DE102007050348A1

DE102007050348A1 - Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102007050348A1
Application number: DE102007050348A
Authority: DE
Inventors: Matthias Brendle
Original assignee: Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 2007-02-20
Filing date: 2007-10-11
Publication date: 2008-08-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem Scheinwerfer, der einen Reflektor, eine in dem Reflektor angeordnete Lichtquelle und eine im Strahlengang von durch die Lichtquelle ausgesandtem und/oder von dem Reflektor reflektiertem Licht angeordnete Blendenanordnung umfasst, wobei der Reflektor, die Lichtquelle und/oder die Blende von wenigstens einem als Elektromotor ausgebildeten Aktor über ein Getriebe verstellbar angeordnet ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Getriebe ein auf einer Getriebewelle angeordnetes Kronrad umfasst, das mit einem an der Motorwelle vorgesehenen Ritzel zusammenwirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem Scheinwerfer, der einen Reflektor, eine in dem Reflektor angeordnete Lichtquelle, und/oder eine im Strahlengang von durch die Lichtquelle ausgesandtem und/oder von dem Reflektor reflektiertem Licht angeordnete Blendenanordnung umfasst, wobei der Reflektor, die Lichtquelle und/oder die Blendenanordnung von wenigstens einem als Elektromotor ausgebildeten Aktor über ein Getriebe verstellbar angeordnet ist.
Eine derartige Beleuchtungseinrichtung ist beispielsweise aus der DE 10 2005 015 937 A1 bekannt. Diese Druckschrift zeigt eine Beleuchtungseinrichtung umfassend einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem mittels einer Stelleinheit um eine vertikale Schwenkachse verschwenkbaren Projektions-Lichtmodul zur Realisierung einer dynamischen Kurvenlichtfunktion. Der Scheinwerfer weist einen stationären Tragrahmen und einen darin um die vertikale Schwenkachse verschwenkbar gelagerten Verstellrahmen auf, an dem das Lichtmodul befestigt ist. In dem Lichtmodul kann eine als Walze ausgebildete, mittels einer weiteren Stelleinheit verstellbare Blende vorgesehen sein. Beide Stelleinheiten sind an dem Tragrahmen befestigt. Das Stellelement zur Realisierung der Kurvenlichtfunktion ist in einem am Tragrahmen ausgebildeten abgeschlossenen Fach angeordnet.
Eine Beleuchtungseinrichtung der eingangs genannten Art ist des weiteren aus der EP 1 591 313 A1 bekannt. Diese Druckschrift zeigt ebenfalls eine Beleuchtungseinrichtung umfassend einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem mittels einer Stelleinheit um eine vertikale Schwenkachse verschwenkbaren Projektions-Lichtmodul zur Realisierung einer dynamischen Kurvenlichtfunktion. Der Scheinwerfer weist einen stationären Tragrahmen und einen darin um die vertikale Schwenkachse verschwenkbar gelagerten Verstellrahmen auf, an dem das Lichtmodul befestigt ist. In dem Lichtmodul ist eine um eine horizontale, im wesentlichen senkrecht zur optischen Achse des Scheinwerfers klappbare Blende angeordnet, die mittels einer weiteren Stelleinheit zwischen einer Stellung für Abblendlicht und einer Stellung für Fernlicht umgeklappt werden kann. Beide Stelleinheiten sind in am Verstellrahmen ausgebildeten abgeschlossenen Fächern angeordnet.
Nachteilig bei den bekannten Beleuchtungseinrichtungen ist es, dass die Getrieben vergleichsweise groß bauen und damit entsprechend Bauraum zur Verfügung zu stellen ist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Beleuchtungseinrichtungen dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, dass für die Getriebe weniger Bauraum zur Verfügung zu stellen ist bzw. die einzelnen Getriebekomponenten flexibler angeordnet werden können, wobei hierdurch die Funktionsfähigkeit der Beleuchtungseinrichtung nicht beeinträchtigt werden soll.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Beleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung sieht folglich vor, dass das Getriebe ein auf einer Getriebewelle angeordnetes Kronrad umfasst, das mit einem an der Motorwelle vorgesehenen Ritzel zusammenwirkt. Ein Kronrad zeichnet sich dadurch aus, dass es auf der senkrecht zur Drehachse verlaufenden Radfläche eine Verzahnung aufweist. Das Vorsehen eines Kronrades hat den Vorteil, dass die Motorwelle und die Getriebewelle winklig zueinander angeordnet werden können. Grundsätzlich sind durch ein Kronradgetriebe alle Winkel zwischen 0 und 90° und auch darüber realisierbar. Hierdurch werden Freiheitsgrade eröffnet, um die Antriebs- und Getriebeelemente ideal an die jeweilige Bauraumsituation anzupassen. Auch können dadurch funktionelle Gruppen räumlich so angenähert werden, dass sich neue Möglichkeiten der Funktionsintegration ergeben. Dabei können insbesondere sämtliche Antriebsaufgaben jeweils ein Getriebe mit einem Kronrad vorsehen. Davon betroffen können insbesondere sein die Bewegung von Blenden, Reflektoren, Lampen, Linsen oder anderen optischen Elementen, sowie Baugruppen aus den vorgenannten Bauteilen.
