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Die
Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einem mindestens
eine Lichtquelle und einen Reflektor umfassenden Lichtmodul, mit
einer ersten Verschwenkeinheit und einer zweiten Verschwenkeinheit
zum Verschwenken des Lichtmoduls um eine horizontale und eine vertikale
Drehachse, wobei die erste Verschwenkeinheit und die zweite Verschwenkeinheit
jeweils einen Aktor und ein lineares Verstellelement aufweisen,
das gelenkig mit dem Lichtmodul gekoppelt ist, dass das Lichtmodul über mindestens
drei Lagerpunkte in einem Gehäuse
gelagert ist, wobei ein erster Lagerpunkt mit der ersten Verstelleinheit
und ein zweiter Lagerpunkt mit der zweiten Verstelleinheit verbunden
ist.
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Aus
der
DE 103 39 183
A1 ist ein Scheinwerfer für Fahrzeuge bekannt, bei dem
ein Lichtmodul bestehend aus einem Reflektor und einer Lichtquelle in
einem Tragrahmen gehaltert ist. Eine erste Verschwenkeinheit mit
einem Aktor und einem parallel zur optischen Achse des Reflektors
orientierten linearen Verstellelement dient zum Verschwenken des Lichtmoduls
um eine horizontale Drehachse. Eine zweite Verschwenkeinheit mit
einem Aktor und einem linearen Verstellelement, das quer zur optischen Achse
orientiert ist, dient zum Verschwenken des Lichtmoduls um eine vertikale
Drehachse. Das Lichtmodul ist in einem Scheinwerferträger gelagert,
der mittels der ersten und zweiten Verschwenkeinheit um die horizontale
und vertikale Drehachse verschwenkbar ist. Nachteilig an dem bekannten
Scheinwerfer ist, dass zum Verstellen und zur Lagerung des Lichtmoduls
eine Tragrahmenkonstruktion erforderlich ist.
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Aus
der
EP 1 260 410 A1 ist
ein Scheinwerter für
Fahrzeuge bekannt, bei dem eine erste Verschwenkeinheit und eine
zweite Verschwenkeinheit zum Verschwenken um eine horizontale und
vertikale Drehachse unmittelbar an dem Reflektor angebunden sind,
wobei ein erster und zweiter Lagerpunkt gebildet wird. Ein dritter
Lagerpunkt des Reflektors wird durch ein Kugelgelenk gebildet, über das
der Reflektor mit einer Halterung gelenkig verbunden ist. Die erste und
zweite Verschwenkeinheit weisen jeweils einen Aktor sowie ein lineares
Verstellelement auf, die parallel zueinander ausgerichtet sind.
Die Verstellung um die vertikale oder horizontale Drehachse erfolgt
durch gleichzeitiges Betätigen
der ersten und zweiten Verschwenkeinheit. Durch parallele Ausrichtung
der ersten und zweiten Verschwenkeinheit ist für die Verstellung des Lichtmoduls
ein relativ großer Bauraum
erforderlich.
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Aus
der
DE 101 31 068
A1 ist ein Scheinwerter für Fahrzeuge bekannt, wobei
ein aus einer Lichtquelle und einem Reflektor bestehendes Lichtmodul mittels
einer ersten Verschwenkeinheit und einer zweiten Verschwenkeinheit
um eine horizontale oder vertikale Drehachse verschwenkbar angeordnet
ist. Die erste Verschwenkeinheit und die zweite Verschwenkeinheit
weisen jeweils einen Aktor und ein lineares Verstellelement auf,
die parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Verstellung erfolgt
durch gleichzeitiges Betätigen
der ersten Verschwenkeinheit und der zweiten Verschwenkeinheit.
Nach dem bekannten Scheinwerfer erfolgt die Anbindung des Reflektors über drei
Kugelgelenke, so dass ein gewisses Spiel, insbesondere in Umfangsrichtung
um die optische Achse des Reflektors, gegeben ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, einen Scheinwerfer für Fahrzeuge
derart weiterzubilden, dass ein definiertes und toleranzfreies Verschwenken
eines Lichtmoduls bei einfachem Aufbau gewährleistet ist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmodul
an mindestens drei Lagerpunkten über
jeweils eine Führung
mit einer Vorzugsrichtung gelagert ist, wobei die Vorzugsrichtung
der Führung
des ersten Lagerpunktes senkrecht zu der Vorzugsrichtung der Führung des
zweiten Lagerpunktes und der Führung des
dritten Lagerpunktes orientiert ist.
