DE102005026321B4

DE102005026321B4 - Gelenkanordnung für einen Fahrzeugscheinwerfer

Info

Publication number: DE102005026321B4
Application number: DE102005026321.6A
Authority: DE
Inventors: Luciano Cubito; Jean-Pascal Herlin
Original assignee: Automotive Lighting Italia SpA
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Italy SpA
Priority date: 2004-06-08
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2015-12-10
Anticipated expiration: 2025-06-08
Also published as: ITTO20040381A1; FR2871120B1; DE102005026321A1; FR2871120A1

Abstract

Gelenkanordnung (9) für einen Fahrzeugscheinwerfer (1), umfassend – einen eine Achse (13) aufweisenden Schaft (10), – einen endseitig an dem Schaft (10) angebrachten und eine hemisphärische Oberfläche (15) aufweisenden Gelenkkopf (14) zum Anordnen zwischen einem Reflektor (4) und einem Außenmantel (2) des Scheinwerfers (1) und – einen Aufnahmekörper (12) zum Befestigen zwischen dem Reflektor (4) und dem Außenmantel (2), wobei der Aufnahmekörper (12) einen Gelenksitz (20) bildet, in den der Gelenkkopf (14) eingesetzt ist, und Mittel zum Halten des Gelenkkopfes (14) längs der Achse (13) senkrecht zur Oberfläche (23) am Grund des Gelenksitzes (20) sowie bewegliche Rippen (24) mit Aufnahmeflanken (36) aufweist, die den Gelenkkopf (14) bei einer Ausziehkrafteinwirkung (F) längs der Achse (13) radial halten, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkkopf (14) eine ringförmige ebene Fläche (16) aufweist, die senkrecht zu der Achse (13) verläuft und eine kreisförmige Hinterkante der hemisphärischen Oberfläche (15) des Gelenkkopfs (14) mit dem Schaft (10) verbindet, und daß die Mittel ebene Flächen (34) an den Rippen (24) aufweisen, die an der ringförmigen Fläche (16) des Gelenkkopfs (14) anliegen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gelenkanordnung für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Wie bekannt, umfassen Fahrzeugscheinwerfer einen Außenmantel zum Befestigen an einer Kraftfahrzeugstruktur, eine Lichtquelle und einen im Außenmantel sitzenden Reflektor sowie eine Scheibe zum Verschließen des Außenmantels, die frontseitig von der Lichtquelle angeordnet ist. Der Reflektor wirft von der Lichtquelle stammende Lichtstrahlen durch die Scheibe nach außen und wird im Außenmantel in einstellbarer Position angeordnet, so daß das ausgesandte Lichtbündel abhängig von der zu liefernden Lichtverteilung und der Beladung des Kraftfahrzeugs entsprechend den Vorschriften des Straßenverkehrs und der internationalen Regeln gerichtet werden kann.
Insbesondere ist der Reflektor am Außenmantel in drei Befestigungspunkten mittels entsprechender Gelenkmittel angebracht. Einer dieser Punkte ist in feststehender Position angeordnet, während die anderen beiden Befestigungspunkte allgemein in einer Vertikalebene bzw. einer Horizontalebene liegen, die parallel zur optischen Achse des Reflektors verlaufen, koplanar zum feststehenden Punkt in dieser Ebene und längs entsprechender Richtungen parallel zur optischen Achse sind, um die Orientierung des Reflektors zum feststehenden Punkt zu variieren. Im allgemeinen ist die Position des Befestigungspunktes, der in der Horizontalebene des Reflektors liegt, über Schrauben zum manuellen Betätigen einstellbar, während die Position des Befestigungspunktes, der in der Vertikalebene liegt und der die vertikale Einstellung des Reflektors bildet, über Einrichtungen zum elektromechanischen Betätigen einstellbar ist.
Jede dieser Gelenkanordnungen, die die Befestigungspunkte bilden, umfaßt einen Schaft und einen Aufnahmekörper oder einen „Stopper”, von denen einer am Außenmantel und der andere am Reflektor befestigt ist. Der Stopper bildet einen sphärischen oder zylindrischen Sitz, während der Schaft in einem sphärischen Gelenkkopf endet, der von dem Sitz aufgenommen und darin längs der Schaftachse gegen Ausziehen durch zwei Rippen des Stoppers gehalten wird. Insbesondere definieren die Rippen zwischen sich eine Öffnung zum Durchtritt eines Gelenkkopfes, befinden sich in axialem Anschlag gegen einen Abschnitt hinter dem sphärischen Gelenkkopf und weisen ebene, zueinander konvergierende Einführflächen zum Erleichtern des axialen Einsetzens des sphärischen Gelenkkopfes in den Sitz während der Montage auf.
