WO2020126615A1 - Linsenhalter zur aufnahme einer linse in einem scheinwerfer - Google Patents

Linsenhalter zur aufnahme einer linse in einem scheinwerfer Download PDF

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WO2020126615A1
WO2020126615A1 PCT/EP2019/084218 EP2019084218W WO2020126615A1 WO 2020126615 A1 WO2020126615 A1 WO 2020126615A1 EP 2019084218 W EP2019084218 W EP 2019084218W WO 2020126615 A1 WO2020126615 A1 WO 2020126615A1
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WO
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section
lens holder
lens
receiving
groove
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PCT/EP2019/084218
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Domingo Guerrero
Christian KOERDT
Andreas Meyer
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HELLA GmbH & Co. KGaA
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    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/29—Attachment thereof
    • F21S41/295—Attachment thereof specially adapted to projection lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
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    • F21S41/25—Projection lenses

Definitions

  • Lens holder for holding a lens in a headlight
  • the present invention relates to a lens holder for receiving a lens in a headlight, the lens holder comprising a receiving section for receiving the lens and a fastening section, the fastening section being fastenable in the headlight by means of fastening means.
  • Modern projection headlights include as essential components a light source, in particular xenon gas discharge lamps or light-emitting diodes (LED), optionally a reflector enclosing the light source at the rear, a lens arranged in front of the light source by means of a lens holder, a front cover plate and a support frame which is used to hold the the aforementioned components and for connection to the vehicle body.
  • the lens holder comprises a receiving section for receiving the lens and a fastening section for connection to the support frame or a heat sink or another optical component, usually by means of screw connections.
  • a general problem of projection headlights is that when the operating and / or ambient temperature of the headlights changes, the different components, which are usually made of different materials, expand to different extents due to their material-specific thermal expansion coefficients. In particular, this causes a temperature-dependent shift between the light source and lens and / or a displacement of the optical axis of the headlight, the extent of these effects usually not changing linearly and reversibly with the temperature, but rather more complex dependencies occur, in particular irreversible and / or hysteretic shifts and / or shifts. Such displacements between light source and lens result in corresponding displacements conditions and / or tilting of the light cone projected onto the street and / or reductions in the light intensity transmitted through the lens and / or other undesirable aberrations.
  • EP 2 306 077 A2 proposes to set up the lens holder such that the distance on the optical axis between the light exit surface of the light source and the light entry surface of the lens is dependent on a temperature change occurring in the headlight a separate, thermally induced change in the length of the lens holder is set to a desired value.
  • a disadvantage of this device from the prior art is the restriction of the displacement correction to displacements between the light source and lens along the optical axis, whereas displacements and / or displacements directed radially to the optical axis are not taken into account.
  • displacements and / or displacements directed radially to the optical axis are not taken into account.
  • Even the smallest shifts in the plane perpendicular to the optical axis lead to a clearly visible shift in the cut-off line on the road, which can lead to dangerous glare for oncoming traffic, for example.
  • Such Ra dialshifts occur particularly in headlights in which the support frame and the screwed lens holder are made of different materials, which is usually the case in headlights from the prior art.
  • lens holders consist of a polycarbonate, which is suitable for connection to the lens by means of laser welding, whereas the support frame is made, for example, of a mechanically robust and load-bearing fiber-matrix sheet. Both components are usually screwed directly to one another, for example using four screws, and if the assembly undergoes a temperature change, whereby in practice a temperature range of around -40 ° C to + 100 ° C is relevant, each component has to be pressed according to the respective one To expand thermal expansion coefficients.
  • the thermal expansion coefficient for polycarbonate contributes be about 60x10 6 / K and for a typically used Fa ser-matrix material about 20x10 6 / K.
  • lens holder and the supporting frame therefore expand with changes in temperature to different degrees, and the fixed directionalver- Binding to each other is a constraint on the expansion capacity, whereby forces are introduced into the components transversely to the screwing direction. After one or more temperature cycles, irreversible deformations of one or both components occur, which results in irreversible changes in the light cone projected onto the street, in particular shifts in the cut-off line.
  • the invention includes the technical teaching that the lens holder has a groove that runs around at least in sections between the receiving section and the fastening section.
  • the invention is based on the idea of constructing a thermo-mechanical decoupling of the receiving portion and the Befest Trentsabschnit tes by the thermo-mechanical distortion occurring between the two sections is recorded and compensated for by a suitable bending of the circumferential cut between the two sections.
  • the receiving section of the lens holder expands or shortens to a different extent than the fastening section, since the latter is fixed in the screwing plane to the supporting frame and the supporting frame has a different thermal expansion due to the different materials.
  • the groove according to the invention preferably has a U-shaped or arcuate cross section, one end section of the bow opening into the fastening section and the other end section being transferred to the receiving section.
