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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
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Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Scheinwerfermodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
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Ein Sensor- oder Platinenelement wird bei einem Scheinwerfermodul, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Realisierung von elektrischen und/oder messtechnischen Funktionen verwendet.
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Ein Sensor- oder Platinenelement wird beispielsweise dazu verwendet, die Schwenkposition eines Scheinwerfermoduls, bzw. eines beweglichen Teils davon, zu bestimmen, um beispielsweise dynamisches Kurvenlicht oder Leuchtweitenregelung zu realisieren.
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Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen zum Fügen, insbesondere Pressen, eines Sensor- oder eines Platinenelements in eine Aufnahmeeinrichtung eines Scheinwerfermoduls bekannt. Üblicherweise umfasst eine solche Vorrichtung eine Haltereinrichtung zum Positionieren und/oder Fixieren des Scheinwerfermoduls, in wenigstens einer Richtung orthogonal zu einer Fügerichtung, eine Fügeeinrichtung umfassend einen Fügestempel zum Fügen, insbesondere Pressen, des Sensor- oder des Platinenelements in die Aufnahmeeinrichtung des Scheinwerfermoduls, eine Gegenhalteeinrichtung zum Halten des Scheinwerfermoduls gegen die Fügerichtung. Zum Fügen, insbesondere Pressen werden der Fügestempel der Fügeeinrichtung und die Gegenhalteeinrichtung in bzw. entgegen der Fügerichtung relativ zueinander bewegt.
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Aufgrund von Fertigungsungenauigkeiten und Teileschwankungen von Bauteilen, insbesondere der Fügepartner Sensor- oder Platinenelement und Aufnahmeeinrichtung des Scheinwerfermoduls, kann es zu Toleranzproblemen beim Fügeprozess kommen. Insbesondere bei einem Fügeprozess mit hoher Kraftwirkung, insbesondere Pressen, können solche Toleranzprobleme erhebliche Auswirkungen haben.
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Wird ein Bauteil, insbesondere ein Fügepartner über eine Belastungsgrenze hinaus beansprucht kann dies mitunter zu Rissbildungen und Brüchen im Bauteil führen.
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Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der aus dem Stand der Technik beschriebenen Vorrichtung zu überwinden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Gegenhalteeinrichtung und die Fügeeinrichtung mittels einer, insbesondere kugelgelagerten, Linearführungseinrichtung gegenüber der Halteeinrichtung für das Scheinwerfermodul in Fügerichtung schwimmend gelagert sind.
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Eine Linearführungseinrichtung ist im Allgemeinen eine mit Wälzkörpern oder Gleitlagern versehene Geradführung. Vorteilhafterweise umfasst eine Linearführungseinrichtung eine Schiene, insbesondere Profilschiene, und einen auf der Schiene verfahrbaren Läufer. Vorteilhafterweise ist die Schiene der Linearführungseinrichtung, insbesondere über eine gemeinsame Grundplatte, mit der Halteinrichtung für das Scheinwerfermodul und der Läufer der Linearführungseinrichtung mit der Gegenhalteeinrichtung und die Fügeeinrichtung fest verbunden.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine Kraft zum Fügen, insbesondere Pressen, des Sensor- oder des Platinenelements in die Aufnahmeeinrichtung des Scheinwerfermoduls, vorteilhafterweise über die, insbesondere kugelgelagerte, Linearführungseinrichtung von der Fügeeinrichtung auf die Gegenhalteeinrichtung übertragen.
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Durch die schwimmende Lagerung wird ein Verwinden des Scheinwerfermoduls beim Fügen, insbesondere Pressen, vermieden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung gleicht somit Teileschwankungen aus und reduziert zusätzliche Momente, welche bei starren, insbesondere nicht schwimmend gelagerten, Fügevorrichtungen auf das Scheinwerfermodul wirken.
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Bei einer kugelgelagerten Linearführungseinrichtung wirkt vorteilhafterweise ein sehr geringes Reibmoment. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht somit vorteilhaft einen nahezu verzugsfreien Fügeprozess, bei dem die Fügepartner nicht über ihre Belastungsgrenze hinaus beansprucht werden.
