DE102004031033A1

DE102004031033A1 - Vorrichtung zum Beheizen von lichtdurchlässigen Abdeckungen von Strahlen

Info

Publication number: DE102004031033A1
Application number: DE102004031033A
Authority: DE
Inventors: Christof Dipl.-Ing. Bacher; Michael Dr. Paul
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2006-01-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beheizen von lichtdurchlässigen Abdeckungen von Strahlern, insbesondere für Fahrzeug-Lampen, wie Scheinwerfer oder Nebellichter, mit einem die Abdeckung bildenden Lampenglas (2) und einem hinter dem Lampenglas (2) angeordneten Beleuchtungsmodul (3), wobei die Vorrichtung mindestens ein Infrarot-Diodenmodul (4) aufweist, sowie ein Verfahren zum Befreien und/oder Freihalten einer durchsichtigen Abdeckung, insbesondere einer von einer Strahlung durchstrahlten Abdeckung eines Strahlers, von einem Beschlag, von Schnee und/oder von Eis.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beheizen von lichtdurchlässigen Abdeckungen von Strahlern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Infolge der Verwendung von Gasentladungslampen oder Lampen auf Basis von LEDs, insbesondere für die Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs, fällt deutlich weniger Strahlungswärme an als bei der Verwendung konventioneller Lampen. Dadurch wird die Abdeckung, d.h. die Scheinwerferscheibe, insbesondere bei Schneefall oder Vereisung derselben, nicht mehr abgetaut, sondern sie schneit ein oder vereist, so dass die Funktion der Scheinwerfer nicht mehr sichergestellt ist. Ferner kann es auch bei konventionellen Lampen zu Problemen durch einen Beschlag auf der Innenwand des die Abdekkung bildenden Lampenglases kommen.

Aus der DE 693 25 837 T2 ist eine heizbare Verbundglasscheibe bekannt, die eine thermoplastische Zwischenschicht mit hierin eingebetteten Widerstandsdrähten aufweist. Eine derartige Verbundglasscheibe wird als beheizbare Windschutz- oder Heckscheibe verwendet, um einen Beschlag auf den Scheiben möglichst gleichmäßig zu entfernen.

Auf Grund der eingebetteten Drähte ist eine derartige Verbundglasscheibe nur bedingt geeignet.

Aus der DE 43 04 789 A1 ist eine Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeuge bekannt, die ein Belüftungs- und Trocknungsmodul aufweist, das aus einem ein regenerierbares Trockenmittel enthaltenden Behälter und mehreren Rückschlagventilen besteht. Über ein vom Behälter zum Innenraum öffnendes Rückschlagventil kann Luft in den Innenraum strömen, deren Feuchtigkeit vom Trockenmittel gebunden wird. Über ein weiteres Rückschlagventil, dessen Öffnungsdruck niedriger ist als der des vom Behälter zum Innenraum öffnenden Rückschlagventils, ist der Behälter mit der Außenatmosphäre verbindbar. Zur Regeneration des Trockenmittels wird der Behälter mittels der Heizeinrichtung beheizt, wobei dann durch das zur Außenatmosphäre öffnende Rückschlagventil Feuchtigkeit aus dem Trockenmittel austragende Luft in die Außenatmosphäre abströmen kann, während der Innenraum durch das geschlossene Rückschlagventil vom Behälter getrennt ist.

Eine derartige Beleuchtungseinrichtung ist in ihrem Aufbau jedoch kompliziert und daher teuer.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Beheizen von lichtdurchlässigen Abdeckungen von Strahlern zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Abwandlungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Beheizen von lichtdurchlässigen Abdeckungen von Strahlern, insbesondere für Fahrzeug-Lampen, wie Scheinwerfer oder Nebellichter, mit einem die Abdeckung bildenden Lampenglas und einem hinter dem Lampenglas angeordneten Heizmodul vorgesehen, das auf dem Prinzip der Infrarotstrahlung beruht. Ein solches Modul kann aus mindestens einem Infrarot-Diodenmodul oder mindestens einem Heizstrahler bestehen. Ein derartiges Infrarot-Modul ist sehr preisgünstig, verbraucht relativ wenig Energie und kann einfach in eine bestehende Lampe integriert werden. Das abgestrahlte Infrarotlicht strahlt gerichtet auf die Abdeckung, die durch das Lampenglas gebildet wird und die von einem Beschlag infolge kondensierter Luftfeuchtigkeit, Schnee und/oder Eis freigehalten oder hiervon befreit werden soll.

