SE538717C2 - Strålkastaraggregat med kylfläns och värmetrådelement för avlägsning av vattenbaserad förorening - Google Patents

Description

STRÅLKASTARAGGREGAT ME D KYLFLÄNS OCH VÄRMETRÅDELEMENT FÖR AVLÄGSNiNG AV VATTENBASERAD FÖRORENING Sammanfattning Utföringsformer som beskrivs häri hänför sig generellt till ett belys-ningssystem, som innefattar ett organ för avlägsning och/eller förhindrande av vattenbaserad förorening från att bildas eller ackumuleras på områden av en optisk lins söm används i samband med en ljusemitterande diodlampa (LED). Denna ansökan är en Continuation-in-part av US-patentansökan nr 13/024,323, till vilken här refereras.

En anordning för reducering av vattenbaserade föroreningar i ett strålkastaraggregat åstadkommes. Anordningen utnyttjar en del av den värme som skapats av en LED-emitter eller andra värmealstrande enheter i strålkastaraggregatet för värmning av en LED-lampas linsområde. Värmen förhindrar på så sätt att en vattenbaserad förorening i form av snö eller is uppstår på linsen, och värme dras bort från värmealstrande enheter, varigenom livsläng-den kan förlängas för en LED-krets och emitter, som kan förstöras i förtid om de utsätts för höga temperaturer som genereras av nämnda LED och tillhörande komponenter.

Dessutom kan ett eller flera resistiva värmeelement i det inre av strål-kastaren användas ihop med värmestrålningen från nämnda LED i syfte att avlägsna vattenbaserad förorening från ett LED-lampsaggregat. En optiskt klar värmeöverföringsvätska kan användas i det inre av en LED-lampa för uppvärmning av linsanordningen för att förhindra bildande av vattenbaserad förorening på LED-lampan.

Korlbesknninci ,a,,i,j8fn| Fig 1 är en vy framifrån av en utföringsform av ett sammansatt LED-lampsaggregat. Fig 2A är en sprängskiss av en linsanordning för ett strålkastaraggregat.

Fig 2B är en sprängskiss av den i fig 1 visade 1 LED-lampan.

Fig 3A är en sprängskiss av en utföringsform av en linsanordning med ett motstånd däremellan.

Fig 3B är en vy av linsanordningen i Fig 3A i sammansatt tillstånd.

Fig 3C är en schematisk vy av ett resistivt värmeelement.

Fig 4A är en schematisk vy av en annan utföringsform av en anordning för reducering av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat. Fig 4B är schematisk vy av en annan utföringsform av en anordning för reducering av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat. Fig 5 är en tvärsektionsvy av en anordning för reducering av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat. Fig 6A och 6B är tvärsektionsvyer av en anordning för reducering av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat med sidokanaler. Fig 7a och 7b är tvärsektionsvyer av utföringsformer av en anordning för reducering av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat med ett cirkulationssystem. Fig 8a, 8b och 8c är tvärsektionsvyer av en anordning för reducering av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat innefattande en solid state-värmepump. Fig 9a och 9b visar alternativa utföringsformer av en anordning för reducering av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat som använder en enda linskonstruktion. Fig 10-13 visar utföringsformer av en anordning för reducering av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat med resistiva värmeelement inbäddade i ytterlinsen. Fig 14A-19 visar en ytterligare utföringsform.

Noggrann beskrivning av representativa utföringsformer För att underlätta förståelsen av de häri beskrivna utföringsformerna hänvisas till på ritningarna visade utföringsformer av ett för fordon avsett lys-diodsstrålkastaraggregat (LED) och till ett förfarande för tillverkning av några av dessa. Det inses att detta inte är tänkt att begränsa omfattningen av någon av de möjliga utföringsformerna. En fackman på området förstår att modifie-ringar, såsom komponenternas geometri och material, placeringen av kom ponenterna, typen av värme- och styranordningar och typen av elektriska anslutningar inte innebär någon avvikelse från andemeningen och omfattningen av någon häri beskriven utföringsform. Några av de möjliga modifieringarna nämns i den följande beskrivningen. Vidare används för de visade utföringsformerna likadana hänvisningsbeteckningar för mot varandra svarande kon-struktionselement i de olika figurerna.

Ett strålkastaraggregat 10 enligt en utföringsform av uppfinningen visas i fig 1. I den visade utföringsformen innefattar strålkastaraggregatet ett flertal lysdioder, en av vilka en är indikerad vid 12. Fackmannen på området inser att antalet visade lysdioder inte ska tolkas som begränsande, eftersom fler eller färre lysdioder kan förekomma beroende på strålkastarens tillämpning. Strålkastaraggregatet 10 innefattar en linsanordning 15 och ett hus 20. Linsanordningen 15 är består av ett material som förhindrar att lysdioderna 12 exponeras för den yttre miljön. Exempelvis kan linsen vara gjord av polyester, polykarbonat eller glas. Dessutom kan linsanordningen 15 vara en enkel- eller dubbellinskonstruktion, vilket kommer att beskrivas i detalj nedan. I den i fig 1 visade utföringsformen är värmeelement 25 integregade i linsanordningen 15 för att hjälpa till vid avlägsnande av vattenbaserade föroreningar.

Fig 2A är en sprängskiss av en linsanordning 9 för ett strålkastaraggregat 10. Ett inre linsskikt 14 och ett yttre linsskikt 15, som innefattar sido-kanter 16 som slutar vid en avsats 22, visas tillsammans med ett tätnings-element 31. Ett resistivt element 25 är installerat mellan det inre linsskiktet 14 och det yttre linsskiktet 15 med hjälp av ett optiskt klart, akrylbaserat, tryckkänsligt lim som fyll- och bindemedel. Den inre och yttre linsen (14, 15) kan vara gjorda av polykarbonat, polyester eller glas. Fig 2B är en sprängskiss av ett strålkastaraggregat 10 enligt en utföringsform, som innefattar ett kretskort, lysdioder 12, ett hus 26, en inre och en yttre lins, som är förbundna med varandra medelst lim för att bilda en linsanordning. Linsanordningen i fig. 2A är fäst på huset 26 för att bilda ett strålkastaraggregat 10. Fig 3a är en sprängskiss av en utföringsform av linsanordningen 15 för användning ihop med ett strålkastaraggregat 10. Såsom visat är linsanordningen 15 en sammansatt lins inklusive en inre lins 50 och en yttre lins 55 med ett däremellan placerat motståndsvärmeelement 60. De inre och yttre linsskikten 50 och 55 kan vara gjorda av ett optiskt dugligt material, såsom polykarbonat eller glas. Ett vidhäftande material av ett optiskt dugligt material, dvs ett akrylbaserat lim, appliceras på värmeelementets 60 övre och undre sidor, vilket element är ett elektriskt resistivt element som har en tillräckligt liten diameter för att inte störa linsanordningens 15 optiska prestanda. Lämpliga alternativa lim innefattar exempelvis termiskt aktiverade eller värmehär-dande lim, smältlim, kemiskt aktiverade lim, såsom de som utnyttjar tvärbind-ningsmedel, UV-aktiverade härdande material (LCM), inkapslade lim och liknande. Linsanordningen 15 är således sammansatt med tillräcklig hög preci-sion för att uppvisa samma egenskaper som en lins bestående av ett enda skikt. För att åstadkomma detta måste brytningsindex för varje material som används i linsanordningen vara känt utöver geometrin. Sedan kan modifiering av geometrierna hos varje linsskikt övervägas för att säkerställa att start- och slutpunkterna av ljusstrålar som passerar genom linsanordningen 15 över-ensstämmer med dem av en lins i ett enda skikt, vilken lins linsanordningen 15 ska ersätta. Brytningsindexet för alla punkter av intresse över alla linsytor kan bestämmas genom användning av följande ekvation: Image available on "Original document" varvid: - sinctresuiär vinkeln mellan en stråle, som har passerat genom en yta från ett medium till ett annat, och normallinjen vid den punkt på ytan där strålen passerar.- Pinadär brytningsindex för materialet som strålen färdas i när den närmar sig gränsskiktsytan mellan två medier.- riresuiär brytningsindex för materialet som strålen färdas in när den passerar gränsskiktsytan mellan två medier. - sinctinädär vinkeln mellan en stråle när den närmar sig en yta mellan ett medium och ett annat och normallinjen vid den punkt på ytan där strålen passerar.