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Es kann sich als vorteilhaft erweisen, dass Gegenhalteeinrichtung und die Fügeeinrichtung auf dem Läufer der Linearführungseinrichtung befestigt sind und so gegenüber der Halteeinrichtung der Vorrichtung schwimmend gelagert sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Gegenhalteeinrichtung und die Fügeeinrichtung über wenigstens ein gemeinsames Bauteil, insbesondere eine Platte, miteinander verbunden. Vorteilhafterweise sind die Gegenhalteeinrichtung und die Fügeeinrichtung mittels des gemeinsamen Bauteils über die Linearführungseinrichtung gegenüber der Halteeinrichtung für das Scheinwerfermodul schwimmend gelagert.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein Anschlagselement für die miteinander verbundene Gegenhalteeinrichtung und Fügeeinrichtung, insbesondere für das die Gegenhalteeinrichtung und Fügeeinrichtung miteinander verbindende Bauteil, insbesondere die Platte, zum Begrenzen einer Bewegung in und/oder entgegen der Fügerichtung vorgesehen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Fügeeinrichtung einen Motor, insbesondere einen Schrittmotor, und ein Spindelgetriebe umfasst, zum Bewegen des Fügestempels in und/oder entgegen der Fügerichtung. Über den Motor und das Spindelgetriebe können vorteilhafterweise die für den Fügeprozess, insbesondere Pressen, benötigte Kraft bereitgestellt werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Gegenhalteeinrichtung in eine Gegenhalteposition zustellbar und aus der Gegenhalteposition rückstellbar ist. Dies kann sich insbesondere beim Einlegen und Herausnehmen eines Scheinwerfermoduls aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Hinblick auf eine bessere Zugänglichkeit als vorteilhaft erweisen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Gegenhalteeinrichtung in die Gegenhalteposition und aus der Gegenhalteposition heraus schwenkbar ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Halteeinrichtung für das Scheinwerfermodul eine Spanneinrichtung umfasst, mittels derer ein schwenkbarer Rahmen eines schwenkbaren Scheinwerfermoduls gegenüber einem Halterahmen des schwenkbaren Scheinwerfermoduls in einer Ruheposition gehalten werden kann. Die Spanneinrichtung verhindert vorteilhaftweise ein Verschwenken des schwenkbaren Rahmens relativ zu einem Halterahmen des Scheinwerfermoduls während des Fügens, insbesondere des Pressens, des Platinenelements in die Aufnahmeeinrichtung.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Halteeinrichtung für das Scheinwerfermodul wenigstens eine Aufnahme für einen schwenkbaren Rahmen und/oder einen Halterahmen des Scheinwerfermoduls umfasst.
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Verfahren zum Fügen, insbesondere Pressen, eines Sensor- oder eines Platinenelements in eine Aufnahmeeinrichtung eines Scheinwerfermoduls, insbesondere schwenkbaren Scheinwerfermoduls, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Positionieren und/oder Fixieren des Scheinwerfermoduls mittels einer Haltereinrichtung in wenigstens einer Richtung orthogonal zu einer Fügerichtung; Halten des Scheinwerfermoduls entgegen der Fügerichtung mittels einer Gegenhalteeinrichtung; Bewegen der Gegenhalteeinrichtung und eines Fügestempels einer Fügeeinrichtung in oder entgegen der Fügerichtung relativ zueinander zum Fügen, insbesondere Pressen, des Sensor- oder des Platinenelements in die Aufnahmeeinrichtung des Scheinwerfermoduls, wobei die Gegenhalteeinrichtung und die Fügeeinrichtung mittels einer, insbesondere kugelgelagerten, Linearführungseinrichtung gegenüber der Halteeinrichtung für das Scheinwerfermodul in Fügerichtung schwimmend gelagert sind, so dass die Gegenhalteeinrichtung und die Fügeeinrichtung während des Bewegens der Gegenhalteeinrichtung und des Fügestempels der Fügeeinrichtung relativ zueinander in oder entgegen der Fügerichtung gegenüber der Halteeinrichtung bewegbar sind.
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Scheinwerfermodul, insbesondere schwenkbares Scheinwerfermodul, das wenigstens ein in eine Aufnahmeeinrichtung gefügtes, insbesondere gepresstes, Sensor- und/oder Platinenelement umfasst, wobei das Sensor- und/oder das Platinenelement mittels einer Vorrichtung gemäß beschriebenen Ausführungsformen und/oder einem Verfahren gemäß den beschriebenen Ausführungsformen in die Aufnahmeeinrichtung gefügt, insbesondere gepresst, ist.
