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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtmodul eines Kraftfahrzeugscheinwerfers.
Das Lichtmodul dient zum Aussenden einer variablen Lichtverteilung.
Es weist Mittel zur Variation der Lichtverteilung auf. Die Mittel
sind relativ zu dem restlichen Lichtmodul oder relativ zu einem
das Lichtmodul umgebenden Scheinwerfergehäuse verstellbar.
Außerdem umfasst das Lichtmodul mindestens einen Elektromotor
zum Verstellen der Mittel.
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Lichtmodule
der Eingangs genannten Art sind in unterschiedlichen Ausführungsformen
aus dem Stand der Technik bekannt. Sie sind üblicherweise
in einem Gehäuse des Kraftfahrzeugscheinwerfers entweder
alleine oder zusammen mit weiteren Lichtmodulen angeordnet. Das
Lichtmodul dient entweder alleine oder im zusammenwirken mit weiteren
Lichtmodulen des Scheinwerfers oder im Zusammenwirken mit weiteren
Lichtmodulen anderer Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs zur Erzeugung
einer vorgegebenen Lichtverteilung. Die Lichtverteilung kann beispielsweise
eine Abblendlicht-, Fernlicht-, Nebellicht-, Stadt-, Landstraßen-,
Autobahn- oder einer beliebig andere Lichtverteilung sein.
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Aus
dem Stand der Technik ist es ferner bekannt, dass die Lichtmodule
Mittel zur Variation der Lichtverteilung aufweisen. Die Variation
der Lichtverteilung kann ein Bewegen des von dem Lichtmodul erzeugten
Lichtbündels in horizontaler und/oder vertikaler Richtung,
eine Veränderung der Beleuchtungsstärkeverteilung
und/oder der horizontalen und/oder vertikalen Erstreckung des von
dem Lichtmodul erzeugten Lichtbündels oder bei einer abgeblendeten
Lichtverteilung ein Anheben oder Absenken einer horizontalen Hell-Dunkel-Grenze
des Lichtbündels umfassen. Durch Bewegen eines Lichtbündels
in vertikaler Richtung kann eine Leuchtweitenregelung realisiert
werden. Durch Bewegen des Lichtbündels in horizontaler
Richtung kann eine dynamische Kurvenlichtfunktion realisiert werden.
Durch Verbreitern des ausgesandten Lichtbündels kann eine
Stadtlichtlichtverteilung realisiert werden. Durch Verringern der
horizontalen Erstreckung des Lichtbündels kann eine Landstraßenlichtlichtverteilung und
durch weiteres Verringern der horizontalen Erstreckung des Lichtbündels
eine Autobahnlichtlichtverteilung erzielt werden. Die Variation
der Lichtverteilung von Stadtlicht über Landstraßenlicht
bis hin zu Autobahnlicht kann auch mit einem Anheben des Lichtbündels
und/oder einer Hell-Dunkel-Grenze der abgeblendeten Lichtverteilung
auf der eigenen Verkehrsseite und/oder auf der Gegenverkehrsseite
verbunden sein.
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Bei
einer sog. Teilfernlichtfunktion, bei der in einer Fernlichtverteilung
gezielt die Stellen abgeschattet werden, wo sich entgegenkommende
oder vorausfahrende Verkehrsteilnehmer befinden, oder einer sog.
Markierungslichtfunktion, bei der vor dem Kraftfahrzeug erkannte
Objekte (Personen oder Gegenstände) gezielt angestrahlt
werden, kann die Variation der Lichtverteilung auch eine Veränderung
einer vertikalen Hell-Dunkel-Grenze umfassen.
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Die
Variation der Lichtverteilung wird durch mechanisch verstellbare
Mittel des Lichtmoduls erzielt. Diese verstellbaren Mittel umfassen
bspw. bewegbare oder anderweitig verstellbare Blendenanordnungen,
Reflektoren, Lichtquellen oder Projektionslinsen oder in ihrer Gesamtheit
horizontal und/oder vertikal verschwenkbare Lichtmodule.
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Aus
dem Stand der Technik sind also eine Vielzahl unterschiedlicher
mechanisch verstellbarer Mittel zur Variation der Lichtverteilung
des Lichtmoduls bekannt. All diese Mittel können durch
einen Elektromotor oder beliebig andere Aktoren verstellt werden.
Der Elektromotor kann beispielsweise als ein Stellmotor, insbesondere
als ein Schrittmotor oder als ein beliebig anderer Elektromotor
ausgebildet sein. Insbesondere kann der Elektromotor ein Gleichstrommotor
oder ein Wechselstrommotor, als ein Synchronmotor oder ein Asynchronmotor,
als ein Reihenschlussmotor, ein Nebenschlussmotor oder ein Doppelschlussmotor
ausgebildet sein. Der Elektromotor weist üblicherweise
eine Motorwelle auf, die beim Betrieb des Motors in eine Drehbewegung
um ihre Längsachse versetzt wird. Die Drehbewegung der
Motorwelle wird üblicherweise mittels eines geeigneten
Getriebes in eine lineare Betätigungsbewegung umgesetzt.
Als Getriebe eignet sich jedes beliebige Getriebe, das möglichst
kleinbauend ist, den mechanischen und thermischen Belastungen, die
mit einem Einsatz im Kraftfahrzeug einhergehen, standhält,
und in der Lage ist, die Drehbewegung der Motorwelle in eine lineare
Betätigungsbewegung eines Betätigungselements
umzuwandeln. Das Getriebe kann auf einer Seite des Elektromotors,
vorzugsweise auf der Seite des Elektromotors, wo auch die Motorwelle
aus dem Motorgehäuse hervorragt, befestigt sein, sodass
der Elektromotor und das Getriebe eine als gemeinsames Bauteil handhabbare
Aktoreinheit bilden.
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Es
ist ferner bekannt, die Aktoreinheit mit ihrem Betätigungselement
an dem zu bewegenden Mittel zur Variation der Lichtverteilung beweglich
zu lagern. Insbesondere ist eine gelenkige Lagerung bekannt, die
bspw. mittels eines Kugelgelenks zwischen dem Betätigungselement
und den zu bewegenden Mitteln des Lichtmoduls realisiert ist. Dazu
ist an einem distalen Ende des Betätigungselements eine
Kugel ausgebildet, die in eine entsprechende, an dem zu bewegenden
Mittel zur Variation der Lichtverteilung ausgebildeten Kugelaufnahme
in Eingriff treten kann. Dadurch kann eine gelenkige Verbindung
zwischen dem Elektromotor und den verstellbaren Mitteln erzielt
werden.
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Ein
Verschwenken eines Reflektors eines Lichtmoduls um eine horizontale
beziehungsweise vertikale Drehachse führt zwangsläufig
auch zu einem Verschwenken der an dem Reflektor starr befestigten
Kugelgelenkaufnahme um die horizontale beziehungsweise vertikale
Achse. Durch das Kugelgelenk zwischen dem Elektromotor und dem Reflektor wird
verhindert, dass das Verschenken der Kugelaufnahme zu einem Verkanten
des Betätigungselements der Aktoreinheit beziehungsweise
der Motorwelle des Elektromotors führt.