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Vorteilhaft
ermöglicht
der erfindungsgemäße Scheinwerfer
einen einfachen Aufbau eines Scheinwerfers mit geringen Massen,
wobei eine einfache Verstellgeometrie mit wenigen Bauteilen vorgesehen ist.
Insbesondere erfolgt eine definierte Verstellung eines Lichtmoduls
um eine vertikale oder horizontale Drehachse. Die Verdrehung erfolgt
ohne Spiel und relativ verschleißfrei.
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Grundgedanke
der Erfindung ist es, eine unmittelbare Anbindung der ersten Verschwenkeinheit und
der zweiten Verschwenkeinheit an das Lichtmodul zu gewährleisten,
wobei Führungen
mit senkrecht zueinander orientierten Vorzugsrichtungen vorgesehen
sind. Hierdurch ergibt sich eine eindeutige Kippbewegung, die relativ
toleranzfrei gestaltet werden kann.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung sind die Führungen der an einem ersten
und zweiten Lagerpunkt angelenkten ersten Verschwenkeinheit und zweiten
Verschwenkeinheit derart orientiert, dass eine Kreuzschubkurbelkette
gebildet ist. Das Lichtmodul ist somit mit einer Drehachse versehen,
die über
zwei senkrecht stehende Schubgelenke in ihrer Neigung verändert werden
kann. Die Führungen
stehen jeweils senkrecht zueinander, wobei die erste Führung horizontal
oder vertikal oder in einem spitzen Winkel zu einer Horizontalebene
orientiert sein kann. Die Enden der Kurbel befinden sich in den
Führungen.
Die Lage der Führungen
stellen Momentanlagen der Kurbelenden dar. Werden in diesen Momentanlagen
Senkrechten zu den Führungen
gebildet, so schneiden sich beide Senkrechten in einem virtuellen
Punkt. Dieser Schnittpunkt stellt den Momentanpol einer virtuellen
Kippbewegung dar. Vorteilhaft können
insbesondere vertikale Vibrationen bei einem Verschwenken des Lichtmoduls
um eine horizontale Drehachse verringert werden. Alternativ können die
Führungen
auch als eine Kreisbahn oder eine radial dazu stehende Gerade oder
als zwei Kreisbahnen ausgebildet sein, die einen gleichen oder ungleichen
Radius aufweisen. Der Mittelpunkt der Kreisbahnen ist stets derselbe.
Vorteilhaft ermöglicht
die „Kreuzschubkurbel" bei durch eine der
beiden Verschwenkeinheiten vermittelten Bewegung einer ersten Führung die
Zwangsbewegung der dazu senkrecht stehenden zweiten Führung. Zum
Verschwenken des Lichtmoduls werden die erste und zweite Verschwenkeinheit
vorzugsweise unabhängig voneinander
angesteuert, wobei eine Ausgleichsbewegung in der Führung erfolgt,
die nicht mit der angesteuerten Verschwenkeinheit gekoppelt ist.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht des Scheinwerfers mit einer Verstellung
nach einer ersten Ausführungsform,
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2 eine
schematische Vorderansicht des Scheinwerfers mit der Verstelleinrichtung
nach der ersten Ausführungsform,
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3 eine
schematische Seitenansicht eines Scheinwerfers nach einer zweiten
Ausführungsform,
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4 eine
schematische Darstellung der Vorderansicht des Scheinwerfers nach
der zweiten Ausführungsform,
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5 eine
schematische Seitenansicht eines Scheinwerfers mit einer Verstellinrichtung
nach einer weiteren Ausführungsform,
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6 eine
schematische Seitenansicht des Scheinwerfers mit einer Verstellinrichtung
nach einer weiteren Ausführungsform,
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7 einen
schematischen Querschnitt durch eine lang gestreckte Führung an
einem Lagerpunkt des Lichtmoduls,
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8 eine
Seitenansicht auf die lang gestreckte Führung gemäß 7 und
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9 eine
Seitenansicht auf eine lang gestreckte Führung nach einer alternativen
Ausführungsform.
