CN113195970B - 用于接纳前照灯中的透镜的透镜支架 - Google Patents
用于接纳前照灯中的透镜的透镜支架 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于接纳前照灯中的透镜的透镜支架(100)，并且涉及一种包括这样的透镜支架(100)的前照灯，其中，透镜支架(100)具有用于接纳透镜的接纳区段(1)和紧固区段(2)，其中，紧固区段(2)借助紧固机构可在前照灯中紧固。按照本发明设置为，透镜支架(100)在接纳区段(1)和紧固区段(2)之间具有至少局部环绕的凹槽(3)。
Description
技术领域
本发明涉及一种于接纳前照灯中的透镜的透镜支架，其中，透镜支架具有用于接纳透镜的接纳区段和紧固区段，其中，紧固区段能够借助紧固机构在前照灯中紧固。
背景技术
用于机动车的前照灯由现有技术充分已知。现代的投射式前照灯作为重要的构件具有光源、尤其是氙气放电灯或发光二极管(LED)，可选地具有在后面包围光源的反射器、借助透镜支架在光源之前设置的透镜、前侧的遮蔽盖以及支承框架，所述支承框架用于接纳上面提到的构件并且用于与车身连接。透镜支架具有用于接纳透镜的接纳区段和用于通常借助螺纹连接装置与支承框架或冷却体或其他的光学构件连接的紧固区段。
投射式前照灯的通常的问题在于，在前照灯的运行和/或环境温度变化时，通常由不同的材料制造的不同的构件基于其材料特定的热膨胀系数程度不同地伸展。尤其是由此引起光源和透镜之间的与温度相关的移动和/或前照灯的光轴的偏移，其中，这些效果的程度通常不是线性可逆地随着温度改变，而是有较复杂的相关性出现，尤其是不可逆的和/或滞后的移动和/或偏移。由光源和透镜之间的这样的移动，造成投影到道路上的光锥的对应的移动和/或偏斜和/或通过透镜发射的光强的减少和/或其他的不希望的像差。
为补偿前照灯功能性的这样的与温度相关的影响，EP 2 306 077A2提出，这样设计透镜保持装置，使得在光源的光出射面和透镜的光入射面之间的光轴上的距离依赖于在前照灯中出现的温度变化通过透镜支架的自身的、热引起的长度变化调节到理论值。
在现有技术的该装置中不利的是，位移校正限制于沿光轴在光源和透镜之间的移动，而径向于光轴定向的移动和/或偏移没有被考虑。然而在垂直于光轴的平面中的最小的移动已经导致在道路上的明暗界限的显著可见的移动，由此例如可能出现对向交通的危险的炫目。这样的径向移动尤其是在如下前照灯中出现，其中，支承框架和在其上拧紧的透镜支架由不同的材料制成，这是在现有技术的前照灯中是通常情况。这样透镜支架例如由聚碳酸酯制成，所述聚碳酸酯适合用于借助激光焊接与透镜连接，而支承框架例如由机械上坚固的并且更有承载能力的纤维基质半成品制造。两个构件通常直接相互拧紧、例如借助四个螺钉，并且如果所述结构组合件经历温度变化，其中，在实际中，大约40℃至+100℃的温度范围是相关的，则存在每个构件按照相应的热膨胀系数延伸的约束。所述热膨胀系数对于聚碳酸酯为大约60x10-6/K并且对于典型地使用的纤维基质材料为大约20x10-6/K。亦即透镜支架和支承框架在温度变化时程度不同地延展并且彼此固定的螺纹连接在此构成用于伸展能力的约束条件，由此力横向于拧紧方向引入构件中。在一个或多个温度循环之后，由此出现一个或两个构件的不可逆的变形，由此造成投影到道路上的光锥的不可逆的变化、尤其是明暗界限的偏移。
相同的问题也在前照灯的如下实施形式中出现，其中，透镜支架与冷却体或另一个光学构件连接。即使在透镜支架紧固在由与透镜支架相同的材料制造的构件时，会通过温度变化产生透镜支架的不可逆的扭曲，因为尤其是可以沿前照灯的光轴构成的温度梯度导致前照灯的构件的局部程度不同地表现的热膨胀。
