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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug aufweisend zumindest einen Scheinwerfer.
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Scheinwerfer für Fahrzeuge sind bekannt und weisen häufig ein Gehäuse und ein relativ zum Gehäuse verstellbares Lichtmodul mit einem Tragrahmen auf. Die Verstellbarkeit eines solchen Lichtmoduls, insbesondere des Tragrahmens relativ zum Gehäuse, ermöglicht es, dass der erzeugte Lichtstrahl bzw. der erzeugte Lichtkegel hinsichtlich seiner Ausrichtung relativ zum Gehäuse variiert werden kann. Dies kann z.B. verwendet werden, um zum Beispiel ein adaptives Fernlicht zur Verfügung zu stellen, so dass in Abhängigkeit von z.B. durch Sensoren zur Verfügung gestellten Daten, eine Anpassung der Leuchtweite durchgeführt werden kann. Dabei geht es insbesondere um eine dreidimensionale Verstellung, sowohl hinsichtlich einer Rotation, als auch hinsichtlich eines Verkippens des Tragrahmens bzw. des Lichtmoduls. Ein derartiger Scheinwerfer ist z.B. aus der
DE 103 08 988 A1 bekannt.
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Problematisch bei bekannten Scheinwerfern ist es, dass die Lagerung der Lichtmodule ein Schwingungsproblem mit sich bringt. So ist es bereits bekannt, dass eine Vorspannung des Tragrahmens dadurch erzielt wird, dass er federnd aufgehängt wird. Die federnde Aufhängung des Tragrahmens ermöglicht es, dass bei bekannten Scheinwerfern ein einfaches Verstellen relativ zum Gehäuse möglich wird. Jedoch führt die federnde Aufhängung zu dem Nachteil, dass eine Resonanzschwingung auf den Tragrahmen wirken kann. Insbesondere besteht damit die Gefahr, dass der Tragrahmen in Schwingung, insbesondere Resonanzschwingung gerät. Diese führt unter Anderem zu einem so genannten Lichtzittern. Das bedeutet, dass wenn der Scheinwerfer eingeschaltet ist, und der Tragrahmen in eine solche Resonanzschwingung, gerät, der erzeugte Lichtkegel auf der Fahrbahn bzw. in der Umgebung einen zitterenden Rand erhält. Eine definierte Hell-Dunkel-Grenze wird auf diese Weise unmöglich.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung die voranstehend beschriebenen Nachteile bekannter Scheinwerfer zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Scheinwerfer sowie ein Fahrzeug aufweisend zumindest einen Scheinwerfer zur Verfügung zu stellen, welche in der Lage sind in kostengünstiger und einfacher Weise eine Resonanzschwingung des Tragrahmens zu reduzieren bzw. zu minimieren.
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Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch einen Scheinwerfer mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Ein erfindungsgemäßer Scheinwerfer für ein Fahrzeug weist ein Gehäuse oder ein relativ zum Gehäuse verstellbares Lichtmodul mit einem Tragrahmen auf. Ein erfindungsgemäßer Scheinwerfer zeichnet sich dadurch aus, dass am Gehäuse eine Klemmvorrichtung angeordnet ist, welche mit dem Tragrahmen abschnittsweise in reibschlüssigen Kontakt steht. Dabei erstreckt sich zwischen der Klemmvorrichtung und dem Tragrahmen eine Federvorrichtung, welche die Klemmvorrichtung zumindest abschnittsweise mit einer Kraft gegen den Tragrahmen beaufschlagt. Mit anderen Worten wird im Gegensatz zu bekannten Scheinwerfern hier eine Schwingung des Tragrahmens dahingehend unterbunden, dass dieser nicht federnd im Gehäuse aufgehängt ist, sondern vielmehr über eine Klemmvorrichtung eine Federvorspannung gegen den Tragrahmen wirkt. Dabei kann trotz dieser Federvorspannung und trotz des reibschlüssigen Kontaktes eine Relativbewegung zwischen dem Tragrahmen und dem Gehäuse stattfinden. Jedoch wird eine federnde Aufhängung vermieden, so dass ein Schwingen, insbesondere ein Resonanzschwingen, des Tragrahmens reduziert wird. Die Aufbringung der gewünschten Federkraft ist dabei in besonders einfacher Weise z.B. durch eine Spiralfeder oder eine Torsionsfeder vorgegeben.