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Ein
Scheinwerfer für
Fahrzeuge weist im Wesentlichen ein Lichtmodul 1 sowie
eine erste Verschwenkeinheit 2 zum Verschwenken des Lichtmoduls 1 um
eine horizontale Drehachse Hsowie eine zweite Verschwenkeinheit 3 zum
Verschwenken des Lichtmoduls 1 um eine vertikale Drehachse
V auf. Die erste Verschwenkeinheit 2 dient somit zur Einstellung einer
vorgegebenen Leuchtweite des Lichtmoduls 1. Die zweite
Verschwenkeinheit 3 dient zur Erzeugung eines Kurvenlichts.
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Das
Lichtmodul 1 ist als ein Reflektormodul ausgebildet mit
einem Reflektor 4, in dessen hinterer Öffnung 5 eine nicht
dargestellte Lichtquelle 6 einsteckbar ist. Im Bereich
der hinteren Öffnung 5 weist der
Reflektor 4 eine kranzförmige
Lampenaufnahme zur Halterung der Lichtquelle 6 an dem Reflektor 4 auf.
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Die
erste Verschwenkeinheit 2 (Leuchtweitensteller) umfasst
einen horizontal verlaufenden Aktor 7, der mit einem horizontal
verlaufenden linearen Verstellelement 8 in einem unteren
Bereich 9 des Reflektors 4 auf denselben einwirkt.
Ein freies Kugelende 8' des
linearen Verstellelementes 8 ist in einer vertikal verlaufenden
Längsführung 10 des
Reflektors 4 gelagert und bildet ein Dreh schubgelenk, das
zugleich einen ersten Lagerpunkt 11 des Reflektors 4 an
einem nicht dargestellten Gehäuse
des Scheinwerfers bildet. Der Aktor 7 ist über einen
Lagerbock an dem Gehäuse
bzw. Tragrahmen des Scheinwerfers gelagert.
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Bei
Betätigung
des horizontalen Aktors 7 wird der untere Bereich 9 des
Reflektors 4 parallel zu einer optischen Achse 13 des
Reflektors 4 nach vorne bzw. nach hinten verstellt, so
dass der Reflektor 4 um die durch einen oberen mittleren
dritten Lagerpunkt 14 verlaufende horizontale Drehachse
H verschwenkbar ist. Das lineare Verstellelement 8 wirkt dabei
auf den beweglichen ersten Lagerpunkt 11 des Reflektors 4 ein,
der in vertikaler Richtung unterhalb des dritten Lagerpunktes 14 des
Reflektors 4 angeordnet ist.
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Zur
Grundeinstellung des Lichtmoduls 1 ist ein Schraubbolzen
vorgesehen, der sich in Schraubeingriff mit dem Lagerbock des horizontalen Aktors 7 befindet
und mittels eines von oben angreifenden nicht dargestellten Werkzeugs
manuell betätigbar
ist.
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Die
zweite Verschwenkeinheit 3 zum Verschwenken des Lichtmoduls 1 um
die vertikale Drehachse V (Kurvenlichtfunktion) weist einen horizontal verlaufenden
Aktor 16 auf, der auf ein in horizontaler Richtung abragendes
lineares Verstellelement 17 einwirkt. Das Verstellelement 17 weist
ein Kugelende 17' auf,
das in eine vertikal verlaufende Aufnahmepfanne 21 (Längsführung) des
Reflektors 4 gleitend eingreift. Die Längsführung 21 sowie das
Kugelende 17' des
linearen Verstellelementes 17 bilden einen zweiten Lagerpunkt 25,
der sich in einem horizontalen Abstand zu dem dritten Lagerpunkt 14 in
einem oberen Randbereich 20 des Reflektors 4 befindet. Die
Längsführung 21 des
zweiten Lagerpunktes 25 weist eine Vorzugsrichtung in vertikaler
Richtung auf, die senkrecht zu der horizontalen Vorzugsrichtung der
Längsführung 10 des
ersten Lagerpunktes 11 steht. Der dritte Lagerpunkt 14 weist
wie der zweite Lagerpunkt 25 eine Längsführung 26 mit vertikaler Vorzugsrichtung
auf, in der ein Kugelende 23 eines Gehäuses oder Tragrahmens oder
Reflektors gehaltert ist und die einen rotatorischen Ausgleich bei
Verdrehung des Lichtmoduls 1 ermöglicht. Die Anbindungspunkte
des Lichtmoduls 1 an dem ersten, zweiten und dritten Lagerpunkt 11, 14, 25 erfolgen über Drehschubgelenke.