发明内容
因此，本发明的任务是，克服按照现有技术的前照灯的上面提到的缺点并且因此提出前照灯的一种进一步构成，其功能性具有针对温度影响的较高的鲁棒性，即当前照灯的运行和/或环境温度改变时，其投影到道路上的光锥不经受移动和/或偏斜。
该任务从按照本发明的透镜支架和按照本发明的前照灯出发分别结合特征部分的特征解决。
本发明包括如下技术教导，即，透镜支架在接纳区段和紧固区段之间具有至少局部环绕的凹槽。
本发明在此从如下想法出发，即，在结构方面产生接纳区段和紧固区段的热机械的解耦，其方式为，在两个区段之间出现的热机械的扭曲通过在两个区段之间环绕的凹槽的合适的弯曲接收和补偿。在前照灯的温度变化时，透镜支架的接纳区段以与紧固区段不同的程度延展或缩短，因为后者在拧紧平面中固定到支承框架上并且支承框架基于不同的材料具有另一种热膨胀能力。按照本发明的凹槽优选具有U形的或弓形的横截面，其中，弓形的一个端部区段通入紧固区段中并且另一个端部区段引导到接纳区段中。凹槽以横截面变化对紧固和接纳区段的所述不同程度地表现出的热膨胀作出反应，所述横截面变化基本上通过弓形弯曲的变化表征。凹槽借此直观地承担缓冲器的功能，即通过弓形的横截面的两个端部区段分别跟随紧固区段和接纳区段的基于热的变形，凹槽在其曲率方面改变并且在此接收在拧紧的紧固区段和接纳区段之间的作用的横向力。通过在紧固和接纳区段之间的这样的热机械的解耦，在紧固区段的连接到支承框架上的拧紧平面中，在螺纹件头部下通过热膨胀引起的并且侧向指向的剪切力强烈降低，从而通过螺纹件传递的夹紧力足够大，以便阻止透镜支架和/或支承框架的不可逆的变形。
凹槽也可以具有沟槽的结构。尤其是凹槽的横截面的结构可以沿凹槽的环绕方向变化。
在按照本发明的透镜支架的有利的实施形式中，接纳区段作为包括端侧的开口的管形的空心体构成，其中，定空心体的纵轴线被限定并且纵轴线竖直延伸通过端侧的开口，其中，过渡区段相对于纵轴线轴向连接到接纳区段上，其中，紧固区段相对于纵轴线轴向连接到过渡区段上并且凹槽相对于纵轴线径向围绕过渡区段环绕。纵轴线在此延伸通过接纳区段的几何重心并且基本上对应于前照灯的光轴。光源设置在透镜支架的紧固区段后面并且射入到接纳区段的后面的端侧的开口中。接纳区段的轮廓通过透镜轮廓预定并且必要时还在镜筒中装配遮阳板或其他的设计元件。在接纳区段的前侧的端侧的开口之前设置前照灯的遮蔽盖。
优选透镜支架具有多个肋，其中，所述肋在外侧和/或在内侧设置在透镜支架上并且关于纵轴线基本上轴向分别沿紧固区段和过渡区段以及接纳区段延伸。这样的纵向肋用于在拧紧平面和透镜平面之间的加固，以便确保到支承框架中的负载引入和因此用于在行驶运行中的使用的足够的机械的稳定性。纵向肋在此这样确定尺寸和设置，使得通过所述纵向肋的存在，不会伴随按照本发明的凹槽的显著的桥接或加固。
按照本发明的凹槽的尺寸确定优选如下选择。接纳区段具有关于延伸通过接纳区段的几何重心的纵轴线的平均半径并且凹槽具有平均深度，其中，凹槽的平均深度为接纳区段的平均半径的0.1倍至0.5倍、优选0.3倍。
在按照本发明的透镜支架的一种实施形式中，凹槽具有至少一个第一区段和第二区段，其中，第一区段和第二区段设置在透镜支架的彼此对置的侧上。也许出于结构的原因可能需要，放弃全面环绕的凹槽，并且代替之，仅透镜支架的两个对置的区段设有凹槽。在该情况中，紧固区段和接纳区段的热机械的解耦与此对应不在所有的横向方向中实现。关于前照灯在机动车中的布置结构，优选透镜支架的上侧和下侧设有凹槽，从而阻止投影到道路上的光锥的至少一个通过热膨胀引起的向上和/或向下移动。
优选地，按照本发明的透镜支架借助注塑法制造。为了凹槽的成形，在此典型地需要滑动模具的使用。
