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Die Erfindung betrifft das Gebiet der Kraftfahrzeugscheinwerfer, in denen verschiedene Lichtmodule relativ zu einem Gehäuse justiert werden müssen, um die gesetzlichen Vorgaben bezüglich der Lichtverteilung zu realisieren und ohne die unvermeidbaren Fertigungstoleranzen auszugleichen.
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Dies geschieht in der Regel über eine Gewindestange an deren einem Ende beispielsweise ein Kugelkopf ausgebildet ist. Dieser Kugelkopf bildet mit einem komplementär geformten Gegenstück ein Kugelgelenk. Das Gegenstück ist an einem Lichtmodul befestigt. Mit Hilfe dieses Kugelgelenks und der Gewindestange kann das Lichtmodul justiert werden, indem die Gewindestange mehr oder weniger weit in ein Innengewinde gedreht wird, welches mit dem Gehäuse des Scheinwerfers verbunden ist. Dadurch ändert sich der Abstand zwischen dem Innengewinde und dem Kugelgelenk, so dass auf an sich bekannte Weise die Justierung des Lichtmoduls erfolgt.
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Während des Betriebs sind die Kraftfahrzeugscheinwerfer erheblichen mechanischen Belastungen durch Schlaglöcher, Vibrationen und anderen äußeren Einflüssen ausgesetzt. Trotz dieser Einflüsse darf sich die Einstellung des Lichtmoduls nicht unbeabsichtigt ändern. Eine solche unbeabsichtigte Änderung der Einstellung tritt ein, wenn sich beispielsweise die Gewindestange in dem Innengewinde der Gewindebuchse dreht. Dadurch wird die Position des Kugelkopfs am Ende der Gewindestange und in Folge dessen auch die Einstellung des Lichtmoduls verändert.
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Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, die Gewindestange mit einem lackähnlichen Überzug zu versehen, der als Schraubensicherung dient. Diese Beschichtung stellt einen zusätzlichen Fertigungsschritt dar. Das verursacht Kosten und stellt eine potentielle Fehlerquelle dar. Außerdem kann, wenn fälschlicherweise eine Gewindestange ohne Schraubensicherung eingesetzt wird, es zum Verstellen des Lichtmoduls während der Lebensdauer des Kraftfahrzeugscheinwerfers kommen.
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Aus dem Stand der Technik sind auch selbstsichernde Muttern bekannt, die aus Metall bestehen und an deren einem Ende ein Klemmteil, meist ein Ring aus einem weichen Kunststoff, angeordnet ist. Wenn in die Mutter auf ein Gewindebolzen aufgedreht wird, dann formt der Gewindebolzen ein Gewinde in den Klemmring und bewirkt dadurch eine Schraubensicherung. Nachteilig an diesem Konzept ist, dass die Mutter und der Klemmring zwei verschiedene Bauteile sind, die miteinander gefügt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gewindebuchse zum Justieren eines Lichtmoduls eines Kraftfahrzeugscheinwerfers bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, sehr kostengünstig in der Herstellung ist und eine fehlerhafte Montage ausschließt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Gewindebuchse aus Kunststoff mit einem Innengewinde und einem Klemmteil gelöst, wobei der Klemmteil integraler Bestandteil einer Mutter ist und koaxial zu dem Innengewinde angeordnet ist.
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Durch die Integration der Funktionen des Innengewindes und des Klemmteils in einem Bauteil können Kosten gespart werden. Außerdem ist sichergestellt, dass nur Gewindebuchsen mit Schraubensicherung montiert werden.
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Die erfindungsgemäße Lösung ist fertigungstechnisch sehr gut zu handhaben, weil die Gewindebuchse aus Kunststoff viele Freiheitsgrade bei der Formgebung erlaubt. Beispielsweise kann an die Gewindebuchse ein Flansch, Aufnahmeöffnungen oder Teile einer Schnappverbindung ausgebildet sein. Mit Hilfe des Flansches bzw. der Schnappverbindung kann die Gewindebuchse an einem Bauteil des Kraftfahrzeugscheinwerfers befestigt werden. Dadurch werden weitere Funktionen in die Gewindebuchse integriert.