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Es kann also gesagt werden, dass die Klemmvorrichtung den Tragrahmen zwischen sich selbst und dem Gehäuse einklemmt. Dabei ist insbesondere der Bereich des reibschlüssigen Kontaktes zwischen dem Tragrahmen und der Klemmvorrichtung an diesen reibschlüssigen Kontakt angepasst. So sind z.B. Positionierhilfen vorgesehen, die verhindern, dass die Klemmvorrichtung an dem reibschlüssigen Kontakt abrutscht und somit in ungewollter Weise den Tragrahmen freigeben würde. Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Scheinwerfers kann die Feder eine Kraft aufbringen die über die Klemmvorrichtung dämpfend auf eine mögliche einsetzende Schwingung des Tragrahmens einwirkt. So kann auch eine möglicherweise trotzdem auftretende Schwingung gedämpft werden. Diese erhöht die Sicherheit hinsichtlich des Problems des Lichtzitterns für einen erfindungsgemäßen Scheinwerfer weiter.
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Die Klemmvorrichtung eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers kann ein- oder mehrteilig sein. Insbesondere ist eine integrale bzw. monolithische oder einstückige Ausführungsform der Klemmvorrichtung denkbar. Dies ist insbesondere bei einer Ausführung aus Metall oder Kunststoff von Vorteil, da die Fertigungstiefe bzw. der Fertigungsaufwand für die Klemmvorrichtung auf diese Weise reduziert wird. Die Klemmvorrichtung ist darüber hinaus hinsichtlich ihrer materialtechnischen Ausprägung dahingehend ausbildbar, dass die Klemmvorrichtung biegbar bzw. elastisch verformbar ist. Eine gebogene Klemmvorrichtung kann somit ebenfalls teilweise die Kraft zur Verfügung stellen, mit welcher die Klemmvorrichtung gegen den Tragrahmen beaufschlagt wird. Selbstverständlich ist je nach tatsächlicher Ausführungsform auch eine Kraftrichtung für die elastische Verformung der Klemmvorrichtung möglich, die einer solchen Reibungskraft entgegenwirkt. Damit wird es möglich im Zusammenspiel mit der Klemmvorrichtung und der Federvorrichtung explizit und in vordefinierter Weise die gewünschte Kraft für den reibschlüssigen Kontakt zwischen Klemmvorrichtung und Tragrahmen einzustellen. Eine explizite Einstellung des Verhältnisses ist damit möglich, so dass in optimaler Weise die gewünschte Dämpfung über die Klemmvorrichtung bzw. das Halten des Tragrahmens zur Verfügung gestellt wird, während gleichzeitig die notwendige Bewegungsfreiheit für die Relativbewegung des Tragrahmens zum Gehäuse ermöglicht wird.
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Die Klemmvorrichtung ist vorzugsweise derart angeordnet, dass die Reibungskraft auch bei der gewünschten Verstellung des Tragrahmens relativ zum Gehäuse konstant oder im Wesentlichen konstant bleibt. Auf diese Weise kann auch von einer konstanten bzw. im Wesentlichen konstanten Dämpfungskraft durch die Federvorrichtung gesprochen werden. Dies beruht auf der Tatsache, dass die Klemmvorrichtung vorzugsweise derart angeordnet ist, dass die entsprechend freigegebene Relativbewegung des Tragrahmens zum Gehäuse nur geringe Modifikationen bzw. Verbiegungen der Klemmvorrichtung hervorruft. Damit kann die gesamte Dämpfungscharakteristik konstant bzw. im Wesentlichen konstant gehalten werden über den gesamten Bewegungsfreiraum des Tragrahmens relativ zum Gehäuse.
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Ein Fahrzeug, in welchem ein erfindungsgemäßer Scheinwerder eingesetzt werden kann ist insbesondere ein Kraftfahrzeug, also z.B. ein Auto. Ein Lichtmodul, insbesondere ein verstellbares Lichtmodul, dient zur Erzeugung eines Lichtkegels bzw. einer Lichtfunktion für das Fahrzeug. Das Lichtmodul beinhaltet dabei vorzugsweise zumindest ein Leuchtmittel und besonderes bevorzugt auch eine Optik für die Beeinflussung des Lichtkegels. Die Optik weist z.B. Linsen, Spiegel oder Blenden auf.
