DE3911443C2 - Optische Leuchtenabdeckung mit Fresnel-Prismen, deren Verwendung sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Leuchtenabdeckung mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, deren Verwendung sowie ein Verfahren der optischen Leuchtenabdeckung.

Für Kraftfahrzeugleuchten sind Leuchtenabdeckungen mit einem konzentrischen, zentralen Fresnellinsenbereich bekannt. Die Herstellung von Fresnellinsenbereichen bereitet allerdings bei gekrümmten Leuchtenabdeckungen Schwierigkeiten.

Aus der DE-OS 30 29 519 ist eine Fresnel-Linse bekannt, die eine bestimmte zur Verwendung als Fokussionslinse für Sonnenstrahlen geeignete Fresnelstruktur aufweist und unempfindlich gegen Deformationen oder Fabrikationsfehler industrieller Herstellung ist. Eine solche, für Sonnenkollektoren vorgesehene, großflächige Fresnellinse eignet sich allerdings nicht für Fahrzeugleuchten mit mehrachsig gekrümmter Leuchtenabdeckung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Leuchtenabdeckung, insbesondere zur Verwendung für Fahrzeugleuchten anzugeben, die einen krummlinig begrenzten Fresnel-Linsenbereich aufweist, und durch die es in vorteilhafter Weise möglich ist, von einer punktförmigen Lichtquelle ausgehende Lichtstrahlen nach Durchgang durch die optische Leuchtenabdeckung im wesentlichen parallel abzustrahlen, sowie ein Verfahren zur Herstellung der optischen Leuchtenabdeckung anzugeben.

Die obige Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Anzahl von Teilungsradiallinien, die strahlenförmig vom Zentrum der Teilungsgrundlinien ausgehen, zur Bildung von Bogensegmenten vorgesehen ist, und in jedem Bogensegment ein Fresnel-Prisma gebildet ist.

Im Hinblick auf das Herstellungsverfahren wird die vorgenannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Fresnel-Grundmuster, bestehend aus konzentrisch ausgebildeten Teilungsgrundlinien und radial strahlenförmig vom Zentrum der Teilungsgrundlinien ausgehenden Teilungsradiallinien von einer Musterplatte orthogonal auf ein als optische Leuchtenabdeckung dienendes Abdeckungsteil projiziert, auf dieser dauerhaft abgebildet und anschließend das Abdeckungsteil spanend bearbeitet wird, derart, daß in durch die Teilungsradiallinien angegrenzten Bogensegmenten Fresnel-Prismen herausgearbeitet werden.

Vorzugsweise weisen die Teilungsgrundlinien eine elliptische Konfiguration auf und werden durch die Teilungsradiallinien die Bogensegmente mit den Fresnel-Prismen gebildet, deren Winkelgestalt durch einen Schneidvorgang herausgearbeitet wird, derart, daß der Scheitelwinkel ebenso wie die geneigten Oberflächen der Fresnel-Prismen so bestimmt sind, daß sie innerhalb eines Bogensegments veränderlich sind und daß Licht, das vom Brennpunkt von der Rückseite der Leuchtenabdeckung her auf die jeweiligen Fresnel-Prismen fällt, durch die jeweiligen Streuprismen oder Reflexionsprismen hindurchgehen kann, um so im wesentlichen parallele Ausgangsstrahlen zu bilden. Die Fresnel-Prismen von winkelförmiger Gestalt sind kontinuierlich entlang der vorzugsweise elliptischen Teilungsgrundlinien nebeneinander angeordnet.

Bei einer derartigen Leuchtenabdeckung sind die Fresnel-Prismen nebeneinander entlang der vorzugsweise elliptischen Teilungsgrundlinien auf einer Linsenoberfläche angeordnet, die in die Bogensegmente mit den Fresnel-Prismen unterteilt ist. Daher können in bezug auf die Vorderseite der Leuchtenabdeckung kontinuierliche, vorzugsweise elliptische Fresnel-Streifen erhalten werden und bei einer Leuchtenabdeckung, die einen Fresnel-Linsenabschnitt und einen Prismenabschnitt aufweist, können die geformten Muster der beiden bearbeiteten Abschnitte in einer kontinuierlichen Gestaltung von vorzugsweise elliptischen Streifen ausgebildet werden.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den übrigen Unteransprüchen dargelegt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und 2 eine Musterplatte mit Fresnel-Grundmuster sowie eine optische Leuchtenabdeckung mit Fresnel-Linsenbereich für Fahrzeugleuchten und die Detaildarstellung der Geometrie des Fresnel-Linsenbereiches und des Strahlenverlaufes des Lichtes,