Der Reflektor, die Lichtquelle und/oder die Blendenanordnung können dabei direkt, also unmittelbar, vom Getriebe angetrieben sein oder indirekt, also mittelbar, über weitere Bauelemente. Insbesondere kann dabei der Reflektor, die Lichtquelle und/oder die Blendenanordnung Bestandteil eines größeren Moduls sein, das als solches vom Elektromotor über dessen Getriebe verstellbar ausgebildet sein kann.
Die Verwendung von Kronrädern, insbesondere in Verbindung mit geradverzahnten, zylindrischen Ritzeln, hat den Vorteil, dass sie eine gewisse Unempfindlichkeit gegen Achsabstands- und Achswinkeltoleranzen aufweisen, die insbesondere infolge von Temperaturschwankungen während des Betriebs der Einrichtung auftreten können. Im Gegensatz hierzu sind Kegelradgetriebe sehr empfindlich gegen Winkel- und Achsversatz, da sich die Profilverschiebung über die Zahnbreite kontinuierlich ändert beziehungsweise eine Linienberührung zwischen den Zahnflanken gegeben ist.
Gegenüber Schneckengetrieben und Bewegungsschrauben haben die Kronräder den Vorteil, dass sie einen weitaus geringeren Verschleiß und einen höheren Getriebewirkungsgrad vorsehen. Auch bei Schneckengetrieben muss auf die axiale Lagerung der Schnecke und Spindel große Sorgfalt gelegt werden, da diese das Getriebespiel und den Wirkungsgrad stark beeinflussen.
Da das Kronrad kämmende Ritzel als standardisiertes, insbesondere gerade verzahntes Stirnrad ausgebildet sein kann, kann das Getriebe mit vergleichsweise geringen Kosten realisiert werden. Das Vorsehen einer Geradverzahnung hat zudem den Vorteil, dass auf das Stirnrad nur radiale Kräfte wirken, wodurch keine besonderen Anforderungen an das Ritzel und an den Elektromotor zu stellen sind.
Ein besonders kompaktes Getriebe ergibt sich dann, wenn auf der das Kronrad tragenden Getriebewelle ein Ritzelrad drehfest angeordnet ist, das ein auf einer parallel zur Getriebewelle angeordneten Abtriebswelle angeordnetes Getrieberad kämmt. Die Abtriebswelle kann dann unmittelbar das jeweilige Element beziehungsweise die jeweilige Baugruppe betätigende Stellglied sein.
Vorzugsweise ist ein Elektromotor vorgesehen, mit dem der Reflektor um eine im Wesentlichen vertikal und/oder horizontal angeordnete Schwenkachse verschwenkbar ist. Die Verschwenkung um eine horizontale Achse kann zur Realisierung der Leuchtweitenregelung vorgesehen sein. Die Verschwenkbarkeit um die vertikale Achse kann zur Realisierung einer dynamischen Kurvenlichtfunktion dienen.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist denkbar, dass ein zweiter Elektromotor vorgesehen ist, mit dem die Blendenanordnung zwischen mindestens zwei Stellungen verstellbar ist, wobei sich die verschiedenen Stellungen dadurch unterscheiden, dass die Blendenanordnung mehr oder weniger Licht abschirmt. Folglich kann über einen solchen Elektromotor dann die Blendenanordnung zur Realisierung einer adaptiven Lichtverteilung verstellt werden.
Besonders vorteilhaft ist, wenn am Reflektor ein Getriebekasten angeordnet ist, wobei der wenigstens eine Elektromotor außen am Getriebekasten angeflanscht ist und dessen Motorwelle durch eine Öffnung in das Innere des Getriebekastens ragt, wobei in dem Getriebekasten das das Kronrad umfassende Getriebe angeordnet ist. Bei Vorsehen von mehreren Elektromotoren sind vorzugsweise sämtliche Elektromotoren wie beschrieben am Getriebekasten angeflanscht. Dabei können Getriebe sowohl für insbesondere die Kurvenlichtfunktion als auch für die Verstellung der Blende in einem gemeinsamen Getriebekasten angeordnet sein. Der Getriebekasten weist vorzugsweise einen abnehmbaren Deckel auf, wobei der Getriebekasten bei aufgesetztem Deckel gegen das Eindringen von Feuchtigkeit und/oder Schmutz abgedichtet ist. Dadurch werden die gegen Feuchtigkeit und Schmutz besonders empfindlichen mechanischen Getriebe wirksam geschützt. Zudem wird eine im Rahmen der Fertigung des Scheinwerfers auf die Getriebe aufgebrachte Grundschmierung gehindert, während des Einsatzes des Scheinwerfers in einem Fahrzeug aus den Getrieben auszutreten und das Innere des Scheinwerfers zu verschmutzen. Die Grundschmierung verbleibt für eine längere Zeit an den Getrieben, wodurch die Funktionsfähigkeit der Kurvenlichtfunktion bzw. der Blendenbewegung über einen längeren Zeitraum hinweg erhalten bleibt. Falls in dem Getriebekasten elektrische Bauteile und/oder Sensorik angeordnet ist, werden durch die Abdichtung auch diese empfindlichen Elemente wirksam gegen Schmutz und Feuchtigkeit geschützt.
