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Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugscheinwerfer mit einem Projektionssystem, der ein Gehäuse und in diesem hinter der Öffnung einer Sichtblende die Projektionseinheit aufweist, wobei das Gehäuse mit einer Lichtaustrittsöffnung versehen ist, an der eine Abdeckscheibe angeordnet ist.
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Ein derartiger Fahrzeugscheinwerfer ist in der
DE 37 03 129 A1 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 Sammellinse 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.
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Die in einem solchen Projektionsscheinwerfer entstehende Wärme wird über ein Zwangsbelüftungssystem, das eine Luftzirkulation im Innern des Leuchtengehäuses verursacht und eine Kondensation von Wasserdampf aus der im Leuchtengehäuse befindlichen Luft als Folge der Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft verhindert, abgeführt, wozu dieses wenigstens eine Einlassöffnung für Umgebungsluft und mindestens eine Auslassöffnung für Luft im Gehäuse aufweist und das während des Fahrbetriebes wirksam ist. Es dient dabei insbesondere auch der ständigen Abfuhr von Wärme, die im Bereich der Projektionslinse im vorderen Teil des Scheinwerfers entsteht und die die Umgebungsbauteile, insbesondere eine die Projektionslinse umgebende Sichtblende, belastet. Ein solches Zwangsbelüftungssystem ist beispielsweise in der
DE 103 40 073 A1 beschrieben.
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Bei einer Fahrzeugleuchte mit einer Projektionseinheit und einer Sichtblende ist in der Regel die Luftzirkulation eingeschränkt, da zwischen der Sichtblende und der Abdeckscheibe nur ein schmaler Spalt (Fuge) gegeben ist, wobei sich eine Verbreiterung des Spaltes aus Designgründen verbietet. Bei niedrigen Außentemperaturen kann eine hohe Luftfeuchtigkeit, begünstigt durch enge Fugenmaße im Innern des Leuchtengehäuses, zu einer reduzierten Luftzirkulation führen, mit der Folge einer sichtbaren Beschlagbildung an der Abdeckscheibe des Scheinwerfers und einer ungenügenden Wärmeabfuhr.
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Zur Verbesserung der Belüftung ist es aus der
DE 298 21 068 U1 bekannt, bei einem nach dem Projektionsprinzip arbeitenden Scheinwerfer mit einem die Projektionslinse umgebenden Rahmen als Sichtblende, der mit der Abdeckscheibe einen vorderen Raum im Scheinwerfer bildet, in diesem Rahmen mehrere zur Projektionslinse koaxial angeordnete Belüftungsöffnungen anzuordnen, um einen Durchtritt der Luft von der Hauptkammer des Scheinwerfers in den vorderen Raum und umgekehrt zu ermöglichen, so dass Luft in diesem Raum im Fahrbetrieb gezielt zirkulieren kann. Zur Abführung von Wärme sind keine zusätzlichen Maßnahmen getroffen.
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Aus der
US 6,210,024 B1 ist ein nach dem Projektionsprinzip arbeitender Scheinwerfer bekannt, dessen Projektionslinse in einem zylindrischen Linsenhalter befestigt ist. Dieser Projektionsscheinwerfer weist einen Reflektor auf, dessen Wände mit Belüftungsöffnungen versehen sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugscheinwerfer mit einem Projektionssystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 so zu gestalten, dass in diesem die Luftzirkulation verbessert wird und entstehende Wärme auf einfache Weise abgeführt wird.
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Diese Aufgabe wird bei einem Fahrzeugscheinwerfer mit einem Projektionssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Die Erfindung besteht darin, dass in einem Fahrzeugscheinwerfer mit einem Projektionssystem, der ein Gehäuse mit einer eine Lichtaustrittsöffnung verschließenden Abdeckscheibe, eine in dem Gehäuse angeordnete Projektionseinheit bekannter Bauart mit einem den äußeren Rand der Projektionslinse einschließenden koaxialen (Design-)Ring aus einem temperaturbeständigen Material und eine frontseitig der Projektionslinse zugeordnete Sichtblende aus Kunststoff aufweist, die mit dem projektionsfesten Ring einen Ringspalt ausbildet, der Ring an der Projektionslinse vorsteht und in seinem oberen Umfangsbereich projektionslinsenseitig eine Ausnehmung für einen Luftdurchtritt aufweist.