Fig. 3 eine vergrößerte vordere Seitenansicht eines Abschnittes des Fresnel-Linsenbereiches nach einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines Bogensegmentes des Abschnittes des Fresnel-Linsenbereichs nach Fig. 3,

Fig. 5 eine vergrößerte vordere Seitenansicht eines Abschnittes des Fresnel-Linsenbereiches nach einem anderen Ausführungsbeispiel,

Fig. 6 eine vergrößerte, perspektivische Darstellung eines Bogensegmentes des Abschnittes des Fresnel-Linsenbereiches nach Fig. 5,

Fig. 7 (a) eine Darstellung einer optischen Leuchtenabdeckung nach einem weiteren Ausführungsbeisipiel,

Fig. 7 (b) einen Querschnitt durch die optische Leuchtenabdeckung gemäß Fig. 7 (a) mit Detaildarstellung ihrer Geometrie,

Fig. 8 (a) eine Darstellung einer optischen Leuchtenabdeckung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 (b) einen Querschnitt durch die optische Leuchtenabdeckung gemäß Fig. 8 (a) mit Detaildarstellung ihrer Geometrie,

Fig. 9 eine vordere Ansicht einer bekannten Fahrzeugleuchten- Abdeckung mit Fresnel-Linsenbereich aufgebaut aus konzentrischen Kreisen,

Fig. 10 einen Querschnitt durch einen Abschnitt einer Form, die zur Herstellung der Fahrzeugleuchtenabdeckung nach Fig. 9 verwendet wird,

Fig. 11 (a) eine Darstellung der herkömmlichen Fresnel-Linse mit ebenem Grundkörper,

Fig. 11 (b) eine Darstellung einer herkömmlichen Fresnel-Linse mit sphärisch gekrümmtem Grundkörper,

Fig. 12 eine perspektivische Teildarstellung zur Geometrie einer Fresnel-Linse in herkömmlicher Bauart,

Fig. 13 eine Vorderansicht eines Abschnittes einer optischen Leuchtenabdeckung für eine Fahrzeugleuchte bzw. Linse mit einem Fresnel-Linsenbereich,

Fig. 14 eine Darstellung zur Illustrierung eines Schneidprozesses, der durch eine Mehrachsen-Fräsmaschine ausgeführt wird,

Fig. 15 eine Darstellung zur Illustrierung der Wechselwirkung zwischen einer Stufe im Fresnel-Prisma und einem Schneidwerkzeug bzw. Fräser und

Fig. 16 eine Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles mit kontinuierlichem Übergang zwischen den Fresnel-Prismen.

In herkömmlicher Weise haben Fresnel-Linsenbereiche, die Streuprismen (Refraktionsprismen) und Reflexionsprismen bilden und auf einer Glasplatte oder optischen Leuchtenabdeckplatte (nachfolgend als Linsengrundkörper bezeichnet) einer Fresnel-Linse ausgebildet sind, im allgemeinen eine Frontform, die durch eine Reihe von konzentrischen Kreisen gebildet wird, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist. Linsengrundkörper von gekrümmter Form sind ebenfalls bekanntgeworden, im allgemeinen in der Form von sphärisch gekrümmten Oberflächen bzw. Kugelflächen. In jedem Fall, wo der Linsengrundkörper ein flacher Grundkörper oder ein sphärisch gekrümmter, kugelförmiger Grundkörper mit einem Krümmungsradius ist, fällt die Drehachse CL, die sich rechtwinklig zur Oberfläche erstreckt, mit der optischen Achse L zusammen (vgl. Fig. 11 (a) und 11 (b). Somit sind Linsengrundkörper auf Formen begrenzt gewesen, die aus einem in bezug auf eine Drehachse orientierten Rotationskörper bestehen. Bei solch einem Aufbau kann die Lichtverteilung jedes Fresnel-Linsenbereiches leicht durch eine zweidimensionale Gestaltung in radialer Richtung erreicht werden und die Herstellung bzw. Verarbeitung und der Gieß- oder Formgebungsvorgang der optischen Leuchtenabdeckung aus Kunststoff kann leicht ausgeführt werden. In dem Fall, indem die optische Achse L in bezug auf den Grundkörper (unterbrochene Linie in Fig. 11) geneigt werden soll, kann andererseits die Drehachse CL nicht für die Gestaltung der Lichtverteilung bzw. des Lichtverteilungsmusters verwendet werden, so daß eine einfache, zweidimensionale Gestaltung nicht verwendet werden kann.