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Weitere bevorzugte Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Beziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
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In der Zeichnung zeigen:
- 1 ein Scheinwerfermodul;
- 2 ein Sensor- oder Platinenelement und eine Aufnahmeeinrichtung;
- 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform in einer Ansicht von der Seite;
- 4 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform in einer weiteren Ansicht von der Seite;
- 5 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform in einer Ansicht von oben, und
- 6 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer Ansicht von der Seite.
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1 zeigt 1a zeigt ein Scheinwerfermodul 100. Das Scheinwerfermodul 100 ist beispielhaft als ein Projektionsmodul umfassend eine Projektionslinse 102 ausgebildet. Derartige Scheinwerfer haben als Lichtquelle üblicherweise eine Halogenlampe, eine Gasentladungslampe oder eine oder mehrere LEDs. Denkbar wäre auch, dass solche Scheinwerfer eine Laser-Lichtquelle aufweisen, bspw. in Form eines Halbleiterlasers. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lichtquelle 104 das Scheinwerfermodul 100 als eine Gasentladungslampe ausgebildet, von der in der Figur lediglich ein an der Rückseite der Lichtquelle 104 angeordnetes Zündgerät zu erkennen ist. Außerdem umfasst das Lichtmodul 100 einen Reflektor 106, von dem in der Figur lediglich ein Reflektorhals zu erkennen ist, an dem die Lichtquelle 104 befestigt ist. Von der Lichtquelle 104 ausgesandtes Licht wird von einer Reflexionsfläche des Reflektors 106 reflektiert und gebündelt. Das reflektierte Licht wird zur Erzeugung einer gewünschten Lichtverteilung durch die Projektionslinse 102 auf eine Fahrbahn vor das Fahrzeug projiziert.
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Des Weiteren umfasst das Scheinwerfermodul 100 beispielhaft einen Schwenkrahmen 108 und einen Halterahmen 110. Der Schwenkrahmen 108 wird allgemein als bewegliches Bauteil, der Halterahmen 110 allgemein als feststehendes Bauteil bezeichnet. Das Lichtmodul 100 und der Halterahmen 110 sind fest miteinander verbunden. Der Schwenkrahmen 108 ist derart mit dem Halterahmen 110 verbunden, so dass sich für den Schwenkrahmen 108 ein Rotations-Freiheitsgrad bezüglich des Halterahmens 110 gemäß eines Doppelpfeils 112 ergibt. Mit diesem Rotations-Freiheitsgrad des Schwenkrahmens 108 lässt sich beispielsweise eine dynamische Kurvenlichtfunktion mit einer vertikalen Schwenkachse 114 realisieren.
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Unter „Freiheitsgrad“ wird im Allgemeinen eine Möglichkeit einer Bewegung eines Bauteils verstanden, wobei hierunter ein Translations-Freiheitsgrad und/oder ein Rotations-Freiheitsgrad verstanden werden kann. Weitergehend kann unter einem Freiheitsgrad auch die Möglichkeit der Bewegung in nur eine Richtung verstanden werden.
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Der Halterahmen 110 wird entweder fest mit dem Gehäuse des Scheinwerfermoduls 100 verbunden und/oder ist um eine weitere Achse schwenkbar, beispielsweise um eine horizontale Achse 116 zur Realisierung einer Leuchtweitenregelung.
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Des Weiteren ist in 1 bespielhaft ein Sensor- oder Platinenelement 120 dargestellt, das beispielsweise bei Scheinwerfern, speziell für ein Kraftfahrzeug, eingesetzt wird, um die relative Position eines beweglichen Bauteils gegenüber einem feststehenden Bauteil zu bestimmen. Gemäß der dargestellten Ausführungsform umfasst das Scheinwerfermodul 100 eine, insbesondere an dem Schwenkrahmen 108 ausgebildete, Aufnahmeeinrichtung 122, in die das Sensor- oder Platinenelement 120 in eine Fügerichtung entsprechend einem Pfeil 2 gefügt, insbesondere gepresst, wird.