Durch die Anordnung der Aktoren außerhalb des Getriebekastens können diese die während des Betriebs erzeugte Wärme besonders gut an die Umgebung abgeben. Ein Wärmestau in einem abgeschlossenen Fach wird verhindert, und die Funktionsfähigkeit der Kurvenlichtfunktion und/oder der Blendenverstellung und damit der Verfügbarkeit der Beleuchtungseinrichtung wird deutlich verbessert. Zudem gibt es bei einem als Elektromotor ausgebildeten Aktor einen direkten Zusammenhang zwischen der Motorleistung und der Kühlung: Das maximale Drehmoment und damit auch die maximale Leistung eines Elektromotors werden üblicherweise nur von der zulässigen Betriebstemperatur begrenzt, die ihrerseits durch die verwendeten Materialen (Magnet, Lackdraht der Wicklungen, etc.) bestimmt wird. Damit hängen der maximal mögliche Betriebsstrom und damit das maximale Drehmoment sowie die maximale Leistung davon ab, wie gut das Betriebstemperaturfenster zwischen maximaler Umgebungstemperatur im Scheinwerfer und maximaler Betriebstemperatur genutzt wird. Das Temperaturfenster liegt beispielsweise bei etwa 120°C bis 155°C, die Temperaturdifferenz beträgt also 35°C (bei: T_maxUmgebung: 120°C und T_maxMotor: 155°C). Liegt die Umgebungstemperatur oberhalb der Betriebstemperatur, wird der Motor mit einem geringeren bzw. begrenzten Betriebsstrom bestromt, wodurch sich die Leistung des Motors reduziert. Das kann dazu führen, dass er die ihm zugedachte Funktion (Blendenbewegung oder Kurvenlichtfunktion) nicht mehr zuverlässig erfüllen kann; eine Fehlfunktion des Scheinwerfers ist die Folge. Das kann sicher verhindert werden, wenn durch die gute Wärmeabfuhr die Umgebungstemperatur praktisch nicht über die zulässige maximale Betriebstemperatur steigen kann, wodurch stets eine ausreichende Bestromung der Aktoren und damit ein hohes Drehmoment zur Verfügung gestellt werden kann.
Die beweglichen Teile der Aktoren ragen durch Öffnungen in das Innere des Getriebekastens, so dass die Bewegung der Aktoren auf die Getriebe übertragen werden kann. Die Aktoren sind vorzugsweise mit einer ihrer Außenflächen bündig an die Außenseite von einer oder verschiedenen Wandungen des Getriebekastens befestigt, so dass die Öffnungen durch die auf die Außenseite des Getriebekastens angeflanschten Aktoren verdeckt wird. Das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in das Innere des Getriebekastens wird dadurch wirksam unterbunden. Es ist denkbar, zwischen den Aktoren und der Wandung, an die sie angeflanscht sind, eine Dichtung zur besseren Abdichtung anzubringen.
Es ist des weiteren denkbar, die Aktoren über geeignete Halteelemente an den Wandungen des Getriebekastens zu befestigen, wobei die Halteelemente ebenfalls für eine Abdichtung der Öffnungen sorgen können. Dies macht insbesondere dann Sinn, wenn die Außenflächen der Aktoren, mit denen sie an der Außenseite der Wandungen befestigt sind, nicht eben, sondern beispielsweise gekrümmt, sind. Die Haltelemente können einen Ausgleich zwischen den Unebenheiten der Außenflächen der Aktoren und den im wesentlichen Ebenen Außenseiten der Wandungen des Getriebekastens erzielen.
Eine Anordnung der Aktoren außerhalb des Getriebekastens ist insbesondere dann ohne Probleme durch Schmutz und Feuchtigkeit möglich, wenn die Aktoren eine zumindest teilweise Kapselung aufweisen, so dass das Innere der Aktoren wirksam vor Schmutz und Feuchtigkeit geschützt ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Blendenanordnung mehrere Blendenelemente umfasst, die relativ zueinander um eine horizontale, im wesentlichen parallel zur optischen Achse des Scheinwerfers verlaufende Drehachse bewegbar sind. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung schlägt vor, dass die Blendenanordnung ein stationäres Blendenelement und mindestens ein um die Drehachse verstellbares Blendenelement aufweist. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Blendenanordnung mindestens zwei um die Drehachse verstellbare Blendenelemente aufweist. Vorzugsweise wirkt die Blendenanordnung mit einem Kurvengetriebe derart zusammen, dass das oder jedes Blendenelement entlang einer dem jeweiligen Blendenelement zugeordneten Steuerkurve bewegbar ist. Eine derart ausgestaltete Blendenanordnung ist an sich aus der DE 10 2005 012 303 A1 bekannt. Hinsichtlich Aufbau und Funktion dieser Blendenanordnung wird auf diese Druckschrift verwiesen und der entsprechende Inhalt dieser Druckschrift auch zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht. Diese Blendenanordnung hat gegenüber einer um eine horizontale, im wesentlichen quer zur optischen Achse des Scheinwerfers verlaufenden Achse klappbaren Blende den Vorteil, dass sie wesentlich weniger Raum benötigt. Zudem können durch eine entsprechende Anzahl an Blendenelementen und eine entsprechende Ausgestaltung der Steuerkurven eine Vielzahl unterschiedlicher Lichtverteilungen erzielt werden.