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Der
Elektromotor selbst beziehungsweise die gesamte Aktoreinheit ist
an einem relativ zu dem bewegbaren Mittel feststehenden Bauteil
des Lichtmoduls oder des Scheinwerfers befestigt. Das Bauteil kann
beispielsweise ein Halterahmen oder das Scheinwerfergehäuse
sein. Im Stand der Technik erfolgt die Befestigung des Elektormotors
bzw. der Aktoreinheit an dem feststehenden Bauteil mittels einer starren
Verbindung. Das hat zur Folge, dass Fertigungs- und Montagetoleranzen
des Lichtmoduls bzw. des Scheinwerfers sowie quer zu einer Längserstreckung
des Betätigungselements der Aktoreinheit gerichtete Bewegungskomponenten
der verstellbaren Mittel zu Querkräften führen
können, die auf das Betätigungselement der Aktoreinheit
und/oder die Motorwelle wirken. Ein Verstellen des Reflektors beispielsweise
führt also aufgrund des Schwenkradius der daran starr befestigen
Kugelaufnahme zu einem Querversatz der Kugelaufnahme relativ zum
Betätigungselement der Aktoreinheit bzw. zur Motorwelle. Die
resultierenden Querkräfte können je nach Größe zu
einem Blockieren und sogar zu einem Defekt des Elektromotors führen.
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Das
bewegliche Mittel des Lichtmoduls, an dem das Betätigungselement
der Aktoreinheit gelagert ist, die gesamte Betätigungseinheit
mit Elektromotor und Getriebe, sowie das relativ zu dem beweglichen
Mittel feststehende Bauteil des Lichtmoduls bzw. des Scheinwerfers
werden nachfolgend alle zusammen als Einstellsystem bezeichnet.
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Ausgehend
von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung
die Aufgabe zu Grunde, das Lichtmodul der eingangs genannten Art
dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, dass die aufgrund
von Toleranzen an dem Einstellsystem und/oder der Verstellbewegung
der verstellbaren Mittel auf die Motorwelle wirkenden Querkräfte
minimiert werden, um ein Blockieren oder eine Beschädigung
des Elektromotors zu verhindern.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe wird ausgehend von dem Lichtmodul
der Eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass der mindestens eine
Elektromotor an den verstellbaren Mitteln und an dem restlichen Modul
oder dem Scheinwerfergehäuse beweglich gelagert ist.
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Die
bewegliche Lagerung des Elektromotors relativ zu dem restlichen
Lichtmodul bzw. dem Scheinwerfergehäuse umfasst im einfachsten
Fall eine um eine Drehachse bewegliche Lagerung. Dabei verlauft
die Drehachse vorzugsweise parallel zu einer Drehachse, um welche
die beweglichen Mittel bewegt werden. So wäre es beispielsweise
denkbar, dass am Beispiel eines um eine horizontale Achse verschwenkbaren
Reflektors des Lichtmoduls der Elektromotor ebenfalls um eine horizontale
Drehachse beweglich an dem restlichen Lichtmodul oder dem Scheinwerfergehäuse
gelagert ist. Damit können in vertikaler Richtung wirkende
Querkräfte aufgrund von Toleranzen im Einstellsystem und
einer Verstellbewegung des Reflektors in vertikaler Richtung in ausreichendem
Maße kompensiert werden.
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In
entsprechender Weise kann am Beispiel einer Verstellbarkeit des
Reflektors um eine vertikale Drehachse der Elektromotor ebenfalls
um eine vertikale Drehachse beweglich an dem restlichen Lichtmodul
oder dem Scheinwerfergehäuse gelagert sein. Auf diese Weise
können horizontale Querkräfte aufgrund von Toleranzen
in dem Einstellsystem und/oder einer horizontalen Verstellbewegung
des Reflektors in ausreichendem Maße ausgeglichen werden.
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Selbstverständlich
ist es auch denkbar, dass der Elektromotor sowohl um eine horizontale
Drehachse als auch um eine vertikale Drehachse relativ zu dem restlichen
Lichtmodul oder der Scheinwerfergehäuse beweglich gelagert
ist. Eine solche Lagerung ließe sich beispielsweise mittels
eines Kugelgelenks oder einem kardanischen Gelenk realisieren.
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Die
bewegliche Lagerung des Elektromotors führt dazu, dass
er relativ zu dem übrigen Lichtmodul bzw. dem übrigen
Scheinwerfer in einer Bewegungsfläche, die sich im Wesentlichen
quer zu der Längserstreckung des Betätigungselements
erstreckt, Ausgleichsbewegungen ausführen kann, um evtl.
auftretende Querkräfte ausgleichen zu können.
Durch die vorliegende Erfindung werden die auf die Motorwelle des
Elektromotors bzw. auf das Betätigungselement der Aktoreinheit
wirkenden Querkräfte minimiert und dadurch eine Beschädigung
oder ein Defekt des Elektromotors wirksam verhindert. Letzten Endes führt
dies zu einer wesentlich zuverlässigeren und langfristigeren
Funktion des Lichtmoduls und des Scheinwerfers.
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Die
Bewegungsfläche, in der die Ausgleichsbewegungen des Elektromotors
ausgeführt werden können, ist streng genommen
eine gekrümmte Fläche. Bei einem lediglich um
eine Drehachse beweglich gelagerten Elektromotor ist die Bewegungsfläche um
die Drehachse gekrümmt und hat die Form eines Zylindermantelabschnitts,
wobei die Drehachse die Mittelachse des Zylinders bildet. Bei einer
kardanischen Lagerung mit um zwei Drehachsen bewegbarem Elektromotor
ergibt sich bei sich schneidenden Drehachsen eine sphärische
Kugelabschnittsfläche, wobei der Schnittpunkt der Drehachsen
den Mittelpunkt der Kugel bildet. Entsprechendes gilt auch für eine
Lagerung mittels eines Kugelgelenks, wobei dann der Mittelpunkt
der Kugel des Kugelgelenks den Mittelpunkt der sphärischen
Kugelfläche bildet. Wenn sich die beiden Drehachsen der
kardanischen Lagerung nicht schneiden, entspricht die Bewegungsfläche
einer asphärischen kugelabschnittsähnlichen Fläche.
Dabei ist die Krümmung der Bewegungsfläche bei
einer Ausgleichsbewegung in eine bestimmte Richtung umso größer,
je näher die Drehachse zu der Bewegungsfläche
verläuft. Eine weiter entfernt verlaufende Drehachse führt
zu einem größeren Bewegungsradius und damit zu
einer kleineren Krümmung der Bewegungsfläche in
Richtung der Ausgleichsbewegung um die weiter entfernte Drehachse.
Für kleine Ausgleichsbewegungen kann die Bewegungsfläche
jedoch durch eine Ebene angenähert werden, die sich quer
zur Längserstreckung der Motorwelle bzw. des Betätigungselements
erstreckt.
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Die
Mittel zur Variation der Lichtverteilung des Lichtmoduls, die durch
den Elektromotor mechanisch verstellt werden, können beliebig
ausgebildet sein. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung
der vorliegenden Erfindung ist insbesondere daran gedacht, dass
die Mittel zur Variation der Lichtverteilung einen ersten Halterahmen
des Lichtmoduls umfassen, der relativ zu dem Scheinwerfergehäuse
oder zu einem weiteren Halterahmen, der seinerseits am Scheinwerfergehäuse
gelagert ist, um eine horizontale oder vertikale Achse bewegbar
ist. An dem Halterahmen sind vorzugsweise die zur Erzeugung des Lichtbündels
erforderlichen Bauteile des Lichtmoduls angeordnet, so dass die
Bewegung des Haltrahmens zur Realisierung einer Leuchtweitenregelung und/oder
einer dynamischen Kurvenlichtfunktion dient.
