-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug, wenigstens umfassend ein Lichtmodul, einen Tragrahmen und eine Einstelleinrichtung, wobei das Lichtmodul an dem Tragrahmen um eine Drehachse drehbar aufgenommen ist, wobei die Einstelleinrichtung eine Stellschraube aufweist, welche einen zur Drehachse radial beabstandeten Aufnahmeabschnitt des Lichtmoduls mit einem Halterungsabschnitt des Tragrahmens verbindet, derart, dass das Lichtmodul in einer Sollpose angeordnet ist, wobei die Einstelleinrichtung ein von der Stellschraube erfasstes Vorspannelement aufweist, welches das Lichtmodul in der Sollpose vorspannt.
-
STAND DER TECHNIK
-
Bei Kraftfahrzeugscheinwerfern eingangs beschriebener Art fungiert der Tragrahmen als Aufnahme und Referenzsystem für die diversen Lichtmodule, beispielsweise das Abblendlichtmodul und das Fernlichtmodul. Werkseitig werden die Lichtmodule mittels der Einstelleinrichtung in einer lichttechnischen Sollpose, d.h., in einer Solllage und Sollorientierung bezüglich des Tragrahmens an diesem angeordnet. Dadurch wird gewährleistet, dass der Scheinwerfer in der vorgesehenen Einbaupose am Kraftfahrzeug eine geforderte Lichtverteilung vor dem Kraftfahrzeug erzeugt, insbesondere die geforderten Verläufe der Hell-Dunkel-Grenzen. Insbesondere können die Scheinwerfer je Lichtmodul mehrere Einstelleinrichtungen mit unterschiedlich orientierten Drehachsen aufweisen, beispielsweise zur horizontalen und vertikalen Ausrichtung der Lichtmodule am Tragrahmen. Der Drehwinkel der Lichtmodule um die jeweilige Drehachse wird dabei durch die Stellung der zugehörigen Stellschraube bestimmt, d.h., dass bei einer Verstellung der Einschraubtiefe der Stellschraube eine entsprechende Verkippung der Lichtabstrahlrichtung der Lichtmodule resultiert.
-
Für die tragenden Komponenten der Lichtmodule werden üblicherweise Kunststoffe verwendet, insbesondere im Spritzguss verarbeitbare thermoplastische Kunststoffe. Es ist ein bekanntes Problem, dass diese Komponenten während des Praxiseinsatzes im Scheinwerfer aufgrund von dabei auftretenden thermischen und thermo-mechanischen Belastungen irreversiblen maßlichen Verzug ausbilden. Daraus resultiert eine Abweichung der Lichtmodule von der werkseitig einjustierten Sollpose am Tragrahmen und somit eine unerwünschte Veränderung der von dem Scheinwerfer erzeugten Lichtverteilung, beispielsweise eine Verlagerung der horizontalen Hell-Dunkel-Grenze, welche durch die Höhe des emittierten Lichtkegels relativ zur Horizontalen gegeben ist. Um diesen insbesondere in den ersten Betriebszyklen des Scheinwerfers auftretenden Verzug zu kompensieren, ist üblicherweise eine manuelle Rejustage der Lichtmodule mittels der Einstelleinrichtung in einer Fachwerkstatt vonnöten.
-
Die
DE 36 36 036 A1 offenbart eine Scheinwerfer-Einstellvorrichtung für Kraftfahrzeug-Scheinwerfer, umfassend: ein Gehäuse, ein erstes Antriebszahnradelement und ein zweites Einstellzahnradelement, die im Gehäuse angeordnet und miteinander im Zahneingriff sind, ein mit dem ersten Antriebszahnradelement verbundenes Antriebsteil und ein mit dem zweiten Einstellzahnradelement verbundenes Einstellteil, welches sich vom Gehäuse ausgehend zu geradliniger Bewegung in Ansprache auf die Drehung des ersten Antriebszahnradelementes erstreckt, wobei das Gehäuse aus geformtem Kunstharzmaterial besteht und umfasst: eine erste Zahnradkammer, welche eine erste Bodenwand der Kammer definiert und in welcher das erste Antriebszahnradelement angeordnet und von der Bodenwand gestützt ist; und eine zweite Zahnradkammer, die quer zur ersten Zahnradkammer angeordnet ist und eine zweite Bodenwand der Kammer umfasst, in welcher zweiten Kammer das zweite Einstellzahnradelement aufgenommen ist; und wobei die erste und die zweite Kammer einander an einer Umfangsstelle schneiden, in welcher die Zahnradelemente im Zahneingriff stehen; und wobei eine Verschlussvorrichtung am Gehäuse zum Verschluss der Zahnradkammern festgelegt ist.