Värmeelement 60 kan vara av koppar eller ett annat grundmaterial som fungerar inom ramen för de spännings- och strömbegränsningar som föreligger för att ta bort vattenbaserade föroreningar från linsanordningen 15. Exempelvis kan värmeelementet 60 arbeta vid en spänning på 12-24 VDC/VAC . En maximal effekt på 0,1255 W/cm<2>linsområde kan också tilläm-pas. Närmare bestämt kan värmeelementet 60 ha ett specifikt motstånd som bestäms av den erfordrade effekttätheten, driftspänningen och en specifik linsarea för att värmeelementet 60 ska förmå avlägsna i medelvärde av 3,095 mg is / cm<2>av linsarea / minut under en tid på maximalt 30 minuter när strål-kastareaggregatet 10 har hållits vid -35°C under en tid som inte är kortare än 30 minuter i en klimatkammare med klimatkammaren i full gång under de båda 30 minutersperioderna. Den totala effekten (i watt) kan bestämmas genom att multiplicera den effektiva arean av linsanordningen 15 som behöver renas från den vattenbaserade föroreningen (i cm<2>) gånger effekten per linsarea. Motståndet i värmeelementet 60 är således beroende på typen av material som används för tillverkning av motståndsvärmeelementet 60 såväl som på dess diameter.

I vissa utföringsformer kan motståndsvärmeelementet 30 vara åstadkommet genom avsättning av ett skikt bestående av en indiumtennoxidmetallfilm (ITO) på ett polyesterskikt, som t ex tillverkas av Minco®. Värmeelementets 60 diameter kan ligga i intervallet från 10 till 20 mikron. Vid en utföringsform är värmeelementet 60 konfigurerat i ett mönster och är anordnat mellan två ark av polyester, såsom Thermal-Clear™. I vissa alternativa utföringsformer kan värmeelementet 60 vara åstadkommet genom avsättning av ett skikt av en indiumtennoxidmetallfilm (ITO) på ett polyesterskikt, som t ex tillverkas av Minco®. Dessutom kan materialet som används för värmeelementet 60 också vara av koppar eller en transparent ledande oxid, såsom indiumtennoxid (ITO), fluordopad tennoxid (FTO) och dopad zinkoxid eller andra på liknande sätt ledande och optiskt transparenta material.

Linsanordningen 15 visas i fig 3b i en monterat tillstånd. I en utföringsform åstadkommes linsanordningen 15 genom att värmeelementet 60 läggs i ett tryckkänsligt vidhäftande material med hjälp av en robotfixturanordning eller ett annat styrbart/repeterbart organ med förmåga att placera värmeelementet 60. Värmeelementet 60, som innehåller lim, skjuts därefter in mellan linsskikten 50 och 55, vilka pressas ihop med hjälp av en klämma, kolv, tving eller ett annat medel för utövande av en spännkraft mot linsanordningen 15 genom kontakt med en inre yta 62 av den inre linsen 50 och en yttre yta 63 av den yttre linsen 55 med eftergivliga gränsskikt (gummiblock osv). De eftergivliga gränsskikten kan utformas så att de kontaktar centrala delar av den inre och yttre linsen 50 och 55 innan de deformeras för att komma i kontakt med resten av den inre ytan 62 och den yttre ytan 64 i syfte att pressa ut luft och andra inneslutna gaser.

Alternativt kan värmeelementet 60 eller -tråden bäddas in i en lins med hjälp av ett ultraljudsförfarande. I huvudsak inleds förfarandet med bestäm-ning av en monteringsplats i ett linssubstrat. Därefter träs en tråd på ett in-bäddningsverktyg, vilket är känt under beteckningen sonotrode. Sonotroden hjälper till att trycka tråden mot linssubstratet och innefattar en ultraljudsgiva-re, som värmer tråden genom friktion. Molekylerna i polykarbonatsubstratet vibrerar samtidigt mycket snabbt, så att linsmaterialet smälter i området för öppningen. Följaktligen bäddas tråden in i polykarbonatsubstratet med användning av tryck och värme. Ett sista steg i processen innefattar anslutning av trådens ändar, som inte är inbäddade, till terminaler på linssubstratet.

Fig 3c är en vy av en krets 70 som används i en utföringsform för att ge ström till värmeelementet 60. Kretsen 70 innefattar ett motståndsvärmeelement 60 tillverkat av en tunn tråd, som består av något material ur gruppen som innefattar koppar, indiumtennoxid (ITO), fluordopad tennoxid (FTO) och dopad zinkoxid. Företrädesvis bör materialet som väljs för värmeelementet 60 vara optiskt transparent och vara i stånd att motstå variationer i strömflödes-riktningen. Värmeelement 60 är utformat som ett par parallellkopplade metall-eller metalloxidslingor. En första slinga 72 är ansluten till ledningar A och B.

En andra slinga 74 är ansluten till ledningar B och C. Kretskonstruktionen till-låter användning av antingen 24 V- eller 12 V-system med samma effektnivå. Således kan för 24 V-drift endast ledningarna A och C utnyttjas. För 12 V-drift kopplas ledningarna A och C till en pol och ledningen B till den andra polen.

Ett enkelt styrsystem 100 kan användas för att göra det möjligt att låta värmeelementet 60 arbeta automatiskt. Automatisk eller manuell styrlogik skulle diktera att så länge den omgivande temperaturen lokalt vid linsanordningen ligger inom temperaturintervallet där vattenbaserade föroreningar kan förekomma, värmeelementet 60 är aktivt (påslaget). Ett automatiskt styrsystem kan innefatta en komparator som slår till och från värmeelementet 60 baserat på motståndsvärdet för värmeelementet 60 (som varierar med temperaturen). Motståndsvärdet kan jämföras med ett visst tröskelmotstånd i samband med en maximal temperatur för intervallet där vattenbaserade föroreningar kan förekomma. Sedan, om motståndsvärdet är ligger på eller under tröskelvärdet, sluter komparatorn kretsen och matas ström till värmeelementet 60 som förblir i det tillståndet. Omvänt, om motståndsvärdet ligger över tröskelvärdet, öppnar komparatorn kretsen och avbryts strömmatningen till elementet som förblir i ett fråntillstånd. Tröskelvärdet kan bestämmas genom beräkning inkluderande materialegenskaperna av det resistiva elementet, limmet och linsmaterialet och -geometrier och verifieras genom empiriska tester, eller bestämmas enbart med hjälp av empiriska tester. Alternativt kan styrsystemet använda en separat elektronisk temperaturindikeringsanordning. Styrsystemet kan också vara en enkel omkopplare, som manövreras manu-ellt, kan styras av en programmerbar logisk styrenhet eller innefatta andra organ för omkoppling av elementet mellan av och på, eller så kan elementet vara på hela tiden.