Bei den so beschriebenen Gelenkanordnungen ist die durch die Rippen ausgeübte Rückhaltewirkung auf den sphärischen Gelenkkopf nicht zufriedenstellend, insbesondere wenn Verschleißerscheinungen aufgrund von Vibrationen und mechanischen Beanspruchungen auftreten, denen ein Wagen im Betrieb ausgesetzt ist.
Aufgrund dieses Verschleißes und auch wegen des Spiels zwischen dem Sitz und dem sphärischen Kopf aufgrund von Herstellungs- und Montagetoleranzen neigt der sphärische Kopf dazu, sich im Sitz zu bewegen mit der Folge von Bewegungen des Reflektors in Bezug zum Außenmantel und deshalb von Änderungen der Orientierung des ausgesandten Lichtbündels in Bezug auf die bewirkte Einstellung.
Insbesondere, wenn das Kraftfahrzeug fahrt, neigen die Beanspruchungen dazu, den Reflektor vibrieren zu lassen und deshalb die Orientierung des ausgesandten Lichtbündels zu destabilisieren. Solche Vibrationen des Reflektors führen zu Beeinträchtigungen sowohl der Fahrer der Kraftfahrzeuge als auch der Fahrer von entgegen kommenden Kraftfahrzeugen. Letztere werden schließlich intermittierend geblendet, wenn die Reflektoren sich bewegend nicht in der Lage sind, das Lichtbündel in der durch das Gelenk korrigierten Position nach unten gerichtet zu halten, sondern dieses auch nach oben über die Grenze des Abblendlichts hinaus aussenden.
Mit der Nutzung des Kraftfahrzeugs steigt der Verschleiß der Teile der Gelenkanordnung mit dem folglichen Anstieg von Vibrationen und mechanischen Beanspruchungen, die das Ausrasten oder Drehen der Gelenkanordnung bewirken können, so daß der Scheinwerfer nicht mehr funktioniert. Eine derartige Problematik behindert schließlich das Fahren des Kraftfahrzeugs, wenn die Scheinwerfer nicht unter beträchtlichen Unannehmlichkeiten und Kosten für den Benutzer ausgewechselt werden.
Zudem sind die Einführebenen der Rippen nicht immer während der Montage wirksam. Insbesondere ist das axiale Einsetzen unter Druck des sphärischen Kopfes in den Sitz schwierig, wenn der Schaft relativ lang ist und aufgrund von ungenauer Positionierung in eine Richtung gedrückt wird, die nicht vollkommen senkrecht zur Öffnung zwischen den Rippen ist, wodurch der sphärische Kopf dazu neigt, längs der Einführebene zu gleiten, anstatt in den Sitz zu gelangen, und der Schaft verformt sich manchmal oder bricht. Vorbeugend für solche Fälle ist es notwendig, den Einsetzvorgang zu wiederholen oder sogar den Schaft mit der Folge einer Verzögerung im Produktionszyklus auszuwechseln.
Aus EP 1 405 761 A1 ist eine Gelenkanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt.
Weitere Gelenkanordnungen für Fahrzeugscheinwerfer sind aus US 5 707 133 A , US 5 653 548 A , FR 2 711 101 A1 , US 5 032 965 A und US 5 011 322 A bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gelenkanordnung für einen Fahrzeugscheinwerfer zu schaffen, die es ermöglicht, in einfacher und ökonomischer Weise die vorstehenden Probleme zu lösen und eine gegenüber der aus EP 1 405 761 A1 bekannten Gelenkanordnung verbesserte Positionierung zu erzielen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Gelenkanordnung der eingangs genannten Art gelöst, wie in Patentanspruch 1 angegeben.
Vorzugsweise sind die Mittel zum radialen Zurückhalten durch die Mittel zum Halten durch Ausüben einer Radialkraft auf den Gelenkkopf auslösbar.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausgestaltung der Erfindung, gemäß der der Aufnahmekörper wenigstens eine konkave Einführfläche zum axialen Einsetzen des Gelenkkopfes in den Gelenksitz aufweist. Durch die besondere konkave Form der Einführfläche wird eine leichtere Zentrierung des Gelenkkopfs erreicht.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen, in denen ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel dargestellt ist, beschrieben, in denen
1 im Querschnitt mit zwecks Klarheit weggelassenen Teilen eine bevorzugte Ausführungsform einer Gelenkanordnung eines Fahrzeugscheinwerfers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 schematisch einen Schnitt eines Fahrzeugscheinwerfers, der mit der Gelenkanordnung von 1 versehen ist, zeigt; und
3 eine perspektivische Ansicht einer Besonderheit der Anordnung von 1 zeigt.