-
Die
DE 10 2012 024 050 A1 offenbart einen Scheinwerfer, insbesondere Motorradscheinwerfer mit einem Gehäuse sowie mit zumindest einem in dem Gehäuse angeordneten Lichtmodul, wobei das zumindest eine Lichtmodul in dem Gehäuse verstellbar angeordnet ist, sowie mit einer Vorrichtung zur Verstellung der Ausrichtung des zumindest einen Lichtmoduls, wobei die Vorrichtung zur Verstellung eine um ihre Längsachse drehbare Verstellwelle umfasst, welche zumindest einen Verstellabschnitt aufweist, wobei der Verstellabschnitt an dem zumindest einen Lichtmoduls angreift, und bei einem Verdrehen der Verstellwelle über den Verstellabschnitt das zumindest eine Lichtmodul in seiner Ausrichtung verstellt wird, und wobei der Verstellabschnitt in einem Querschnitt normal zu der Längsachse/Drehachse der Verstellwelle exzentrisch ausgebildet ist, wobei der Verstellabschnitt zumindest zwei im wesentlichen geradlinige Abschnitte aufweist, wobei die geradlinigen Abschnitte unterschiedliche Normalabstände zu der Längsachse der Welle aufweisen, und wobei die geradlinigen Abschnitte jeweils definierte Positionen des zumindest einen Lichtmoduls festlegen.
-
Die
DE 10 2012 100 459 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Befestigung eines Tragrahmens in einem Gehäuse eines Scheinwerfers für ein Fahrzeug, wobei der Tragrahmen zur Aufnahme von mindestens einer Lichtquelle zur Erzeugung mindestens einer Lichtfunktion des Scheinwerfers ausgebildet ist, mit mindestens einem Halteelement zur schwenkbaren Lagerung des Tragrahmens um eine Schwenkachse im Gehäuse, wobei ein Federelement vorgesehen ist, das zur Kompensation von ungünstigen Schwerpunktlagen des Tragrahmens und der am Tragrahmen gehaltenen Lichtquelle dient.
-
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
-
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gattungsgemäßen Scheinwerfer vorzuschlagen, welcher derart ausgebildet ist, dass die vorgenannte Verlagerung der Lichtmodule aus der werksseitigen Solllage während des Praxiseinsatzes des Scheinwerfers verhindert bzw. zumindest reduziert wird.
-
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Scheinwerfer gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Einstelleinrichtung ein von der Stellschraube erfasstes Setzelement aufweist, welches auf einer dem Vorspannelement abgewandten Seite des Aufnahmeabschnitts des Lichtmoduls angeordnet ist und welches zu einer wärmeinduzierten Schrumpfung oder Schwindung ausgebildet ist.
-
Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, mit dem Setzelement ein Kompensationselement in die Einstelleinrichtung zu integrieren, welches im Wesentlichen zeitgleich mit dem thermo-mechanischen Verzug des Lichtmoduls eine maßliche Schrumpfung oder Schwindung vollzieht, die zu einer den Verzug des Lichtmoduls kompensierenden Drehung des Lichtmoduls um die Drehachse am Tragrahmen führt. Anlass der Schrumpfung oder Schwindung ist dabei eine Erwärmung des Setzelements im Betrieb des Scheinwerfers. Bei der Schrumpfung oder Schwindung vollzieht sich eine Kontraktion des Setzelements entlang der Achse der Stellschraube, und diese Kontraktion bietet Raum für eine Verlagerung des an der Stellschraube anliegenden Aufnahmeabschnitts des Lichtmoduls mittels einer entsprechenden Ausdehnung des Vorspannelements. Erfindungsgemäß ist die Schrumpfung oder Schwindung des Setzelements derart an den maßlichen Verzug des Lichtmoduls angepasst, dass die resultierende Drehung das Lichtmodul in eine solche Pose am Tragrahmen führt, in welcher das Lichtmodul die geforderte Lichtverteilung vor dem Kraftfahrzeug erzeugt, d.h., dass die durch den thermo-mechanischen Verzug des Lichtmoduls resultierenden Veränderungen der werksseitig einjustierten Lichtverteilung ausgeglichen werden. Entsprechend des irreversiblen Charakters des zu kompensierenden Verzugs des Lichtmoduls ist auch die erfindungsgemäße Schrumpfung oder Schwindung des Setzelements irreversibel.