Fig 4A är en schematisk vy av en annan utföringsform av en anordning 110 för reducering av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat 10. Anordningen 110 innefattar inre och yttre linser 120 och 121 och en ener-gikälla som avger energi i form av värme. Energikällan kan bestå av lysdioder 125 eller någon annan del som avger energi i form av värme antingen enligt mekaniska eller elektriska principer. En optiskt klar fluid, i gasform eller flytande form, matas över energikällorna (lysdioder 125) medelst en mekaniskt eller elektriskt driven pump, fläkt, kompressor eller liknande. I den visade utföringsformen används en fläkt 122 för att cirkulera fluiden. Fri konvektion kan också användas för att överföra värmeenergi från energikällorna 125 till massapartiklar som finns i vätskan, som sedan leds genom en kanal 128 mellan den inre linsen 120 och den yttre linsen 121. Värmeenergi överföres därefter från de strömmande massapartiklarna till linserna 120 och 121, så att ansamling av vattenbaserade föroreningar inte kan uppstå. Värmeenergin avlägsnar också alla tidigare ackumulerade vattenbaserade föroreningar från linserna 120 och 121. Anordning 110 kan användas för sig eller tillsammans med en annan anordning, som till exempel ett värmeelement, för att tillföra tillräcklig med energi till linserna 120 och 121. Fluiden kan kanaliseras med hjälp av befintliga geometrier i linsanordningen 15, och ytterligare geometrier kan tillföras för att tillhandahålla passager för fluiden. Fluiden kan vara delvis eller helt inkapslad eller strömma fritt mot linserna 120 och 121. I utföringsformen som visas i figur 4a, underlättar en kanal 128 överföring av kall luft, som kommer från den yttre linsen 121, som är exponerad för utsidan av strål-kastaren, mot lysdioderna 125 för att sänka lysdiodernas 125 temperatur. Anordningen 110 tillhandahåller således ett medel att distribuera uppvärmd och kyld fluid i strålkastaraggregatet 10. Det inses av fackmannen på området att den "fluid" i detta sammanhang kan innefatta flytande ämnen, gasformiga ämnen, inbegripande luft och andra gaser, friflytande polymera fluider, helt eller delvis inkapslade fluider, samt fluider innefattande massapartiklar. Representativa värmeöverföringsfluider är kända inom tekniken kan också innefatta polyolefiner, polyalfaolefiner, difenyletaner och liknande, som tillverkas och säljs av Radco®.

Fig 4B är en schematisk vy av en utföringsform av en anordning 210 för reducering av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregatet 10. På liknande sätt som beskrevs i samband med utföringsformen i fig 4a innefattar anordningen 210 inre och yttre linser 220 och 221 med en kanal 128 däremellan, en fläkt 222 och lysdioder 225 som avger energi i form av värme. Dessutom innefattar anordningen 210 en kylfläns 230 som harflänsar 232. En solid state-värmepump 235, såsom ett Peltier-element, kan införas mellan kylflänsen 230 och lysdioderna 125. Solid state-värmepumpen 235 arbetar för att vända riktningen av energiöverföringen så att energi under kontrollerade villkor strömmar från kylflänsen 230 till lysdioderna 125, illustrerat av pilen 237, vilket gör att lysdioderna 125 inte skadas på grund av överhettning. överföringen av värme till lysdioderna 125 kan användas när temperaturen lokalt vid anordningen 210 och lysdioderna 125 är tillräckligt låg för att förutsättningarna ska vara de rätta för utveckling eller ansamling av vattenbaserade föroreningar på den yttre linsen 121. Värmepumpen 235 ökar också den energi som överförs från lysdioderna till fluiden, varigenom energi över- förs effektivare till den yttre linsen 121 i syfte att avlägsna vatten baserade föroreningar. Ytterligare solid state-värmepumpar eller andra typer av värmepumpar kan användas var som helst på andra ställen kring en vätskekanal som används för energiöverföring enligt ovan.

Det är känt inom teknikområdet att en Peltier-värmepump 235 arbetar enligt Thomson-effekten, som är bygger på principen att en elektrisk potenti-alskillnad är proportionell mot temperaturskillnaden. Närmare bestämt åstadkommes en termisk gradient när en temperaturskillnad föreligger längs en ledare, det vill säga när en del av ledaren är varmare medan en annan del av den är kallare. Termisk energi i form av elektroner kommer ovillkorligen att färdas från den varmare delen av ledaren till den kallare delen.

I termer av polaritet färdas elektroner normalt från positivt till negativt. Peltier-effekten innefattar upptäckten att när ström går genom en krets som består av två eller flera metaller med varierande elektroniska egenskaper (t ex n-typ jämfört med p-typ), medför strömmen en överföring av värme från den ena förbindelsen till den andra. Om emellertid när polariteten omkastas, vilket är fallet under en pålagd spänning, kommer elektronerna att färdas i den motsatta riktningen (dvs från negativt till positivt). På samma sätt kommer överföring av värme ske även i motsatt riktning. Således kan värmeöverfö-ringens riktning styras genom manipulering av polariteten på strömmen som går genom Peltier-värmepumpen 235.

Värme som alstras av lysdioderna 125, kretskortet (som inte visas i fig 4b) eller andra värmealstrande enheter kan absorberas av kylflänsen 230. För att förhindra att absorberad värme evakueras till atmosfären via flänsar 232 kan värmepumpen 235 aktiveras för att transportera värme från kylflänsen 230 till en kanal belägen under kylflänsen. I en utföringsform kan senso-rer användas för att övervaka när temperaturen hos fluiden sjunker under en viss nivå, vid vilken tidpunkt en styrkrets kan aktivera värmepumpen 235 för att transportera lagrad värme från kylflänsen 230 för att på så sätt främja cir-kulation av uppvärmd fluid genom anordningen 210. Kylflänsen 230, samlar in och lagrar värme som kommer från värmealstrande enheter. Dessa värmealstrande enheter kan inkludera lysdioder, motstånd, fläktar eller luftpumpar, kraftelektronik, inklusive men inte begränsad till linjära och switchade ström regulatorer, som kan krävas för att driva eller reglera effekten i lampan. Kylflänsen 330 kan väsentligen samla in värme från alla enheter som alstrar värme i lampan, oavsett om det är enhetens främsta uppgift att göra det eller ej. Därefter kan värme som samlats in av kylflänsen 330 släppas ut i atmosfären via flänsarna 332.

Fig 5 är en tvärsektionsvy av en anordning 310 för reducering av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat 10. Anordningen 310 innefattar en inre lins 320 och yttre lins 321 och värmekällor, innefattande lysdioder och ett kretskort 325. En kanal 326 är belägen under kretskortet 325 för att medge passage av fluid. Såsom diskuterats ovan överförs värmen som alstras av lysdioder och tillhörande kretsar på kretskortet 325 till kanalen 326 med hjälp av en konvektionsprocess. En kanal 328 för överföring av fluid är också anordnad mellan den inre och yttre linsen 320 och 321. Följaktligen lämnar en del av den värme som överförs till kanalen 326 anordningen 310 via kylflänsen 330, som harflänsar 332.

