DE102008056524A1

DE102008056524A1 - Plastic headlight casing manufacturing method for motor vehicle, involves modifying molding tool by electrolytic etching of material based on result of determination of crashworthiness of headlight casing

Info

Publication number: DE102008056524A1
Application number: DE102008056524A
Authority: DE
Inventors: Peter Jauernig; Achim Bathe
Original assignee: Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 2008-11-08
Filing date: 2008-11-08
Publication date: 2010-05-12

Abstract

The method involves spraying heated plastic mass into a molding tool for representing a female mold of a part of a headlight casing (12). The molding tool is designed such that the headlight casing produced by injection molding process corresponds to shape and dimensions of predetermined requirements. A crashworthiness of the headlight casing is determined based on the manufactured headlight casing. The molding tool is modified by electrolytic etching of a material based on result of determination of the crashworthiness. An independent claim is also included for a molding tool for manufacturing a headlight casing of a motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Scheinwerfergehäuses aus Kunststoff für Kraftfahrzeuge mittels eines Spritzgussverfahrens. Bei dem Spritzgussverfahren wird eine erwärmte Kunststoffmasse in mindestens ein Formwerkzeug gespritzt, das eine Negativform zumindest eines Teils des Scheinwerfergehäuses darstellt. Das mindestens eine Formwerkzeug ist dabei derart ausgestaltet, dass das herzustellende Scheinwerfergehäuse zumindest hinsichtlich Form und Abmessungen vorgegebenen Anforderungen genügt. Außerdem umfasst die Erfindung ein Formwerkzeug zur Herstellung eines Scheinwerfergehäuses aus Kunststoff.The The invention relates to a method for producing a headlight housing made of plastic for motor vehicles by means of an injection molding process. In the injection molding process, a heated plastic mass sprayed into at least one mold, which is a negative mold at least represents a part of the headlight housing. That at least a mold is designed such that the produced Headlamp housing at least in terms of shape and dimensions given requirements. It also includes the invention is a mold for producing a headlight housing made of plastic.

Ein Kraftfahrzeugscheinwerfer umfasst üblicherweise ein Scheinwerfergehäuse, das in aller Regel aus Kunststoff besteht und in einem Spritzgussverfahren hergestellt wird. Bevorzugt verwendete Kunststoffe sind dabei bspw. Polypropylen (PP) oder Polybutylenterephthalat (PBT), wahlweise auch talkum-(PP TV) oder glasfaserverstärkt (PP GFV; PBT GFV). In Lichtaustrittsrichtung weist das Scheinwerfergehäuse eine Lichtaustrittsöffnung auf, die durch eine transparente Abdeckscheibe aus Kunststoff oder Glas verschlossen ist. Die Abdeckscheibe kann eine klare Scheibe ohne optisch wirksame Elemente oder als eine Streuscheibe mit optisch wirksamen Elementen ausgebildet sein. Im Scheinwerfergehäuse können Serviceöffnungen ausgebildet sein, über welche man Zugriff zum Innenraum des Gehäuses erhält. Die Serviceöffnungen sind im Betriebszustand des Scheinwerfers durch Deckel oder Kappen verschlossen. Das Scheinwerfergehäuse selbst ist üblicherweise einteilig ausgebildet. Form und Abmessungen des Gehäuses richten sich nach der Form und Größe der Einbauöffnung in der Fahrzeugkarosserie.One Motor vehicle headlight usually includes a headlight housing, which is usually made of plastic and in an injection molding process will be produced. Preferably used plastics are, for example. Polypropylene (PP) or polybutylene terephthalate (PBT), optional also talcum (PP TV) or glass fiber reinforced (PP GFV, PBT GFV). In the light exit direction, the spotlight housing a light exit opening, through a transparent Cover made of plastic or glass is closed. The cover can be a clear disc with no optically active elements or as a diffuser be formed with optically active elements. In the headlight housing service openings be formed, over which one access to the interior of the housing receives. The service openings are in the operating state of the headlight by cover or caps locked. The headlight housing itself is usually formed in one piece. Shape and dimensions of the housing depend on the shape and size of the mounting hole in the vehicle body.

Im Inneren des Scheinwerfergehäuses ist mindestens ein Lichtmodul angeordnet, das als ein Reflexions- oder als ein Projektionsmodul ausgebildet sein kann. Das Lichtmodul dient entweder alleine oder gemeinsam mit weiteren Lichtmodulen des gleichen Scheinwerfers oder anderer Scheinwerfer und Leuchten zur Erzeugung einer bestimmten Lichtverteilung (z. B. Blinklicht, Begrenzungslicht, Positionslicht, Standlicht, Blinklicht, Abblendlicht, Fernlicht, Tagfahrlicht, Stadtlicht, Autobahnlicht, Schlechtwetterlicht etc.). Im Inneren des Scheinwerfergehäuses sind außerdem noch Elemente (z. B. in Form von verspiegelten Sichtschutzblenden) zum Auskleiden des Innenraums bei einer Sicht durch die Abdeckscheibe von außen vorhanden.in the Inside the headlamp housing is at least one light module arranged as a reflection or as a projection module can be trained. The light module serves either alone or together with other light modules of the same headlight or other headlamps and lights to produce a specific Light distribution (eg flashing light, marker light, position light, Side light, flashing light, low beam, high beam, daytime running light, city light, Motorway light, bad weather light etc.). Inside the headlight housing are In addition, elements (eg in the form of mirrored Privacy screens) for lining the interior in view through the cover from the outside.