Unter der hier verwendeten Bezeichnung „Glas" sollen im Folgenden sämtliche Materialien verstanden werden, die im Wesentlichen lichtdurchlässig und dazu geeignet sind, als Lampengläser verwendet zu werden, so dass beispielsweise auch Kunststoffe oder Verbundwerkstoffe darunter verstanden werden sollen. Eine Färbung des Glases, beispielsweise im Falle des hinteren Nebellichts, ist ebenfalls möglich.

Unter einem Strahler soll im Folgenden eine beliebige Strahlungsquelle, insbesondere jedoch eine sichtbares Licht abstrahlende Lichtquelle, verstanden werden.

Das Infrarot-Modul ist bevorzugt bezüglich der Abdeckung auf der gleichen Seite wie das Beleuchtungsmodul angeordnet, insbesondere in einem Lampengehäuse. Da das Beleuchtungsmodul hierin in aller Regel am Boden angebracht ist, ist die Anbringung des Infrarot-Moduls an einer Seitenwand des Lampengehäuses sinnvoll, insbesondere an einer Stelle, die nicht direkt im Lichtkegel des Beleuchtungsmoduls liegt. Dies stellt sicher, dass keine oder nur eine minimale Beeinträchtigung der bestehenden Anordnung durch die Integration des Infrarot-Moduls erfolgt.

Das Infrarot-Modul strahlt bevorzugt eine gerichtete Infrarotstrahlung ab, welche in einem Infrarot-Strahlungskegel auf die Abdeckung trifft und diese teilweise durchdringt, jedoch zu einem großen Teil absorbiert wird und da durch die Abdeckung erwärmt, so dass ein Beschlag sich auflöst, und Schnee oder Eis schmelzen und abfließen.

Das Lampenglas enthält bevorzugt mindestens einen Stoff, der die Infrarotstrahlung absorbiert, zum Beispiel einen Infrarotstrahlung absorbierenden Farbstoff. Dies ermöglicht eine optimale Energieumwandlung von Infrarotstrahlung in Wärme.

Zum Befreien oder Freihalten einer durchsichtigen Abdeckung, insbesondere einer von einer Strahlung durchstrahlten Abdeckung eines Strahlers, von einem Beschlag, von Schnee und/oder von Eis, wird die durchsichtige Abdeckung neben der von einem Beleuchtungsmodul stammenden Strahlung einer vom Infrarotmodul, vorzugsweise von einem oder mehreren Infrarot-Modulen kommenden Strahlung ausgesetzt.

