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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugscheinwerfer. Der Kraftfahrzeugscheinwerfer umfasst ein Gehäuse mit einer durch eine Abdeckscheibe verschlossenen Lichtaustrittsöffnung, mindestens ein in dem Gehäuse angeordnetes Lichtmodul zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung vor dem Fahrzeug, eine in dem Gehäuse angeordnete Lüftereinrichtung und ein in dem Gehäuse angeordnetes Heizelement. Außerdem betrifft die Erfindung eine Lüftereinrichtung zum Einsatz in einem solchen Kraftfahrzeugscheinwerfer.
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Kraftfahrzeugscheinwerfer weisen heutzutage üblicherweise keine zusätzliche Heizvorrichtung auf, um die Abdeckscheibe vereister oder zugeschneiter Scheinwerfer abzutauen oder einen Feuchtigkeitsbeschlag auf der Außenseite oder Innenseite der Abdeckscheibe zu entfernen. Derzeit wird die während des Betriebs einer Lichtquelle des Scheinwerfers entstehende Abwärme genutzt, um den Innenraum des Scheinwerfergehäuses zu erwärmen. Dadurch wird ein Warmluftstrom im Inneren des Gehäuses erzeugt, der zumindest über einen Teil einer Innenseite der Abdeckscheibe streicht, diese erwärmt und so von Eis, Schnee und Feuchtigkeit befreit. Zur Unterstützung der Warmluftzirkulation kann eine Lüftereinrichtung in dem Scheinwerfer vorgesehen werden, die den Warmluftstrom beschleunigen und gezielt in Richtung der Abdeckscheibe richten kann. Bei besonders niedrigen Außentemperaturen und/oder Lichtquellen, die nur wenig Abwärme erzeugen, wie dies bspw. bei Gasentladungslampen und Halbleiterlichtquellen, insbesondere Leuchtdioden (LEDs), der Fall ist, kann es jedoch erforderlich sein, zusätzliche Heizmittel in dem Scheinwerfergehäuse vorzusehen, um innerhalb einer akzeptablen Zeit einen ausreichend warmen Luftstrom zum Auftauen bzw. Entfeuchten der Abdeckscheibe zu erzielen.
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Scheinwerferreinigungsanlagen könnten beim Auftauen und Entfeuchten der Abdeckscheibe zwar helfen, sind aber in ihrer Wirkung begrenzt, zu teuer und in vielen Fahrzeugen erst gar nicht vorhanden. Lediglich für besonders leuchtstarke Scheinwerfer in teureren Kraftfahrzeugen sind Scheinwerferreinigungsanlagen gesetzlich vorgeschrieben.
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Teilweise sind außerdem Wischerblätter für Scheinwerfer vorgesehen. Auch diese Lösung ist teuer und erzielt zudem bei einer fest vereisten Abdeckscheibe keine zufriedenstellende Wirkung ohne zusätzlichen Abtauprozess. Außerdem können Wischerblätter immer nur auf der Außenseite der Abdeckscheibe wirken. Ein Entfernen eines Feuchtigkeitsbeschlags an der Innenseite einer Abdeckscheibe ist weder mit einem Wischersystem für Scheinwerfer noch mit einer Scheinwerferreinigungsanlage möglich.
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Bei bekannten Scheinwerfern mit Infrarot(IR)-Strahlenquellen für sogenannte Nachtsicht-Systeme kommen IR-Emitter zum Einsatz, deren Intensitätsmaximum auf Wellenlängen < 1000 nm ausgelegt ist. In diesem Wellenlängenbereich werden Wärmestrahlen durch Wasser, Schnee oder Eis nur zu einem geringen Maße absorbiert und in Wärme umgewandelt. Zudem ist bei diesen IR-Systemen der bestrahlte Bereich der Abdeckscheibe eng begrenzt und auf die IR-Funktion beschränkt, d. h. benachbarte Bereiche eines Abblendlichts oder anderer Lichtfunktionen werden von den IR-Strahlen nicht erfasst.