  • the groove reacts to the described, unevenly pronounced thermal expansion of the fastening and receiving section with a change in cross-section, which is essentially characterized by a change in the curvature of the arch.
  • the groove thus clearly takes on the function of a buffer, ie by virtue of the fact that the two end sections of the arcuate cross section each follow the heat-related deformation of the fastening section and the receiving section, the curvature is changed in its curvature and thereby absorbs the transverse forces effective between the screwed-on fastening section and the receiving section .
  • thermo-mechanical decoupling between the fastening and receiving section, the shear forces caused by thermal expansion and sideways under the screw heads, which are caused by thermal expansion, are greatly reduced in the screw plane of the fastening section adjoining the supporting frame, so that the clamping forces imparted by the screws are sufficiently large to be one to prevent irreversible deformation of the lens holder and / or the support frame.
  • the groove can also have the shape of a groove.
  • the shape of the cross section of the groove can vary in the circumferential direction of the groove.
  • the receiving section is formed as a tubular hollow body with end openings, a longitudinal axis of the hollow body being defined and the longitudinal axis extending perpendicularly through the end openings, with a transition section with respect to the longitudinal axis at the receiving section connects axially, with the fastening section with respect to the longitudinal axis axially adjoining the transition section and the groove with respect to the longitudinal axis rotating radially around the transition section.
  • the longitudinal axis runs through the geometric center of gravity of the receiving section and corresponds essentially to the optical axis of the headlamp.
  • the light source is arranged behind the mounting section of the lens holder and shines in the rear end opening of the receiving section.
  • the contour of the receiving section is given by the lens contour and, if necessary, sun protection plates or other design elements are also installed in the tube. In front of the front opening of the receiving section on the cover plate of the headlamp is arranged.
  • the lens holder preferably has a plurality of ribs, the ribs being arranged on the outside and / or inside of the lens holder and with respect to the longitudinal axis running essentially axially in each case along the fastening section and the transition section and the receiving section.
  • Such longitudinal ribs provide stiffening between the screwing level and the lens level in order to ensure load introduction into the supporting frame and thus sufficient mechanical stability for use in ferry operations.
  • the longitudinal ribs are dimensioned and arranged in such a way that their presence does not result in any significant bridging or stiffening of the groove according to the invention.
  • the dimensioning of the groove according to the invention is preferably chosen as follows.
  • the receiving section has an average radius with respect to the longitudinal axis running through the geometric center of gravity of the receiving section and the groove has an average depth, the average depth of the groove being 0.1 times to 0.5 times, preferably 0.3 times the average radius of the receiving section.
  • the groove has at least a first section and a second section, the first section and the second section being arranged on opposite sides of the lens holder. Under certain circumstances, it may be necessary for structural reasons to dispense with a full circumferential groove, and instead to provide only two opposite sections of the lens holder with a groove.
  • thermo-mechanical decoupling of the fastening section and the receiving sections accordingly does not take place in all transverse directions.
  • the upper and lower sides of the lens holder are preferably provided with a groove, so that at least one upward and / or downward displacement of the light cone projected onto the road due to thermal expansion is prevented.
  • the lens holder according to the invention is preferably produced by means of an injection molding process. To form the groove, the use of a slide tool is typically required.
  • the invention further relates to a headlight comprising a support frame and a lens holder for receiving a lens, the lens holder being formed in one of the aforementioned embodiments.
  • the headlamp comprises a support frame, the fastening section of the lens holder being connected to the support frame, and wherein the support frame is made from a fiber matrix semi-finished product (bulk molding compound) and the lens holder (100) is made from polycarbonate.
  • Polycarbonate is suitable for laser welding, so that this method can be used to join the lens holder with the lens.
  • FIG. 1 a shows a first schematic representation of an embodiment of the lens holder according to the invention
  • FIG. 1 b shows a second schematic illustration of the embodiment
  • FIG. 2 shows a sectional illustration of the embodiment.
  • FIGS. 1 a, 1 b and 2 show an advantageous embodiment of the lens holder 100 according to the invention with a receiving section 1 formed by a tubular hollow body for receiving a lens, a fastening section 2 provided for connection to the supporting frame and a section between receiving section 1 and fastening section 2 arranged transition section 5, which will run in sections from the groove 3 according to the invention.
  • the longitudinal axis 4 runs through the geometric center of gravity of the lens holder 100 and forms the normal to the plane of the end openings 11, 12 of the receiving section 1.
  • the screw openings 7 arranged on the fastening section 2 serve to screw the lens holder 100 to the support frame of a headlight.
  • the light source of the headlight is arranged in such a way to the lens holder 100 that the emitted light enters through the rear opening 12 of the receiving section 1, then passes through a lens accommodated in the receiving section 1 and subsequently from the front opening 11 of the receiving section 1 exit.