Die Infrarotstrahlung wird vorzugsweise in Abhängigkeit der Außentemperatur und/oder der Feuchte gesteuert, so dass nur bei Bedarf Energie verbraucht wird. Insbesondere bei Unterschreiten einer Außentemperatur von +5°C oder weniger erfolgt die Beheizung der Abdeckung. Zusätzlich kann eine Steuerung in Abhängigkeit von einer Betätigung der Scheibenwischer ein- bzw. ausgeschaltet oder in Abhängigkeit eines Windschutzscheiben-Regensensors erfolgen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere für Kraftfahrzeuge geeignet, kann jedoch beispielsweise auch für Flugzeuge, Schiffe oder stehende, sich gegebenenfalls drehende Scheinwerfer, wie zum Beispiel bei Leuchttürmen, verwendet werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Schnitt eines schematisch dargestellten Scheinwerfers.
In einem Lampengehäuse 1, vorliegend einem Scheinwerfergehäuse, das von einem Lampenglas 2 verschlossen ist, ist neben einem zentral angeordneten, bei eingeschaltetem Zustand eine Strahlung abgebenden Beleuchtungsmodul 3, vorliegend einer Lampe, ein Infrarot-Modul 4 an einer Seitenwand des Lampengehäuses 1 angeordnet. Die Gesamtheit aus Lampengehäuse 1, Lampenglas 2 und Beleuchtungsmodul 3 bildet hierbei einen Strahler.
Das Modul 4 ist derart angebracht, dass sichergestellt ist, dass es die Funktion des Beleuchtungsmoduls 3, d.h. insbesondere den abgestrahlten Lichtkegel, nicht oder nur unwesentlich beeinflusst. Der Öffnungswinkel des Moduls 4 ist derart eingestellt, dass der Infrarot-Modul-Strahlungskegel 5 eine für eine verkehrssichere Funktion des Scheinwerfers ausreichend große, insbesondere möglichst zentral angeordnete Fläche des Lampenglases 2 anstrahlt und somit bei Bedarf beheizt. Das gemäß dem Ausführungsbeispiel verwendete Modul 4 hat eine maximale Leistung von 20 Watt, jedoch sind auch leistungsschwächere oder -stärkere Infrarot-Module verwendbar. Somit bildet das Infrarot-Modul 4 den Hauptteil einer Vorrichtung zum Beheizen des Strahlers. Die Vorrichtung umfasst ebenfalls eine Energieversorgung und eine Steuerung derselben, auf die an späterer Stelle näher eingegangen wird.
Um die von dem Modul 4 abgestrahlte Infrarot-Strahlung gezielt in Wärme umwandeln zu können, ist das Lampenglas 2 entsprechend zusammengesetzt, so dass es gezielt Strahlung im Infrarotbereich absorbiert und in Wärme umwandelt.
Die Steuerung des Moduls 4, das heißt das Ein- und Ausschalten der Energieversorgung desselben, erfolgt vorliegend unter Auswertung von Messwerten eines im Kraftfahrzeug für andere Zwecke bereits vorhandenen Außentemperaturfühlers und eines Windschutzscheiben-Regensensors, welcher zur Steuerung der Scheibenwischer dient. Bei Unterschreiten einer vorgegebenen Außentemperatur, vorliegend von +5°C, und beim Auftreten von Feuchte wird die Beheizung, das heißt die Energieversorgung des Moduls 4, eingeschaltet. Wird die Außentemperatur von +5°C überschritten oder es kann keine Feuchte festgestellt werden, so wird die Energieversorgung wieder ausgeschaltet.
Da bei dieser Art der Kopplung der Temperatur- und Scheibenwischer-Regensensor der Fall vereister Lampenabdeckungen bei morgendlichen Start des Fahrzeugs nicht sicher erkannt werden könnte, kann es vorteilhaft sein, bei einem winterlichen Fahrzeugstart unterhalb einer Grenztemperatur, vorzugsweise unter 0°C, die Beheizung für eine vorgebbare Zeit, vorzugsweise 5 – 20 Minuten, einzuschalten.
Gemäß einer Abwandlung kann an Stelle der Feuchtemessung mit Hilfe eines Windschutzscheiben-Regensensors eine Aktivierung der Scheibenwischer verwendet werden.
Die Steuerung kann vorteilhaft mittels eines weiteren Temperaturfühlers im Lampengehäuse verfeinert werden, derart, daß das Infrarot-Modul dann eingeschaltet wird, wenn die Außentemperatur im Lampengehäuse liegt. In solchen Fällen könnte es beispielsweise bei Tunneleinfahrten zu einem plötzlichen Beschlagen der Lampenabdeckungen kommen.
Bei einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel erfolgt die Steuerung des Infrarot-Moduls mittels einer im Lampengehäuse montierten Beschlags erkennungseinheit, welche auf der Basis des an der Lampenabdeckung gestreuten Lichts eine Erkennung gewährleistet.
Eine Steuerung in Abhängigkeit von einer Beheizung des Fahrzeuginnenraums an Stelle einer Außentemperaturmessung ist gemäß einer weiteren Abwandlung vorgesehen.
In einer besonders kostengünstigen Variante ist keine Steuerung vorgesehen. Die Infrarotstrahlung wird in diesem Fall bei Anschalten der Scheinwerfer aktiviert, das heißt die Energieversorgung von Beleuchtungsmodul und zugehörigem Modul sind miteinander gekoppelt.
Auch kann das Infrarot-Modul auch mittels eines manuell bedienbaren Schalters ein- bzw. ausschaltbar sein.
Auch können verschiedene Varianten der Steuerung des Infrarot-Moduls kombiniert werden.