-
Als Schwindung wird die Volumenverringerung eines Werkstückes bezeichnet, ohne dass dazu Material entfernt oder ein externer Druck ausgeübt wird. Schwindung erfolgt beispielsweise durch Trocknung unter Abgabe von Wasser oder eines sonstigen Lösungsmittels. Sofern sich ein dreidimensionaler Hohlkörper verkleinert, d.h., seine geometrischen Abmessungen und/oder seine Gestalt ändert, ohne dass sich dabei das Volumen des Werkstoffs verringert, wird dies als Schrumpfung bezeichnet. Schrumpfung tritt bei Kunststoffen wärmeinduziert bei Temperaturen oberhalb der Glasübergangstemperatur (amorphe Kunststoffe) bzw. oberhalb der Kristallisationstemperatur (teilkristalline Kunststoffe) auf und wird durch die Rückstellung von Molekülorientierungen und die Relaxation von Eigenspannungen verursacht. Die Orientierungen entstehen insbesondere infolge des Verarbeitungsprozesses und sind deshalb von verarbeitungstechnischen Prozessparametern abhängig.
-
Beispielsweise weist das erfindungsgemäße Setzelement ein thermoplastisches Polymer auf, insbesondere ein Polyvinylchlorid.
-
Vorzugsweise ist die Schrumpfung des Setzelements mittels einer Erwärmung auf eine Temperatur im Bereich von 60°C bis 100°C induzierbar. Dieser Temperaturbereich wird im Betrieb des Scheinwerfers durch die Abwärme der Leuchtmittel erreicht. Die Abwärme ist auch die Ursache für den irreversiblen Verzug des Lichtmoduls, sodass die den Verzug kompensierende Kontraktion des Setzelements im Wesentlichen zeitgleich erfolgt.
-
Insbesondere ist das Setzelement derart konditioniert, dass mittels der Schrumpfung eine vordefinierte Verringerung der Abmessung des Setzelements in der Richtung parallel zur Achse der Stellschraube erzeugbar ist. Eine solche Konditionierung kann etwa durch eine Fertigung mittels Extrusion erzeugt werden. Das Setzelement hat beispielsweise eine hohlzylindrische Gestalt und durch den Extrusionsvorgang sind die Moleküle des Kunststoffs vorwiegend entlang der Zylinderachse, welche der Achse der Stellschraube entspricht, orientiert. Das Setzelement ist dementsprechend nach Maßgabe der Prozessparameter bei der Fertigung vorgespannt und vollzieht bei Erwärmung auf eine überkritische Temperatur eine vordefinierte Schrumpfung, d.h., eine Kontraktion entlang der Zylinderachse.
-
Zur Begrenzung der Schrumpfung des Setzelements entlang der Achse der Stellschraube kann das Setzelement abschnittsweise von einer starren Einfassung unter Bildung eines umlaufenden Spaltes umgeben sein. Beim Schrumpfungsvorgang begrenzt eine derartige Einfassung die laterale Ausdehnung des Setzelements in der Ebene senkrecht zur Kontraktionsrichtung, sodass der weitere Schrumpfungsvorgang behindert wird, sobald das Setzelement den umlaufenden Spalt ausfüllt und an der Einfassung anliegt.