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Es kann von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Scheinwerfer der Tragrahmen in Richtung der Reibungskraft zwischen dem Tragrahmen und der Klemmvorrichtung relativ zum Gehäuse festgelegt ist. Dies kann konstruktiv z.B. durch eine Zapfenlagerung an den beiden Seiten des Tragrahmens entlang einer oder mehrerer Achsen durchgeführt werden. Damit verbleiben eine Rotationsfreiheit und eine Verschiebungsfreiheit für den Tragrahmen, wobei die Zapfen z.B. in einer Schiene geführt sein können. Jedoch ist die Korrelation zwischen Zapfen und einer solchen Schiene vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine Bewegung des Tragrahmens in Richtung der Reibungskraft oder im Wesentlichen in Richtung der Reibungskraft vermieden wird. Damit wird sichergestellt, dass ein Ausweichen des Tragrahmens von der beaufschlagten Kraft für den Reibschluss zwischen Klemmvorrichtung und Tragrahmen reduziert bzw. vermieden wird. Unter der Reibungskraft ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere die Normalkraft auf die Reibungspartnerflächen zwischen der Klemmvorrichtung und den Tragrahmen zu verstehen.
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Es kann ebenfalls vorteilhaft sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Scheinwerfer die Klemmvorrichtung in Form einer mechanisch festen Einspannung mit dem Gehäuse verbunden ist. Die mechanisch feste Einspannung ist also eine Einspannung, die im Verständnis der technischen Mechanik sowohl Biegemomente, als auch Kräfte übertragen kann. Sie unterscheidet sich insbesondere von niedriger wertigen mechanischen Lagerungen. Durch eine solche mechanisch feste Einspannung ist es möglich, dass die Klemmvorrichtung bei der relativen Verstellung des Tragrahmens zum Gehäuse einen Biegemoment aufnimmt und auf diese Weise selbst verbogen wird. Bei einer solchen Ausführungsform ist die Klemmvorrichtung zumindest teilweise vorzugsweise aus einem elastischen Material hergestellt, so dass die Verbiegung rückwirkend durch die elastischen Kräfte wieder zurückgestellt werden kann. Die Klemmvorrichtung ist dabei z.B. aus Metall und vorzugsweise mit dem Gehäuse verschraubt, vernietet oder verklebt. Auch andere, z.B. formschlüssige feste Einspannungen sind selbstverständlich im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar.
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Es kann auch vorteilhaft sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Scheinwerfer die Klemmvorrichtung in Form eines mechanischen Festlagers mit Drehgelenk mit dem Gehäuse verbunden ist. Mit anderen Worten handelt es sich hier um eine Lagerung mit geringerer Wertigkeit. Bei einer solchen Ausführungsform kann kein Biegemoment von der Klemmvorrichtung auf das Gehäuse übertragen werden. Die Klemmvorrichtung muss also hier auch vorzugsweise nicht für ein Verbiegen bzw. eine elastische Verformung ausgelegt sein. So kann auf diese Weise auch eine kostengünstigere Ausführung der Klemmvorrichtung, z.B. aus Kunststoff, eingesetzt werden.
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Ebenfalls vorteilhaft kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Scheinwerfer die Klemmvorrichtung eine Verzahnung aufweist, welche als Teil der Lagerung der Klemmvorrichtung an dem Gehäuse wirkt. Die Verzahnung ist dabei insbesondere mit einer Gegenverzahnung im Eingriff, so dass auf diese Weise eine Verbindung bzw. eine Festlegung der Klemmvorrichtung am Gehäuse ausgebildet werden kann. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn eine mechanisch feste Einspannung für die Klemmvorrichtung erzielt werden soll. Dabei kann sich die Verzahnung z.B. und insbesondere in Richtung der Reibungskraft, also vorzugsweise auch in Richtung der Schwerkraft bei der Anordnung des Scheinwerfers in einem Fahrzeug, richten.
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Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Scheinwerfer die Klemmvorrichtung zumindest abschnittsweise aus einem elastischen Material hergestellt ist. Ein elastisches Material ist ein Material mit elastischen Rückstelleigenschaften, die auch als Federeigenschaften bezeichnet werden können. Solche Materialien sind z.B. Metalle wie Blech, Aluminium oder unterschiedliche Stahllegierungen. Auch Kunststoffe mit elastischen Eigenschaften können hier eingesetzt werden. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass bei der Auslegung der Klemmvorrichtung sowie der Auswahl des Materials die zu erwartende Verbiegung der Klemmvorrichtung zu berücksichtigen ist. Diese resultiert aus der geometrischen Anordnung des Tragrahmens und dessen Relativbewegung zum Gehäuse. Die Auswahl des Materials ist dabei vorzugsweise so zu wählen, dass die Klemmvorrichtung eine Verbiegung maximal in einer Größe erfährt, die unterhalb der elastischen Streckgrenze des Materials liegt.
