DE2908891C3 - Glasscheibe für Kraftfahrzeug- Scheinwerfer, Preßstempel und Verfahren zum Herstellen eines Glasscheiben-Preßstempels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die in Scheinwerfer, insbesondere in Kraftfahrzeug-Scheinwerfer eingegliederten, mit optisch wirksamen Rippen oder anderen Reliefs versehenen Glasscheiben einen Preßstempel sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Glasscheiben-Preßstempeis.

Solche Glasscheiben weisen sehr häufig mehrere einander benachbarte bzw. aneinanderstoßende Rippen-Zonen auf, von denen jede auf die durch sie hindurchtretenden Lichtstrahlen eine spezielle optische Ablenkwirkung ausübt.

Daraus ergibt sich eine Schwierigkeit, die darin besteht, daß die aneinanderstoßenden Zonen notwendigerweist durch eine einen Sprung oder eine Unstetigkeitsstelle bildende Grenze voneinander getrennt sind, und daß beim Gießen bzw. Pressen der Glasscheibe in der Nähe dieser Grenze unvermeidliche Unregelmäßigkeiten auftreten, welche die Lichtverteilung dei Scheinwerfer merklich stören.
Im folgenden wird anhand eines Einzelfalles gezeigt, wie derartige Fehler und Nachteile dem Stand der Technik systematisch anhaften. Beim gewählten Beispiel handelt es sich um einen Scheinwerfer mit rechteckiger öffnung. In den Zeichnungen, die den Stand der Technik verdeutlichen, zeigt

J5 F i g. 1 die Vorderansicht des reflektierenden Spiegels eines solchen Scheinwerfers,
F i g. la einen vertikalen Axialschnitt,
Fig.2 das Prinzip einer mit einem solchen Scheinwerfer an einem Schirm erhaltenen Projektion und

ίο F i g. 3 die Vorderansicht der Glasscheibe, wie sie sich mit den bisher bekannten Verfahren in dei Praxis herstellen läßt.

Der als Beispiel genommene Scheinwerfer ist aus einem im allgemeinen parabolischen Reflektor R, einer Lampe mit einem Glühfaden F_c für Abblendlicht und einem Glühfaden Fr für Fernlicht, die vor bzw. hinter dem Brennpunkt des Reflektors R angeordnet sind, und einer Frontglasscheibe G zusammengesetzt, welche die öffnung O des Reflektors R verschließt. Die Aufgabe der Frontglasscheibe G besteht darin, neben dem Abschluß des Scheinwerfers eine richtige Lichtverteilung zu gewährleisten, wobei bei Benutzung des Abblendlichtes so wenig Licht wie möglich oberhalb der Schnittlinie (obere Grenze der Helligkeit) austreten soll.

Der in Fig. 1 dargestellte Reflektor R hat eine parabolische reflektierende Oberfläche; zu ihm gehören ferner zwei ebene Schließwangen /1 und /2, die den in F i g. 1 dargestellten ungefähr rechteckigen Umriß der öffnung O bestimmen.

bo Vom Reflektor R sind die Zonen 1, 2, 3 und 4 dargestellt, von denen die Abschnitte I, II, III und IV der in Fig.2 gezeigten Projektion des Lichtbündels an einer in 25 m Entfernung angeordneten Ebene reflektiert worden sind.

Um überschüssiges Licht am Boden zu vermeiden und ein breites Lichtbündel zu erzielen, müssen die Rippen der Glasscheibe das von den Zonen 1 und 2 kommende Lichtbündel stark streuen. Dagegen darf die Glasschei-

be G das von den Zonen 3 und 4 kommende Lichtbündel nur wenig streuen, damit unter der Schnittlinie eine gute Lichtkonzentration bzw. -bündelung möglich ist.

Gemäß Fig.3 muß die Glasscheibe C als notwendigerweise zwei verschiedene Rippenzonen A und B oder Λ'und ß'aufweisen. In diesen beiden Rippenzonen mit verschiedener Ablenkwirkung sind die Rippen voneinander verschieden (es ist bekannt, daß sich die Ablenkwirkung der Rippen im gleichen Sinne wie ihre Höhe und umgekehrt zu ihrem relativen Abstand ändert). An der Trennlinie im Bereich D zwischen den beiden Zonen treten dann große Glas-Formfehler auf, die auf die Dickenuntorschiede zwischen den Rippenzonen A und B zurückgehen.

Derartige Formfehler sind bei allen bekannten Glasscheiben, die durch Pressen hergestellt worden sind, immer dann systematisch vorhanden, wenn sie in ihrer optischen Begrenzung aneinanderstoßende Rippenzonen aufweisen. Diese Formfehlei führen zu Beleuchtungsmängeln, beispielsweise bei den Abschnitten I und II zu verschwommenen Konturen.