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In vorteilhafter Ausgestaltung ist das Klemmteil als Klemmring ausgebildet, wobei ein Innendurchmesser eines Klemmrings kleiner als ein Nenndurchmesser des Innengewindes ist. Dadurch wird der Klemmring elastisch und/oder plastisch verformt, wenn eine Gewindestange oder eine Schraube in das Innengewinde der Gewindebuchse eingedreht wird und die Schraube den Klemmring erreicht. Durch die elastische und/oder plastische Verformung entsteht ein Reibschluss zwischen dem Außengewinde der Gewindestange bzw. dem Schraubenschaft und dem Klemmring.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Innendurchmesser des Klemmrings größer oder gleich einem Kerndurchmesser des Innengewindes ist. Das erleichtert das Eindrehen der Gewindestange; es kommt nicht zu großen Drehmomentsprüngen beim Eindrehen der Gewindestange.
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Das zur Schraubensicherung erforderliche Reibmoment zwischen Gewindestange und Gewindebuchse kann auf konstruktiv einfache Weise und trotzdem sehr genau über die Breite des Klemmrings eingestellt werden.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn eine Breite des Klemmrings mindestens doppelt so groß wie eine Steigung des Innengewindes ist. In vielen Fällen ist das dreifache oder fünffache der Steigung ein geeigneter Wert für die Breite des Klemmrings.
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Um zu verhindern, dass es am Klemmring Ausbrüche oder Materialabplatzungen gibt, ist bevorzugt an dem Innengewinde gegenüberliegenden Ende des Klemmrings eine Fase, beispielsweise mit einem Kegelwinkel von 90° ausgebildet. Dadurch ergibt sich ein „stufenloser“ Übergang beim Austritt der Gewindestange aus dem Innengewinde der Gewindebuchse. Dadurch wird wirksam verhindert, dass Partikel des Klemmrings von diesem abplatzen, sobald die Gewindestange sich aus dem Klemmring herausdrehet. Dadurch ist sichergestellt, dass keine Materialpartikel in das Innere insbesondere nicht auf die optisch aktiven Flächen des Kraftfahrzeugscheinwerfers gelangen. Das ist nicht zulässig, weil dadurch die optische Qualität des Kraftfahrzeugscheinwerfers leidet.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Gewindebuchse samt dem Innengewinde und dem Klemmring aus Polyamid, insbesondere faserverstärktem Polyamid PA66 besteht. Dieser Werkstoff ist sehr leistungsfähig, lässt sich durch Kunststoffspitzen gut formen und ist außerdem alterungsbeständig und belastbar.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnungen, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung deren Beschreibung in den Patentansprüchen offenbarten Merkmale können Sie sowohl einzeln sowohl auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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Es zeigen:
- 1: Eine isometrische Darstellung einer erfindungsgemäßen Gewindebuchse mit eingedrehter Gewindestange zur Veranschaulichung der Einbausituation und der Anforderungen an die erfindungsgemäße Gewindebuchse;
- 2: ein Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Gewindebuchse und
- 3: der Schnitt gemäß 2 mit eingedrehter Gewindestange.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In der 1 ist eine Isometrie einer Justierbaugruppe dargestellt. Die Justierbaugruppe umfasst eine Gewindebuchse 1, die bei diesem Ausführungsbeispiel einen Befestigungsflansch 3 umfasst. In die Gewindebuchse 3 ist eine Gewindestange 5 eingedreht, die an dem in 1 rechtem Ende einen Kugelkopf 7 trägt.
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Der Gewindebuchse 1 wird mit ihrem Befestigungsflansch 3 beispielsweise am Gehäuse eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugscheinwerfers befestigt. In die Gewindebuchse 1 ist eine Gewindestange 5 eingedreht an deren einem Ende ein Kugelkopf 7 ausgebildet ist. Der Kugelkopf 7 ist Teil eines Kugelgelenks.
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Wenn die Gewindestange 5 um ihre Längsachse gedreht wird, bewegt sie sich in die Richtung ihrer Längsachse relativ zu der Gewindebuchse 1. Die Längsachse verläuft in der 1 von links unten nach rechts oben. Diese Bewegung macht auch der Kugelkopf 7 mit. Über das Kugelgelenk wird ein nicht dargestelltes Lichtmodul in seiner Position relativ zu dem Gehäuse des Kraftfahrzeugscheinwerfers verschwenkt oder auf andere Weise bewegt. Dadurch erfolgt in an sich bekannter Weise die Einstellung des Lichtmoduls. Die Anforderungen an die Einstellung eines Lichtmoduls sind sehr hoch. Dies liegt daran, dass die Leuchtweite des Scheinwerfers sehr viel größer ist als die Hauptabmessung des Scheinwerfers, so dass schon eine sehr kleine Schwenkbewegung des Lichtmoduls relativ zu dem Gehäuse zu einer erheblichen Änderung der Leuchtweite bzw. der Lichtverteilung führt.
