DE102009049237A1

DE102009049237A1 - Vorrichtung zur Befestigung eines Tragrahmens

Info

Publication number: DE102009049237A1
Application number: DE102009049237A
Authority: DE
Inventors: Thomas Niedenzu
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2009-10-15
Filing date: 2009-10-15
Publication date: 2011-05-05
Anticipated expiration: 2029-10-16
Also published as: WO2011045366A1; EP2488389A1; DE102009049237B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Tragrahmens in einem Gehäuse eines Scheinwerfers für Fahrzeuge, wobei mindestens eine Lichteinheit zur Erzeugung mindestens einer Lichtverteilung an dem Tragrahmen gehalten ist und um mindestens eine Drehachse schwenkbar in Bezug auf den Tragrahmen und/oder auf das Gehäuse angeordnet ist, enthaltend eine Anzahl von Verbindungseinrichtungen zur schwenkbaren Lagerung des Tragrahmens in Bezug auf das Gehäuse an einem Lagerpunkt um eine vorgegebene Drehachse, wobei die Verbindungseinrichtung ein Gelenk umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung eine als das Gelenk ausgebildete erste Verbindungseinheit und eine als ein Drehgelenk ausgebildete zweite Verbindungseinheit aufweist zur drehbaren Lagerung des Tragrahmens um die vorgegebene Drehachse, wobei die erste Verbindungseinheit und die zweite Verbindungseinheit derart angeordnet sind, dass von der ersten Verbindungseinheit Kräfte in eine erste und in eine senkrecht zu der ersten verlaufende zweite Richtung und von der zweiten Verbindungseinheit Kräfte in eine zu der ersten und zweiten Richtung senkrechten dritten Richtung aufgenommen werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Tragrahmens in einem Gehäuse eines Scheinwerfers für Fahrzeuge, wobei mindestens eine Lichteinheit zur Erzeugung mindestens einer Lichtverteilung an dem Tragrahmen gehalten ist und um mindestens eine Drehachse schwenkbar in Bezug auf den Tragrahmen und/oder auf das Gehäuse angeordnet ist, enthaltend eine Anzahl von Verbindungseinrichtungen zur schwenkbaren Lagerung des Tragrahmens in Bezug auf das Gehäuse an einem Lagerpunkt um eine vorgegebene Drehachse, wobei die Verbindungseinrichtung ein Gelenk umfasst.
Aus der DE 101 31 098 A1 ist ein Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einer Lichteinheit bekannt. Die Lichteinheit ist um eine vertikale und um eine horizontale Drehachse schwenkbar an einem Tragrahmen gelagert, der sich über insgesamt drei Gelenke an einem Gehäuse des Scheinwerfers abstützt. Die drei Gelenke sind als Kugelzapfengelenke mit einem Kugelzapfen und einem Gelenkstück zur Aufnahme des Kugelzapfens ausgebildet, wobei ein erstes und ein zweites Gelenk der vertikalen Drehachse und das zweite und ein drittes Gelenk der horizontalen Drehachse zugeordnet sind. Die Verschwenkung der Lichteinheit um die horizontale und die vertikale Drehachse kann unabhängig voneinander vorgenommen werden. Beispielsweise wird die Lichteinheit manuell zur Justage der Lichteinheit bei der Montage des Scheinwerfers bzw. aktuatorisch zur Realisierung eines Leuchtweitenregelung, einer Kurvenlichtfunktion oder vergleichbarer dynamischer Lichtverteilungen verschwenkt. Grundsätzlich hat sich der vorstehende Aufbau der Befestigungsvorrichtung in der Praxis bewährt. Jedoch führt die zunehmende Komplexität der Lichteinheiten und die Verwendung neuartiger Lichtquellen zur einer Gewichtszunahme der in Bezug auf das Gehäuse beweglich gelagerten Komponenten, mit der Folge, dass die Kugelzapfengelenke insbesondere bei einer starken schwingungstechnischen Beanspruchung derselben die Kräfte nur unzureichend abstützen können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Befestigungsvorrichtung für den Tragrahmen derart weiterzubilden, dass eine sichere und positionsgenaue Lagerung der Lichteinheit in Bezug auf das Scheinwerfergehäuse auch bei starker Belastung der Lager gewährleistet ist.
