Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einem Gehäuse, in dem eine Lichtquelle und eine Optikeinheit zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung angeordnet sind, mit einer Abschlussscheibe, die eine Öffnung des Gehäuses verschließt und durch die Licht von einem Innenraum des Gehäuses in eine Umgebung hindurchtritt, mit Mittel zur Enttauung und/oder Enteisung der Abschlussscheibe.
Aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass bauraumsparend und kostengünstig Mittel zur Enttauung und/oder Enteisung vorgesehen sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlussscheibe ein temperaturabhängiges Lichtabsorptionsmittel aufweist, mittels dessen Licht temperaturabhängig in Wärme umgesetzt wird.
Nach der Erfindung ist ein temperarturabhängiges Lichtabsorptionsmittel in einer Abschlussscheibe integriert, so dass bei niedrigen Temperaturen auf die von der Optikeinheit in die Abschlussscheibe eingebrachte Lichtenergie umgewandelt wird in Wärmeenergie. Diese Wärmeenergie bewirkt bei niedrigen Temperaturen das Enteisen bzw. Enttauen der Abschlussscheibe. Vorteilhaft kann hierdurch der Bauraum wesentlich reduziert werden, da das Lichtabsorptionsmittel unmittelbar an der Abschlussscheibe und/oder innerhalb der Abschlussscheibe angeordnet ist. Vorteilhaft ist keine Ansteuerung des Lichtabsorptionsmittels erforderlich. Ferner ist das Lichtabsorptionsmittel transparent, so dass das Erscheinungsbild der Beleuchtungsvorrichtung nicht verändert wird. Grundgedanke der Erfindung ist es, die bei Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung auf die Abschlussscheibe treffende Lichtstrahlung so einzuwirken, dass ein kleiner Teil der Lichtenergie in Wärmeenergie umgewandelt wird zum Enttauen bzw. Enteisen der Abschlussscheibe und ein großer Lichtenergieanteil durchgelassen wird zur Lichtabstrahlung. Vorteilhaft ermöglicht die Erfindung eine selbsttätige Umwandlung von einem Teil der von der Lichtquelle bereitgestellten Lichtenergie in Wärmeenergie zur Enttauung bzw. Enteisung der Abschlussscheibe.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Lichtabsorptionsmittel derart ausgebildet, dass bei Überschreiten einer Grenztemperatur ein Absorptionsgrad des Lichtabsorptionsmittels bei Null oder nahe Null liegt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass oberhalb einer bestimmten Temperatur der volle Lichtstrom zur Erzeugung der Lichtverteilung zur Verfügung steht. Unterhalb der Grenztemperatur bzw. eines Grenztemperaturbereiches trifft ein verminderter Lichtstrom aus der Abschlussscheibe in Lichtabstrahlrichtung aus, die bzw. der allerdings so groß gewählt ist, dass die Mindesterfordernisse hinsichtlich der Beleuchtungsstärke gewährleistet sind. Bei einer Temperatur unterhalb der Grenztemperatur wird nicht ein maximaler Lichtstrom, sondern ein zu demselben verringerter Lichtstrom abgestrahlt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Lichtabsorptionsmittel derart ausgebildet, dass bei Vorliegen einer Temperatur der Abschlussscheibe unterhalb der Grenztemperatur der Absorptionsgrad im Bereich von 20 % bis 80 %, vorzugsweise 30 % bis 70 %, des maximalen Lichtstroms liegt. Dies bedeutet, dass 20 % bis 80 % bzw. 30 % bis 70 %, insbesondere 50 %, des maximalen Lichtstroms in Wärmeenergie umgewandelt wird. Nach Enteisung bzw. Enttauung der Abschlussscheibe und damit
Anstieg der Temperatur der Abschlussscheibe verringert sich der Absorptionsgrad selbsttätig gegen Null, und zwar bei Überschreiten der Grenztemperatur, so dass der maximale Lichtstrom abgegeben werden kann.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung liegt die Grenztemperatur im Bereich zwischen 0° C bis 6° C. Vorzugsweise liegt die Grenztemperatur bei 4° C. Auf diese Wiese ist ein sicheres Enteisen der Abschlussscheibe gewährleistet.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Lichtquelle mit einer solchen Lichtstärke gewählt, dass bei einer Temperatur der Abschlussscheibe unterhalb der Grenztemperatur bzw. in einem Betriebstemperaturbereich des Fahrzeugs ein Mindestlichtstrom durch die Abschlussscheibe austritt. Vorteilhaft werden hierdurch die gesetzlichen Anforderungen erfüllt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Abschlussscheibe zumindest teilweise eine thermochrome Schicht und/oder eine thermochrome Beimischung auf. Beispielsweise kann die thermochrome Schicht als eine Folie aufgebracht sein, die vorzugsweise auf einer Innenseite der Abschlussscheibe anliegt. Die thermochrome Schicht bzw. die thermochrome Beimischung kann Leukofarbstoffe aufweisen, wobei ein Dunklerwerden der Abschlussscheibe bei niedrigen Temperaturen in Kauf genommen wird.
