DE3447020C2 - Patrize zur Herstellung einer Form für einen Rückstrahler und Verfahren zur Herstellung des Rückstrahlers - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Patrize zur Herstellung einer Form für die Herstellung von gekrümmten Rückstrahlern für Fahrzeuge, Straßenfahrzeuge und ein Verfahren zur Herstellung eines gekrümmten Rückstrahlers mit einer derartigen Patrize. Derartige Patrizen sind für die Elektroformung von Formen geeignet, die als Matrize zur Herstellung von Formteilen für die Formgebung von Reflektor-Elementen durch Formpressen einsetzbar sind, wobei diese Elemente eine Vielzahl lichtbrechender Dreiflächner aufweisen.

Derartige Rückstrahler können als selbständige Einheit oder auch als integrierte Teile von Beleuchtungs- oder Signalgabe-Einrichtungen von Kraftfahrzeugen oder anderen Straßenfahrzeugen Verwendung finden.

Diese Rückstrahler können auf einer zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Fläche oder einer Fläche mit sich ändernder oder doppelter Rundung hergestellt werden.

Es kann neuerdings eine Tendenz festgestellt werden, die das Integrieren der Rücklichter neuerer Modelle von Kraftfahrzeugen in die Karosserie und das Anpassen der Rücklichter an die Form und die Profile der Karosserie vorsieht.

Bedingt dadurch und auch angesichts von erhöhten Sicherheitsforderungen ziehen sich die Rücklichter nicht nur über die Rückseite hin, sondern erstrecken sich auch in eine Zone, die sich seitlich zu den Kotflügeln hinzieht und in diese übergeht oder die seitlich in die Karosserie einbezogen ist.

Bei diesen Gegebenheiten kann dann einer solchen Zone zum Beispiel die Funktion eines Rückstrahlers zugeordnet werden, wobei in einer solchen Anordnung zumindest ein Rundungsradius vorgesehen werden muß, der unter Umständen sehr klein ist.

Bisher waren die Rückstrahler Standardelemente, die in die Rückleuchten oder Karosserie derart eingesetzt wurden, daß deren generell ebene Außenflächen senkrecht zur Bezugsachse des Fahrzeugs ausgerichtet waren.

Neuerdings werden die Reflektoren in die Rückleuchten und/oder die Karosserie integriert und sind somit dem Profil derselben anzupassen, wobei auch die Außenfläche mit Bezug auf die Bezugsachse eine Neigung und/oder Rundung aufzuweisen hat.

Diese damit vorgegebene Situation hatte zur Folge, daß die Formen für die Reflektor-Einrichtung anst elle einer durchgehenden Anordnung lichtbrechender Dreiflächner nunmehr aus einzelnen Tafeln bestehen, die mittels Elektroformung hergestellt werden und die so ausgebildet sind, daß sie den Rundungen der Rücklichtleiste angepaßt werden können.

Die verschiedene Neigung der einzelnen Tafeln, die einen derartigen Rückstrahler bilden, sorgt dafür, daß die rückwärts gerichtete Reflexion im damit geformten Artikel in einer Richtung parallel zur Bezugsachse erfolgt.

Aus der US 36 49 153 ist eine Patrize bekannt, mit der ebenfalls eine Form zur Herstellung eines Rückstrahlers dargelegt ist. Die einzelnen Stempelelemente der Patrize weisen hierbei eine keilförmig sich verjüngende Gestalt auf, um so eine gewölbte Reflektorfläche herstellen zu können. Der Keilwinkel muß dabei bei der Herstellung der dritten Tretraederfläche berücksichtigt werden, um zu gewährleisten, daß diese Fläche die beiden übrigen Flächen unter 90° schneidet. An jeder Stelle des gewölbten Rückstrahlers sind die Tetraederachsen dabei senkrecht zur Wölbung orientiert. Hierbei kann aber noch nicht eine besonders hohe Rückstrahleffizienz für ein aus einer Richtung einfallendes Licht erreicht werden.