Zur Lösung der Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung ein als das Gelenke ausgebildete erste Verbindungseinheit und eine als ein Drehgelenk ausgebildete zweite Verbindungseinheit aufweist zur drehbaren Lagerung des Tragrahmens um die vorgegebene Drehachse, wobei die erste Verbindungseinheit und die zweite Verbindungseinheit derart angeordnet sind, dass von der ersten Verbindungseinheit Kräfte in eine erste Richtung und in eine senkrecht zu der ersten Richtung verlaufende zweite Richtung und von der zweiten Verbindungseinheit Kräfte in eine zu der ersten und zweiten Richtung senkrechten dritten Richtung aufgenommen werden.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch das Vorsehen eines Drehgelenks um eine Drehachse Kräfte, die senkrecht zur Drehachse in eine Koordinatenrichtung orientiert sind, in dem Drehgelenk abgestützt werden. Eine als ein Gelenk ausgebildete erste Verbindungseinheit stützt dann lediglich die in den zwei verbleibenden Koordinatenrichtungen wirkenden Kräfte ab. Hierdurch ergibt sich eine Entlastung aller Verbindungseinheiten. Zudem bleibt die Verschwenkbarkeit einer Lichteinheit gewahrt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Verbindungseinheiten derart angeordnet, dass die Gewichtskraft des Tragrahmens und der von ihm gehaltenen Lichteinheit mittels der zweiten Verbindungseinheit abgestützt wird. Vorteilhaft werden die ersten Verbindungseinheiten durch das Abstützen der Gewichtskraft in der zweiten Verbindungseinheit (Drehgelenk) entlastet. Das Drehgelenk übernimmt insofern eine Trag- bzw. Stützfunktion. Die statische wirkende Gewichtskraft wird allein bzw. zum überwiegenden Teil von dem Drehgelenk getragen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist zur Bildung des Drehgelenks ein koaxial zu der Drehachse erstreckt orientierter Zapfen mit einer zylindrischen Mantelfläche in einer zylindrischen und in einer Zusammenbauposition des Drehlagers koaxial zu dem Zapfen orientierten Bohrung geführt. Vorteilhaft ist das Drehgelenk hierdurch in besonders einfacher und kostengünstiger Weise aufgebaut. Die Lagerung in dem Gehäuse des Scheinwerfers erfolgt nahezu spielfrei, so dass sich eine exakte und feinfühlige Justage der Lichteinheit realisieren lässt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Bohrung in einem Kulissenelement angeordnet. Das Kulissenelement ist in einer Montageposition des Tragrahmens an dem Gehäuse in einer Ausnehmung des Gehäuses verpresst angeordnet. Vorteilhaft vereinfacht sich hierdurch die Montage des Tragrahmens an dem Gehäuse, da der zylindrische Zapfen zunächst in die Bohrung des Kulissenelements eingeführt wird. Das Kulissenelement wird anschließend in eine Ausnehmung des Gehäuses eingesetzt und verpresst. Auf diese Weise werden die Lagerkräfte über das Kulissenelement in dem Gehäuse abgestützt. Die Flächenpressung ist hierbei aufgrund der vergleichsweise großen Wirkfläche gering.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind zwei Drehelemente derart angeordnet, dass der Tragrahmen um eine gemeinsame Drehachse drehbar in Bezug auf das Gehäuse gehalten ist. Vorteilhaft wird durch das Vorsehen von zwei zweiten Verbindungselementen (Drehgelenken) eine symmetrische Abstützung des Tragrahmens in dem Gehäuse möglich. Die von dem Drehlager abgestützten Kräfte können symmetrisch in dem Gehäuse abgestützt werden. Die Abstützung eines Drehmoments über ein erstes Verbindungselement ist nicht erforderlich, so dass sich eine weitere Entlastung der ersten Verbindungselemente ergibt.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen mittels Verbindungseinheiten in einem Gehäuse eines Scheinwerfers gehaltenen Tragrahmen,
2 eine Prinzipdarstellung eines Montageprozesses des Tragrahmens in dem Gehäuse,
3 eine Seitenansicht eines Kulissenelements zur Aufnahme des Tragrahmens in dem Gehäuse,
4 eine Schnittdarstellung des Kulissenelements gemäß Schnitt A-A in 3 und
5 eine Explosionsdarstellung des Tragrahmens mit einer ersten und einer zweiten Verbindungseinheit.
