DE102006057232A1

DE102006057232A1 - Fahrzeugscheinwerfer

Info

Publication number: DE102006057232A1
Application number: DE102006057232A
Authority: DE
Inventors: Jens Oppel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2006-12-05
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2008-06-12

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugscheinwerfer, der ein Gehäuse aus Kunststoff mit einer eine Lichtaustrittsöffnung verschließenden Abdeckscheibe, eine in diesem angeordnete Projektionseinheit mit einem Reflektor, einer im Abstand von diesem angeordnete Projektionslinse, einem lichtemittierenden Mittel und einem den Raum zwischen dem Reflektor und der Projektionslinse zumindest teilweise umgebenden Bauteil. Sie löst die Aufgabe, einen derartigen Fahrzeugscheinwerfer so zu gestalten, dass in diesem im Standbetrieb in diesem entstehende Wärme auf einfache Weise abgeführt wird. Dazu ist im Gehäuse (1) oberhalb des Bauteils (9) wenigstens ein mit der Gehäuseumgebung in thermischer Wirkverbindung stehender Kühlkörper (18) aus einem gut wärmeleitenden Material angeordnet, der der in diesem Bereich zirkulierenden erhitzten Luft Wärme entzieht, diese nach außerhalb des Gehäuses (1) transportiert und dort an die Gehäuseumgebung abgibt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugscheinwerfer mit einem Gehäuse aus Kunststoff mit einer eine Lichtaustrittsöffnung verschließenden Abdeckscheibe, einer im Gehäuse angeordneten Projektionseinheit mit einem Reflektor, einer im Abstand vor diesem angeordneten Projektionslinse, einem lichtemittierenden Mittel und einem den Raum zwischen dem Reflektor und der Projektionslinse zumindest teilweise umgebenden Bauteil.
Ein derartiger Scheinwerfer ist in der DE 37 03 129 grundsätzlich beschrieben. Dort ist dieser als Abblendscheinwerfer mit einem Fernscheinwerfer zu einer Scheinwerfereinheit mit einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefasst. Der nach dem Projektionsprinzip aufgebaute Abblendscheinwerfer weist als Bauteile einen Reflektor, eine Sammellinse, eine im Strahlengang hinter der Sammellinse in ihrem Brennpunkt angeordnete Blende und eine im Strahlengang hinter der Sammellinse eingesetzte Streuscheibe auf, wobei die Bauteile über ein Gestell fest zusammengebaut sind. Dabei sind die Linse und das zwischen dieser und dem Reflektor angeordnete Gestell von einem parallel zur optischen Achse für das Fernlicht ausgerichteten Tubus umgeben, der den Einblick von der Außenseite des Scheinwerfers auf das Gestell und in den Reflektor versperrt. Der Tubus ist nach oben hin geöffnet, damit die von der Glühlampe, von der Linse und von dem die Linse tragenden Gestell erwärmte Luft besser zirkulieren kann. Um gleichzeitig auch den Einblick in den Bereich zwischen den Reflektor und der Seitenwandung und eine in diesem Bereich angeordnete Einstellvorrichtung zu versperren, geht der Tubus seitlich und im hinteren Bereich in eine Sichtblende über, die nach außen hin silberfarbig beschichtet sein kann.
Die in einem solchen Projektionsscheinwerfer entstehende Wärme wird über ein Zwangsbelüftungssystem, das auch eine Kondensation von Wasserdampf aus der im Leuchtengehäuse befindlichen Luft als Folge der Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft verhindert, abgeführt, wozu dieses wenigstens eine Einlass- und mindestens eine Auslassöffnung für Kühlluft im Gehäuse aufweist und das während des Fahrbetriebes wirksam ist. Ein solches Kühlsystem, wie es ist beispielsweise in der DE 103 40 073 A1 beschrieben ist, ist während des Standbetriebes des Fahrzeugs aber nicht wirksam, so dass die durch das Leuchtmittel erzeugte Wärme nicht abgeführt werden kann und demzufolge die Luft in der Projektionseinheit erhitzt wird. Als Folge steigt erhitzte Luft in den oberen Bereich des Gehäuses und kann dort Materialschäden und -versagen verursachen.
Aus der DE 103 11 853 A1 , die auch einen Projektionscheinwerfer mit einer infrarote Strahlung aussendenden Halbleiterlichtquelle betrifft, ist es bekannt, zur Abführung der entstehenden Wärme ein Kühlelement anzuordnen. Dieses kann stabförmig oder flächig ausgebildet sein, ist mit der Halbleiterlichtquelle thermisch verbunden und erstreckt sich von dieser entlang der Mittelachse des Reflektors bis zu der transparenten Scheibe oder durchstößt diese. Das Kühlelement führt die Wärme von der Lichtquelle weg und an die Umgebung im Innenraum des Scheinwerfers oder auch an die Umgebung des Scheinwerfers ab. Dadurch wird dieser Scheinwerfer auf einem Temperaturniveau gehalten, das unschädlich für diesen ist. Die Konstruktion ist aufwendig.
Ferner ist aus der DE 195 39 570 A1 ein Scheinwerfer bekannt, dessen Gehäuse im Bereich der elektrischen Versorgungseinrichtung für eine in diesem eingesetzte Gasentladungslampe eine Öffnung aufweist, die mit einem metallischen Kühlkörper verschlossen ist, wobei zumindest ein Teil der Versorgungseinrichtung am Kühlkörper angeschlossen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugscheinwerfer mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 so zu gestalten, dass in diesem im Standbetrieb entstehende Wärme auf einfache Weise abgeführt wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Fahrzeugscheinwerfer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die Erfindung besteht darin, dass in einem Fahrzeugscheinwerfer, der ein Gehäuse aus Kunststoff mit einer eine Lichtaustrittsöffnung verschließenden Abdeckscheibe, eine in dem Gehäuse angeordnete Projektionseinheit bekannter Bauart mit einem Reflektor, einer im Abstand von diesem angeordnete Projektionslinse, einem