DE102005026321A1 - Gelenkanordnung für einen Fahrzeugscheinwerfer - Google Patents
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Abstract
Eine Gelenkanordnung (9) für einen Fahrzeugscheinwerfer ist mit einem Gelenkkopf (14) versehen, der von einem Gelenksitz (20) gehalten wird und längs einer Achse (13) transversal zur Oberfläche (23) am Grund des Gelenksitzes (20) zurückgehalten wird; der Gelenkkopf (14) wird auch in radialer Richtung durch ein Paar von Rippen (24) zurückgehalten, die flexibel sind und den Gelenkkopf (14) zwischen sich halten, wenn letzterer einer axialen Ausziehkraft unterworfen wird.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gelenkanordnung für einen Fahrzeugscheinwerter, insbesondere einen Kraftfahrzeugscheinwerter.
- Wie bekannt, umfassen Fahrzeugscheinwerter einen Außenmantel zum Befestigen an einer Kraftfahrzeugstruktur, eine Lichtquelle und einen im Außenmantel sitzenden Reflektor sowie eine Scheibe zum Verschließen des Außenmantels, die frontseitig von der Lichtquelle angeordnet ist. Der Reflektor wirft von der Lichtquelle stammende Lichtstrahlen durch die Scheibe nach außen und wird im Außenmantel in einstellbarer Position angeordnet, so daß das ausgesandte Lichtbündel abhängig von der zu liefernden Lichtverteilung und der Beladung des Kraftfahrzeugs entsprechend den Vorschriften des Straßenverkehrs und der internationalen Regeln gerichtet werden kann.
- Insbesondere ist der Reflektor am Außenmantel in drei Befestigungspunkten mittels entsprechender Gelenkmittel angebracht. Einer dieser Punkte ist in feststehender Position angeordnet, während die anderen beiden Befestigungspunkte allgemein in einer Vertikalebene bzw. einer Horizontalebene liegen, die parallel zur optischen Achse des Reflektors verlaufen, koplanar zum feststehenden Punkt in dieser Ebene und längs entsprechender Richtungen parallel zur optischen Achse sind, um die Orientierung des Reflektors zum feststehenden Punkt zu variieren. Im allgemeinen ist die Position des Befestigungspunktes, der in der Horizontalebene des Reflektors liegt, über Schrauben zum manuellen Betätigen einstellbar, während die Position des Befestigungspunktes, der in der Vertikalebene liegt und der die vertikale Einstellung des Reflektors bildet, über Einrichtungen zum elektromechanischen Betätigen einstellbar ist.
- Jede dieser Gelenkanordnungen, die die Befestigungspunkte bilden, umfaßt einen Schaft und einen Aufnahmekörper oder einen „Stopper", von denen einer am Außenmantel und der andere am Reflektor befestigt ist. Der Stopper bildet einen sphärischen oder zylindrischen Sitz, während der Schaft in einem sphärischen Gelenkkopf endet, der von dem Sitz aufgenommen und darin längs der Schaftachse gegen Ausziehen durch zwei Rippen des Stoppers gehalten wird. Insbesondere definieren die Rippen zwischen sich eine Öffnung zum Durchtritt eines Gelenkkopfes, befinden sich in axialem Anschlag gegen einen Abschnitt hinter dem sphärischen Gelenkkopf und weisen ebene, zueinander konvergierende Einführflächen zum Erleichtern des axialen Einsetzens des sphärischen Gelenkkopfes in den Sitz während der Montage auf.
- Bei den so beschriebenen Gelenkanordnungen ist die durch die Rippen ausgeübte Rückhaltewirkung auf den sphärischen Gelenkkopf nicht zufriedenstellend, insbesondere wenn Verschleißerscheinungen aufgrund von Vibrationen und mechanischen Beanspruchungen auftreten, denen ein Wagen im Betrieb ausgesetzt ist.
- Aufgrund dieses Verschleißes und auch wegen des Spiels zwischen dem Sitz und dem sphärischen Kopf aufgrund von Herstellungs- und Montagetoleranzen neigt der sphärische Kopf dazu, sich im Sitz zu bewegen mit der Folge von Bewegungen des Reflektors in Bezug zum Außenmantel und deshalb von Änderungen der Orientierung des ausgesandten Lichtbündels in Bezug auf die bewirkte Einstellung.