Närmare bestämt kan en fri konvektionsprocess användas för att cirkulera fluid mellan den inre och yttre linsen 320 och 321 för att maximera smältning av snö och is på den yttre linsen 321. I denna utföringsform överförs värme till fluiden genom användning av geometrier inuti linskonstruktionen. Den initiala temperaturen hos kanalen 328 är kall. Den andra fluidflödeskana-len 326 är anordnad under kretskortet 325 och underlättar absorptionen av värme som härrör från kretskortet 325. Därför är den initiala temperaturen hos kanalen 326 varm. Såsom visas i fig 6a och 6b, förbinder sidokanalerna 327, 327', som är anordnade i motsatta sidoväggar av anordningen 310, kanalerna 326 och 328 med varandra. Kanalerna kan bilda en vinkel i intervallet 10 till 30 grader, såsom visat i fig 6a, till en vinkel på ca 120 till 150 grader, såsom visat i fig 6b. De vinklade sidokanalerna 327, 327' liksom kanalerna 326 och 328 utgör ett system av kanaler som tillåter uppvärmd fluid att strömma i anordningen 310 tack vare en fri konvektionsprocess, som förstärks av gravitation, densitet och flytkraft. Denna process optimerar fluidflödet i den dubbla linskonstruktionen till följd av absorption och desorption av värme vilket disku-teras nedan.

Uppvärmd fluid i kanalen 326 är till sin natur mindre tät än kallare fluid som finns i kanalen 328. Gravitationsaccelerationen skapar en stark kraft som får kallare, tyngre fluid i kanalen 328 att flytta ner för förflyttning av varmare fluid i kanalen 326. Eftersom den kalla fluiden samlas i kanalen 326, absorbe-rar den värme från kretskortet 325, lysdioderna och andra värmealstrande enheter. Eftersom fluiden blir varmare, avtar de viskösa krafterna i fluiden och ökar flytkrafter som främjar ett ökat fluidflöde. Flytkrafterna tar således över de viskösa krafterna i fluiden och ett flöde mot kanalerna 328 inleds. Trycket i sidokanalerna minimeras genom optimering av kanalernas tvärsektionsarea, så att tvärsektionsarean ökar i riktningen för det av önskade fluidflödet. Följaktligen främjas fluidflödet i sidokanalerna i kanalens 328 riktning och mot-verkas i kanalens 326 riktning. Så snart vätskan når kanalen 328 desorberas värmen av snö och is som samlats på den yttre linsen 321. Denna steady state-process upprepar sig själv kontinuerligt, tills den yttre linsen 321 är fri från vattenbaserade föroreningar orsakade av kalla utomhustemperaturer.

Fig 7a är en tvärsektionsvy av en annan utföringsform av en anordning 410 för reducering av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat 10. Anordningen 410 innefattar en inre lins 420 och en yttre lins 421 och värmekällor, inklusive lysdioder och ett kretskort 425. En kanal 426 är anordnad under kretskortet 425 för att tillåta passage av luft. Såsom diskuterats ovan överförs värmen som alstras av lysdioder och tillhörande kretsar på kretskortet 425 till kanalen 426 med hjälp av en konvektionsprocess. En cirkulations-anordning, såsom en fläkt 427, är inrättad för att ytterligare främja luftcirkula-tionen i anordningen 410. En kanal 428 för överföring av fluid inrättas dessutom mellan den inre och yttre linsen 420 och 421. Följaktliggen lämnar en del av den värme som överförs till kanalen 426 anordning 410 via kylflänsen 430 med sina flänsar 432. Fig 7b är en tvärsektionsvy av anordningen 410', varvid en vätska cirkulerar i kanalerna 426' och 428'. Såsom diskuterats ovan kan vätskan vara en värmeöverföringsfluid som är känd på teknikområdet, såsom polyolefiner, polyalfaolefiner, difenyletaner och liknande. En pump 427' är inrättad för att cirkulera vätskan inuti anordningen 410. Fig 8a, 8b och 8c är tvärsektionsvyer av en anordning 510 för reducering av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat 10 innefattande en solid state-värmepump 512. Fig 8a visar anordningen 510 med en enda lins 521. Värmekällor, inklusive lysdioder och ett kretskort 525, finns också. I utföringsformen i figur 8a, överförs värme genom fast tillstånd värmepump 512. Såsom diskuterats ovan, överför värmepump en 512 värme från en kylfläns 530 mot kretskortet 525. Således leds värme från värmekällor, inklusive kretskortet 525, till linsen 521 för uppvärmning av linsen 521 i syfte att redu-cera vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat 10.

Den utföringsform som visas i fig 8b är också en anordning 510' för reducering av vattenbaserade föroreningar på en lins, varvid en värmepump 512' utnyttjas. Anordningen 510' innefattar en inre lins 520' och en yttre lins 521'. Såsom diskuterats med hänvisning till fig 5, överförs värme som alstras av lysdioder och tillhörande kretsar på kretskortet 525 till en kanal 526' med hjälp av en konvektionsprocess. En kanal 528' för överföring av fluid är också anordnad mellan den inre och yttre linsen 520' och 521'. Värmekällor, inklusive lysdioder och ett kretskort 525' finns också. I utföringsformen i fig 8b, är en solid state-värmepump 512' anordnad under kretskortet 525' och verkar för att leda värme bort från kretskortet 525' och de lysdioderna. Värmen överförs sedan från värmepumpen 512' till kanalen 528' för värmning av fluiden i kanalen. Den uppvärmda fluiden strömmar sedan upp längs kanaler som är utformade i anordningens sidor till kanalen 528. Den uppvärmda luften kan sedan värma linsen 521 för reducering av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat 10. överföring av värme bort från kretskortet 525' och lysdioderna minskar också den temperaturen hos kretskomponenterna och lysdioderna och hindrar därigenom försämring på grund av värme.

Fig 8c visar en anordning 510" för reducering av vattenbaserade föroreningar på en lins, där en första värmepump 512" och en andra värmepump 513" används. Anordningen 510" innefattar en inre lins 520" och en yttre lins 521". Värme som alstras av lysdioder och tillhörande kretsar på ett kretskort 525' överförs till en kanal 526" med hjälp av en konvektionsprocess. En kanal 528" för överföring av fluid är också anordnad mellan den inre och yttre linsen 520" och 521". En första solid state-värmepump 512" är anord nad under kretskortet 525" och är inrättad att leda värme från kretskortet 525" och lysdioderna. Värmen överförs sedan från värmepumpen 512" till en kanal 526" i syfte att värma fluiden i kanalen. Dessutom kan en andra värmepump 513" vara anordnad intill kylflänsen 530" ör överföring av värme från kylflänsen 530" till kanalen 526". Den uppvärmda fluiden strömmar sedan uppför kanaler som är utformade i sidorna av anordningen 510" till kanalen 528". Den uppvärmda luften kan sedan värma linsen 521 för reducering av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat 10.

