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1. Technisches
Gebiet
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Die Erfindung betrifft elektrische
Lampen und insbesondere Fahrzeuglampen. Im engeren Sinne betrifft
die Erfindung eine Lichtblende, wie sie bei einem Fahrzeugscheinwerfer
verwendet werden kann und ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtblende. Solche
Lichtblenden sind aus dem Dokument
US 5671995 bekannt,
das eine Grundlage für
den Oberbegriff des Anspruchs 1 bilden könnte.
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2. Stand der
Technik
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Fahrzeugscheinwerfer werden gewöhnlich mit
kleinen starken Lichtquellen hergestellt. Diese Lichtquellen können entweder
Wolframhalogenglühfadenquellen
oder Hochintensitätsentladungsquellen sein.
Der größte Teil
des erzeugten Lichts wird mittels des Reflektors reguliert und gerichtet,
um als ein zweckmäßig gebildeter
Lichtstrahl projiziert zu werden. Jedoch ein Anteil des Lichts geht
von der Quelle direkt nach vorne und kann nicht mittels des Reflektors
reguliert werden. Ein anderer Anteil des Lichts wird von nahe gelegenen
Stützen
und Wandstrukturen reflektiert, die näher an der Quelle sind als
der Reflektor. Diese nahe gelegenen Gegenstände wirken dann so, wenn sie
als sekundäre
Lichtquelle wirken, wie das, was parasitäre Quellen bzw. Störquellen
genannt wird. Das direkt projizierte Licht und die Reflexionen von
den parasitären
Quellen werden gewöhnlich
nicht reguliert und resultieren im blendenden Licht. Häufig wird
es bevorzugt, dieses Licht mit einer Lichtblende abzuschirmen, um
das resultierende blendende Licht zu begrenzen.
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Das von dem Zentrum des Reflektors
reflektierte Licht und die Wärme
addiert sich normalerweise zur Wärme
und dem Licht, das direkt von der Lichtquelle kommt, um einen zentralen
Punkt der Außenlampenlinse
zu erwärmen.
Das Zentrum der Linse kann dann unter Wärmebelastung leiden. Außerdem wird
es häufig
bevorzugt, dieses Licht abzuschirmen, um die Außenlinse zu schützen.
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Die Lichtabschirmung oder die Lichtblende kann
eine Wand oder eine ähnliche
Struktur sein, die zwischen der Lichtquelle und dem Äußeren angeordnet
ist. Die üblichen
Lichtblenden haben eine kugelförmige
Schalengestalt. Das in der Lichtblende empfangene Licht sollte nicht
nach außen
in einer unregulierten Weise reflektiert werden, deshalb ist es üblich die
Innenfläche
der Lichtblende mit einem lichtabsorbierenden Material zu überziehen.
Die Lichtblende absorbiert häufig
das empfangene Licht und konvertiert es zu Wärme. Als Ergebnis wird die
Lichtblende heiß.
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Es wurde herausgefunden, dass über die
Lebensdauer eines Scheinwerters von dem lichtabsorbierenden Material,
das die Lichtblende überzieht, entweder
schnell oder über
die Zeit Material ausgasen kann, wenn die Lichtblende während des
Lampenbetriebs aushärtet.
Das ausgegaste Material wandert in den abgeschlossenen Scheinwerfer
und kondensiert auf den äußeren Strukturen,
dem Reflektor, den Innenflächen
der Außenlinse
und sogar auf der Lichtquelle selbst. Der resultierende Film kann das
Licht färben
oder die Gesamtmenge des projizierten Lichts reduzieren. Der Scheinwerfer
sieht dann schmutzig aus und leuchtet schlechter. Es gibt dann ein
Bedürfnis
nach einem nicht teuren Lichtblendenüberzug, der während des
Betriebslebens nicht ausgast.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die vorstehend genannten Probleme
werden mit einer Lichtblende nach Anspruch 1 überwunden.