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Konventionelle Scheinwerfer in Glühlampentechnik heizen sich im Betrieb so stark auf, dass durch deren Abwärme zumindest ein teilweises Abtauen der Abdeckscheibe bei Frost möglich ist. Bei Scheinwerfern, die mit Gasentladungslampen, und vor allem bei Scheinwerfern, die mit Halbleiterlichtquellen betrieben werden, also mit Lichtquellen, die nur relativ wenig Abwärme erzeugen, ist ein Abtauen der Abdeckscheibe und ein Entfernen eines Feuchtigkeitsbeschlags in akzeptabler Zeit praktisch nicht möglich. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Scheinwerfer nicht über zusätzliche Lüftereinrichtungen zur Luftumwälzung in dem Gehäuse des Scheinwerfers verfügen. Deshalb müssen solche Scheinwerfer vor Fahrtbeginn zum Beispiel von Hand von Eis und/oder Schnee befreit werden, was aber üblicherweise nur nachlässig beziehungsweise unvollständig erfolgt, so dass ein Lichtaustritt im Regelfall nach wie vor beeinträchtigt ist. Eine Innenseite der Abdeckscheibe kann dabei manuell überhaupt nicht von Feuchtigkeit und Eis befreit werden.
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Bei starkem Schneefall oder allgemein einer Wasserbeaufschlagung bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen können selbst während der Fahrt die Scheinwerfer ganz oder teilweise vereisen und/oder von Schnee zugedeckt werden. Die infolgedessen geringe Lichtdurchlässigkeit der Abdeckscheibe bzw. die Streuung des hindurchtretenden Lichts und die daraus resultierende schlechte Ausleuchtung des Bereichs vor dem Fahrzeug stellt ein erhöhtes Sicherheitsrisiko beziehungsweise Gefährdungspotential dar.
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Eine zuverlässige Abhilfe kann nur durch eine in dem Gehäuse des Scheinwerfers angeordnete zusätzliche Heizung erzielt werden. So sind beispielsweise aus der
US 7,553,053 B2 und der
US 2010/0008099 A1 Scheinwerfer bekannt, bei denen Heizdrähte an oder in der Abdeckscheibe des Scheinwerfers vorgesehen sind. Ein Abtauen der Abdeckscheibe durch eine zusätzliche Heizung mittels Heizdrähten ist allerdings nachteilig für das Design der Abdeckscheibe und des Scheinwerfers, da die Heizdrähte von außen sichtbar sind und außerdem bei einem Lichtdurchtritt störend wirken können. Zudem sind zum Aufbringen der Heizdrähte aufwändige Verfahren notwendig, die relativ hohe Kosten verursachen.
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Ferner ist aus der
DE 10 2004 025 623 A1 ein Scheinwerfer bekannt, bei dem in einem Scheinwerfergehäuse ein Wärmetauscher angeordnet ist, der mit der Umgebung außerhalb des Scheinwerfergehäuses in Verbindung steht. Der Wärmetauscher dient zur Erzeugung eines besseren Wärmeübergangs zwischen dem Innenraum und der Umgebung des Gehäuses. Es ist in dieser Druckschrift erwähnt, den Wärmetauscher sowohl zum Kühlen als auch zu Erwärmen des Innenraums des Gehäuses des Scheinwerfers einzusetzen. Da es sich bei einem Wärmetauscher um ein passives Element handelt, kann dieses jedoch immer nur einen Temperaturausgleich zwischen dem Innenraum des Gehäuses und der Umgebung bewirken. Deshalb eignet sich der Wärmetauscher insbesondere zum Kühlen des Innenraums, wenn dort bspw. 120°C herrschen und die Umgebung eine Temperatur von bspw. 15°C aufweist. Es ist jedoch nicht möglich, bei Außentemperaturen von bspw. unter 0°C mit dem Wärmetauscher den Innenraum des Scheinwerfergehäuses zu erwärmen, um so die Abdeckscheibe aufzutauen.
