DE19814300A1 - Scheinwerfer oder Leuchte - Google Patents

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Scheinwerfer oder Leuchte für ein Kraftfahrzeug mit einer Lichtscheibe, einem Gehäuse, in dem Gehäuse angeordneten Lichtquelle und diesen zugeordneten Reflektoren, wobei wenigstens einer der Teile aus einem ausfoggenden Kunststoff besteht oder ausfoggende Kunststoffteile aufweist, mit einem Belüftungssystem, mit wenigstens einer Zuluftöffnung und einer Abluftöffnung derart weiterzuentwickeln, daß das Foggingkondensat in dem Scheinwerfer auf ein Minimum reduziert wird. DOLLAR A Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das Belüftungssystem ein Gebläse aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer oder eine Leuchte für ein Kraftfahrzeug mit einer Lichtscheibe, einem Gehäuse, in dem Gehäuse angeordneten Lichtquellen und diesen zu­ geordneten Reflektoren, wobei wenigstens einer der Teile aus einem foggenden Kunststoff besteht oder foggende Kunststoffteile aufweist, mit einem Belüftungssystem, mit wenigstens einer Zuluftöffnung und einer Abluftöffnung.

Scheinwerfer oder Leuten mit Belüftungssystemen sind im Stand der Technik bekannt. Belüftungssysteme weisen eine Zuluftöffnung sowie eine Abluftöffnung an dem Scheinwer­ fer auf und haben die Aufgabe, eine Luftaustauschmöglichkeit zwischen der Luft in dem Scheinwerfer sowie der Umgebungsluft zu ermöglichen. Durch den Luftaustausch soll es ermöglicht werden, feuchte Luft aus dem Scheinwerfer herauszuführen. Wird der Austausch der Luft unterbrochen, so führt die feuchte Luft dazu, daß beim Abkühlen der Lichtscheibe oder des gesamten Scheinwerfers das Wasser an der Lichtscheibe kondensiert. Bei einer Fehlfunktion des Belüftungssystems führt dies im Extremfall zu einem Vollaufen des Scheinwerfers. Die Scheinwerfer weisen ein oder zwei Lichtquellen auf wie z. B. Abblendlicht und Blinklicht. Die Reflektoren bestehen aus einem verspiegeltem Metall wobei die Lichtabgabeoptik in die Lichtscheibe eingearbeitet ist.

Bei Scheinwerfern oder Leuchten der neuen Generation wird eine klare Lichtscheibe ver­ wendet. Die vorgegebene Lichtverteilung wird dann durch gezielte geometrische Ausbildung der Reflektoren erreicht. Die Reflektoren können neben ihrer eigentlichen Funktion nämlich das Licht in Lichtabgaberichtung zu reflektieren auch noch als Träger von Lichtabgabeoptiken für Zusatzleuchten wie z. B. Blinkleuchte oder Nebellicht verwendet werden. Motorraumseitig wird der Scheinwerfer oder die Leuchte dann von einem Gehäuse umschlossen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Scheinwerfern oder Leuchten sind hier z. B. drei oder sogar vier Lichtquellen in einem Scheinwerfer angeordnet. Dies vereinfacht die Montage, da durch Einbau des Scheinwerfers bereits alle Leuchten an dem Fahrzeug angebracht sind. Weiterhin verleiht dies dem Scheinwerfer für einen Betrachter von außen einen technisch sehr interessanten Eindruck. Durch die Unterbringung von derartig vielen Lichtquellen auf einer verhältnismäßig kleinen Fläche ergeben sich jedoch neue Probleme hinsichtlich der Wärmeentwicklung. So sind Temperaturen von bis zu 230 Grad in einem solchen Scheinwerfer keine Ausnahme. Dies ist insbesondere dann von großer Bedeutung wenn das Fahrzeug steht, daß heißt die Kühlung durch den Fahrtwind entfällt. Durch die Wärmeentwicklung können z. B. Verformungen der Lichtscheibe oder anderer Kunststoffteile auftreten.

Als Werkstoffe für das Gehäuse oder den Reflektor bzw. für Dichtmittel werden üblicher­ weise Kunststoffe verwendet, insbesondere PC - Polykarbonat., UP - ungesättigtes Polyester, PP-GF - glasfaserverstärktes Polypropylen (Ester) und PVC - Polyvinylchlorid. Dabei handelt es sich um foggende Kunststoffe, d. h. die Kunststoffe enthalten ausgasende flüchtige Bestandteile. Bestandteile die aus solchen Kunststoffen ausfoggen sind z. B. Weichmacher, Amine (PUR-Schaumkatalysatoren), Gleitmittel, Stabilisatoren, Flammschutzmittel oder Lösemittel. Eine genau Auflistung der Foggingbestandteile ist in "Das Foggingproblem: Messmethoden, Wege und Erfolge", ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 96 (94) Seite 238-246 Tabelle 4 aufgelistet. Das Foggen führt zum Beschlagen oder zum Ergrauen der Lichtscheibe der Reflektoren oder auch zum Zersetzen des Kunststoffes. Das Foggen nimmt exponentiell mit der Temperatur zu, dies ist z. B. in "Temperaturabhängigkeit des Fogging-Phänomens" Kunststoffe 83 (1993), von F. Loock, Th. Lampe, A. M. Bahadir beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es nun einen Scheinwerfer oder eine Leuchte nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1 derart zu gestalten, daß die Gefahr des Ergrauens oder Beschlagens der Lichtscheibe bzw. der Reflektoren durch Foggingbeschlag verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Belüftungssystem ein Ge­ bläse aufweist.