In den letzten Jahren besteht bei Kraftfahrzeugen seitens des Gesetzgebers und der Öffentlichkeit zunehmend die Forderung nach passivem Fußgängerschutz, um das Verletzungsrisiko für Fußgänger oder andere ungeschützte Verkehrsteilnehmer bei einem Aufprall auf ein Kraftfahrzeug im Rahmen eines Unfalls zu verringern. Für Insassen des Kraftfahrzeugs sind seit vielen Jahren zahlreiche aktive und passive Sicherheitseinrichtungen wie Sicherheitsgurte, Gurtstraffer, Airbags, flexible Lenksäulen, Knautschzonen, etc. bekannt. Es werden jetzt aber auch zum Schutz für Fußgänger oder Radfahrer, die vom Bug eines Kraftfahrzeugs erfasst werden können, seit 2005 stufenweise europäische Richtlinien eingeführt. In diesen Richtlinien spielt die Wirkung der Scheinwerfer im Frontbereich des Kraftfahrzeugs eine wichtige Rolle. Um bei einem Unfall das Verletzungsrisiko für Fußgänger oder Radfahrer möglichst gering zu halten, müssen besonders die Scheinwerfergehäuse eine Aufprallenergie möglichst gut absorbieren. Das Unfallverhalten kann bspw. in sog. ”Crash-Tests” ermittelt werden.In For the last few years, there are motor vehicles on the part of the legislator and the public increasingly the demand for passive Pedestrian protection to the risk of injury to Pedestrians or other unprotected road users an impact on a motor vehicle in the context of an accident reduce. For inmates of the motor vehicle have been many Years of numerous active and passive safety devices such as Seat belts, belt tensioners, airbags, flexible steering columns, crumple zones, etc. known. But now they are protecting as well Pedestrians or cyclists coming from the bow of a motor vehicle since 2005, gradually becoming European Guidelines introduced. In these guidelines, the Effect of the headlights in the front area of the motor vehicle important role. In case of an accident, the risk of injury to Pedestrians or cyclists as low as possible Especially the headlight housings need to be kept absorb impact energy as well as possible. The accident behavior can be determined, for example, in so-called "crash tests".

Zur Verbesserung des Unfallverhaltens ist bspw. aus der DE 10 2005 057 831 A1 ein Scheinwerfer bekannt, bei dem eine Solldeformationslinie durch einen Knick oder eine Sollbruchstelle im Scheinwerfergehäuse vorgesehen ist. Bei einem Aufprall auf den Scheinwerfer von vorn bricht das Scheinwerfergehäuse also gezielt an der Sollknick- oder Sollbruchstelle des Scheinwerfergehäuses zusammen. Durch den nachgiebigen Scheinwerfer wird das Verletzungsrisiko für Fußgänger reduziert, da bei einer Krafteinwirkung das Scheinwerfergehäuse gezielt deformiert wird und einen größeren sog. ”Crashweg” ermöglicht, auf dem die auftretende Energie zumindest teilweise absorbiert wird.To improve the accident behavior is, for example, from the DE 10 2005 057 831 A1 a headlight is known in which a desired deformation line is provided by a kink or a predetermined breaking point in the headlight housing. In a collision with the headlamp from the front, the headlight housing thus deliberately breaks down at the predetermined bending or predetermined breaking point of the headlight housing. The yielding headlight reduces the risk of injury to pedestrians, as the headlight housing is deliberately deformed when a force is applied and allows a larger so-called "crash path" on which the occurring energy is at least partially absorbed.

Zu weich ausgelegte Scheinwerfergehäuse führen zu einem raschen Kollabieren des Gehäuses im Falle eines Unfalls ohne dass das Gehäuse viel Energie absorbieren könnte. Die Folge ist, dass im Crashfall bei einem Auftreffen auf den Scheinwerfer anfänglich zwar nur eine relativ geringe Belastung auf die auftreffende Person oder den auftreffenden Gegenstand wirkt, die jedoch abrupt stark ansteigt, sobald das Scheinwerfergehäuse vollständig kollabiert ist und bspw. die Rückwand der Einbauöffnung in der Fahrzeugkarosserie erreicht. Diese abrupt stark ansteigende Belastung kann zu erheblichen Verletzungen führen. Ein zu hart ausgelegtes Scheinwerfergehäuse kann zwar relativ viel Energie absorbieren, die im Crashfall auftretenden Belastungen sind jedoch von Anfang an relativ hoch und können ebenfalls zu erheblichen Verletzungen führen. Aus diesem Grund ist eine auf den Einzelfall abgestimmte ausgewogene Auslegung der Stabilität und des Crashverhaltens des Scheinwerfergehäuses von großer Bedeutung. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein besonders einfaches, schnelles und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung eines Scheinwerfergehäuses vorgeschlagen, das ein ausgewogenes Crashverhalten aufweist.To Soft-designed headlight housing lead to a rapid collapse of the housing in the event of an accident without the case could absorb much energy. The result is that in the event of a crash when an impact on the headlights initially Although only a relatively small burden on the impinging person or the impacting object is effective, but abruptly strong rises as soon as the headlamp housing completely collapsed and, for example, the rear wall of the mounting hole in reached the vehicle body. This abruptly rising Exposure can cause serious injury. One Too hard designed headlight housing may be relatively absorb a lot of energy, which are loads that occur in the event of a crash however, from the beginning relatively high and can also lead to serious injuries. That's why a balanced interpretation of stability tailored to the individual case and the crash behavior of the headlight housing of great importance. According to the present invention, a particular simple, fast and cost effective method for Manufacture of a headlight housing proposed that has a balanced crash behavior.

Heutzutage kann zwar das Crashverhalten eines Kraftfahrzeugs oder einer Fahrzeugkomponente, wie beispielsweise eines Scheinwerfergehäuses, simuliert werden. Aufgrund der Komplexität der Komponenten und der Berechnung (z. B. mittels einer sog. Finite-Elemente-Methode (FEM)) im Rahmen der Simulation, ist es jedoch nicht möglich, allein aufgrund von Simulation ein neues Scheinwerfergehäuse derart auszugestalten, dass es die Anforderungen an das Crashverhalten, insbesondere an den Fußgängerschutz voll erfüllt. Selbst wenn man sich bei der Konstruktion eines neuen Scheinwerfergehäuses auf eine Simulation des Crashverhaltens des Gehäuses verlässt, ist praktisch immer eine nachträgliche Optimierung des Crashverhaltens durch Variation der Steifigkeit des Gehäuses und damit ein aufwendiges und teures Nacharbeiten der Formwerkzeuge erforderlich.nowadays Although the crash behavior of a motor vehicle or a vehicle component, such as a headlight housing, simulated become. Due to the complexity of the components and the Calculation (eg by means of a so-called finite element method (FEM)) in the simulation, however, it is not possible solely due to simulation a new headlamp housing in such a way that it meets the requirements for crash behavior, especially fully complied with pedestrian protection. Even if you look at the construction of a new headlight housing leaves a simulation of the crash behavior of the housing, is almost always a subsequent optimization of the crash behavior by varying the stiffness of the housing and thus a complex and expensive reworking of the molds required.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb, ein einfaches, schnelles und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung eines Scheinwerfergehäuses vorzuschlagen, das ein ausgewogenes Crashverhalten aufweist.task The invention is therefore a simple, fast and inexpensive To propose a method for producing a headlight housing, which has a balanced crash behavior.