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Die
EP 0 859 188 A2 zeigt einen Scheinwerfer mit einer Betauungsschutzvorrichtung zur Verhinderung von Kondensation auf optisch wirksame Oberflächen in einem Scheinwerfer. Dazu ist im Bereich einer Luftzufuhröffnung in das Scheinwerfergehäuse ein Heizelement in Form eines elektrischen Heizdrahtes vorgesehen. Die durch die Zufuhröffnung in das Scheinwerfergehäuse strömende Luft wird an dem Heizdraht erwärmt und kann im Gehäuseinnern zirkulieren. Dabei streicht die erwärmte Luft zum Enttauen, Enteisen beziehungsweise Entfeuchten an der Abdeckscheibe des Scheinwerfers vorbei. Eine zusätzlich im Gehäuse angeordnete Lüftereinrichtung kann die Luftzirkulation unterstützen.
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Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kraftfahrzeugscheinwerfer dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, dass mit einem möglichst geringen Aufwand selbst bei Verwendung von wenig Abwärme erzeugenden Lichtquellen und bei tiefen Außentemperaturen der Scheinwerferinnenraum möglichst schnell aufgeheizt werden kann, um ein schnelles, zuverlässiges und großflächiges Abtauen und Entfeuchten der Abdeckscheibe zu ermöglichen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ausgehend von dem Kraftfahrzeugscheinwerfer der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Heizelement in die Lüftereinrichtung integriert ist. Dabei ist das Heizelement vorzugsweise unmittelbar in dem durch die Lüftereinrichtung erzeugten Luftstrom angeordnet. Es ist aber auch denkbar, dass das Heizelement bspw. im Lüftergehäuse oder an anderer Stelle in der Lüftereinrichtung angeordnet ist. Der durch die Lüftereinrichtung hervorgerufene Luftstrom nimmt beim Vorbeiströmen an dem Heizelement die bereitgestellte Wärme auf, so dass sich im Inneren des Scheinwerfergehäuses ein Warmluftstrom ergibt. Dank des Einsatzes des in die Lüftereinrichtung integrierten Heizelements erfolgt das Erwärmen des Luftstroms besonders schnell und effektiv. Außerdem stellt das Heizelement dank der Integration in die Lüftereinrichtung kein zusätzliches Bauteil dar, das bei der Montage des Scheinwerfers gesondert gehandhabt und im Scheinwerfer befestigt werden muss. Es ist denkbar, dass das Heizelement automatisch gleichzeitig mit der Lüftereinrichtung aktiviert wird. Alternativ ist es denkbar, dass die Lüftereinrichtung zusätzliche Anschlüsse für die Energieversorgung des Heizelements aufweist. Das hat den Vorteil, dass das Heizelement separat von der Lüftereinrichtung angesteuert werden kann.
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Es wird vorgeschlagen, das Heizelement und die Lüftereinrichtung selbst bei ausgeschaltetem Scheinwerfer gleich nach dem Starten des Kraftfahrzeugs zu aktivieren. Ferner wäre es denkbar, das Heizelement und die Lüftereinrichtung bereits vor dem Starten des Fahrzeugs zu aktivieren, bspw. zusammen mit einer Standheizung oder mit einer Betätigung eines Fahrzeugtüröffners. Auch eine manuelle Aktivierung des Heizelements und der Lüftereinrichtung über einen im Fahrgastraum angeordneten Schalter ist denkbar. Schließlich könnte die Aktivierung des Heizelements und der Lüftereinrichtung zusammen mit einer Aktivierung mindestens einer Lichtfunktion des Scheinwerfers erfolgen. Die Aktivierung des Heizelements kann abhängig von der Außentemperatur erfolgen. Insbesondere kann vorgesehen sein, das Heizelement nur bei Unterschreiten einer Grenztemperatur, bspw. +5°C zu aktivieren. Ebenso kann die Aktivierung des Heizelements abhängig von der Temperatur in dem Scheinwerfergehäuse erfolgen. Insbesondere kann vorgesehen sein, das Heizelement beim Überschreiten einer anderen Grenztemperatur, bspw. +90°C wieder zu deaktivieren.