I fig 9a och 9b visas alternativa utföringsformer av en anordning 610, 610' för reducering av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat 10 som innefattar en enda linskonstruktion. Såsom visat är en anordning som förflyttar luft, såsom en fläkt eller luftpump, 612, 612', är inrättad i ett utrymme 613, 613' under kretskortet 625, 625' och i nära anslutning till en kanal 626, 626'. Värme från kretskortet 625, 625' dras in i kanalen 626, 626' och genom passager 627, 627' mot utrymmet 613, 613'. Fläkten 612, 612' får luft i en kammare 628, 628' i anordningen 610, 610' att cirkulera i syfte att förhindra att varm luft stängs in i ett visst område. Varm luft som strålar ut från lysdioderna och kretskortet 625, 625' stiger upp till linsen 630, 630'. Om snö eller is har samlats på linsen 630, 630', kommer denna värme att hjälpa till att smälta snö och/eller is. Om emellertid temperaturen hos linsen 630, 630' är lika med eller högre än den hos luften i kammaren 628, 628', kommer värme tendera att byggas upp i området under linsen 630, 630' och över kretskortet 625, 625', vilket innebär en risk för lysdioderna och andra kretsar. Fläkten 612, 612' suger svalare, tätare luft, som på ett naturligt sätt migrerar mot strålkas-taraggregatets bottendel, upp till delen mellan linsen 630, 630' och kretskortet 625, 625', varigenom utbyte av instängd värme luft i detta område underlät-tas. Såsom visat kan ett eller flera hål 632, 632' vara utformade i kretskortet 625, 625' för att underlätta överföring av luft från den nedre delen av anordningen 610, 610', genom hål 632, 632' och in i kammaren 628, 628', varigenom luft cirkulerar genom hela anordningen 610, 610' och i synnerhet varm luft som genereras av lysdioderna och kretsanordningen underlättar reducering av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat 10. Utföringsformen enligt fig 9B innefattar en solid state-värmepump eller ett kylelement 635 för att hjälpa till med reduceringen av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat 10. Värmepumpen 635 suger värme från kretskortet 625' och lysdioderna ner i en kanal 626' där värmen, via fläkten 612', överförs till luft i kanalen 628' på det sätt som beskrevs ovan.

Såsom visat i var och en av fig 10 till 13 kan ett motståndsvärmeelement vara inbäddat den yttre linsen av någon av de tidigare diskuterade utföringsformerna. Närmast hänvisas till fig 10 där en anordning 710 för reducering av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat 10 visas inklusive ett motståndsvärmeelement 712. Värmeelementet 712 drivs av kretskortet 725 och avger värme till linsen 730 när snö och is samlas på linsen, varigenom linsen befrias från vattenbaserade föroreningar som kan fungera som ett filter som reducerar ljusgenomsläppet genom linsen 730.

I fig 11 visas en alternativ utföringsform till den som visas i fig 10. En anordning 810 för reducering av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat 10 visas innefattande ett motståndsvärmeelement 812 som är inbäddat i en yttre lins 830. En inre lins 831 visas också med en däremellan utformad kanal 836. Fluid i kanalen 836 strömmar genom sidokanaler och genom kanalen 839, som är utformad mellan kretskortet 845 och kylflänsen 850. Väl uppvärmd, avger motståndsvärmeelementet 812 värme till den yttre linsen 830 för att underlätta avlägsnandet av vattenbaserade föroreningar såsom snö och is från den yttre linsen. Dessutom skapar motståndsvärmeelementet 812 ett medel för att främja cirkulationen av fluid i kanalerna 836 och 839 genom att överföringen av värme till fluiden får fluidets molekyler att röra sig snabbt, vilket får fluidflödet att tillta.

I fig 12 visas en modifierad version av den utföringsformen som beskrevs för fig 10. En anordning 910 för reducering av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat 10 visas med ett motståndsvärmeelement 912 inbäddad i en enda lins 930. Motståndsvärmeelementet 912 drivs av kretskortet 945 och avger värme till linsen 930 när snö och is samlas på linsen i syfte att på så sätt befria linsen från vattenbaserade föroreningar som kan fungera som försämrar linsens 930 ljusgenomsläpplighet.

Dessutom överförs, såsom illustrerat av pilarna, varm luft som kommer från lysdioderna och kretskortet 945 och tillhörande kretsar till linsen 930 via en värmepump 948. Värme från en kylfläns 946 överförs också till linsen 930. Linsen 930 tillförs således värme både av ett resistivt värmeelement 912 och genom överföring av värme som strålar ut från lysdioderna och kretskortet 945 med hjälp av värmepumpen 948. Detta medför den dubbla fördelen att vattenbaserade föroreningar smälts från linsen 930, varigenom den optiska genomsläppligheten förbättras, och att värmen i området för lysdioderna och tillhörande kretsar reduceras, varigenom strålkastarens livslängd ökas. Värmepumpen arbetar på det sätt som beskrevs i samband med fig 8a.

Utföringsformen som visas i fig 13 avser en anordning 1010 för reducering av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat 10, innefattande ett motståndsvärmeelement 1012 som är inbäddat i en lins 1013. Såsom beskrevs med avseende på utföringsformen i fig 9b, innefattar anordningen 1010 en solid state-värmepump eller ett kylelement 1035 för att ytterligare bidra till reducering av vattenbaserade föroreningar på ett strålkastaraggregat 10. Värmepump 1035 drar värme från kretskortet 1045 och lysdioderna ner i en kanal 1046 där värmen via kanaler 1048 överförs till en kammare 1050. En fläkt 1052 matar luft genom öppningar 1055 och in i en kammare 1060 i riktning mot linsen 1013 på det sätt som beskrevs ovan.

Ett styrsystem kan användas för vilken som helst av utföringsformerna som diskuterats ovan. Systemet innefattar temperaturgivare som övervakar temperaturen i och runt linskonstruktionen. En sensor 520 kan innefatta en resistiv temperaturdetektor (RTD), en positiv temperaturkoefficient termistor (PTC) eller någon annan typ av temperatursensor som är känd inom tekniken innefattande variabla motstånd, termistorer, bimetallkretsar, bimetallomkopp-lare samt linjära och switchade strömregulatorer. Temperaturen som avkänns av sensorn omvandlas till en signal och överförs till en komparator. Komparatorn jämför det verkliga temperaturvärdet med ett tröskeltemperaturvärde, som finns lagrat i anordningen. Om den verkliga temperaturen ligger under tröskelvärdet, sänder komparatorn en signal till en omkopplare för aktivering av värmeelementet, en värmeöverförande fluidcirkulationsanordning eller en Peltier-värmepump för att på så sätt värma upp den dubbla eller enkla linskonstruktionen i syfte att smälta vattenbaserade föroreningar som samlats på LED-lampan. På motsvarande sätt kommer komparatorn, när den faktiska av sensorn avkända temperaturen överstiger tröskeltemperaturvärdet, sända en signal till switchen för avaktivering av värmeelementet, den värmeöverförande fluidcirkulationsanordningen eller Peltier-värmepumpen och värme därmed att lagras av kylflänsen och att slutligen avges till atmosfären, om så krävs via flänsar.

En ytterligare utföringsform illustreras och beskrivs i samband med fig 14 till 19, innefattande ett strålkastaraggregat 1100 för ett fordon som innefattar ett 7-in runthus 1115 för anslutning av strålkastaraggregatet 1100 till ett fordon, en första och en andra reflektordel 1120 och 1121 och en kylflänskonstruktion 1125, som innefattar en plan kropp som tudelar huset i övre och nedre områden 1127 och 1128. Kylflänskonstruktionen 1125 uppbär lysdiod-enheter och ett kretskort, som kommer att beskrivas i detalj nedan. Ytterligare detaljer av strålkastaraggregatet 1100 beskrivs i den parallelt inlämnade patentansökan med serienumret US 13/024,320. Strålkastaraggregatet 1100 innefattar en lins 1130 som är uppvärmd för att förhindra linsförorening beroende på ansamling av vatten i form av dimma, frost, snö eller is, som kan förekomma under olika miljöförhållanden.

