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Die
Erfindung betrifft ein Kunststoff-Gehäuse für
einen Kraftfahrzeugscheinwerfer oder eine Kraftfahrzeugleuchte,
wobei das Gehäuse mindestens eine mittels einer transparenten
Abdeckscheibe verschließbare Lichtaustrittsöffnung
aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren
zur Herstellung eines solchen Kunststoff-Gehäuses mittels
eines Spritzgussverfahrens, wobei eine erwärmte Kunststoffmasse
in mindestens ein Formwerkzeug gespritzt wird.
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Ein
Kraftfahrzeugscheinwerfer oder eine Kraftfahrzeugleuchte umfasst üblicherweise
ein Gehäuse, 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). Die bekannte Gehäuse weisen eine Wandung
mit im Wesentlichen konstanter Wandstärke auf. Es ist lediglich
bekannt, an der Wandung Sollbruchstellen, an denen das Gehäuse im
Falle eines Crashs bevorzugt bricht, Sollfalze, an denen sich das
Gehäuse im Falle eines Crashs bevorzugt zusammenfaltet,
und/oder Verstärkungsrippen zur Verhinderung eines Bruchs
oder eine Faltung des Gehäuses in diesem Bereich vorzusehen.
Sowohl der kontrollierte Bruch und die kontrollierte Faltung der
Wandung als auch die gezielte Stabilisierung der Wandung durch Verstärkungsrippen
dient dazu, die im Falle eines Crashs auftretende Energie durch
das Gehäuse gezielt in möglichst großem Maße
und möglichst gleichmäßig abzubauen.
Auf diese Weise sollen bspw. im Falle eines Fußgängercrashs
die Auswirkungen auf Fußgänger möglichst gering
gehalten werden.
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In
Lichtaustrittsrichtung weist das Gehäuse 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 eine Streuscheibe mit optisch
wirksamen Elementen (z. B. Linsen, Prismen, etc.) sein. Im Fall
eines Scheinwerfers ist die Abdeckscheibe vorzugsweise farblos ausgebildet.
Im Fall einer Leuchte kann die Abdeckscheibe jedoch auch farbig
(rot, gelb, etc.) ausgestaltet sein. Im Gehäuse können
Serviceöffnungen ausgebildet sein, über welche
man Zugriff zum Innenraum des Gehäuses, bspw. zum Auswechseln
von Lichtquellen oder zum Lösen von Steckverbindungen,
erhält. Die Serviceöffnungen sind im Betriebszustand des
Scheinwerfers durch Deckel oder Kappen verschlossen. In den Deckel
oder die Kappe zum Verschließen einer Serviceöffnung
kann auch eine Lampenhalterung integriert sein, so durch Befestigen
des Deckels oder der Kappe auf der Serviceöffnung zum einen eine
an der Lampenhalterung befestigte Lichtquelle in das Innere der
Beleuchtungseinrichtung eingeführt und darin positioniert
wird und andererseits die Serviceöffnung verschlossen wird.
In diesem Fall ragen an der Rückseite des Deckels oder
der Kappe entweder Kabel oder Steckerelemente zum elektrischen Kontaktieren
der Lichtquelle heraus. Das Gehäuse selbst ist üblicherweise
einteilig ausgebildet. Form und Abmessungen des Gehäuses
richten sich nach der Form und Größe der entsprechenden
Einbauöffnung in der Fahrzeugkarosserie.
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Im
Inneren des Gehäuses 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, Abblendlicht,
Fernlicht, Tagfahrlicht, Stadtlicht, Autobahnlicht, Kurvenlicht,
Schlechtwetterlicht etc.). Im Inneren des Gehäuses sind
außerdem noch Elemente (z. B. in Form von verspiegelten
Sichtschutzblenden) zum Auskleiden des Innenraums vorgesehen, so
dass bei einem Blick durch die Abdeckscheibe von außen
in das Innere der Beleuchtungseinrichtung ein möglichst
ansprechender Eindruck entsteht.
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In
den letzten Jahren besteht bei Kraftfahrzeugen seitens des Gesetzgebers
und der Öffentlichkeit zunehmend die Forderung nach einem
sog. passiven Fußgängerschutz, um das Verletzungsrisiko
für Fußgänger oder andere ungeschützte
Verkehrsteilnehmer (z. B. Radfahrer, Rollstuhlfahrer, etc.) 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
Knautschzone, stabile Fahrgastzelle jenseits der Knautschzone, weicher
Lenkradtopf, Sicherheitsgurte, Gurtstraffer, Airbags, flexible Lenksäulen,
etc. bekannt.