Zur Lösung der Aufgabe wird ausgehend von dem Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Formwerkzeug zur Herstellung des Gehäuses zunächst so ausgebildet ist, dass das Gehäuses bewusst weich ausgelegt wird. Es werden also nicht die Ergebnisse einer Simulation zur anfänglichen Auslegung des Gehäuses herangezogen, sondern das Gehäuse wird weicher ausgebildet als gemäß Simulation erforderlich wäre. Die weiche Ausgestaltung bezieht sich insbesondere auf einen Crash-relevanten Bereich des Gehäuses. Wo genau sich der Crash-relevante Bereich befindet, kann bspw. im Rahmen einer Simulation ermittelt werden. Anhand des so hergestellten Scheinwerfergehäuses wird dann das Unfallverhalten des Scheinwerfergehäuses ermittelt und dann in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Ermittlung des Unfallverhaltens das mindestens eine Formwerkzeug durch Abtragen von Material verändert. An den Stellen der Materialabtragungen am Werkzeug bilden sich bei der nachfolgenden Herstellung weiterer Scheinwerfergehäuse Materialverstärkungen im Gehäuse aus, die zu einer Erhöhung der Steifigkeit und Stabilität des ursprünglich besonders weich ausgelegten Gehäuses führen. Die Erfindung erlaubt es also, durch einfach, kostengünstig und genau realisierbare Materialabtragungen am Formwerkzeug eine Versteifung an gezielten Stellen der hergestellten Scheinwerfergehäuse zu erzielen. Auf ein aufwendiges und teueres Aufbringen zusätzlichen Materials auf das Formwerkzeug, um das damit hergestellte Scheinwerfergehäuse dünner bzw. weicher auszubilden, kann verzichtet werden. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und in der Zeichnung, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf jeweils explizit hingewiesen wird.to Solution to the problem is based on the method of mentioned in the introduction, that the mold for Production of the housing initially formed so is that the housing is designed deliberately soft. It So, not the results of a simulation become the initial one Design of the housing used, but the housing is made softer than according to simulation would be required. The soft design relates in particular to a crash-relevant area of the housing. Exactly where the crash-relevant area is located can, for example, in the Be determined as part of a simulation. Based on the so produced Headlamp housing will then determine the accident behavior of the Headlight housing determined and then depending from the result of the determination of the accident behavior that at least changed a mold by removing material. At the points of material removal on the tool form at the subsequent production of other headlamp housing Material reinforcements in the housing, resulting in a Increasing the rigidity and stability of the original especially lead soft-designed housing. The invention So it's easy, inexpensive and accurate realizable Materialabtragungen on the mold a stiffener at specific points of the manufactured headlight housing to achieve. On a costly and expensive application additional Materials on the mold to the headlight housing produced therewith form thinner or softer, can be dispensed with. Features important to the invention are further found in the following description and in the drawing, wherein the Features both alone and in different Combinations may be important to the invention without being explicitly pointed out.

Die Entwicklung des in Kraftfahrzeugen einsatzfähigen Scheinwerfergehäuses läuft erfindungsgemäß über mindestens zwei Entwicklungsstufen. Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass in einer ersten Entwicklungsstufe ein Scheinwerfergehäuse entworfen wird, das für einen Einbau in einen individuellen Fahrzeugtyp den vorgegebenen Anforderungen an eine Form und Abmessung entspricht. Durch ein Realisieren von Sollbruchstellen oder Hohlräumen, die bevorzugt als Hohlkehlen oder Nuten ausgestaltet sind, wird das Formwerkzeug zunächst so ausgebildet, dass ein damit hergestelltes Scheinwerfergehäuse eher weich ausgelegt ist. Anschließend wird das Unfallverhalten eines Scheinwerfers mit dem so hergestellten Scheinwerfergehäuse untersucht. Falls sich beim Crashtest herausstellen sollte, dass das Gehäuse zu weich ausgelegt ist, kann nun durch die anfangs weiche Auslegung der Gehäusegeometrie durch Materialverstärkungen, insbesondere durch zusätzliche Verstärkungsrippen am Gehäuse, dann mögliche Unzulänglichkeiten im Unfallverhalten des Scheinwerfergehäuses durch Erhöhung der Stabilität erreicht werden. Solche Verstärkungsrippen können auf einfache Art durch nachträgliche Variation des Formwerkzeugs realisiert werden. Mit dem geänderten Formwerkzeug hergestellte Scheinwerfergehäuse weisen dann eine größere Stabilität auf als die zuvor hergestellten Gehäuse und sind somit steifer und stabiler. Während dieser mindestens zwei Entwicklungsstufen kann ohne großen Aufwand ein Scheinwerfergehäuse geschaffen werden, das die gesetzlichen oder kraftfahrzeugherstellerinternen Vorgaben zum Schutz von Fußgängern oder anderen ungeschützten Verkehrsteilnehmern bei einem Aufprall auf ein Kraftfahrzeug im Rahmen eines Unfalls berücksichtigt.The Development of the headlight housing which can be used in motor vehicles runs according to the invention over at least two stages of development. The invention is based on the idea that designed in a first stage of development, a spotlight housing This is for installation in an individual vehicle type meets the specified requirements for a shape and dimension. By realizing predetermined breaking points or cavities, which are preferably designed as flutes or grooves, is the mold is initially designed so that a produced headlamp housing designed rather soft is. Subsequently, the accident behavior of a headlight examined with the headlight housing thus produced. If the crash test turns out to be the case too soft, can now by the initially soft design the housing geometry through material reinforcements, in particular by additional reinforcing ribs on the case, then possible shortcomings in the accident behavior of the headlight housing by increasing the Stability can be achieved. Such reinforcing ribs can easily by subsequent variation of the mold can be realized. With the changed Molded headlight housings then exhibit a greater stability than before manufactured housing and are thus stiffer and more stable. While this can be at least two stages of development created without great effort a headlight housing which are the legal or motor vehicle manufacturer's specifications for the protection of pedestrians or other unprotected Road users in the event of a collision with a motor vehicle Considered in the context of an accident.

