DE102006017132A1

DE102006017132A1 - Scheinwerfer für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102006017132A1
Application number: DE102006017132A
Authority: DE
Inventors: Berthold Döring; Florian Esenwein; Thomas Hofmann
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2006-04-12
Filing date: 2006-04-12
Publication date: 2007-10-18

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einem zwei Brennorte aufweisenden schalförmigen Reflektor und mit einer zwischen einer Linse und dem Reflektor angeordneten Blendenwelle, welche um eine horizontale und quer zur optischen Achse verlaufende Drehachse in mehrere Drehstellungen verstellbar ist und deren Mantelfläche für jede Drehstellung eine Brennlinie aufweist, welche eine Hell-Dunkel-Grenze einer Lichtfigur erzeugt, dass die Blendenwelle über ein Getriebe mit einem Elektromotor gekoppelt ist, wobei das Getriebe ein Schrittgetriebe aufweist, derart, dass die Blendenwelle schrittweise zwischen den wählbaren Drehstellungen verstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einem zwei Brennorte aufweisenden schalförmigen Reflektor und mit einer zwischen einer Linse und dem Reflektor angeordneten Blendenwelle, welche um eine horizontale und quer zur optischen Achse verlaufenden Drehachse in mehrere Drehstellungen verstellbar ist und deren Mantelfläche für jede Drehstellung eine Brennlinie aufweist, welche eine Hell-Dunkel-Grenze einer Lichtfigur erzeugt, dass die Blendenwelle über ein Getriebe mit einem Elektromotor gekoppelt ist.
Aus der DE 199 09 413 A1 ist ein Scheinwerfer für Fahrzeuge bekannt, der einen Reflektor, eine Linse und eine Blendenwelle aufweist, die um eine horizontale und quer zur optischen Achse verlaufende Drehachse in mehrere Drehstellungen verstellbar ist. In der wählbaren Drehstellung der Blendenwelle bildet eine Mantelfläche derselben eine Brennlinie, die eine Hell-Dunkel-Grenze für eine Lichtfigur erzeugt. Beispielsweise kann in den verschiedenen Drehstellungen eine Lichtfigur für die Fernlichtfunktion und die Abblendlichtfunktion erzeugt werden. Zum Antrieb der Blendenwelle ist dieselbe über ein Getriebe mit einem seitlich angeordneten Elektromotor gekoppelt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Scheinwerfer für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass zum einen der Ansteuerungsaufwand und zum an- deren der Platzbedarf für die Antriebskomponenten der Blendenwelle verringert werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Schrittgetriebe aufweist, derart, dass die Blendenwelle schrittweise zwischen den wählbaren Drehstellungen verstellbar ist.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Einstellen der Blendenwelle in die vorgewählte Drehstellung mittels eines Schrittgetriebes erfolgt. Hierdurch kann der elektronische Aufwand wesentlich reduziert werden, da der Elektromotor mit einer konstanten Drehzahl angesteuert werden kann. Eine Platzersparnis ergibt sich daraus, dass das Schrittgetriebe Platz sparend in einem ohnehin vorhandenen Getriebe integriert sein kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Schrittgetriebe als ein Malteserkreuzgetriebe ausgebildet, das über ein Malteserkreuzrad einerseits und eine Kurbelscheibe mit einem Antriebszapfen andererseits verfügt. Zur Verstellung der Blendenwelle greift der Antriebszapfen in eine Radialausnehmung des Malteserkreuzrades ein und ermöglicht eine definierte Verdrehung desselben und damit der Blendenwelle. Die Eingriffstelllung und Außereingriffstellung des Antriebszapfens mit dem Malteserkreuzrad erfolgt im Wesentlichen durch die Ausgestaltung des Malteserkreuzrades selbst. Die Erfindung ermöglicht somit eine kostengünstige, relativ toleranzunabhängige, selbst hemmende Verstellung der Blendenwelle. Sobald der Antriebszapfen in Außereingriffstellung zu dem Malteserkreuzrad angeordnet ist, liegt ein Abschnitt der Umfangskontur eines Verriegelungselementes der Kurbelscheibe an einem stirnseitigen Ende des Kreuzbalkens des Malteserkreuzrades pressend an, so dass das Malteserkreuzrad und damit die Blendenwelle drehfest in der Drehstellung verriegelt ist. Vorteilhaft kann hierdurch die Funktionssicherheit erhöht werden, da die Positionierung des Malteserkreuzrades in der Drehstellung durch formschlüssige Selbsthaltung erzielt wird.