Zur Lösung der Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlussscheibe ein temperaturabhängiges Wellenlängenverschiebemittel aufweist, mittels dessen spektrale Anteile des Lichtes temperaturabhängig teilweise oder vollständig in einen infraroten Wellenlängenbereich verschoben wird.
Nach einer alternativen Lösung der Erfindung kann die Abschlussscheibe ein temperaturabhängiges Wellenlängenverschiebemittel aufweisen, mittels derer spektrale Anteile des durch die Abschlussscheibe tretenden Lichtes in einen infraroten Wellenlängenbereich verschoben wird. Die hierdurch entstehende Wärme wird zum Enttauen bzw. Enteisen der Abschlussscheibe genutzt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge ist vorzugsweise als Scheinwerfer ausgebildet, der in einem Bugbereich des Fahrzeugs angeordnet ist.
Die Beleuchtungsvorrichtung weist ein Gehäuse 1 auf, innerhalb dessen eine Lichtquelle 2 und eine Optikeinheit 3 angeordnet sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die Lichtquelle 2 aus einer Mehrzahl von LED-Lichtquellen 4, die auf einer Leiterplatte 5 angeordnet sind. Die Optikeinheit 3 weist eine Primäroptik 6 und eine in Hauptabstrahlrichtung H vor der Primäroptik 6 angeordnete Sekundäroptik 7 auf, mittels derer der von der Lichtquelle 2 erfasste Lichtstrom 8 in Richtung einer eine vordere Öffnung des Gehäuses 1 abdeckenden Abschlussscheibe 9 weitergeleitet wird. Die Sekundäroptik 7 ist als eine Linse ausgebildet, die das auf der der Lichtquelle 2 zugewandten Seite eintretende Licht entsprechend einer vorgegebenen Lichtverteilung, beispielsweise Abblendlichtverteilung, abbildet.
Die Abschlussscheibe 9 ist mit einem temperaturabhängigen Lichtabsorptionsmittel 10 versehen, so dass temperaturabhängig der auf die Abschlussscheibe 9 treffende Lichtstrom 8 teilweise umgewandelt wird in Wärmeenergie. Die Wärmeenergie heizt die Abschlussscheibe 9 auf, so dass die Abschlussscheibe 9 enttaut bzw. enteist werden kann. Das Lichtabsorptionsmittel 10 dient somit als Mittel zur Enttauung und/oder Enteisung der Abschlussscheibe 9.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Lichtabsorptionsmittel als eine thermochrome Schicht 10 ausgebildet, die auf einer Innenseite (Flachseite) der Abschlussscheibe 9 aufgebracht ist. Die Innenseite der Abschlussscheibe 9 ist auf einer der Optikeinheit 3 zugewandten Flachseite der Abschlussscheibe 9 angeordnet.