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Der sich durch das aktivierte Heizelement und die Lüftereinrichtung im Scheinwerfergehäuse einstellende Warmluftstrom wird zum Enteisen, Enttauen und/oder Entfeuchten vorzugsweise auf die Abdeckscheibe gerichtet. Selbst wenn der Warmluftstrom nicht direkt auf die Abdeckscheibe gerichtet ist, sollte er zumindest entlang eines Teils der Innenseite der Abdeckscheibe entlang streichen. Im erfindungsgemäßen Scheinwerfer weist das Lichtmodul bevorzugt mindestens eine Halbleiterlichtquelle auf; für Lichtmodule mit einer Gasentladungslampe ist die Erfindung auch zweckmäßig.
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Als mögliche Heizelemente zum Erwärmen der durch die Lüftereinrichtung beförderten Luft sind verschiedenartige Bauelemente denkbar, wie zum Beispiel Heizwiderstände, Wärmetauscher, Emitter für Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung), Peltier-Elemente, Solarkollektoren mit Wärmespeicher, Wärmeleitrohre, Hochfrequenzfeldheizungen, etc. Die Wahl eines geeigneten Heizelements ist von den jeweiligen konstruktiven und technischen Rahmenbedingungen abhängig. Die Heizelemente müssen erfindungsgemäß lediglich in der Lage sein, den Luftstrom in der Lüftereinrichtung direkt oder zumindest indirekt zu erwärmen.
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Es wird vorgeschlagen, dass das Heizelement elektrisch betätigbar ist. Die elektrische Energie kann von einer Fahrzeugbatterie stammen oder durch einen Fahrzeuggenerator erzeugt werden. Durch die elektrische Betätigung kann das Heizelement zeitlich flexibel aktiviert und deaktiviert werden und die Ansteuerung ist besonders einfach.
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Ergänzend wird vorgeschlagen, dass das Heizelement in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen Heizwiderstand umfasst. Dabei kann der Heizwiderstand nahezu beliebig, also als ein Heizleiter, eine Heizwendel, ein Heizband, eine Heizmanschette, eine Heizmatte oder ein Heizregister ausgebildet sein. Der Heizleiter stellt dabei einen hochohmigen Draht mit einem im Wesentlichen runden Querschnitt dar, der auch spiralförmig als Heizwendel oder flach (mit rechteckigem Querschnitt) als Heizband ausgebildet sein kann. Als Heizmatte wird ein flächig ausgebildetes Heizelement bezeichnet, an dem die Luft vorbeiströmt; das Heizregister weist in der Regel mehrere, parallel zueinander angeordnete Heizlamellen auf, die von der zu erwärmenden Luft durchströmt werden. Die Heizmanschette kann an der Innenseite oder der Außenseite des Lüftergehäuses angeordnet sein. Die kostengünstigste Lösung stellt dabei der Heizleiter dar, der die erfindungsgemäße Aufgabe hinreichend gut erfüllt.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Heizelement an einem Lüftereinrichtungsgehäuse angeordnet ist. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Lüftereinrichtungsgehäuse einen Luftkanal aufweist, über den Luft angesaugt (Lufteinlasskanal) oder Luft gefördert (Luftauslasskanal) werden kann. Der Luftauslasskanal kann einen von der Lüftereinrichtung erzeugten Luftstrom in eine gewünschte Richtung lenken, so dass sich die gewünschte Warmluftzirkulation in dem Scheinwerfergehäuse einstellt. Das Heizelement könnte zum Beispiel von einer Wandung zur gegenüberliegenden Wandung des Luftkanals als Heizleiter, Heizwendel oder Heizband durch den Querschnitt des Lüfterkanals verlegt sein. Möglich ist auch eine an einer Innenseite der Wandung des Luftkanals angeordnete Heizmatte oder ein im Luftkanal eingesetztes Heizregister. Denkbar ist auch ein Wärmeleitrohr, das beispielsweise Motorwärme an einen Wärmetauscher führt, der in der Wandung des Lüfterkanals angeordnet ist. Auch ein Peltier-Element könnte in oder an der Wandung des Lüfterkanals angeordnet sein, wobei eine heizende Seite des Peltier-Elements dem Inneren des Luftkanals zugewandt ist und eine korrespondierende kühlende Seite des Peltier-Elements gleichzeitig zum Beispiel wärmeempfindliche Bauelemente in dem Scheinwerfer kühlt oder außerhalb des Scheinwerfergehäuses angeordnet ist.