Ett motståndsvärmeelement 1135 har med hjälp av ultraljudsteknik bäddats in i linsmaterialet 1130. Inbäddning genom ultraljudsteknik kan utfö-ras med hjälp av en robot som enkelt kan kompensera för variationer hos linsytan, varierande motståndstrådmönster och kan sörja för bättre noggrann-het och högre hastighet. Motståndsvärmeelementet 1135 kan också fästas på icke-inbäddningsbara material med hjälp av ultraljudsteknik och genom användning av en belagd motståndstråd, varvid beläggningsmaterialet smälts av ultraljudet och på så sätt blir till ett lim mellan motståndsvärmeelementet 1135 och det icke-inbäddningsbara materialet. Motståndsvärmeelement en 1135 kan innefatta en kopparkärna med en silverbeläggning för att hindra motståndsvärmeelement 1135 att korrodera. Typiskt är motståndsvärmeelementet 1135 inbäddat i linsen 1130 på ett djup av ungefär 2/3 av hela tråddiame-tern (2/3d). Vid en utföringsform är diametern av motståndsvärmeelementets 1135 tråd ca 3,5/1000 tum, vilket ger ett inbäddningsdjup på mellan 0,0023333333 till 0,0035 tum. Tråden har bäddads in genom införing i linsen med en frekvens som lokalt exciterar linsmolekylerna så att linsen lokalt smäl ter fast vid tråden. Kraftstyrning används för att förhindra att tråden trycks ner längre än önskat (så att inbäddningshuvudet inte direkt träffar linsen).

Ett inkapslingsmaterial kan användas för att täcka motståndsvärmeelementet 1135 på en inre yta av linsen 1130 i syfte att förhindra lokal överhettning (dvs smältning) av motståndsvärmeelement 1135 på grund av expo-nering för luft. När motståndsvärmeelementet 1135 exponeras direkt för luft, kan motståndsvärmeelementet 1135 inte tillräckligt snabbt genom konvektion till luften överföra den genererade värmen. Därför kan temperaturen i motståndsvärmeelementet 1135 komma att överstiga smälttemperaturen hos motståndsvärmeelementet 1135. Inkapslingsmaterialet förhindrar överhettning genom att tillåta värmeöverföring genom ledning i storleksordningen 1000 snabbare än konvektion till luften. Således höjs temperaturen hos motståndsvärmeelementet 1135 inte tillräckligt för att smälta tråden, linsen, eller inkapslingsmaterialet(-en). Ett lämpligt inkapslingsmaterial är Red Spot. Andra inkapslingsmaterial, som är godkända enligt Department of Transporta-tion enligt vad som anges för material/beläggningar av optiskt typ, måste uppvisa tillräcklig god vidhäftning vid linsmaterialet, måste uppvisa så goda temperaturtålighet att linsmaterialet under föreskrivna temperaturförhållanden klarar motståndsvärmeelementets högsta temperatur och får inte heller krän-ka andra designsärdrag/-parametrar. Inkapslingsmaterialet bidrar också till att förhindra att motståndsvärmeelementet 1135 lossnar från linsen 1130 på grund av slumpmässiga vibrationer eller stötar.

En beläggning eller ett inkapslingsmaterial kan också appliceras på en yttre yta av lins 1130 för att skydda linsen 1130 mot väderrelaterad försämring (UV-strålar, värme, kyla, regn, snö och is). Den motstår även skador från sand och smuts. Speciellt krävs att strålkastarlinser av polykarbonat måste uppfylla FMVSS 108-nötningsprovningskrav och uppvisa kemikaliebeständig-het (ASTM Fuel Reference C, avfettningsmedel, styrservoolja, frostskydds-vätska och spolarvätska). Beläggningsmaterialet kan vara eller inte vara UV eller termiskt härdat. Några alternativa beläggningsmaterial är Momentive PHC 587, Momentive AS 4700, och Red Spot 620V.

Motståndsvärmeelement 1135 styrs aktivt för att öka motståndsvärmeelementets 1135 prestanda och effektivitet. Ett värmeelementskretskort 1140 är allmänt fäst vid ett strålkastarkretskortet så att motståndsvärmeelementet 1135 kan användas för olika lampdesigner. Termisk kompressionslimning eller svetsning används för att fästa värmeelementskretskort 1140 på linsen 1130. Värmeelementskretskortet 1140 kan fästas på linsen 1130 med hjälp av ett tvåkomponents-, 1:1-blandat epoxilim från Star Technology (Versabond ER1006LV). Alternativa lim kan användas utifrån temperaturområde, limstyr-ka/-hållbarhet, gasavgivningsegenskaper, kemisk reaktivitet, flexibilitet, appli-ceringsmetod, härdningstid, utseende, tillgänglighet och kostnad. Godtagbara lim inkluderar icke-cyanoakrylatbaserade lim.

Ett fästområde är anordnat på vardera sidan av värmeelementskretskortet 1140, varvid motståndsvärmeelementet 1135 kan bäddas in i linsen 1130 och dras så att motståndsvärmeelementet 1135 sträcker sig över värmeelementskretskortet 1140 samt lämpliga ledande kontaktområden 1145 därpå. Värmeelementskretskort 1140 innefattar en termistor 1150 på den ut-åtvända sidan för värmestyrningsåterkopplingsändamål. Värmeelementskretskortet 1140 och en termistor 1 150 anbringas i linsen 1130, så att avståndet mellan termistorns yttre och linsens yttre yta inte överstiger 1/10 av avståndet från termistorn yttre och linsens inre yta vid någon en punkt i syfte att minimera den termiska impedansen mellan termistorn och den yttre linsytan och maximera den termiska impedansen mellan termistorn och den inre linsytan. Den termiska impedansen manipuleras därför genom att termistorn avstånd varieras från den inre och yttre linsen, vilket framgår av ekvationen: Do<<>(1/10) Di, där Do = avståndet från termistorn till den yttre linsen och Di = avståndet mellan termistorn och den inre linsen. Därför är motståndet mot värmeöverföring åtminstone 10 gånger större från termistorn till luften på insidan jämfört med motståndet mot värmeöverföring mellan termistorn och utsidan av linsen.

Termistorns 1150 resistans hos kan användas för att exakt förutsäga den yttre linsytans temperatur, varvid förhållandet mellan avstånden mot den önskade noggrannheten av återkopplingsstyrsystemet beräknas och valide-ras empiriskt. Termisk impedans är resistansen för att överföra värme från en punkt till en annan punkt (om den termiska impedansen är hög, kommer mindre värmeöverföring att ske, och vice versa). Den termistorn måste vara känslig för temperaturförändringar på linsytan, eftersom det är den yta på vi-ken vattenbaserade föroreningar, såsom snö och is, ska tas bort. Därför är det nödvändigt att ha en mycket låg termisk impedans från termistorn till den yttre linsytan. I detta fall är den linsmaterialet och den yttre linsbeläggningen de termiska barriärerna mellan termistorn och den yttre linsen. Dessutom är det viktigt att maximera resistansen från termistorn till insidan av lampan så att den invändiga temperaturen i lampan inte påverkar temperaturen som avkänns av termistorn.