Vorzugsweise ist die thermochrome Schicht als eine Folie ausgebildet, die auf einem Basismaterial 11 der Abschlussscheibe 9 aufgebracht ist. Das Basismaterial 11 kann aus einem transparenten Kunststoffmaterial bestehen, der herkömmlicherweise für Abschlussscheiben 9 genutzt wird.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die thermochrome Schicht 10 Leukofarbstoffe auf, die zu einer Verdunkelung der Abschlussscheibe 9 unterhalb einer Grenztemperatur TG führen. Die Verdunkelung der Abschlussscheibe 9 bewirkt eine teilweise Umwandlung der von der Lichtquelle 2 bereitgestellten Lichtenergie in Wärmeenergie, so dass die Abschlussscheibe 9 aufgewärmt wird.
Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann das Basismaterial 11 der Abschlussscheibe 9 auch nur teilweise an der der Optikeinheit 3 zugewandten Innenseite mit dem Lichtabsorptionsmittel 10 versehen sein. Beispielsweise kann das Lichtabsorptionsmittel 10 segmentiert auf der Innenseite der Abschlussscheibe 9 aufgebracht sein, wobei die Lichtabsorptionssegmente vorzugsweise gleich verteilt über die Fläche des Basismaterials 11 angeordnet sind. Hierdurch ist gewährleistet, dass eine über die Fläche der Abschlussscheibe 9 gleichmäßige Aufwärmung derselben erfolgt.
Die Lichtabsorptionssegmente können streifenförmig oder rechteckförmig oder ovalförmig ausgebildet sein.
Nach einer weiteren nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann das Lichtabsorptionsmittel 10 auch als thermochrome Beimischung innerhalb des Basismaterials 11 ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform erfolgt keine nachträgliche Aufbringung des Lichtabsorptionsmittels. Stattdessen wird das Lichtabsorptionsmittel während der Herstellung der Abschlussscheibe 9 in das Material der Abschlussscheibe 9 eingebracht, beispielsweise als Farbpigmente.
Aus
Befindet sich eine Temperatur T der Abschlussscheibe 9 unterhalb der Grenztemperatur TG, wird nach Einschalten der Lichtquelle 2 das Lichtabsorptionsmittel 10 aktiviert, wobei entsprechend einer Absorptionskennlinie K in
Wie aus
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Grenztemperatur TG 4° C. Nach einer alternativen Ausführungsform kann die Grenztemperatur TG auch variiert werden. Vorzugsweise liegt die Grenztemperatur TG in einem Bereich zwischen 0° C und 6° C. Ein Aktivierungsbereich 12, in dem das Lichtabsorptionsmittel 10 seine Wirkung entfaltet, liegt somit in einem Bereich unterhalb der Grenztemperatur TG, vorzugsweise in einem Temperaturbereich zwischen -2° C und 6° C. Bei weiterer Reduzierung der Temperatur T läuft das Lichtabsorptionsmittel 10 in eine Sättigung.
Es versteht sich, dass die Lichtstärke der Lichtquelle 2 derart gewählt ist, dass auch bei niedriger Temperatur T unterhalb der Grenztemperatur TG, also im Aktivierungstemperaturbereich 12 des Lichtabsorptionsmittels 10, der durch die Abschlussscheibe 9 transmittierende Lichtstrom 8' so groß ist, dass die gesetzlichen Mindestanforderungen hinsichtlich eines Mindestlichtstroms erfüllt sind.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Abschlussscheibe 9 mit einem temperaturabhängigen Wellenlängenverschiebemittel versehen sein, wobei spektrale Anteile des Lichtes temperaturabhängig teilweise und/oder vollständig in einen infraroten Wellenlängenbereich verschoben werden. Statt einer Lichtabsorption erfolgt hierbei eine Verschiebung der spektralen Farbanteile des Lichtes in Richtung des infraroten Wellenlängenbereiches, so dass ein Teil des Lichtstromes für die Erwärmung der Abschlussscheibe 9 genutzt werden kann. Hier gilt hinsichtlich der gesetzlichen Anforderungen eine an einen Mindestlichtstrom dasselbe wie bei dem vorhergenannten Ausführungsbeispiel.
Alternativ oder zusätzlich kann das Lichtabsorptionsmittel 10 auch auf einer Außenseite 13 (Flachseite) des Basismaterials 11 bzw. der Abschlussscheibe 9 angeordnet sein.
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.