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An
dem ersten Halterahmen sind die zur Erzeugung des Lichtbündels
erforderlichen Bauteile des Lichtmoduls befestigt. Diese umfassen
beispielsweise mindestens eine Lichtquelle zum Aussenden von Licht
sowie mindestens eine Primäroptik zum Bündeln
des von der Lichtquelle ausgesandtem Lichts. Die Lichtquelle kann
beispielsweise als eine normale Glühlampe, als eine Gasentladungslampe, aber
auch als eine oder mehrere Halbleiterlichtquellen, insbesondere
LEDs, ausgebildet sein. Die Primäroptik ist im Falle einer
als Glühlampe oder Gasentladungslampe ausgebildeten Lichtquelle üblicherweise
als ein Reflektor ausgebildet. Im Falle von LEDs als Lichtquellen
kann die Primäroptik alternativ oder zusätzlich
zu einem Reflektor eine oder mehrere totalreflektierende Vorsatzoptiken
mit totalreflektierenden Eigenschaften umfassen. Das von dem Reflektor
beziehungsweise von der oder den Vorsatzoptiken gebündelte
Licht kann zur Erzeugung der gewünschten Lichtverteilung
des Lichtmoduls auf die Fahrbahn vor das Kraftfahrzeug ausgesandt
werden. Derartige Systeme werden üblicherweise als Reflexionsmodule
bezeichnet.
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Bei
den sogenannten Projektionssystemen ist dagegen zusätzlich
zu den angegebenen Bauteilen eines Reflexionssystems auch mindestens
eine Projektionslinse im Strahlengang angeordnet, welche die von
dem Reflektor beziehungsweise von der oder den Vorsatzoptiken gebündelten
Lichtstrahlen zur Erzeugung der gewünschten Lichtverteilung
des Lichtmoduls auf die Fahrbahn vor das Kraftfahrzeug projiziert.
Falls die gewünschte Lichtverteilung eine abgeblendete
Lichtverteilung ist, kann zwischen der Primäroptik und
der mindestens einen Projektionslinse eine Blendenanordnung angeordnet
sein, deren Oberkante von der Projektionslinse zur Erzeugung einer
Hell-Dunkel-Grenze der Lichtverteilung auf der Fahrbahn vor dem
Kraftfahrzeug abgebildet wird.
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All
diese genannten Komponenten eines Reflexionsmoduls bzw. eines Projektionsmoduls
sind vorzugsweise in dem ersten Halterahmen angeordnet bzw. daran
befestigt. Der erste Halterahmen ist vorzugsweise um eine vertikale
Drehachse drehbar in einem zweiten äußeren Halterahmen
oder am Scheinwerfergehäuse gelagert, sodass der erste Halterahmen
zusammen mit den Komponenten des Reflexionsbeziehungsweise Projektionsmoduls
in horizontaler Richtung verschwenkt werden kann. Auf diese Weise
kann eine dynamische Kurvenlichtfunktion realisiert werden. Zum
Verschwenken des ersten Halterahmens relativ zum zweiten Halterahmen
kann ein Elektromotor eingesetzt werden. Dabei ist das Betätigungselement
der Aktoreinheit vorzugsweise gelenkig an dem ersten Halterahmen
gelagert. Der Elektromotor ist seinerseits an dem zweiten, äußeren Halterahmen
oder dem Scheinwerfergehäuse befestigt. Statt einer starren
Befestigung des Elektromotors am zweiten Halterahmen bzw. am Scheinwerfergehäuse,
ist dieser gemäß der Erfindung beweglich am zweiten
Halterahmen bzw. am Scheinwerfergehäuse gelagert.
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Der
zweite Halterahmen kann seinerseits um eine horizontale Drehachse
verschwenkbar in dem Scheinwerfergehäuse gelagert sein.
Durch das Verschwenken des zweiten Halterahmens und damit auch des
darin angeordneten ersten Halterahmens mit den Komponenten des Reflexions-
beziehungsweise Projektionsmoduls kann zur Realisierung einer Leuchtweitenregelung
die Leuchtweite des Lichtmoduls variiert werden. Zum Bewegen des
zweiten Halterahmens relativ zum Scheinwerfergehäuse kann ebenfalls
eine Elektromotor eingesetzt werden. Dabei ist das Betätigungselement
der Aktoreinheit vorzugsweise gelenkig an dem zweiten Halterahmen gelagert.
Der Elektromotor ist seinerseits an dem Scheinwerfergehäuse
befestigt. Dabei ist der Elektromotor nicht starr an dem Scheinwerfergehäuse befestigt,
sondern daran beweglich gelagert.
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Das
beschriebene Lichtmodul wäre somit zur Realisierung einer
dynamischen Kurvenlichtfunktion sowie einer Leuchtweitenregelung
geeignet. Selbstverständlich sind auch Lichtmodule denkbar,
die lediglich eine dieser Funktionen realisieren können.
So wäre es beispielsweise denkbar, dass der erste Halterahmen
des Lichtmoduls nicht an einem äußeren zweiten
Halterahmen, sondern direkt am Scheinwerfergehäuse um eine
horizontale Drehachse verschwenkbar gelagert ist. Ein derartiges
Lichtmodul könnte zwar eine Leuchtweitenregelung, jedoch
keine dynamische Kurvenlichtfunktion realisieren oder müsste
diese auf andere Weise realisieren. In einem solchen Fall wäre
das Betätigungselement der Aktoreinheit vorzugsweise gelenkig
an dem ersten Halterahmen gelagert. Der Elektromotor wäre
seinerseits an dem Scheinwerfergehäuse beweglich gelagert.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen,
dass die Mittel zur Variation der Lichtverteilung eine zumindest
teilweise bewegbare Blendenanordnung umfassen, wobei die bewegbaren
Teile der Blendenanordnung relativ zu den übrigen Teilen
der Blendenanordnung oder die Blendenanordnung in ihrer Gesamtheit
relativ zu dem übrigen Lichtmodul und/oder dem Scheinwerfergehäuse
um eine horizontale oder vertikale Achse bewegbar sind. So ist es
beispielsweise denkbar, dass die Blendenanordnung eine um eine im
Wesentlichen horizontal verlaufende Drehachse drehbare zylinderförmige
Walze umfasst, auf deren äußerer Umfangsseite
verschiedene Konturen von Oberkanten der Blendenanordnung ausgebildet sind.
Durch Drehen der zylinderförmigen Walze um die horizontale
Drehachse kann eine gewünschte Oberkantenkontur in den
Strahlengang bewegt werden, sodass eine Lichtverteilung mit einer
in Lage und Verlauf der in dem Strahlengang befindlichen Oberkantenkontur entsprechenden
Hell-Dunkelgrenze erzeugt wird. Eine solche walzen- oder zylinderförmige
Blendenanordnung ist bspw. aus der
DE 103 40 961 A1 bekannt.
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Alternativ
kann die Blendenanordnung auch mehrere senkrecht zur optischen Achse
des Lichtmoduls angeordnete Blendenelemente umfassen, wobei zumindest
einige der Blendenelemente um eine parallel und in einem Abstand
zur optischen Achse angeordnete horizontale Drehachse klappbar sind. Die
verschiedenen Blendenelemente weisen Oberkanten mit unterschiedlichen
Konturen bzw. Verläufen auf. Der Verlauf einer resultierenden
Oberkante der gesamten Blendenanordnung ergibt sich aus einer Überlagerung
der verschiedenen Oberkanten der einzelnen Blendenelemente in ihrer
jeweiligen Position. Durch Bewegen der einzelnen Blendenelemente relativ
zueinander kann der Verlauf der resultierenden Oberkante der Blendenanordnung
variiert werden. Das Lichtmodul erzeugt eine Lichtverteilung mit einer
dem Verlauf der resultierenden Oberkante der Blendenanordnung entsprechenden
Hell-Dunkel-Grenze. Durch Bewegung der Blendenelemente kann also
der Verlauf der Hell-Dunkel-Grenze variiert werden. Zum Bewegen
der Blendenelemente relativ zueinander kann eine Kulissenführung
vorgesehen sein, die in den einzelnen Blendenelementen Führungsschlitze
mit unterschiedlichen Verläufen und einen Führungsstift
umfasst, der in den Führungsschlitzen hin- und herbewegt
werden kann. Dabei werden die einzelnen Blendenelemente in einer
durch den Verlauf und die Anordnung der Führungsschlitze
vorgegebenen Weise mehr oder weniger nach oben oder unten geklappt,
sodass sich abhängig von der Position des Führungsstiftes
in den Führungsschlitzen unterschiedliche Verläufe
der resultierenden Oberkante der Blendenanordnung ergeben können. Eine
solche Blendenanordnung ist bspw. aus der
DE 10 2005 012 303 A1 sowie
der zum Anmeldezeitpunkt der vorliegenden Anmeldung noch nicht veröffentlichten
DE 10 2008 049 222 bekannt.