In der ersten Entwicklungsstufe werden besonders die Form und die Abmessungen des Scheinwerfergehäuses bzw. der entsprechenden Einbauöffnung in der Fahrzeugkarosserie berücksichtigt. Das Ziel ist hier, ein Scheinwerfergehäuse zu schaffen, das in den entsprechenden Fahrzeugtyp leicht eingebaut und dort befestigt werden kann. Dabei ist bspw. der zur Verfügung stehende Bauraum im Frontend des Kraftfahrzeugs zu berücksichtigen. Weiterhin müssen alle vorgesehenen Lichtmodule des Scheinwerfers in dem Scheinwerfergehäuse platziert und befestigt werden können. Auch das Einsetzen und Befestigen einer lichtdurchlässigen Abdeckscheibe und von Elementen zum Auskleiden des Innenraums (Abdeckrahmen) und/oder zur Reduzierung oder Vermeidung von Streulicht (Tuben) sollte in der anfänglichen Formgestaltung des Gehäuses berücksichtigt werden. Wird der Scheinwerfer von einem Steuergerät gesteuert, das an oder in dem Scheinwerfergehäuse befestigt ist, muss der entsprechende Platz bzw. eine entsprechende Aussparung dafür am Gehäuse vorgesehen sein. Außerdem sollten Leitungsschächte für die elektrischen Versorgungsleitungen an der Außenseite des Scheinwerfergehäuse vorgesehen sein. Weiterhin müssen von einem Benutzer möglichst einfach zugängliche Serviceöffnungen im Scheinwerfergehäuse vorhanden sein, um ein Auswechseln von Leuchtmitteln oder elektrischer Versorgungskabel zu ermöglichen.In the first development stage, the shape and dimensions of the headlamp housing or the corresponding installation opening in the vehicle body are particularly taken into account. The goal here is to create a headlamp housing that can be easily installed and attached to the appropriate vehicle type. In this case, for example, the available space in the front end of the motor vehicle to be considered. Furthermore, all provided light modules of the headlight must be placed and fixed in the headlight housing. Also, the insertion and fixing of a translucent cover plate and elements for lining the interior (cover frame) and / or for reducing or avoiding stray light (tubes) should be considered in the initial design of the housing. If the headlamp is controlled by a control unit, the on or in the bill pitcher housing is attached, the corresponding space or a corresponding recess must be provided for it on the housing. In addition, duct shafts for the electrical supply lines should be provided on the outside of the headlight housing. Furthermore, as easy as possible accessible by a user service openings in the headlight housing must be present to allow replacement of bulbs or electrical supply cable.

Das Scheinwerfergehäuse ist anfänglich insbesondere durch im Scheinwerfergehäuse vorgesehene Sollbruchstellen oder Hohlräume, die vorzugsweise als Hohlkehlen ausgebildet sind, weich ausgelegt. Weich bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Gehäuse keinesfalls so steif ausgelegt wird, dass Materialeinsparungen am Gehäuse erforderlich sind, um das Gehäuse weicher zu machen und ein ausgewogenes Crashverhalten zu erzielen. Die Hohlkehlen können (an geeigneter Position) über die gesamte Gehäuseoberfläche verteilt sein. Die Gehäusegeometrie soll dabei eher zu weich als zu hart ausgelegt sein. Eine anfängliche Auslegung des Scheinwerfergehäuses kann dabei bspw. mittels einer FEM(Finite-Elemente-Methode)-Crash-Simulation ermittelt werden. Die FEM ist ein weit verbreitetes numerisches Verfahren mit einer näherungsweisen Lösung von Differenzialgleichungen unter Einbeziehung von Randbedingungen, die gerade zu Crash-Simulationen bei Kraftfahrzeugen oft angewandt wird.The Headlamp housing is initially particular by intended in the headlight housing predetermined breaking points or cavities, which are preferably formed as flutes are soft. Soft in this context means that The case is not designed to be so stiff that material savings on the housing are required to soften the housing to make and to achieve a balanced crash behavior. The fillets can (at a suitable position) over the entire Be distributed housing surface. The housing geometry should be designed rather too soft than too hard. An initial one Design of the headlight housing can eg. By a FEM (finite element method) crash simulation. The FEM is a widely used numerical method with a approximate solution of differential equations involving boundary conditions that are just about crash simulations is often used in motor vehicles.

An die erste Entwicklungsphase schließt sich eine Untersuchung des Unfallverhaltens des Scheinwerfergehäuses an, wobei insbesondere der Fußgängerschutz bei einem Aufprall eines Fußgängers (oder einer anderen im Wesentlichen ungeschützten Person) auf das Kraftfahrzeug im Rahmen eines Unfalls untersucht wird. Diese Untersuchungen können an dem Scheinwerfer separat und/oder an dem in ein Fahrzeug eingebauten Scheinwerfer durchgeführt werden. Das Ergebnis der Untersuchung fliest in die zweite Entwicklungsphase des Scheinwerfers ein. So kann sich bspw. herausstellen, dass an bestimmten Stellen des Scheinwerfergehäuses ein höheres Maß an Steifigkeit und Energieabsorption oder im Crashfall ein schnellerer Anstieg der auf eine autreffende Person wirkenden Kraft erforderlich ist, um bestimmte Vorgaben zu erfüllen. Da in der ersten Entwicklungsphase die Gehäusegeometrie eher zu weich ausgelegt war, können die Unzulänglichkeiten im Crashverhalten jetzt durch Verstärkungen am Scheinwerfergehäuse kompensiert werden. Die Verstärkungen können Materialverstärkungen bspw. in oder an Absätzen, Hohlkehlen, Nuten o. ä. des Scheinwerfergehäuses sein. Insbesondere sind die Verstärkungen in die Hohlkehlen eingesetzte Verstärkungsrippen sein. Durch das Einbringen von Rippen wird das gesamte Scheinwerfergehäuse härter ausgelegt, eine auf das Scheinwerfergehäuse wirkende Kraft (bspw. bei einem Aufprall während eines Unfalls) wird dabei besonders gut absorbiert, ohne zu hohe Beschleunigungswerte zur Folge zu haben. Dies gewährleistet den verbesserten Fußgängerschutz.At the first development phase is followed by an investigation the accident behavior of the headlight housing, wherein especially pedestrian protection in the event of an impact a pedestrian (or another essentially unprotected person) on the motor vehicle as part of a Accident is investigated. These investigations can be made the headlamp separately and / or on the built in a vehicle Headlamps are performed. The result of the investigation flies into the second development phase of the headlamp. So can For example, it turns out that at certain points of the headlight housing a higher degree of rigidity and energy absorption or in the event of a crash, a faster increase in the person concerned acting force is required to meet certain requirements. Since in the first development phase the housing geometry rather too soft, may be the shortcomings in crash behavior now by reinforcements on the headlight housing be compensated. The reinforcements can be material reinforcements For example, in or on heels, fillets, grooves o. Ä. be the headlight housing. In particular, the reinforcements be in the fillets used reinforcing ribs. By introducing ribs, the entire headlight housing harder, one on the headlight housing acting force (for example, in a collision during a Accident) is particularly well absorbed, without too high acceleration values to entail. This ensures the improved Pedestrian protection.