Der Getriebekasten kann integraler Bestand des Reflektors sein. Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, dass der Getriebekasten mit den daran angeflanschten Aktoren als eine von dem Reflektor getrennte, separat handhabbare Einheit ausgebildet ist. Das hat den Vorteil, dass stets die gleiche Betätigungseinheit an verschieden ausgestalteten Reflektoren, beispielsweise verschieden große Reflektoren oder an Reflektoren für Rechts- und Linksverkehr, befestigt werden kann. Dadurch können die Herstellungs- und Lagerhaltungskosten verringert und die Montage der Beleuchtungseinrichtung vereinfacht und beschleunigt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Getriebekasten unmittelbar an dem Reflektor befestigt ist. Unmittelbar bedeutet in diesem Zusammenhang, dass sehr wohl geeignete Befestigungsmittel, beispielsweise Schrauben, Klebstoff, etc., zur Befestigung verwendet werden können, dass aber der Getriebekasten direkt am Reflektor und nicht etwa an einem den Reflektor umgebenden Verstellrahmen befestigt ist. Das bedeutet, dass auf einen Verstellrahmen, an dem der Reflektor befestigt ist und der um die vertikale Schwenkachse verschwenkbar in einem Tragrahmen angeordnet ist, verzichtet werden kann. In diesem Fall sind direkt an dem Reflektor geeignete Lagerungen vorgesehen, vorzugsweise einstückig mit dem Reflektor ausgebildet, durch die der Reflektor um die vertikale Schwenkachse verschwenkbar an dem Tragrahmen gehalten ist.
Es ist denkbar, dass in dem Getriebekasten eine elektrische Leiterplatte zur Ansteuerung von mindestens einem der beiden Aktoren angeordnet ist. Vorzugsweise ist der wenigstens eine Elektromotor dabei auf der Leiterplatte angeordnet. Bei Vorsehen von mehreren Elektromotoren sind vorzugsweise sämtliche Elektromotoren auf der einen, gemeinsamen Leiterplatte angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass Verkabelungsaufwand zur Ansteuerung der Elektromotoren entfällt.
Um auf möglichst kleinem Bauraum Getriebebauteile möglichst optimal zu lagern, kann vorgesehen sein, dass die Leiterplatte Aussparungen zur Führung der Motorwelle und/oder der Getriebewelle aufweist. Die Leiterplatte kann dabei unmittelbar mit der jeweiligen Welle zusammenwirken. Allerdings ist denkbar, dass zwischen der Welle und der Leiterplatte Führungshülsen und/oder weitere Führungsmittel vorgesehen sein können.
Des Weiteren ist es möglich, dass in dem Getriebekasten Sensorik und andere elektrische Bauelemente angeordnet sind. Die Sensorik umfasst vorzugsweise einen induktiven Drehwinkelsensor und/oder einen Hallsensor, um die Verschwenkstellung des Reflektors und/oder die Verstellposition der Blendenanordnung zu ermitteln. Dadurch kann eine korrekte Ansteuerung und deren ordnungsgemäße Funktion geprüft bzw. eine Regelung der Kurvenlichtfunktion und der Verstellung der Blendenanordnung realisiert werden.
Vorteilhafterweise ist der verschwenkbare Reflektor Teil eines in seiner Gesamtheit verschwenkbaren Lichtmoduls umfassend den Reflektor, die Lichtquelle, die Blendenanordnung und eine Projektionslinse ist. Ein solches Lichtmodul wird auch als Projektions-Lichtmodul bezeichnet. Bei einer derartigen Ausführungsform wird folglich das gesamte Lichtmodul vom jeweiligen Elektromotor über das jeweils zugehörige Getriebe bewegt.
Der erste Aktor und/oder der zweite ist als Elektromotor, insbesondere als Schrittmotor, ausgebildet. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die beiden Aktoren zum Zwecke der besseren Wärmeabfuhr in einem Abstand zueinander, vorzugsweise an verschiedenen Wandungen des Getriebekastens angeordnet sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind der erste und der zweite Elektromotor derart an dem Getriebekasten angeflanscht, dass ihre Wellen einen Winkel von etwa 90° relativ zueinander aufweisen. Vorteilhafterweise können dabei die Motorwellen senkrecht zur Leiterplatte angeordnet sein. Hierdurch ergeben sich vorteilhafte geometrische Verhältnisse auf vergleichsweise geringem Bauraum.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Scheinwerfer einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben;
2 den Scheinwerfer aus 1 in einer perspektivischen Ansicht von unten;
3 einen Getriebekasten der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht schräg von unten mit geöffnetem Deckel;
4 den Getriebekasten aus 3 mit geschlossenem Deckel in einer perspektivischen Ansicht schräg oben;
5 eine Blendenanordnung des Scheinwerfers der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
6 eine perspektivische Rückansicht gemäß 1, allerdings ohne Getriebekasten;
7 einen elektrischen Antrieb samt Kronrad;
8 die Seitenansicht der 6; und
9 die Rückansicht der 6.
In 1 ist ein Scheinwerfer einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Der Scheinwerfer 1 umfasst einen Tragrahmen 2, der mittels zweier seitlicher Aufhängungen 3 um eine horizontale Achse 4 neigbar in einem nicht dargestellt Gehäuse des Scheinwerfers 1 bzw. der Beleuchtungseinrichtung gehalten ist. Eine gesteuerte oder geregelte Verstellung der Neigung des Tragrahmens 2 relativ zum Gehäuse dient zur Einstellung der Leuchtweite des Scheinwerfers 1.