Die erfindungsgemäße bewegliche Lagerung des Elektromotors
hat die angegebenen Vorteile auch, wenn der Elektromotor eine Blendenanordnung
oder Teile davon (zum Beispiel einzelne oder mehrere Blendenelemente)
verstellt beziehungsweise zu deren Verstellung vorgesehen ist.
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Schließlich
wird gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung vorgeschlagen, dass das Lichtmodul als ein Projektionsmodul
ausgebildet ist und die Mittel zur Variation der Lichtverteilung
eine Projektionslinsenanordnung umfassen, die relativ zu einem feststehenden
Bauteil des Lichtmoduls und/oder des Scheinwerfers um eine horizontale oder
vertikale Achse bewegbar ist. Bei dem feststehenden Bauteil kann
es sich bspw. um einem Halterahmen des Lichtmoduls und/oder um das
Scheinwerfergehäuse selbst handeln. Die Linsenanordnung kann
eine oder mehrere Linsenelemente umfassen.
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Weitere
Vorteile und bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
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1 einen
Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs umfassend mindestens ein erfindungsgemäßes
Lichtmodul;
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2 ein
erfindungsgemäßes Lichtmodul gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform;
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3 ein
Einstellsystem eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls
in einer Explosionsdarstellung in perspektivischer Ansicht gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform;
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4 das
Einstellsystem aus 3 im zusammengebauten Zustand
in einer Draufsicht;
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5 das
Einstellsystem aus 3 im zusammengebauten Zustand
in einer Ansicht von vorne;
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6 ein
Einstellsystem eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls
in einer Explosionsdarstellung in perspektivischer Ansicht gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform;
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7 das
Einstellsystem aus 6 im zusammengebauten Zustand
in einer Ansicht von vorne;
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8 das
Einstellsystem aus 6 im zusammengebauten Zustand
in einer Draufsicht; und
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9 eine
asphärische Bewegungsfläche eines beweglich gelagerten
Elektromotors eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls.
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In 1 ist
eine Beleuchtungseinrichtung für Kraftfahrzeuge in der
Form eines Kraftfahrzeugscheinwerfers in ihrer Gesamtheit mit dem
Bezugszeichen 1 bezeichnet. Der Scheinwerfer 1 ist
im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs montiert. Üblicherweise
sind jeweils zwei Scheinwerfer 1 im Frontbereich eines
Kraftfahrzeugs angeordnet, wobei einer der Scheinwerfer 1 auf
der eigenen Verkehrsseite und ein anderer Scheinwerfer 1 auf
der Gegenverkehrsseite angeordnet ist. Die Form der Scheinwerfer 1 kann
dabei unter Umständen deutlich von der in 1 gezeigten
Form abweichen. Insbesondere ist die Form der Scheinwerfer 1 bezüglich
einer vertikalen Mittelebene des Kraftfahrzeugs spiegelbildlich ausgebildet.
Im Falle eines Zweirads als Kraftfahrzeug ist in der Regel lediglich
ein Scheinwerfer 1 im Frontbereich angeordnet. Es gibt
aber auch Zweiräder, bei denen im Frontbereich mehr als
ein Scheinwerfer 1, beispielsweise zwei Scheinwerfer 1 übereinander
oder nebeneinander angeordnet sind.
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Der
Scheinwerfer 1 dient zum Ausleuchten der Fahrbahn vor dem
Kraftfahrzeug bei Dunkelheit und schlechter Sicht sowie zur Sichtbarmachung
des Fahrzeugs für andere Verkehrsteilnehmer. Der in 1 beispielhaft
gezeigte Scheinwerfer 1 umfasst ein Scheinwerfergehäuse 2,
das vorzugsweise aus Kunststoff, bspw. Polymethylmethacrylat (PMMA), gefertigt
ist. Das Gehäuse 2 weist in einer Lichtaustrittsrichtung 3 eine
Lichtaustrittöffnung auf, die durch eine lichtdurchlässige
Abdeckscheibe 4 verschlossen ist. Die Abdeckscheibe 4 ist
aus einem farblosen, transparenten Kunststoff oder Glas gefertigt.
Die Abdeckscheibe 4 ist vorzugsweise als eine klare Scheibe,
das heißt ohne optisch wirksame Profile (zum Beispiel in
Form von Prismen oder Zylinderlinsen) ausgebildet. Es ist aber auch
denkbar, dass die Abdeckscheibe 4 zumindest bereichsweise
mit optisch wirksamen Profilen versehen ist, um in Lichtaustrittsrichtung 3 hindurchtretende
Lichtstrahlen zu streuen, insbesondere in horizontaler Richtung.
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Im
Inneren des Scheinwerfergehäuses 2 sind in dem
dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Lichtmodule 5, 6 angeordnet.
Die Lichtmodule 5, 6 dienen entweder alleine oder
im Zusammenwirken miteinander oder im Zusammenwirken mit Lichtmodulen
eines anderen am Kraftfahrzeug angeordneten Scheinwerfers zur Erzeugung
einer gewünschten Lichtverteilung. Die Lichtverteilung
muss geltenden oder zukünftigen gesetzlichen Anforderungen,
beispielsweise den ECE-Regelungen in Europa oder den Vorschriften
der SAE in den USA, genügen. Die von einem oder mehreren
der Lichtmodule 5, 6 erzeugte Lichtverteilung
kann beispielsweise eine Abblendlichtverteilung, eine Fernlichtverteilung,
eine Nebellichtverteilung, eine Stadtlichtverteilung, eine Landstraßenlichtverteilung,
eine Autobahnlichtverteilung oder eine beliebig andere Lichtverteilung
sein. Es ist auch denkbar, dass eines der Lichtmodule 5, 6 des
Scheinwerfers 1 eine Leuchtenfunktion erfüllt und
beispielsweise Blinklicht, Stand- oder Parklicht, Positionslicht,
Tagfahrlicht oder eine beliebig andere Leuchtenfunktion erzeugt.
Zumindest eines der beiden Lichtmodule 5, 6 des
Scheinwerfers 1 ist als ein erfindungsgemäßes
Lichtmodul ausgebildet.