-
Als weitere konstruktive Maßnahme zur Beeinflussung der Schrumpfung oder Schwindung des Setzelements kann die Einstelleinrichtung des erfindungsgemäßen Scheinwerfers derart ausgebildet sein, dass wenigstens eine Stirnseite des Setzelements an einer Anlagefläche mit einer Vielzahl von Zacken, Noppen oder sonstigen Erhebungen anliegt. Die Anlagefläche kann beispielsweise durch die Stirnseite einer Schraubenmutter oder einer Unterlegscheibe gebildet sein. Bei Verwendung eines Kunststoffs für das Setzelement geht die wärmeinduzierte Schrumpfung oder Schwindung mit einer Erweichung des Kunststoffs einher, sodass die Zacken durch die Krafteinwirkung des Vorspannelements in das Setzelement hineingetrieben werden. Dadurch ist eine weitere Möglichkeit gegeben, das Ausmaß der Gestaltänderung des Setzelements zweckmäßig zu beeinflussen.
-
In einer speziellen Ausführungsform verläuft die Drehachse in einer vorgesehenen Einbaupose des erfindungsgemäßen Scheinwerfers am Kraftfahrzeug horizontal, wobei die Einstelleinrichtung derart ausgebildet ist, dass bei einer Schrumpfung oder Schwindung des Setzelements das Lichtmodul mittels des Vorspannelements in einem derartigen Drehsinn um die Drehachse drehbar ist, dass eine Lichtabstrahlrichtung des Lichtmoduls aufwärts geschwenkt wird. Unter der Wirkung der Schwerkraft führt der wärmeinduzierte Verzug des Lichtmoduls häufig zu einer Absenkung des Lichtmoduls und damit zu einer Absenkung der Hell-Dunkel-Grenze der auf die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug abgestrahlten Lichtverteilung. Dieser Effekt wird durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Setzelements kompensiert.
-
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
-
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
- 1a, 1b eine perspektivische Ansicht und eine Seitenansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers,
- 2a, 2b Querschnittsansichten eines erstes Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Einstelleinrichtung in einem Ausgangszustand und in einem Zustand mit geschrumpftem Setzelement,
- 3 eine Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Einstelleinrichtung, und
- 4 eine Querschnittsansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Einstelleinrichtung.
-
1a und 1b zeigen einen Teil eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers 100 in einer perspektivischen Ansicht bzw. in einer Seitenansicht. Der Scheinwerfer 100 ist ohne Gehäuse dargestellt und umfasst die Lichtgruppen 5 für Tagfahr-, Abblend- und Fernlichtfunktionen sowie das darunter angeordnete Lichtmodul 1. Das Lichtmodul 1 fungiert hier beispielhaft als ein Zusatzfernlicht mit einer besonders hohen Reichweite, bei welchem eine betriebsbedingte Verlagerung der horizontalen Hell-Dunkel-Grenze besonders unerwünscht ist. Das Lichtmodul 1, die Lichtgruppen 5 sowie die zugehörige Leiterplatte 4 sind am Tragrahmen 2 aufgenommen.
-
Das Lichtmodul 1 ist an dem Tragrahmen 2 um die horizontal verlaufende Drehachse D drehbar aufgenommen, und der Drehwinkel des Lichtmoduls 1 kann mittels der Einstelleinrichtung 3 justiert werden. Dazu weist die Einstelleinrichtung 3 die Stellschraube 31 auf, welche den zur Drehachse D radial beabstandeten Aufnahmeabschnitt 11 des Lichtmoduls 1 mit dem Halterungsabschnitt 21 des Tragrahmens 2 verbindet, derart, dass das Lichtmodul 1 in einer lichttechnischen Sollpose angeordnet ist. Die Stellschraube 31 ist als eine Stiftschraube ausgebildet und greift in ein Gewinde am Halterungsabschnitt 21 sowie in ein Gewinde an der Schraubenmutter 36 ein. Am Aufnahmeabschnitt 11 liegt kein Gewinde vor, vielmehr ist der Aufnahmeabschnitt 11 entlang der Achse der Stellschraube 31 verschiebbar. Die Einstelleinrichtung 3 weist zudem das von der Stellschraube 31 erfasste Vorspannelement 32 auf, welches das Lichtmodul 1 in der Sollpose vorspannt. Das Vorspannelement 32 ist beispielhaft aus einem gummielastischen Kunststoff ausgebildet, alternativ könnte beispielsweise eine spiralförmige Druckfeder verwendet werden.