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Auch kann es vorteilhaft sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Scheinwerfer die Federvorrichtung eine Montageöse aufweist, welche die Montage der Federvorrichtung an einem Tragrahmen und/oder einer Klemmvorrichtung erleichtert. Eine solche Montageöse kann z.B. zum Aufspannen der Federvorrichtung dienen. So kann die Federvorrichtung an einem der beiden Elemente, also z.B. am Tragrahmen oder der Klemmvorrichtung eingehängt werden und mittels der Montageöse ein Aufweiten in einfacher und kostengünstiger Weise derart erfolgen, dass leicht und schnell das Einhängen der gegenüberliegenden Komponente für die Federvorrichtung möglich wird. Die Montageöse ist dabei vorzugsweise an ein entsprechendes Aufweitungswerkzeug, wie z.B. eine Zangenvorrichtung, für die Federvorrichtung angepasst.
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Auch vorteilhaft ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Scheinwerfer die Klemmvorrichtung sich im Wesentlichen länglich entlang einer Hauptachse des Scheinwerfers erstreckt. Dieser längliche Bereich kann auch als Trägerabschnitt der Klemmvorrichtung bezeichnet werden. Die Hauptachse des Scheinwerfers ist darüber insbesondere in die Richtung der Hauptfahrtrichtung des Fahrzeuges gerichtet. Alternativ kann die Hauptachse des Scheinwerfers auch als die Hauptachse des ausgesendeten Lichtes des Lichtmoduls verstanden werden. Diese Anordnung ermöglicht es, dass die gewünschte Verstellung durch die erfindungsgemäß ausgebildete Klemmvorrichtung kaum oder nur in geringem Maße beeinträchtigt werden.
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Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Scheinwerfer die Klemmvorrichtung zumindest eine versteifende Rippe aufweist, welche eine Verbiegung der Klemmvorrichtung zumindest in einer Richtung erschwert. Die Richtung der Versteifung kann z.B. gegen ein seitliches Ausbrechen der Klemmvorrichtung dienen, so dass eine Reduktion des Verbiegens, sofern solches gewünscht ist, auf eine Richtung erzielt wird, welche die gewünschte Verbiegungsrichtung darstellt. Auch ist eine Versteifung gegen zu leichtes Verbiegen durch die Federvorrichtung denkbar. So kann durch das Vorsehen einer solchen Versteifungsrippe ein leichteres Material hinsichtlich der Steifigkeit bzw. eine geringere Materialstärke eingesetzt werden. Auch eine Versteifung für eine gewünschte Rückstellung nach einer Rückbewegung nach einer Rückbewegung des Tragrahmens gegen die Federkraft der Federvorrichtung kann durch eine solche Versteifung definiert eingestellt werden.
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Auch Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug aufweisend zumindest einen erfindungsgemäßen Scheinwerfer. Hier sind insbesondere Frontscheinwerfer zu beachten, da insbesondere solche Frontscheinwerfer von Fahrzeugen unterschiedlichste Einstellmöglichkeiten hinsichtlich des Lichtkegels erfordern. Da ein erfindungsgemäßes Fahrzeug zumindest einen erfindungsgemäßen Scheinwerfer aufweist, bringt auch ein solches Fahrzeug die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf einen erfindungsgemäßen Scheinwerfer erläutert worden sind.
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Die Erfindung wird näher erläutert anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren. Die dabei verwendeten Begrifflichkeiten „links“, „rechts“, „oben“ und „unten“ beziehen sich auf eine Ausrichtung der Zeichnungsfiguren mit normal lesbaren Bezugszeichen. Es zeigen schematisch:
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1 eine Ausführungsform eines Tragrahmens mit einer Klemmvorrichtung und einer Federvorrichtung,
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2 die Ausführungsform der 1 in einer Teilansicht zusammen mit einem Gehäuse, und
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3 die Ausführungsform der 2 in einer anderen Ansicht. Die 1 bis 3 zeigen eine Ausführungsmöglichkeit für einen erfindungsgemäßen Scheinwerfer 10. In den 2 und 3 ist ein Gehäuse 20 zu erkennen, relativ gegenüber welchem sich ein Lichtmodul 30 bewegen kann. Für diese Beweglichkeit ist das Lichtmodul 30 mit einem Tragrahmen 32 ausgestattet, welcher in entsprechend beweglicher Weise im Gehäuse 20 aufgenommen ist. Dabei ist für die Lagerung des Tragrahmens 32 im Gehäuse 20 folgende Ausführung vorgesehen.