Der Scheinwerfer 1 umfasst einen Reflektor 5, der um eine vertikale Schwenkachse 6 verschwenkbar in dem Tragrahmen 2 gelagert ist. Der Reflektor 5 ist aus Kunststoff mit einer geeigneten reflektierenden Beschichtung oder aus Metall, bspw. aus Aluminium-Druckguss, gefertigt. Zur Lagerung sind an der Oberseite und/oder an der Unterseite des Reflektors 5 geeignete Lagerelemente ausgebildet. Durch ein Verschwenken des Reflektors 5 um die Schwenkachse 6 kann eine dynamische Kurvenlichtfunktion realisiert werden, das heißt der Reflektor 5 wird in Abhängigkeit des Lenkwinkels und gegebenenfalls anderer Parameter, wie beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Gierrate des Fahrzeugs etc., verschwenkt. Zum Verschwenken des Reflektors 5 ist ein erster Aktor 7 vorgesehen, der als ein Schrittmotor ausgebildet ist und in Abhängigkeit von dem Lenkwinkel und der anderen Parameter angesteuert wird. Der Reflektor 5 ist vorzugsweise ellipsoidförmig oder in einer von der Ellipsoidform abweichenden Freiform ausgestaltet.
Des weiteren umfasst der Scheinwerfer 1 eine Lichtquelle, die in dem Ausführungsbeispiel als eine Gasentladungslampe ausgebildet ist. Die Lichtquelle ragt durch eine Öffnung im rückwärtigen Bereich des Reflektors 5 im Bereich seines Scheitels in das Innere des Reflektors 5, so dass ein Lichtbogen, der zur Erzeugung von Licht in einem Glaskolben der Lichtquelle gezündet und aufrecht erhalten wird, im Bereich eines ersten Brennpunkts des ellipsoidförmigen oder annähernd ellipsoidförmigen Reflektors 5 angeordnet ist. Die Lichtquelle selbst ist in den Figuren nicht gezeigt. Ein Zünd- und Steuergerät für die Gasentladungslampe ist mit dem Bezugszeichen 8 bezeichnet. Über Halteelemente 9 ist eine Projektionslinse 10 an dem Reflektor 5 befestigt.
Der Scheinwerfer 1 weist außerdem eine Blendenanordnung auf, die im Strahlengang des von der Lichtquelle ausgesandten und/oder des von dem Reflektor 5 reflektierten Lichts angeordnet ist. Die Blendenanordnung ist. in 1 nicht zu erkennen, aber im Detail in 5 dargestellt. Sie weist in ihrer Gesamtheit das Bezugszeichen 11 auf und umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Blendenelemente 12 und 13. Diese sind um eine Drehachse 14 relativ zueinander verstellbar. Die Drehachse 14 verläuft im wesentlichen horizontal und parallel zu einer optischen Achse des Scheinwerfers 1. In den Blendenelementen 12, 13 sind individuelle Steuerkurven 14 und 15 ausgebildet, welche erkennbar einen voneinander abweichenden Verlauf haben.
Die Blendenanordnung 11 wirkt derart mit einem Kurvengetriebe 16 derart zusammen, dass die Blendenelemente 12, 13 entlang der ihnen zugeordneten Steuerkurven 14, 15 bewegbar ist. Das Kurvengetriebe 16 umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein um eine Drehachse 17 drehbares Rad 18, das beispielsweise über am Außenumfang des Rads 18 angeordnete Zähne 19 angetrieben und in eine Drehbewegung um die Achse 17 versetzt wird. Dabei greift eine Führungsnase 20 des Kurvengetriebes 16 in die Steuerkurven 14, 15 ein und bewirkt bei Drehung des Rads 18 um die Achse 17 eine Auf- und/oder Abbewegung der Blendenelemente 12, 13. Statt des Rads 18 mit der Führungsnase 20 kann auch ein einfaches Kurbelelement eingesetzt werden, das um die Achse 17 drehbar ist und eine Führungsnase nach Art der Führungsnase 20 aufweist. Bei der in 5 dargestellten Ausführungsform ist das Rad 18 als letztes Getrieberad eines Getriebes 28 (vgl. 3) zum Bewegen der Blendenanordnung 11 in das Kurbelelement integriert. Selbstverständlich können das Rad 18 und das Kurbelelement als separate Bauteile ausgebildet sein. Die Blendenelemente 12, 13 weisen jeweils eine Oberkante 21 und 22 mit einem individuellen Verlauf auf. Der Verlauf der Oberkanten 21, 22 der beiden Blendenelemente 12, 13 weicht ersichtlich voneinander ab. Durch Bewegen der Blendenelemente 12, 13 nach oben bzw. nach unten bilden jeweils unterschiedliche Teile der Oberkanten 21, 22 bestimmter Blendenelemente 12, 13 die wirksame Gesamt-Oberkante der Blendenanordnung 11. Die Blendenanordnung 11 hat gegenüber einer um eine horizontale, im wesentlichen quer zur optischen Achse des Scheinwerfers verlaufenden Achse klappbaren Blende den Vorteil, dass sie besonders kleinbauend ist. Zudem können durch eine entsprechende Anzahl an Blendenelementen 12, 13 und eine entsprechende Ausgestaltung der Steuerkurven 14, 15 eine Vielzahl unterschiedlicher Lichtverteilungen erzielt werden. Durch Verstellen der Blendenanordnung 11 kann eine adaptive Lichtverteilung realisiert werden.
Die Blendenanordnung 11 ist derart in dem Scheinwerfer 1 angeordnet, dass die wirksame Gesamt-Oberkante der Blendenanordnung 11 im Bereich eines zweiten Brennpunkts des ellipsoidförmigen oder annähernd ellipsoidförmigen Reflektors 5 angeordnet ist. Zum Verstellen der Blendenanordnung 11 weist der Scheinwerfer 1 einen zweiten Aktor 23 auf, der in Abhängigkeit einer gewünschten Lichtverteilung (z. B. Abblendlicht, Fernlicht; Autobahnlicht, Landstraßenlicht, Stadtlicht, Regenlicht, etc.) angesteuert wird. Der Aktor 23 ist vorzugsweise ebenfalls als ein Elektromotor, insbesondere als ein Schrittmotor ausgebildet.