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2 zeigt
eines der Lichtmodule 5, 6 in schematischer Ansicht
im Detail. Das Lichtmodul 5; 6 umfasst eine Lichtquelle 7 zum
Aussenden elektromagnetischer Strahlung, vorzugsweise als Licht
in einem für das menschliche Auge sichtbaren Wellenlängenbereich.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lichtquelle 7 als
eine Gasentladungslampe ausgebildet. Die Lichtquelle 7 kann
jedoch auch als eine beliebig andere Lichtquelle, beispielsweise als
eine Glühlampe oder eine Halbleiterlichtquelle mit einer
oder mehreren LEDs, ausgebildet sein. Das Lichtmodul 5; 6 verfügt
des weiteren über eine Primäroptik zum Bündeln
des von der Lichtquelle 7 ausgesandten Lichts. In dem dargestellten
Ausführungsbeispiel ist die Primäroptik als ein
Reflektor 8 ausgebildet, der das von der Lichtquelle 7 ausgesandte Licht
in eine Hauptabstrahlrichtung, die der Lichtaustrittsrichtung 3 entspricht,
bündelt. Im Scheitel des Reflektors 8 ist eine Öffnung
ausgebildet, die von einem Reflektorhals umgeben ist. Die Lichtquelle 7 wird
mit ihrem Glaskolben durch die Öffnung in das Innere des
Reflektors 8 eingeführt und mit ihrem Lampensockel 9 am
Reflektorhals befestigt, beispielsweise durch Bajonettieren, Spannen
eines Spannbügels oder Schrauben. Selbstverständlich kann
statt des Reflektors 8 auch eine anders ausgestaltete Primäroptik
eingesetzt werden. So ist es beispielsweise bei LED-Lichtquellen üblich,
die Lichtstrahlen mittels einer Vorsatzoptik aus transparentem Kunststoff
mit totalreflektierenden Eigenschaften zu Bündeln. Dabei
werden die Lichtstrahlen in die Vorsatzoptik eingekoppelt, dort
zumindest teilweise an den äußeren Grenzflächen
der Vorsatzoptik totalreflektiert und dadurch gebündelt.
Die gebündelten Lichtstrahlen werden schließlich
wieder aus der Vorsatzoptik ausgekoppelt.
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Das
in 2 beispielhaft gezeigte Lichtmodul 5; 6 ist
als ein sogenanntes Projektionsmodul zur Erzeugung einer abgeblendeten
Lichtverteilung ausgebildet. Aus diesem Grund weist das Lichtmodul 5; 6 auch
eine Projektionslinse 10 auf, die mittels eines Linsenhalters 11 an
einem vorderen Rand des Reflektors 8 befestigt ist. Die
Linse 10 besteht vorzugsweise aus Glas, sie kann jedoch
auch aus einem lichtdurchlässigen, transparenten Kunststoff
gefertigt sein. Der Linsenhalter 11 kann aus Kunststoff
oder Metall bestehen. Vorzugsweise umfasst der Linsenhalter 11 mehrere Stege,
die sich von dem vorderen Reflektorrand bis zur Projektionslinse 10 erstrecken und
in Umfangsrichtung zueinander beabstandet sind. Auf diese Weise
sind zwischen den einzelnen Stegen des Linsenhalters 11 Kühlfenster
gebildet, durch die während des Betriebs der Lichtquelle 7 entstehende
Wärme abgeleitet werden kann. Die Projektionslinse 10 bildet
die von der Lichtquelle 7 ausgesandten und von der Primäroptik 8 gebündelten Lichtstrahlen
zur Erzeugung der gewünschten Lichtverteilung auf der Fahrbahn
vor dem Kraftfahrzeug ab.
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Die
Hell-Dunkelgrenze der abgeblendeten Lichtverteilung wird mittels
einer im Strahlengang zwischen der Lichtquelle 7 und der
Projektionslinse 10 angeordneten Blendenanordnung 12 erzeugt.
Die Blende 12 weist eine Oberkante 13 auf, die
vorzugsweise auf oder geringfügig unterhalb der optischen Achse 14 des
Moduls 5; 6 angeordnet ist. Die Oberkante 13 wird
durch die Projektionslinse 10 als Hell-Dunkel-Grenze der
Lichtverteilung auf die Fahrbahn projiziert. Der Verlauf der Hell-Dunkel-Grenze ist
dabei abhängig vom Verlauf bzw. der Kontur der Oberkante 13 der
Blende 12. Die durch das Lichtmodul 5; 6 erzeugte
abgeblendete Lichtverteilung ist beispielsweise eine Abblendlichtverteilung
oder eine Nebellichtverteilung. Zum Umschalten des Lichtmoduls 5; 6 zwischen
der abgeblendeten Lichtverteilung und einer nicht oder weniger stark
abgeblendeten Lichtverteilung ist es denkbar, dass die Blendenanordnung 12 um
eine in einem Abstand zur optischen Achse 14 und senkrecht
in einem Abstand zu dieser verlaufende horizontale Drehachse 15 zumindest teilweise
aus dem Strahlengang herausgeklappt werden kann. Auf diese Weise
ist es beispielsweise möglich, die von dem Lichtmodul 5; 6 ausgesandte
Lichtverteilung von einer Abblendlichtverteilung auf eine Fernlichtverteilung umzuschalten.
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Eine
andere Art der Variation der Lichtverteilung ist denkbar, bei der
die Projektionslinse 10 um eine vertikale Drehachse und/oder
eine horizontale Drehachse relativ zum restlichen Teil des Lichtmoduls 5; 6 bewegbar
ist. Durch eine Bewegung der Linse 10 um eine horizontale
Drehachse kann die Lichtverteilung in vertikaler Richtung variiert
werden, beispielsweise zur Realisierung einer Leuchtweitenregelung.
Durch eine Bewegung der Linse 10 um eine vertikale Drehachse
kann die Lichtverteilung in horizontaler Richtung variiert werden,
beispielsweise zur Realisierung einer dynamischen Kurvenlichtfunktion. Des
weiteren wäre es denkbar, die Abmessungen des ausgesandten
Lichtbündels sowie die Verteilung der Beleuchtungsstärke
in dem ausgesandten Lichtbündel durch ein Bewegen der Projektionslinse
parallel zur optischen Achse 14 zu verändern.
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Der
Reflektor 8 ist zusammen mit der daran befestigten Lichtquelle 7,
mit der über den Linsenhalter 11 daran befestigten
Projektionslinse 10 und mit der Blendenanordnung 12 an
einem ersten Halterahmen 16 befestigt. Der Rahmen 16 ist
in einem zweiten, äußeren Halterahmen 17 um
eine vertikale Achse 18 drehbar gelagert. Durch Verschwenken
der am Rahmen 16 befestigten Komponenten des Lichtmoduls 5; 6 um
die vertikale Achse 18 kann eine dynamische Kurvenlichtfunktion
realisiert werden. Der äußere Halterahmen 17 ist
seinerseits um eine im Wesentlichen horizontal verlaufende Drehachse
(nicht gezeigt) am Scheinwerfergehäuse 2 oder
an einem daran befestigten Bauteil gelagert. Durch Verschwenken
des äußeren Halterahmens 17 mit den darin
angeordneten Komponenten des Lichtmoduls 5; 6 kann
eine vertikale Verstellung des ausgesandten Lichtbündels,
insbesondere eine Leuchtweitenregelung realisiert werden. Die vertikale
Verstellung des Lichtbündels kann aber auch zum Anheben
des Lichtbündels bzw. der Hell-Dunkel-Grenze während der
Erzeugung einer besonderen Lichtverteilung, beispielsweise zur Realisierung
einer Landstraßenlichtverteilung oder einer Autobahnlichtverteilung,
nützlich sein.
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Die
Blendenanordnung 12 alleine, der erste Halterahmen 16 sowie
die daran befestigten Komponenten 7, 8, 10, 12 des
Projektionsmoduls 5; 6, der zweite Halterahmen 17 mit
den daran befestigten Komponenten 16 sowie 7, 8, 10, 12 des
Projektionsmoduls 5; 6, aber auch die Projektionslinse 10 alleine stellen
also mechanisch verstellbare Mittel zur Variation der Lichtverteilung
des Lichtmoduls 5; 6 dar. Zum Verstellen dieser
Mittel können beliebige Aktoren, beispielsweise Elektromagneten
(zum Beispiel Proportionalmagnete oder Haltemagnet) oder Elektromotoren
(zum Beispiel Stell- oder Schrittmotoren), eingesetzt werden.
