem Innenseitenabschnitt des Abdeckelements anliegt, unter Umständen unter Zwischenlage einer Dichtungseinrichtung wie eines Dichtungselements, insbesondere derart, dass der gesamte Lichtweg des Lichtes zweiter Art innerhalb des Scheinwerfers frei von Vergussmasse ist. In ähnlicher Weise kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass das Leuchtmittel erster Art mit zugeordneten Randabschnitten bzw. zugeordneten Randabschnitten des zugeordneten Leiterplattenelements vergießdicht an einem diesem zugewandten Abschnitt des Leiterplattenträgers anliegt, unter Umständen unter Zwischenlage eines Dichtungselementes wie eines Dichtungsrings, insbesondere derart, dass der gesamte Lichtkanal frei von Vergussmasse ist.
  • Allgemein kann vorgesehen sein, dass das Innere des erfindungsgemäßen Scheinwerfers mit Vergussmasse ausgegossen ist, und dass der Scheinwerfer, insbesondere dessen Bauteile und deren relative Anordnung so ausgebildet ist, dass die Lichtwege des Lichtes erster und zweiter Art ausgehend vom jeweiligen Leuchtmittel bis zur Innenseite des Abdeckelementes, an welcher das Licht in das Abdeckelement eintritt, frei von Vergussmasse sind.
  • Eine besonders kompakte Bauweise kann dadurch bereitgestellt werden, wenn das Lampengehäuse rohrförmig, insbesondere hohlzylinderförmig ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise kann das Lampengehäuse aus einem wärmeleitenden Material ausgebildet sein, insbesondere aus einem Metallmaterial.
  • Wie schon dargelegt, eignet sich die erfindungsgemäße Scheinwerfervorrichtung zur Realisierung einer besonders kompakten Bauart, sodass eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten gegeben ist. In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform kann das Scheinwerfergehäuse im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet sein mit einem Durchmesser < 70 mm, insbesondere < 60 mm, bevorzugt mit einem Durchmesser < 50 mm, besonders bevorzugt einen Durchmesser < 40 mm. Dabei kann die Länge des Scheinwerfergehäuses < 13 cm betragen, insbesondere < 11 cm, bevorzugt < 9 cm, besonders bevorzugt < 8 cm.
  • Vorzugsweise kann der Leiterplattenträger der erfindungsgemäßen Scheinwerfervorrichtung an der dem Abdeckelement abgewandten Stirnseite eine Anlagefläche aufweisen, die dem Leiterplattenabschnitt des Leuchtmittels erster Art zugeordnet ist, wobei die Anlagefläche zumindest eine Öffnung zum Durchlass von Licht erster Art umfasst und wobei diese Öffnung zu einem Leuchtmittel erster Art, beispielsweise einer LED ausgerichtet ist.
  • Vorzugsweise kann der Leiterplattenträger in Richtung zum Abdeckelement einen Rahmen, insbesondere einen etwa kreisförmigen Rahmen, zur Aufnahme bzw. Anlage des Abdeckelements aufweisen, an den sich in Längsrichtung des Scheinwerfers ein etwa halbzylinderförmiger Abschnitt anschließen kann, innerhalb dessen Längserstreckung der schon beschriebene Lichtkanal bereitgestellt sein kann.
  • Ein solcher Lichtkanal kann in einer Ausführungsform in Querrichtung senkrecht zur Längsrichtung innerhalb des Leiterplattenträgers geschlossen sein. Es ist jedoch in einer anderen Ausführungsform auch möglich, dass der Leiterplattenträger an seiner Außenseite eine Mehrzahl von in Längsrichtung beabstandeten und zumindest abschnittsweise umlaufenden Abdichtungen wie Dichtungsstege aufweist zur Anlage an der Innenmantelfläche des Scheinwerfergehäuses, sodass der besagte Lichtkanal durch Flächen des Leiterplattenträgers sowie zumindest einen Innenmantelabschnitt des Scheinwerfergehäuses gebildet sein kann.