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind in den Kreuzbalken des Malteserkreuzrades jeweils Magnete eingefasst, die mit einem an einem Gehäuse der Motor-Getriebeeinheit angebrachten Haltsensor zusammenwirken und eine Positionierung der Kurbelscheibe relativ zu dem Malteserkreuzrad ermöglichen. Vorteilhaft kann hierdurch ohne Vorsehen einer Regelungseinrichtung die ge wünschte Schaltstellung der Blendenwelle eingestellt werden, wobei der fest angeordnete Hallsensor, der die Drehung des Malteserkreuzrades um die entsprechenden Schrittwinkel detektiert.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Seitenansicht eines Scheinwerfers in Explosionsdarstellung der Motor/Getriebe-Bauteile nach einer ersten Ausführungsform,
2 eine perspektivische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schrittgetriebes nach der ersten Ausführungsform,
3 eine perspektivische Vorderansicht eines Scheinwerfers mit Motor/Getriebe-Bauteilen in Explosionsdarstellung nach einer zweiten Ausführungsform,
4 eine Vorderansicht des Schrittgetriebes bei Beginn der Eingriffstellung eines Antriebszapfens in eine Radialausnehmung eines Malteserkreuzrades und
5 eine schematische Darstellung des Malteserkreuzrades des Schrittgetriebes.
Ein erfindungsgemäßer Scheinwerfer für Fahrzeuge weist einen schalenförmigen (ellipsoidförmigen) Reflektor 1, eine in einem ersten Brennpunkt des Reflektors 1 angeordnete nicht dargestellte Lichtquelle, eine vor dem Reflektor 1 angeordnete nicht dargestellte Linse, eine zwischen dem Reflektor 1 und der Linse angeordnete Blendenwelle 2 sowie eine Antriebseinheit 3 zur Verstellung der Blendenwelle 2 auf.
Die Blendenwelle 2 erstreckt sich in horizontaler Richtung und quer zu einer optischen Achse 4 des Reflektors 1. Die Blendenwelle 2 ist um eine Drehachse 5, die horizontal und senkrecht zur optischen Achse 4 verläuft, in mehrere Drehstellungen verstellbar gelagert. Eine Mantelfläche 6 der Blendenwelle 2 weist für jede Drehstellung eine Brennlinie auf, welche eine Hell-Dunkel-Grenze für eine Lichtfigur erzeugt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel können zwei Brennlinien bzw. Drehstellungen vorgesehen sein, wobei die Blendenwelle 2 von der einer ersten Drehstellung in die zweite Drehstellung und umgekehrt um 180° verdreht wird. Die erste Brennlinie kann zu der Lichtfigur einer Abblendlichtfunktion und die zweite Brennlinie zur Lichtfigur einer Fernlichtfunktion korrespondieren.
Zur Verstellung der Blendenwelle 2 weist die in einem Gehäuse 7 untergebrachte Antriebseinheit 3 zum einen einen Elektromotor 8 (siehe 3) sowie ein Getriebe 9 auf. Das Getriebe 9 besteht zum einen aus einem Stirnradgetriebe 10, das auf einer dem Elektromotor 8 zugewandten Seite angeordnet ist. Zum anderen besteht das Getriebe 9 aus einem Schrittgetriebe 11, das auf einer der Blendenwelle 2 zugewandten Seite angeordnet ist.
Das Schrittgetriebe 11 ermöglicht die Umsetzung der kontinuierlichen Drehbewegung einer Antriebswelle des Elektromotors 8 bzw. des Stirnradgetriebes 10 in eine intermittierende Drehbewegung der Blendenwelle 2 zwischen den beiden Drehstellungen. Zu diesem Zweck ist das Schrittgetriebe 11 als ein Malte serkreuzgetriebe ausgebildet, das zum einen ein Malteserkreuzrad 12 aufweist, das koaxial und drehfest mit der Blendenwelle 2 gekoppelt ist. Zum anderen weist das Malteserkreuzgetriebe 11 eine Kurbelscheibe 13 auf, die auf einer der Blendenwelle 2 abgewandten Seite mit einem Zahnrad 14 drehfest verbunden ist, das ein erstes Stirnrad des Stirnradgetriebes 10 bildet und mit einem zweiten Stirnrad 15 des Getriebes 10 gekoppelt ist.