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Die im Bereich vor der Projektionslinse erhitzte Luft strömt nach oben und kann durch diese Ausnehmung weitgehend unbehindert hinter die durch den vorstehenden Ring thermisch abgeschottete Sichtblende gelangen, ohne diese thermisch zu stark zu belasten. Dadurch wird einerseits die Luftzirkulation im vorderen Bereich des Scheinwerfers gefördert, verbunden mit einem verbesserten Enttauen der Abdeckscheibe bzw. einem Verhindern eines Feuchtigkeitsbeschlages an derselben, und es werden andererseits die Umgebungsbauteile der Projektionseinheit thermisch weniger belastet. Durch die ständige Wärmeabfuhr und Abschottung der Sichtblende wiederum kann diese aus einem thermisch weniger belastbaren Kunststoff hergestellt werden, wodurch der Kostenaufwand gesenkt wird. Zusätzliche Bauteile sind nicht erforderlich, lediglich der Ring ist gegenüber der herkömmlichen Bauweise zu modifizieren.
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Der Ring kann einen zu der Projektionslinse hin offenen U-förmigen Querschnitt aufweisen, dessen äußerer Schenkel länger als der innere ist und der auf dem äußeren Rand der Projektionslinse und dem Mantel der Projektionseinheit fest angeordnet ist, und sichtblendenseitig mit einem ringumfangseitig durchgängig angeordneten Luftleitprofil versehen sein. Die Ausnehmung ist vorzugsweise in einem Winkelbereich von wenigstens 90° und in beiden Schenkeln ausgebildet, jedoch derart, dass der die beiden Schenkel verbindende Steg des U-Profils und das Luftleitprofil im Bereich der Ausnehmung erhalten sind und eine Schottwand ausbilden.
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Zur Verbesserung der Wärmeabfuhr, sowohl im Fahrbetrieb als auch im Standbetrieb des Fahrzeugs, bei dem keine Zwangsbelüftung des Fahrzeugscheinwerfers gegeben ist, kann oberhalb des Mantels wenigstens ein mit der Gehäuseumgebung in thermischer Wirkverbindung stehender Kühlkörper aus einem gut wärmeleitenden Material angeordnet sein. Dieser Kühlkörper entzieht der an der Projektionseinheit und auch an der bzw. durch die Ausnehmung aufsteigenden erhitzten und oberhalb der Projektionseinheit zirkulierenden Luft Wärme, transportiert diese nach außerhalb des Gehäuses und gibt die Wärme dort an die Gehäuseumgebung ab. Durch diese Maßnahme verringert sich zusätzlich 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 des 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.
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Verstärkt wird der Effekt, wenn im Bereich zwischen dem Kühlkörper und der Sichtblende 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.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
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1: einen Vertikalschnitt durch einen Projektionsscheinwerfer für ein Fahrzeug,
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2: einen Schnitt durch einen an der Vorderseite der Projektionslinse des Projektionsscheinwerfers angeordneten Ring in perspektivische Ansicht,
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3: einen Vertikalschnitt durch den Ring oberhalb der Projektionslinse und
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4: eine perspektivische Ansicht von der Außenseite des Gehäuseabschnittes, in dem zwei Kühlkörper angeordnet sind.
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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. Der Raum 8 zwischen dem Reflektor 4 und der Projektionslinse 6 ist dabei von einem koaxial ausgebildeten Al-Mantel 9 umschlossen, der an seiner Unterseite mit einer Lufteintrittsöffnung 10 und an seiner Oberseite mit einer Luftaustrittsöffnung 11 für eine Zwangsbelüftung im Fahrbetrieb 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.
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Das Scheinwerfergehäuse weist des Weiteren eine Luftauslassöffnung 14 und eine Lufteinlassöffnung 15 auf und ist im Bereich zwischen der Projektionslinse 6 und der Abdeckscheibe 3 mit einer Sichtblende 16 (Blendrahmen) aus Polycarbonat versehen. Diese (16) bildet mit einem projektionslinsenfesten (Design-)Ring 17 einen Ringspalt 18 aus. Der Ring 17 hat einen zu der Projektionslinse 6 hin offenen U-förmigen Querschnitt (auch 2 und 3), weist an seinem äußeren, länger ausgebildeten Schenkel 17.1 ringumfangsseitig ein durchgängig angeformtes Luftleitprofil 19 auf, ist auf dem Mantel 9 fest angeordnet und steht am Rand der Projektionslinse 6 vor. Im seinem oberen Umfangsbereich weist der Ring 17 projektionslinsenseitig eine Ausnehmung 20 für einen Luftdurchtritt L auf, von der beide Schenkeln 17.1 und 17.2 betroffen sind und die einen Winkelbereich von im Wesentlichen 90° erfasst. 2 verdeutlicht die Ringausbildung und -anordnung, und 3 zeigt den Ring 17 mit der Ausnehmung 20 im Schnitt.