  • Je nach Ausführungsform kann das Leiterplattengehäuse einteilig ausgebildet sein. Es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, das Leiterplattengehäuse mehrteilig auszubilden, z.B. zweiteilig, wobei die Teile miteinander verbindbar, insbesondere verrastbar ausbildbar sein können. Durch ein Vergießen zumindest einiger Bauteile der erfindungsgemäßen Scheinwerfervorrichtung innerhalb des Scheinwerfergehäuses können in einer mehrteiligen Ausführungsform des Leiterplattengehäuses diese mehreren Teile stoffschlüssig miteinander verbunden werden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden durch das Beschreiben einer Ausführungsform nebst Abwandlungen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert, wobei
  • Figur 1
    in einer perspektivischen Ansicht eine erfindungsgemäß gestaltete Scheinwerfervorrichtung,
    Figur 2
    eine Leiterplattenanordnung für die erfindungsgemäße Scheinwerfervorrichtung der Figur 1 in einer perspektivischen Seitenansicht,
    Figur 3a
    einen Leiterplattenträger für die Scheinwerfervorrichtung gemäß Figur 1 in einer perspektivischen Frontansicht,
    Figur 3b
    den Leiterplattenträger der Figur 3a in einer perspektivischen Rückseitenschrägansicht,
    Figur 4
    ein Scheinwerfergehäuse für die erfindungsgemäße Scheinwerfervorrichtung gemäß Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht,
    Figur 5
    ein optisches Abdeckelement für die erfindungsgemäße Scheinwerfervorrichtung der Figur 1 in einer perspektivischen Rückseitenansicht, und
    Figur 6
    die erfindungsgemäße Scheinwerfervorrichtung der Figur 1 in einer Schnittdarstellung zeigt.
  • Die im Folgenden beschriebene Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Scheinwerfervorrichtung für ein Kraftfahrzeug betrifft eine sehr kompakte Leuchte, die eingerichtet ist, das von Leuchtmitteln erzeugte Licht durch eine Bündelung der Lichtstrahlen, in der beschriebenen Ausführungsform im Wesentlichen durch Lichtbrechung, in weiteren Ausführungsformen durch Lichtreflexion und/oder Lichtbrechung, in eine vorgegebene Richtung zu lenken. Dabei wird Licht erster Art erzeugt, hier in Form eines Abblendlichts und wahlweise Licht zweiter Art in Form eines Fernlichts. Beide, hier als Lichtarten bezeichneten und von der Scheinwerfervorrichtung erzeugbaren Lichtverteilungen unterscheiden sich im Wesentlichen durch die Reichweite und/oder den Abstrahlwinkel des abgegebenen Lichtes. In der beschriebenen Ausführungsform werden sowohl für die Erzeugung des Lichtes erster Art als auch für die Erzeugung des Lichtes zweiter Art LED-Leuchtmittel verwendet, wobei diese hier im nahen infraroten Spektralbereich emittieren, beispielsweise im Bereich von etwa 860nm bis 970nm. Für die Erfassung des zum Nutzer, durch beleuchtete Gegenstände/Personen rückreflektierten Lichtanteils sind hier entsprechende Erfassungs- und Wandlereinrichtungen notwendig. In einer weiteren Ausführungsform kann jedoch auch vorgesehen sein, Leuchtmittel zur Erzeugung von Licht erster Art und Licht zweiter Art als LEDs auszuführen, die in beiden Fällen im sichtbaren Spektralbereich emittieren.
  • Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäß gestaltete Scheinwerfervorrichtung 1 in einer perspektivischen Vorderansicht mit Blick auf die optische Abdeckung 10, die hier plattenförmig ausgebildet ist, und für das von den Leuchtmitteln emittierte Licht transparent oder transluzent sein kann, sodass das Licht an deren Außenfläche 10a den Scheinwerfer 1 verlässt. In der beschriebenen Ausführungsform ist die optische Abdeckung 10 aus einem optischen Kunststoff, wie beispielsweise Polykarbonat oder PMMA hergestellt.
  • Der Scheinwerfer 1 weist hier ein hohlzylinderförmiges Scheinwerfergehäuse 30 auf, an dessen Außenmantelfläche 31 ein stabförmiger Halter 39 befestigt ist, über welchen der Scheinwerfer 1 an der Karosserie eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges montierbar ist. Das Scheinwerfergehäuse 30 ist aus einem Metallmaterial mit guter Wärmeleitung hergestellt, um die Abwärme der im Innern des Scheinwerfergehäuses 30 platzierten Leuchtmittel zu symmetrisieren bzw. an seiner Außenmantelfläche 31 diese Abwärme über Wärmestrahlung und in einem geringen Anteil über Wärmeleitung an die Luft nach außen abzugeben.