-
Erfindungsgemäß umfasst die Einstelleinrichtung 3 das von der Stellschraube 31 erfasste Setzelement 33, welches auf der dem Vorspannelement 32 abgewandten Seite des Aufnahmeabschnitts 11 angeordnet ist und welches zur wärmeinduzierten Schrumpfung oder Schwindung ausgebildet ist. Bei einer wärmeinduzierten Kontraktion des Setzelements 33 entlang der Achse der Stellschraube 31 wird der Aufnahmeabschnitt 11 unter der Krafteinwirkung des sich ausdehnenden Vorspannelements 32 nach unten verlagert, sodass das Lichtmodul 1 in dem in 1 a gezeigten Drehsinn um die Drehachse D gedreht wird. Dadurch wird die Lichtabstrahlrichtung des Lichtmoduls 1 aufwärts geschwenkt. Die Einstelleinrichtung 3 ist folglich zur Kompensation eines solchen thermo-mechanischen Verzugs des Lichtmoduls 1 ausgebildet, welcher zu einer Absenkung der horizontalen Hell-Dunkel-Grenze führte.
-
Die 2a, 2b, 3, und 4 zeigen schematische Querschnittsansichten (jeweils als halbseitige Darstellung mit der gestrichelten Linie als Spiegelebene) von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der Einstelleinrichtung 3 als Bestandteil eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers. Die Querschnittsansichten zeigen jeweils die Stellschraube 31, die in Eingriff mit nicht dargestellten Innengewinden am Halterungsabschnitt 21 des Tragrahmens und an der Schraubenmutter 36 angeordnet ist und die sich durch eine gewindefreie Öffnung am Aufnahmeabschnitt 11 des Lichtmoduls erstreckt. Der Aufnahmeabschnitt 11 wird zwischen dem Vorspannelement 32 und dem Setzelement 33 unter Vorspannung eingeklemmt.
-
In 2a befindet sich die Einstelleinrichtung 3 in einem werksseitig einjustierten Ausgangszustand, bei welchem das Lichtmodul in die lichttechnische Sollpose justiert ist und bei welchem das Setzelement 33 noch keine wärmeinduzierte Schrumpfung oder Schwindung vollzogen hat. Im Gegensatz dazu zeigt 2b einen Zustand, welcher erfindungsgemäß nach der ersten Phase des Praxisbetriebs des zugehörigen Scheinwerfers eingenommen wird, d.h., bei welchem das Setzelement 33 zwecks Verzugskompensation irreversibel geschrumpft ist. Die Schrumpfung des Setzelements 33 geht mit einer Verlagerung des Aufnahmeabschnitts 11 unter der Vorspannkraft des sich dabei ausdehnenden Vorspannelements 32 einher. Das Ausmaß der Schrumpfung des Setzelements 33 wird begrenzt durch die starre Einfassung 34, welche beispielhaft als ein abragender Fortsatz der Schraubenmutter 36 ausgebildet ist und welche das Setzelement 33 abschnittsweise umgibt. Der dadurch im Ausgangszustand gebildete umlaufende Spalt wird durch die Querausdehnung während des Schrumpfungsvorgangs des Setzelements 33 ausgefüllt, und durch die Anlage des Setzelements 33 an die Einfassung 34 wird der weitere Schrumpfungsvorgang behindert.
-
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 2a weist das Ausführungsbeispiel der 3 eine Schraubenmutter 36 auf, welche für die Stirnseite des Setzelements 33 eine Anlagefläche mit einer Vielzahl von Zacken 35 aufweist. Bei einer wärmeinduzierten Erweichung des Setzelements 33 dringen die Zacken 35 in das Setzelement 33 ein und sorgen somit für eine gezielte Beeinflussung dessen Kontraktion.
-
Im Ausführungsbeispiel der 4 weist die Einstelleinrichtung 3 sowohl eine starre Einfassung 34, als auch die Zacken 35 auf der stirnseitigen Anlagefläche für das Setzelement 33 auf.
-
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
-
Bezugszeichenliste
-
- 100
- Scheinwerfer
- 1
- Lichtmodul
- 11
- Aufnahmeabschnitt
- 2
- Tragrahmen
- 21
- Halterungsabschnitt
- 3
- Einstelleinrichtung
- 31
- Stellschraube
- 32
- Vorspannelement
- 33
- Setzelement
- 34
- Einfassung
- 35
- Zacken
- 36
- Schraubenmutter
- 4
- Leiterplatte
- 5
- Lichtgruppe