Die Erfindung betrifft eine neue Bestimmung der Glasscheiben-Rippen, durch welche die Sprünge zwischen einander benachbarten Rippenzonen vermeidbar sind.

Aus der FR-PS 11 87 443 ist es bekannt, Übergangsrippen von im wesentlichen kreisrundem Querschnitt zu verwenden, deren Höhe (Höhe des Kreisabschnittbogens) und Breite (Bogensehnenlänge) sich ohne Sprung von einer Zone der Glasscheibe zur anderen ändern.

Die Erfindung schlägt eine neue Begrenzung derartiger Übergangsrippen vor. Solche Übergangsrippen sind erfindungsgemäß durch eine im wesentlichen prismatische Fläche begrenzt, die sich parallel zur Grundfläche der Glasscheibe erstreckt, wobei die Gesamtdicke der Glasscheibe am Scheitel der Rippen (am Scheitel des Kreisabschnittbogens) somit über der gesamten Rippenzone trotz der Höhenänderung der Rippen konstant bleibt.

Derartige Übergangsrippen sind aus doppeltem Grund von besonderem Vorteil:

— sie sind durch Pressen bequem herstellbar, wobei die Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen des entsprechenden Preßstempels vorschlägt,

— durch die Änderung ihrer Dicke außerhalb der Rippen übt die Glasscheibe als Ganzes eine Ablenkprismen-Gesamtwirkung aus, dL- sich der Streuwirkung der Rippen überlagert.

Wie sich mit näheren Einzelheiten aus der nachstehenden Beschreibung ergibt, ist eine solche optische Wirkung von besonderem Nutzen.

Die erfindungsgemäßen Glasscheiben-Ripoen können konvex und konvergent oder konkav und divergent sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Preßstempels für das Pressen der konvergenten Rippen zeichnet sich durch zwei aufeinanderfolgende Arbeitsschritte aus, nämlich

— des Ausbildens von konkaven Rippen-Prägungen, die sich an Verbindungskanten aneinander anschließen, und

— des selektiven Abschneidens der Spitzen der Kanten.

Zum Herstellen eines Stempels für das Pressen von konkaven und divergenten Rippen wird durch zwei aufeinanderfolgende Arbeitsschritte, nämlich

— des Ausbildens von konkaven Prägungen, die sich an Verbindungskanten aneinander anschließen, und

— des selektiven Abschneidens der Spitzen der Verbindungskanten,

eine Elektrode maschinell bearbeitet und dann der Stempel mit einer solchen Elektrode in an sich bekannter Weise aus einem metallischen Block durch Elektroerosion herausgearbeitet.

Die nachstehende Beschreibung erläutert die Durchführung der Erfindung anhand des bereits gewählten bevorzugten Beispiels.

Es wird in Verbindung mit dem in Fig. 1 und la dargestellten Scheinwerfer, der mit der Glasscheibe C gemäß F i g. 3 ausgestattet ist, gezeigt, wie sich durch Anwenden der Erfindung die starke Streuung des Lichtbündels in der Zone A und die schwache Streuung in der Zone B unter Vermeidung einer störenden Dickenunstetigkeit zwischen den beiden Zonen A und B erzielen lassen.

Es wird auch gezeigt, auf welche Weise sich durch Anwenden der Erfindung zwischen den beiden Zonen A und B eine Übergangszone ausbilden läßt, die als Ganzes durch die Änderung ihrer Dicke außerhalb der Rippen eine Ablenkprismen-Gesamtwirkung ausübt, die sich der Streuwirkung der Rippen überlagert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beschrieben, die sich auf den Stempel beziehen, der für das Herstellen der erfindungsgemäßen Glasscheiben durch Pressen notwendig ist. Es zeigt

F i g. 4 die Vorderansicht des vor- oder rohbearbeiteten Stempels für die Herstellung einer erfindungsgemäßen Glasscheibe,

F i g. 4a ... d je einen Schnitt in der Schnittebene a, b, c bzw. ei in Fig. 4,

Fig.5 die Vorderansicht des fertigbearbeiteten Stempels,

F i g. 5a ... d je einen Schnitt in der Schnittebene a, b, c bzw. d \n F i g. 5 mit einer Darstellung der mit demselben Stempel hergestellten Glasscheibe, und

F i g. 6 und 6a... d den F i g. 5 und 5a... d ähnliche Ansichten einer anderen Ausführungsform eines Stempels sowie der mit diesem hergestellten Glasscheibe.