  • In der beschriebenen Ausführungsform ist die Lichtführung innerhalb der erfindungsgemäßen Scheinwerfervorrichtung 1 derart, dass das Fernlicht die optische Abdeckung 10 in Einbaulage des Scheinwerfers im Bereich von deren unteren Außenfläche B und das Abblendlicht die optische Abdeckung 10 an deren oberen Außenfläche A verlässt. Beide Flächenabschnitte A, B sind hier halbkreisförmig ausgebildet und weisen insofern den gleichen Flächeninhalt auf.
  • Mit Bezug auf die Figuren 2 bis 6 wird im Folgenden auf den inneren Aufbau des erfindungsgemäßen Scheinwerfers 1 eingegangen. Figur 2 zeigt für das beschriebene Beispiel die Leiterplattenanordnung 40, welche hier aus drei Leiterplattenabschnitten bzw. drei Leiterplattenelementen 41, 42, 43 zusammengesetzt ist. Dabei weist bzw. trägt der Leiterplattenabschnitt 41 die hier nicht dargestellte Versorgungsschaltung für die LEDs erster und zweiter Art auf und verläuft in seiner Haupterstreckungsrichtung, d.h. in Bezug auf seine längste Seite parallel zur Längsachse des Scheinwerfergehäuses 30, siehe Figur 1. Das Leiterplattenelement 42 ist hier halbkreisförmig, mit einem etwas geringeren Durchmesser als der Durchmesser des Scheinwerfergehäuses 30 ausgebildet und trägt die Leuchtmittel zur Erzeugung des Abblendlichtes, hier zwei LEDs 42.1 und 42.2. Dabei ist das Leiterplattenelement 42 senkrecht zum, die Versorgungsschaltung tragenden Leiterplattenelemente 41 angeordnet und an einer von dessen Stirnseiten 41.1 befestigt, beispielsweise angeklebt. Demgegenüber ist das die LEDs zur Erzeugung des Fernlichts tragende Leiterplattenelement 43 wiederum halbkreisförmig ausgebildet und weist an seiner in Einbaulage dem optischen Abdeckelement zugewandten Hauptfläche eine Mehrzahl von LEDs 43.1 bis 43.5 auf. Auch das Leiterplattenelement 43 ist an einer parallel zur Stirnseite 41.1 verlaufenden Stirnseite 41.2 des Leiterplattenelements 41 der Versorgungsschaltung angeordnet, beispielsweise wiederum durch Verkleben befestigt. Wie insbesondere aus Figur 2 hervorgeht, sind die Leiterplattenelemente 42, 43 in Längsrichtung des Scheinwerfergehäuses, welche in der Regel eine Hauptstrahlrichtung des Scheinwerfers darstellt, beabstandet zueinander angeordnet. In der beschriebenen Ausführungsform sind die Flächenmaße der Leiterplattenelemente 42, 43 identisch gestaltet.
  • Zur Halterung der Leiterplattenanordnung 40 innerhalb des Scheinwerfergehäuses 30 ist in der beschriebenen Ausführungsform ein Leiterplattenträger 50 vorgesehen. Mit Bezug auf die Figuren 3a, b wird im Folgenden auf die Gestaltung des Leiterplattenträgers 50 der beschriebenen erfindungsgemäß ausgebildeten Scheinwerfervorrichtung erläutert.
  • Figur 3a zeigt den hier aus einem Kunststoffmaterial hergestellten und für das Lichtspektrum der verwendete Leuchtmittel vollabsorbierenden Leiterplattenträger 50 in einer Schrägansicht mit Blick auf die Vorderseite des Trägers, im Bereich dessen in noch zu beschreibender Art das Abdeckelement 10 der erfindungsgemäßen Scheinwerfervorrichtung 1 angeordnet ist, hier mit diesem verrastet ist.