  • thermo-mechanical decoupling from the freely thermally expanding recording section 1 is made according to the invention. This decoupling is realized by the intermediate transition section 5 with the section 3 encircling groove 3.
  • Fig. 2 which shows a sectional view along the section lines II drawn in Fig. 1 a and 1 b, the groove 3 is shown as an arcuate structure in the hatched section plane.
  • the legs of the groove 3 adjoining the adjacent sections are each stretched in accordance with the thermal expansion of the adjacent sections when the temperature changes. Unevenly pronounced strains of the receiving section and the fastening section thus lead to a deformation of the transition section 5, in particular to a change in the curvature of the groove 3, but not to an irreversible distortion of the lens holder 100, in particular the fastening section 2 in the area of the screw connection with the Support frame. Thanks to this thermo
  • the lens holder 100 is considerably more robust against repeated temperature changes compared to lens holders according to the prior art, i.e. Even after a large number of temperature change cycles, there is no distortion of the lens holder 100 which deteriorates the functionality of the associated headlight.
  • the groove 3 is formed only in sections as a first section 31 and a second section 32 on opposite sides of the lens holder 100. This can serve in particular to ensure sufficient mechanical stability and load-bearing capacity of the lens holder 100.
  • the thermo-mechanical coupling of the receiving section 1 and the fastening section 2 is therefore not given in all spatial directions.
  • the lens holder 100 For the purpose of increasing the load capacity of the lens holder 100 also serve the ribs 6 formed on the outside of the lens holder 100, which attach to the fastening section 2 and run along the fastening section 5 and the receiving section 1. Through these longitudinal ribs 6 carrying loads can be introduced from the receiving section 1 into the support frame of the headlamp.
  • the average radius 10 of the receiving section 1 is defined as the average distance between the longitudinal axis and the wall of the hollow-shaped receiving section 1 and the average depth 30 of the groove 3 as the average radial distance with respect to the longitudinal axis 4 between the bottom of the groove 3 and the wall of the hollow body-shaped receiving section 1 at the transition to the transition section 5.
  • the ratio of the mean depth 30 of the groove 3 to the mean radius 10 of the receiving section 1 is preferably chosen such that the lens holder 100 provides sufficient thermo-mechanical decoupling for the practical use of headlights of receiving section 1 and Be fastening section 2, while ensuring sufficient stability and load capacity.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Linsenhalter (100) zur Aufnahme einer Linse in einem Scheinwerfer und einen Scheinwerfer mit einem solchen Linsenhalter (100), wobei der Linsenhalter (100) einen Aufnahmeabschnitt (1) zur Aufnahme der Linse und einen Befestigungsabschnitt (2) umfasst, wobei der Befestigungsabschnitt (2) mittels Befestigungsmitteln in dem Scheinwerfer befestigbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Linsenhalter (100) zwischen dem Aufnahmeabschnitt (1) und dem Befestigungsabschnitt (2) eine wenigstens abschnittsweise umlaufende Auskehlung (3) aufweist.

Description

Linsenhalter zur Aufnahme einer Linse in einem Scheinwerfer
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Linsenhalter zur Aufnahme einer Linse in ei nem Scheinwerfer, wobei der Linsenhalter einen Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme der Linse und einen Befestigungsabschnitt umfasst, wobei der Befestigungsabschnitt mittels Befestigungsmitteln in dem Scheinwerfer befestigbar ist.
STAND DER TECHNIK
Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Moderne Projektionsscheinwerfer umfassen als wesentliche Komponenten eine Licht quelle, insbesondere Xenon-Gasentladungslampen oder Leuchtdioden (LED), optional einen die Lichtquelle rückwärtig umschließenden Reflektor, eine mittels eines Linsen halters vor der Lichtquelle angeordnete Linse, eine frontseitige Abdeckscheibe sowie einen Tragrahmen, welcher zur Aufnahme der vorgenannten Komponenten und zur Verbindung mit der Fahrzeugkarosserie dient. Der Linsenhalter umfasst einen Auf nahmeabschnitt zur Aufnahme der Linse und einen Befestigungsabschnitt zur Verbin dung mit dem Tragrahmen oder einem Kühlkörper oder einem weiteren optischen Bauteil, üblicherweise mittels Schraubverbindungen.
Ein generelles Problem von Projektionsscheinwerfern besteht darin, dass sich bei Veränderungen der Betriebs- und/oder Umgebungstemperatur der Scheinwerfer die unterschiedlichen Komponenten, welche üblicherweise aus unterschiedlichen Werk stoffen gefertigt sind, aufgrund ihrer materialspezifischen Wärmeausdehnungskoeffi zienten unterschiedlich stark ausdehnen. Insbesondere wird dadurch eine tempera turabhängige Verschiebung zwischen Lichtquelle und Linse und/oder eine Verlage rung der optischen Achse des Scheinwerfers hervorgerufen, wobei sich das Ausmaß dieser Effekte üblicherweise nicht linear-reversibel mit der Temperatur ändert, son dern vielmehr komplexere Abhängigkeiten auftreten, insbesondere irreversible und/oder hysteretische Verschiebungen und/oder Verlagerungen. Aus derartigen Ver schiebungen zwischen Lichtquelle und Linse resultieren entsprechende Verschiebun- gen und/oder Verkippungen des auf die Straße projizierten Lichtkegels und/oder Ver ringerungen der durch die Linse transmittierten Lichtintensität und/oder sonstige un erwünschte Abbildungsfehler.