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Es
werden nun aber in neuerer Zeit etwa seit 2005 stufenweise europäische
Richtlinien zum Schutz von Fußgängern oder Radfahrern
bei einem Zusammenprall mit einem Kraftfahrzeug eingeführt. In
diesen Richtlinien spielt die Wirkung der Scheinwerfer und Leuchten
eine wichtige Rolle. Um bei einem Unfall das Verletzungsrisiko für
Fußgänger oder Radfahrer möglichst gering
zu halten, müssen besonders die Gehäuse der Beleuchtungseinrichtungen
eine Aufprallenergie möglichst gut absorbieren. Das Unfallverhalten
kann bspw. in sog. ”Crashtests” ermittelt werden.
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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
kollabiert das Scheinwerfergehäuse also gezielt an der
Sollknick- oder Sollbruchstelle des Scheinwerfergehäuses. Durch
den relativ „weichen”, nachgiebigen Scheinwerfer
wird das Verletzungsrisiko für Fußgänger
reduziert, da das Scheinwerfergehäuse bei einer Krafteinwirkung
gezielt deformiert wird und einen größeren sog. ”Crashweg” ermöglicht,
auf dem die auftretende Energie zumindest teilweise absorbiert wird. Nachteilig
bei den bekannten Gehäusen für Beleuchtungseinrichtungen
ist das relativ hohe Gewicht.
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In
der noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung
DE 10 2008 056 524 wird
ein Formwerkzeug zur Herstellung eines Gehäuses zunächst
so ausgebildet, dass das damit hergestellte Gehäuse bewusst „weich” ausgelegt
wird. Die weiche Auslegung bezieht sich hierbei insbesondere auf
einen Crash-relevanten Bereich des Gehäuses. Anhand des
so hergestellten Gehäuses wird dann ein Unfallverhalten
des Gehäuses ermittelt und in Abhängigkeit von
dem Ergebnis der Ermittlung des Unfallverhaltens das Formwerkzeug
durch Abtragen von Material verändert. An den Stellen der
Materialabtragungen am Werkzeug bilden sich bei der Herstellung weiterer
Gehäuse Materialverstärkungen an den Gehäusen
aus, die zu einer Erhöhung der Steifigkeit und Stabilität
des ursprünglich etwas weicher ausgelegten Gehäuses
führen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gehäuse für
einen Kraftfahrzeugscheinwerfer oder eine Kraftfahrzeugleuchte dahingehend
auszugestalten und weiterzubilden, dass es einerseits ein ausgewogenes
Crashverhalten aufweist und andererseits ein möglichst
geringes Gewicht aufweist und in der Herstellung preisgünstig
ist.
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Zur
Lösung der Aufgabe wird ausgehend von dem Gehäuse
der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Gehäuse
wabenartig und/oder gitterartig angeordnete Stabilisierungsrippen
aufweist, die ein Gerippe bilden, das dem Gehäuse eine vorgegebene
Form und Stabilität gibt, und Bereiche des Gehäuses
zwischen den Stabilisierungsrippen, mit Ausnahme von im Gehäuse
ausgebildeten Serviceöffnungen, mit einer Folie verschlossen
sind, die einen wesentlich geringeren Beitrag zur Stabilität
des Gehäuses liefert als das Gerippe.
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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.
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Der
Erfindung liegt die Idee zu Grunde, ein Gehäuse zu schaffen,
bei dem mit einem besonders geringen Materialaufwand während
eines Fahrbetriebs und/oder eines Unfalls eine ausreichend große Stabilität
und im Unfallverhalten ein gefordertes, angemessenes Verhalten des
Gehäuses zum Fußgängerschutz erreicht
wird. Als „angemessen” wird dabei ein Lastverhalten
des Gehäuses angesehen, das im Falle eines Unfalls mit
einem Fußgänger oder einem anderen ungeschützten
Verkehrsteilnehmer zu einem möglichst geringen Verletzungsrisiko
des Fußgängers bzw. des Verkehrsteilnehmers führt.
Insbesondere müssen die gesetzlichen Anforderungen an die
maximal zulässige Belastung für Fußgänger
und andere Verkehrsteilnehmer im Falle eines Crashs eingehalten,
vorzugsweise sogar unterschritten werden.