Die Lichtquelle, die Projektionslinse 10 und die Blendenanordnung 11 werden zur Realisierung der Kurvenlichtfunktion zusammen mit dem Reflektor 5 um die vertikale Schwenkachse 6 verschwenkt. Diese Bauteile bilden das Lichtmodul, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel als ein sogenanntes Projektions-Lichtmodul ausgebildet ist. Das Zündgerät 8 und die Aktoren 7, 23 werden zusammen mit dem Lichtmodul verschwenkt.
Der Scheinwerfer 1 weist an seiner Unterseite einen Getriebekasten 24 auf, der in 2 deutlich zu erkennen und in 3 im Detail dargestellt ist. Der Getriebekasten 24 ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt und weist einen schalenförmigen Grundkörper 25 und einen Deckel 26 auf, um den Grundkörper 25 abzudecken, damit das Innere des Getriebekastens 24 besser vor Schmutz und Feuchtigkeit geschützt ist. In dem Getriebekasten 24 sind Getriebe 27 und 28 zum Übertragen und Umformen der Drehbewegung der Wellen der Elektromotoren 7, 23 in eine Schwenkbewegung des Lichtmoduls (Getriebe 27) bzw. in eine Verstellbewegung der Blendenanordnung 11 (Getriebe 28) angeordnet. Die beiden Getriebe 27, 28 werden weiter unten noch im Detail erläutert.
Wenn bei der Blendenanordnung 11 das Rad 18 (vgl. 5) und das Kurbelelement als separate Bauteile ausgebildet sind, kann das Rad 18 zusammen mit den restlichen Teilen des des Getriebes 28 in dem Getriebekasten 24 angeordnet sein. Im Inneren des Getriebekastens 24 können darüber hinaus auch eine elektrische Leiterplatte 40, eine Sensorik und andere elektrische Bauelemente, insbesondere auf der Leiterplatte 40, angeordnet sein, die zur Ansteuerung der Motoren 7, 23 dienen. Durch die Anordnung der Getriebe 27, 28 in dem Getriebekasten 24 sind die Getriebe 27, 28 wirksam gegen Schmutz und Feuchtigkeit geschützt. Zum anderen verbleiben Schmierstoffe, die als Grundschmierung im Anschluss an die Fertigung des Scheinwerfers 1 in bzw. auf die Getriebe 27, 28 gebracht werden, in dem Kasten 24 und können die restlichen Bereiche des Scheinwerfers 1 nicht verschmutzen.
Die beiden Motoren 7, 23 sind außen an dem Getriebekasten 24 angeflanscht. Dadurch können die Aktoren 7, 23 die während des Betriebs erzeugte Wärme besonders gut an die Umgebung abgeben. In einigen Wandungen des Getriebekastens 24 sind Öffnungen ausgebildet, durch die zum Beispiel die sich bei Betätigung der Motoren 7, 23 drehenden Wellen der Motoren 7, 23 in das Innere ragen, so dass die Bewegung der Aktoren 7, 23 auf die Getriebe 27, 28 übertragen werden kann. Auch ein Abtrieb 29 für die Blendenverstellung und ein Abtrieb 30 für die Kurvenlichtfunktion ragen durch entsprechende Öffnungen in den Wandungen des Getriebekastens 24 nach außen, so dass der Tragrahmen 2 mit einer entsprechenden Bewegung zum Verschwenken des Lichtmoduls relativ zum Tragrahmen 2 bzw. das Rad 18 mit einer entsprechenden Bewegung zum Verstellen der Blendenanordnung 11 beaufschlagt werden kann. Die Öffnungen sind vorzugsweise abgedichtet, um ein Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit zu verhindern. Dazu können separate Dichtungen vorgesehen werden. Auch zwischen dem Deckel 26 und dem Gehäusekörper 25 können eine oder mehrere Dichtungen vorgesehen sein. Eine solche Abdichtung ist deshalb möglich, da die Aktoren 7, 23 außerhalb des Getriebekastens 24 angeordnet wurden, so dass es im Inneren des Kastens 24 nicht zu einem Wärmestau kommen kann.
Die Motoren 7, 23 weisen jeweils eine zylinderförmige Form auf. An ihren vorderen Stirnseiten sind Halteelemente in Form von Flanschen 31 zum Befestigen, vorzugsweise zum Festschrauben, der Motoren 7, 23 an der Außenseite der entsprechenden Wandungen des Getriebekastens 24 vorgesehen. Die Flansche 31 können Teil einer Kapselung der Motoren 7, 23 sein. Die Aktoren 7, 23 sind mit ihren ebenen Stirnflächen bündig an die Außenseite der Wandungen des Getriebekastens 24 befestigt, so dass die Öffnungen in den Wandungen durch die auf die Außenseite des Getriebekastens 24 angeflanschten Aktoren 7, 23 verdeckt wird. Das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in das Innere des Getriebekastens 24 wird dadurch wirksam unterbunden. Es ist denkbar, zwischen den Stirnflächen der Aktoren 7, 23 und den Außenseiten der Wandungen, an denen die Aktoren 7, 23 angeflanscht sind, jeweils mindestens ein zusätzliches Dichtungselement zur besseren Abdichtung anzuordnen.