Eine Vorrichtung 1 zur Befestigung eines Tragrahmens 2 in einem Gehäuse 3 eines Fahrzeugscheinwerfers gemäß 1 weist eine Anzahl von Verbindungseinrichtungen 17 zur Bildung jeweils eines Lagerpunkts 18 auf. Eine Verbindungseinrichtung 17 wird durch eine Anzahl von Verbindungseinheiten 4, 5 gebildet. Über die Verbindungseinheiten 4, 5 ist eine an dem Tragrahmen 2 gehaltene Lichteinheit zur Erzeugung mindestens einer Lichtverteilung schwenkbar in Bezug auf das Gehäuse 3 des Scheinwerfers gehalten. Eine schwenkbare Lagerung der Lichteinheit in Bezug auf das Gehäuse 3 ist vorgesehen, um zum einen eine manuelle Justage der Lichteinheit während der Montage des Scheinwerfers vornehmen zu können. Zum anderen werden durch das Vorsehen einer verschwenkbaren Lichteinheit dynamische Lichtverteilungen, beispielsweise ein Kurvenlicht, sowie eine Leuchtweitenregelung realisiert. Üblicherweise ist der Tragrahmen 2 an drei Lagerpunkten 18 über drei Verbindungseinrichtungen 17 in dem Gehäuse 3 abgestützt. Die Verbindungseinheiten 17 können sich hierbei hinsichtlich der Anzahl und der Art der Verbindungseinheiten 4, 5 unterscheiden.
Zur Realisierung einer horizontalen Verschwenkbarkeit der an dem Tragrahmen 2 gehaltenen Lichteinheit um eine vorgegebene Drehachse D bilden eine erste Verbindungseinheit 4 und eine benachbart zu der ersten Verbindungseinheit 4 angeordnete zweite Verbindungseinheit 5 eine gemeinsame Verbindungseinrichtung 17 in einem ersten Lagerpunkt 18. Die erste Verbindungseinheit 4 ist als ein Gelenk ausgebildet. Es weist gemäß 5 einen Kugelzapfen 6 und ein Gelenkstück 7 zur Aufnahme des Kugelzapfens 6 auf. Die zweite Verbindungseinheit 5 ist als ein Drehgelenk ausgebildet. Zur Bildung des Drehgelenks 5 ist in einer Zusammenbauposition desselben ein in Richtung der Drehachse D erstreckter und koaxial zu der Drehachse D orientierter Zapfen 8 mit einer zylindrischen Mantelfläche 9 in einer zylindrischen Bohrung 10 geführt. Die Bohrung 10 ist in einem Kulissenelement 11 angeordnet. Das Kulissenelement 11 ist in der Montageposition des Tragrahmens 2 in einer Ausnehmung 12 des Gehäuses 3 verpresst. Der Zapfen 8 ist einstückig mit dem Tragrahmen 2 verbunden. Zur Gewährleistung der Verschwenkbarkeit der Lichteinheit um die Drehachse D ist die erste Verbindungseinheit 4 in der Drehachse D angeordnet.