本发明的主题此外是前照灯，所述前照灯具有支承框架和用于接纳透镜的透镜支架，其中，透镜支架以上面提到的实施形式之一构成。
优选地，前照灯具有支承框架，其中，透镜支架的紧固区段与支承框架连接，并且支承框架由纤维基质半成品(整体模制合成材料)制造并且透镜支架(100)由聚碳酸酯制造。聚碳酸酯适合用于激光焊接，从而该方法可以用于透镜支架与透镜的接合。
附图说明
本发明的优选的实施例
接着与本发明的优选的实施例的说明一起借助附图进一步描述其他的改善本发明的措施。其中：
图1a示出按照本发明的透镜支架的实施形式的第一示意图；
图1b示出所述实施形式的第二示意图；以及
图2示出所述实施形式的剖面图。
具体实施方式
图1a、1b和2示出按照本发明的透镜支架100的一种有利的实施形式，包括通过管形的空心体形成的用于接纳透镜的接纳区段1、设置用于与支承框架连接的紧固区段2以及在接纳区段1和紧固区段2之间设置的过渡区段5，所述过渡区段局部地由按照本发明的凹槽3环绕。纵轴线4延伸通过透镜支架100的几何重心并且形成接纳区段1的端侧的开口11、12的平面法线。在紧固区段2上设置的螺接开口7用于透镜支架100与前照灯的支承框架的螺纹连接。前照灯的光源在此这样相对于透镜支架100设置，使得发射的光通过接纳区段1的后面的开口12进入，然后穿过在接纳区段1中接纳的透镜并且接着从接纳区段1的前侧的开口11出射。
在前照灯中的透镜支架100的运行和/或环境温度的变化时，紧固区段2的热膨胀能力由与前照灯的支承框架的螺纹连接限制，所述支承框架通常由与透镜支架100不同的材料制造。为了在此避免紧固区段2的不可逆的变形和持久的扭曲，按照本发明进行自由热膨胀的接纳区段1的热机械的解耦。该解耦通过处于之间的过渡区段5连同局部环绕的凹槽3实现。在示出沿在图1a和1b中标绘的剖切线II的剖面图的图2中，凹槽3作为弓形的结构以加阴影线示出的截面示出。凹槽3的连接到相邻的区段、即接纳区段1和紧固区段2上的支腿在温度变化时分别按照相邻的区段的热膨胀的比例延伸。接纳区段和紧固区段的不同强度地表现出的延展因此导致过渡区段5的变形、尤其是凹槽3的曲率的改变，但不导致透镜支架100、尤其是紧固区段2在与支承框架的螺纹连接的区域中的不可逆的扭曲。由于接纳区段1和紧固区段2的该按照本发明的热机械的解耦，透镜支架100相比于按照现有技术的透镜支架针对重复的温度变化明显更坚固，即在许多温度变化周期之后，也不会出现使透镜支架100的所属的前照灯的功能性劣化的扭曲。
在透镜支架100的在图1a、1b和2中示出的实施形式中，凹槽3只局部作为第一区段31和第二区段32构成在透镜支架100的对置的侧上。这可以尤其是用于确保透镜支架100的足够的机械的稳定性和承载能力。接纳区段1和紧固区段2的热机械的解耦因此不在所有空间方向中给出。然而在透镜支架100在车辆的前照灯中的这样的安装情况下，即，纵轴线4处于水平面中，给出在竖直线中的热机械的解耦，即尤其是针对投影到道路上的光锥的向上和向下偏移的保护。在外侧在透镜支架100上成形的肋6也用于透镜支架100的承载能力的提高的目的，所述肋在紧固区段2上开始并且沿紧固区段5和接纳区段1伸展。通过这些纵向肋6，负重可以从接纳区段1引入前照灯的支承框架中。
在图2中示出接纳区段1的平均半径10和凹槽3的平均的深度30。接纳区段1的平均半径10作为纵轴线和空心体形的接纳区段1的壁之间的平均距离定义并且凹槽3的平均深度30作为关于纵轴线4在凹槽3的底部和空心体形的接纳区段1的在至过渡区段5的过渡部上的壁之间平均径向的距离定义。凹槽3的平均深度30与接纳区段1的平均半径10的比优选这样选择，使得透镜支架100具有接纳区段1和紧固区段2的对于前照灯的实际应用足够的热机械的解耦，同时确保足够的稳定性和承载能力。