Aus der US 32 58 840 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Form für die Herstellung von Rückstrahlern bekannt, bei dem Stempelelemente mit hexagonalem Querschnitt zu Patrizenelementen zusammengesetzt werden. Ein Teil der Stempelelemente weist dabei mindestens eine relativ zur Längsachse geneigte Seitenfläche auf. Die Rückstrahleffizienz ist jedoch auch hier nicht besonders hoch anzusetzen.

Bei den wenigen Reflektoren, die, soweit bekannt, in den seitlichen Übergangs-Eckbereichen eines Fahrzeugs angeordnet sind, werden die durch Elektroformung hergestellten Elemente so ausgebildet, daß entweder der hintere Bereich für die Reflektoren bevorzugt wird und der seitliche Bereich lediglich eine ästhetische Funktion erfüllt oder daß der Block in eine Vielzahl von Bereichen mit unterschiedlicher Orientierung in bezug auf die äußeren Inklinationen aufgeteilt wird.

Im letzteren Fall erzeugen jedoch die Verbindungen zwischen den unterschiedlichen Blöcken der einzelnen Bereiche Streifen, die sehr ausgeprägt sind und oft ästhetisch nicht angenehm wirken.

Zudem ist diese Lösung, insbesondere was die Intensität der Rückstrahlung angeht, nur teilweise als gut zu bezeichnen, da nur einige der Dreiflächner jedes einzelnen Bereichs eine nach rückwärts gerichtete Reflexion in einer Richtung parallel zur Bezugsachse ermöglichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Patrize zur Herstellung einer Form für einen gekrümmten Rückstrahler sowie ein Verfahren zur Herstellung eines gekrümmten Rückstrahlers anzugeben, mit der bzw. mit dem ein Rückstrahler mit hoher Rückstrahleffizienz für ein aus einer Richtung einfallendes Licht herstellbar ist.

Das optische Prinzip der nach rückwärts gerichteten Reflexionen in den Dreiflächner-Elementen erfordert, daß der gebrochene Strahl nach seinem ersten Auftreffen auf das transparente Material auf den Dreiflächner trifft, und zwar in einer Richtung, die teilweise einen reflektierenden Lichteffekt erzeugt.

Zur Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß die Patrize mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und das Verfahren nach Anspruch 4 vorgesehen.

Hierbei ist es wesentlich, daß die Patrize aus einer Vielzahl von Stempelelementen mit mehreckigem Querschnitt zusammengesetzt ist, wobei jedes Stempelelement eine Stirnseite und Seitenflächen aufweist und hierbei mindestens eine der Seitenflächen jedes einzelnen Stempelelementes relativ zur Längsrichtung des Stempelelementes geneigt ist. Die Neigungswinkel der Seitenflächen der Stempelelemente variieren derart, daß aus einer vorgegebenen Bezugsrichtung auf den Rückstrahler einfallendes Licht in die Einfallsrichtung zurückreflektiert wird.

Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Rückstrahlers mittels der Matrize ist es wichtig, daß die Vielzahl von Stempelelementen mit den Stirnseiten je nach Krümmung des Rückstrahlers in eine entsprechende Schablone eingeschoben werden, wodurch ein Matrizenblock entsteht und hierbei die Form des Rückstrahlers bestimmt wird.

Wenn der Stempelelementesatz für die Patrize für die anschließende Elektroformung vorbereitet wird, werden die längs nebeneinanderliegenden Stempelelemente automatisch fächerförmig arrangiert, so daß jeder der Dreiflächner in einer Winkelstellung ist, die entsprechend dem Radius der Rundung der Außenfläche des Rückstrahlers progressiv variiert.

Es wird insbesondere der Winkel jedes der keilförmigen Stempelelemente während einer Vorkalkulation durch Teilung des an einem mittleren Abschnitt der Rückstrahlerfläche ermittelten Gesamt-Korrekturwinkels durch die Anzahl der in dem gleichen Abschnitt vorhandenen Stempelelemente bestimmt.