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2 zeigt das Sensor- oder Platinenelement 120, das im Folgenden kurz als Platinenelement 120 bezeichnet wird und die Aufnahmeeinrichtung 122 des Scheinwerfermoduls 100. Gemäß der dargestellten Ausführungsform umfasst das Platinenelement 120 mehrere Zähne 124, die sich beim Fügen, insbesondere Pressen, vorteilhafterweise formschlüssig mit der Aufnahmeeinrichtung 122 verbinden. Der Fügeprozess wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 erläutert.
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Schließlich zeigen die 3 bis 5 verschiedene Ansichten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 4 gemäß einer ersten Ausführungsform zum Fügen, insbesondere Pressen, des in den 1 und 2 beispielhaft dargestellten Sensor- oder Platinenelements 120 in die ebenfalls in den 1 und 2 beispielhaft dargestellte Aufnahmeeinrichtung 122 des Scheinwerfermoduls 100.
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Die Vorrichtung 4 umfasst eine Haltereinrichtung 6 zum Positionieren und/oder Fixieren eines in die Vorrichtung 4 eingelegten Scheinwerfermoduls 100. Gemäß der dargestellten Ausführungsform umfasst die Halteeinrichtung 6 ein erstes und ein zweites Halteelement 8, 10 für das Scheinwerfermodul 100, insbesondere für den Halterahmen 110 oder den schwenkbaren Rahmen 108 des Scheinwerfermoduls 100. Die Halteelemente 8, 10 umfassen gemäß der dargestellten Ausführungsform mit dem Halterahmen 110 des Scheinwerfermoduls 100, bzw. mit korrespondierenden Elementen des Halterahmens 110, zusammenwirkende Aufnahmeelemente 12, 14.
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Des Weiteren umfasst die Halteeinrichtung 6 ein hier schematisch am Halteelement 10 angedeutete Federelement 16, mittels welchem auf den in die Haltelemente 8, 10 eingelegten Halterahmen 110 eine Kraft in Richtung des Halteelements 8 wirkt, sodass der Halterahmen 110, beziehungsweise das Scheinwerfermodul 100 durch die Halteinrichtung 6 in wenigstens einer Richtung orthogonal zur Fügerichtung 2 gehalten wird.
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Ferner umfasst die Halteeinrichtung 6 für das Scheinwerfermodul 100 gemäß der dargestellten Ausführungsform eine Spanneinrichtung 18 mittels derer der schwenkbare Rahmen 108 des schwenkbaren Scheinwerfermoduls 100 gegenüber einem Halterahmen 110 des schwenkbaren Scheinwerfermoduls 100 in einer Ruheposition gehalten werden kann. Die Spanneinrichtung 18 der Halteeinrichtung 6 umfasst gemäß der dargestellten Ausführungsform mit dem schwenkbaren Rahmen 108 des Scheinwerfermoduls 100, bzw. mit einem korrespondierenden Element des schwenkbaren Rahmens 108, zusammenwirkendes Aufnahmeelement 20, vgl. 5.
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Vorteilhafterweise umfasst die Spanneinrichtung 18 einen bewegbaren Arm 22, der beispielsweise zum Einlegen des Scheinwerfermoduls 100 in die Vorrichtung 4 und zum Herausnehmen, bewegt werden kann.
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Die Spanneinrichtung 18 verhindert ein Verschwenken des schwenkbaren Rahmens 108 relativ zu dem Halterahmen 110 während des Fügens, insbesondere des Pressens, des Platinenelements 120 in die Aufnahmeeinrichtung 122.
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Zum Fügen, insbesondere Pressen, des Platinenelements 120 umfasst die Vorrichtung 4 eine Fügeeinrichtung 24 umfassend einen Fügestempel 26.
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Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist der Fügestempel 26 auf einem linear in Fügerichtung verstellbaren Schlitten 28 montiert und kann mittels des Schlittens 28 zum Fügen des Platinenelements 120 in Fügerichtung 2 bewegt werden.
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Vorteilhafterweise umfasst die Fügeeinrichtung 24 zum Bewegen des Fügestempels 26, beziehungsweise des Schlittens 28, in und/oder entgegen der Fügerichtung 2 einen Motor 30, insbesondere einen Schrittmotor, der ein mit dem Schlitten 28 zusammenwirkendes Spindelgetriebe 32 antreibt
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Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 2 eine Gegenhalteeinrichtung 34 zum Halten des in die Vorrichtung 2 eingelegten Scheinwerfermoduls 100 gegen die Fügerichtung 2, insbesondere während des Fügevorgangs. Vorteilhafterweise stützt sich die Gegenhalteeinrichtung 34 beim Fügevorgang gegen den Halterahmen 110 des Scheinwerfermoduls 100 ab.