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In
dem Ausführungsbeispiel aus 2 ist ein erster
Elektromotor 19 zum Bewegen der Blendenanordnung 12 um
die Drehachse 15 eingezeichnet. Um die Drehbewegung der
Motorwelle des Elektromotors 19 in eine lineare Betätigungs-
oder Verstellbewegung 23 für die Blendenanordnung 12 umzuwandeln,
ist dem Elektromotor 19 ein Getriebe (in 2 nicht
eingezeichnet) zugeordnet. Ein Betätigungselement 24 des
Getriebes 22 (vgl. 3 und 6)
führt dann die lineare Betätigungs- oder Verstellbewegung
für die Blendenanordnung 12 aus. Das Getriebe
ist vorzugsweise direkt an dem Elektromotor 19 befestigt,
sodass der Elektromotor 19 und das Getriebe 22 eine
einzige Aktoreinheit 27 (vgl. 3 und 6)
bilden.
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Das
Betätigungselement ist vorzugsweise gelenkig an der Blendenanordnung 12 gelagert.
Die Lagerung des Betätigungselements an der Blendenanordnung 12 kann
beispielsweise mittels eines Kugelgelenks realisiert sein. Der Elektromotor 19 ist
seinerseits mit dem (bezogen auf die bewegbare Blendenanordnung 12 feststehenden)
ersten Halterahmen 16 oder einem beliebig anderen, mit
dem Rahmen 16 starr verbundenen Teil des Lichtmoduls 5; 6, beispielsweise
mit dem Reflektor 8 oder dem Linsenhalter 11 verbunden.
Die mechanische Verbindung beziehungsweise Kopplung zwischen dem
Elektromotor 19 und der Blendenanordnung 12 einerseits und
dem Halterahmen 16 andererseits ist durch eine gestrichelte
Linie in 2 angedeutet.
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Im
Stand der Technik ist der Elektromotor 19 starr an dem
feststehenden Bauteil des Lichtmoduls 5; 6, bspw.
dem Haltrahmen 16 oder dem Scheinwerfergehäuse 2,
befestigt. Da die Schwenkbewegung der Blendenanordnung 12 um
die Drehachse 15 auch eine Bewegungskomponente umfasst,
die senkrecht zu einer Längserstreckung des Betätigungselements
der Aktoreinheit beziehungsweise der Motorwelle des Elektromotors 19 gerichtet
ist, kann es bei der bekannten starren Befestigung des Elektromotors 19 an
dem Halterahmen 16 beziehungsweise einem anderen feststehenden
Bauteil des Lichtmoduls 5; 6 zu Querkräften
kommen, durch die die Funktionsfähigkeit des Elektromotors 19 bis hin
zum kompletten Ausfall des Motors 19 beeinträchtigt
werden kann. Außerdem können auch Toleranzen bei
der Fertigung der einzelnen Teile des Einstellsystem und/oder der
Montage der Einzelteile des Einstellsystems zu schädlichen
Querkräften im Elektromotor 19 beziehungsweise
der Aktoreinheit führen.
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Zum
Bewegen des ersten Halterahmens 16 und der daran befestigten
Komponenten 7, 8, 10, 12 des
Lichtmoduls 5; 6 um die vertikale Drehachse 18 ist
in dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel
ein weiterer Elektromotor 20 vorgesehen. Auch bei diesem
Elektromotor 20 wird vorzugsweise die Drehbewegung der
Motorwelle um die Langsachse mittels eines geeigneten Getriebes 22 in
eine lineare Betätigungsbewegung 23 eines Betätigungselements 24 (vgl. 3 und 6)
umgewandelt. Auch bei dem Elektromotor 20 ist es vorteilhaft,
wenn er zusammen mit dem daran befestigten Getriebe eine einzige
Aktoreinheit 27 (vgl. 3 und 6)
bildet. Das Betätigungselement 24 der Aktoreinheit
ist vorzugsweise gelenkig in einem Abstand zu der vertikalen Drehachse 18 an
dem Halterahmen 16 gelagert. Die Lagerung kann beispielsweise
mittels eines Kugelgelenks realisiert sein. Der Elektromotor 20 beziehungsweise die
gesamte Aktoreinheit 27 ist im Stand der Technik ihrerseits
starr an dem zweiten Halterahmen 17 befestigt. Auch in
diesem Fall kann die Drehbewegung des Halterahmens 16 um
die vertikale Achse 18 außer einer Komponente
in Richtung der Längserstreckung des Betätigungselements
der Aktoreinheit bzw. der Motorwelle des Elektromotors 20 auch
eine Komponente aufweisen, die quer dazu gerichtet ist. Diese quergerichtete
Komponente kann zu Querkräften an dem Betätigungselement
der Aktoreinheit beziehungsweise an der Motorwelle des Elektromotors 20 und
schließlich zu einer Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit
des Elektromotors 20 führen.
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Zum
Bewegen des zweiten Halterahmens 17 zusammen mit den daran
befestigten Komponenten 16, 7, 8, 10, 12 des
Lichtmoduls 5; 6 um die horizontale Drehachse
relativ zum Scheinwerfergehäuse 2 ist in dem in 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel ein weiterer Elektromotor 21 vorgesehen.
Auch bei diesem Motor 21 wird vorzugsweise die Drehbewegung
der Motorwelle mittels eines geeigneten Getriebes 22 in
eine lineare Betätigungsbewegung 23 eines Betätigungselements 24 (vgl. 3 und 6)
umgesetzt. Auch hier ist vorzugsweise das Getriebe an dem Elektromotor 21 befestigt,
sodass der Motor 21 zusammen mit dem Getriebe eine einzeln
handhabbare Aktoreinheit 27 (vgl. 3 und 6)
bilden, deren Betätigungselement 24 die lineare
Betätigungsbewegung 23 ausführt. Das
Betätigungselement ist vorzugsweise gelenkig an dem zweiten
Halterahmen 17 in einem Abstand zur horizontalen Drehachse
gelagert. Die Lagerung kann beispielsweise mittels eines Kugelgelenks
realisiert werden. Der Elektromotor 21 beziehungsweise
die gesamte Aktoreinheit ist im Stand der Technik starr an dem Scheinwerfergehäuse 2 oder
einem anderen an dem Gehäuse 2 befestigten Bauteil
des Scheinwerfers 1 befestigt. Da die Verschwenkbewegung
des Halterahmens 17 und der daran befestigten Komponenten 16, 7, 8, 10, 12 des
Lichtmoduls 5; 6 außer der parallel zur
Längserstreckung des Betätigungselements 24 der
Aktoreinheit 27 gerichteten Komponente auch eine quer dazu
gerichtete Komponente umfasst, kann es auch hier zu auf das Betätigungselement 24 der
Aktoreinheit 27 beziehungsweise die Motorwelle des Elektromotors 21 wirkende
Querkräfte kommen, die zu einer Beeinträchtigung
der Funktionsfähigkeit des Elektromotors 21 führen
können.