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In 1 sind zwei Lagerzapfen 34 schematisch zu erkennen. Diese greifen in Lagerschienen des Gehäuses 20 ein, welche ebenfalls schematisch in der 1 dargestellt sind. Auf diese Weise ist es dem Tragrahmen 32 möglich, sich entlang dieser Schienen, geführt durch die Lagerzapfen 34, zu bewegen. Auch eine Rotation des Tragrahmens 32 um die Lagerzapfen 34 relativ zum Gehäuse 20 ist möglich.
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Jedoch hält diese Lagerung den Tragrahmen 32 fest in einer Richtung, die in der 1 von unten nach oben und umgekehrt gerichtet ist. Damit kann von einer Festlegung des gesamten Tragrahmens 32 und damit des Lichtmoduls 30 in dieser Richtung gesprochen werden.
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Der erfindungsgemäße Scheinwerfer 10 dieser Ausführungsform ist darüber hinaus mit einer Klemmvorrichtung 40 und einer Federvorrichtung 50 versehen. Die Klemmvorrichtung 40 ist am Gehäuse 20 festgelegt. Die Festlegung bei dieser Ausführungsform ist mit Hilfe einer Verzahnung 42 durchgeführt. Ein Befestigungsabschnitt 48 der Klemmvorrichtung 40 greift dabei in einen Teilabschnitt des Gehäuses 20 ein, wie dies z.B. in 3 zu erkennen ist. Damit erfolgt eine mechanisch feste Einspannung der Klemmvorrichtung 40 am Gehäuse 20.
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Die Federvorrichtung 50 ist bei dieser Ausführungsform insbesondere als Spiralfeder ausgebildet. Diese weist an ihren beiden Enden Befestigungselemente 54, die hakenförmig gebogen sind, auf. Beide Befestigungselemente 54 greifen in einen Haken 36 bzw. eine Aufhängung 46 ein, wobei die Aufhängung 46 Teil der Klemmvorrichtung 40 und der Haken 36 Teil des Tragrahmens 32 ist. Damit erstreckt sich die Federvorrichtung 50 zwischen diesen beiden Komponenten nämlich dem Tragrahmen 32 und der Klemmvorrichtung 40. Wie aus der 1 gut zu erkennen ist, wird auf diese Weise die Klemmvorrichtung 40 mit einer Kraft beaufschlagt, die insbesondere einen Trägerabschnitt 49 gegen den Tragrahmen 32 mit einer Kraft beaufschlagt. Mit anderen Worten zieht die Federvorrichtung 50 den Trägerabschnitt 49 der Klemmvorrichtung 40 nach unten und klemmt auf diese Weise den Tragrahmen 32 zwischen der Klemmvorrichtung 40 und dem Lagerzapfen 34 ein. Selbstverständlich kann der Tragrahmen 32 sich trotzdem noch entlang dem Trägerabschnitt 49 bewegen und damit relativ zum Gehäuse rotieren. Damit sich der Trägerabschnitt 49 der Klemmvorrichtung 40 nicht von der gewünschten reibschlüssigen Verbindungsposition mit dem Tragrahmen 32 entfernt, ist eine Stütze 38 am Tragrahmen 32 vorgesehen. Diese verhindert sozusagen ein Abrutschen des Trägerabschnitts 49.
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Die Federvorrichtung 50 dieser Ausführungsform weist zusätzlich eine Montageöse 52 auf, die zum erleichterten Montieren der Federvorrichtung dient. Nach dem Einhängen des Befestigungselementes 54 am Haken 36 des Trägerrahmens 32 kann die Federvorrichtung 50 aufgespannt und besonders einfach mit der Aufhängung 46 der Klemmvorrichtung 40 verbunden werden. Dies bezeichnet eine besonders einfache Möglichkeit der Montage der Federvorrichtung 50 bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des Scheinwerfers 10.
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung nur im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne beschriebene Merkmale, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Scheinwerfer
- 20
- Gehäuse
- 30
- Lichtmodul
- 32
- Tragrahmen
- 34
- Lagerzapfen
- 36
- Haken
- 38
- Stütze
- 40
- Klemmvorrichtung
- 42
- Verzahnung
- 44
- Versteifende Rippe
- 46
- Aufhängung
- 48
- Befestigungsabschnitt
- 49
- Trägerabschnitt
- 50
- Federvorrichtung
- 52
- Montageöse
- 54
- Befestigungselement
- A
- Hauptachse des Scheinwerfers
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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