  • Figur 3b zeigt den Leiterplattenträger in einer schrägen Seitenansicht mit einer Schrägansicht auf dessen Rückseite. Zurückkommend auf Figur 3a, umfasst der Leiterplattenträger 50 in der beschriebenen Ausführungsform vorderseitig, d.h. auf der Lichtaustrittsseite einen umfänglich geschlossenen Ringabschnitt 51, der sich über ein vorgegebenes Maß in Längsrichtung erstreckt. An seiner Außenmantelfläche weist er eine Vielzahl von als Dichtungselemente wirkende Längsstege 52a bis 52 h auf, die in Einbaulage mit der Innenmantelfläche des Scheinwerfergehäuses 30 dichtend zusammenwirken. In der beschriebenen Ausführungsform erstreckt sich innerhalb des Ringabschnitts 51 und in Längsrichtung darüber hinaus eine über dessen Durchmesser verlaufende Trennwand 54, an deren rückwärtigen Stirnseite eine senkrecht zur Längsachse verlaufende Stirnwand 56 angeformt ist, welche halbkreisförmig ausgebildet ist und über einen Umfangsbereich von 180°, d.h. halbkreisförmig radial an die Außenmantelfläche des Ringabschnitts 51 angepasst ist. Hierzu weist das radiale Ende der Stirnwand 56 eine Mehrzahl von umfänglich beabstandeten Dichtungsstegen auf, von welchen drei mit dem Bezugszeichen 56.1, 56.2 und 56.3 gekennzeichnet sind, wobei letztere sich über die gesamte Längserstreckung der Trennwand 54 erstreckt. An die rückseitige Stirnwand 56 und an der zu dieser etwa senkrecht verlaufenden Trennwand 54 sind zwei beabstandete Längswandungen 58a, b angeformt, die am jeweiligen, der Stirnwand 56 abgewandten Ende in eine insofern zur Stirnwand beabstandete und parallel zu dieser verlaufende Wandung übergehen, welche im nachfolgenden als Lichtstegwandung 64 bezeichnet wird. Diese weist in Längsrichtung eine Öffnung 64.2, siehe Figur 3b, auf, welche durch eine in Einbaulage hier etwa horizontal verlaufende Stegkante 64.1, siehe Figur 3a, und etwa vertikal verlaufende Seitenbegrenzungsflächen 64.3 gebildet ist. Erkennbar bilden die in den Figuren oberhalb der Trennwand 54 angeordneten Wandabschnitte einen Lichtkanal 62, der in Richtung zur Trennwand 54 durch einen zweiten Lichtsteg 63 mit einer zugeordneten Stegkante 63.1 beschränkt ist. Insofern wird in der beschriebenen Ausführungsform der Lichtkanal 62 durch die hier in Längsrichtung des Leiterplattenträgers 50 beabstandeten Stegkanten 64.1 und 63.1 zur Festlegung von Hell/Dunkelgrenzen beschränkt.
  • Mit Bezug auf die Darstellung der Figur 3b des Leiterplattenträgers und der Figur 2 der Leiterplattenanordnung ist erkennbar, dass, nachdem beide Bauteile zueinander ausgerichtet sind, in Eingriff bringbar sind. Hierzu weist der Leiterplattenträger 50 rückseitig eine rückseitige untere Haltelasche 59b mit einer in Längsrichtung des Leiterplattenträgers 50 verlaufende Haltenut 60b sowie eine obere Haltelasche 59a mit einer in Längsrichtung des Leiterplattenträgers 50 verlaufende Haltenut 60a auf. Im zusammengesetzten Zustand des Leiterplattenträgers 50 und der Leiterplattenanordnung 40 liegt der Leiterplattenabschnitt 41 im Bereich seiner Stirnseite 41.4 in der Haltenut 60a, während das Leiterplattenelement bzw. der Leiterplattenabschnitt 41 im Bereich seiner Stirnseite 41.3 in die Haltenut 60b der Haltelasche 59b eingreift. Darüber hinaus liegen Randabschnitte des Leiterplattenelements 42 an der Anlagefläche 61 des Leiterplattenträgers an, wobei die beiden LEDs 42.1 und 42.2 zu den beiden Stirnwandöffnungen 57a, b ausgerichtet sind, sodass dieses Licht in den obenstehend beschriebenen Lichtkanal 62 emittieren. Im zusammengesetzten Zustand beider Bauteile 40, 50 liegen ferner Randbereiche des Leiterplattenelements 43 an der Ringaufnahme 65 an, die sich hier halbkreisförmig an der Rückseite des Ringabschnitts 51 erstreckt.