Die Kurbelscheibe 13 weist auf einer dem Malteserkreuzrad 12 zugewandten Flachseite einen axial abragenden Antriebszapfen 16 auf, der exzentrisch zur Lage des Malteserkreuzrades 12 angeordnet ist. Ferner weist die Kurbelscheibe 13 auf einer dem Malteserkreuzrad 12 zugewandten Seite ein Verriegelungselement 17 auf, das die Drehbewegung des Malteserkreuzrades 12 bei Außereingriffstellung des Antriebszapfens 16 mit dem Malteserkreuzrad 12 verhindert.
Das Malteserkreuzrad 12 weist nach einer ersten Ausführungsform gemäß den 1 und 2 sechs Kreuzbalken 18 mit einer stirnseitigen konkavförmigen Einkerbung 19 auf. Wie aus 2 zu ersehen ist, erfolgt eine Verdrehung des Malteserkreuzrades 12, solange der Antriebszapfen 16 sich in Eingriffstellung in einer Radialausnehmung 20 des Malteserkreuzrades 12 befindet. Da das Malteserkreuzrad 12 sechs Kreuzbalken 18 aufweist, wird das Malteserkreuzrad 12 bei jeder Volldrehung der Kurbelscheibe 13 um 60° verdreht. Das Verriegelungselement 17 weist zum einen einen konkavförmigen Umfangsabschnitt 21 auf, damit während der Eingriffstellung des Antriebszapfens 16 mit dem Malteserkreuzrad 12 der in Drehrichtung vorne liegende Kreuzbalken 18 nicht blockiert wird.
Zum anderen weist das Verriegelungselement 17 einen konvexförmigen Umfangsabschnitt 22 auf, der in Außereingriffstellung des Antriebszapfens 16 mit dem Malteserkreuzrad 12 in die Einkerbung 19 des in Drehrichtung nachfol genden Kreuzbalkens 18 unter Pressung eingreift, so dass das Malteserkreuzrad 12 selbst hemmend gehalten ist. Da das Malteserkreuzrad 12 sechs Kreuzbalken 18 aufweist, könnten maximal sechs Drehstellungen eingenommen werden bzw. sechs Brennlinien vorhanden sein. Pro Verstellung von einer ersten in eine zweite Drehstellung ist eine vollständige Drehbewegung der Kurbelscheibe 13 erforderlich.
Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß den 3 bis 5 kann ein Malteserkreuzrad 23 auch lediglich vier Kreuzbalken 24 aufweisen. Die Schrittwinkel zwischen den Drehstellungen des Malteserkreuzrades 23 erhöhen sich dann auf 90°. Ein Abstand eines Antriebszapfens 26 zu einer Drehachse einer Kurbelscheibe 25 ist dann vergleichsweise größer. Gleiche Bauteile bzw. Bauteilfunktionen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Wie aus 4 ersichtlich ist, ist das Verriegelungselement als eine Sperrscheibe 28 ausgebildet, wobei der Abstand A zwischen dem Antriebszapfen 26 und dem konkaven Umfangsabschnitt 29 der Sperrscheibe 28 zumindest der Länge L einer Radialausnehmung 30 des Malteserkreuzrades 23 entspricht.
Ein weiterer Umfangsabschnitt 31 der Sperrscheibe 28 zur Verriegelung des Malteserkreuzrades 23 in der Außereingriffstellung des Antriebszapfens 16 mit demselben ist kreisförmig ausgebildet und umspannt einen überstumpfen Winkel.
Die Ansteuerung bzw. Positionierung des Malteserkreuzrades 12, 23 erfolgt unter Verwendung eines Hallsensors 32, der in dem Gehäuse 7 untergebracht ist und mit Magneten 33 zusammenwirkt, die in dem Malteserkreuzrad 12, 23 eingefasst sind. Hierdurch kann auf einfache Weise eine Referenzposition der Kurbelscheibe 13 zu dem Malteserkreuzrad 12, 23 bestimmt werden. Auch wenn die Lage der Blendenwelle 2 unbekannt sein bzw. verloren gehen sollte, kann durch Drehen des Malteserkreuzrades 12, 23 bis zur über den Hallsensor 32 erkannten Referenzposition die vorgegebene Positionierung der Blendenwelle 2 wieder in Gang gesetzt werden. Die darauf folgenden Positionierungsvorgänge erfolgen über ein Zählen der Schrittbewegungen aus der Referenzposition heraus. Die Integration der Magnete 33 in das Malteserkreuzrad 12, 23 hat den Vorteil, dass ein konstanter und langer Amplitudenausschlag erfolgt.