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Das
besonders leichte, Material sparende und damit auch kostengünstige
Gehäuse weist erfindungsgemäß ein formgebendes
und stabilisierendes Gerippe und eine darüber gespannte
Folie auf. Zur Auslegung des Gerippes bietet die Biologie interessante
Lösungsansätze. Bei der sog. ”Bionik” werden Prinzipien
für technische Anwendungen aus der Biologie abgeleitet.
Die ”Bionik” vertraut darauf, dass im Laufe der
Evolution viele biologische Lösungen optimiert wurden und
versucht, sich diese Optimierungen in der Technik zunutze zu machen.
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Für
den Aufbau und die Struktur des Gehäuses der Beleuchtungseinrichtung
wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Gerippe
vergleichbar mit dem Aufbau bzw. der Struktur eines Baumes ausgebildet
ist. Dabei sind ähnlich einem Baum mit einem Stamm, dicken
und großen, sowie dünnen und kleinen Ästen
in dem Gerippe Stabilisierungsrippen mit unterschiedlich großen
Stärken bzw. Durchmessern und Abständen zueinander
vorgesehen. Die Stabilisierungsrippen mit einer größeren
Stärke nehmen dabei ähnlich dem Stamm und den
großen Ästen beim Baum große Kräfte
auf, die dünneren Stabilisierungsrippen nehmen ähnlich
den kleineren Ästen des Baums kleine Kräfte auf.
Durch die Ermittlung einer Lastverteilung für das Gehäuse
während einer Fahrt (Betriebsfestigkeit) und bei einem
Unfall kann die Stärke und der Abstand der Stabilisierungsrippen optimal
ausgelegt werden, indem die Bereiche des Gerippes, die bei einem
Unfall große Kräfte aufnehmen müssen,
dicke und/oder dicht nebeneinander angeordnete Stabilisierungsrippen
aufweisen, und die Stabilisierungsrippen in Bereichen, die nur kleine Kräfte
aufnehmen müssen, dünner ausgebildet oder weiter
zueinander beabstandet angeordnet werden. Eine Schüttelfestigkeit,
ein Resonanzverhalten und/oder ein Verzug des Materials kann bei
der Auslegung des Gehäuses berücksichtigt werden.
Außerdem können zumindest ausgewählte
Stabilisierungsrippen Sollbruchstellen und/oder Sollknickstellen
aufweisen.
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Die
erfindungsgemäße Ausgestaltung des Gehäuses
hat den Vorteil, dass der erforderliche Materialaufwand minimiert
wird, was neben einer Gewichtsreduzierung auch zu einer Kostenersparnis führt,
wobei nach wie vor eine ausreichende Stabilität des Gehäuses
gewährleistet werden kann. Darüber hinaus ist
das Crashverhalten für den passiven Fußgängerschutz
deutlich verbessert.
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Da
das Gerippe zwangsläufig Zwischenräume zwischen
den Stabilisierungsrippen aufweist, müssen diese, mit Ausnahme
von Serviceöffnungen, verschlossen werden, um den Innenraum
des Gehäuse gegen den Eintritt von Feuchtigkeit und Schmutz
zu schützen. Dazu wird vorgeschlagen, das Gerippe mit einer
Folie, vorzugsweise einer Kunststofffolie zu bespannen. Die Folie
ist vorzugsweise lichtundurchlässig eingefärbt
und spritzwasserdicht. Die Folie hat keinen oder allenfalls einen
geringen Anteil an der Gesamtstabilität bzw. dem Gesamtlastverhalten
des Gehäuses. Das Verhalten des Gehäuses im Falle
eines Crashs wird also in erster Linie durch die Stärke
und Anordnung der Stabilisierungsrippen des Gehäuses und
weniger durch die Folie bestimmt. Die Folie ist bevorzugt aus einem
Kunststoff oder einem gummiähnlichen Material hergestellt.
Die Folie könnte auch aus einem Textilmaterial, insbesondere
einer halbdurchlässigen Membran, z. B. Gore-Tex® oder Sympatex®,
bestehen. Die Poren einer solchen halbdurchlässigen Membran
sind um den Faktor 100 bis 100.000 kleiner als ein Wassertropfen, so
dass die Membran für Wassertropfen undurchlässig
ist. Ein Luftaustausch samt Wasserdampf durch die Poren ist jedoch
möglich. Die Folie könnte auch eine Tiefziehfolie
sein. Die Dicke der Folie liegt vorzugsweise unterhalb von 1 mm,
besonders bevorzugt unterhalb von 0,1 mm.