- Insbesondere, wenn das Kraftfahrzeug fährt, neigen die Beanspruchungen dazu, den Reflektor vibrieren zu lassen und deshalb die Orientierung des ausgesandten Lichtbündels zu destabilisieren. Solche Vibrationen des Reflektors führen zu Beeinträchtigungen sowohl der Fahrer der Kraftfahrzeuge als auch der Fahrer von entgegen kommenden Kraftfahrzeugen. Letztere werden schließlich intermittierend geblendet, wenn die Reflektoren sich bewegend nicht in der Lage sind, das Lichtbündel in der durch das Gelenk korrigierten Position nach unten gerichtet zu halten, sondern dieses auch nach oben über die Grenze des Abblendlichts hinaus aussenden.
- Mit der Nutzung des Kraftfahrzeugs steigt der Verschleiß der Teile der Gelenkanordnung mit dem folglichen Anstieg von Vibrationen und mechanischen Beanspruchungen, die das Ausrasten oder Drehen der Gelenkanordnung bewirken können, so daß der Scheinwerfer nicht mehr funktioniert. Eine derartige Problematik behindert schließlich das Fahren des Kraftfahrzeugs, wenn die Scheinwerter nicht unter beträchtlichen Unannehmlichkeiten und Kosten für den Benutzer ausgewechselt werden.
- Zudem sind die Einführebenen der Rippen nicht immer während der Montage wirksam. Insbesondere ist das axiale Einsetzen unter Druck des sphärischen Kopfes in den Sitz schwierig, wenn der Schaft relativ lang ist und aufgrund von ungenauer Positionierung in eine Richtung gedrückt wird, die nicht vollkommen senkrecht zur Öffnung zwischen den Rippen ist, wodurch der sphärische Kopf dazu neigt, längs der Einführebene zu gleiten, anstatt in den Sitz zu gelangen, und der Schaft verformt sich manchmal oder bricht. Vorbeugend für solche Fälle ist es notwendig, den Einsetzvorgang zu wiederholen oder sogar den Schaft mit der Folge einer Verzögerung im Produktionszyklus auszuwechseln.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gelenkanordnung für einen Fahrzeugscheinwerfer zu schaffen, die es ermöglicht, in einfacher und ökonomischer Weise die vorstehenden Probleme zu lösen.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Gelenkanordnung für einen Fahrzeugscheinwerfer, umfassend
- – einen Gelenkkopf zum Anordnen zwischen einem Reflektor und einem Außenmantel des Scheinwerfers und
- – einen Aufnahmekörper zum Befestigen zwischen dem Reflektor und dem Außenmantel, wobei der Aufnahmekörper einen Gelenksitz bildet, in den der Gelenkkopf eingesetzt ist, und Mittel zum Halten des Gelenkkopfes längs einer Achse senkrecht zur Oberfläche am Grund des Gelenksitzes aufweist,
- Vorzugsweise sind die Mittel zum radialen Zurückhalten durch die Mittel zum Halten durch Ausüben einer Radialkraft auf den Gelenkkopf auslösbar.
- Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen, in denen ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel dargestellt ist, beschrieben, in denen
-
1 im Querschnitt mit zwecks Klarheit weggelassenen Teilen eine bevorzugte Ausführungsform einer Gelenkanordnung eines Fahrzeugscheinwerfers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; -
2 schematisch einen Schnitt eines Fahrzeugscheinwerfers, der mit der Gelenkanordnung von1 versehen ist, zeigt; und -
3 eine perspektivische Ansicht einer Besonderheit der Anordnung von1 zeigt. - In
2 ist mit1 ein (schematisch dargestellter) Scheinwerfer als Ganzes bezeichnet, der einen Außenmantel2 , der dazu bestimmt ist, an einem Fahrzeugaufbau, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, befestigt zu werden, eine Lichtquelle3 und einen im Außenmantel2 angeordneten Reflektor4 sowie eine transparente Scheibe5 aufweist, die den Außenmantel frontseitig verschließt. Der Reflektor4 reflektiert die von der Lichtquelle3 ausgesandten Lichtstrahlen durch die Scheibe5 nach außen und ist an drei Befestigungspunkten, von denen nur zwei gezeigt sind, mit dem Außenmantel2 verbunden. - Ein erster der Befestigungspunkte, mit
6a in2 bezeichnet, ist fest. Ein zweiter Befestigungspunkt, in2 unten mit6b bezeichnet, ist im wesentlichen in einer Vertikalebene parallel zu einer Bezugsachse7 des Scheinwerfers und durch den ersten Befestigungspunkt6a verlaufend angeordnet. - Der dritte Befestigungspunkt (nicht dargestellt) ist im wesentlichen in einer Horizontalebene parallel zur Achse
7 und durch den ersten Befestigungspunkt6a verlaufend angeordnet. - Der zweite und dritte Befestigungspunkt sind längs entsprechender Richtungen
8 parallel zur Achse7 zur Richtungsänderung des Reflektors4 um den feststehenden Befestigungspunkt und damit der Orientierung des nach außen austretenden Lichtbündels über Spindeln oder andere taugliche Mittel beweglich. - Jeder Befestigungspunkt wird durch eine Gelenkanordnung
9 gebildet, die einen Schaft10 , dessen Abschnitt11 am Außenmantel2 endet und angebracht ist, und einen Aufnahmekörper12 aufweist, der am Reflektor4 befestigt ist (gemäß einer nicht dargestellten Variante ist der Schaft10 am Reflektor4 befestigt, während der Aufnahmekörper12 am Außenmantel2 befestigt ist). - Bezugnehmend auf
1 weist der Schaft10 eine Achse13 auf und umfaßt an dem dem Abschnitt11 gegenüberliegenden Ende einen Gelenkkopf14 , der eine hemisphärische Oberfläche15 und eine ringförmige ebene Fläche16 aufweist, die senkrecht zur Achse13 verläuft und eine kreisförmige Hinterkante der Oberfläche15 mit einem Mittelabschnitt17 des Schaftes10 verbindet. - Bezugnehmend auf
1 und3 ist der Aufnahmekörper12 einstückig ausgebildet und umfaßt zwei benachbarte Abschnitte18 ,19 , wobei der Abschnitt18 mit einer Öffnung zum Befestigen am Reflektor4 über eine (nicht dargestellte) Schraube versehen ist, während der Abschnitt19 U-förmig ist und einen langgestreckten Sitz20 längs einer Achse21 bildet, der den mittleren Bereich der Oberfläche15 aufnimmt. Der Sitz20 nimmt den Gelenkkopf14 auf und besitzt eine Oberfläche23 mit etwa halbzylindrischem Grund symmetrisch zu einer mittig zur Achse21 gelegenen Ebene P und mit einem Krümmungsradius im wesentlichen gleich demjenigen der Oberfläche15 . - Der Abschnitt
19 trägt zwei innerhalb des Sitzes20 angeordnete, einander gegenüberliegende Rippen24 , die symmetrisch in Bezug auf die Ebene P und im wesentlichen parallel zu Ebene P verlaufen. Die Rippen24 umfassen korrespondierende Abschnitte26 , die zwischen sich eine Durchtrittsöffnung27 für den Abschnitt17 des Schaftes10 bilden, und sind mit dem Abschnitt19 über entsprechende Schwächungsbereiche28 verbunden, deren Querschnitt in Bezug zu den Abschnitten26 reduziert ist. Die Schwächungsbereiche28 bilden zwei virtuelle Scharniere, deren Scharnierachsen29 parallel zur Achse21 verlaufen, wodurch die Rippen24 um die Achsen29 relativ zu einer unverformten Ruheposition elastisch in entgegengesetzten Richtungen biegbar sind. - Die Abschnitte
26 weisen zudem entsprechende Einführflächen32 auf, die aufeinander zulaufen und deren Konkavität gegeneinander gerichtet ist, um den Gelenkkopf14 während der Montage längs einer zentralen Einführachse33 in der Ebene P und orthogonal zur Achse21 zu führen. Insbesondere sind die Einführflächen32 sowohl im Schnitt in der Ebene senkrecht zur Achse21 (2 ) als auch im Schnitt in der Ebene parallel zur Achse21 konkav. - Die Rippen