1: Lampengehäuse
2: Lampenglas
3: Beleuchtungsmodul
4: Infrarot-Diodenmodul
5: Infrarot-Modul-Strahlungskegel

Claims

Vorrichtung zum Beheizen von lichtdurchlässigen Abdeckungen von Strahlern, insbesondere für Fahrzeug-Lampen, wie Scheinwerfer oder Nebellichter, mit einem die Abdeckung bildenden Lampenglas (2) und einem hinter dem Lampenglas (2) angeordneten Beleuchtungsmodul (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens ein Infrarot-Modul (4) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Infrarot-Modul (4) bezüglich der Abdeckung auf der gleichen Seite wie das Beleuchtungsmodul (3) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Infrarot-Modul (4) an einer Seitenwand eines Lampengehäuses (1) angeordnet ist, welches auch das Beleuchtungsmodul (3) aufnimmt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Infrarot-Modul (4) eine gerichtete Infrarotstrahlung abstrahlt.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Infrarot-Modul ein Infrarot-Diodenmodul mit Infrarot-Dioden ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Infrarot-Modul einen Heizstrahler umfaßt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lampenglas (2) zumindest einen Teil der Infrarotstrahlung absorbiert.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lampenglas (2) mindestens einen Stoff enthält, der die Infrarotstrahlung adsorbiert und/oder dass das Lampenglas (2) eine Infrarotstrahlung absorbierende Farbe aufweist.
Verfahren zum Befreien und/oder Freihalten einer durchsichtigen Abdeckung, insbesondere einer von einer Strahlung durchstrahlten Abdeckung eines Strahlers, von einem Beschlag, von Schnee und/oder von Eis, dadurch gekennzeichnet, dass die durchsichtige Abdeckung neben der von einem Beleuchtungsmodul (3) stammenden Strahlung einer Infrarotstrahlung ausgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarotstrahlung durch ein Infrarot-Modul (4) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarotstrahlung in Abhängigkeit der Außentemperatur und/oder der Feuchte gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarotstrahlung bei Unterschreiten einer Außentemperaturen von +5°C oder weniger eingeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarotstrahlung bei Überschreiten einer Außentemperaturen von +5°C oder höher ausgeschaltet wird.
Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Infrarot-Modul eingeschaltet wird, wenn die Außentemperatur höher ist als die Lampeninnentemperatur.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarotstrahlung in Abhängigkeit von einer Betätigung der Scheibenwischer ein- bzw. ausgeschaltet oder in Abhängigkeit eines Windschutzscheiben-Regensensors gesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ein- oder Ausschalten des Infrarot-Moduls mit der Ein- bzw. Ausschaltung der Lampen gekoppelt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ein- oder Ausschalten des Infrarot-Moduls mit manuell betätigbaren Schalter erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ein- oder Ausschalten des Infrarot-Moduls mittels einer Beschlagerkennungseinheit für das Lampenglas steuerbar erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschlagerkennungseinheit das von der Innenseite des Lampenglases gestreutes Licht zur Erkennung des Beschlagzustandes verwendet.