Es wird eine Kreuzschubkurbelkette gebildet, die ein spielfreies
Verschwenken des Lichtmoduls 1 ermöglicht.
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Der
dritte Lagerpunkt 14 bildet einen Schnittpunkt zwischen
der vertikalen Drehachse V und der horizontalen Drehachse H, so
dass eine spaltmaßoptimierte
Einstellung des Reflektors 4 ermöglicht wird.
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Zur
Verstellung des Lichtmoduls 1 um die horizontale Drehachse
H wird ausschließlich
die erste Verschwenkeinheit 2 angesteuert. Entsprechende Ausgleichsbewegungen
an dem zweiten Lagerpunkt 25 und dem dritten Lagerpunkt 14 werden
durch die Längsführungen 21 bzw. 26 gewährleistet.
Zum Verschwenken des Lichtmoduls 1 um die vertikale Drehachse
V wird ausschließlich
die zweite Verschwenkeinheit 3 angesteuert, wobei Kugelzapfen
in den Längsführungen 10, 21 und 26 am
ersten Lagerpunkt 11 bzw. dritten Lagerpunkt 14 eine
spielfreie Drehbewegung um die vertikale Achse V ermöglichen.
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Nach
eine nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann das Verstellelement 17 auch an
einem freien Ende zum einen über
ein Umlenkelement (Umlenkhebel) und zum anderen über ein sich an den Umlenkhebel
gelenkig anschließende
Schubgelenkstange mit dem Reflektor in einem oberen Bereich desselben
gekoppelt werden. Die Schubstange ist reflektorseitig mit einem
Kugelende in einer im Wesentlichen vertikal verlaufenden Aufnahmepfanne (Längsführung) des
Reflektors längsverschieblich eingeklipst
gelagert. Vorteilhaft können
hierdurch auf das lineare Verstellelement wirkende Querkräfte des vertikalen
Aktors vermieden werden.
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Die
Schubgelenkstange erstreckt sich vorzugsweise in einer horizontalen
Richtung, insbesondere parallel zu der optischen Achse des Reflektors. Der
Umlenkhebel erstreckt sich vorzugsweise in vertikaler Richtung und
ist über
ein Drehgelenk mit der Schubgelenkstange verbunden. Der Umlenkhebel weist
auf einer der Schubgelenkstange abgewandten Seite einen Ansatz auf,
der mit dem linearen Verstellelement des vertikalen Aktors gekoppelt
ist. Der Ansatz erstreckt sich in Lichtabstrahlrichtung vor einem Lagerbock,
an dem der Umlenkhebel um eine horizontale Achse verschwenkbar gelagert
ist. Der Ansatz umfasst ein verrastetes Kugelgelenk oder ein verrastetes
bzw. angeformtes Schub-Kugelgelenk, das eine Aufnahme für ein Kugelende
des linearen Verstellelementes des vertikalen Aktors aufweist.
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Die
Kreisbewegung der Führung 25 um
die vertikale Drehachse V wird durch eine nicht dargestellte Koppel
(zwei Kugelzapfen), ein elastisches Element oder einen um eine zweite
vertikale Achse (parallel zur Drehachse V verlaufend) verdrehbares Verstellelement 3 ausgeglichen.
Die Führung 25 kann
auch als Kugelzapfen in einem horizontal oder vertikal orientierten
Kulissenstein eines vorzugsweise horizontal orientieren Verstellelements 3 ausgeführt sein.