  • Figur 4 zeigt das Scheinwerfergehäuse 30 allein mit angebrachtem Halter 39. In der beschriebenen Ausführungsform ist das Scheinwerfergehäuse als Hohlzylinder ausgebildet mit einer zylindrischen Innenmantelfläche 32 und einer zylindrischen Außenmantelfläche 31.
  • Figur 5 zeigt das optische Abdeckelement 10 in einer perspektivischen Ansicht mit Blick auf dessen Rückseite, d.h. in Einbaulage auf die dem Leiterplattenträger 50 zugewandten Rück- oder Innenfläche 10b. Die Abdeckung weist auf einem Durchmesser, der mittig zur kreisförmigen Abdeckung 10 verläuft, zwei radiale Formschlussnuten 11a, b auf, deren Erstreckung in Längsrichtung erkennbar nicht über die gesamte Dicke der Abdeckung verläuft, sondern ausgehend von der rückseitigen Fläche 10b bis auf einen Anlageflansch 12 der Abdeckung. Dieser Anlageflansch ist zur Anlage mit der Aufnahme bzw. Ringaufnahme 65 des Leiterplattenträgers 50 ausgebildet, wobei im zusammengesetzten Zustand die beiden radialen Halteflansche bzw. -stege 55a, b in die jeweils zugeordnete radiale Nut 11a, 11b der optischen Abdeckung 10 eingreifen. In der beschriebenen Ausführungsform verlaufen die radialen Nute 11a, b auf einer gedachten Linie, die in den Figuren 1, 5 gestrichelt dargestellt ist, welche die beiden Abschnitte A, B des Abdeckelements 10 festlegen.
  • In der beschriebenen Ausführungsform weist die optische Abdeckung 10 für das bereitzustellende Abblendlicht im Bereich A eine Mikrostrukturierung 12 auf, welche ausgebildet ist, über Lichtbrechung das auf das Abdeckelement 10 im Bereich A auffallenden Lichtes in definierter Art zu lenken. Dahingegen weist die optische Abdeckung 10 im Bereich B für jede der auf der Leiterplatte 43 angeordneten LED ein integral mit der Abdeckung hergestelltes optisches Element 13.1 bis 13.5 auf. Diese Elemente weisen jeweils eine zugeordnete Aufnahme zur Aufnahme einer zugeordneten LED 43.1 bis 43.5 auf, sodass das gesamte von den LEDs ausgesandte Licht in die optischen Elemente 13.1 bis 13.3 eingekoppelt wird und in diesen in vorgegebener Weise, hier durch Totalreflexion und/oder Brechung gelenkt wird zur Erzielung einer vorgegebenen Lichtverteilung für das Fernlicht.
  • Die erfindungsgemäße Scheinwerfervorrichtung 1 weist getrennt voneinander speisbare Versorgungsteilschaltungen für die Fernlicht-LEDs 42.1, 42.2 und die Fernlicht-LEDs 43.1 bis 43.5 auf, sodass der erfindungsgemäße Scheinwerfer 1 von Fernlicht auf Abblendlicht und umgekehrt umschaltbar ist. In einer besonderen Betriebsart kann auch vorgesehen sein, beide Lichtarten, d.h. Fernlicht und Abblendlicht einzuschalten.
  • Figur 6 zeigt eine Schnittdarstellung parallel zur Längsachse durch den erfindungsgemäßen Scheinwerfer 1. Erkennbar zeichnet sich der zusammengesetzte Zustand der beschriebenen Bauteile, d.h. der optischen Abdeckung 10, der Leiterplattenanordnung 40, des Leiterplattenträgers 50 sowie des Scheinwerfergehäuses 30 dadurch aus, dass mit Ausnahme der optischen Abdeckung 10 alle weiteren Bauteile vollständig durch das Scheinwerfergehäuse 30 aufgenommen sind. In der in Figur 6 angegebenen Darstellung sind Versorgungsleiter, welche das Scheinwerfergehäuse rückseitig an dessen, der Abdeckung abgewandten Stirnseite verlassen, nicht dargestellt. Nicht dargestellt in Fig. 6 ist darüber hinaus das Vergussmaterial, mit welchem Zwischenräume zwischen den genannten Bauteilen und der Innenmantelfläche des Scheinwerfergehäuses 30 ausgefüllt sind, um einerseits einen guten Wärmeübergang zwischen den wärmeerzeugenden Bauteilen und dem metallischen Scheinwerfergehäuse bereitzustellen und darüber hinaus eine hohe IP-Schutzklasse bis zu IP69 zu erreichen.