24 weisen entsprechende gegenüberliegende Flächen34 auf, die senkrecht zur Achse33 verlaufen und zusammen in Anlage an die Fläche16 durch axiales Einführen des Gelenkkopfes14 in Eingriff mit der Oberfläche23 gelangen. Die Rippen24 enden in entsprechenden Aufnahmeflanken36 , die entsprechende konkave Flächen37 mit einem Krümmungsradius im wesentlichen entsprechend demjenigen der Oberfläche15 des Gelenkkopfes14 aufweisen. - Wie in
1 dargestellt ist, stehen die Oberflächen37 in Kontakt mit der Oberfläche15 und halten somit den Gelenkkopf14 in radialer Richtung. - Wenn insbesondere auf den Schaft
10 eine axial gerichtete Kraft F ausgeübt wird, die versucht, den Gelenkkopf14 durch die Öffnung27 herauszuziehen, werden die Flächen34 einer derartigen Kraft F über einen Teil der Flächen16 unterworfen, die eine Drehung der Rippen24 um die Achsen29 bewirken möchten, wobei die Rippen24 schließlich als Hebel den Gelenkkopf14 zwischen sich sicher halten. - Solche Hebel sind von der dritten Art in dem Moment, in dem die Flächen
34 zwischen den Achsen29 und den Flanken36 angeordnet sind. - Aus dem Vorstehenden ist es evident, wenn der Gelenkkopf
14 nicht nur axial zwischen den Flächen23 und34 aufgenommen ist, sondern auch in radialer Richtung zwischen den Flanken36 , sich eine extrem stabile Ankopplung des Schaftes10 an den Aufnahmekörper12 und damit für die Position des Reflektors4 ergibt. - Insbesondere ist der Gelenkkopf
14 in jeder Betriebsphase immer in Kontakt mit den Flanken36 , deren Oberflächen37 den Gelenkkopf14 in radialer Richtung halten und die notwendige Beaufschlagung gegen ein axiales Ausziehen des Gelenkkopfs14 aus dem Sitz20 liefern: Letztlich wird ein axiales Ausziehen des Gelenkkopfes14 durch die Öffnung27 durch das Entgegenstemmen der Oberflächen37 gegen den Gelenkkopf14 verhindert. - Ein derartiges vorstehend beschriebenes Entgegenwirken wird durch Drehung der Rippen
24 um die Achsen29 infolge des auf die Oberflächen34 wirksamen axialen Drucks hervorgerufen, gefolgt von axialem Druck auf die Oberflächen34 und ist so groß, daß es die Ausziehkraft F übersteigen kann. - Die Wirkung des radialen Zurückhaltens kann noch wirksamer durch eine Krümmung der Oberflächen
37 und der Konfiguration der Rippen24 gestaltet werden. Zudem folgen die Rippen24 beim elastischen Verbiegen um die Achsen29 kontinuierlich den eventuellen Verschiebungen des Gelenkkopfes14 und neigen deswegen dazu, die Vibrationen, die im Reflektor4 während der Fahrt des Fahrzeugs auftreten, zu dämpfen mit der Folge einer größeren Stabilität der Orientierung des ausgestrahlten Lichtbündels und folglich einer Verschleißminderung im Anlenkbereich zwischen Schaft10 und Aufnahmekörper12 bezüglich einer Lösung ohne das Vorsehen von Flanken36 . - Zudem erlauben die Scharnierbereiche
28 , die gegenüber den Abschnitten26 eine verminderte Stärke aufweisen, die Belastung beim axialen Einsetzen des Gelenkkopfes14 in den Sitz20 gering zu halten, was die Montage in Bezug auf bekannte Lösungen erleichtert. Das axiale Einsetzen des Gelenkkopfes14 während der Montage wird auch durch die Flächen32 erleichtert, die den Gelenkkopf14 zur Mitte der Öffnung27 führen, wenn die Position des Gelenkkopfes14 nicht perfekt mit der Aufnahmeposition ausgerichtet ist, und dadurch ein Verrutschen des Schaftes10 in den Abschnitten26 gegen das Ende der Öffnung27 vermeiden. - Schließlich ist aus dem Vorstehenden ersichtlich, daß an der beschriebenen und dargestellten Anordnung
1 Modifikationen und Varianten angebracht werden können, die den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht verlassen. - Insbesondere kann die Oberfläche
23 am Grund des Sitzes20 anstatt halbsphärisch zylindrisch und komplementär zur Oberfläche15 sein, oder alle miteinander in Eingriff stehenden Oberflächen15 ,23 ,37 und/oder16 ,34 können ein beliebiges Profil haben, die gemeinsam einen gegenseitigen Eingriff und/oder die wechselseitige Funktion des Sitzes und/oder des Gelenks und/oder des Lagers ermöglichen. Zudem können die Flanken36 bestimmte Teile der Rippen mit den Oberflächen34 bilden.