Das Einbringen von Verstärkungen oder Rippen an das Scheinwerfergehäuse verlangt einerseits zusätzliches Kunststoffmaterial, das während des Spritzgussverfahrens verarbeitet werden muss, andererseits muss das Formwerkzeug, das ein Negativ des Scheinwerfergehäuses darstellt, modifiziert werden. Das bedeutet, dass für die Verstärkungen am Scheinwerfergehäuse im Formwerkzeug Freiraum geschaffen werden muss. Es muss Material vom Formwerkzeug abgetragen werden. Dies ist mit einfachen Mitteln, wie bspw. Schleifen, Sägen, Fräsen etc. leicht möglich. Die Kosten für die Werkzeugänderung werden dadurch drastisch reduziert und es wird eine große Zeitersparnis für die Änderung erreicht.The Add reinforcements or ribs to the headlamp housing on the one hand requires additional plastic material, the must be processed during the injection molding process, on the other hand, the mold must be a negative of the headlight housing represents modified. That means that for the Reinforcements on the headlight housing in the mold Free space must be created. It has to be material from the mold be removed. This is done with simple means, such as grinding, Sawing, milling etc. easily possible. The Costs for the tool change are thereby drastically reduced and it will be a great time saver achieved for the change.

Es ist des weiteren denkbar, dass das Formwerkzeug zumindest teilweise modular aufgebaut ist. So wäre es bspw. denkbar, das Werkzeug zumindest in den Teilen modular aufzubauen, welche für die Herstellung des Crash-relevanten Bereichs des Gehäuses zuständig sind. Der modulare Aufbau kann bspw. mittels sog. Wechseleinsätze realisiert werden. Um die Form des Werkzeugs zu verändern muss dann kein Material abgetragen werden, sondern es müssen lediglich Einsätze entfernt oder gegen andere Einsätze ausgewechselt werden. Dadurch kann die Form des Werkzeugs nachträglich auf besonders einfache und schnelle Weise derart verändert werden, dass in dem Crash-relevanten Bereich des Gehäuses zusätzliche Versteifungen eingebracht werden.It is also conceivable that the mold at least partially is modular. So it would be conceivable, for example, the tool modular, at least in the parts, which for the production of the crash-relevant area of the housing are responsible. The modular structure can, for example, by means of so-called interchangeable inserts are realized. To the shape of the To change tools then no material must be removed but only inserts have to be removed or replaced with other missions. Thereby The shape of the tool can subsequently be particularly simple and fast ways are changed so that in the Crash-relevant area of the housing additional Stiffeners are introduced.

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

Nachfolgend wird anhand der Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielhaft erläutert. Es zeigen:following is an embodiment of the invention with reference to the figures exemplified. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugscheinwerfers im Vertikalschnitt und eine Kraftverteilungskurve während eines Aufpralls auf das Scheinwerfergehäuse; 1 a schematic representation of a motor vehicle headlight in vertical section and a force distribution curve during an impact on the headlight housing;

2 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugscheinwerfers im Vertikalschnitt mit einer Veränderung eines Scheinwerfergehäuses zum Fußgängerschutz und einer Kraftverteilungskurve während eines Aufpralls auf das Scheinwerfergehäuse; und 2 a schematic representation of a motor vehicle headlight in vertical section with a change of a headlight housing for pedestrian protection and a force distribution curve during an impact on the headlight housing; and

3 eine perspektivische und vergrößerte Darstellung einer Verstärkungsrippe in einer Hohlkehle in dem Scheinwerfergehäuse aus 2, hergestellt durch das erfindungsgemäße Verfahren. 3 a perspective and enlarged view of a reinforcing rib in a hollow throat in the headlight housing 2 , prepared by the method according to the invention.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

1 zeigt in einem oberen Teil von 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugscheinwerfers, der in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Der Kraftfahrzeugscheinwerfer 10 umfasst dabei ein Gehäuse 12, in dem ein Lichtmodul 14 angeordnet ist. Das Lichtmodul 14 ist bspw. als ein Reflexionsmodul oder als ein Projektionsmodul ausgebildet. Es können auch mehrere Lichtmodule 14 in dem Gehäuse 12 angeordnet sein. Das Gehäuse 12 ist aus Kunststoff mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt. Das Gehäuse 12 weist in 1 an einer Oberseite einen Absatz 16 auf, der durch eine keilförmige Aussparung 17 auf der Oberseite des Gehäuses 12 gebildet wird. Außerdem umfasst der Kraftfahrzeugscheinwerfer 10 eine vor einer Lichtaustrittsöffnung angeordnete und diese verschließende lichtdurchlässige Abdeckscheibe 18. 1 shows in an upper part of 1 a schematic representation of a motor vehicle headlamp, in its entirety by the reference numeral 10 is designated. The motor vehicle headlight 10 includes a housing 12 in which a light module 14 is arranged. The light module 14 is, for example, designed as a reflection module or as a projection module. There can also be several light modules 14 in the case 12 be arranged. The housing 12 is made of plastic by means of an injection molding process. The housing 12 points in 1 on a top a paragraph 16 on, passing through a wedge-shaped recess 17 on the top of the case 12 is formed. In addition, the motor vehicle headlight includes 10 an arranged in front of a light exit opening and this closing translucent cover 18 ,