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Alternativ hierzu ist möglich, dass das Heizelement außen an dem Lüfterkanal angeordnet ist. Hierzu kann vorteilhafterweise die Heizmanschette angewandt werden, die den Luftkanal ummantelt und ihn dabei von außen aufheizt. Dies hat den Vorteil, dass in dem Luftkanal kein den Luftdurchfluss behinderndes Heizelement angeordnet sind. Ein Querschnitt des Luftkanals kann dadurch verkleinert werden, was die bauliche integrale Einheit aus Lüftereinrichtung und Heizelement sehr kompakt macht.
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Möglich ist auch, dass das Heizelement auf einer im Innern des Lüftereinrichtungsgehäuses angeordneten Leiterplatte angeordnet ist. Die Leiterplatte umfasst Leiterbahnen sowie elektrische und/oder elektronische Bauelemente zur Energieversorgung und Ansteuerung der Lüftereinrichtung. Zusätzlich zu der auf der Leiterplatte vorgesehen Schaltung kann auch ein externes Steuergerät oder eine in ein externes Steuergerät integrierte Steuerungs- und/oder Regelungsfunktionalität vorgesehen sein. Extern bedeutet dabei außerhalb des Scheinwerfergehäuses, aber innerhalb des Kraftfahrzeugs. So ist es bspw. denkbar, dass von dem externen Steuergerät ein unter Umständen von der Außentemperatur abhängiger Einschaltbefehl an die Leiterplatte und weiter an die Lüftereinrichtung und das Heizelement gelangt. Die Drehzahlregelung der Lüftereinrichtung und die Steuerung bzw. Regelung der Heizleistung des Heizelements kann dann mittels der auf der Leiterplatte vorgesehenen Schaltung erfolgen. Bei Bedarf kenn ein Ausschaltbefehl, der unter Umständen abhängig ist von der Innentemperatur in dem Scheinwerfergehäuse, durch die Schaltung auf der Leiterplatte generiert werden.
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Möglich ist weiterhin, dass das Gehäuse des Scheinwerfers mindestens eine Lufteintrittsöffnung und mindestens eine Luftaustrittsöffnung umfasst. In diesem Fall ist die Lüftereinrichtung bevorzugt im Bereich der Lufteintrittsöffnung angeordnet. Durch die vorgesehenen Lufteintritts- und Luftaustrittsöffnungen kann eine Entfeuchtung des Innern des Gehäuses des Scheinwerfers realisiert werden, wobei eine mit Feuchtigkeit angereicherte erwärmte Luft aus dem Inneren des Gehäuses, beispielsweise in regelmäßigen Zeitabständen oder kontinuierlich, über die Luftaustrittsöffnung aus dem Gehäuse geblasen wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lüftereinrichtung als ein Axiallüfter ausgebildet. Der Axiallüfter weist ein rohrförmiges Gehäuse auf, in dem ein mit Luftschaufeln bestücktes Lüfterrad auf einer Drehachse gelagert ist. Das Lüfterrad wird mittels eines Elektromotors angetrieben. Durch Rotieren des Lüfterrads wird Luft von einer Seite des Rohrs zur anderen Seite gefördert. Axiallüfter können im Vergleich zu einem schneckenförmig aufgebauten Radiallüfter einen größeren Volumenstrom mit größerem Druck erzeugen. Das bedeutet, dass eine kleinbauende Lüftereinrichtung zum Enttauen, Enteisen und/oder Entfeuchten der Abdeckscheibe ausreichend ist. Generell können natürlich alle beliebigen Ausführungsformen von Lüftereinrichtungen, also auch Radiallüfter oder Vertikallüfter, in dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer angewandt werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei können die angegebenen Merkmale auch einzeln und in beliebiger, auch von der beschriebenen und dargestellten Kombination abweichenden Kombinationen Gegenstand der Erfindung sein. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers eines Kraftfahrzeugs; und
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2 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Lüftereinrichtung.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers 10 eines Kraftfahrzeugs mit einem Lichtmodul 12. Der Scheinwerfer 10 umfasst ein Gehäuse 14 mit einer durch eine Abdeckscheibe 16 verschlossenen Lichtaustrittsöffnung. Das Gehäuse 14 ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt. Die Abdeckscheibe 16 besteht vorzugsweise aus einem transparenten Kunststoff oder Glas. Die Abdeckscheibe 16 kann als eine Streuscheibe zumindest teilweise mit optisch wirksamen Streuelementen (z. B. Prismen oder Zylinderlinsen) oder als eine klare Scheibe ohne solche Streuelemente ausgebildet sein.