Zur Kompensation solcher temperaturabhängiger Beeinträchtigungen der Scheinwer ferfunktionalität schlägt die EP 2 306 077 A2 vor, die Linsenhalterung derart einzurich ten, dass der Abstand auf der optischen Achse zwischen der Lichtaustrittsfläche der Lichtquelle und der Lichteintrittsfläche der Linse in Abhängigkeit von einer im Schein werfer auftretenden Temperaturänderung durch eine eigene, thermisch bedingte Län genänderung des Linsenhalters auf einen Sollwert eingestellt wird.
Nachteilig an dieser Vorrichtung aus dem Stand der Technik ist die Einschränkung der Verschiebungskorrektur auf Verschiebungen zwischen Lichtquelle und Linse entlang der optischen Achse, wohingegen radial zur optischen Achse gerichtete Verschiebun gen und/oder Verlagerungen keine Berücksichtigung finden. Jedoch führen bereits kleinste Verschiebungen in der Ebene senkrecht zur optischen Achse zu einer deut lich sichtbaren Verschiebung der Hell-Dunkel-Grenze auf der Straße, wodurch es bei spielsweise zu gefährlicher Blendung des Gegenverkehrs kommen kann. Solche Ra dialverschiebungen treten insbesondere in Scheinwerfern auf, bei denen der Trag rahmen und der daran angeschraubte Linsenhalter aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen, was in Scheinwerfern aus dem Stand der Technik üblicherweise der Fall ist. So bestehen Linsenhalter beispielsweise aus einem Polycarbonat, welches zur Ver bindung mit der Linse mittels Laserschweißen geeignet ist, wohingegen der Tragrah men beispielsweise aus einem mechanisch robusterem und tragfähigerem Faser- Matrix-Flalbzeug gefertigt ist. Beide Komponenten werden üblicherweise direkt mitei nander verschraubt, etwa mittels vier Schrauben, und durchläuft die Baugruppe einen Temperaturwechsel, wobei in der Praxis ein Temperaturbereich von etwa -40°C bis +100°C relevant ist, besteht der Zwang jedes Bauteils sich gemäß des jeweiligen Wärmeausdehnungskoeffizienten zu dehnen. Der Wärmeausdehnungskoeffizient be trägt für Polycarbonat etwa 60x106 / K und für einen typischerweise verwendeten Fa- ser-Matrix-Werkstoff etwa 20x106 / K. Linsenhalter und Tragrahmen dehnen sich bei Temperaturveränderungen also unterschiedlich stark aus und die feste Schraubver- bindung untereinander stellt dabei eine Zwangsbedingung für das Ausdehnvermögen dar, wodurch Kräfte quer zur Schraubrichtung in die Komponenten eingebracht wer den. Nach einem oder mehreren Temperaturzyklen treten dadurch irreversible Ver formungen eines oder beider Bauteile auf, woraus irreversible Veränderungen des auf die Straße projizierten Lichtkegels resultieren, insbesondere Verlagerungen der Hell- Dunkel-Grenze.