Um den Luftwiderstand der Außenhaut der Fahrzeugkarosserien zu vermindern, sind überdies in den letzten Jahren zunehmend Linsen bzw. Leuchtenabdeckungen für die Rückleuchten von Kraftfahrzeugen oder für andere Fahrzeugbeleuchtungen verwendet werden, die eine enge rechteckige Außenform aufweisen. Außerdem ist der Wunsch oder die Forderung nach Linsen bzw. Gläsern oder Leuchtenabdeckungen entstanden, die durch eine quadratische Fläche mit in zwei Richtungen unterschiedlichem Krümmungsradius begrenzt bzw. versehen sind, das heißt die keine Drehachse oder Symmetrieachse aufweisen. Daher wird herkömmlicher Weise bei der Kunststofformteilherstellung einer rechteckigen Linse für eine Fahrzeugleuchtenabdeckung ein Kern 53 zur Ausbildung eines flachen Fresnel-Linsenabschnittes 50 in eine Form 52 eingesetzt, um einen gitterförmigen Prismenabschnitt 51 auszubilden. Für den letzteren wurden gitterförmige Fresnel-Linsenbereiche (winkellinear-übertragende Bereiche) verwendet, wie dies in Fig. 12 dargestellt ist. Bei solch einem Aufbau wird dennoch die Anzahl der Herstellungsschritte erhöht, was direkt zu erhöhten Kosten führt. Somit ist eine derartige Gestaltung aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten nicht wünschenswert. Außerdem ist bei Fahrzeugleuchtenabdeckungen bzw. Linsen dieser Art im allgemeinen das Formgebungsmuster des Fresnel-Linsenabschnittes 50 unterschiedlich von demjenigen des Prismenabschnittes 51, so daß ein diskontinuierliches Muster entsteht. Daher ist die Gestaltung des Musters begrenzt, und die Form hat wegen der Verwendung des Kernes schlechte Abkühlungskennwerte, was zu vermehrt fehlerhaften Formlippen bzw. Formteilen führt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, wird eine flache Musterplatte 2, in die ein Fresnel-Prisma 3 eingraviert ist, verwendet, um auf einer z. B. quadratischen Oberfläche ein Grund-Fresnel-Linsenmuster auszubilden. Das Fresnel-Linsenmuster auf der Musterplatte 2 wird durch einen Drehkörper gebildet, der eine Drehachse besitzt, die rechtwinkelig zur Oberfläche verläuft und mit der optischen Achse L der Leuchtenabdeckung 4 zusammenfällt. Unter Verwendung dieser flachen Musterplatte 2 wird das Fresnel-Prisma 3 orthographisch auf eine Leuchtenabdeckung 4 einer Fahrzeugleuchte mit quadratischer Oberfläche derart projiziert, daß die optische Achse L übereinstimmend beibehalten wird. Das Fresnel-Prisma 3 wird hier aus konzentrischen elliptischen Teilungsgrundlinien C1, C2 . . . von geeigneter Teilung gebildet, mit einem Zentrum O, das in der optischen Achse L der flachen Musterplatte 2 liegt und mit einer Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Teilungsradiallinien R1, R2. Die orthographischen Projektionen dieser Linien auf der Oberfläche der Leuchtenabdeckung 4 sind durch die Bezugszeichen C und R (C1, C2 . . ., R1, R2 etc.) bezeichnet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind Fresnel-Linsenbereiche 5 in solcher Weise ausgebildet, daß, in bezug auf eine Anzahl von Bogensegmenten 1, abgegrenzt durch die konzentrischen elliptischen Teilungsgrundlinien C1, C2 . . . und die Teilungsradiallinien R1, R2 . . ., die durch das vorerwähnte Zentrum O verlaufen, Lichtstrahlen, die von dem Fokus bzw. der Quelle an der Rückseite der Leuchtenabdeckung 4 übertragen werden und durch die jeweiligen Brechungs- bzw. Refraktionsprismen oder Reflexionsprismen hindurchgehen, im wesentlichen parallele Strahlen bilden.