Termistorn är i huvudsak en ytmonterad resistor som har de ungefärli-ga måtten: 0,03 x 0,065 x 0,03 tum (bredd, längd, höjd) och huvudsakligen består av aluminiumoxid. Termistorn arbetar under en programmerbar logik-sekvens för att motståndsvärmeelementet automatiskt ska aktiveras/avaktiveras för att smälta snö och is på linsen. Termistorn används för att åstadkomma återkoppling till mikrostyrenheten i form av en resistans. Denna resistans är korrelerad till en temperatur som mikrostyrenheten lagrar och använder för att avgöra om värmaren ska vara på eller av och på vilken effektnivå. Motståndsvärmeelementets 1135Den resistans/konduktivitet, såväl som den hos den aktuella termistorn 1150 och värmeelementskretskortet 1140, är valda för optimering av driften av termistorn. Vid en utföringsform är motståndsvärmeelementet 1135 anordnat att aktiveras vid 10°C och avaktive-ras vid 15°C. Emellertid kan mikrostyrenheten också programmeras att aktivera eller avaktivera motståndsvärmeelementet 1135 baserat på en resistans som är lagrad i mikrostyrenheten från strömmen och spänningen som är för-knippad med en specifik temperatur. Termistortillverkaren tillhandahåller data för att finna sambandet mellan resistans och temperatur.

Värmestyrenheten är närmare bestämt en sluten loopstyrenhet som innefattar en programmerbar mikrostyrenhet (som redan finns i strålkastarens huvud-PCB), linstermistorn, ett strömavkännande motstånd, en spännings-sensor , en MOSFET och värmetrådskretsen. Mikrostyrenheten övervakar den yttre linsens temperatur genom att beräkna linsens termistorresistans med regelbundna tidsintervall, som har en känd korrelation till temperaturen. När temperaturen bestäms ligga vid eller under en uppsättning aktiverings-temperaturer (som programmerats in i mikrostyrenheten), avger mikrostyren heten en signal till nämnda MOSFET som ansluter ett ben av värmeelementskretsen till lampeffekten (det andra benet är anslutet till jord), varigenom värmeelementet aktiveras. Om temperaturen bestäms ligga över en viss avaktiveringstemperatur (också inprogrammerad i mikrostyrenheten), avger den en signal till nämnda MOSFET för att koppla från värmeelementskretsens ben från effekten, varigenom all effekt tas från värmeelementskretsen. Mikrostyrenheten kan också modulera strömmen för effektreglering. Vidare beräk-nar mikrostyrenheten värmetrådstemperaturen och reglerar uppvärmningsef-fekten för att förhindra att värmetråden överskrider smält- eller mjukningstem-peraturen för det använda linsmaterialet.

Värmeelementskretskortet innefattar kontakter för att underlätta anslutning av värmeelementskretsledningar till en kretskonfiguration samt två termistorstyrledningar. Kontakterna kan bestå av koppar täckt nickel belagt med guld för att åstadkomma en icke-korroderande, formbar yta som lämpar sig för svetsning eller termisk kompressionslimning av motståndsvärmeelementet 1135 samt för elektrisk anslutning via fjäderinnehållande (Pogo-) stift. Generellt innefattar termisk kompressionslimning tillämpning av hög temperatur och högt tryck (lokalt) för att mekaniskt smälta ihop två material. Typiskt placeras ett hårt material överst på änden av en pressanordning, som kan åstadkomma högt tryck och innefattar ett värmeelement som används för att värma det hårda materialet. De två materialen man önskar förbinda med varandra pressas ihop med väsentlig kraft, medan det hårda materialet på änden av pressen upphettas, vilket får de två materialen för att förbindas med varandra på en molekylär nivå. Förfarandet kan användas för att förbinda liknande material (metall med metall) eller olika material (metall med keramik) på ett effektivt sätt.

En kablage 1160 med universal anslutningar 1161, 1162 vid ändarna användas för anslutning av värmeelementskretskort 1140 och termistorn 1150 till lampans huvud kretskort. Kablagets 1160 anslutning 1162 till huvudkretskortet gör det möjligt att åstadkomma dubbelriktad anslutning till huvudkretskortet genom fastsättning av ledningarna på huvudkretskortet ändar så att termistorns ledare befinner sig vid var sin ände, med en gemensam ledning mellan värmetrådskretskort 1140 i mittläget, och de återstående ändarna av värmetrådskretskortet 1140 anordnade däremellan (tomrum kan behövas). Kablagets 1160 anslutning 1161 på linssidan av ska fästas i lamphuset så att linsen 1130 inte behöver någon fast förbindelse med lampans huvudkropp eller komponenter av denna, för att förhindra interferens med standardpro-cessen för att fästa en lins 1130 på en lampas huvudkropp. Stift 1165 används för kablagets 1160 anslutning 1161 linssidan som ansluter ledningar av värmeelementskretskortet 1140 och termistorn 1150 till strålkastarens huvudkretskort. Närmare bestämt kontaktar fjäderstiftens 1165 ändar guldpläterade kontakter på värmeelementskretskortet 1140. Fjäderstiften 1165 är fjäderbelastade och har en maximal slaglängd på 0,090 tum. Fjädern utövar en kraft som håller ändarna i kontakt med kontakterna på kretskortet 1140 och möjlig-gör en eftergivlig anslutning. Fjäderstiften 1165 kompenserar för termisk ex-pansion, rörelser på grund av vibrationer och/eller stötar samt toleranser för aggregatet. Under monteringen placeras fjäderstiften 1 65 i ett formsprut-ningsverktyg, innan de övergjuts med material som sprutas in i kaviteten. Materialet (PBT Valox) sprutas in i kärnan/kaviteten av formsprutningsverktyget och omger den yttre kroppen av fjädertapparna fullständigt för att bilda en stel kropp/konstruktion runt stiften.

Strålkastarhuset är ett formgjutet hus som fungerar som en kylfläns. Huset innefattar också lösningar för kablaget 1160. Närmare bestämt har huset ett plant sätesplan 1170, två koniska stift 1172, samt en styrkanal 1 173. Kablaget 1160 innefattar en övergjuten linssidig kontaktkropp med koniska hål 1175 som passar med koniska stift 1172 för kontaktinriktning samt en ex-truderad del 1177, som passar in i styrkanalen 1173 i syfte att motverka det moment som åstadkommes genom tryck mot fjäderstiften 1165. Ett moment leder till sammansättning eftersom det plana sätesplanet 1170 i huset, mot vilket kablaget 1160 anligger när det installeras, ger en normalkraft som kompenserar för fjäderkraften i fjäderstiften 1165, vilken inte ligger direkt i linje med denna kraft. Den extruderade delen 1177 på kablaget 1160 som passar in i styrkanalen 1173 pressar mot sidan av kanalen och skapar en kopplings-kraft som hindrar kablaget 1160 att rotera på grund av felinriktning av utövad fjäderkraft och sätesplanets 1170 normalkraft.

Det område av linsen som ska värmas bestäms först genom att betrak-ta av linsens område(-n) som ljuset passerar genom för lampans funktion(-er) som ska vara aktiv (eller önskas) när linsuppvärmning är nödvändig. Från dessa data bestämts den värmeeffekt som krävs med hjälp av omgivnings-temperaturen inställd på den lägsta definierade driftstemperaturen för lampan, ett antaget vattenbaserat föroreningslager på linsens utsida (ca 2 mm tjockt), linsmaterialet och -tjockleken, och nödvändigt trådavstånd (förutsatt att enhetligt och icke-segmenterad uppvärmning önskas). Andra övervägan-den innefattar förutsägelser rörande lampans inre lufttemperatur baserat på de tidigare uppräknade parametrarna och värmeavledning från de aktiva lampfunktionerna (CFD används för detta), önskad/nödvändig tid för avlägsning av de vattenbaserade föroreningarna, antagen luftkonvektionskoefficient för lampans insida och utsida, den latenta smältvärmen för is, isens täthet, och värmekapaciteten av allt material i värmeöverföringsbanorna (inklusive is). Denna information används för att matematiskt uttrycka värmeöverföring från kabeln till luften (både inom och utanför lampan) och den mängd energi som behövs för att höja temperaturen på isen till noll grader C och omvandla isen till vatten som en funktion av tiden. De matematiska uttrycken kombine-ras och löses för att bestämma storleken på effekten som behövs från värmetråden för att smälta isen under den önskade/nödvändiga tiden, så att när isen smälter, vattnet rinner av linsen på grund av gravitation.