In vorteilhafterweise wird durch das Gebläse der Luftstrom derart erhöht, das die foggenden Kunststoffteile gekühlt werden, so daß eine geringere Menge an flüchtigen Bestandteilen aus den Kunststoffteilen freigesetzt wird. Die restlichen noch flüchtigen Bestandteile werden durch den erhöhten Luftaustausch aus dem Scheinwerfer abgeführt. Das Gebläse kann an einem beliebigen Ort zwischen der Zuluft- und der Abluftöffnung angeordnet sein, es muß lediglich sichergestellt werden daß der von der Zuluftöffnung in die Abluftöffnung strömende Luftstrom durch das Gebläse erhöht wird. Es bietet sich befestigunstechnisch an, das Gebläse entweder in der Zuluft- oder in der Abluftöffnung anzuordnen.

Das Gebläse ist in seiner Funktion zweckmäßigerweise an das Standlicht elektrisch gekop­ pelt, daß heißt beim Anschalten des Standlichts wird gleichzeitig das Gebläse betätigt, dies hat den Vorteil, daß das Gebläse auch bei stehendem Fahrzeug eingeschaltet wird, so daß die fehlende Kühlung des Scheinwerfers durch den fehlenden Fahrtwind von dem Gebläse ausgeglichen wird.

Ferner wird vorgeschlagen, daß das Gebläse nach dem Ausschalten des Scheinwerfers oder der Leuchte nach einer vorgegebener Nachlaufzeit abschaltbar ist. Dadurch wird der voll aufgeheizte Scheinwerfer auch bei stehendem Fahrzeug noch eine Zeit lang gekühlt, so daß das Ausfoggen auch bei stehendem Fahrzeug verhindert wird, und eine Kühlung des Scheinwerfers sichergestellt ist, bis dieser eine akzeptable Betriebstemperatur aufweist.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß das Gehäuse auf der der Lichtabstrahlrichtung der Lichtquellen abgekehrten Seite eine Öffnung aufweist, diese Öffnung mittels eines Deckels verschließbar ist, und das Gebläse an dem Deckel angeordnet ist. Bei Scheinwerfern der gattungsgemäßen Art ist in der Regel ein derartiger Deckel vorgesehen, um die Lichtquellen einfach austauschen zu können, ohne den gesamten Scheinwerfer auszubauen. Ferner dient der Deckel als Befestigungsansatz für den Leuchtweitenregler oder sonstiger elektrischer Anbauteile. Durch die Anordnung des Gebläses in dem Deckel können auch Scheinwerfer durch einfachen Austausch des Deckels mit einem solchen Gebläse nachgerüstet werden.

Weist ein derartiger Scheinwerfer mehrere Lichtquellen unterschiedlicher Lichtstärke auf, so ist das Gebläse zweckmäßigerweise im Bereich der lichtstärksten Lichtquelle angeordnet. Die lichtstärkste Lichtquelle ist auch die Lichtquelle die am meisten Wärme abgibt und somit der kritische Punkt in dem gesamten Scheinwerfer. Die Anordnung des Gebläses im Bereich der lichtstärksten Lichtquelle dient somit einer besonders wirkungsvollen Wärmeabfuhr.

Um eine gezielte Umströmung der Reflektoren sicherzustellen können in den Reflektoren Durchströmöffnungen vorgesehen werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt:

Figur: Scheinwerfer mit einem Belüftungssystem mit Gebläse

In der Figur ist ein Scheinwerfer oder Leuchte 1 nachfolgend nur noch Scheinwerfer ge­ nannt zu erkennen. Der Scheinwerfer 1 weist ein Gehäuse 5 und eine Lichtscheibe 2 auf. In dem Gehäuse 5 sind Lichtquellen 3 und Reflektoren 4 vorgesehen. Das von den Lichtquel­ len 3 abgegebene Licht wird durch die Reflektoren 4, durch die Lichtscheibe 2 nach außen hin abgegeben. Die Lichtquellen 3 können z. B. an den Reflektoren 4 befestigt sein oder auch an anderen mit dem Gehäuse 5 verbundenen Befestigungsansätzen. Weiterhin können die Reflektoren 4 auch als Träger für Lichtabgabeoptiken für weitere Lichtquellen verwendet werden, die auf der von der Lichtscheibe 2 abgewandten Seite des Reflektors 4 angeordnet sind. In modernen Scheinwerfern werden dabei auf einem Reflektor mehrere Lichtquellen 3 angeordnet, die gewünschte Lichtabgabeverteilung wird durch gezielte geometrische Ausbildung der Reflektoren 4 erreicht. Dadurch wird es ermöglicht eine klare Lichtscheibe 2 zu verwenden.