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Um
die beschriebenen, beim Stand der Technik vorhandenen auf den Elektromotor 19; 20; 21 beziehungsweise
die entsprechende Aktoreinheit 27 wirkenden Querkräfte
zu vermeiden und dadurch die Lebensdauer des Elektromotors 19; 20; 21 beziehungsweise
der Aktoreinheit 27 zu verlängern und die Verfügbarkeit
zu erhöhen, wird gemäß der vorliegenden
Erfindung vorgeschlagen, dass der Elektromotor 19; 20; 21 nicht
starr an dem ihm zugeordneten feststehenden Bauteil des Lichtmoduls 5; 6 befestigt ist,
sondern vielmehr beweglich an dem ihm zugeordneten Bauteil gelagert
ist. Die Lagerung des Elektromotors 19; 20; 21 beziehungsweise
der zugeordneten Aktoreinheit 27 ist vorzugsweise derart,
dass im Rahmen der Betätigungsbewegung 23 des
Betätigungselements 24 der Aktoreinheit 27 auftretende Querkräfte
ausgeglichen werden können. Die gesamte Aktoreinheit 27 umfassend
den Elektromotor 19; 20; 21 mit der Motorwelle
und das zugeordnete Getriebe 22 mit dem Betätigungselement 24,
ist über das Betätigungselement 24 sowohl
an den relativ zu dem restlichen Lichtmodul 5; 6 mechanisch
verstellbaren Mitteln (Projektionslinse 10, Blendenanordnung 12,
erster Halterahmen 16 oder zweiter Halterahmen 17)
als auch an dem restlichen relativ zu den beweglichen Mitteln feststehenden
Teil des Lichtmoduls 5; 6 (erster Halterahmen 16,
zweiter Halterahmen 17 oder Scheinwerfergehäuse 2)
beweglich gelagert. Die gesamte Aktoreinheit 27 kann somit pendelnd
frei im Raum gelagert sein.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Lichtmodul 5; 6 müssen
nicht zwangsläufig alle in dem Ausführungsbeispiel
aus 2 gezeigten Elektromotoren 19, 20, 21 vorhanden
sein. Selbstverständlich ist es denkbar, dass in einem
anderen Ausführungsbeispiel eine oder mehrere der Elektromotoren 19, 20, 21 nicht vorhanden
sind, weil die entsprechende verstellbare Komponente (zum Beispiel
Blendenanordnung 12, Halterahmen 16 oder Halterahmen 17)
nicht in der beschriebenen Weise bewegbar ist. Ebenso ist es denkbar,
dass einer oder mehrere der Elektromotoren 19, 20, 21 durch
andere Aktoren, beispielsweise Elektromagneten, ersetzt sind. Die
vorliegende Erfindung betrifft also ein Lichtmodul 5; 6 für
einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, das mindestens einen Elektromotor 19; 20; 21 zum
Verstellen einer bewegbaren Komponente (zum Beispiel Projektionslinse 10,
Blendenanordnung 12, Halterahmen 16 mit Projektionsmodul 7, 8, 10, 11, 12 oder
Halterahmen 17 mit Halterahmen 16 und Projektionsmodul 7, 8, 9, 10, 11, 12) aufweist.
Der Elektromotor 19; 20; 21 beziehungsweise
bei mehreren Elektromotoren 19, 20, 21 mindestens
einer der Motoren 19, 20, 21 ist erfindungsgemäß in
der oben beschriebene Weise beweglich an dem ihm zugeordneten feststehenden
Teil des Lichtmoduls 5; 6 bzw. des Scheinwerfers 1 (zum
Beispiels dem Halterahmen 16 beim Elektromotor 19, dem
Halterahmen 17 beim Elektromotor 20 oder dem Scheinwerfergehäuse 2 beim
Elektromotor 21) beweglich gelagert.
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Die
bewegliche Lagerung des Elektromotors 19; 20; 21 wird
nachfolgend beispielhaft für zwei Ausführungsbeispiele
anhand der 3 bis 9 im Detail
beschrieben. Die 3 bis 5 zeigen
ein ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
beweglichen Lagerung eines Elektromotors 19; 20; 21 beziehungsweise
der gesamten Aktoreinheit 27. In 3 ist der
Elektromotor 19; 20; 21 mit dem daran angeflanschten
Getriebe 22 gezeigt. Das Getriebe 22 umfasst ein
in Richtung eines Pfeils 23 linear bewegbares Betätigungselement 24.
Am distalen Ende des Betätigungselements 24 ist
eine Kugel 25 ausgebildet, die in eine an dem bewegbaren
Bauteil (der Blendenanordnung 12 für den Elektromotor 19,
dem Halterahmen 16 für den Elektromotor 20 oder
dem Halterahmen 17 für den Elektromotor 21)
angeordnete Kugelaufnahme zusammenwirkt und zusammen mit dieser
ein Kugelgelenk bildet. Das Getriebe 22 setzt die Drehbewegung
einer Motorwelle (nicht dargestellt) in die lineare Bewegung 23 des
Betätigungselements 24 um. Zwischen dem Getriebe 22 und
dem Elektromotor 19; 20; 21 sind umfangsseitig
verteilt mehrere Befestigungsstellen 26 vorgesehen, an
denen Metalllaschen des Motors 19; 20; 21 um
entsprechende Halteabschnitte des Getriebes 22 umgebogen
sind und das Getriebe 22 so sicher und zuverlässig
an dem Motor 19; 20; 21 befestigt ist.
Der Elektromotor 19; 20; 21 ist vorzugsweise
als Stellmotor insbesondere als ein Schrittmotor ausgebildet. Der
Motor 19; 20; 21 und das Getriebe 22 bilden
zusammen eine Aktoreinheit 27.
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Die
Aktoreinheit 27 ist mittels Befestigungsschrauben 28 an
einem Motorträger 29 befestigt. Der Motorträger 29 weist
eine Aussparung 30 auf. Bei an dem Motorträger 29 befestigtem
Aktorelement 27 kann durch die Aussparung 30 auf
ein außen am Elektromotor 19; 20; 21 angeordnetes
Steckerelement (nicht dargestellt) zugegriffen werden. An das Steckerelement
werden Leitungen zur Energieversorgung und/oder Ansteuerung des
Elektromotors 19; 20; 21 angeschlossen.
Auf einer vom Motor 19; 20; 21 abgewandten
Seite des Motorträgers 29 ist eine Kugelaufnahme 31 ausgebildet.
Diese ist dazu ausgebildet, mit einer entsprechenden Kugel 32 in Eingriff
zu treten und zusammen mit dieser ein Kugelgelenk zu bilden. Die
Kugel 32 ist an einer der bezüglich des beweglichen
Teils 10, 12, 16, 17 feststehenden
Komponente (Halterahmen 16 für Elektromotor 19,
Halterahmen 17 für Elektromotor 20 beziehungsweise
Scheinwerfergehäuse 2 für Elektromotor 21) oder
an einem damit starr verbundenen anderen Bauteil des Scheinwerfers 1 ausgebildet.
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Wenn
der Motorträger 29 mit der Kugelaufnahme 31 auf
die Kugel 32 der Komponente 16, 17, 2 des
Scheinwerfers gesteckt ist, ist der Elektromotor 19; 20; 21 beziehungsweise
die gesamte Aktoreinheit 27 gelenkig an der Komponente 16, 17, 2 gelagert.
Aufgrund der gelenkigen Lagerung kann die Kugel 25 des
Betätigungselements 24 eine Ausgleichsbewegung
auf einer sphärischen Bewegungsfläche ausführen.
Die Bewegungsfläche entspricht dabei einem Kugelabschnitt
beziehungsweise einem Kugelsegment, wobei der Mittelpunkt der Kugel
der Bewegungsfläche durch den Mittelpunkt der Kugel 32 des Kugelgelenks 31, 32 gebildet
ist. Für kleine Bewegungen quer zur Längserstreckung
des Betätigungselements 24 kann die Ausgleichsbewegung
der Kugel 25 des Betätigungselements 24 auf
der Bewegungsfläche durch eine Bewegungsebene angenähert
werden. Mit zunehmender Auslenkung der Kugel 25 des Betätigungselements 24 nimmt
die Krümmung der Bewegungsfläche zu. Die Bewegungsfläche
ist in 3 durch zwei senkrecht zur linearen Bewegungsrichtung 23 des
Betätigungselements 24 und senkrecht zueinander
verlaufende gebogene Pfeile 33 und 34 angedeutet.