  • In der Schnittdarstellung der Figur 6 ist insbesondere der zwischen der Stirnwand 56 des Leiterplattenträgers 50 und eines in der Figur oberen Abschnittes der Abdeckung verlaufenden Lichtkanals 62 erkennbar, wobei die Stegkanten 64.1 und 63.1 des Leiterplattenträgers 50 die vertikalen Hell-/Dunkelgrenzen des Abblendlichtes vor dem Eintritt in die als optisches Lichtlenkelement wirkende Abdeckung 10 erzeugen. Die mit Bezug auf die Figuren 3a, b angegebenen Dichtstege wirken dabei mit der Innenmantelfläche des Scheinwerfergehäuses 30 dichtend zusammen, sodass beim Vergießen der Bauteile kein Vergussmaterial in den Lichtkanal 62 eindringt. Gleiches gilt natürlich auch für die Anlage des Leiterplattenelements 42 an der Stirnwand 56 bzw. die Anlage des Leiterplattenelements 43 bzw. der an dieser angeordneten LEDs 43.1 bis 43.5 an eine zugeordnete Stirnseite des jeweiligen optischen Elementes 13.1 bis 13.5, derart, dass kein Vergussmaterial in das Innere der Aufnahme der optischen Elemente und damit zwischen den LEDs 43.1 bis 43.5 und den Begrenzungsflächen der Aufnahmen der optischen Elemente 13.1 bis 13.5. eindringen kann.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Scheinwerfervorrichtung/Scheinwerfer
    10
    Optische Abdeckung/Abdeckelement
    10a
    Außenfläche
    10b
    Innenfläche
    11a, b
    Radialnut
    12
    Optische Struktur
    13.1 - 13.5
    Optikelement
    30
    Scheinwerfergehäuse
    31
    Äußere Mantelfläche
    32
    Innenmantelfläche
    39
    Halter
    40
    Leiterplattenanordnung
    41
    Leiterplattenabschnitt/Leiterplattenelement
    41.1 - 41.3
    Stirnseite
    42
    Leiterplattenabschnitt/Leiterplattenelement
    42.1 - 42.2
    LED
    43
    Leiterplattenabschnitt/Leiterplattenelement
    43.1 - 43.5
    LED
    50
    Leiterplattenträger
    51
    Ringabschnitt
    52a - h
    Längssteg
    53
    Umfangssteg
    54
    Trennwand
    55a, b
    Halteflansch
    56
    Stirnwand
    56.1, 56.2
    Dichtsteg
    57a, b
    Stirnwandöffnung/Öffnung
    58a, b
    Längswandung
    59a, b
    Haltelasche
    60a, b
    Haltenut
    61
    Anlagefläche
    62
    Lichtkanal
    63
    Lichtsteg
    63.1
    Stegkante/Begrenzungskante
    64
    Lichtstegwandung
    64.1
    Stegkante/Begrenzungskante
    64.2
    Öffnung
    64.3
    Seitenfläche
    65
    Aufnahme/Ringaufnahme
    66
    Aufnahme/Ringaufnahme
    A
    Außenflächenabschnitt
    B
    Außenflächenabschnitt

Claims (12)

  1. Scheinwerfervorrichtung (1), insbesondere KFZ-Scheinwerfer, zur wahlweisen Abgabe zumindest von Licht erster und/oder zweiter Art, umfassend zumindest die Bauteile:
    - eine Leiterplattenanordnung (40), auf welcher Leuchtmittel erster Art zur Abgabe von Licht erster Art und Leuchtmittel zweiter Art zur Abgabe von Licht zweiter Art sowie eine Versorgungseinrichtung zur elektrischen Versorgung der Leuchtmittel angeordnet sind;
    - einen Leiterplattenträger (50) zum zumindest abschnittsweisen Aufnehmen und/oder Halten der Leiterplattenanordnung (40);
    - ein optisches Abdeckelement (10) zum Lenken des von den Leuchtmitteln erster und zweiter Art emittierten Lichtes, und
    - ein Scheinwerfergehäuse (30) zumindest zur Aufnahme des Leiterplattenträgers (50),
    und wobei ein erster Leiterplattenabschnitt (41) der Leiterplattenanordnung (40) dem Leuchtmittel erster Art und ein anderer Leiterplattenabschnitt (42) der Leiterplattenanordnung (40) dem Leuchtmittel zweiter Art zugeordnet sind, wobei der Leiterplattenträger (50) einen Aufnahmeabschnitt zur zumindest abschnittsweisen Aufnahme des Abdeckelements (10) und/oder einen Anlageabschnitt zur Anlage mit dem Abdeckelement aufweist,, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Leiterplattenanordnung (40) und der Leiterplattenträger (50) mit dem Scheinwerfergehäuse (30) vergossen sind und das beide, dem Leuchtmittel erster Art und dem Leuchtmittel zweiter Art zugeordnete Leiterplattenabschnitte (41, 42) in einer Hauptstrahlrichtung zueinander versetzt angeordnet sind, und das Abdeckelement (10) einen dem Licht erster Art zugeordneten Abschnitt und einen dem Licht zweiter Art zugeordneten Abschnitt aufweist.