Die gleiche Problematik tritt auch in Ausführungsformen von Scheinwerfern auf, bei denen der Linsenhalter mit einem Kühlkörper oder einem weiteren optischen Bauteil verbunden ist. Selbst bei einer Befestigung des Linsenhalters an einem Bauteil, wel ches aus demselben Werkstoff wie der Linsenhalter gefertigt ist, kann irreversibler Verzug des Linsenhalters durch Temperaturwechsel entstehen, da Temperaturgradi enten, welche sich insbesondere entlang der optischen Achse des Scheinwerfers ausbilden können, zu lokal unterschiedlich stark ausgeprägter Wärmeausdehnung der Komponenten des Scheinwerfers führen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorgenannten Nachteile von Scheinwerfern nach dem Stand der Technik zu überwinden und somit eine Weiterbil dung eines Scheinwerfers vorzuschlagen, dessen Funktionalität eine höhere Robust heit gegen Temperatureinflüsse aufweist, d.h. dessen auf die Straße projizierter Licht kegel keinen Verschiebungen und/oder Verkippungen unterliegt, wenn sich die Be triebs- und/oder Umgebungstemperatur des Scheinwerfers verändert.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Linsenhalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und einem Scheinwerfer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8 je weils in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiter bildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Linsenhalter zwischen dem Aufnahmeabschnitt und dem Befestigungsabschnitt eine wenigstens abschnittsweise umlaufende Auskehlung aufweist. Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, konstruktionsseitig eine thermo mechanische Entkopplung des Aufnahmeabschnittes und des Befestigungsabschnit tes zu erzeugen, indem der zwischen den beiden Abschnitten auftretende thermo mechanische Verzug durch eine geeignete Verbiegung der zwischen den beiden Ab schnitten umlaufenden Auskehlung aufgenommen und kompensiert wird. Bei einer Temperaturänderung des Scheinwerfers dehnt oder verkürzt sich der Aufnahmeab schnitt des Linsenhalters in einem anderen Ausmaß als der Befestigungsabschnitt, da Letzterer in der Schraubebene an den Tragrahmen fixiert ist und der Tragrahmen auf grund der unterschiedlichen Werkstoffe ein anderes thermisches Ausdehnungsver mögen aufweist. Die erfindungsgemäße Auskehlung weist vorzugsweise einen U- förmigen oder bogenförmigen Querschnitt auf, wobei der eine Endabschnitt des Bo gens in den Befestigungsabschnitt mündet und der andere Endabschnitt in den Auf nahmeabschnitt überleitet. Auf die beschriebene, ungleich stark ausgeprägte thermi sche Ausdehnung von Befestigungs- und Aufnahmeabschnitt reagiert die Auskehlung mit einer Querschnittsveränderung, die im Wesentlichen durch eine Veränderung der Bogenkrümmung gekennzeichnet ist. Die Auskehlung übernimmt damit anschaulich die Funktion eines Puffers, d.h. indem die beiden Endabschnitte des bogenförmigen Querschnittes jeweils der wärmebedingten Verformung von Befestigungsabschnitt und Aufnahmeabschnitt folgen, wird die Auskehlung in ihrer Krümmung verändert und nimmt dabei die zwischen dem angeschraubten Befestigungsabschnitt und dem Auf nahmeabschnitt wirksamen Querkräfte auf. Durch eine derartige thermo-mechanische Entkopplung zwischen Befestigungs- und Aufnahmeabschnitt werden in der an den Tragrahmen anschließenden Schraubebene des Befestigungsabschnittes die durch Wärmeausdehnung hervorgerufenen und seitwärts gerichteten Scherkräfte unter den Schraubenköpfen stark herabgesetzt, so dass die durch die Schrauben vermittelten Klemmkräfte ausreichend groß sind, um eine irreversible Verformung des Linsenhal ters und/oder des Tragrahmens zu verhindern.
Die Auskehlung kann auch die Gestalt einer Nut aufweisen. Insbesondere kann die Gestalt des Querschnitts der Auskehlung in Umlaufrichtung der Auskehlung variieren. In vorteilhafter Ausführungsform des erfindungsgemäßen Linsenhalters ist der Auf nahmeabschnitt als ein tubusförmiger Hohlkörper mit stirnseitigen Öffnungen ausge bildet, wobei eine Längsachse des Hohlkörpers definiert ist und die Längsachse senk recht durch die stirnseitigen Öffnungen verläuft, wobei ein Übergangsabschnitt in Be zug auf die Längsachse an den Aufnahmeabschnitt axial anschließt, wobei der Befes tigungsabschnitt in Bezug auf die Längsachse an den Übergangsabschnitt axial an schließt und die Auskehlung in Bezug auf die Längsachse radial um den Übergangs abschnitt umläuft. Die Längsachse verläuft dabei durch den geometrischen Schwer punkt des Aufnahmeabschnittes und entspricht im Wesentlichen der optischen Achse des Scheinwerfers. Die Lichtquelle wird hinter dem Befestigungsabschnitt des Linsen halters angeordnet und strahlt in die rückwärtige stirnseitige Öffnung des Aufnahme abschnittes ein. Die Kontur des Aufnahmeabschnittes ist durch die Linsenkontur vor gegeben und gegebenenfalls werden in dem Tubus noch Sonnenschutzbleche oder weitere Designelemente montiert. Vor der frontseitigen stirnseitigen Öffnung des Auf nahmeabschnittes wird die Abdeckscheibe des Scheinwerfers angeordnet.
Vorzugsweise weist der Linsenhalter eine Mehrzahl von Rippen auf, wobei die Rippen außenseitig und/oder innenseitig an dem Linsenhalter angeordnet sind und in Bezug auf die Längsachse im Wesentlichen axial jeweils entlang des Befestigungsabschnit tes und des Übergangsabschnittes und des Aufnahmeabschnittes verlaufen. Derartige Längsrippen sorgen für eine Versteifung zwischen Anschraubebene und Linsenebene, um eine Lasteinleitung in den Tragrahmen und somit ausreichende mechanische Sta bilität für den Einsatz im Fährbetrieb zu gewährleisten. Die Längsrippen sind dabei derart dimensioniert und angeordnet, dass durch ihr Vorhandensein keine signifikante Überbrückung bzw. Versteifung der erfindungsgemäßen Auskehlung einhergeht.