Wenn die Leuchtenabdeckung 4 flach ist, ist das orthographisch projizierte Muster auf der Leuchtenabdeckung 4 das gleiche wie das Muster auf der flachen Musterplatte 2, gebildet durch die elliptischen Teilungsgrundlinien C und die Teilungsradiallinien R. Im Rahmen der vorliegenden Ausführungsbeispiele ist jedoch die Leuchtenabdeckung 4 typischerweise quadratisch und weist eine quadratische Oberfläche mit in zwei Richtungen unterschiedlichem Krümmungsradius auf.

Fig. 2 zeigt in überlagerter Weise die Querschnitte der radial benachbarten Abschnitte der Leuchtenabdeckung 4 an den orthographisch projizierten Teilungsradiallinien R1 und R2. Teile des Querschnittes durch die Leuchtenabdeckung 4 entlang der Teilungsradiallinien R1 sind durch die Beifügung des Indizes "1" gekennzeichnet, während Elemente im Querschnitt entlang der Teilungsradiallinie R2 benachbart zur Teilungsradiallinie R1 durch das Indize "2" bezeichnet sind. Die Leuchtenabdeckung 4 ist ebenfalls durch die Bezugszeichen 41 und 42 bezeichnet.

Die in Umfangsrichtung benachbarten Fresnel-Linsenbereiche 5 zwischen den konzentrischen elliptischen Teilungsgrundlinien C1 und C2 werden nunmehr unter Bezugnahme auf die Fig. 2, 3 und 4 erläutert, wobei Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des Fresnel-Linsenbereiches 5 ist, dessen Enden in Fig. 3 dargestellt sind. In bezug auf jedes Bogensegment 1 sind die Neigungswinkel α1 und α2 (Winkel des Streu- bzw. Refraktionsprismas) der gegenüberliegenden Enden der inneren Brechungs-Neigungsfläche 6 und die Neigungswinkel β1 und β2 (Winkel des Reflektionsprisma) der gegenüberliegenden Enden der äußeren Reflexions-Neigungsfläche 7 so gestaltet, daß sie spitzwinklige Scheitelwinkel γ1 und γ2 an den gegenüberliegenden Enden bilden, so daß die jeweils ein Streuprisma (Refraktionsprisma) und ein Reflexionsprisma bilden, die Lichtstrahlen l1 und l2, die vom Fokus F auf der optischen Achse L der Leuchtenabdeckung 4 ausgehen und durch die gegenüberliegenden Enden hindurchgehen, in jeweils ausgehenden Lichtstrahlen l′1 und l′2 umwandeln, die parallel zur optischen Achse L verlaufen.

Bei der Gestaltung der Fresnel-Linsenbereiche 5 können richtige Linsenbereiche lediglich durch Berücksichtigung der Brechung/ Reflexion der Strahlen an der quadratischen Oberfläche ausgebildet werden, unter Verwendung z. B. der radialen Querschnitte gemäß Fig. 2. Daher können selbst dann, wenn die optische Achse L relativ zur Oberfäche der Leuchtenabdeckung 4 geneigt verläuft, konzentrische Fresnel-Streifen auf der Vorder- oder Frontfläche der Leuchtenabdeckung 4 mit verhältnismäßig einfacher Gestaltung ausgebildet werden.

Bezüglich der orthographischen Projektionen werden die Neigungswinkel α1, α2, β1 und β2 erfaßt, und daher werden die spitzwinkeligen Scheitelwinkel γ1 und γ2 durch die folgenden Gleichungen repräsentiert:

γ1 = α1 + β1
γ2 = α2 + β2

Daher wird der Neigungswinkel des Fresnel-Linsenbereiches 5 an einem beliebigen gegebenen Punkt gemäß der graduellen, allmählichen Veränderung (α1-α2) und (β1-β2) entlang des Fresnel-Linsenbereiches 5 bestimmt. In Übereinstimmung mit diesen Veränderungen wird der Winkel eines Schneidwerkzeuges, z. B. eines Fräsers einer Fräsmaschine verändert oder die Schneidlage jeweils während des Schneidvorganges und der Schneidherstellung jedes Fresnel-Linsenbereiches 5 in dem betreffenden Bogensegment 1 verändert, um den Fresnel-Linsenbereich 5 auszubilden. Die so ausgebildete Fresnel-Linsenbereiche 5 sind kontinuierlich abfolgend nebeneinander entlang der elliptischen Teilungsgrundlinie C angeordnet, so daß die benachbarten Linsenbereiche insgesamt elliptische Fresnel-"Streifen" bilden.