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Das Lichtmodul 12 ist in dem Gehäuse 14 angeordnet und dient zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung, beispielsweise einer Abblendlicht- oder Fernlichtverteilung oder einer beliebig anderen Lichtverteilung, bspw. einer adaptiven Lichtverteilung, vor dem Fahrzeug. Die Lichtverteilung ist durch Pfeile 17 symbolisiert. Das Lichtmodul 12 kann als ein Reflexionsmodul oder als ein Projektionsmodul ausgebildet sein. In dem Gehäuse 14 könnten auch noch weitere Lichtmodule zur Realisierung anderer Lichtfunktionen und/oder Leuchtenmodule zur Realisierung einer beliebigen Leuchtenfunktion, wie beispielsweise eines Blinklichts, eines Positionslichts und/oder eines Tagfahrlichts, angeordnet sein.
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Das Lichtmodul 12 weist mindestens eine Lichtquelle 18 zum Aussenden des Lichts zur Erzeugung der Lichtverteilung 17 auf, die in dem dargestellten Beispiel als eine Halbleiterlichtquelle, vorzugsweise als eine Leuchtdiode (LED), ausgebildet ist. Die Lichtquelle 18 könnte jedoch auch als eine Gasentladungslampe oder eine beliebig andere Lichtquelle ausgebildet sein. Zur Erzeugung der gewünschten Lichtverteilung 17 weist das Lichtmodul 12 üblicherweise eine Primäroptik, zum Beispiel in Form eines Reflektors und/oder einer TIR(Total Internal Reflection)-Vorsatzoptik, zum Bündeln des von der Halbleiterlichtquelle 18 ausgesandten Lichts auf (nicht dargestellt). Außerdem kann das Lichtmodul 12 auch eine Sekundäroptik (nicht dargestellt), zum Beispiel in Form einer Sammellinse, im Strahlengang des ausgesandten Lichts aufweisen, welche das gebündelte Licht zur Erzeugung der Lichtverteilung 17 auf die Fahrbahn vor das Fahrzeug projiziert. Falls die Lichtverteilung 17 eine abgeblendete Lichtverteilung (z. B. Abblendlicht, Nebellicht, etc.) ist, kann in dem Lichtmodul 12 zwischen der Primäroptik und der Sekundäroptik noch eine Blendenanordnung vorgesehen sein, deren Oberkante (bei vertikaler Blendenanordnung) bzw. Vorderkante (bei horizontaler Blendenanordnung) als Hell-Dunkel-Grenze auf die Fahrbahn vor das Fahrzeug projiziert wird.
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Das Lichtmodul 12 umfasst auch ein Trägerelement 20, auf dem die LED 18 angeordnet ist. Das Trägerelement 20 ist bspw. als eine Leiterplatte (PCB – Printed Circuit Board) ausgebildet. Die LED 18 ist auf dem Trägerelement 20 befestigt und über darauf ausgebildete Leiterbahnen kontaktiert. Es können auch mehrere LEDs 18 auf dem Trägerelement 20 angeordnet sein. Auch mehrere Trägerelemente 20 mit jeweils mindestens einer LED 18 können in dem Lichtmodul 12 vorgesehen sein. Das Trägerelement 20 ist zur besseren Wärmeabfuhr auf einem Kühlkörper 19 angeordnet. Dieser umfasst oberflächenvergrößernde Elemente 21, bspw. in Form von Kühlrippen oder Kühlstiften.
