专利名称：Led前照灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种LED前照灯，尤其是应用于汽车、特别是机动车。
背景技术：
尤其是在机动车前照灯中使用LED时，必要性能够在于，由于存在的热问题必须 冷却LED光源。迄今为止的解决途径是通过使用前照灯内的冷却体的被动冷却。这部分地通过如 风扇的主动的部件来辅助，所述风扇使空气在前照灯壳体内循环。但是这些解决方案相对 耗费并且效率低。其也是相对大体积的并且因此妨碍前照灯的经常期望的校准。
发明内容
本发明的目的是，提供LED前照灯的一种简单、节省空间且有效的冷却。该目的借助于根据权利要求1的LED前照灯得以实现。这种类型的LED机动车前照灯具有至少一个作为光源的发光二极管(LED)。除了 配备有LED灯的LED前照灯外，它还包括具有由LED灯和例如白炽灯、氙灯等的非LED灯组 成的混合体的LED前照灯(LED混合前照灯)。每个LED灯具有至少一个作为光源的LED。 此外，存在至少一个导热元件，所述导热元件从至少一个位于前照灯壳体内的热源热接触 地延伸到至少一个冷却元件，其中冷却元件至少部分地设置在前照灯壳体的外侧。为此，导热元件构成为，热量从至少一个热源导出。典型的是，LED(作为主要的热 源)和/或为此相对于其工作次要地连接的部件，例如载有LED的印刷电路板、夹持件(插 座)等，作为热源出现。其它热源能够包括电子模块，例如用于使至少一个LED工作的驱动 器模块。因此，导热元件在一侧热接触地与热源中的至少一个(LED直接或间接地通过印刷 电路板、夹持件等或电子模块等)连接，并且在另一侧热接触地与安装在前照灯壳体上的 冷却元件连接。因此，导热元件提供在热源中的至少一个和至少部分地设置在外侧的冷却 元件之间的热桥，从而从导热元件引导至冷却元件的热量能够从前照灯有效地向外散发。 每个热源能够通过自己的导热元件与相关的冷却元件连接，可替代的是，多个热源能够共 有一个导热元件。在发动机舱内，冷却元件的位置可能在前照灯的所有侧面上。换言之，在 前照灯壳体内产生的热量通过导热性好的冷却元件向外散发。冷却元件最好具有导热性好 的材料(导热率λ尤其大于等于15W/(m· ，特别是大于等于200W/(m· )，例如金属、 尤其特别是铁、铜和/或铝，或者是导热的塑料，例如掺入碳的塑料，尤其是掺入碳纳米细 管的塑料。该LED前照灯具有的优点是，提供用于LED前照灯的有效的、无需维护的、节省空 间的且耐用的冷却系统。这尤其也允许在封闭的系统中的高功率的LED系统的使用。特别 是对于机动车制造商或供应商而言，获得的优点是，这样的LED前照灯能够应用在现有的 机动车结构中的不进行改装或只进行略微的改装的接口平面上(改型)，这尤其对于卤素 灯或氙灯而言是有利的。
如下前照灯尤其优选用于校准，在所述前照灯中，导热元件是机械地可移动或可 调节的。因此允许前照灯的校准(例如在光学系统、反射器和/或光源方面)，因为在与此 有关的位置调整中能够携带导热元件。这尤其对于自动的前照灯调节而言是有利的。