Da die Fahrzeugleuchtenabdeckung mit der Fresnel-Linse nach dem Ausführungsbeispiel den vorerwähnten Aufbau besitzt, sind die Fresnel- Linsenbereiche 5, die in den Bogensegmenten 1 ausgebildet sind, in nebeneinanderliegender Beziehung entlang jeder elliptischen Teilungsgrundlinie C auf der Oberfläche der Leuchtenabdeckung 4 ausgebildet. Daher können in bezug auf die Front- oder Vorderseite der Leuchtenabdeckung 4 elliptische Fresnel-Streifen erhalten werden. Bei einer Fahrzeugleuchte mit einer derartigen Leuchtenabdeckung, die einen Fresnel-Linsenabschnitt und einen Prismenabschnitt aufweist, kann durch Formgebung der zwei bearbeiteten Abschnitte in einem kontinuierlichen elliptischen Streifendesign in eine kontinuierliche elliptische Streifengestaltung erreicht werden.

Außerdem können die Fresnel-Linsenbereiche 5 vom dreidimensionalen Aufbau leicht in einem Linsenformteil ausgebildet oder eingeschnitten werden, und zwar durch eine Fräsmaschine, selbst dann, wenn die Leuchtenabdeckung 4 so gekrümmt ist, daß sie in unterschiedlichen Richtungen unterschiedliche Krümmungsradien aufweist, und daher können die Herstellungskosten für die Fahrzeugleuchtenabdeckung vermindert werden.

Die Fig. 5 und 6 zeigen Fresnel-Linsenbereiche 5 von anderem Aufbau. Wie vorher und wie in Fig. 13 dargestellt, werden konzentrische Teilungsgrundlinien C auf einer Leuchtenabdeckung 4 aufgebracht, aufgezeichnet, eingeritzt etc., die entlang der Teilungsradiallinien R1 bzw. R2 jeweils unterschiedliche Krümmungsradien aufweisen.

Die konzentrischen Teilungsgrundlinien C können in bezug auf das Zentrum O der Leuchtenabdeckung 4 mit gleicher Teilung beabstandet sein. Eine Anzahl von Bogensegmenten 1 ist durch die Teilungsgrundlinien C und einer Anzahl von Teilungsradiallinien R abgetrennt, die durch das Zentrum O hindurch verlaufen und die Teilungsgrundlinien C in Umfangsrichtung schneiden bzw. unterteilen.

Wenn ein Fresnel-Linsenbereich 5 an jedem Bogensegment 1 ausgebildet ist, wird zuerst der Neigungswinkel α der inneren Brechungs- Neigungsfläche 6 und der Neigungswinkel β der äußeren Reflexions- Neigungsfläche 7 so festgelegt, daß der spitzwinklige Scheitelwinkel γ des Fresnel-Linsenbereiches 5 so bestimmt wird, daß ein Streuprisma (Refraktionsprisma) und ein Reflexionsprisma gebildet werden, die wirksam sind, um einen Lichtstrahl l1, ausgesandt von dem Fokus F, der auf der optischen Achse L der Leuchtenabdeckung 4 liegt und durch einen zentralen Mittelabschnitt des Fresnel- Linsenbereiches 5 hindurchgeht, in einem abgestrahlten Lichtstrahl l2 umzuwandeln, der in einer radialen Querschnittsebene SR (Fig. 7 (a) und 7 (b) parallel zur optischen Achse L verläuft.

Während dieser spitzwinklige Scheitelwinkel γ beibehalten wird, werden anschließend (wie in den Fig. 8 (a) und 8 (b) dargestellt) die Scheitellinien 8 um einen Neigungswinkel R relativ zur Leuchtenabdeckung 4 geneigt, derart, daß der übertragene Lichtstrahl l2 parallel zur optischen Achse L in einer Ebene SC, tangential zur Teilungsgrundlinie C verläuft. Die Teilungsgrundlinie C ist in diesem Ausführungsbeispiel typischerweise elliptisch, ist jedoch nicht auf eine elliptische Form begrenzt.

In diesem Ausführungsbeispiel ist ein sichelförmiger Flachabschnitt 10 zwischen der äußeren Fußlinie 9 am Fuß der äußeren Reflexions- Neigungsfläche 7 und der Teilungsgrundlinie C2 ausgebildet.

Die obigen Neigungswinkel α und β werden wieder relativ zu einer orthographischen Projektion erfaßt, und daher wird der spitzwinklige Scheitelwinkel γ durch die folgende Gleichung repräsentiert:

γ = α + β

α, β und γ werden festgehalten, und der Schneidvorgang kann dann mit einer Dreiachsen-Fräsmaschine ausgeführt werden.