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Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist die Gegenhalteeinrichtung 34 in eine Gegenhalteposition zustellbar und aus der Gegenhalteposition rückstellbar, insbesondere schwenkbar. Die Gegenhalteinrichtung 34 umfasst gemäß der dargestellten Ausführungsform einen schwenkbaren Arm, der in Richtung des Doppelpfeils 36 schwenkbar ist, vgl. 3. Vorteilhafterweise sind zum Verstellen, insbesondere Schwenken der Gegenhalteeinrichtung 34, insbesondere des Arms der Gegenhalteinrichtung 34 in den Figuren nicht weiter dargestellte Mittel, insbesondere Zylinder, Motor, etc. vorgesehen.
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In 3 sind die Fügeeinrichtung 24 und die Gegenhalteeinrichtung 34 versetzt zueinander dargestellt. Vorteilhafterweise sind die Fügeeinrichtung 24 und die Gegenhalteeinrichtung 34 entlang einer gemeinsamen Achse in Fügerichtung 2 ausgerichtet, vgl. beispielsweise 5.
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Gemäß der dargestellten Ausführungsform sind der Fügestempel 26 der Fügeeinrichtung 24 und die Gegenhalteeinrichtung 34 in und entgegen der Fügerichtung 2 relativ zueinander bewegbar, in dem der Fügestempel 24 in und entgegen der Fügerichtung 2 bewegt wird.
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Ferner sind die Gegenhalteeinrichtung 34 und die Fügeeinrichtung 24 auf einer Platte 38 montiert. Die Platte 38 wiederum ist mittels einer, insbesondere kugelgelagerten, Linearführung 40 gegenüber der Halteeinrichtung 6 der Vorrichtung 4 in Fügerichtung 2 schwimmend gelagert. Gemäß der dargestellten Ausführungsform sind die Gegenhalteeinrichtung 34 und die Fügeeinrichtung 24 über die Platte 38 mit fest mit einem Läufer 44 der Linearführung 40 verbunden, wobei eine Schiene 42 der Linearführung 40 fest mit einer Grundplatte 46 verbunden ist. Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist Halteeinrichtung 6 der Vorrichtung ebenfalls fest mit der Grundplatte verbunden, so dass die Gegenhalteeinrichtung 34 und die Fügeeinrichtung 24 über die Linearführung 40 gegenüber der Halteeinrichtung 6 der Vorrichtung 4 schwimmend gelagert sind.
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Auf diese Weise wird eine Kraft zum Fügen, insbesondere Pressen, des Sensor- oder des Platinenelements 120 in die Aufnahmeeinrichtung 122 des Scheinwerfermoduls 100, vorteilhafterweise über die, insbesondere kugelgelagerte, Linearführungseinrichtung 40 von der Fügeeinrichtung 24 auf die Gegenhalteeinrichtung 34 übertragen.
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Durch die schwimmende Lagerung wird ein Verwinden des Scheinwerfermoduls 100 beim Fügen, insbesondere Pressen, vermieden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung gleicht somit Teileschwankungen aus und reduziert zusätzliche Momente, welche bei starren, insbesondere nicht schwimmend gelagerten, Fügevorrichtungen auf das Scheinwerfermodul 100 wirken.
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Gemäß der dargestellten Ausführungsform sind zwei Anschlagselemente 48, 50 vorgesehen, die ein Bewegung der Platte 48 in und entgegen der Fügerichtung 2 begrenzen.
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Schließlich zeigt 6 eine schematische Ansicht von der Seite der erfindungsgemäßen Vorrichtung 4 gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einem schematisch angedeuteten Halterahmen 110 des Scheinwerfermoduls 100 und eines Platinenelements 120. Das Platinenelement 120 und die Aufnahmeeinrichtung 122 sind im Vergleich zu der Darstellung in 1 um 90° Grad gedreht.
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In 6 ist die Halteeinrichtung 6 der Vorrichtung 4 nicht dargestellt.