In 2 ist mit 1 ein (schematisch dargestellter) Scheinwerfer als Ganzes bezeichnet, der einen Außenmantel 2, der dazu bestimmt ist, an einem Fahrzeugaufbau, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, befestigt zu werden, eine Lichtquelle 3 und einen im Außenmantel 2 angeordneten Reflektor 4 sowie eine transparente Scheibe 5 aufweist, die den Außenmantel frontseitig verschließt. Der Reflektor 4 reflektiert die von der Lichtquelle 3 ausgesandten Lichtstrahlen durch die Scheibe 5 nach außen und ist an drei Befestigungspunkten, von denen nur zwei gezeigt sind, mit dem Außenmantel 2 verbunden.
Ein erster der Befestigungspunkte, mit 6a in 2 bezeichnet, ist fest. Ein zweiter Befestigungspunkt, in 2 unten mit 6b bezeichnet, ist im Wesentlichen in einer Vertikalebene parallel zu einer Bezugsachse 7 des Scheinwerfers und durch den ersten Befestigungspunkt 6a verlaufend angeordnet.
Der dritte Befestigungspunkt (nicht dargestellt) ist im Wesentlichen in einer Horizontalebene parallel zur Achse 7 und durch den ersten Befestigungspunkt 6a verlaufend angeordnet.
Der zweite und dritte Befestigungspunkt sind längs entsprechender Richtungen 8 parallel zur Achse 7 zur Richtungsänderung des Reflektors 4 um den feststehenden Befestigungspunkt und damit der Orientierung des nach außen austretenden Lichtbündels über Spindeln oder andere taugliche Mittel beweglich.
Jeder Befestigungspunkt wird durch eine Gelenkanordnung 9 gebildet, die einen Schaft 10, dessen Abschnitt 11 am Außenmantel 2 endet und angebracht ist, und einen Aufnahmekörper 12 aufweist, der am Reflektor 4 befestigt ist (gemäß einer nicht dargestellten Variante ist der Schaft 10 am Reflektor 4 befestigt, während der Aufnahmekörper 12 am Außenmantel 2 befestigt ist).
Bezugnehmend auf 1 weist der Schaft 10 eine Achse 13 auf und umfaßt an dem dem Abschnitt 11 gegenüberliegenden Ende einen Gelenkkopf 14, der eine hemisphärische Oberfläche 15 und eine ringförmige ebene Fläche 16 aufweist, die senkrecht zur Achse 13 verläuft und eine kreisförmige Hinterkante der Oberfläche 15 mit einem Mittelabschnitt 17 des Schaftes 10 verbindet.
Bezugnehmend auf 1 und 3 ist der Aufnahmekörper 12 einstückig ausgebildet und umfaßt zwei benachbarte Abschnitte 18, 19, wobei der Abschnitt 18 mit einer Öffnung zum Befestigen am Reflektor 4 über eine (nicht dargestellte) Schraube versehen ist, während der Abschnitt 19 U-förmig ist und einen langgestreckten Sitz 20 längs einer Achse 21 bildet, der den mittleren Bereich der Oberfläche 15 aufnimmt. Der Sitz 20 nimmt den Gelenkkopf 14 auf und besitzt eine Oberfläche 23 mit etwa halbzylindrischem Grund symmetrisch zu einer mittig zur Achse 21 gelegenen Ebene P und mit einem Krümmungsradius im wesentlichen gleich demjenigen der Oberfläche 15.
Der Abschnitt 19 trägt zwei innerhalb des Sitzes 20 angeordnete, einander gegenüberliegende Rippen 24, die symmetrisch in Bezug auf die Ebene P und im wesentlichen parallel zu Ebene P verlaufen. Die Rippen 24 umfassen korrespondierende Abschnitte 26, die zwischen sich eine Durchtrittsöffnung 27 für den Abschnitt 17 des Schaftes 10 bilden, und sind mit dem Abschnitt 19 über entsprechende Schwächungsbereiche 28 verbunden, deren Querschnitt in Bezug zu den Abschnitten 26 reduziert ist. Die Schwächungsbereiche 28 bilden zwei virtuelle Scharniere, deren Scharnierachsen 29 parallel zur Achse 21 verlaufen, wodurch die Rippen 24 um die Achsen 29 relativ zu einer unverformten Ruheposition elastisch in entgegengesetzten Richtungen biegbar sind.