Das Verfahren zur Bearbeitung der Stempelelemente gemäß dieser Erfindung ist sehr einfach und erfordert nur einen Schleif-Arbeitsgang, um das Ausgangsmaterial zum Beispiel rechtwinkligen Querschnitts mit parallel zur Achse des Stempelelements verlaufenden Seitenflächen mindestens auf einer Seitenfläche abzuschrägen, um so zumindest einer Seitenfläche die erforderliche Neigung zu geben.

Mittels einer Patrize mit derartigen Stempelelementen ist es möglich, mit der herzustellenden Rückstrahler-Anordnung ausgezeichnete fotometrische Rückstrahl-Ergebnisse zu erzielen, obwohl die Außenfläche des Rückstrahlers sehr unterschiedlicher Gestalt sein kann.

Es ist von Vorteil, jeden einzelnen Dreiflächner für die rückwärts gerichtete Reflexion einsetzen zu können, auch wenn ein Dreiflächner auf Flächen angeordnet ist, die normalerweise schwierig für diese Reflexion einzusetzen sind. Dies wird mit der vorliegenden Erfindung leicht erreicht.

Die erfindungsgemäße Anordnung des Dreiflächners, insbesondere die Aneinanderreihung derselben mit der jeweiligen unterschiedlichen Neigung der Seitenflächen zur Längsrichtung hat auch den Vorteil, daß Verunreinigungen der Dreiflächner z. B. durch Verschmutzung nicht wesentlich ins Gewicht fallen. Bei Verschmutzungen liegt an diesen Stellen lediglich ein Hindernis für das zurückstrahlende Licht vor, wobei jedoch wegen der Vielzahl der Dreiflächner die Effizienz der Rückstrahlung erhalten bleibt und im übrigen auch ein ästhetisches Aussehen gewahrt wird.

Die vorliegende Erfindung löst auch die Probleme, die auftreten, wenn die Notwendigkeit besteht, eine Rückstrahler- Anordnung an einer kegelstumpfförmigen Fläche oder einer Fläche mit doppelten oder variablen Rundungen anzuordnen.

In einem solchen Fall, und insbesondere bei kegelstumpfförmigen Querschnitten, ist es notwendig, in die verschiedenen Horizontalen (von der breitesten zur engsten) die gleiche Anzahl Stempelelemente einzusetzen.

Nach der Erfindung sind die Lamellen in Betrachtung der Krümmung des Rückstrahlers in unterschiedlicher Anordnung aneinandergereiht, wobei auch die Lamellen je nach Verwendungszweck in einzelnen Abschnitten enger aneinandergereiht mit kleineren Abmessungen vorliegen können.

Die Erfindung sieht hierfür Stempelelemente mit zwei Seitenflächen-Inklinationen vor, die von zwei orthogonalen Ebenen liegen, wobei eine Rückstrahlung zumindest teilweise in die Achse des einfallenden Lichtes vorgesehen ist.

Die erste, auf die horizontale Ebene bezogene Reihe der Inklinationen ergibt die keilförmige Form, die für die Winkelkorrektur in einer Horizontalen benötigt wird.

Bei Flächen mit zweidimensionaler Krümmung bewirkt die zweite Inklination eine Verjüngung der Stempelelemente in einer vertikalen Ebene, wodurch bewirkt wird, daß mit der Aneinanderreihung der Stempelelemente zu einem Satz die Stempelelemente fächerförmig zu liegen kommen und dies auch in einer vertikalen Ebene und in einem engen gegenseitigen Kontakt.