  2. Scheinwerfervorrichtung (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplattenanordnung (40) einen weiteren, der Versorgungseinrichtung zugeordneten Leiterplattenabschnitt (43) aufweist, wobei zumindest zwei der Leiterplattenabschnitte (41, 42, 43) nicht in einer gemeinsamen Ebene verlaufen.
  3. Scheinwerfervorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Leuchtmittel zweiter Art zugeordnete Leiterplattenabschnitt (42) und/oder der dem Leuchtmittel erster Art zugeordnete Leiterplattenabschnitt (41) etwa senkrecht zu dem der Versorgungseinrichtung zugeordneten Leiterplattenabschnitt (43) angeordnet ist bzw. sind.
  4. Scheinwerfervorrichtung (1) nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass der dem Leuchtmittel zweiter Art zugeordnete Leiterplattenabschnitt (42) und/oder der dem Leuchtmittel erster Art zugeordnete Leiterplattenabschnitt (41) mit ihrer dem jeweiligen Leuchtmittel abgewandten Rückseite an einer zugeordneten Stirnfläche (41.3) des der Versorgungseinrichtung zugeordneten Leiterplattenabschnittes (43) direkt oder indirekt anliegt bzw. an diesem befestigt ist.
  5. Scheinwerfervorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Anordnung von Leiterplattenanordnung (40), Leiterplattenträger (50) und Abdeckelement (10) und/oder deren Gestaltung so ausgebildet ist, eine Lichtmischung von Licht erster Art und Licht zweiter Art innerhalb des Abdeckelements zu verhindern.
  6. Scheinwerfervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterplattenträger (50) einen in Hauptstrahlrichtung verlaufenden Lichtkanal (62) für das Licht erster Art bereitstellt.
  7. Scheinwerfervorrichtung (1) nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtkanal (62) zwei in Einbaulage horizontal und in vertikaler Richtung beabstandet zueinander verlaufende Begrenzungskanten (63.1, 64.1) zur Bereitstellung einer jeweiligen Hell-/Dunkelgrenze des Lichtes erster Art aufweist.
  8. Scheinwerfervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel zweiter Art mit zugeordneten Randabschnitten vergießdicht an einem Innenseitenabschnitt des Abdeckelements (10) anliegt.
  9. Scheinwerfervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel erster Art mit zugeordneten Randabschnitten vergießdicht an einem zugewandten Abschnitt des Leiterplattenträgers (50) anliegt.
  10. Scheinwerfervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel erster und zweiter Art Infrarot-Leuchtmittel aufweisen, insbesondere Infrarot-LEDs umfassen.
  11. Scheinwerfervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterplattenträger (50) an der dem Abdeckelement (10) abgewandten Stirnseite eine Anlagefläche (61) aufweist, die dem Leiterplattenabschnitt (41) des Leuchtmittels erster Art zugeordnet ist, wobei die Anlagefläche zumindest eine Öffnung (57a, b) aufweist zum Durchlass von Licht erster Art.
  12. Scheinwerfervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterplattenträger (50) an seiner Außenseite eine Mehrzahl von umlaufenden Abdichtungen zur Anlage an zugeordneten Innenwandabschnitten des Scheinwerfergehäuses (30) aufweist.
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