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Im Fahrbetrieb wird insbesondere der vordere Bereich des Fahrzeugscheinwerfers von Luft durchsetzt, hervorgerufen durch den an der Luftauslassöffnung 14 erzeugten Unterdruck. Diese Zwangsbelüftung dient der Enttauung der Abdeckscheibe 3 und kann einen Feuchtigkeitsbeschlag an deren Innenseite verhindern. Die Zwangsbelüftung wird durch die Gestaltung und Anordnung des Ringes 17 verstärkt, indem die durch die Projektionslinse 6 erhitzte Luft nach oben durch die Ausnehmung und hinter die Sichtblende 16 strömt, sich mit der eingesaugten kühleren Luft vermischt und die Luftzirkulation antreibt. Durch diese wird auch Wärme abgeführt. Zudem wird die durch die Projektionslinse 6 erhitzte Luft durch das Luftleitprofil 19 des Ringes 17 von der Sichtblende 16 ferngehalten, so dass deren thermische Belastung erheblich reduziert ist.
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Des Weiteren sind In einem in Fahrzeuglängsrichtung des Scheinwerfergehäuses 1 vertikal ausgebildeten Wandungsabschnitt 21 oberhalb des Mantels 9 zwei Kühlstäbe 22 aus Kupfer quer zur Fahrzeuglängsrichtung abgedichtet angeordnet, derart, dass diese mit einer Hälfte ihrer Länge 22i (innen) in den Innenraum des Scheinwerfergehäuses 1 und mit der anderen Hälfte (22a (außen), 4) in den das Scheinwerfergehäuse 1 umgebenden Raum ragen. An der Deckwandung des Scheinwerfergehäuses 1 im Bereich des Wandungsabschnittes 21 ist eine Strömungsbarriere 23 angeformt, die in den Innenraum des Scheinwerfergehäuses 1 ragt und die die von der Projektionseinheit, insbesondere durch die Luftaustrittsöffnung 12, aufsteigende erhitzte Luft auffängt bzw. zunächst im Umgebungsbereich der Kühlstabhälften 22i konzentriert, bevor diese abgekühlt ist und weiter zirkuliert. 2 verdeutlicht die Anordnung. In 4 sind die beiden Kühlstäbe 22 mit ihren Hälften 22a gezeigt, die am Wandungsabschnitt 21 aus dem Scheinwerfergehäuse 1 ragen.
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Erhitzte Luft, die aus dem Raum 8 durch die Luftaustrittsöffnung 12 und auch durch die Luftaustrittsöffnung 11 aufsteigt (Pfeile), gelangt in den die Kühlstabhälften 22i umgebenden und projektionslinsenseitig durch die Strömungsbarriere 23 begrenzten Raum und gibt dort Wärme an die Kühlstabhälften 22i ab, bevor die Luft in den übrigen Scheinwerfergehäuseraum gelangt. Die auf die Kühlstabhälften 22i übertragene Wärme wird zu den Kühlstabhälften 22a geleitet, die dann ihrerseits die aufgenommene Wärme außerhalb des Scheinwerfergehäuses 1 an die dieses umgebende Luft abgeben, so dass auch im Standbetrieb des Fahrzeugs Wärme aus dem Scheinwerfergehäuse 1 gezielt abgeführt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Scheinwerfergehäuse
- 2
- Lichtaustrittsöffnung
- 3
- Abdeckscheibe
- 4
- Reflektor
- 5
- Blende
- 6
- Projektionslinse
- 7
- Glühlampe
- 8
- Raum
- 9
- Mantel
- 10
- Lufteintrittsöffnung
- 11
- Luftaustrittsöffnung
- 12
- Luftaustrittsöffnung
- 13
- Luftleitblech
- 14
- Lufteinlassöffnung
- 15
- Luftauslassöffnung
- 16
- Sichtblende
- 17
- (Design-)Ring
- 17.1
- Schenkel
- 17.2
- Schenkel
- 18
- Ringspalt
- 19
- Luftleitprofil
- 20
- Ausnehmung
- 21
- Wandungsabschnitt
- 22
- Kühlstab
- 22a
- äußere Kühlstabhälfte
- 22i
- innere Kühlstabhälfte
- 23
- Strömungsbarriere
- L
- Luftstrom