Insbesondere für den Fall das mehrere Lichtquellen 3 gleichzeitig angeschaltet werden, werden die Reflektoren die Lichtscheibe 2 sowie andere Bauteile in der Umgebung der Lichtquellen besonders stark aufgeheizt. Die Lichtscheibe 2 ist daher aus einem speziell gehärtetem Glas hergestellt, um Verformungen durch Wärmeeinwirkung zu vermeiden. Aus fertigungstechnischen Gründen sind das Gehäuse 5 oder die Reflektoren 4, oder Dichtmittel zwischen den Bauteilen aus Kunststoff hergestellt. Kunststoffe wie z. B. PC - Polykarbonat., UP - ungesättigtes Polyester, PP-GF - glasfaserverstärktes Polypropylen (Ester) und PVC - Polyvinylchlorid weisen, um die gewünschten Eigenschaften der Kunststoffe herzustellen Additive, wie Weichmacherbestandteile, Flammschutzmittel oder Gleitmittel auf. Diese flüchtigen Bestandteile gasen insbesondere bei hohen Temperaturen aus den Kunststoffen aus. Dieser Vorgang wird im allgemeinen mit Fogging beschrieben. Nach dem Abkühlen des Scheinwerfers setzen sich diese flüchtigen Bestandteile auf den Reflektoren oder der Lichtscheibe ab und führen zu deren Ergrauen. Weiterhin ist es möglich, daß durch das Foggen die Eigenschaften der Kunststoffe sich ungewollt verändern. Einen wesentlichen Einfluß auf die Menge des Foggingkondensats hat die Temperatur des Kunststoffes. So führt beispielsweise eine Temperaturerhöhung von 90 Grad auf 120 Grad bei einer Instrumententafelfolie zu einer Verzehnfachung des Fogging­ kondensats.

Auf der der Lichtaustrittsseite abgewandten Seite der Reflektoren 4 weist das Gehäuse 5 eine Öffnung 25 auf. Die Öffnung 25 ist mit einem Deckel 6 verschlossen. Durch Abnehmen des Deckels 6 wird es ermöglicht, die Lichtquellen 3 einfach auszutauschen. Weiterhin dient der Deckel 6 als Befestigungsansatz z. B. für das Steuergerät für die Leuchtweitenregelung 8 oder nicht dargestellte Steckkontakte. Ferner weist der Deckel 6 eine Abluftöffnung 15 auf in dem vorteilhafterweise das Gebläse 7 angeordnet ist. Durch die Anordnung des Gebläses 7 in dem Deckel 6 wird es ermöglicht, auch bisher nicht mit Gebläse ausgestattete Scheinwerfer mit einem Gebläse nachzurüsten. Bei dem Gebläse 7 handelt es sich beispielsweise um einen handelsüblichen Lüfter, wie er in Computergehäusen Verwendung findet. Der Volumenstrom beträgt beispielsweise 11 m³/h bei einer Stromaufnahme von 0,21 Ampere und einer Spannung von 13 Volt, somit ist die von dem Lüfter aufgenommene Leistung sehr gering und kann auch unter energetischen Gesichtspunkten akzeptiert werden. Durch das Absaugen der Luft durch das Gebläse 7 werden die umströmten Bauteile, wie z. B. die Reflektoren 4 oder das Gehäuse 5, gekühlt, so daß die aus diesen Teilen ausgasenden flüchtigen Bestandteile verringert werden. Weiterhin hat selbstverständlich neben der Verringerung der ausfoggenden Bestandteile auch der erhöhte Luftaustausch eine Auswirkung auf die Menge des Foggingkondensats in dem Scheinwerfer. Zusätzlich können für den erhöhten Luftstrom die Zuluftöffnungen 10 vergrößert werden, und um das Eindringen von Staub zu verhindern, zusätzliche Filtermaßnahmen vorgesehen werden. Weiterhin bietet die Erfindung den Vorteil, daß die Lichtscheibe 2 aufgrund des Kühlungseffektes einer geringeren Wärmebelastung ausgesetzt ist und somit auch aus einem herkömmlichen Kunststoff hergestellt werden kann.