Bei einem Unfall wirkt bspw. durch einen Aufprall von Teilen eines menschlichen Körpers eine Kraft F auf den Scheinwerfer 10. Die Kraft F bewirkt, dass der Absatz 16 in 1 nach unten gedrückt wird. Der Absatz 16 wird dabei derart verformt, dass zumindest ein freies Ende 20 des Absatzes 16 einen bestimmten Verformungsweg 22 zurücklegt und dabei zumindest einen Teil der Aufprallenergie absorbiert. Bei flachen oder stark gepfeilten Scheinwerfern müssen die Lichtmodule und/oder andere im Inneren des Scheinwerfergehäuses angeordnete Elemente so positioniert werden, dass ein ausreichend großer Deformationsraum für den Verformungsweg 22 zur Verfügung steht.In an accident, for example, by a collision of parts of a human body, a force F acts on the headlight 10 , The force F causes the paragraph 16 in 1 is pressed down. Paragraph 16 is deformed in such a way that at least one free end 20 of the paragraph 16 a certain deformation 22 covers and at least absorbs part of the impact energy. In the case of flat or heavily swept headlamps, the light modules and / or other elements arranged in the interior of the headlamp housing must be positioned in such a way that there is a sufficiently large deformation space for the deformation path 22 is available.

Eine mögliche Verteilung der im Crashfall auf einen Fußgänger wirkenden Kraft F ist über der Zeit t in einem unteren Teil von 1 dargestellt. Man erkennt einen zunächst langsamen Anstieg 24 der Kraft F, die dann über einen Bereich 26 nahezu konstant bleibt. Aufgrund der weichen Auslegung des Gehäuses 12 wird im Bereich 26 über den Verformungsweg 22 des Gehäuses 12 bzw. des Absatzes 16 eine relativ geringe Menge an Energie absorbiert. Aus diesem Grund wirken über den Bereich 26 verteilt auch nur relativ geringe Kräfte F. Gegen Ende des Verformungswegs 22 des Gehäuses 12 bzw. des Absatzes 16 erhöht sich die Kraft F drastisch und bewirkt einen sprunghaften Anstieg 28. Dabei wird sogar eine maximal zulässiger Grenzwert Fmax für die Kraft überschritten. Dieser Peak 28 der Kraft F kann bspw. durch ein vollständiges Kollabieren des Gehäuses 12 und ein abruptes Auftreffen des kollabierten Gehäuses 12 auf einer stabilen Rückwand einer Einbauöffnung der Fahrzeugkarosserie verursacht sein. Alternativ kann der sprunghafte Anstieg 28 auch durch ein Auftreffen des freien Endes 20 des Absatzes 16 auf dem stabileren übrigen Teil des Gehäuses 12 des Scheinwerfers 10 verursacht sein. Im Bereich des sprunghaften Anstiegs 28 wirken so große Kräfte F, dass es zu gefährlichen Verletzungen eines Unfallopfers kommen kann. Der gezeigte Kraftverlauf kann bspw. in einem ”Crash-Test” ermittelt werden. Ähnliche Verläufe lassen sich auch durch Simulation, insbesondere durch eine Berechnung mittels FEM, ermitteln, wobei allerdings die Simulationsergebnisse nur bedingt mit dem realen Crash-Verhalten übereinstimmen.A possible distribution of the force F acting on a pedestrian in the event of a crash F is over the time t in a lower part of 1 shown. One recognizes an initially slow increase 24 the force F, then over an area 26 remains almost constant. Due to the soft design of the housing 12 will be in the area 26 over the deformation path 22 of the housing 12 or the paragraph 16 absorbed a relatively small amount of energy. Because of this, acting over the area 26 also distributes only relatively small forces F. Towards the end of the deformation path 22 of the housing 12 or the paragraph 16 the force F increases drastically and causes a sudden increase 28 , In this case, even a maximum permissible limit value Fmax for the force is exceeded. This peak 28 the force F can, for example, by a complete collapse of the housing 12 and an abrupt impact of the collapsed housing 12 be caused on a stable rear wall of an installation opening of the vehicle body. Alternatively, the erratic increase 28 also by an impact of the free end 20 of the paragraph 16 on the more stable remaining part of the case 12 of the headlight 10 be caused. In the area of the erratic rise 28 act so large forces F, that it can lead to dangerous injuries of an accident victim. The force curve shown can be determined, for example, in a "crash test". Similar courses can also be determined by simulation, in particular by a calculation by means of FEM, although the simulation results only partially coincide with the real crash behavior.

2 zeigt eine Möglichkeit zur Verbesserung des Unfallverhaltens des Gehäuses 12. Dazu zeigt 2 einen Kraftfahrzeugscheinwerfer 10, der im Bereich des Absatzes 16 modifiziert wurde. Ansonsten ist der Kraftfahrzeugscheinwerfer 10 aus 2 identisch mit dem Kraftfahrzeugscheinwerfer 10 aus 1. In die keilförmige Aussparung 17 des Absatzes 16 ist nun eine Verstärkungsrippe 32 eingebracht, um das Gehäuse 12 im Bereich des Absatzes 16 stabiler bzw. steifer auszubilden. Die Verstärkungsrippe 32 kann nur abschnittsweise in der keilförmigen Aussparung 17 angeordnet sein, sie kann jedoch auch durchgängig über die gesamte Längserstreckung des Absatzes 16 verlaufen (in die Zeichenebene hinein). 2 shows a way to improve the accident behavior of the housing 12 , In addition shows 2 a motor vehicle headlight 10 , in the area of the paragraph 16 was modified. Otherwise, the vehicle headlight 10 out 2 identical to the motor vehicle headlight 10 out 1 , In the wedge-shaped recess 17 of the paragraph 16 is now a reinforcing rib 32 introduced to the case 12 in the area of the paragraph 16 form more stable or stiffer. The reinforcement rib 32 can only partially in the wedge-shaped recess 17 However, it can also be continuous over the entire longitudinal extent of the paragraph 16 run (into the drawing level).