Die Erfindung befaßt sich demzufolge mit Stempelelementen einer Patrize für die Herstellung von Rückstrahlern, wobei die Stempelelemente so ausgebildet sind, daß sie zu der Patrize zusammengesetzt werden können, mit der wiederum ein Formteil für die Herstellung des Rückstrahlers hergestellt wird. Die Stempelelemente können einen rechtwinkeligen, rhomboiden oder sechseckigen Querschnitt oder auch einen anderen polyedrischen Querschnitt haben, wobei diese Stempelelemente dadurch gekennzeichnet sind, daß sie mindestens eine in Längsrichtung sich erstreckende Fläche aufweisen, die in Längsrichtung zumindest teilweise konisch ausläuft.

In den anliegenden Zeichnungsfiguren sind einige Ausführungsformen dieser Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1, 2 und 3 einen Reflektor in verschiedenen Ansichten,

Fig. 4 die Anordnung der Stempelelemente mit unterschiedlich geneigten Seitenflächen,

Fig. 5, 6 und 7 Anwendungsformen in einer vergrößerten Darstellung der Stempelelement-Anordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 8 und 9 Ansichten einer Leuchten-Anordnung mit Flächen, die einen konischen Verlauf aufweisen,

Fig. 10 eine horizontale Schnittansicht der Fig. 8, und

Fig. 11 die Herstellung einer Reihe von Stempelelementen.

Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf Anwendungsformen und Lösungen, die hierin als die Erfindung nichteinschränkende Beispiele aufzufassen sind.

Der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Reflektor 10 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem Rahmen 11 und einem Rückstrahler 12. Die Elemente 11 und 12 sind auf an sich bekannte Weise miteinander verbunden.

Der Rückstrahler 12 weist auf seiner Innenfläche eine Vielzahl von Tetraedern oder Dreiflächnern 13 auf, die hierin lediglich schematisch dargestellt sind und die die elementaren lichtbrechenden Mittel der Reflektor- Einheit bilden.

Die Fig. 3 zeigt die Reflexion der Lichtstrahlen. Der zwischen einer Linie senkrecht zur Oberfläche und der die Lichteinfallsrichtung angebenden Bezugsachse "X" gebildete Winkel entspricht dem Anstellwinkel "I", in welchem der Lichtstrahl auf die Oberfläche des Reflektors auftritt.

Wie daraus ersehen werden kann, verändert sich ein solcher Winkel progressiv von "i1" zu "i2" in den verschiedenen Bereichen des Reflektors 10.

Um nun, wie bereits erwähnt, die reflektierten Strahlen parallel zur Bezugsachse "X" auszurichten, muß der in das Rückstrahlmaterial eintretende Lichtstrahl auf einen Dreiflächner 13 zumindest auf eine Fläche derselben auftreffen, folglich muß das den Dreiflächner 13 erzeugende Stempelelement 14 (der Urform) nach dem Winkel "β"=i-τ ausgerichtet werden.

Da der Anstellwinkel progressiv von "i1" nach "i2" variiert, ergibt sich, daß sich der Winkel der Stempelelemente ebenfalls, folglich von β1, errechnet für "i1", zu β2, errechnet für "i2" verändern muß.

Um dies nun gemäß der Erfindung automatisch zu bewirken, werden die Stempelelemente bei der Herstellung so bearbeitet, daß sie eine keilförmige Form erhalten, wobei mindestens eine Seitenfläche in Längsrichtung in einem auf die Achse der Lamelle 14 bezogenen Winkel ausgeführt wird. Der Winkel δ errechnet sich aus:

worin "n" die Anzahl der Stempelelemente 14 ist, die für den horizontalen Sektor in Betracht gezogen werden (Fig. 3).

Wie aus der eine vergrößerte Einzelheit der Fig. 3 darstellenden Fig. 4 ersichtlich ist, sind die Stempelelemente 14 so miteinander verbunden, daß sie auf einer Schablone gegeneinander verschoben werden können, wobei diese Schablone der Vorbereitung einer Gruppe oder Reihe von Stempelelementen 14 für die nachfolgende Elektroformung dient.