Die Dimensionierung der erfindungsgemäßen Auskehlung ist vorzugsweise wie folgt gewählt. Der Aufnahmeabschnitt weist einen mittleren Radius in Bezug auf die durch den geometrischen Schwerpunkt des Aufnahmeabschnittes verlaufende Längsachse auf und die Auskehlung eine mittlere Tiefe, wobei die mittlere Tiefe der Auskehlung das 0,1 -fache bis 0,5-fache, vorzugsweise das 0,3-fache, des mittleren Radius des Aufnahmeabschnittes beträgt. In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Linsenhalters weist die Auskehlung zumindest einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf, wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt auf einander gegenüberliegenden Seiten des Lin senhalters angeordnet sind. Es kann unter Umständen aus konstruktiven Gründen notwendig sein auf eine vollumfänglich umlaufende Auskehlung zu verzichten, und stattdessen lediglich zwei gegenüberliegende Abschnitte des Linsenhalters mit einer Auskehlung zu versehen. In diesem Fall erfolgt die thermo-mechanische Entkopplung von Befestigungsabschnitt und Aufnahmeabschnitte dementsprechend nicht in sämtli che Querrichtungen. In Bezug auf die Anordnung des Scheinwerfers in einem Kraft fahrzeug werden vorzugsweise die obere und die untere Seite des Linsenhalters mit einer Auskehlung versehen, so dass zumindest eine durch thermische Ausdehnung bedingte Auf und/oder Ab Verschiebung des auf die Straße projizierten Lichtkegels verhindert wird.
Vorzugsweise wird der erfindungsgemäße Linsenhalter mittels eines Spritzgussver fahrens hergestellt ist. Zur Anformung der Auskehlung ist dabei typischerweise der Einsatz eines Schieber-Werkzeugs vonnöten.
Gegenstand der Erfindung ist des Weiteren ein Scheinwerfer umfassend einen Trag rahmen und einen Linsenhalter zur Aufnahme einer Linse, wobei der Linsenhalter in einer der vorgenannten Ausführungsformen ausgebildet ist.
Vorzugsweise umfasst der Scheinwerfer einen Tragrahmen, wobei der Befestigungs abschnitt des Linsenhalters mit dem Tragrahmen verbunden ist, und wobei der Trag rahmen aus einem Faser-Matrix-Halbzeug (Bulk Moulding Compound) hergestellt ist und der Linsenhalter (100) aus Polycarbonat hergestellt ist. Polycarbonat eignet sich zum Laserschweißen, so dass dieses Verfahren zum Fügen des Linsenhalters mit der Linse eingesetzt werden kann.
BEVORZUGTES AUSFUHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 a eine erste schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Linsenhalters,
Fig. 1 b eine zweite schematische Darstellung der Ausführungsform, und Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Ausführungsform.
Die Figuren 1 a, 1 b und 2 zeigen eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsge mäßen Linsenhalters 100 mit einem durch einen tubusförmigen Hohlkörper gebildeten Aufnahmeabschnitt 1 zur Aufnahme einer Linse, einem zur Verbindung mit dem Trag rahmen vorgesehenen Befestigungsabschnitt 2 sowie einem zwischen Aufnahmeab schnitt 1 und Befestigungsabschnitt 2 angeordnetem Übergangsabschnitt 5, welcher abschnittweise von der erfindungsgemäßen Auskehlung 3 umlaufen wird. Die Längs achse 4 verläuft durch den geometrischen Schwerpunkt des Linsenhalters 100 und bildet die Ebenennormale der stirnseitigen Öffnungen 11 , 12 des Aufnahmeabschnit tes 1. Die am Befestigungsabschnitt 2 angeordneten Schrauböffnungen 7 dienen der Verschraubung des Linsenhalters 100 mit dem Tragrahmen eines Scheinwerfers. Die Lichtquelle des Scheinwerfers ist dabei derart zu dem Linsenhalter 100 angeordnet, dass das ausgesendete Licht durch die rückwärtige Öffnung 12 des Aufnahmeab schnittes 1 eintritt, dann eine in dem Aufnahmeabschnitt 1 aufgenommene Linse durchläuft und in weiterer Folge aus der frontseitigen Öffnung 11 des Aufnahmeab schnittes 1 austritt.