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Der Scheinwerfer 10 weist im Gehäuse 14 außerdem eine Lüftereinrichtung 22 auf. Die Lüftereinrichtung 22 ist zur besseren Verdeutlichung in 1 als ein Radiallüfter ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Lüftereinrichtung 22 aber als ein Axiallüfter (vgl. 2) ausgeführt. Der Axiallüfter weist ein rohrförmiges Lüftereinrichtungsgehäuse 40 auf, in dem ein mit Luftschaufeln 42 bestücktes Lüfterrad 44 auf einer Drehachse 46 drehbar gelagert ist. Durch Rotieren des Lüfterrads 44 wird Luft von einer Seite des Rohrs 40 zur anderen Seite gefördert. Das Rohr 44 kann dabei gerade oder beliebig gekrümmt ausgebildet sein. Das Rohr 44 hat die Funktion eines Gehäuses für den Lüfter 22 und gleichzeitig eines Luftkanals (vgl. bspw. Luftkanal 24 in 1). Die in 1 gezeigte Lüftereinrichtung 22 weist einen Luftkanal 24 auf, der Teil eines Lüftergehäuses 30 ist. Das Rohr 44 bzw. der Luftkanal 24 kann auch flexibel ausgeführt sein. Der Luftkanal 24 oder das Lüftergehäuse 30 bzw. das Rohr 44 können auf beliebige Weise an dem Lichtmodul 12 befestigt sein. Damit kann die Baugruppe bestehend aus dem Lichtmodul 12 und der Lüftereinrichtung 22 als eine Einheit gehandhabt und in das Gehäuse 14 des Scheinwerfers 10 eingesetzt werden. Die Baugruppe kann auch in verschiedenen Scheinwerfertypen eingesetzt werden.
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Im Innern des Luftkanals 24 bzw. des Rohrs 44 ist an einer Wandung oder – wie in 1 gezeigt – zwischen zwei gegenüberliegenden Wandungen ein elektrisch betreibbares Heizelement 26 angeordnet. Das Heizelement 26 umfasst einen Heizwiderstand, der bevorzugt als ein Heizleiter, eine Heizwendel oder ein Heizband ausgebildet ist. Es könnte auch eine Heizmatte großflächig an der Innen- und/oder Außenseite einer Wandung des Lüftereinrichtungsgehäuses 30 bzw. des Luftkanals 24 bzw. des Rohrs 44 angeordnet sein. Alternativ könnte auch ein Heizregister in dem Luftkanal 24 bzw. dem Rohr 44 angeordnet sein. Der Luftkanal 24 bzw. das Rohr 44 ist in dem Gehäuse 14 derart ausgerichtet, dass eine Strömungsrichtung eines von der Lüftereinrichtung 22 ausgesandten Luftstroms 28 die Abdeckscheibe 16 auf möglichst kurzem Weg erreicht und anschließend der Luftstrom 28 an einem möglichst großen Bereich der Abdeckscheibe 16 vorbeiströmt. Zum Lenken des Warmluftstroms 28 können im Scheinwerferinneren Luftleitbleche 29 aus Kunststoff oder Metall vorgesehen sein. Die Luftleitbleche 29 können gleichzeitig als Sichtschutz- oder Designblenden dienen, um bei einem Blick durch die Abdeckscheibe 16 in das Scheinwerferinnere ein gewünschtes Erscheinungsbild zu generieren.
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Alternativ ist es auch möglich, dass das Heizelement 26 im Luftstrom vor und/oder hinter der Lüftereinrichtung 22 im Luftstrom angeordnet ist. Aber eine bessere Heizwirkung wird durch das in die Lüftereinrichtung 22 integrierte Heizelement 26 erzielt. Zudem ist ein derartiges integriertes Bauteil bessere handhabbar und kann einfacher montiert werden.
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In einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist alternativ auch möglich, dass das Heizelement 26 außen an dem Lüftereinrichtungsgehäuse 30 angeordnet ist. Hierzu kann beispielsweise eine Heizmanschette als Heizelement 26 angewandt werden, die den Luftkanal 24 von außen ummantelt, diesen dabei von außen beheizt und so auch die hindurchströmende Luft erwärmt.