如下前照灯能够是有利的，在所述前照灯中，导热元件包括至少一个(尤其是可 移动或可调节的)热管(“Heat Pipe”)。如下LED前照灯是特别有利的，在所述LED前照灯中，导热元件具有至少两个热管 或热管段，所述热管或热管段设置成相互热接触且可相对彼此移动。可移动性能够例如通 过两个热管或热管部分的平面的滑动接触来实现。但是，如下前照灯也能够是有利的，在所述前照灯中，导热元件包括具有至少一个 (尤其是柔韧的)流体导管的冷却回路，所述流体导管用冷却流体填充。在此，冷却流体 循环，尤其是冷却液以原则上已知的方式在邻接热源的区域和邻接冷却元件的区域之间循 环。冷却回路能够设计成是被动的。但是为了提高散热，有利的是，冷却回路具有用于 使冷却流体循环的泵。冷却元件能够包括被动的冷却体，如冷却片、冷却垫、热管等；温差散热系统；并 且/或者也能够包括例如具有风扇的主动的冷却系统。借助冷却元件也能够使用现有的冷 却系统，例如空调设备的冷却回路；但是其通常兼有提高的装配耗费。如下LED前照灯是优选的，在所述LED前照灯中，冷却元件具有导热性好的(导热 率λ尤其大于等于15W/(m*K)，特别是大于等于200W/(m*K))传热接口，所述传热接口设 置成用于与设置在前照灯壳体之外的冷却体固定。基于向外的热辐射，传热接口的存在已 经单独地改善了冷却。一个(至少)两部分的构造具有高的设计灵活性的优点，因为在改 变壳体形状时，只是传热接口需要重新构成，并且相反，不同的冷却体类型能够简单地安装 在前照灯壳体上。此外优选的是，冷却元件具有热对流-冷却体，而且用于直接安装在壳体和导热 元件上，或者间接通过热传导接口安装。同样优选的是，冷却元件具有风扇。同样优选的是，冷却元件具有温差散热系统。导热元件最好被弓I导通过在前照灯壳体中的开口。在前照灯壳体内的开口能够紧 密地围绕导热元件。可替代的是，开口能够如此之大，使得其宽松地围绕导热元件。为了密封开口，有利的是，LED前照灯尤其是从外侧覆盖开口。可替代的是，将导 热元件被引导至与开口隔开地安装的冷却元件。 如下LED前照灯是特别优选的，在所述LED前照灯中，前照灯壳体可与氙气前照灯壳 体兼容(改型)，并且冷却元件替代用于氙气前照灯的电子镇流器被固定在前照灯壳体上。导热元件最好构成为朝壳体扩宽，例如漏斗形或锥形地朝接触面扩宽。也能够在热源或LED和冷却元件之间的热路经内存在其它的元件，例如具有导热 能力的薄膜等。
在下面的实施例中，示意地且更精确地说明LED汽车前照灯。在此，在多个附图中的相同的或相同作用的元件能够设有相同的附图标记。图1示出根据第一实施形式的LED前照灯的剖视图；图2根据第二实施形式的LED前照灯的剖视图；图3根据第三实施形式的LED前照灯的剖视图；图4根据第四实施形式的LED前照灯的剖视图。
具体实施方式
图1示出LED前照灯1的剖视图，在所述LED前照灯中，在由塑料制成的前照灯壳 体2中包括作为光源的三个配备有发光二极管的灯(LED灯)3，所述灯通过在光学上透光的 正面4发射其光线。LED灯3例如能够用作近光灯、远光灯或转向灯。LED灯3通过电缆6 共同与电接口 5连接。LED灯3借助于可共同移动的热管7导热地与导热性好的传热接口 9连接，所述传热接口由铁、铜、铝或它们的合金组成。更准确地说，热管7 —方面放置在相 关的LED灯3的相应的LED串(未示出)的金属座上，也就是说间接地但是导热性好地与 作为主要热源的LED串的LED连接。为此，引导具有铜壳的热管7通过相应的LED灯3的 壁部，并且热接触地或在底座附近地设置在LED串上。另一方面，热管7通过壳体开口 8被 引导至安装在壳体2的外侧的具有金属体形式的传热接口 9，所述传热接口封闭开口 8。在 相对热管7的侧面上，即在壳体2的外部，在传热接口 9上通过导热的粘合膏安装具有冷却 片的热对流冷却体10。因此，在这里冷却元件由传热接口 9和热对流冷却体10两部分地构 成。两部分的构造具有高的设计灵活性的优点，因为在改变壳体形状时，在开口 8的区域内 只是传热接口 9需要重新构成，并且相反，不同的冷却体能够简单地安装在统一的接口上。