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Vorzugsweise
wird eine vom Gerippe separat ausgebildete Folie im Anschluss an
die Fertigung des Gerippes außen über das Gerippe
gezogen und lediglich entlang des Rands der Lichtaustrittsöffnung am
Gerippe befestigt. Die Folie kann sogar in eine entlang des Rands
der Lichtaustrittsöffnungen verlaufende Nut hineinragen,
wo sie zwischen der aufgesetzten Abdeckscheibe und dem Gehäuse
eingeklemmt ist. Dabei kann die Folie als Dichtung zwischen der
Abdeckscheibe und dem Gehäuse dienen. Auf diese Weise könnte
mit einem einzigen Arbeitgang die Folie an dem Gerippe befestigt,
die Abdeckscheibe an dem Gehäuse befestigt und die Scheibe
gegenüber dem Gehäuse abgedichtet werden. In entsprechender
Weise kann die Folie das Gerippe auch im Bereich von Serviceöffnungen überlappen
und nach dem Anbringen und Befestigen von Deckeln oder Kappen auf
den Öffnungen zwischen den Deckeln bzw. Kappen und dem
Gehäuse eingeklemmt sein und dort als Dichtelement fungieren. Denkbar
ist auch, dass die Folie durch Hinterspritzen auf dem Gehäuse
aufgebracht wird.
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Es
ist auch denkbar, dass die Folie einstückig mit dem Gerippe
ausgebildet ist und gleichzeitig mit den Rippen in einem einzigen
Spritzgießprozess hergestellt wird.
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Als
Folie wird vorzugsweise eine Noppenfolie verwendet. Dabei handelt
es sich bspw. um eine mehrlagige Folie, die mindestens eine glatte
erste Folienlage und eine daran befestigte zweite Folienlage aufweist,
wobei zwischen den beiden Folienlagen in regelmäßigen
Abständen Lufteinschlüsse vorhanden sind. Die
zweite Folienlage kann einen im Querschnitt wellenförmigen
Verlauf haben, so dass sich luftgefüllte Noppen oder Luftpolster
in der Folie ausbilden. Durch die Lufteinschlüsse in der
Folie kann eine bessere Wärmeisolation erreicht werden,
so dass es bspw. im Inneren der Beleuchtungseinrichtung nicht zu
Kondenswasserbildung aufgrund einer Temperaturdifferenz zwischen
Innenseite und Außenseite der Folie kommt.
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Denkbar
ist auch der Einsatz einer mehr als zweilagigen Noppenfolie, bspw.
mit drei Lagen. Dabei ist auf der zweiten Folienlage mit wellenförmigem Verlauf
eine glatte dritte Folienlage befestigt. Dadurch ergibt sich eine
Noppenfolie mit auf der Außenseite beidseitig glattem Verlauf
(erste und dritte Folienlage) und einer dazwischen im Querschnitt
wellenförmig verlaufenden zweiten Folienlage. Sowohl zwischen
der ersten Folienlage und der einen Seite der zweiten Folienlage
als auch zwischen der gegenüberliegenden Seite der zweiten
Lage und der dritten Folienlage sind also Lufteinschlüsse
vorhanden.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Nachfolgend
wird anhand der Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
beispielhaft erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer in ein Kraftfahrzeug eingebauten
Rückleuchte mit einem erfindungsgemäßen
Gehäuse in einer Schnittansicht;
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2 eine
perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Scheinwerfergehäuses;
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3 und 4 beispielhafte
Ausschnitte des erfindungsgemäßen Gehäuses
aus 2;
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5 ein
Beispiel einer für das erfindungsgemäße
Gehäuse verwendeten Folie in einer Draufsicht;
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6 a) und b) zwei bevorzugte Ausführungsformen
einer auf ein Gerippe des erfindungsgemäßen Gehäuses
aufgezogenen Folie, jeweils in einer Schnittansicht;
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7 die
Folie aus 6 a) zwischen einem Karosserieblech
und dem Gerippe des erfindungsgemäßen Gehäuses,
und
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8 ein
Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung des Gehäuses.