Die Abschnitte 26 weisen zudem entsprechende Einführflächen 32 auf, die aufeinander zulaufen und deren Konkavität gegeneinander gerichtet ist, um den Gelenkkopf 14 während der Montage längs einer zentralen Einführachse 33 in der Ebene P und orthogonal zur Achse 21 zu führen. Insbesondere sind die Einführflächen 32 sowohl im Schnitt in der Ebene senkrecht zur Achse 21 (2) als auch im Schnitt in der Ebene parallel zur Achse 21 konkav.
Die Rippen 24 weisen entsprechende gegenüberliegende Flächen 34 auf, die senkrecht zur Achse 33 verlaufen und zusammen in Anlage an die Fläche 16 durch axiales Einführen des Gelenkkopfes 14 in Eingriff mit der Oberfläche 23 gelangen. Die Rippen 24 enden in entsprechenden Aufnahmeflanken 36, die entsprechende konkave Flächen 37 mit einem Krümmungsradius im Wesentlichen entsprechend demjenigen der Oberfläche 15 des Gelenkkopfes 14 aufweisen.
Wie in 1 dargestellt ist, stehen die Oberflächen 37 in Kontakt mit der Oberfläche 15 und halten somit den Gelenkkopf 14 in radialer Richtung.
Wenn insbesondere auf den Schaft 10 eine axial gerichtete Kraft F ausgeübt wird, die versucht, den Gelenkkopf 14 durch die Öffnung 27 herauszuziehen, werden die Flächen 34 einer derartigen Kraft F über einen Teil der Flächen 16 unterworfen, die eine Drehung der Rippen 24 um die Achsen 29 bewirken möchten, wobei die Rippen 24 schließlich als Hebel den Gelenkkopf 14 zwischen sich sicher halten.
Solche Hebel sind von der dritten Art in dem Moment, in dem die Flächen 34 zwischen den Achsen 29 und den Flanken 36 angeordnet sind.
Aus dem Vorstehenden ist es evident, wenn der Gelenkkopf 14 nicht nur axial zwischen den Flächen 23 und 34 aufgenommen ist, sondern auch in radialer Richtung zwischen den Flanken 36, sich eine extrem stabile Ankopplung des Schaftes 10 an den Aufnahmekörper 12 und damit für die Position des Reflektors 4 ergibt.
Insbesondere ist der Gelenkkopf 14 in jeder Betriebsphase immer in Kontakt mit den Flanken 36, deren Oberflächen 37 den Gelenkkopf 14 in radialer Richtung halten und die notwendige Beaufschlagung gegen ein axiales Ausziehen des Gelenkkopfs 14 aus dem Sitz 20 liefern: Letztlich wird ein axiales Ausziehen des Gelenkkopfes 14 durch die Öffnung 27 durch das Entgegenstemmen der Oberflächen 37 gegen den Gelenkkopf 14 verhindert.
Ein derartiges vorstehend beschriebenes Entgegenwirken wird durch Drehung der Rippen 24 um die Achsen 29 infolge des auf die Oberflächen 34 wirksamen axialen Drucks hervorgerufen, gefolgt von axialem Druck auf die Oberflächen 34 und ist so groß, daß es die Ausziehkraft F übersteigen kann.
Die Wirkung des radialen Zurückhaltens kann noch wirksamer durch eine Krümmung der Oberflächen 37 und der Konfiguration der Rippen 24 gestaltet werden.
Zudem folgen die Rippen 24 beim elastischen Verbiegen um die Achsen 29 kontinuierlich den eventuellen Verschiebungen des Gelenkkopfes 14 und neigen deswegen dazu, die Vibrationen, die im Reflektor 4 während der Fahrt des Fahrzeugs auftreten, zu dämpfen mit der Folge einer größeren Stabilität der Orientierung des ausgestrahlten Lichtbündels und folglich einer Verschleißminderung im Anlenkbereich zwischen Schaft 10 und Aufnahmekörper 12 bezüglich einer Lösung ohne das Vorsehen von Flanken 36.
Zudem erlauben die Scharnierbereiche 28, die gegenüber den Abschnitten 26 eine verminderte Starke aufweisen, die Belastung beim axialen Einsetzen des Gelenkkopfes 14 in den Sitz 20 gering zu halten, was die Montage in Bezug auf bekannte Lösungen erleichtert. Das axiale Einsetzen des Gelenkkopfes 14 während der Montage wird auch durch die Flächen 32 erleichtert, die den Gelenkkopf 14 zur Mitte der Öffnung 27 führen, wenn die Position des Gelenkkopfes 14 nicht perfekt mit der Aufnahmeposition ausgerichtet ist, und dadurch ein Verrutschen des Schaftes 10 in den Abschnitten 26 gegen das Ende der Öffnung 27 vermeiden.
