DE19820420A1 - Gehäuse für einen Scheinwerfer - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für einen Scheinwerfer, das mindestens einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aufweist, wobei der erste Bereich eine Gerüststruktur mit einem ersten Elastizitätsmodul und mit einer ersten Wärmeformbeständigkeit und der zweite Bereich eine Füllstruktur mit einem zweiten Elastizitätsmodul, der geringer ist als der erste Elastizitätsmodul, und mit einer zweiten Wärmeformbeständigkeit, die geringer ist als die erste Wärmeformbeständigkeit, darstellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für einen Scheinwerfer, insbesondere für einen Kfz-Scheinwerfer, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Gehäuses.

Bei bekannten Kfz-Scheinwerfern werden die Gehäuse aus hochwertigem Kunststoff gefertigt. In den meisten Fällen handelt es sich dabei um einen glasfaserverstärkten Kunststoff. Neben seiner Schutzfunktion für die Lampen und für alle weiteren innerhalb des Gehäuses angeordneten Elemente liefert ein Scheinwerfergehäuse auch einen beträchtlichen Beitrag zur Stabilität des gesamten Scheinwerfers; das Gehäuse hat eine Stützfunktion für den gesam­ ten Scheinwerferaufbau. Diese Stützfunktion gewinnt umso mehr an Bedeu­ tung, je mehr Scheinwerfer mit einer Streuscheibe aus Kunststoff anstelle von Glas ausgestattet sind. Insofern fällt nämlich hier die relativ große Stützwirkung des Glases weg, was durch ein stabiles Scheinwerfergehäuse, das heißt durch Verwendung eines sehr hochwertigen Kunststoffs für dessen Herstellung kompensiert werden muß. Dadurch ergeben sich nicht unbeacht­ liche Kosten. Zudem ist man in der Wahl der zu diesem Zweck zur Ver­ fügung stehenden Kunststoffe sehr eingeschränkt. In den meisten Fällen ergeben sich durch die Fertigung des Gehäuses aus einem hochwertigen Kunststoff relativ schwere Gehäuse, was die Handhabung und Lagerung des Gehäuses etwa in einem Kraftfahrzeug erschwert und auch mit höheren Kosten verbunden ist. Hochwertige Kunststoffe sind häufig auch schwerer formbar, so daß die Designfreiheit für die Gehäuse eingeschränkt wird.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein stabiles, leicht form­ bares und gleichzeitig relativ leichtes Gehäuse für einen Scheinwerfer mit hoher Temperaturbeständigkeit und hoher Steifigkeit zu schaffen, und ein einfaches und schnelles Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale für das Gehäuse bzw. das Verfahren gelöst. Zweckmäßige Weiter­ bildungen des Erfindungsgegenstands sind in den Unteransprüchen angegeben.

Danach wird ein Gehäuse für einen Scheinwerfer, insbesondere für einen Kfz-Scheinwerfer bereitgestellt, das mindestens einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aufweist, wobei der erste Bereich eine Gerüststruktur mit einem ersten Elastizitätsmodul und einer ersten Wärmeformbeständigkeit und der zweite Bereich eine Füllstruktur mit einem zweiten Elastizitätsmodul, der geringer ist als der erste Elastizitätsmodul, und einer zweiten Wärme­ formbeständigkeit, die geringer ist als die erste Wärmeformbeständigkeit, darstellt. Der erste Bereich stellt somit eine Art Skelett dar, das von dem zweiten Bereich umgeben oder ausgefüllt wird.

Der Elastizitätsmodul (E-Modul) der verwendeten Kunststoffe wird dabei nach DIN 53 457 gemessen. Die Wärmeformbeständigkeit der verwendeten Kunststoffe wird nach DIN 53 461, HDT/A 1,8 MPa bestimmt.

In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der erste E-Modul in einem Intervall von 5500 MPa bis 12000 MPa und der zweite E-Modul in einem Intervall von 800 MPa bis 3000 MPa. Vorzugsweise liegt die erste Wärme­ formbeständigkeit in einem Intervall von 130°C bis 220°C und die zweite Wärmeformbeständigkeit in einem Intervall von 45°C bis 75°C.