Die erste Verbindungseinheit 4 und die zweite Verbindungseinheit 5 sind derart angeordnet, dass die in Z-Richtung wirkende Gewichtskraft des Tragrahmens 2 und der an dem Tragrahmen 2 befestigten Lichteinheit in dem Drehgelenk 5 abgestützt wird. Senkrecht zu der Gewichtskraft, das heißt in X-Richtung und/oder in Y-Richtung wirkende Kräfte werden in der ersten Verbindungseinheit 4 abgestützt. Die erste Verbindungseinheit 4 ist demgemäß durch das Vorsehen des Drehgelenks 5 entlastet.
Zur Montage des Tragrahmens 2 in dem Gehäuse 3 wird gemäß 2 zunächst der Zapfen 8 der zweiten Verbindungseinheit 5 in die in dem Kulissenelement 11 vorgesehene Bohrung 10 eingeführt. Anschließend wird das Kulissenelement 11 in die Ausnehmung 12 des Gehäuses 3 eingesetzt und verpresst.
Das Kulissenelement 11 ist im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Es weist gemäß 3 einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Die Bohrung 10 ist als eine Durchgangsbohrung ausgeführt. Sie ist schräg zu einander gegenüberliegenden Seitenflächen 13 und zu einander gegenüberliegenden Stirnflächen 14 angeordnet. Die Bohrung erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu einer Oberseite 15 und einer Unterseite 16 des quaderförmigen Kulissenelements 11 in einer durch die X-Richtung und die Y-Richtung aufgespannten Schwenkebene S der Lichteinheit.
Der Tragrahmen 2 kann über mechanische und/oder elektrisch betätigbare, nicht dargestellte Verstellmittel in Bezug auf das Gehäuse 3 verschwenkt werden. Als mechanisch betätigbares Verstellmittel kommen beispielsweise Stellschrauben in Betracht, die zur Justage der Lichteinheit während der Montage des Scheinwerfers mittels eines Schraubendrehers eingestellt werden können. Als elektrisch betätigbare Verstellmittel kann ein Aktuator vorgesehen sein, der direkt bzw. über einen mechanischen Wandler die Lichteinheit verschwenkt. Die Lichteinheit kann hierbei zusätzlich zu der dargestellten Drehachse D um eine weitere, beispielsweise horizontale Schwenkachse drehbar gelagert sein. Ebenso ist es möglich, dass in dem Tragrahmen 2 mehr als eine Lichteinheit angeordnet ist. Die einzelnen Lichteinheiten können hierbei individuell, das heißt einzeln beispielsweise über den Tragrahmen 2 gemeinsam geschwenkt werden.
Der Tragrahmen 2 wird in einer Anzahl von Lagerpunkten 18 über eine Anzahl an Verbindungseinrichtungen 17 mit jeweils einer ersten Verbindungseinheit 4 und/oder einer zweiten Verbindungseinheit 5 schwenkbar in Bezug auf das Gehäuse 3 gelagert ist. Insbesondere können zwei zweite Verbindungseinheiten 5, welche jeweils als Drehgelenke ausgebildet sind, zur beidseitigen Abstützung des Tragrahmens 2 angeordnet sein. Die zwei Drehgelenke 5 können hierbei zur Gewährleistung der horizontalen Verschwenkbarkeit der Lichteinheit um die Drehachse D jeweils koaxial zu der Drehachse D angeordnet sein. In Richtung der Drehachse D können die zwei Drehgelenke 5 derart beabstandet zueinander angeordnet sein, dass die Gewichtskraft symmetrisch an zwei Seiten des Tragrahmens 2 an dem Gehäuse 3 abgestützt wird.
Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann der Zapfen 8 an dem Gehäuse 3 angeordnet sein und das Kulissenelement 11 in einer Ausnehmung 12 des Tragrahmens 2 gehalten werden. Ebenso ist es möglich, statt des zylindrischen Zapfens 8 und der Durchgangsbohrung 10 eine beliebige andere Drehgelenksgeometrie zu realisieren, über die sich einerseits die in Z-Richtung wirkende Gewichtskraft abstützt und die andererseits eine derart große Stützfläche ausbildet, dass die Flächenpressung in der Berührfläche hinreichend klein ist.