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Detaillierte Beschreibung
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1 zeigt
einen Teil einer Kraftfahrzeugkarosserie 10 mit einer Einbauöffnung
oder -vertiefung 12, in der in an sich bekannter Weise
eine Heckleuchte 14 angeordnet ist. Die Leuchte 14 umfasst
ein erfindungsgemäßes Kunststoff-Gehäuse 18 und
eine lichtdurchlässige Abdeckscheibe 16, die eine Lichtaustrittsöffnung
des Gehäuses 18 verschließt. Die Abdeckscheibe 16 ist
vorzugsweise in eine um die Lichtaustrittsöffnung herum
verlaufende Nut 20 des Gehäuses 18 eingesetzt.
Das erfindungsgemäße Gehäuse 18 umfasst
ein Gerippe aus wabenartig oder gitterartig angeordneten bzw. verlaufenden
Stabilisierungsrippen 24 (vgl. 2 bis 4),
welche dem Gehäuse 18 die vorgegebene Form und
Stabilität geben. Um den Innenraum des Gehäuses 18 vor Schmutz
und Feuchtigkeit zu schützen, ist auf das Gerippe eine
Folie 22 aus Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material
aufgebracht. Die Folie könnte auch aus einem Textilmaterial,
insbesondere aus einer halbdurchlässigen Membran (z. B.
Goretex®) hergestellt sein. Sie
könnte auch eine Tiefziehfolie sein. Im Bereich von Serviceöffnungen
weist die Folie 22 vorzugsweise Aussparungen auf, so dass der
Zugang zum Inneren der Leuchte 14 über die Serviceöffnungen
durch die Folie 22 nicht beeinträchtigt oder gar
ganz verhindert wird. An der Rückwand der Einbauöffnung 12 sind
Abstandshalter oder Anschläge 23 ausgebildet,
die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch Ausbuchtungen
der Karosserie 10 gebildet sind.
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Im
Inneren der Leuchte 14 sind eines oder mehrere Lichtmodule
zur Erzeugung unterschiedlicher Leuchtfunktionen (Rücklicht,
Bremslicht, Blinklicht, Rückfahrlicht, etc.) angeordnet,
aber in 1 nicht dargestellt. Außerdem
können im Inneren des Gehäuses 18 Wärmeleitbleche
(nicht dargestellt) angeordnet sein, um die Folie 22 vor übermäßiger
Hitze der Lichtmodule zu schützen und so eine Beschädigung
der Folie 22 aufgrund von Hitze zu vermeiden. Diese Wärmeleitbleche
können vorteilhafterweise zusätzlich zur Energieabsorption
während eines Unfalls dienen.
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2 zeigt
ein erfindungsgemäßes Gehäuse 18 für
einen Kraftfahrzeugscheinwerfer in einer perspektivischen Ansicht.
Das Gerippe des Gehäuses 18 ist aus Kunststoff
in einem Spritzgussverfahren hergestellt. Das Gehäuse 18 weist
eine schalenartige Form auf, wobei die Form des Gehäuses 18 abhängig
von den Abmessungen der Einbauöffnung in der Fahrzeugkarosserie
ist, in die das Gehäuse eingepasst werden muss. Die Form
des Gehäuses 18 wird durch Stabilisierungsrippen 24 gebildet,
die ein waben- oder gitterartiges Gerippe bilden. Der Übersichtlichkeit
wegen sind nur zwei Stabilisierungsrippen 24 exemplarisch
mit dem entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Stabilisierungsrippen 24 bestimmen über
ihre Stärke und den Abstand zu benachbarten Rippen 24 auch
die Stabilität des Gehäuses 18, insbesondere
im Falle eines Unfalls. Die einzelnen Stabilisierungsrippen 24 des Gehäuses 18 weisen
unterschiedlich große Materialstärken auf, um
im Falle eines Crashs eine optimale Energieabsorption des Scheinwerfergehäuses 18 zu erzielen.
Bei einem Frontalaufprall mit einem Fußgänger
oder einem anderen ungeschützten Verkehrsteilnehmer verschiebt
bzw. verformt sich das Gehäuse 18 entgegen der
Fahrtrichtung des Fahrzeugs und nimmt dabei zumindest einen Teil
der Aufprallenergie auf. Der Verschiebe- bzw. Verformungsweg wird
dabei durch die Fahrzeugkarosserie begrenzt. Die Auslegung der einzelnen
Stabilisierungsrippen 24 und des gesamten Gerippes kann
anhand von Simulationen oder Crashtests ermittelt und optimiert
werden.