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Beim dem Axiallüfter aus 2 kann das Heizelement an einer beliebigen Stellen innerhalb oder außerhalb des rohrförmigen Luftkanals 40 angeordnet sein. Insbesondere können im Inneren des Kanals 40 Heizdrähte 26 spiralförmig angeordnet sein, um eine direkte und unmittelbare großflächige Erwärmung der hindurchströmenden Luft zu ermöglichen. Dadurch kann eine besonders schnelle Erwärmung der Luft erzielt werden, so dass selbst bei niedrigen Außentemperaturen eine rasche Enteisung bzw. Entfeuchtung der Abdeckscheibe 16 erzielt werden kann.
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Als brauchbare Heizelemente zum direkten oder zumindest indirekten Erwärmen der durch die Lüftereinrichtung 22 beförderten Luft sind auch Emitter für Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung), Peltier-Elemente, Solarkollektoren mit Wärmespeicher, Hochfrequenzfeldheizungen, etc. denkbar. Sogar nicht elektrisch betreibbare Heizelemente wie Wärmetauscher oder Wärmeleitrohre sind in der Lüftereinrichtung 22 einsetzbar.
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In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform ist es auch möglich, dass das Heizelement 26 auf einer im Innern des Lüftereinrichtungsgehäuses 30 angeordneten Leiterplatte (nicht dargestellt) angeordnet ist. Auf der Leiterplatte angeordnete Bauelemente dienen vorzugsweise einer elektrischen Versorgung und/oder Ansteuerung der Lüftereinrichtung 22 und des Heizelements 26. Die Leiterplatte kann in dem durch die Lüftereinrichtung 22 erzeugten Luftstrom 28 angeordnet sein. Zumindest aber ragt das darauf angeordnete Heizelement 26 in den Luftstrom 28.
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In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform ist es auch möglich, dass das Gehäuse 14 des Scheinwerfers 10 mindestens eine Lufteintrittsöffnung und mindestens eine Luftaustrittsöffnung umfasst. In diesem Fall ist die Lüftereinrichtung 22 bevorzugt im Bereich der Lufteintrittsöffnung angeordnet. Die vorgesehenen Lufteintritts- und Luftaustrittsöffnungen können zu einer verbesserten Entfeuchtung des Innern des Gehäuses 14 genutzt werden, wobei die mit Feuchtigkeit angereicherte erwärmte Luft in regelmäßigen Zeitabständen oder kontinuierlich aus dem Inneren des Gehäuses 14 geblasen wird. Das kann bspw. dadurch geschehen, dass durch die Lüftereinrichtung 22 ein Überdruck im Inneren des Gehäuses 14 erzeugt wird, der sich über die Luftaustrittsöffnung entlädt.
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Die beheizbare Lüftereinrichtung 22 arbeitet in dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer 10 prinzipiell folgendermaßen: Der durch die Lüftereinrichtung 22 erzeugte Luftstrom 28 wird zur aktiven Enteisung bzw. Enttauung oder Entfeuchtung der Abdeckscheibe 16 genutzt, indem der Luftstrom 28 vor dem Austritt aus der Lüftereinrichtung 22 durch das Heizelement 26 erwärmt und nach Verlassen des Lüfterkanals 24; 40 in dem Gehäuse 14 entlang zumindest eines Teils der Innenseite der Abdeckscheibe 16 streicht. Zur Steuerung und/oder Verbesserung der Warmluftzirkulation können in dem Gehäuse 14 Luftleitbleche 29 vorgesehen sein. Die Lüftereinrichtung 22 ist vorzugsweise bei einem Blick von außen durch die Abdeckscheibe 16 in den Scheinwerfer 10 nicht sichtbar und beispielsweise durch eine Zier- oder Abdeckblende (nicht dargestellt) verdeckt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 7553053 B2 [0008]
- US 2010/0008099 A1 [0008]
- DE 102004025623 A1 [0009]
- EP 0859188 A2 [0010]