Gleiche Bauteile und Bauteilfunktionen sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Tragrahmen
3: Gehäuse
4: erste Verbindungseinheit
5: zweite Verbindungseinheit (Drehgelenk)
6: Kugelzapfen
7: Gelenkstück
8: Zapfen
9: Mantelfläche
10: Bohrung
11: Kulissenelement
12: Ausnehmung
13: Seitenflächen
14: Stirnseiten
15: Oberseite
16: Unterseite
17: Verbindungseinrichtung
18: Lagerpunkt
D: Drehachse
S: Schwenkebene
X: Koordinatenrichtung
Y: Koordinatenrichtung
Z: Koordinatenrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10131098 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung zur Befestigung eines Tragrahmens in einem Gehäuse eines Scheinwerfers für Fahrzeuge, wobei mindestens eine Lichteinheit zur Erzeugung mindestens einer Lichtverteilung an dem Tragrahmen gehalten ist und um mindestens eine Drehachse schwenkbar in Bezug auf den Tragrahmen und/oder auf das Gehäuse angeordnet ist, enthaltend eine Anzahl von Verbindungseinrichtungen zur schwenkbaren Lagerung des Tragrahmens in Bezug auf das Gehäuse an einem Lagerpunkt um eine vorgegebene Drehachse, wobei die Verbindungseinrichtung ein Gelenk umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (17) eine als das Gelenk ausgebildete erste Verbindungseinheit (4) und eine als ein Drehgelenk ausgebildete zweite Verbindungseinheit (5) aufweist zur drehbaren Lagerung des Tragrahmens (2) um die vorgegebene Drehachse (D), wobei die erste Verbindungseinheit (4) und die zweite Verbindungseinheit (5) derart angeordnet sind, dass von der ersten Verbindungseinheit (4) Kräfte in eine erste Richtung (X) und in eine senkrecht zu der ersten Richtung (X) verlaufende zweite Richtung (Y) und von der zweiten Verbindungseinheit (5) Kräfte in eine zu der ersten und zweiten Richtung (X, Y) senkrechten dritten Richtung (Z) aufgenommen werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinheiten (4, 5) derart angeordnet sind, dass eine Gewichtskraft des Tragrahmens (2) und der an dem Tragrahmen (2) gehalten Lichteinheit zumindest teilweise mittels der zweiten Verbindungseinheit (5) abgestützt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Drehgelenks (5) ein koaxial zu der vorgegebenen Drehachse (D) erstreckt orientierter Zapfen (8) mit einer zylindrischen Mantelfläche (9) in einer zylindrischen und in einer Zusammenbauposition des Drehgelenks (5) koaxial zu dem Zapfen (8) orientierten Bohrung (10) geführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (8) einstückig mit dem Tragrahmen (2) verbunden ist und/oder die Bohrung (10) in einer Montageposition des Tragrahmens (2) an dem Gehäuse (3) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Bohrung (10) in einem Kulissenelement (11) angeordnet ist, wobei das Kulissenelement (11) in der Montageposition des Tragrahmens (2) in einer Ausnehmung des Gehäuses (3) gepresst angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei zweite Verbindungseinheiten (5) derart angeordnet sind, dass der Tragrahmen (2) um eine gemeinsame Drehachse (D) schwenkbar in Bezug auf das Gehäuse (3) gehalten ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verbindungseinheit (4) einen Kugelzapfen (6) und ein Gelenkstück (7) zur Aufnahme des Kugelzapfens (6) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine erste Verbindungseinheit (4) in der vorgegebenen Drehachse (D) der wenigstens einen zweiten Verbindungseinheit (5) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragrahmen (2) über mechanische und/oder elektrisch betätigbare Verstellmittel schwenkbar ist in Bezug auf das Gehäuse (3).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine erste Verbindungseinheit (4) benachbart zu wenigstens einer zweiten Verbindungseinheit (5) angeordnet ist.