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Ein Fahrzeugscheinwerter mit einer
Lichtblende kann aus einem Scheinwerfergehäuse gebildet werden, das ein
abgeschlossenes Volumen definiert und das eine Öffnung aufweist; wobei das
Gehäuse
einen Reflektor und eine Lichtquelle umfasst, und wobei eine Lichtblende
zwischen der Lichtquelle und der definierten Öffnung positioniert ist; wobei
die Lichtquelle nach Anspruch 1 eine der Lichtquelle zugewandte
Fläche
aufweist, und eine Hochtemperatur-Keramikschicht umfasst; und eine
Linse so positioniert ist, dass die definierte Öffnung bedeckt ist.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Die 1 zeigt
eine Querschnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Fahrzeugscheinwerfers
mit einer Lichtblende.
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Die 2 zeigt
eine Querschnittansicht einer Lichtblende.
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Beste Art und
Weise zur Ausführung
der Erfindung
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Die 1 zeigt
eine bevorzugte Ausführungsform
eines Fahrzeugscheinwerfers mit einer Lichtblende. Gleiche Bezugsnummern
bezeichnen gleiche oder korrespondierende Teile durch die gesamten
Zeichnungen und die Beschreibung. Der Fahrzeugscheinwerfer 10 mit
einer Lichtblende ist aus einem Gehäuse 12, einem Reflektor 14,
einer Lichtquelle 16, einer Lichtblende 18 und
einer Linse 20 zusammengebaut.
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Das Scheinwerfergehäuse 12 kann
aus einem großvolumigen
versteiften Kunststoffharz hergestellt sein, um eine allgemeine
Form eines umbauten Körpers
zu haben, der ein abgeschlossenes Volumen mit einer Öffnung zu
dem Volumen definiert. Ein Scheinwerfergehäuse 12 umfasst gewöhnlich eine
definierte Öffnung,
die ausreichend ist, um dadurch die Projektion eine Lichtstrahls
mit einem Muster zu erlauben, um die Straße ausreichend für das Fahrzeug
zu beleuchten. Die definierte Öffnung
ist gewöhnlich
die Mehrheit des vorderen zugewandten Abschnitts des Gehäuses 12.
Das Scheinwerfergehäuse 12 kann
zusätzliche
Einbau- und richtende Fertigteile, elektrische Kupplungen, Dichtungen
und Linsen umfassen, wie sie im Allgemeinen aus dem Stand der Technik
bekannt sind. Diese zusätzlichen Merkmale
sind Gegenstand der Designwahl und werden hier als nicht relevant
betrachtet. Der Reflektor 14 kann aus glattem Hochtemperaturharz
hergestellt sein, um die allgemeine Form einer konkaven Schale zu
haben, die ein Innenvolumen mit zumindest einem reflektierenden
Abschnitt der Innenfläche
definiert. Das Scheinwerfergehäuse 12 kann
alternativ wie eine reflektierende Innengehäusewand geformt sein. Die Lichtquelle 16 kann
aus einem rohrförmigen
Glas hergestellt sein, um die allgemeine Form eines an beiden axialen
Enden geschlossenen Rohrabschnittes aufzuweisen. Das Scheinwerfergehäuse 12 umfasst
die Lichtquelle 16 und den der Lichtquelle 16 zugewandten
Reflektor 14, um einen Lichtstrahl durch die definierte Öffnung in
eine Richtung nach vom zu projizieren.
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Die 2 zeigt
eine Querschnittansicht einer Lichtblende 18. Die Lichtblende 18 kann
aus einem chromüberzogenen
Stahl hergestellt sein, um eine allgemeine Form einer kugelförmigen Schale aufzuweisen.
Das Scheinwerfergehäuse 12 umfasst die
Lichtblende 18. Die Lichtblende 18 ist so positioniert,
dass sie zwischen der Lichtquelle 16 und der definierten Öffnung ist.
Die bevorzugte Lichtblende 18 hat die Form einer kugelförmigen Schale
mit einer Wand, die eine Außenfläche 22 und
eine Innenfläche 24 definiert.
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird
die Innenfläche
gerauht, um ein Brechen jeder möglichen
Lichtquellenabbildung zu unterstützen. Bei
der bevorzugten Ausführungsform
ist die Außenfläche 22 der
definierten Öffnung
zugewandt. Die bevorzugte Lichtblende 18 kann mittels eines
Halterungsarms 26 getragen werden, der entweder mit dem
Gehäuse 12 oder
dem Reflektor 14 verbunden ist. Bei einer Ausführungsform
ist der Arm 26 mit einem Fuß 28 ausgebildet,
der in einen auf der Innenfläche
des Gehäuses 12 gebildeten
Schlitz gleitet. Der Fuß 28 kann
dann mittels einer Schraube, einem Halter, einer Reibverbindung,
einer Preßpassung,
einer gebildeten Fallklinke oder anderen mechanischen Mitteln gehalten
sein.