Die Folge ist, dass der Verlauf der Energieabsorption durch das Gehäuse 12 im Falle eines Umfalls günstiger verläuft, so dass eine größere Kraft F auf ein Unfallopfer wirkt, was im unteren Teil der 2 dargestellt ist. Dabei kann über den gesamten Kraftverlauf die Aufprallenergie vollständig absorbiert werden, bevor das Gehäuse 12 auf die Rückwand einer Einbauöffnung der Fahrzeugkarosserie oder der Absatz 16 auf den restlichen Teil des Gehäuses 12 auftrifft. Der untere Teil der 2 zeigt, dass zunächst ein Anstieg 36 der im Crashfall auf das Gehäuse 12 wirkenden Kraft F vorliegt. Der Verlauf ist dann aber über annähernd den gesamten Verformungsweg 22 nahezu konstant (vgl. Bezugszeichen 38). Durch die zusätzlich eingebrachte Rippe 32 wird die Geometriesteifigkeit des Gehäuses 12 geändert, es ergibt sich ein anderes Energieabsorptionsverhalten und damit ein anderes Crashverhalten. Durch die zusätzlich eingebrachte Rippe 32 bildet sich im Kraftverlauf F der Sattelbereich 38 aus, so dass gegenüber dem Ausführungsbeispiel aus 1 die Aufprallenergie auf eine für die aufprallende Person besser ertragbare Weise absorbiert werden kann. Insbesondere wird die maximal zulässige Kraft Fmax nicht überschritten, so dass eine Verletzungsgefahr für die aufprallende Person deutlich reduziert ist.The consequence is that the course of the energy absorption by the housing 12 in the case of a fall proceeds more favorably, so that a larger force F acts on an accident victim, which in the lower part of the 2 is shown. In this case, the impact energy can be completely absorbed over the entire force curve before the housing 12 on the rear wall of an installation opening of the vehicle body or the paragraph 16 on the remaining part of the case 12 incident. The lower part of the 2 shows that initially an increase 36 in the event of a crash on the housing 12 acting force F is present. The course is then over approximately the entire deformation path 22 almost constant (see reference numeral 38 ). Due to the additionally introduced rib 32 becomes the geometric stiffness of the housing 12 changed, it results in a different energy absorption behavior and thus a different crash behavior. Due to the additionally introduced rib 32 in the course of the force F, the saddle area is formed 38 out, so that opposite the embodiment 1 the impact energy can be absorbed in a way more tolerable for the impacting person. In particular, the maximum permissible force Fmax is not exceeded, so that a risk of injury to the impacting person is significantly reduced.

Die Entwicklung und Herstellung eines wie in 2 dargestellten Scheinwerfergehäuses 12 erfolgt in zwei Stufen. In einer ersten Entwicklungsstufe wird ein Formwerkzeug zur Herstellung des Gehäuses 12 derart ausgelegt und ausgebildet, dass es ein Gehäuse erzeugt, das zwar die für einen Einbau in einen individuellen Fahrzeugtyp vorgegebenen Anforderungen an Form und Abmessungen erfüllt. Allerdings ist das Formwerkzeug bewusst so ausgebildet, dass das hergestellte Gehäuse 12 bezüglich des Crashverhaltens eher zu weich ausgebildet ist (vgl. den Scheinwerfer 10 aus 1). Anschließend wird das Unfallverhalten des so hergestellten Gehäuses 12 untersucht. Dies kann bspw. durch Ermittlung des Verlaufs der im Crashfall auf ein Unfallopfer wirkenden Kraft F oder der absorbierten Energie erfolgen. Dabei werden unter Umständen Unzulänglichkeiten des Gehäuses 12 erkennbar (z. B. Überschreiten von Fmax). Durch die anfangs weiche Auslegung der Gehäusegeometrie kann jetzt durch gezieltes Vorsehen von Verstärkungen 32 am Gehäuse 12 eine Kompensation dieser Unzulänglichkeiten im Unfallverhalten des Gehäuses 12 erreicht werden.The development and production of a like in 2 shown headlight housing 12 takes place in two stages. In a first development stage is a mold for the production of the housing 12 is designed and configured to produce a housing that meets the dimensional and dimensional requirements for installation in an individual vehicle type. However, the mold is deliberately designed so that the housing produced 12 with regard to the crash behavior is rather too soft (see the headlight 10 out 1 ). Subsequently, the accident behavior of the housing thus produced 12 examined. This can be done, for example, by determining the course of the force acting on a victim in the event of a crash force F or the absorbed energy. This may be inadequate housing 12 recognizable (eg exceeding Fmax). Due to the initially soft design of the housing geometry can now by targeted provision of reinforcements 32 on the housing 12 a compensation of these shortcomings in the accident behavior of the housing 12 be achieved.

Die Verstärkungen 32 des Gehäuses 12 können durch einfache und kostengünstige Materialabtragungen am Formwerkzeug erzielt werden. Diese können problemlos und besonders genau in das bestehende Formwerkzeug eingebracht werden. Es müssen keine zusätzlichen Materialanhäufungen am Formwerkzeug vorgesehen oder gar ein ganz neues Formwerkzeug gefertigt werden.The reinforcements 32 of the housing 12 can be achieved by simple and inexpensive material removal on the mold. These can be easily and particularly accurately introduced into the existing mold. It must be provided no additional accumulation of material on the mold or even a brand new mold to be made.