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Das
Gehäuse 18 wird um die Lichtaustrittsöffnung
herum von einem umlaufenden Rahmen 26 aus dem gleichen
Kunststoffmaterial wie das Gerippe eingefasst. Der Rahmen 26 dient
zur Aufnahme der Abdeckscheibe 16 und bildet mit den Stabilisierungsrippen 24 des
Gerippes eine Einheit. Bedingt durch die Form und Anordnung der
Stabilisierungsrippen 24 entstehen unterschiedlich große
und unterschiedlich geformte Zwischenräume 28 zwischen
den Rippen 24. Auch hier sind beispielhaft nur zwei Zwischenräume 28 mit
dem entsprechenden Bezugzeichen bezeichnet. In das Gerippe integriert
sind auch Serviceöffnungen 30, über die
auf den Innenraum des Scheinwerfers zugriffen werden kann, bspw.
zum Auswechseln von Leuchtmitteln, zum Herstellen und Lösen
von elektrischen Steckkontakten, etc. Die Serviceöffnungen
können rund, eckig oder in beliebig anderer Form ausgestaltet
sein. Über den Rand 26 verteilt, weist das Gehäuse 18 unterschiedlich
ausgestaltete Befestigungs- und/oder Führungselemente 32 auf,
um die Montage der Abdeckscheibe 16 an dem Gehäuse 18 zu
erleichtern. Die Folie 22 ist auf die Rückseite
des Gerippes des Gehäuses 18 aufgezogen, wobei
die Folie 22 jedoch die Serviceöffnungen 30 ausspart.
Die Folie 22 kann über den Rand 26 gezogen sein,
so dass sie nach der Montage der Abdeckscheibe 16 in dem
Rand 26 zwischen der Abdeckscheibe 16 und dem
Gehäuse 18 befestigt ist, bspw. durch Kleben oder
Schweißen. So kann in einem Arbeitsgang die Folie 22 an
dem Gerippe befestigt und die Abdeckscheibe 16 an dem Gehäuse 18 befestigt
werden. Gleichzeitig kann die Folie 22 noch als Dichtung
zwischen Abdeckscheibe 16 und Gehäuse 18 dienen.
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In
entsprechender Weise kann die Folie 22 auch in den Bereich
der Serviceöffnungen 30 hineinragen und nach dem
Anbringen und Befestigen von Deckeln oder Kappen auf den Serviceöffnungen 30 zwischen
den Deckeln bzw. Kappen und dem Gehäuse eingeklemmt sein.
Dabei wirkt die Folie 22 jeweils als Dichtung.
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Die
Folie 22 trägt kaum zur Stabilität des
Gehäuses 18 bei. Im Falle eines Crashs wird die
Folie 22 eher zerreißen, als die durch das Gerippe
vorgegebene Stabilität erhöhen. Grundsätzlich
kann gesagt werden, dass der Beitrag der Folie 22 zur Stabilität
des Gehäuses 18 jedoch umso größer
ist je öfter, d. h. an desto mehr Stellen die Folie 22 an
den Stabilisierungsrippen 24 befestigt ist. Den geringsten
Beitrag zur Stabilität liefert die Folie 22, wenn
sie lediglich am Bereich des Rands 26 an dem Gerippe befestigt
ist. Den größten Beitrag liefert sie, wenn sie
nicht nur am Rand 26, sondern an allen Stabilisierungsrippen 24 über
deren gesamt Länge an diesen befestigt ist. Aber selbst
in diesem Fall ist der Betrag der Folie 22 zur Gesamtstabilität
des Gehäuses 18 deutlich geringer als der Beitrag
des Gerippes.
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Die
Ausgestaltung und Ausformung der Stabilisierungsrippen 24 des
Gerippes erfolgt vorzugsweise nach einem sog. Bionik-Verfahren,
bei dem Prinzipien für technische Anwendungen aus der Biologie
abgeleitet werden. Das Gerippe ist vergleichbar mit dem Aufbau bzw.
der Struktur eines Baumes ausgebildet. Dabei sind ähnlich
einem Baum mit einem Stamm, dicken und großen, sowie dünnen
und kleinen Ästen in dem Gerippe Stabilisierungsrippen 24 mit
unterschiedlich großen Stärken bzw. Durchmessern
und Abständen zueinander vorgesehen. Die Stabilisierungsrippen 24 mit
einer größeren Stärke nehmen dabei ähnlich
dem Stamm und den großen Ästen beim Baum große
Kräfte auf, die dünneren Stabilisierungsrippen
nehmen ähnlich den kleineren Ästen des Baums kleine
Kräfte auf.