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Auf der Innenfläche 24 der Lichtblende 18 ist eine
keramische Innenschicht 32 gebildet. Bei der bevorzugten
Ausführungsform
ist die keramische Innenschicht 32 nicht glatt. Eher ist
sie rauh, löcherig oder
anders mit Spalten und Spitzen gebildet, um eine unregelmäßige reflektierende
Fläche
zu bilden. Zusätzlich
ist die bevorzugte keramische Innenschicht 32 hochabsorbierend
hinsichtlich des sichtbaren Lichts. Die absorbierende Fläche reduziert
im Wesentlichen Reflexionen von der Innenschicht 32. Dies
verhindert den größten Teil
des auftreffenden Lichts von einer Rückreflektierung auf die Lichtquelle 16 oder
den Reflektor 14. Mittels Bildung der Innenschicht 32 in
einer unregelmäßigen Art
und Weise wird jedes Abbild in der kleinen Lichtmenge, die reflektiert
wird, mittels den Flächenunregelmäßigkeiten abgebrochen.
Die Lichtblende 18 wirkt dann nicht als ein Fehler oder
als zweite Lichtquelle (parasitäre Lichtquelle)
und projiziert deshalb nicht ein falsches, blendendes Licht oder
andere unerwünschte
zweite Quellenabbildungen in dem projizierten Strahlmuster. Die
bevorzugte keramische Innenschicht 32 ist ein Metallkarbid,
das dann wärmewiderstandsfähig, lichtabsorbierend
und nicht lichtreflektierend ist. Es wurde herausgefunden, dass
Titankarbid eine sehr schwarze oder nahezu schwarze Farbe hinsichtlich des
sichtbaren Lichts hat und deshalb das bevorzugte Material ist.
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Die bevorzugte Innenschicht 32 kann
mittels einem reaktionsfähigen
zerstäubenden
Verfahren gebildet werden. Das bevorzugte Verfahren zur Herstellung
der beschichteten Lichtblende kann mittels der folgenden Schritte
erreicht werden. Zuerst wird eine zu einer kugelförmigen Schale
gestaltete Lichtblende als Werkstück aus Stahl oder anderem geeignetem
Material gebildet. Dies kann mittels Metallstanzen, Gießen oder
einem anderen praktischen bekannten Metallbearbeitungsverfahren
gemacht werden. Die kugelförmige
Schale wird dann kosmetisch zumindest auf der Außenseite mit einer reflektierenden
Metallbeschichtung wie beispielsweise Zinn oder Nickel beschichtet.
Dies kann mittels Elektroüberzug
oder ähnlichen
Metallbeschichtungsverfahren erreicht werden. Von einer Bemalung
und ähnlichen
Verfahren, die aus dem Überzug
ausgasbare Beschichtungsbestandteile herauslassen, wird abgeraten.
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird
die Innenfläche
der Lichtblende dann aufgerauht. Dies kann mittels Partikelstrahlen
oder chemischem Beizen der Innenflächen erreicht werden. Die aufgerauhte
Innenfläche
hilft nachfolgender Beschichtung anzuhaften und hilft jede restliche
Bildreflexion zu brechen. Die Lichtblende mit dem kugelförmigen Schaleninneren
wird dann in einer Zerstäubungskammer
dem Zerstäubungsziel
zugewandt liegend plaziert. Die Kammer umfasst einen organischen
Gasbestandteil, um mit dem zerstäubten
Material zu reagieren. Das bevorzugte Gas ist Azetylen. Ein Metall
wird dann in der Kammer zerstäubt,
so dass das zerstäubte
Material auf die ausgesetzte Innenfläche der Lichtblende prallt
und haften bleibt. Das bevorzugte Material ist Titan, obwohl andere
verwendet werden können.
Titankarbid ist ziemlich schwarz und hat eine hohe Wärmewiderstandsfähigkeit.