lichtemittierenden Mittel und einen den Raum zwischen dem Reflektor und der Projektionslinse zumindest teilweise umgebenden Bauteil umfasst, oberhalb des Bauteils wenigstens ein mit der Gehäuseumgebung in thermischer Wirkverbindung stehender Kühlkörper aus einem gut wärmeleitenden Material angeordnet ist. Dieser Kühlkörper entzieht der in diesen Bereich aufsteigenden und dort zirkulierenden erhitzten Luft Wärme, transportiert diese nach außerhalb des Gehäuses und gibt die Wärme dort an die Gehäuseumgebung ab. Auf diese einfache Weise wird die erhitzte Luft im Gehäuse abgekühlt. Dadurch verringert sich die thermische Belastung der Kunststoffbauteile, die mit der erhitzten Luft in thermischer Wirkverbindung stehen. Als Folge davon können, und das ist der wesentliche Vorteil der Anordnung dieses Kühlkörpers, zumindest für die Fertigung des Gehäuses und der Sichtblende, Kunststoffe mit niedrigerer Erweichungstemperatur eingesetzt werden, beispielsweise Polycarbonat, die kostengünstiger sind. Der eingesetzte Kühlkörper und dessen Anordnung am bzw. im Gehäuse sind wenig aufwendig.
Verstärkt wird der Effekt, wenn in Nähe des Kühlkörpers eine Strömungsbarriere für die aufsteigende erhitzte Luft quer zur optischen Achse der Projektionseinheit ausgebildet ist. Diese Strömungsbarriere veranlasst zumindest einen wesentlichen Teil der Luft im Anordnungsraum des Kühlkörpers zu verbleiben, wodurch es zu einem gezielteren Wärmeaustausch mit diesem und einem verstärkten Abtransport der Wärme durch diesen kommt. Bereits eine in das Gehäuse eingeschraubte Schraube entsprechender und angepasster Größe führt zu einer merklichen Abkühlung der erhitzten Luft.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
1: einen Vertikalschnitt durch einen Projektionsscheinwerfer,
2: eine perspektivische Ansicht der in diesem angeordneten Projektionseinheit mit einem Gehäuseabschnitt oberhalb der Projektionseinheit und
3: eine perspektivische Ansicht von der Außenseite dieses Gehäuseabschnittes.
Der in 1 gezeigte Projektionsscheinwerfer weist ein Scheinwerfergehäuse 1 aus Kunststoff mit einer eine Lichtaustrittsöffnung 2 verschließenden Abdeckscheibe 3, einen in diesem angeordneten Reflektor 4, eine im Abstand vor diesem angeordnete und als Abschatter dienende Blende 5, die für eine klare Hell-Dunkel-Grenze des abgestrahlten Lichtes sorgt, und eine Projektionslinse 6 sowie eine Glühlampe 7 auf. In 1 ist auch eine durch den Reflektor 4, Glühlampe 7 und Projektionslinse 6 verlaufende Längsachse eingezeichnet. Der Raum 8 zwischen dem Reflektor 4 und der Projektionslinse 6 ist dabei im wesentlichen von einem koaxial zur besagten Längsachse ausgebildeten Bauteil 9 in Form eines Al-Mantels umgeben bzw. umschlossen, der an seiner Unterseite mit Lufteintrittsöffnungen 10 und an seiner Oberseite mit einer Luftaustrittsöffnung 11 für eine Zwangsbelüftung sowie mit einer weiteren, oberseitig ausgebildeten langgestreckten Luftaustrittsöffnung 12 versehen ist, die sowohl der Zwangsbelüftung als auch der Abführung erhitzter Luft im Standbetrieb des Fahrzeugs dient. Die Luftaustrittsöffnung 11 ist von einem Luftleitblech 13 überdeckt.
Denkbar ist aber auch, dass das Bauteil 9 lediglich als eine den Raum 8 teilweise umgebende Halterung für die Projektionslinse 6 ausgebildet ist, beispielsweise mit mehreren sich vom Reflektor 4 zur Projektionslinse 6 hin erstreckenden Haltearmen (nicht gezeigt).
Das Scheinwerfergehäuse weist des Weiteren eine Lufteinlassöffnung 14 und eine Luftauslassöffnung 15 auf und ist im Bereich zwischen der Projektionslinse 6 und der Abdeckscheibe 3 mit einem Blendrahmen 16 (Sichtblende) versehen. Zwischen diesem und der Abdeckscheibe 3 wird im Fahrbetrieb in bekannter Weise eine durch den Fahrtwind in Gang gesetzte Luftzirkulation erzeugt, wobei an der Luftauslassöffnung 15 infolge des Fahrtwindes ein Unterdruck entsteht, der Luft aus dem Scheinwerfergehäuse 1 und aus dessen Umgebung über die Lufteinlassöffnung 14 nachzieht. In diese Luftzirkulation wird auch die im Raum 8 durch die Glühlampe 7 erhitzte Luft einbezogen.
In einem in Fahrzeuglängsrichtung des Scheinwerfergehäuses 1 vertikal ausgebildeten Wandungsabschnitt 17 oberhalb des Mantels 9 sind zwei Kühlstäbe 18 aus Kupfer quer zur Fahrzeuglängsrichtung abgedichtet angeordnet, derart, dass diese mit einer Hälfte ihrer Länge 18i (innen) in den Innenraum des Scheinwerfergehäuses 1 ragen und mit der anderen Hälfte (18a (außen), 3) in den das Scheinwerfergehäuse 1 umgebenden Raum. An der Deckwandung des Scheinwerfergehäuses 1 im Bereich des Wandungsabschnittes 17 und in Nähe der Kühlstäbe 18 ist eine Strömungsbarriere 19 angeformt, die in den Innenraum des Scheinwerfergehäuses 1 ragt und die die aufsteigende erhitzte Luft auffängt bzw. zunächst im Umgebungsbereich der Kühlstabhälften 18i konzentriert, bevor diese abgekühlt ist und weiter zirkuliert. 2 verdeutlicht die Anordnung. In 3 sind die beiden Kühlstäbe 18 mit ihren Hälften 18a gezeigt, die am Wandungsabschnitt 17 aus dem Scheinwerfergehäuse 1 ragen.
Erhitzte Luft, die aus dem Raum 8 durch die Luftaustrittsöffnung 12 und auch durch die Luftaustrittsöffnung 11 aufsteigt (Pfeile), gelangt in den die Kühlstabhälften 18i umgebenden und projektionslinsenseitig durch die Strömungsbarriere 19 begrenzten Raum und gibt dort Wärme an die Kühlstabhälften 18i ab, bevor die Luft in den übrigen Scheinwerfergehäuseraum gelangt. Die auf die Kühlstabhälften 18i übertragene Wärme wird zu den Kühlstabhälften 18a geleitet, die dann ihrerseits die aufgenommene Wärme außerhalb des Scheinwerfergehäuses 1 an die dieses umgebende Luft abgeben.