Bei Veränderungen der Betriebs- und/oder Umgebungstemperatur des Linsenhalters 100 in einem Scheinwerfer wird das thermische Ausdehnungsvermögen des Befesti gungsabschnittes 2 eingeschränkt durch die Verschraubung mit dem Tragrahmen des Scheinwerfers, welcher üblicherweise aus einem anderen Werkstoff gefertigt ist als der Linsenhalter 100. Um dabei irreversible Verformungen und dauerhaften Verzug des Befestigungsabschnittes 2 zu vermeiden, wird erfindungsgemäß eine thermo mechanische Entkopplung von dem sich frei thermisch ausdehnenden Aufnahmeab schnitt 1 vorgenommen. Diese Entkopplung wird durch den zwischenliegenden Über gangsabschnitt 5 mit der abschnittsweise umlaufenden Auskehlung 3 realisiert. In Fig. 2, welche eine Schnittansicht entlang der in Fig. 1 a und 1 b eingezeichneten Schnittlinien II darstellt, ist die Auskehlung 3 als bogenförmige Struktur in der schraf fiert gezeichneten Schnittebene dargestellt. Die an die benachbarten Abschnitte, d.h. an den Aufnahmeabschnitt 1 und den Befestigungsabschnitt 2, anschließenden Schenkel der Auskehlung 3 werden bei Temperaturwechseln jeweils nach Maßgabe der thermischen Dehnung der benachbarten Abschnitte gedehnt. Ungleich stark aus geprägte Dehnungen von Aufnahmeabschnitt und Befestigungsabschnitt führen somit zu einer Verformung des Übergangsabschnittes 5, insbesondere zu einer Änderung der Krümmung der Auskehlung 3, nicht aber zu einem irreversiblen Verzug des Lin senhalters 100, insbesondere des Befestigungsabschnittes 2 im Bereich der Ver schraubung mit dem Tragrahmen. Dank dieser erfindungsgemäßen thermo
mechanische Entkopplung von Aufnahmeabschnitt 1 und Befestigungsabschnitt 2 ist der Linsenhalter 100 im Vergleich zu Linsenhaltern nach dem Stand der Technik we sentlich robuster gegen wiederholte Temperaturwechsel, d.h. auch nach einer Vielzahl an Temperaturwechselzyklen tritt kein die Funktionalität des zugehörigen Scheinwer fers verschlechternder Verzug des Linsenhalters 100 auf.
In der in den Figuren 1 a, 1 b und 2 dargestellten Ausführungsform des Linsenhalters 100 ist die Auskehlung 3 nur abschnittsweise als ein erster Abschnitt 31 und ein zwei ter Abschnitt 32 an gegenüberliegenden Seiten des Linsenhalters 100 ausgebildet. Dies kann insbesondere der Gewährleistung einer ausreichenden mechanischen Sta bilität und Tragfähigkeit des Linsenhalters 100 dienen. Die thermo-mechanische Ent kopplung von Aufnahmeabschnitt 1 und Befestigungsabschnitt 2 ist daher nicht alle Raumrichtungen gegeben. Bei einem Einbau des Linsenhalters 100 in einem Schein werfer in einem Fahrzeug derart, dass die Längsachse 4 in der Horizontalen liegt, ist jedoch eine thermo-mechanische Entkopplung in der Senkrechten gegeben, d.h. ins besondere ein Schutz gegen Auf und Ab Verlagerungen des auf die Straße projizier ten Lichtkegels. Dem Zwecke der Erhöhung der Tragfähigkeit des Linsenhalters 100 dienen auch die außenseitig an den Linsenhalter 100 angeformten Rippen 6, welche an dem Befestigungsabschnitt 2 ansetzen und entlang des Befestigungsabschnittes 5 und des Aufnahmeabschnittes 1 verlaufen. Durch diese Längsrippen 6 können Trag lasten von dem Aufnahmeabschnitt 1 in den Tragrahmen des Scheinwerfers eingelei tet werden.