在LED工作时，其热量通过用作热桥的热管7首先传导至传热接口 9。随后，热量 大量地由传热接口 9传递到位于外部的热对流冷却体10上，所述热对流冷却体通过热对流 将热量散发到环境中。为了校准灯3，热管7可移动地构成。在这里，沿着χ轴线的移动性如下实现，从 LED灯3伸出的直段7a分别具有两个热接触地相互插在一起的热管部分件或热管段，所述 热管部分件或热管段可沿着χ方向相对位移，例如3至5cm。那么，热管7能够视为两部分 并且相互插在一起。在所示实施例中，前照灯壳体2如下与氙气前照灯壳体兼容，用于固定传热接口 9 的开口 8相当于用于固定用于氙气前照灯的电子镇流器EVG的开口。换言之，用于传热接 口 9的开口与氙气前照灯的为EVG设有的开口具有基本上形状相同。因此，在从氙灯过渡 到LED灯3时，不需要或只是需要略微进行改装。理想的是，前照灯壳体2至少在其外轮廓 和其接口上基本上相当于用于氙气前照灯的前照灯壳体。图2示出LED前照灯11的另一个实施形式，在所述LED前照灯中，与根据图1的 实施形式相反，热管12在两个不同的位置上与相应的传热接口 9连接。因此加强散热。图3还示出LED前照灯14的另一个实施形式，在所述LED前照灯中，热管15直接 从热源(相应的LED灯3的LED或LED底座)延伸到热源。此外在这里，冷却体16 —体地 构成并且以覆盖开口 8的方式固定在壳体17上。冷却体16作为铸件在其顶面上设置有冷 却片，并且具有设置成用于固定在壳体17上的底面，所述底面具有嵌入到开口 8内环绕的 边沿和可安装在壳体17上的密封件(未示出)。
图4还示出LED前照灯18的另一个实施形式，在所述LED前照灯中，每个LED灯3 或其热源(直接或间接地)通过自己的热管19、20、21与分别相关联的冷却体22、23或24 热接触地连接。可替代的是，热管19、20、21能够与覆盖开口 8的共同的冷却体相关联。显而易见，本发明不局限于所示实施例。
因此，冷却元件能够附加地具有风扇，或者构成为温差散热系统来替代构成为热 对流_冷却体。替代热管，也能够使用具有至少一个柔韧的流体导管的流体冷却系统或流 体冷却回路，而且具有或不具有用于使流体循环的泵，或者也能够使用由导热性好的材料 (导热率λ最好大于等于15W/(m· ，特别是大于等于200W/(m· )制成的柔韧的导热 元件，例如柔韧的铜编织物或铝编织物。可设想的是，具有导热性的塑料作为传热接口，并 且/或者应用于冷却体内。可附加的或可替代的是，通常能够使用其它被动的冷却系统或 者主动的冷却系统，例如使用一个或多个风扇。也能够使用不同冷却元件的组合。热管能够在其面向壳体的端部平面地设有朝壳体扩宽的过渡件，以便改善在壳体 上的热传递。为了沿多个方向移动，可相对位移的，但是热接触的(例如相互插在一起的)热管 部分例如能够弯曲。其能够存在一个以上的位移位置。除了通过插塞，两个侧向偏移地设 置的热管例如能够通过它们的侧面热接触，并且能够沿着它们的共同的纵向轴线位移，例 如借助于设置在它们之间的滑动轴承。 此外，传热接口不需要覆盖开口，而是例如能够完全地在外部安装在壳体上，例如 借助于垫片。那么，热管例如能够通过狭窄的套管引导通过壳体，并且然后在壳体外部继续 被引导至冷却元件。对于这种情况，尤其适合于冷却元件的一体的结构形式。LED前照灯不需要只配备有LED灯，而是例如能够具有仅仅至少一个LED灯。那 么，其它的灯能够具有不同的光源，例如白炽灯(LED混合前照灯)，并且不需要配备有导热 元件。此外，LED灯能够串联，并联或互相无关地连接。LED前照灯也不局限于应用于机动车中，而是例如也能够用于其它运输工具，如船 只、飞行器等，或者用于普通的照明目的，例如用于建筑物照明，用于起重机等。附图标记列表1前照灯2前照灯壳体3发光二极管4 正面5 电接 口6 电缆7 热管8壳体开口9传热接口10冷却体11前照灯