Wenn das zerstäubte
Metall das organische Gas passiert, reagieren die Beiden, um einen
Partikel mit einer Metallkarbidfläche oder einen festen Metallkarbidpartikel
zu bilden. Wenn diese Partikel auf die Innenfläche der Lichtblende prallen,
bleiben die Partikel auf der Fläche
haften und entwickeln sich dadurch zu einer Agglomeration von Partikeln.
Diese Agglomeration ergibt sich im Allgemeinen an der Innenfläche, die
aufgerauht sein kann, jedoch ist die Agglomeration von Partikel
zu Partikel nicht glatt, sondern ziemlich rauh. Die unregelmäßige Agglomeration
von Titankarbidpartikeln absorbiert dann darauf fallendes Licht,
und zur Ausbreitung wird jedes Licht reflektiert, jedes Abbild in
dem reflektierten Licht neigt gebrochen zu werden. Die Zerstäubung wird fortgeführt bis
eine ausreichende Schicht die Innenfläche der kugelförmigen Schale ü berzieht.
Einige zusätzliche
Verfahrensschritte können
notwendig sein, um die Lichtblende zu reinigen oder andere um den
endgültigen
Einbau vorzubereiten und in einem Scheinwerfer zu verwenden. Die
Lichtblende wird dann in einem Scheinwerfer eingebaut.
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Der Fuß der Lichtblende 18 kann
in einen Schlitz eingepaßt,
geschraubt, einschnappend eingepaßt oder anders mittels einer
gewählten
Verbindung mit dem Gehäuse 12 verbunden
werden. Es wird allgemein angenommen, das eine mechanische Kupplung
vom überlagernden
Typ das Beste ist. Die gegenwärtig
verfügbaren
Klebstoffe werden verdächtigt,
für Ausgasungen,
Verschmelzungen, Bruch oder andere Mängel anfällig zu sein.
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Die Linse 20 kann aus Glas
oder klarem Kunststoff hergestellt sein, um die allgemeine Form einer
gekrümmten
Platte aufzuweisen, die mit einem dichtenden Rand angepaßt ist,
um mit dem Gehäuse 12 zusammenzupassen.
Das Scheinwertergehäuse 12 mit
der definierten Öffnung
kann mit der Linse 20 dann abgedichtet werden. Der Reflektor 14,
die Lichtquelle 16 und die Lichtblende 18 werden
dann mit der Linse 20 eingeschlossen.
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Bei einem Funktionsbeispiel waren
einige Dimensionen ungefähr
wie folgt: Das Gehäuse
wurde aus einem großvolumigen
versteiften Kunststoffharz hergestellt und hatte eine Wand, ein
Innenvolumen, eine definierte Öffnung,
ein Einbau- und ein richtendes Fertigteil. Die Lichtblende konnte
aus kaltgewalztem Stahl oder Edelstahl, das zu einer Form gestanzt wurde,
hergestellt werden. Die kugelförmige
Schale wird dann mit Chrom überzogen.
Das Innere wird dann sandgestrahlt, um die Oberfläche aufzurauhen. Es
ist leichter die gesamte kugelförmige
Schale zu verchromen, als zu versuchen nur einen Teil der kugelförmigen Schale
zu verchromen, das Verchromen über
einen sandgestrahlten Bereich würde
den Wirksamkeitsgrad des Sandstrahlens reduzieren. Das kugelförmige Schalenäußere wird
dann abgedeckt, und das kugelförmige
Schaleninnere wird dann mit Titankarbid überzogen. Die kugelförmige Schale
wurde auf anfängliche
Beschichtungsanhaftung, Wärmewiderstandsfähigkeit,
Lichtmessung, Glanz und Ausgasung getestet und hat die vorgeschriebenen
Tests bestanden. Zur Vervollständigung
sind Salzbesprühung
und Farbtests zu dieser Zeit gemacht worden. Die offenbarten Dimensionen,
Konfigurationen und Ausführungen
dienen nur als Beispiele, und andere passende Konfigurationen und
Beziehungen können verwendet
werden, um die Erfindung umzusetzen.
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Während
gezeigt und beschrieben wurde, was gegenwärtig als bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform
betrachtet wird, wird es für
einen Fachmann deutlich, dass verschiedene Veränderungen und Modifikationen
hierin gemacht werden können
ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, der mittels der
angehängten
Ansprüche
definiert wird.