Bei der Bemessung des Gebläses 7 ist darauf zu achten, daß in dem Scheinwerfer 1 eine Mindesttemperatur von ca. 70-80 Grad erreicht wird, abhängig von der Größe des Abluftmotors ist es möglich eine Ablufttemperatur von ca. 30 Grad zu erzielen. Dies hat den Vorteil, daß die durch die Zuluftöffnung 10 angesaugte Umgebungsluft erwärmt und damit zugleich getrocknet wird.

Die Reflektoren können gezielt angeordnete Durchströmöffnungen 31 aufweisen, wobei dann durch die Wahl der Spaltweite der Spalte 30 sowie der Größe der Durchtrittsöffnung 31 der Luftstrom derart geführt werden kann, daß er gezielt an Wärmenestern vorbeigeleitet wird. Weiterhin ist die Vorbeiführung des Luftstroms an dem Reflektor 4 besonders wichtig, da der Reflektor 4 durch seine komplizierte geometrische Ausbildung, die letztendlich die Lichtverteilung bestimmt, besonders vor Ablagerungen von Kondensaten zu schützen, da sonst die vorgegebene Lichtverteilung nicht eingehalten wird. Der Weg des Luftstromes ist durch die Pfeile dargestellt. Besonders wichtig ist, daß das Gebläse 7 die Luft von der Lichtscheibe wegführt. Ein Anblasen der Lichtscheibe ähnlich der dem Anblasen der Windschutzscheibe bei der Fahrzeuginnenraumbelüftung wäre unerwünscht, da hierdurch auch die flüchtigen Bestandteile gezielt auf die Lichtscheibe 2 aufgeblasen werden würden. Weiterhin kann der Reflektor 4 durch die ausgasenden flüchtigen Bestandteile eine Materialzersetzung erfahren die letztendlich auch die Lichtverteilung beeinflußt. Ist eine der Lichtquellen 3 als Nebellicht ausgebildet so ist es zweckmäßig, daß das Gebläse 7 im Bereich des Nebellichts angeordnet ist, da das Nebellicht aufgrund seiner besonders hohen Lichtleistung auch eine besonders große Wärmequelle darstellt.

Das Gebläse 7 ist elektrisch an das Standlicht gekoppelt. Auf diese Weise ist sichergestellt das auch bei unbeabsichtigtem Betätigen des Standlichtes eine Belüftung des Scheinwer­ fers 1 mittels des Gebläses 7 erfolgt. Ferner ist vorgesehen, daß das Gebläse 7 nach dem Ausschalten des Scheinwerfers 1 eine vorgegebene Nachlaufzeit noch läuft, so daß noch vorhandene flüchtige Bestandteile aus dem Scheinwerfer 1 abgeführt werden, und der Scheinwerfer auf eine akzeptable Betriebstemperatur gekühlt wird, so daß das weitere Ausgasen von flüchtigen Bestandteilen auf ein Minimum reduziert wird.

Claims (8)

1. Scheinwerfer oder Leuchte für ein Kraftfahrzeug mit einer Lichtscheibe, einem Ge­ häuse, in dem Gehäuse angeordneten Lichtquellen und diesen zugeordneten Reflek­ toren, wobei wenigstens einer der Teile aus einem ausfoggenden Kunststoff besteht oder ausfoggende Kunststoffteile aufweist, mit einem Belüftungssystem, mit wenig­ stens einer Zuluftöffnung und einer Abluftöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß das Belüftungssystem ein Gebläse (7) aufweist.

2. Scheinwerfer oder Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ge­ bläse (7) in der Zuluft-(10) oder der Abluftöffnung (15) angeordnet ist.

3. Scheinwerfer oder Leuchte nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gebläse (7) mit dem Standlicht elektrisch gekoppelt ist.

4. Scheinwerfer oder Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (7) nach dem Ausschalten des Scheinwerfers oder der Leuchte (1) nach einer vorgegebenen Nachlaufzeit abschaltbar ist.

5. Scheinwerfer oder Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5) auf der der Lichtabstrahlrichtung der Lichtquel­ len (3) abkehrten Seite (20) eine Öffnung (25) aufweist, diese Öffnung (25) mittels eines Deckels (6) verschließbar ist und das Gebläse (7) an dem Deckel (6) angeord­ net ist.

6. Scheinwerfer oder Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheinwerfer oder die Leuchte (1) mehrere Lichtquellen (3) und unterschiedlicher Lichtstärke aufweist und das Gebläse (7) der lichtstärksten Lichtquelle (3) zugeordnet ist.

7. Scheinwerfer oder Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Reflektor (4) Durchströmöffnungen (31) vorgesehen sind.

8. Scheinwerfer oder Leuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein PC - Polykarbonat., UP - ungesättigtes Polyester, PP-GF - glasfaserverstärktes Polypropylen (Ester) und PVC Polyvinylchlorid ist.