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Die gesetzlichen Vorgaben fordern, dass die Einstellung eines Lichtmoduls auf 0,057°C (oder 0,1 %) genau erfolgen muss. Diese einmal gefundene Einstellung darf sich selbstverständlich über die gesamte Lebensdauer des Kraftfahrzeugscheinwerfers nicht ungewollt ändern. Daher ist es unbedingt zu verhindern, dass sich beispielsweise durch Erschütterungen im Betrieb des Kraftfahrzeugs die Gewindestange 5 relativ zu der Gewindebuchse 1 dreht und auf diese Weise die Einstellung des Lichtmoduls unbeabsichtigter Weise verändert wird.
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Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Gewindebuchse lässt sich diese Anforderung vollumfänglich erfüllen. In der 2 ist ein Längsschnitt durch die Gewindebuchse 1 dargestellt. Der Befestigungsflansch 3 ist in dieser Darstellung gut zu erkennen. An dem Befestigungsflansch 3 schließt ein zylindrischer Teil 9 an, der eine durchgehende Innenbohrung aufweist. In der 2 in dem unteren Abschnitt der Innenbohrung ist diese als Innengewinde mit einem Kerndurchmesser DKern ausgebildet. Die zeichnerische Darstellung des Innengewindes entspricht den in der beispielsweise der DIN 6780 festgelegten Standards.
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Oberhalb des Innengewindes 11 ist der erfindungsgemäße Klemmring 13 angeformt. Der Klemmring 13 ist integraler Bestandteil der Gewindebuchse 1. Der Klemmring 13 besteht, wie die gesamte Gewindebuchse 1, aus einem thermoplastischen Kunststoff ist. Er ist koaxial zu dem Innengewinde 11 angeordnet und hat einen Innendurchmesser Di, der Fall kleiner als der Nenndurchmesser des Innengewindes 11 ist. Dies hat zur Folge, dass eine Gewindestange 5 (siehe 3) wenn sie weit genug in das Innengewinde 11 hineingedreht wird, den Klemmring 13 erreicht und diesen dort elastisch und/oder plastisch verformt. Dadurch entsteht im Klemmring 13 eine Furche und es ergibt sich ein Reibschluss zwischen der Gewindestange und dem Klemmring 13. Dadurch ist ein Verdrehen bzw. Verstellen der Gewindestange 5, relativ zu der Gewindebuchse 1, auch wenn Vibrationen, Erschütterungen oder Temperaturschwankungen auf den Kraftfahrzeugscheinwerfer wirksam verhindert.
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Weil der Klemmring 13 aus einem ausreichend zähen Material besteht, können durch das Gewinde-„Furchen“ in dem Klemmring 13 keine Späne oder sonstiger Abrieb entstehen.
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An dem in 2 oberen Ende des Klemmrings 13 ist eine Fase 15 ausgebildet, so dass die Gewindestange 5 nicht auf einmal aus dem Klemmring 13 austritt. Auch dadurch wird wirksam verhindert, dass sich beim Eindrehen der Gewindestange 5 Partikel von dem Klemmring 13 lösen, die möglicherweise die optisch wirksamen Flächen des Kraftfahrzeugscheinwerfers verschmutzen.
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In der 3 ist die Gewindebuchse 1 mit eingedrehter Gewindestange 5 dargestellt. Aus dieser Darstellung bei der das Innengewinde 11, aber auch das Außengewinde 17 der Gewindestange 5 vereinfacht darstellt sind, wird deutlich, dass der Nenndurchmesser DNenn der Gewindestange 5 größer ist als der Innendurchmesser Di des Klemmrings 13. Dadurch findet die bereits mehrfach erwähnte plastisch/elastische Verformung des Klemmrings 13 statt, wenn die Gewindestange 5 in den Klemmring eingedreht wird. Der daraus resultierende Reibschluss verhindert ein ungewolltes Verdrehen der Gewindestange 5, der relativ zu der Gewindebuchse.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gewindebuchse
- 3
- Befestigungsflansch
- 5
- Gewindestange
- 7
- Kugelkopf
- 9
- Zylindrischer Teil
- 11
- Innengewinde
- 13
- Klemmring
- 15
- Fase
- 17
- Außengewinde