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Durch
Betätigung
des vertikalen Aktors wird das lineare Verstellelement in vertikaler
Richtung verstellt, so dass sich zum einen der Umlenkhebel und zum
anderen die Schubgelenkstange in einer gemeinsamen vertikalen Betätigungsebene
verstellen, die parallel zu der vertikalen Drehachse V verläuft, um
die das Lichtmodul bei Betätigen
des vertikalen Aktors verschwenkbar ist.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung gemäß den 3 und 4 kann
das Lichtmodul 1 als ein Projektionsmodul 28 ausgebildet sein
mit einem Reflektor 29, einer Blende 30 und einer
dem Reflektor 29 vorgelagerten Linse 31. Gleiche Bauteile
dieser Ausführungsform
im Vergleich zu der vorhergehenden Ausführungsform sind mit den gleichen
Bezugsziffern versehen. Die Verschwenkeinheiten 2, 3 sind
wie gemäß den Ausführungsbeispiel nach
den 1 und 2 parallel zueinander und unter
unmittelbarer Anlenkung am Rand des Reflektors 29 ausgebildet.
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Alternativ
kann das Lichtmodul 1 auch als ein LED-Modul ausgebildet
sein, das nach der Erfindung verschwenkbar angeordnet ist. Alternativ
kann das Lichtmodul auch als ein ebener oder gekrümmter Schwenkspiegel
ausgebildet sein, der die Lichtverteilung als Ganzes oder nur in
Teilen ablenkt.
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Nach
einer alternativen Ausführungsform
gemäß 5 können die
Längsführungen 10, 21 des ersten
Lagerpunktes 11 bzw. des zweiten und dritten (verdeckten)
Lagerpunktes 25, 14 auch in einem spitzen Winkel
zu einer Vertikalebene angeordnet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
bilden die Längsführungen 10, 21 einen
Winkel von 45°,
wobei die Längsführungen 10, 21 und 26 senkrecht
zueinander orientiert angeordnet sind. Die Aktoren 7, 16 bzw.
die linearen Vertellelemente 8, 17 sind in horizontaler
Richtung verstellbar angeordnet.
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Nach
einer alternativen Ausführungsform
gemäß 6 können Führungen
des ersten Lagerpunktes 11 und des zweiten Lagerpunktes 25 und des
dritten (verdeckten) Lagerpunktes 14 auch als kreisbogenförmige Führungen 32, 33 ausgebildet sein.
Hierbei ist die zweite Verschwenkeinheit 3 mit dem Aktor 16 bzw.
dem linearen Verstellelement 17 in horizontaler Richtung
orientiert ausgerichtet. Die erste Verschwenkeinheit 2 ist
mit dem Aktor 7 und dem linearen Verstellelement 8 tangential
zu einem mittleren Abschnitt der kreisbogenförmigen Führung 32 orientiert
angeordnet.
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Nach
einer Ausführungsform
gemäß den 7 und 8 ist
die Längsführung 10, 21, 26 gebildet
durch eine obere Lagerschale 34 und eine untere Lagerschale 35,
die zusammen einen Hohlzylinder mit einem seitlichen Schlitz 36 und
eine im Querschnitt kreisförmige
Innenfläche 37 bilden.
Ein Kugelende 38 des linearen Verstellelementes 8, 17 bzw. eines
Gehäuseteils 23 ist
spielfrei und in Längsrichtung
der Längsführung 10, 21, 26 gelagert.
Die Lagerschalen 34, 35 können mittels Verschraubung 39 und/oder
durch Verrastung 40 mit einem Gehäuse 41 des Scheinwerfers
unter einer definierten Lage bzw. und/oder Vorspannung verbunden
sein.
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Nach
einer alternativen Ausführungsform
gemäß 9 kann
eine obere Lagerschale 42 und/oder eine untere Lagerschale 43 auch
nachgiebig ausgebildet sein. Zu diesem Zweck weist die obere Lagerschale 42 Längsausnehmungen 44 auf.
Durch die federnde Ausführung
der oberen Lagerschale 42 wird eine spielfreie Lagerung
des Kugelendes 38 gewährleistet.
Die untere Lagerschale 43 ist vorzugsweise fest mit dem
Gehäuse 41 verbunden.
Die Befestigung der Lagerschalen 42, 43 kann durch
Verschraubung 39 oder alternativ durch Verrastung erfolgen.