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3 zeigt
eine mögliche Realisierung einer der Serviceöffnungen 30 im
Detail. Die Serviceöffnung 30 wird von einem kreisförmig
geformten Steg 34 gebildet, der radial nach außen
von fünf im Wesentlichen gleichmäßig über
den Umfang verteilten kurzen Stegen 36 gehalten wird. Die
Stege 36 sind an ihren dem kreisförmigen Steg 34 gegenüberliegenden
Enden an Stabilisierungsrippen 24 befestigt. Die Stabilisierungsrippen 24 sind
im Vergleich zu dem Steg 34 und den Stegen 36 vorzugsweise
stabiler und stärker ausgestaltet. Der kreisförmig
geformte Steg 34 der Serviceöffnung 30 könnte
auch ohne die Stege 36 direkt an den Stabilisierungsrippen 24 befestigt
sein.
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4 zeigt
einen Ausschnitt des Gehäuses 18 im Bereich der
Lichtaustrittsöffnung. Dabei haben einige der Stabilisierungsrippen 24,
die unmittelbar mit dem die Lichtaustrittsöffnung umgebenden
Rahmen 26 verbunden, sind, Sollbruchstellen oder Sollknickstellen 38.
Bei einem Unfall (Frontalcrash) wirken definierte Kräfte 40 auf
das Gehäuse 18, das im Bereich der Sollbruchstellen
brechen bzw. im Bereich der Sollknickstellen knicken und unter Energieabsorption
gezielt und definiert kollabieren kann.
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Alternativ
oder zusätzlich können weitere Sollbruch- bzw.
Sollknickstellen 38 an jeder beliebigen Stelle des Gehäuses 18 vorgesehen
sein.
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5 zeigt
ein Beispiel einer Folie 22, wie sie zum Bespannen des
Gerippes des erfindungsgemäßen Gehäuses 18 verwendet
wird, in einer Draufsicht; 6 zeigt
die Folie 22 in einer Schnittdarstellung. Das Gerippe des
Gehäuses 18 wird in einem Spritzgussverfahren
aus Kunststoff hergestellt. Falls die Folie 22 separat
von dem Gerippe ausgebildet ist, wird das Gerippe nach seiner Herstellung
mit der Folie 22 wie eine Haut überzogen bzw.
bespannt. Selbstverständlich kann die Folie 22 auch
zusammen mit dem Gerippe während des gleichen Spritzgussprozesses
hergestellt werden.
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Die
Folie 22 ist vorzugsweise lichtundurchlässig eingefärbt,
kann aber auch durchsichtig oder durchscheinend sein, und ist bevorzugt
aus Kunststoff oder einem gummiartigen Material hergestellt. Die
Folie 22 ist dazu spritzwasserdicht und als eine Noppenfolie
ausgestaltet, d. h. die Folie 22 enthält Luftkammern 42,
die in der Draufsicht vorzugsweise kreisförmig ausgestaltet
sind. Wie beispielhaft in 6 a) gezeigt,
handelt es sich vorzugsweise um eine mehrlagige Folie 22,
die eine glatte erste Folienlage 44 und eine dazu im Wesentlichen
parallel verlaufende zweite glatte Folienlage 45 aufweist,
wobei zwischen den beiden Folienlagen 44 und 45 Kammerwänden 46 ausgebildet
sind, über welche die Lagen 44 und 45 aneinander
befestigt sind und welche die Luftkammern 42 bilden. Wie
beispielhaft in 6 b) gezeigt, kann
die mehrlagige Folie 22 alternativ auch folgendermaßen
aufgebaut sein. Sie weist eine erste glatte Folienlage 44 und
eine daran befestigte im Querschnitt wellenförmig verlaufende
zweite Folienlage 45 auf. Dort, wo die zweite Folienlage 45 die erste
Folienlage 44 unmittelbar berührt, sind die beiden
Lagen vorzugsweise aneinander befestigt. Dort wo die zweite Folienlage 45 einen
Abstand zu der ersten Folienlage 44 aufweist, sind die
Luftpolster 42 ausgebildet. Es ist denkbar, dass auf der
zweiten Folienlage 45 noch eine glatte dritte Folienlage 47 befestigt
ist. Dort wo die dritte Folienlage 47 einen Abstand zu
der zweiten Folienlage 45 aufweist, sind weitere Luftpolster 48 ausgebildet.