Es ist auch möglich, die keilförmige Form eines Stempelelements 14 durch Bearbeitung von zum Beispiel nur einer Seitenfläche zu erzielen, wodurch die Bearbeitung vereinfacht wird, und die Kosten reduziert werden. Die Bearbeitung kann sich selbstverständlich auf mehr als eine Seitenfläche des Stempelelements 14 erstrecken.

Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen die Stempelelemente 14 in drei Anordnungen, wobei diese Anordnung den Bereichen C, D und E des Reflektors 10 entsprechen.

Die jeweils benachbarten Stempelelemente in diesem Ausführungsbeispiel sind zueinander um 180° versetzt oder verdreht aneinanderliegend. Hiermit wird die korrekte Anordnung des elementaren Dreiflächners 13 im fertiggestellten Rückstrahler 12 erreicht.

Die Stempelelemente 14 können jedoch auch, sofern es die Geometrie des Endproduktes erfordert, in gleicher Orientierung aneinandergereiht sein.

Das Produkt in Form eines Rückstrahlers 12 am Ende des Herstellungs-Verfahrens (d. h. nach Herstellung des durch Elektroformung erstellten Patrizen-Blocks, der damit hergestellten Form, und des mit dieser Form hergestellten Rückstrahlers 12) weist dann Dreiflächner 13 auf, die denen der stirnseitigen Enden der Stempelelemente 14 entsprechen.

Das Endprodukt in Form des Rückstrahlers 12, welches seine Form in einem Formenteil erhält, dessen Form wiederum von einem durch Elektroformung hergestellten Patrizenblock übertragen wird, ist in den Fig. 4, 5, 6 und 7 durch schraffierte Flächen dargestellt.

Die Fig. 8 und 9 zeigen eine Leuchten- oder Lichtleisten- Anordnung 16 mit einer Oberfläche, die im wesentlichen ähnlich einem kegelstumpfförmigen Gebilde geformt ist oder die Oberfläche weist konische Seitenbereiche auf.

Die Überlegungen bezüglich einer solchen Oberfläche sind auch für Oberflächen anwendbar, die ähnlich einem abgestumpften Kegel ausgebildet sein können.

Die Leuchten- oder Lichtleisten-Anordnung 16 schließt einen gemäß dieser Erfindung geformten und gestalteten Reflektor 10 ein.

Die einzelnen Kammern 17 sind in dieser Figur ebenfalls dargestellt, sie nehmen die für die verschiedenen Funktionen vorgesehenen Lampen 18 auf.

Die Fig. 10 zeigt den Rückstrahler 12 zwischen den Linien 19 und 20 der Fig. 8. Die Rundung des Rückstrahlers 12 in der horizontalen Ebene ist daraus ersichtlich.

In bezug auf die im wesentlichen konische Form der Leuchten- oder Lichtleisten-Anordnung 16 variiert eine solche Rundung entlang der Höhe "H" des Rückstrahlers 12.

Wenn nun hier ein ästhetisches Aussehen angestrebt wird, wobei die durch den Dreiflächner 13 des Rückstrahlers der Leuchten- oder Lichtleisten-Anordnung 16 geformten Linien auf die vertikalen, durch die kegelstumpfförmige Oberfläche des Rückstrahlers selbst erzeugten Linien ausgerichtet werden sollen, ergibt sich die Notwendigkeit, die Anordnung der Stempelelemente 14 derart vorzusehen, da bei seitlichen konischen Flächen in den horizontalen Bereichen in Aneinanderreihung in einer Reihe mehr Lamellen angeordnet sind als in der anderen bzw. daß je nach dem Verlauf der konischen Seitenflächen bei einer gleichen Anzahl von Lamellen diese in einer Reihe zusammengedrängt kleinere Abmessungen aufweisen als in einer anderen Reihe. Hierbei ergibt sich nach Fig. 8 ein Gebilde mit konischen Seitenflächen und horizontalen Reihen 19, 20.