Vorzugsweise besteht der erste Bereich aus einem ersten Kunststoff und der zweite Bereich aus einem zweiten Kunststoff, wobei der erste Kunststoff und der zweite Kunststoff sich in ihrer Struktur unterscheiden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform unterscheiden sich der erste und der zweite Kunststoff in ihrer chemischen Zusammensetzung. Der erste Kunststoff ist vorzugsweise ein glasfaserverstärkter und mit Hitzestabilisatoren versehener Kunststoff, besonders bevorzugt ein glasfaserverstärktes und mit Hitzestabilisatoren versehenes Polypropylen oder ein glasfaserverstärkter und mit Hitzestabilisatoren versehener Polyester, und der zweite Kunststoff ein Kunststoff ohne Glasfaserverstärkung, besonders bevorzugt ein Polypropylen oder ein Polyester.

In einer bevorzugten Ausführungsform verwendet man ein Polypropylen mit einer Glasfaserverstärkung von 30% für den ersten Bereich und ein Polypro­ pylen ohne Glasfaserverstärkung für den zweiten Bereich. Es ergibt sich hierbei für den ersten Bereich ein E-Modul von etwa 6200 MPa und für den zweiten Bereich ein E-Modul von etwa 1200 MPa. Die Wärmeformbe­ ständigkeit wird vorzugsweise nach dem Verfahren HDT/A 1,8 MPa gemes­ sen, wobei sich dabei im ersten Bereich eine Wärmeformbeständigkeit von etwa 140°C und im zweiten Bereich eine Wärmeformbeständigkeit von etwa 55°C ergibt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird für den ersten Bereich ein Polybutylenterephthalat (PBT) mit 30%iger Glasfaserverstärkung ver­ wendet und im zweiten Bereich ein PBT ohne Glasfaserverstärkung. Hier ergibt sich für den ersten Bereich ein E-Modul im Bereich von 11000 MPa und eine Wärmeformbeständigkeit, gemessen nach dem Verfahren HDT/A 1,8 MPa, von etwa 215°C und für den zweiten Bereich ein E-Modul von etwa 2600 MPa und eine Wärmeformbeständigkeit von etwa 67°C.

Vorzugsweise kann für den zweiten Kunststoff ein recycelter Kunststoff verwendet werden, was aus ökologischer Sicht einen großen Vorteil mit sich bringt.

Das erfindungsgemäße Gehäuse erlaubt die einfache Kombination von Vor­ teilen verschiedener Kunststoffe, von denen jeder für sich, aus dem einen oder anderen Grund, nicht zur Herstellung eines Gehäuses, insbesondere für Scheinwerfer, geeignet wäre. So kann etwa als Gerüst-Kunststoff im ersten Bereich ein Kunststoff mit hohem Elastizitätsmodul und mit hoher Wärme­ formbeständigkeit, verwendet werden, der beispielsweise aber andererseits nur aufwendig formbar und schwer bearbeitbar und darüber hinaus sehr teuer ist. In dem zweiten Bereich kann dann dafür ein Kunststoff eingesetzt werden, der leicht und frei formbar ist, sodaß die Gehäuseform in weiten Grenzen frei wählbar ist. Dieser Kunststoff kann auch einfach zu bearbeiten sein, sodaß beispielsweise die Herstellung einer ebenen oder reflektierenden Oberfläche sehr einfach erreichbar ist. Dieser Kunststoff kann andererseits weniger formstabil sein, da er die mechanischen Belastungen nur zu einem geringen Teil zu tragen hat. Andere vorteilhafte Kombinationen können etwa darin bestehen, daß für das Gerüst im ersten Bereich ein Kunststoff ver­ wendet wird, der zwar sehr stabil, aber chemisch nicht sehr resistent ist. Wenn dieser Kunststoff dann im zweiten Bereich von einem chemisch widerstandsfähigen Kunststoff völlig umgeben ist, kann hohe mechanische Stabilität des Gehäuses mit einer hohen chemischen Beständigkeit gepaart werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Kunststoff ein relativ leichter und leicht formbarer Kunststoff. Durch die relativ flexible Formung des zweiten Bereichs läßt sich dem Gehäuse somit sehr einfach ein individuell angepaßtes Aussehen geben, das heißt, es wird dadurch eine zufriedenstellende Designfreiheit in bezug auf die Ausgestaltung des Gehäuses geschaffen. Darüber hinaus kann man hier bei der Wahl des Kunststoffes erhebliche Kosten einsparen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt der erste Bereich des Gehäuses eine Mehrzahl, vorzugsweise alle mechanisch oder thermisch belasteten Stellen des Gehäuses. Das bedeutet, daß beispielsweise all diejeni­ gen Stellen des Gehäuses, an denen ein oder mehrere weitere Elemente des Scheinwerfers, wie zum Beispiel der äußere umlaufende Dichtrahmen oder eine Lampe oder etwaige Kontakte, angeordnet werden sollen, von dem ersten Bereich des Gehäuses umfaßt und somit stabilisiert werden, bzw. eine feste Halterung in dem Gehäuse erfahren. Diese Stellen sind dadurch mecha­ nischen Belastungen gegenüber, wie beispielsweise Zug- oder Druckkräften gegenüber, weniger empfindlich. Risse und Bruchstellen können weitgehend verhindert werden. In anderer Hinsicht kritische Bereiche des Gehäuses, an denen es beispielsweise zu deutlicher Erwärmung des Kunststoffs des Gehäu­ ses kommen kann, wie zum Beispiel in unmittelbarer Nähe von Lampenfas­ sungen, werden vorzugsweise ebenfalls von dem ersten Bereich des Gehäuses umfaßt, um so irgendwelche Stabilitätseinbußen oder Beschädigungen auf grund der Erwärmung des Gehäuses zu verhindern, denn der erste Bereich zeigt gegenüber dem zweiten Bereich eine sowohl in thermischer als auch in mechanischer Hinsicht höhere Festigkeit.

Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Gehäuses für Scheinwerfer bereitgestellt, das mindestens die folgenden Schritte auf­ weist: Herstellung des ersten Bereichs aus einem ersten Kunststoff; Formen des zweiten Bereichs um den ersten Bereich herum mit einem zweiten Kunststoff. Die Herstellung des ersten Bereichs kann dabei mit jedem geeigneten Verfahren erfolgen, zum Beispiel Spritzgießen oder Pressen. Der zweite Bereich kann angegossen, angespritzt oder in einer sonstigen ge­ eigneten Weise angebracht werden. Der zweite Bereich kann an den ersten Bereich anschließen, ihn teilweise überdecken oder auch vollständig um­ schließen.

In einer bevorzugten Ausführungsform können der erste Bereich des Gehäu­ ses und der zweite Bereich des Gehäuses unabhängig voneinander gehandhabt werden, das heißt, sie stellen zwei zunächst voneinander unabhängige Teile dar, die in entsprechender Anordnung zueinander zusammen das Gehäuse bilden. Es lassen sich so alle Elemente, die an dem Gehäuse angeordnet werden sollen, wie beispielsweise Lampenfassungen, Kontakte oder Anschlüs­ se, zunächst mit dem ersten Bereich in Verbindung bringen, bevor dann der zweite Bereich zur Vervollständigung des Gehäuses entsprechend hinzugefügt wird. Während dabei der erste Bereich die Aufgabe der Stabilisierung übernimmt, kann der zweite Bereich sehr flexibel, entsprechend den indivi­ duellen Anforderungen, ausgestaltet sein, nahezu unabhängig vom ersten Bereich. Die Form, Gestalt und Größe des zweiten Bereichs ist in weiten Grenzen beliebig wählbar.

Vorzugsweise wird im zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Herstellungs­ verfahrens der zweite Bereich um den ersten Bereich herum gespritzt. Während bei der Fertigung des ersten Bereichs relativ präzise gearbeitet werden muß, da dessen Ausgestaltung sehr stark an die möglicherweise auftretenden mechanischen und/oder thermischen Belastungen angepaßt werden muß, kann der zweite Bereich sehr einfach und schnell gefertigt werden, insbesondere, wenn der zweite Bereich einfach um den ersten Bereich herum gespritzt wird. Bei Fertigung des gesamten Gehäuses aus einem Kunststoff ist demgegenüber häufig mehr Präzision für das gesamte Gehäuse gefordert, was technisch aufwendiger und zeitintensiver ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen

Fig. 1 Vorderansicht auf den ersten Bereich eines erfindungsgemäßen Gehäuses;

Fig. 2 Projektion der Fig. 1 auf die Ebene II-II von Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Vorderansicht des ersten Bereichs 2 eines erfindungs­ gemäßen Gehäuses 1 dargestellt. Es sind zwei Lampenfassungen 3 für jeweils eine Lampe mit Fassung erkennbar. Beide Lampenfassungen 3 sind von dem ersten Bereich 2 des Gehäuses 1 umfaßt und damit stabilisiert, da der erste Bereich 2 des Gehäuses 1 eine höhere Festigkeit aufweist als der zweite Bereich, der eine Füllstruktur darstellt. Dieser zweite Bereich, der in der Fig. 1 noch nicht dargestellt ist, wird nach der Erstellung des Skeletts, das heißt des ersten Bereichs 2, erstellt. Durch die Anbringung des zweiten Bereichs ergibt sich ein Scheinwerfergehäuse, also eine geschlossene Struktur zur schützenden Aufnahme der Bauteile eines Scheinwerfers.

Fig. 2 zeigt eine Projektion der Fig. 1 auf die Ebene II-II der Fig. 1. Auch hier erkennt man die beiden Lampenfassungen 3 für zwei Lampen mit jeweils einer Fassung. Desweiteren erkennt man deutlich, beispielsweise anhand der "Stützpfeiler" 4, daß der erste Bereich 2 ein Gerüst bzw. eine Art Skelett darstellt. Dieses Skelett umfaßt auch den außen umlaufenden Dichtrahmen, an dem entlang das Gehäuse im eingebauten Zustand gegen die Karosserie abgedichtet wird.

Claims (10)

1. Gehäuse für einen Scheinwerfer, das mindestens einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich eine Gerüststruktur mit einem ersten Elastizitätsmodul und einer ersten Wärmeformbeständigkeit und der zweite Bereich eine Füllstruktur mit einem zweiten Elastizitätsmodul, der geringer ist als der erste Elastizitätsmodul, und einer zweiten Wärmeformbeständigkeit, die geringer ist als die erste Wärmeformbeständigkeit, darstellt.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Elastizitätsmodul in einem Intervall von 5500 MPa bis 12000 MPa und der zweite Elastizitätsmodul in einem Intervall von 800 MPa bis 3000 MPa liegt.

3. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Wärmeformbeständigkeit in einem Intervall von 130°C bis 220°C und die zweite Wärmeformbeständigkeit in einem Intervall von 45°C bis 75°C liegt.

4. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Bereich aus einem ersten Kunststoff und der zweite Bereich aus einem zweiten Kunststoff besteht, wobei der erste Kunststoff und der zweite Kunststoff sich in ihrer Struktur unterschei­ den.

5. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Bereich aus einem ersten Kunststoff und der zweite Bereich aus einem zweiten Kunststoff besteht, wobei der erste Kunststoff und der zweite Kunststoff sich in ihrer chemischen Zusam­ mensetzung unterscheiden.

6. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Bereich aus einem glasfaserverstärkten und mit Hitzestabilisatoren versehenen Kunststoff, insbesondere aus einem glasfa­ serverstärkten und mit Hitzestabilisatoren versehenen Polypropylen oder aus einem glasfaserverstärkten und mit Hitzestabilisatoren versehenen Polyester, und der zweite Bereich aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem Polypropylen oder aus einem Polyester, ohne Glasfaserver­ stärkung besteht.

7. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Bereich eine Mehrzahl von mechanisch oder thermisch besonders belasteten Stellen des Gehäuses umfaßt.

8. Gehäuse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich Lampenfassungen und einen äußeren umlaufenden Dichtrahmen umfaßt.

9. Verfahren zur Fertigung eines Gehäuses nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das mindestens die folgenden Schritte aufweist:

• a) Herstellung des ersten Bereichs aus einem ersten Kunststoff;
• b) Formen des zweiten Bereichs um den ersten Bereich herum mit einem zweiten Kunststoff.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt b) der zweite Bereich um den ersten Bereich herum gespritzt wird.