3 zeigt beispielhaft in einer vergrößerten Darstellung eine bevorzugte Realisierungsart der Materialverstärkung 32 am Gehäuse 12. 3 zeigt eine Hohlkehle 40, wie sie in der zunächst weichen Ausgestaltung des Gehäuses 12 an einer oder mehreren, unterschiedlichen Stellen im Gehäuse 12 vorgesehen sein kann. In der Praxis sind die Hohlkehlen im Gehäuse 12, wie bspw. die Hohlkehle 40, im Querschnitt möglichst scharfkantig ausgebildet, damit die Kerbspannung höher ist und das Gehäuse 12 schneller kollabiert. Selbstverständlich können die Hohlkehlen auch mit einem beliebig anderen Querschnitt (z. B. parabelförmig) ausgebildet sein. In der Hohlkehle 40 ist quer zu ihrer Längserstreckung eine Rippe 42 zur Stabilisierung im Falle einer seitlich wirkenden Kraft F eingesetzt. Die Rippe 42 füllt dabei die gesamte Hohlkehle 40 in einem bestimmten Bereich 44 aus. Die Rippe 42 könnte auch nur einen Teil der Hohlkehle 42 ausfüllen (gestrichelte Linie). Selbstverständlich kann die durch das Gehäuse 12 absorbierte Energie und damit auch die auf ein Unfallopfer wirkende Kraft F durch Variation der Anzahl, Position, Größe und Form der Rippe(n) 42 auf einen den Anforderungen entsprechenden Wert genau eingestellt werden. 3 shows by way of example in an enlarged view a preferred way of implementation of the material reinforcement 32 on the housing 12 , 3 shows a groove 40 , as in the initially soft design of the housing 12 at one or more different locations in the housing 12 can be provided. In practice, the flutes are in the housing 12 , such as the groove 40 formed as sharp as possible in cross-section so that the notch voltage is higher and the housing 12 collapsed faster. Of course, the flutes can also be formed with any other cross-section (eg, parabolic). In the throat 40 is a rib transverse to its longitudinal extent 42 used for stabilization in the case of a laterally acting force F. The rib 42 fills the entire groove 40 in a certain area 44 out. The rib 42 could also only part of the throat 42 fill in (dashed line). Of course, the through the housing 12 absorbed energy and thus also the force F acting on an accident victim by varying the number, position, size and shape of the rib (s) 42 be set exactly to a value corresponding to the requirements.

Die in 3 nach oben offene Hohlkehle 40 gewährleistet zunächst (ohne die Rippe 42) eine hohe Elastizität und Flexibilität des gesamten Gehäuses 12. Das Gehäuse 12 ist also welch ausgelegt. Wird durch eine Ermittlung des Unfallverhaltens des Gehäuses 12 festgestellt, dass eine Materialverstärkung bspw. zur Aufnahme zusätzlicher Aufprallenergie während des Unfalls in der Hohlkehle 40 vorteilhaft bzw. notwendig ist, kann dies durch eine Modifikation des Formwerkzeugs für das Spritzgussverfahren zur Herstellung des Gehäuses 12 leicht umgesetzt werden. Da das Formwerkzeug eine Negativform eines herzustellenden Gegenstandes darstellt, weist das Formwerkzeug zur Gestaltung der Hohlkehle 40 ein scharfkantiges (dreieckiges) oder parabelähnliches Formteil auf, das die Form der Hohlkehle 40 vorgibt. In dieses parabelähnliche Formteil muss zur Realisierung der Rippe 42 lediglich eine Nut eingefräst werden. Dabei legt die Länge und die Dicke der eingefrästen Nut die Größe der Rippe 42 fest. Nach dem gleichen Verfahren können bei Bedarf auch an anderen Stellen Stützstreben, Materialauffüllungen oder Materialverdickungen am Gehäuse 12 erzeugt werden, die alle durch einfaches mechanisches Bearbeiten (Materialabtragen) des Formwerkzeugs realisiert werden können.In the 3 upwardly open groove 40 ensures first (without the rib 42 ) high elasticity and flexibility of the entire housing 12 , The housing 12 So what is designed. Is determined by a determination of the accident behavior of the housing 12 found that a material reinforcement, for example, to absorb additional impact energy during the accident in the groove 40 is advantageous or necessary, this can be done by a modification of the mold for the injection molding process for the production of the housing 12 be easily implemented. Since the mold represents a negative mold of an article to be produced, the mold has the shape of the groove 40 a sharp-edged (triangular) or parabola-like shaped part, which is the shape of the groove 40 pretends. In this parabola-like molding needs to realize the rib 42 only one groove are milled. The length and the thickness of the milled groove defines the size of the rib 42 firmly. According to the same procedure, support struts, material restorations or material thickening on the housing can also be provided elsewhere as required 12 can be generated, all of which can be realized by simple mechanical processing (material removal) of the mold.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102005057831 A1 [0005]

Claims

Method for producing a headlight housing ( 12 ) made of plastic for motor vehicles by means of an injection molding method, wherein a heated plastic mass is injected into at least one mold, which is a negative mold at least part of the headlight housing ( 12 ), wherein the at least one molding tool is configured such that the headlight housing produced by the injection molding process ( 12 ) at least in terms of shape and dimensions to the predetermined requirements, characterized in that based on the headlight housing thus produced ( 12 ) an accident behavior of the headlight housing ( 12 ) is determined and that then depending on a result of the determination of the accident behavior, the at least one mold is changed by removing material.

A method according to claim 1, characterized in that by the removal of material on the mold in a subsequent production of the headlight housing ( 12 ) with the modified mold compensation of possible shortcomings in the accident behavior of the headlight housing ( 12 ) is achieved.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that by the removal of material on the mold in a subsequent production of the headlight housing ( 12 ) a better accident behavior with regard to pedestrian protection is ensured.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the headlight housing ( 12 ) in a first development stage, in particular by in the headlight housing ( 12 ) provided cavities, which are preferably designed as predetermined breaking points, grooves or grooves, is designed soft.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the headlight housing ( 12 ) after the determination of the accident behavior of the headlight housing ( 12 ) in a second development stage by introducing additional material accumulations, in particular in the form of reinforcing ribs ( 32 ), is designed to be stiffer.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the mold is changed such that the headlight housing produced with the modified mold ( 12 ) or a vehicle headlamp provided therewith in the event of a person striking the headlamp subjecting the person to a force (F) which is always below a predefinable limit value (Fmax), a headlamp housing produced with the unchanged mold or a vehicle headlamp provided therewith In the event of a collision with the headlamp, the person would be subject to a force that is at least temporarily above the specified limit value (Fmax).

Mold for producing a headlight housing ( 12 ) by means of an injection molding method, characterized in that the mold for producing the headlight housing ( 12 ) is formed in a method according to one or more of claims 1 to 6.