När multipla driftspänningar behövs, används flera värmeelementskretsar och konfigureras i serie, parallellt eller i en kombination av serie och parallellt för att uppnå en enhetlig uppvärmningseffekt vid någon av de givna ingångsspänningarna för en värmaredrivkrets av linjär typ. Alternativt kan en drivkrets av switch-typ användas ihop med en enda värmarekrets. Den inne-boende resistansen hos komponenterna styrsystemet inklusive termistorn i linsen måste förskjutas i en av värmeelementskretsarna för system med flera värmeelementskretsar för att säkerställa likformig uppvärmning mellan kret-sarna (om inget annat önskas), eftersom resistansen bidrar till uppvärmning-en av värmeelementskretsen, varigenom mängden ström som strömmar genom den minskar jämfört med andra kretsar. Detta åstadkommes enkelt genom ändring av längden av varje krets, så att resistanserna balanseras när styrsystemets nettoresistans adderas till en krets. Raka banor för värmeelementskretsen som bäddas in i linsen minimeras för reducering av uppkoms-ten av störande ljus i det optiska mönster i syfte att åstadkomma en tydligare och mer levande form som är lättare uppfattas av det mänskliga ögat. Dessutom åstadkommer inbäddningsprocessen en menisk av linsmaterial längs värmetråden. Formen på denna menisk bryter ljuset kring tråden så att, för en krökt bana, ljus vänds svagt bort från tråden, som lämnar ett tomrum med en vinkel A, kommer att avlänkas mot ett tomrum med vinkeln B, varigenom klarheten begränsas eller detta tomrum till ocj med elimineras.

Fackmannen inser ovanstående beskrivning inte är begränsad till de häri diskuterade utföringsformerna och att andra metoder för styrning av värmeelement, värmeöverföringsfluidcirkulationsanordningar eller Peltier-värmepumpar kan utnyttjas. Dessa metoder kan innefatta manuell aktivering och avaktivering av värmeelement, värmeöverföringsfluidcirkulationsanordningar eller Peltier-värmepumpar via en on/off-knapp. Andra alternativa utföringsformer inkluderar fortlöpande aktivering av elementen, så att LED-lampans temperatur är tillräckligt hög för att förhindra ansamling av vattenbaserade föroreningar men tillräckligt låg för att förhindra oavsiktlig termisk försämring av LED-lampan och dess komponenter.

Claims (15)

1. Strålkastaraggregat (1100) innefattande: ett hus (1115) för koppling av strålkastaraggregatet (1100) på ett fordon, varvid huset (1115) innefattar en reflektor (1120, 1121); en plan kylflänskonstruktion (1125), som har en första yta och en andra yta; ett huvudkretskort, som uppbärs av kylflänskonstruktionen (1125), ett första ljusemitterande diodaggregatet, som uppbärs av den första ytan av kylflänskonstruktionen (1125) och ett andra ljusemitterande diodaggregatet, som uppbärs av en andra yta av kylflänskonstruktionen (1125), varvid vart och ett av det första och det andra ljusemitterande diodaggregatet är elektriskt anslutet till huvudkretskortet; en lins (1130), som är fäst på huset (1115) och haren inre yta (1127) och en yttre yta (1128); en värmetrådelementskretskort (1140) som är anbringat på nämnda lins (1130); ett värmetrådelement (1135), som är inbäddat i den inre ytan av linsen (1130) och är elektriskt kopplat till värmetrådelementskretskortet (1140); ett inkapslingsskikt, som är anordnat över värmetrådelementet (1135); och en termistor (1150), som är fäst på linsen (1130) för att känna av när linsen (1130) når ett förutbestämt tillstånd, varvid termistorn (1150) är elektriskt kopplad till nämnda värmetrådelementskretskort (1140).

2. Strålkastaraggregat (1100) enligt krav 1, vid vilket värmetrådelementet (1135) innefattar en kopparkärna och en silverbeläggning.

3. Strålkastaraggregat enligt krav 1, vid vilket värmetrådelementskretskortet (1140) är elektriskt anslutet till huvudkretskortet.

4. Strålkastaraggregat (1100) enligt krav 1, vid vilket ett kablage (1160) ansluter värmetrådelementskretskortet (1140) och termistorn (1150) till huvudkretskortet.

5. Strålkastaraggregat (1100) enligt krav 4, vid vilket stift (1165) ansluter kablaget (1160) till huvudkretskortet.

6. Strålkastaraggregat (1100) enligt krav 1, vid vilket huset (1115) fungerar som kylfläns (1125).

7. Strålkastaraggregat (1100) enligt krav 1 eller 4, dessutom innefattande en mikrostyrenhet för aktivering eller avaktivering av värmetrådelementet (1135) baserat på det förutbestämda tillståndet som avkänns av termistorn (1150).

8. Strålkastaraggregat (1100) enligt krav 1, vid vilket kylflänsen (1125) tudelar huset (1115) i övre och nedre områden.

9. Strålkastaraggregat (1100) enligt krav 1 eller 7, vid vilket värmetrådelementet (1135) är inbäddat i linsen (1130) på ett djup av 5,93 x 10"<3> och 8,89 x 10"<3> mm (2,3 x 10-3 och 3,5 x 10-3 tum).

10. Strålkastaraggregat (1100) enligt krav 1 eller 7, vid vilket värmetrådelementet (1135), värmetrådelementskretskortet (1140) och termistorn (1150) är inbäddade i linsen (1130).

11. Strålkastaraggregat (1100) enligt krav 1 eller 7, vid vilket ett avstånd från en yttre yta av termistorn (1150) till den yttre ytan av linsen (1130) inte är större än en tiondel av ett avstånd mellan nämnda yttre yta av termistorn (1150) och den inre ytan av linsen (1130), vilket återges i en ekvation: Do £ (1/10)Di, där Do = avståndet från termistorn (1150) till den yttre ytan av linsen (1130) och Di = avståndet mellan termistorn (1150) och inre linsen (1130).

12. Strålkastaraggregat (1100) enligt krav 4, vid vilket ett flertal fjäderbelastade stift (1165), som är anordnade på kablaget (1160), ansluter ledare av värmetrådelementskretskortet (1140) och termistorn (1150) till huvudkretskortet.

13. Strålkastaraggregat (1100) enligt krav 7, vid vilket huset (1115) innefattar upptagningsorgan, som är inrättade att ta emot kablaget (1160).

14. Strålkastaraggregat (1100) enligt krav 13, vid vilket upptagningsorganen innefattar ett plant viloplan (1170), ett flertal avsmalnande stift (1172) och en styrkanal (1173).

15. Strålkastaraggregat (1100) enligt krav 14, vid vilket kablaget (1160) innefattar ett extruderat parti (1177), som passar in i nämnda styrkanal, eller avsmalnande hål (1175) som passar ihop med nämnda avsmalnande stift (1172).