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Die
Komponente 16, 17, 2 an der die Aktoreinheit 27 mittels
des Kugelgelenks 31, 32 gelenkig gelagert ist,
weist eine Öffnung 35 auf, die im fertig montierten
Zustand des Einstellsystems aus 3 im Wesentlichen
mit der Aussparung 30 des Motorträgers 29 fluchtet.
Im montierten Zustand ist also durch die Öffnung 35 und
die Aussparung 30 ein Zugriff auf das Steckerelement des
Elektromotors 19; 20; 21 möglich.
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4 zeigt
das Einstellsystem aus 3 im montierten Zustand und
in einer Draufsicht. Die 5 zeigt das Einstellsystem aus 3 im
montierten Zustand und in einer Ansicht von vorne.
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In
den 6 bis 8 ist ein zweites bevorzugtes
Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen beweglichen
Lagerung des Elektromotors 19; 20; 21 beziehungsweise
der gesamten Aktoreinheit 27 gezeigt. Dabei erfolgt die
Lagerung des Elektromotors 19; 20; 21 nicht
mittels eines Kugelgelenks, sondern mittels eines kardanischen Gelenks.
Auch hier ist die Aktoreinheit 27 mittels Befestigungsschrauben 28 an einem
Motorträger 29 befestigt. Der Motorträger 29 weist
außen umfangsseitig an gegenüberliegenden Positionen
zwei Führungsstifte 36 auf, durch die eine vertikale
Achse 37a verläuft. Der Motorträger 29 wird zusammen
mit der daran befestigten Aktoreinheit 27 derart in ein
Gelenkteil 38 eingesetzt, dass die Führungsstifte 36 in
entsprechende am Gelenkteil 38 ausgebildete Aussparungen,
Aufnahmen oder Öffnungen 39 eingreifen. Die Aufnahmen 39 liegen
auf einer zweiten vertikalen Achse 37b. Wenn der Motorträger 29 ordnungsgemäß in
das Gelenkteil 38 eingesetzt ist, verlaufen die beiden
vertikalen Achsen 37a und 37b denkungsgleich und
bilden eine vertikale Drehachse 37 des kardanischen Gelenks,
um die der Elektromotor 19; 20; 21 relativ
zu dem feststehenden Bauteil 16, 17, 2 des
Lichtmoduls 5; 6 bewegbar gelagert ist.
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Das
Gelenkteil 38 weist an seiner Außenumfangsfläche,
vorzugsweise um 90° versetzt zu den Aufnahmen 39,
zwei auf gegenüberliegenden Positionen des Gelenkteils 38 ausgebildete
Führungsstifte 40 auf. Die Führungsstifte 40 liegen
auf einer ersten horizontalen Drehachse 41a. Das Gelenkteil 38 wird zusammen
mit dem Motorträger 29 und der Aktoreinheit 27 derart
an dem feststehenden Bauteil 16, 17, 2 des
Lichtmoduls 5; 6 angeordnet, dass die Führungsstifte 40 in
an dem Bauteil 16, 17, 2 ausgebildete
entsprechende Aufnahmen 42 eingreifen. Die Aufnahmen 42 liegen
auf einer zweiten horizontalen Achse 41b. Wenn das Gelenkteil 38 ordnungsgemäß an dem
feststehenden Bauteil 16, 17, 2 angeordnet
ist, verlaufen die beiden horizontalen Achsen 41a und 41b deckungsgleich
und bilden zusammen eine horizontale Achse 42 des kardanischen
Gelenks, um die der Elektromotor 19; 20; 21 relativ
zu dem feststehenden Bauteil 16, 17, 2 bewegbar
gelagert ist. Der Vorteil der kardanischen Lagerung gegenüber
dem Ausführungsbeispiel aus den 3 bis 5 ist
insbesondere in dem geringeren Bauraum zu sehen, den das Einstellsystem
aus den 6 bis 8 benötigt.
Bei dem Ausführungsbeispiel aus den 3 bis 5 wird
insbesondere hinter der Aktoreinheit 27 zusätzlicher
Bauraum für das Kugelgelenk 31, 32 benötigt.
Das ist bei der kardanischen Lagerung nicht erforderlich.
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Selbstverständlich
kann das Gelenkteil 38 statt direkt an dem feststehenden
Bauteil 16, 17, 2 auch an einem anderen
Bauteil des Scheinwerfers 1, das an dem feststehenden Bauteil 16, 17, 2 verbunden
ist, angeordnet sein. Dabei wäre es sogar denkbar, dass
das Bauteil, an dem das Gelenkteil 38 angeordnet ist, in
seiner Position relativ zu dem feststehenden Bauteil 16, 17, 2 zum
Zwecke einer Justage bewegbar ist und anschließend in der
Justage-Position festlegbar ist. Dadurch ist es möglich,
die Verstellbewegung der bewegbaren Mittel (Blendenanordnung 12,
Halterahmen 16, Halterahmen 17) zu justieren.
An dem Bauteil, an dem das Gelenkteil 38 gelagert ist,
ist eine Öffnung 43 ausgebildet, durch die bei
fertig montiertem Einstellsystem die Kugel 25 und gegebenenfalls
auch das Betätigungselement 24 der Aktoreinheit 27 hindurch
ragt.
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Bei
dem in den 6 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel
weisen die vertikale Drehachse 37 und die horizontale Drehachse 41 einen
gemeinsamen Schnittpunkt auf. Das bedeutet, dass sich die Kugel 25 des
Betätigungselements 24 der Aktoreinheit 27 im
Rahmen der Ausgleichsbewegung auf einer sphärischen Bewegungsfläche quer
zur Bewegungsrichtung 23 bzw. der Längserstreckung
des Betätigungselements 24 bewegt. Es wäre
jedoch auch denkbar, dass sich die vertikal Achse 37 und
die horizontale Achse 41 nicht schneiden, sondern versetzt zueinander
angeordnet sind. Dieser Fall wird nachfolgend anhand der 9 näher
erläutert. Es ist deutlich zu erkennen, dass die vertikale
Achse 37 und die horizontale Achse 41 in einem
Abstand A zueinander angeordnet sind. Eine solche Anordnung der
Drehachsen 37, 41 des Kardangelenks führt
dazu, dass sich die Kugel 25 des Betätigungselements 24 nicht
auf einer sphärischen Bewegungsfläche, sondern
auf einer asphärischen Bewegungsfläche bewegt.
Die Abweichung der Bewegungsfläche von einem Kugelsegment
beziehungsweise Kugelabschnitt ergibt sich dadurch, dass der Radius
der Bewegung um die vertikale Drehachse 37 kleiner ist
als der Radius der Bewegung um die horizontale Drehachse 41.
Damit ist die Bewegungsfläche in der Bewegungsrichtung 33 (Drehung
um die vertikale Achse 37) stärker gekrümmt
als in Bewegungsrichtung 34 (Drehung um die horizontale
Achse 41). Eine derartige Ausgestaltung des Kardangelenks
kann sinnvoll sein, um einen unterschiedlich großen Querversatz
in verschiedene Richtungen möglichst gut kompensieren zu
können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10340961
A1 [0024]
- - DE 102005012303 A1 [0025]
- - DE 102008049222 [0025]