Claims (10)
- Gelenkanordnung (
9 ) für einen Fahrzeugscheinwerfer (1 ), umfassend – einen Gelenkkopf (14 ) zum Anordnen zwischen einem Reflektor (4 ) und einem Außenmantel (2 ) des Scheinwerfers (1 ) und – einen Aufnahmekörper (12 ) zum Befestigen zwischen dem Reflektor (4 ) und dem Außenmantel (2 ), wobei der Aufnahmekörper (12 ) einen Gelenksitz (20 ) bildet, in den der Gelenkkopf (14 ) eingesetzt ist, und Mittel (34 ) zum Halten des Gelenkkopfes (14 ) längs einer Achse (13 ) senkrecht zur Oberfläche (23 ) am Grund des Gelenksitzes (20 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmekörper (12 ) bewegliche Mittel (36 ) aufweist, die den Gelenkkopf (14 ) bei einer Ausziehkrafteinwirkung (F) längs der Achse (13 ) radial halten. - Gelenkanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (
36 ) zum radialen Zurückhalten durch die Mittel (34 ) zum Halten durch Ausüben einer Radialkraft auf den Gelenkkopf (14 ) auslösbar sind. - Gelenkanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (
36 ) zum radialen Zurückhalten eine Rückhaltefläche (37 ) aufweisen, die von wenigstens einer Rippe (24 ) getragen wird, die beweglich in dem Gelenksitz (20 ) angeordnet ist. - Gelenkanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (
36 ) zum radialen Zurückhalten zwei Rückhalteflächen (37 ) aufweisen, die von entsprechenden, gegeneinander beweglichen Rippen (24 ) getragen werden. - Gelenkanordnung nach Arspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rippe (
24 ) die Rückhaltemittel (37 ) trägt. - Gelenkanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rippe (
24 ) elastisch um ein entsprechendes virtuelles Scharnier (28 ) drehbar ist, das durch einen Bereich mit reduziertem Querschnitt gebildet wird. - Gelenkanordnung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zurückhalten eine Anschlagfläche (
34 ) aufweisen, die in einer Position zwischen dem virtuellen Gelenk (28 ) und der Rückhaltefläche (37 ) angeordnet ist sowie einen Anschlag für einen Abschnitt hinter dem Gelenkkopf (14 ) liefert. - Gelenkanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückhalteflächen (
37 ) konkav sind und einen Krümmungsradius im wesentlichen gleich demjenigen des Gelenkkopfes (14 ) aufweisen. - Gelenkanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmekörper (
12 ) wenigstens eine konkave Einführfläche (32 ) zum axialen Einsetzen des Gelenkkopfes (14 ) in den Gelenksitz (20 ) aufweist. - Scheinwerfer (
1 ) für ein Fahrzeug, umfassend – einen Außenmantel (2 ), – einen Reflektor (4 ), der in dem Außenmantel (2 ) angeordnet ist, und – Mittel zum Verbinden des Reflektors (4 ) mit dem Außenmantel (2 ), wobei die Mittel zum Verbinden wenigstens eine Gelenkanordnung (9 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche umfassen.
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