Die so ausgebildeten Fresnel-Linsenbereiche 5 werden in nebeneinanderliegender Anordnung entlang jeder Teilungsgrundlinie C ausgebildet, so daß diese Linsenbereiche in ihrer Gesamtheit Fresnel-Streifen bilden.

Bei der Fresnel-Linse, die die vorerwähnte Fahrzeugleuchtenabdeckung bildet, werden die Fresnel-Linsenbereiche 5 in den Bogensegmenten 1 entlang jeder Teilungsgrundlinie C nebeneinanderliegend ausgebildet. Durch diese Anordnung kann die Höhe jedes Fresnel- Prismas 3 durch Verringerung der Teilung P der Teilungsgrundlinien C vermindert werden (P=0,3-1,5 mm).

Da außerdem die Fresnel-Linsenbereiche 5 in einer örtlich diskontinuierlichen bzw. unterbrochenen Weise ausgebildet sind, kann jeder der radial und in Umfangsrichtung unterteilten Bogensegmente 1 auf der Leuchtenabdeckung 4 einer getrennten zweidimensionalen Gestaltung unterworfen sein, das heißt in Richtung des Durchganges des Lichtstrahles 1 quer zum Fresnel-Linsenbereich 5 und in Richtung des Durchganges des Lichtstrahles 1 in tangentialer Richtung, um hierdurch ein zweidimensionales Fresnel-Prisma 3 zu bilden, wodurch die Brechnung des Lichtstrahles 1 leicht gesteuert werden kann.

Nachfolgend wird der Aufbau bzw. die Herstellung und Ausbildung der Fresnel-Linsenbereiche 5, die in den vorerwähnten Bogensegmenten 1 ausgebildet werden, erläutert.

Wie in Fig. 14 gezeigt ist, werden die kreisbogenförmigen Bogensegmente 1 abfolgend durch eine Mehrachsen-Fräsmaschine (z. B. eine Dreiachsen-Fräsmaschine) spanend bearbeitet bzw. einer Schneidbearbeitung unterzogen, um die jeweiligen Fresnel-Prismen 3 auszubilden. Ein Schneidwerkzeug bzw. Fräser B wird in drei Dimensionen in einer Art Abtastung (Scanning), das heißt in einer Anzahl von Bearbeitungswegen für jeden Linsenbereich, wobei diese Bearbeitungswege durch eine feine radiale Teilung voneinander beabstandet sind, in Übereinstimmung mit der Gestaltung des Fresnel-Prismas 3 bewegt, um das Bogensegment 1 abgegrenzt durch die Teilungsgrundlinien C1 und C2 und die Teilungsradiallinien R1 und R2, schneidzubearbeiten bzw. zu fräsen, um das Fresnel-Prisma 3 derart auszubilden, das der gewünschte Neigungswinkel α der inneren Brechnungs-Neigungsfläche 6 und der Neigungswinkel β der äußeren Reflexions-Neigungsfläche 7 erhalten werden kann. Die Bogensegmente 1 werden abfolgend durch diesen Abtast-Schneidvorgang eine nach der anderen gefräst, das heißt, nachdem das eine Bogensegment 1 gefräst ist, wird ein weiteres benachbartes Bogensegment 1 gefräst (wie dies allgemein in Fig. 14 angedeutet ist), und im wesentlichen kontinuierlich in Umfangsrichtung sich als Ganzes erstreckende Fresnel-Streifen werden auf diese Weise erzeugt.

In diesem Fall, in dem eine Mehrachsen-Fräsmaschine verwendet wird, die in der Lage ist, die Achsen des Schneidwerkzeuges bzw. Fräsers B relativ zu neigen, wie dies durch einen Pfeil in Fig. 15 angedeutet ist (z. B. eine Fünfachsen-Fräsmaschine verwendet wird), kann der Fresnel-Linsenbereich 5 derart ausgebildet werden, daß die geneigte Oberfläche des Schneidwerkzeuges bzw. Fräsers B entweder die Kontur der inneren Brechnungs-Neigungsfläche 6 oder der äußeren Reflexions-Neigungsfläche 7 des Fresnel-Linsenbereiches 5 schneidet bzw. fräst und nachfolgend benachbarte Flächen fräst, indem die Achse des Fräsers B relativ bewegt wird. Dieses Verfahren hat Vorteile insofern, als die Anzahl der Bearbeitungsdurchgänge bzw. Fräswege vermindert werden kann.