Wie in 4 gut zu erkennen, ist der Getriebekasten 24 mit den daran angeflanschten Motoren 7, 23 als eine von dem Reflektor 5 separate multifunktionale Betätigungseinheit ausgebildet. Der Getriebekasten 24 wird an der Unterseite des Reflektors 5 befestigt, vorzugsweise festgeschraubt. Dazu sind an der Oberseite des Getriebekastens 24 (vgl. 4) bzw. des Gehäusekörpers 25 hohlzylinderförmige Abstandshalter 32 und 33 (oder Schraubdome) ausgebildet. Sie weisen jeweils eine Längsöffnung auf, durch die eine Schraube zur Befestigung des Getriebekastens 24 an dem Reflektor 5 hindurchgeführt werden kann. Der Getriebekasten 24 wird zur Montage an dem Reflektor 5 von unten auf die Unterseite des Reflektors 5 aufgesetzt. Gleichzeitig werden die Abtriebe 29, 30 in entsprechende Aufnahmen eines Koppelgestänges des Tragrahmens 2 bzw. der Blendenanordnung 11 eingesetzt. Das Koppelgestänge umfasst einen Hebel 78, der auf den Abtrieb 30 des Schwenkantriebs 7 aufgepresst wird, und eine Koppelstange 79, die über Gelenke mit dem Hebel 78 und dem Tragrahmen 2 verbunden ist.
Über die Abstandshalter 32, 33 stützt sich der Getriebekasten 24 an dem Reflektor 5 ab. Vom Inneren des Getriebekastens 24 aus werden dann bei geöffnetem Deckel 26 die Schrauben durch die Abstandshalter 32, 33 geführt und an entsprechenden Stellen an dem Reflektor 5 festgeschraubt. An dem Reflektor 5 sind geeignete Aufnahmen für die Schrauben ausgebildet. Zusätzliche Befestigungsmöglichkeiten können am Getriebekasten 24 vorgesehen sein, wie beispielsweise zusätzliche Öffnungen 37, 38, durch welche ebenfalls Schrauben hindurchgeführt und am Reflektor 5 befestigt werden können. Selbstverständlich ist es denkbar, den Kasten 24 auch auf andere Weise, beispielsweise mittels einer Klebe- oder Rast- oder Clip-Verbindung am Reflektor 5 zu befestigen.
Der Getriebekasten 24 kann zumindest teilweise eine metallische Beschichtung aufweisen, um elektromagnetische Störungen, bspw. durch Zünden des Lichtbogens der Gasentladungslampe, abhalten zu können. Eine Energieversorgungs- und/oder Steuerleitung 34 ist mit den elektrischen Bauteilen in dem Getriebekasten kontaktiert. Auch die Leitung 34 ist über eine entsprechende Öffnung, die durch zusätzliche Dichtelemente abgedichtet sein kann, in dem Gehäusekasten 24 in das Innere geführt. An einem Ende der Leitung 34 ist ein Steckerelement 35 vorgesehen, so dass die Leitung 34 mit einem entsprechenden (nicht dargestellten) Element an einem Steuergerät, einer Treibereinheit oder am Ende einer weiteren Leitung von dem Steuergerät oder der Treibereinheit zusammengefügt und somit elektrisch kontaktiert werden kann. An dem Zündgerät 8 ist ein Buchsenelement 36 vorgesehen, in das ein entsprechendes (nicht dargestelltes) weiteres Steckerelement zur elektrischen Kontaktierung des Zündgeräts 8 und der Lichtquelle gesteckt werden kann. Selbstverständlich ist es denkbar, dass das Buchsenelement 36 über eine weitere Leitung mit den elektrischen Bauteilen in dem Gehäusekasten 24 kontaktiert werden kann, so dass über das eine Steckerelement 35 der gesamte Scheinwerfer 1 für sämtliche Funktionen (Aktivieren/Deaktivieren der Lichtquelle, dynamisches Kurvenlicht, adaptive Lichtverteilung) elektrisch kontaktiert werden kann.
Wie aus den 6 bis 9 deutlich wird, umfasst sowohl das Getriebe 27 als auch das Getriebe 28 ein auf einer Getriebewelle 50 beziehungsweise 52 angeordnetes Kronrad 54 beziehungsweise 56, das mit einem an der jeweiligen Motorwelle 58 beziehungsweise 60 vorgesehenen Ritzel 62 beziehungsweise 64 zusammenwirkt. Die jeweilige Getriebewelle 50 beziehungsweise 52 sieht neben dem Kronrad 54 beziehungsweise 56 ein geradverzahntes Ritzelrad 66 beziehungsweise 68 vor.
Zur besseren Veranschaulichung ist in der 7 der Motor 23 des Getriebes 28 mit der zugehörigen Getriebewelle 52 dargestellt. Deutlich zu erkennen ist das auf der Motorwelle 60 zylindrisch ausgebildete, geradverzahnte Ritzel 64, dass das ebenfalls geradverzahnte Kronrad 28 kämmt.
Wie aus den 8 und 9 deutlich wird, kämmt das Ritzelrad 68 des Getriebes 28 ein auf einer Abtriebswelle 70 angeordnetes Getrieberad 72. Die Abtriebswelle 70 verläuft dabei parallel zur Getriebewelle 52 und senkrecht zur Ebene der Leiterplatte 40. Der Abtrieb 29 wird dabei von der Abtriebswelle 70 gebildet beziehungsweise ist in deren Verlängerung angeordnet.