12 热管
13 壳体14前照灯15 热管I6冷却体17 壳体18前照灯19 热管20 热管21 热管22冷却元件23冷却元件24冷却元件
权利要求
一种LED前照灯(1；11；14；18)，尤其是LED汽车前照灯，具有至少一个导热元件(7；12；15；19至21)，所述导热元件(7；12；15；19至21)从至少一个位于前照灯壳体(2；13；17)内的热源(3)热接触地延伸到至少一个冷却元件(9、10；16；22至24)，所述冷却元件(9、10；16；22至24)至少部分地设置在所述前照灯壳体(2；13；17)的外侧，其中所述导热元件(7；12；15；19至21)是可移动的。
2.如权利要求1所述的LED前照灯(1；11 ；14 ;18)，其中所述导热元件(7 ；12 ；15 ；19 至21)包括至少一个热管。
3.如前述权利要求中任一项所述的LED前照灯(1；11 ；14 ；18)，其中所述导热元件(7 ； 12 ；15 ； 19至21)具有至少两个热管部分，所述热管部分设置成相互热接触且可相对彼此移 动。
4.如权利要求2所述的LED前照灯，其中所述导热元件包括具有至少一个流体导管的 冷却回路，所述流体导管用冷却流体填充。
5.如权利要求4所述的LED前照灯，具有用于使冷却流体循环的泵。
6.如前述权利要求中任一项所述的LED前照灯(1；11 ；18)，其中所述冷却元件(16) 具有导热的传热接口(9)，所述传热接口(9)设置成用于与设置在所述前照灯壳体(2 ；13 ； 17)之外的冷却体(10 ；22至24)固定。
7.如前述权利要求中任一项所述的LED前照灯(1；11 ；14 ；18)，其中所述冷却元件(9、 10 ；16 ；22至24)具有热对流-冷却体(10 ；16 ；22至24)。
8.如前述权利要求中任一项所述的LED前照灯，其中所述冷却元件具有风扇。
9.如前述权利要求中任一项所述的LED前照灯，其中所述冷却元件具有温差散热系统。
10.如前述权利要求中任一项所述的LED前照灯(1；11 ；14 ;18)，其中所述导热元件 (7 ；12 ；15 ；19至21)被引导通过在所述前照灯壳体(2)中的开口(8)。
11.如权利要求10所述的LED前照灯(1；11 ；14 ；18)，其中所述冷却元件(9 ；16 ；22至 24)从外侧覆盖所述开口(8)。
12.如前述权利要求中任一项所述的LED前照灯(1；11 ；14 ；18)，其中所述前照灯壳体 ⑵能够与氙气前照灯壳体兼容，并且所述冷却元件(9、10 ；16 ；22至24)替代用于氙气前 照灯的电子镇流器被固定在所述前照灯壳体(2)上。
全文摘要
一种LED前照灯(1)，尤其是LED汽车前照灯，具有至少一个导热元件(7)，所述导热元件(7)从至少一个位于前照灯壳体(2)内的热源(3)热接触地延伸到至少一个冷却元件(9)，所述冷却元件(9)至少部分地设置在所述前照灯壳体的外侧。
文档编号F21V29/02GK101868671SQ200880116796
公开日2010年10月20日 申请日期2008年11月17日 优先权日2007年11月19日
发明者克里斯蒂安·迈尔, 彼特·弗赖 申请人:奥斯兰姆有限公司