Für das Verstellen der Blendenwelle 2 von der Abblendlichtfigur in die Fernlichtfigur und umgekehrt sind zwei Schaltvorgänge des Malteserkreuzrades 23 erforderlich.

Claims

Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einem zwei Brennorte aufweisenden schalförmigen Reflektor und mit einer zwischen einer Linse und dem Reflektor angeordneten Blendenwelle, welche um eine horizontale und quer zur optischen Achse verlaufenden Drehachse in mehrere Drehstellungen verstellbar ist und deren Mantelfläche für jede Drehstellung eine Brennlinie aufweist, welche eine Hell-Dunkel-Grenze einer Lichtfigur erzeugt, dass die Blendenwelle über ein Getriebe mit einem Elektromotor gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (9) ein Schrittgetriebe (11) aufweist, derart, dass die Blendenwelle (2) schrittweise zwischen den wählbaren Drehstellungen verstellbar ist.
Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schrittgetriebe als ein Malteserkreuzgetriebe (11) ausgebildet ist, das zum einen ein koaxial zu der Blendenwelle (2) angeordnetes und drehfest mit derselben verbundenen Malteserkreuzrad (12, 23) und zum anderen einen exzentrisch an einer mit einer Antriebswelle des Elektromotors gekoppelten Kurbelscheibe (13, 25) angeordneten Antriebszapfen (16, 26) umfasst, derart, dass der Antriebszapfen (16, 26) in Radialausnehmungen (20, 30) des Malteserkreuzrades (12, 23) eingreifbar ist.
Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebszapfen (16, 26) auf einer dem Malteserkreuzrad (12, 23) zugewandten Seite der Kurbelscheibe (13, 25) in axialer Richtung abragt und sich in einer gemeinsamen Ebene zu einem an die Kurbelscheibe (13, 25) angesetzten Verriegelungselement (17, 28) erstreckt, wobei das Verriegelungselement (17, 28) eine solche Umfangskontur aufweist, dass das Malteserkreuzrad (12, 23) während der Eingriffstellung des Antriebszapfens (16, 26) in der Radialausnehmung (20, 30) des Malteserkreuzrades (12, 23) synchron zu dem Antriebszapfen (16, 26) drehbar ist und in einer Außereingriffstellung des Antriebszapfens (16, 26) in der Radialausnehmung (20, 30) des Malteserkreuzrades (12, 23) nicht drehbar ist.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangskontur des Verriegelungselementes (17, 28) einen konvexförmigen Abschnitt (22, 31) und einen konkavförmigen Abschnitt (21, 29) umfasst.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialausnehmungen (20, 30) des Malteserkreuzrades (12, 23) Kreuzbalken (18, 24) mit stirnseitigen Einkerbungen (19) begrenzen, wobei der konvexförmige Abschnitt (22, 31) des Verriegelungselementes (17, 28) zu der stirnseitigen Einkerbung (19) korrespondiert.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelscheibe (13, 25) und das Malteserkreuzrad (12, 23) achsparallel zueinander angeordnet sind.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (A) des Antriebszapfens (16, 26) zu dem konkaven Abschnitt (21, 29) des Verriegelungselementes (17, 28) zumindest der Länge (L) der Radialausnehmungen (20, 30) entspricht.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kreuzbalken (18, 24) des Malteserkreuzrades (12, 23) jeweils Magnete (33) eingefasst sind, die mit einem an einem Gehäuse (9) montierten Hallsensor (32) zusammenwirken zur Positionierung des Malteserkreuzrades (12, 23).
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Malteserkreuzgetriebe (11) über ein Stirnradgetriebe (10) mit dem Elektromotor (8) gekoppelt ist.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Malteserkreuzrad (12, 23) vier Kreuzbalken (24) oder sechs Kreuzbalken (18) aufweist.