Das Getriebe 27 betreffend wirkt das auf der Getriebewelle 50 angeordnete Ritzelrad 66 mit einem auf einer parallel zur Getriebewelle 50 angeordneten Abtriebswelle 74 angeordneten Getrieberad 76 über eine Getriebestufe 77 zusammen. An dem der Leiterplatte 40 abgewandten freie Ende der Abtriebswelle 74 ist der Hebelabschnitt 78 mit Arm 79 zum Verstellen des Reflektors 5 um die Schwenkachse 6 vorgesehen.
Wie aus insbesondere den 6, 8 und 9 deutlich wird, sind beide Elektromotoren 7, 23 auf der gemeinsamen Leiterplatte 40 angeordnet beziehungsweise werden von dieser kontaktiert. Die Motorwellen 58 und 60 verlaufen dabei senkrecht zueinander und parallel zur Ebene der Leiterplatte 40. Die Getriebewellen 50 und 52 sowie die Abtriebswellen 70 und 74 verlaufen jeweils parallel zueinander und sind senkrecht auf der Oberseite der Leiterplatte 40 angeordnet.
Insbesondere durch Vorsehen der die Ritzel 62, 64 kämmenden Kronrädern 54, 56 ergibt sich eine sehr kompakte Bauweise der beiden Getriebe 27 und 28, wobei die Lagetoleranzen der Ritzel 62 und 64 zu den Verzahnungen der Kronräder 54, 56 vergleichsweise groß sein können, ohne dass hierdurch die Funktionsweise der Getriebe 27 und 28 beeinträchtigt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102005015937 A1 [0002]
- EP 1591313 A1 [0003]
- DE 102005012303 A1 [0019]

Claims

Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem Scheinwerfer (1), der einen Reflektor (5), eine in dem Reflektor (5) angeordnete Lichtquelle, und/oder eine im Strahlengang von durch die Lichtquelle ausgesandtem und/oder von dem Reflektor (5) reflektiertem Licht angeordnete Blendenanordnung (11) umfasst, wobei der Reflektor (5), die Lichtquelle und/oder die Blendenanordnung (11) von wenigstens einem als Elektromotor (7, 23) ausgebildeten Aktor über ein Getriebe (27, 28) verstellbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (27, 28) ein auf einer Getriebewelle (50, 52) angeordnetes Kronrad (27, 28) umfasst, das mit einem an der Motorwelle (58, 60) vorgesehenen Ritzel (62, 64) zusammenwirkt.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der das Kronrad (27, 28) tragenden Getriebewelle (50, 52) ein Ritzelrad (66, 68) angeordnet ist, das ein auf einer parallel zur Getriebewelle (50, 52) angeordneten Abtriebswelle (70, 74) angeordnetes Getrieberad (72, 76) kämmt.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ritzel (62, 64), das Ritzelrad (66, 68) und/oder das Getrieberad (72, 76) zylindrisch mit einer Geradverzahnung ausgebildet sind.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elektromotor (7) vorgesehen ist, mit dem der Reflektor (5) um eine im Wesentlichen vertikal und/oder horizontal angeordnete Schwenkachse (6) verschwenkbar ist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elektromotor (23) vorgesehen ist, mit dem die Blendenanordnung (11) zwischen mindestens zwei Stellungen verstellbar ist, wobei sich die verschiedenen Stellungen dadurch unterscheiden, dass die Blendeanordnung (11) mehr oder weniger Licht abschirmt.
Beleuchtungseinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Reflektor (5) ein Getriebekasten (24) angeordnet ist, wobei der wenigstens eine Elektromotor (7, 23) außen am Getriebekasten (24) angeflanscht ist und dessen Motorwelle (58, 60) durch eine Öffnung in das Innere des Getriebekastens (24) ragt, wobei in dem Getriebekasten (24) dass das Kronrad (54, 56) umfassende Getriebe (27, 28) angeordnet ist.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebekasten (24) mit den daran angeflanschten Elektromotoren (7, 23) als eine von dem Reflektor (5) getrennte, separat handhabbare Einheit ausgebildet ist.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebekasten (24) unmittelbar an dem Reflektor (5) befestigt ist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Getriebekasten (24) eine elektrische Leiterplatte (40) zur Ansteuerung des Elektromotors (7, 23) angeordnet ist und/oder das bei Vorsehen von mehreren Elektromotoren (7, 23) sämtliche Elektromotoren (7, 23) auf der gemeinsamen Leiterplatte (40) angeordnet sind.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (40) Aussparungen zur Führung der Motorwelle (58, 60) und/oder der Getriebewelle (50, 52) aufweist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (5) Teil eines in seiner Gesamtheit verschwenkbaren Lichtmoduls umfassend den Reflektor (5), die Lichtquelle, die Blendenanordnung (11) und eine Projektionslinse (10) ist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Elektromotor (7) und vorzugsweise sämtliche Elektromotoren (7, 23) als Schrittmotoren ausgebildet sind.
Beleuchtungseinrichtung nach wenigstens den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Elektromotor (7, 23) derart angeordnet sind, dass ihre Motorwellen (58, 60) einen Winkel von etwa 90° relativ zueinander aufweisen.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (40) senkrecht zu den beiden Motorwellen (58, 60) angeordnet ist.