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7 zeigt
die Folie 22 nach einem Einbau der Leuchte 14 oder
des Scheinwerfers in die Einbauöffnung 12 der
Fahrzeugkarosserie 10 im Detail. Die Karosserie 10 weist – wie
unter Bezugnahme auf 1 oben bereits erläutert – Abstandshalter
oder Auflagen 23 auf, an denen das Gehäuse 18 anliegt. Dabei
ist die Folie 22 vorzugsweise zwischen den Auflagen 23 der
Karosserie 10 und dem Gerippe des Gehäuses 18 angeordnet.
Wenn sie als Noppenfolie ausgebildet ist, kann die Folie 22 Schwingungen
und Vibrationen der Karosserie 10 dämpfen, so
dass sie nicht auf die Beleuchtungseinrichtung übertragen werden.
Die Folge ist eine deutlich ruhigere Lichtverteilung vor dem Fahrzeug
(keine Vibrationen des Lichtkegels, was insbesondere im Bereich
einer Helldunkelgrenze äußerst störend
ist) sowie eine Schonung und damit eine Verlängerung der
Lebensdauer der Beleuchtungseinrichtung.
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8 zeigt
ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gehäuses 18 einer
Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug. Das Verfahren
beginnt bei einem Verfahrensschritt START. In einem nachfolgenden
Schritt 100 wird ein Gehäuse 18 mit dem
waben- oder gitterartigen Gerippe mittels eines Spritzgussverfahrens
erstellt, wobei ein eigens dafür erstelltes Formwerkzeug
die Form und die Abmessungen des Gehäuses 18 bestimmt.
Die Herstellung des Gehäuses 18 umfasst auch das
Bespannen des Gerippes mit der Folie 22 im Anschluss an
die Herstellung des Gerippes bzw. alternativ das Einbringen der
Folie 22 in die Bereiche 28 zwischen den Rippen 24 im
gleichen Herstellungsprozess. Durch eine eher schwächere
Dimensionierung der Stabilisierungsrippen 24 wird das Gehäuse 18 in
seiner Gesamtstabilität zunächst bewusst zu schwach
bzw. zu weich ausgelegt. In einem nachfolgenden Schritt 110 wird dann
anhand von Crashtests mit einer Beleuchtungseinrichtung mit dem
in Schritt 100 hergestellten Gehäuse 18 ein
Last- bzw. Unfallverhalten des Gehäuses 18, insbesondere
des Gerippes mit den Stabilisierungsrippen 24, ermittelt.
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Das
Ergebnis des Crashtests wird in einem Schritt 120 ausgewertet
(„Crashverhalten in Ordnung?”). Zeigt das Ergebnis
des Crashtests,, dass die Stabilisierungsrippen 24 zumindest
teilweise geändert werden müssen („n”),
wird anschließend das Formwerkzeug entsprechend geändert,
damit bei der nachfolgenden Herstellung von weiteren Gehäusen 18 mit
diesem Formwerkzeug die Gehäuse 18 das gewünschte
Energieabsorptionsverhalten im Falle eines Crashs aufweisen. Aufgrund
der eher schwachen Auslegung des Gehäuses 18 im
Schritt 100 müssen nun in einem Schritt 130 Stabilisierungsrippen 24 verstärkt
werden. Dies kann auf besonders einfache Weise durch Abtragen von
Material am Formwerkzeug realisiert werden.
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Anschließend
wird in einem Schritt 140 mit dem geänderten Formwerkzeug
ein weiteres Gehäuse 18 hergestellt. Das neu gefertigte
Gehäuse 18 wird wiederum einem Crashtest (Schritt 110)
unterzogen. Führt die anschließende Auswertung
des Crashtests in Schritt 120 nun zu dem Ergebnis, dass alle
Anforderungen zur gewünschten, endgültigen Auslegung
des Gehäuses 18 erreicht sind („j”),
kann das so modifizierte Formwerkzeug für die endgültige Serienfertigung
(Schritt 150) des Gehäuses 18 eingesetzt
werden. Die Fertigung des Gehäuses 18 im Schritt 150 umfasst
auch das Bespannen des Gerippes mit der Folie 22.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005057831
A1 [0007]
- - DE 102008056524 [0008]