本发明在其实施方式方面不限于上述优选的实施例。相反地，可设想多种变型方案，其在原则上不同类型的实施方案中也使用所示的解决方案。所有由说明书或附图得出的特征和/或优点，包括结构上的细节和空间上的布置，不仅本身而且以不同的组合对于本发明而言都是重要的。
附图标记列表
100透镜支架
1接纳区段
10接纳区段的平均半径
11前侧的开口
12后面的开口
2紧固区段
3凹槽
30凹槽的平均深度
31凹槽的第一区段
32凹槽的第二区段
4纵轴线
5过渡区段
6肋
7螺接开口
II剖切线
Claims (9)
1.透镜支架(100)，所述透镜支架用于接纳前照灯中的透镜，其中，透镜支架(100)具有用于接纳透镜的接纳区段(1)和紧固区段(2)，其中，紧固区段(2)能够借助紧固机构在前照灯中紧固，其特征在于，透镜支架(100)在接纳区段(1)和紧固区段(2)之间具有至少局部环绕的凹槽(3)，在紧固区段(2)上设置至少一个螺接开口(7)，紧固机构嵌入所述螺接开口中，接纳区段(1)构成为包括端侧的开口(11、12)的管形的空心体，其中，空心体的纵轴线(4)被限定并且纵轴线(4)垂直延伸通过端侧的开口(11、12)，其中，过渡区段(5)相对于纵轴线(4)轴向连接到接纳区段(1)上，其中，紧固区段(2)相对于纵轴线(4)轴向连接到过渡区段(5)上，过渡区段(5)在接纳区段(1)和紧固区段(2)之间设置，并且凹槽(3)设置在过渡区段(5)中，所述凹槽具有弯曲的U形的或弓形的横截面，并且所述U形的或弓形的横截面的一个端部区段通入紧固区段中并且所述U形的或弓形的横截面的另一个端部区段引导到接纳区段中。
2.按照权利要求1所述的透镜支架(100)，其特征在于，凹槽(3)相对于纵轴线(4)径向围绕过渡区段(5)环绕。
3.按照权利要求2所述的透镜支架(100)，其特征在于，透镜支架(100)具有多个肋(6)，其中，所述肋(6)在透镜支架(100)上在外侧和/或内侧设置并且所述肋(6)相对于纵轴线(4)轴向分别沿紧固区段(2)和过渡区段(5)以及接纳区段(1)延伸。
4.按照权利要求1至3之一所述的透镜支架(100)，其特征在于，接纳区段(1)具有相对于纵轴线(4)的平均半径(10)并且凹槽(3)具有平均深度(30)，其中，凹槽(3)的平均深度(30)为接纳区段(1)的平均半径(10)的0.1倍至0.5倍。
5.按照权利要求1至3之一所述的透镜支架(100)，其特征在于，凹槽(3)具有第一区段(31)和第二区段(32)，其中，第一区段(31)和第二区段(32)设置在透镜支架(100)的彼此对置的侧上。
6.按照权利要求1至3之一所述的透镜支架(100)，其特征在于，透镜支架(100)借助注塑法制造。
7.按照权利要求4所述的透镜支架(100)，其特征在于，凹槽(3)的平均深度(30)为接纳区段(1)的平均半径(10)的0.3倍。
8.前照灯，具有支承框架和用于接纳透镜的按照权利要求1至7之一所述的透镜支架(100)，其中，透镜支架(100)具有用于接纳透镜的接纳区段(1)和紧固区段(2)，其中，紧固区段(2)借助螺纹件与支承框架连接，其特征在于，透镜支架(100)在接纳区段(1)和紧固区段(2)之间具有至少局部环绕的凹槽(3)。
9.按照权利要求8所述的前照灯，其特征在于，前照灯具有支承框架，其中，透镜支架(100)的紧固区段(2)与支承框架连接，并且支承框架由纤维基质半成品制造并且透镜支架(100)由聚碳酸酯制造。
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