Bei der vorliegenden Gestaltung können die sichelförmigen Flachabschnitte 10 und Diskontinuitäten an den Enden der Linsenbereiche einige Aberrationseffekte verursachen, die nicht wünschenswert sind. Um diesem Problem zu begegnen, kann die Anzahl der Teilungsradiallinien R auf die mögliche Obergrenze erhöht werden, die noch ein Eingravieren erlaubt, um hierdurch die Bogensegmente 1 fein oder sehr klein auszubilden, und zwar in einem solchen Maße, daß praktisch gesehen der sichelförmige Flachabschnitt 10 beseitigt wird, und die Linien und Flächen der in Umfangsrichtung benachbarten Fresnel-Linsenbereiche 5 können mäanderförmig kontinuierlich bzw. mäanderförmig miteinander verbunden ausgeführt werden, so daß die in Umfangsrichtung benachbarten Fresnel-Linsenbereiche 5 glatt kontinuierlich in einer mäanderförmigen oder wellenförmigen Weise angeordnet und ausgebildet miteinander verbunen sind, wie dies in Fig. 16 dargestellt ist.

Bei der Herstellung dieses dreidimensionalen Fresnel-Prismas 3 ändert sich der Neigungswinkel α der inneren Brechungs-Neigungsfläche 6 und der Neigungswinkel β der äußeren Reflexions-Neigungsfläche 7 des Fresnel-Linsenbereiches 5 in jedem kreisbogenförmigen Bogensegment 1 von Linsenbereich zu Linsenbereich, und daher können die Fresnel-Linsenbereiche 5 effizienter hergestellt werden, indem das Werkzeug einer Fünfachsen-Fräsmaschine gesteuert wird, derart, daß es sich in Übereinstimmung mit den Gestaltungswerten in Umfangsrichtung und Abtasten entlang der Oberfläche bewegt. Somit kann das Schneiden bzw. Fräsen jeder Oberfläche durch Anwenden eines oder mehrerer (typischerweise mehrerer) kontinuierliche Umfangswege bzw. durchgehender Werkzeug-Vorschubwege in Umfangsrichtung ausgebildet werden. Im Falle mehrerer Bewegungsdurchgänge in Umfangsrichtung bzw. mehrerer Werkzeug-Bewegungswege in Umfangsrichtung wird der Fräser B radial und axial (in Tiefenrichtung) für jeden Umlauf- bzw. Bewegungsweg (Abtastung) eingestellt. In Folge des in Umfangsrichtung durchgehenden Aufbaues können unregelmäßige Reflexionen der Leuchtenabdeckung 4 vermindert werden. Da außerdem die Fresnel-Linsenbereiche 5 in Umfangsrichtung kontinuierlich bzw. durchgehend verlaufen, kann eine Form mit hervorragender Formbarkeit bzw. Formgebungsvermögen hergestellt werden.

Bei einer optischen Fahrzeugleuchtenabdeckung mit einer Fresnellinse nach dem vorerwähnten Aufbau, kann die gewünschte Lichtübertragungssteuerung leicht durch die Linsengestaltung auf der quadratischen Oberfläche selbst in bezug auf die gekrümmte Oberfläche einer Leuchtenabdeckung 4, die eine geneigte optische Achse L besitzt, erhalten werden. Außerdem können die Fresnel-Linsenbereiche 5 leicht durch einen Schneidvorgang hergestellt werden, wobei eine Mehrachsen-Fräsmaschine angewandt wird. Dieses ist sogar mit einer Dreiachsen-Fräsmaschine möglich und daher können die Herstellungskosten vermindert werden. Außerdem wird, wenn eine solche Gestaltung durch eine Form hergestellt wird, das Abkühlungsvermögen dieser Form infolge ihres Aufbaues nicht vermindert, so daß schadhafte oder fehlerhafte Formlinge vermieden werden.

Claims (15)

1. Optische Leuchtenabdeckung mit einem Fresnel-Linsenbereich, der konzentrisch ausgebildete Teilungsgrundlinien aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Teilungsradiallinien (R), die strahlenförmig vom Zentrum (O) der Teilungsgrundlinien (C) ausgehen, zur Bildung von Bogensegmenten (1) vorgesehen ist, und in jedem Bogensegment (1) ein Fresnel-Prisma (3) gebildet ist.