Dies bedeutet, daß bei der Herstellung der für die Patrize benötigten Stempelelemente diese in unterschiedlicher Stärke bzw. seitlicher Ausdehnung vorliegen.

Eine solche Reduzierung wird analytisch ermittelt und kann in der Praxis durch einen Schleif-Vorgang an der gesamten vertikalen Reihe der Stempelelemente vorgenommen werden, wie dies in der Fig. 11 dargestellt ist.

In diesem Fall ist es neben der Festlegung der Inklination der zu schleifenden Fläche in einem für die Rundung der Außenfläche erforderlichen Winkel δ notwendig, eine zweite Inklination in einer Ebene im rechten Winkel zur ersten Inklination vorzusehen, die mit einem Winkel ω dem Zweck dient, die Stärke bzw. die seitliche Ausdehnung der Stempelelemente von S1 zu S2 zu reduzieren.

Auf diese Weise wird ermöglicht, die divergierenden Linien der kegelstumpfförmigen Oberfläche zu erlangen.

Claims (4)

1. Patrize zur Herstellung einer Form, die dazu dient, einen Rückstrahler mit einer mit mindestens einem Krümmungsradius gekrümmten Rückstrahlerfläche herzustellen, bei dem auf der Rückstrahlerfläche eine Vielzahl von tetraedrischen Retroreflektorelementen angeordnet ist, wobei

• a) die Patrize aus einer Vielzahl von Stempelelementen mit mehreckigem Querschnitt zusammengesetzt ist, von denen jedes eine die Form eines einzelnen mit dem jeweiligen Stempelelement herzustellenden Retroreflektorelements aufweisende Stirnseite und mehrere Seitenflächen aufweist, wobei die zu der Patrize zusammengesetzten Stempelelemente entlang ihrer einander berührenden Seitenflächen gegeneinander verschiebbar sind,
• b) mindestens eine der Seitenflächen jedes einzelnen Stempelelements relativ zur Längsrichtung des Stempelelements geneigt ist, wobei der Neigungswinkel der Seitenfläche in Abhängigkeit von dem mittleren Krümmungsradius der herzustellenden Rückstrahlerfläche in der Umgebung des mit dem jeweiligen Stempelelement zu erzeugenden tetraedrischen Retroreflektorelements derart variiert, daß die Vielzahl der Retroreflektorelemente des herzustellenden Rückstrahlers aus einer vorgegebenen Bezugsrichtung auf den Rückstrahler einfallendes Licht in die Einfallsrichtung zurückreflektiert.

2. Patrize nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei aneinander angrenzende Seitenflächen jedes der Stempelelemente relativ zur Längsachse des Stempelelements geneigt sind.

3. Patrize nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei einander gegenüberliegende Seitenflächen jedes der Stempelelemente relativ zur Längsachse des Stempelelementes geneigt sind.

4. Verfahren zur Herstellung eines Rückstrahlers mit einer mit mindestens einem Krümmungsradius gekrümmten Rückstrahlerfläche, bei dem die auf der gekrümmten Rückstrahlerfläche angeordneten tetraederförmigen Retroreflektorelemente abhängig vom Krümmungsradius jeweils einzeln so orientiert sind, daß sie aus einer vorgegebenen Bezugsrichtung einfallendes Licht in die Einfalllsrichtung zurückreflektieren, mit folgenden Schritten:

• - Zusammensetzen einer Patrize aus einer Vielzahl von Stempelelementen mit den unter a) und b) im Anspruch 1 genannten Merkmalen, wobei die Stirnseiten der gegeneinander verschieblichen Stempelelemente gegen eine die Krümmung des herzustellenden Rückstrahlers bestimmende Schablone verschoben werden,
• - Herstellen eines Patrizenblocks mit den derart zusammengesetzten Stempelelementen,
• - Herstellen einer Form mit dem Patrizenblock und
• - Herstellen eines Rückstrahlers mit der derart hergestellten Form.