Schließlich ist aus dem Vorstehenden ersichtlich, daß an der beschriebenen und dargestellten Anordnung 1 Modifikationen und Varianten angebracht werden können, die den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht verlassen.
Insbesondere kann die Oberfläche 23 am Grund des Sitzes 20 anstatt halbsphärisch zylindrisch und komplementär zur Oberfläche 15 sein, oder alle miteinander in Eingriff stehenden Oberflächen 15, 23, 37 und/oder 16, 34 können ein beliebiges Profil haben, die gemeinsam einen gegenseitigen Eingriff und/oder die wechselseitige Funktion des Sitzes und/oder des Gelenks und/oder des Lagers ermöglichen. Zudem können die Flanken 36 bestimmte Teile der Rippen mit den Oberflächen 34 bilden.

Claims

Gelenkanordnung (9) für einen Fahrzeugscheinwerfer (1), umfassend – einen eine Achse (13) aufweisenden Schaft (10), – einen endseitig an dem Schaft (10) angebrachten und eine hemisphärische Oberfläche (15) aufweisenden Gelenkkopf (14) zum Anordnen zwischen einem Reflektor (4) und einem Außenmantel (2) des Scheinwerfers (1) und – einen Aufnahmekörper (12) zum Befestigen zwischen dem Reflektor (4) und dem Außenmantel (2), wobei der Aufnahmekörper (12) einen Gelenksitz (20) bildet, in den der Gelenkkopf (14) eingesetzt ist, und Mittel zum Halten des Gelenkkopfes (14) längs der Achse (13) senkrecht zur Oberfläche (23) am Grund des Gelenksitzes (20) sowie bewegliche Rippen (24) mit Aufnahmeflanken (36) aufweist, die den Gelenkkopf (14) bei einer Ausziehkrafteinwirkung (F) längs der Achse (13) radial halten, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkkopf (14) eine ringförmige ebene Fläche (16) aufweist, die senkrecht zu der Achse (13) verläuft und eine kreisförmige Hinterkante der hemisphärischen Oberfläche (15) des Gelenkkopfs (14) mit dem Schaft (10) verbindet, und daß die Mittel ebene Flächen (34) an den Rippen (24) aufweisen, die an der ringförmigen Fläche (16) des Gelenkkopfs (14) anliegen.
Gelenkanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeflanken (36) zum radialen Zurückhalten durch die ebenen Flächen (34) zum Halten durch Ausüben einer Radialkraft auf den Gelenkkopf (14) auslösbar sind.
Gelenkanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeflanken (36) zum radialen Zurückhalten eine Rückhaltefläche (37) aufweisen, die von wenigstens einer der Rippen (24) getragen wird, die beweglich in dem Gelenksitz (20) angeordnet sind.
Gelenkanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeflanken (36) zum radialen Zurückhalten zwei Rückhalteflächen (37) aufweisen, die von entsprechenden, gegeneinander beweglichen Rippen (24) getragen werden.
Gelenkanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rippe (24) die Rückhaltemittel (37) trägt.
Gelenkanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rippe (24) elastisch um ein entsprechendes virtuelles Scharnier (28) drehbar ist, das durch einen Bereich mit reduziertem Querschnitt gebildet wird.
Gelenkanordnung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zurückhalten eine Anschlagfläche (34) aufweisen, die in einer Position zwischen dem virtuellen Gelenk (28) und der Rückhaltefläche (37) angeordnet ist sowie einen Anschlag für einen Abschnitt hinter dem Gelenkkopf (14) liefert.
Gelenkanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückhalteflächen (37) konkav sind und einen Krümmungsradius im Wesentlichen gleich demjenigen des Gelenkkopfes (14) aufweisen.
Gelenkanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmekörper (12) wenigstens eine konkave Einführfläche (32) zum axialen Einsetzen des Gelenkkopfes (14) in den Gelenksitz (20) aufweist, um den Gelenkkopf (14) während der Montage längs einer zentralen Einführachse (33) zu führen.
Scheinwerfer (1) für ein Fahrzeug, umfassend – einen Außenmantel (2), – einen Reflektor (4), der in dem Außenmantel (2) angeordnet ist, und – Mittel zum Verbinden des Reflektors (4) mit dem Außenmantel (2), wobei die Mittel zum Verbinden wenigstens eine Gelenkanordnung (9) nach einem der vorstehenden Ansprüche umfassen.