2. Optische Leuchtenabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Fresnel-Prisma (3) mit einer Brechungs- Neigungsfläche (6) und einer Reflexions-Neigungsfläche (7) versehen ist.

3. Optische Leuchtenabdeckung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Fresnel-Prisma (3) ein im Querschnitt dreieckiges Prisma mit einem spitzwinkligen Scheitelwinkel (γ) ist.

4. Optische Leuchtenabdeckung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitelwinkel (γ) innerhalb eines Bogensegmentes (1) veränderlich ist.

5. Optische Leuchtenabdeckung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Neigung der Brechungs-Neigungsfläche (6) und/oder der Reflexions-Neigungsfläche (7) innerhalb eines Bogensegmentes (1) veränderlich ist.

6. Optische Leuchtenabdeckung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitellinien (8) der Fresnel-Prismen (3) in Umfangsrichtung benachbarter Fresnel-Prismen (3) sowie die zugehörigen Brechungs-Neigungsflächen (6) und Reflexions- Neigungsflächen (7) in Umfangsrichtung mäanderförmig kontinuierlich verlaufen.

7. Optische Leuchtenabdeckung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitellinien (8) und die zugehörigen Brechnungs-Neigungsflächen (6) sowie Reflexions-Neigungsflächen (7) in Umfangsrichtung benachbarter Fresnel-Prismen (3) entlang der Teilungsradiallinien (R) radial gegeneinander versetzt sind.

8. Optische Leuchtenabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundebene des Fresnel-Linsenbereiches (5) in zwei Ebenen gekrümmt ausgebildet ist.

9. Optische Leuchtenabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungsgrundlinien (C) eine elliptische Konfiguration aufweisen.

10. Optische Leuchtenabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb jedes Bogensegmentes (1) ein sich in Umfangsrichtung erstreckender, sichelförmiger Flachabschnitt (10) ausgebildet ist.

11. Verwendung einer optischen Leuchtenabdeckung nach zumindest einem der Ansprüche 1 in einer Fahrzeugleuchte mit einer in einem Gehäuse angeordneten Lichtquelle, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Leuchtenabdeckung in der Lichtaustrittsöffnung des Gehäuses so angeordnet ist, daß ihre Achse mit einer optischen Achse der Fahrzeugleuchte zusammenfällt, dadurch gekennzeichnet, daß der Fresnel-Linsenbereich eine Anzahl von Teilungsradiallinien (R), ausgehend vom Zentrum (O) des Fresnel-Linsenbereiches (5) aufweist, zur Bildung von Bogensegmenten (1), wobei in jedem Bogensegment (1) ein sich in Umfangsrichtung des Bogensegmentes (1) erstreckendes Fresnel- Prisma (3) mit einer Brechungs-Neigungsfläche (6) und einer Reflexions-Neigungsfläche (7) ausgebildet ist.

12. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung benachbarte Fresnel-Prismen (3) durch gegensinnig geneigte Verbindungsabschnitte im Bereich der Teilungsradiallinien (R) mäanderförmig kontinuierlich miteinander verbunden sind.

13. Verfahren zur Herstellung einer optischen Leuchtenabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fresnel- Grundmuster, bestehend aus konzentrisch ausgebildeten Teilungsgrundlinien (C), und radial strahlenförmig vom Zentrum (O) der Teilungsgrundlinien (C) ausgehenden Teilungsradiallinien (R) von einer Musterplatte (2) orthogonal auf ein als optische Leuchtenabdeckung (4) dienendes Abdeckungsteil projiziert, auf dieser dauerhaft ausgebildet und anschließend das Abdeckungsteil spanend bearbeitet wird, derart, daß in durch die Teilungsradiallinien (R) abgegrenzten Bogensegmenten (1) Fresnel-Prismen (3) herausgearbeitet werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die spanende Bearbeitung des als optische Leuchtenabdeckung (4) dienenden Abdeckungsteils durch einen Fingerfräser erfolgt, der eine in drei Achsen geführte Fräsbewegung ausführt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreiachsen-Fräsbewegung des Fingerfräsers eine Zweiachsen- Fräsbewegung überlagerbar ist und die als Brechungs-Neigungsflächen (6) bzw. Reflexions-Neigungsflächen (7) dienenden Neigungsflächen benachbarter Fresnel-Prismen (3) mit veränderlicher Neigung unter Veränderung der Einstellung des Fingerfräsers in unmittelbarer Abfolge kontinuierlich bearbeitet werden.