1: Scheinwerfergehäuse
2: Lichtaustrittsöffnung
3: Abdeckscheibe
4: Reflektor
5: Blende
6: Projektionslinse
7: Glühlampe
8: Raum
9: mantelförmiges Bauteil
10: Lufteintrittsöffnung
11: Luftaustrittsöffnung
12: Luftaustrittsöffnung
13: Luftleitblech
14: Lufteinlassöffnung
15: Luftauslassöffnung
16: Blendrahmen
17: Wandungsabschnitt
18: Kühlstab
18a: äußere Kühlstabhälfte
18i: innere Kühlstabhälfte
19: Strömungsbarriere

Claims

Fahrzeugscheinwerfer mit einem Gehäuse aus Kunststoff und einer eine Lichtaustrittsöffnung verschließenden Abdeckscheibe, einer im Gehäuse angeordneten Projektionseinheit mit einem Reflektor, einer im Abstand vor diesem angeordneten Projektionslinse, einem lichtemittierenden Mittel und einem den Raum zwischen dem Reflektor und der Projektionslinse zumindest teilweise umgebenden Bauteil, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (1) oberhalb des Bauteils (9) wenigstens ein mit der Gehäuseumgebung in thermischer Wirkverbindung stehender Kühlkörper (18) aus einem gut wärmeleitenden Material angeordnet ist.
Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (18) oberhalb des Bauteils (9) abgedichtet in der Gehäusewandung (17) befestigt ist, mit einem Teil (18i) in das Gehäuse (1) ragt und mit dem anderen Teil (18a) außerhalb desselben (1) ausgebildet ist.
Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper aus wenigstens einem Kühlstab (18) gebildet ist, der mit einer Teillänge (18i) in das Gehäuse (1) und mit der übrigen Teillänge (18a) aus dem Gehäuse (1) ragt.
Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlstab (18) eine Schraube ist, die in die Gehäusewandung (17) eingeschraubt ist.
Fahrzeugscheinwerfer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (18) aus Kupfer oder Aluminium besteht.
Fahrzeugscheinwerfer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Nähe des Kühlkörpers (18) quer zur Längserstreckung der Projektionseinheit eine Strömungsbarriere (19) für erhitzte Luft ausgebildet ist.
Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsbarriere (19) an der Deckwandung des Gehäuses (1) angeformt ist und von dieser Deckwandung in das Gehäuseinnere (1) ragt.