In Fig. 2 sind der mittlere Radius 10 des Aufnahmeabschnittes 1 und die mittlere Tiefe 30 der Auskehlung 3 dargestellt. Der mittlere Radius 10 des Aufnahmeabschnittes 1 ist als der mittlere Abstand zwischen der Längsachse und der Wand des hohlkörper förmigen Aufnahmeabschnittes 1 definiert und die mittlere Tiefe 30 der Auskehlung 3 als der mittlere radiale Abstand in Bezug auf die Längsachse 4 zwischen dem Boden der Auskehlung 3 und der Wand des hohlkörperförmigen Aufnahmeabschnittes 1 am Übergang zum Übergangsabschnitt 5. Das Verhältnis der mittleren Tiefe 30 der Aus kehlung 3 zum mittleren Radius 10 des Aufnahmeabschnittes 1 ist vorzugsweise der art gewählt, dass der Linsenhalter 100 eine für den Praxiseinsatz von Scheinwerfern ausreichende thermo-mechanischer Entkopplung von Aufnahmeabschnitt 1 und Be festigungsabschnitt 2 aufweist, bei gleichzeitiger Gewährleistung einer ausreichenden Stabilität und Tragfähigkeit.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angege bene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denk bar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten und räumlichen Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Bezugszeichenliste
100 Linsenhalter
1 Aufnahmeabschnitt
10 mittlerer Radius des Aufnahmeabschnittes
11 frontseitige Öffnung
12 rückwärtige Öffnung
2 Befestigungsabschnitt
3 Auskehlung
30 mittlere Tiefe der Auskehlung
31 erster Abschnitt der Auskehlung
32 zweiter Abschnitt der Auskehlung
4 Längsachse
5 Übergangsabschnitt
6 Rippen
7 Schrauböffnung
II Schnittlinie

Claims

Linsenhalter zur Aufnahme einer Linse in einem Scheinwerfer Patentansprüche
1. Linsenhalter (100) zur Aufnahme einer Linse in einem Scheinwerfer, wobei der Linsenhalter (100) einen Aufnahmeabschnitt (1 ) zur Aufnahme der Lin se und einen Befestigungsabschnitt (2) umfasst, wobei der Befestigungsab schnitt (2) mittels Befestigungsmitteln in dem Scheinwerfer befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Linsenhalter (100) zwischen dem Auf nahmeabschnitt (1 ) und dem Befestigungsabschnitt (2) eine wenigstens abschnittsweise umlaufende Auskehlung (3) aufweist.
2. Linsenhalter (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Auskehlung (3) einen U-förmigen und/oder bogenförmigen Querschnitt auf weist.
3. Linsenhalter (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass der Aufnahmeabschnitt (1 ) als ein tubusförmiger Hohlkörper mit stirn seitigen Öffnungen (11 , 12) ausgebildet ist, wobei eine Längsachse (4) des Hohlkörpers definiert ist und die Längsachse (4) senkrecht durch die stirn seitigen Öffnungen (11 , 12) verläuft, wobei ein Übergangsabschnitt (5) in Bezug auf die Längsachse (4) an den Aufnahmeabschnitt (1 ) axial an schließt, wobei der Befestigungsabschnitt (2) in Bezug auf die Längsachse (4) an den Übergangsabschnitt (5) axial anschließt und die Auskehlung (3) in Bezug auf die Längsachse (4) radial um den Übergangsabschnitt (5) um läuft.
4. Linsenhalter (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der
Linsenhalter (100) eine Mehrzahl von Rippen (6) aufweist, wobei die Rippen (6) außenseitig und/oder innenseitig an dem Linsenhalter (100) angeordnet sind und die Rippen (6) in Bezug auf die Längsachse (4) im Wesentlichen axial jeweils entlang des Befestigungsabschnittes (2) und des Übergangs- abschnittes (5) und des Aufnahmeabschnittes (1 ) verlaufen.
5. Linsenhalter (100) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
dass der Aufnahmeabschnitt (1 ) einen mittleren Radius (10) in Bezug auf die Längsachse (4) aufweist und die Auskehlung (3) eine mittlere Tiefe (30) aufweist, wobei die mittlere Tiefe (30) der Auskehlung (3) das 0,1 -fache bis 0,5-fache, vorzugsweise das 0,3-fache, des mittleren Radius (10) des Auf nahmeabschnittes (1 ) beträgt.
6. Linsenhalter (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskehlung (3) einen ersten Abschnitt (31 ) und einen zweiten Abschnitt (32) aufweist, wobei der erste Abschnitt (31 ) und der zweite Abschnitt (32) auf einander gegenüberliegenden Seiten des Lin senhalters (100) angeordnet sind.
7. Linsenhalter (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Linsenhalter (100) mittels eines Spritzgussverfah rens hergestellt ist.
8. Scheinwerfer umfassend einen Tragrahmen und einen Linsenhalter (100) zur Aufnahme einer Linse, wobei der Linsenhalter (100) einen Aufnahme abschnitt (1 ) zur Aufnahme der Linse und einen Befestigungsabschnitt (2) umfasst, wobei der Befestigungsabschnitt (2) mittels Schrauben mit dem Tragrahmen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Linsenhal ter (100) zwischen dem Aufnahmeabschnitt (1 ) und dem Befestigungsab schnitt (2) eine wenigstens abschnittsweise umlaufende Auskehlung (3) aufweist.
9. Scheinwerfer nach Anspruch 8 umfassend einen Linsenhalter (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 7.
10 Scheinwerfer nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheinwerfer einen Tragrahmen umfasst, wobei der Befestigungsabschnitt (2) des Linsenhalters (100) mit dem Tragrahmen verbunden ist, und wobei der Tragrahmen aus einem Faser-Matrix-Halbzeug (Bulk Moulding Com pound) hergestellt ist und der Linsenhalter (100) aus Polycarbonat herge stellt ist.
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