F i g. 4 und 5 betreffen die Herstellung einer mit konvexen und konvergenten Rippen versehenen Glasscheibe G. Der zugehörige Preßstempel P muß Rippen-Prägungen aufweisen, die konkav sind. Zunächst soll eine dem Stand der Technik gemäß F i g. 3 entsprechende Glasscheibe G hergestellt werden, die also zwei Rippenzonen A und B aufweist.

Zur Präzisierung des gewählten Beispiels sei angenommen, daß die theoretische Berechnung Rippen ergibt, die zu einer maximalen Ablenkung von ±3° in der Zone B und von ± 10° in der Zone A führen. Nach dem Stand der Technik ergeben sich daraus, unter Zugrundelegung einer Teilung von 6 mm, Rippen von 9 mm Radius für die Zone A und von 30 mm Radius für die Zone ß(oder ein Radius von 9 mm auf einer Breite von etwa 2 mm mit einer Abflachung von 4 mm).

Mit den üblichen Techniken ergibt sich somit zwischen zwei einander benachbarten Zonen ein maximaler Dickenunterschied, der etwa 0,4 mm erreicht und Ursache für sehr störende Fehler ist.

Zur Erzielung desselben Ergebnisses ohne Dickensprung wird erfindungsgemäß in der folgenden Weise vorgegangen.

Die Zonen A und B des Stempels P werden in ihrer

Gesamtheit in einem ersten Schnitt mit demselben Radius von 9 mm bei einer Teilung von 6 mm eingearbeitet. Der Stempel P für das Formen der Glasscheiben C hat im vorbearbeiteten Zustand das in F i g. 4 und 4a ... d dargestellte Aussehen.

In einem zweiten Arbeitsgang werden in der Zone B die Spitzen der in Fig. 4c im Schnitt dargestellten Rippen auf einer Höhe von 0,4 mm abgeschnitten, wodurch die angestrebte maximale Ablenkung von ± 3° erzielt wird. Sodann werden von der oberen Grenze der Zone B zu einer Linie 1 hin, d. h. auf einer Zonenhöhe H. die dem Teil A₂ der Zone A entspricht, durch Ausführen eines Schrägschnittes am Stempel Punter einem Winkel

0.4 mm

immer kleinere Beträge von den Spitzen der Rippen abgetragen, während die Spitzen der Rippen im Teil A₁ der Zone A oberhalb der Linie 1 nicht mehr abgeschnitten werden (siehe F i g. 5,5a ... d).

Um die Entsprechungen zwischen den Figuren deutlicher werden zu lassen, sind am Preßstempel die verschiedenen Niveaus, bezogen auf die Formtiefe, angegeben und mit Linie 0, Linie 1 bzw. Linie 2 bezeichnet.

In Fig. 5a, 5b und 5c ist ebenfalls die mit diesem Preßstempel erhaltene Glasscheibe G dargestellt. Diese ist insofern bemerkenswert, als in allen Bereichen, also in den beiden Zonen A-, und B ebenso wie in der Übergangszone A₂, die Gesamtdicke e der Glasscheibe G am Scheitel der Rippen konstant ist. Dagegen ändert sich die Dicke / der Glasscheibe C in den Rippenzwischenräumen über der gesamten Übergangszone A2 kontinuierlich bzw. stetig. Vom Zonenteil A\ zur Zone B hin erzeugt somit die Dicke / der Glasscheibe G außerhalb der Rippen wegen ihrer Änderung eine Ablenkungsprismen-Gesamtwirkung, die sich der Streuwirkung der Rippen überlagert.

Schließlich lenkt die erhaltene Glasscheibe G das Lichtbündel in ihrem oberen Teil stark und in ihrem unteren Teil nur schwach ab, ohne daß sie an der Trennlinie der beiden Abschnitte irgendeinen Dickensprung aufweist. Andererseits schafft die einem vertikalen Ablenkungsprisma entsprechende Wirkung den Vorteil, daß sich das Lichtbündel im Zonenteil A₂ nach unten richten läßt. Diese zweite optische Wirkung verbindet sich vorteilhaft mit der Streuwirkung der Rippen. Schließlich sei darauf hingewiesen, daß die

·"> Erfindung das praktische Hilfsmittel geschaffen hat, mit dem sich die angestrebte Glasscheibe durch einen sehr einfach maschinell zu bearbeitenden Preßstempel in sehr einfacher Weise herstellen läßt.

Im vorstehenden wurden die Maßnahmen zum

Hi Ausbilden von konvexen und konvergenten Rippen beschrieben. In analoger Weise lassen sich konkave und divergente Rippen ausbilden. In diesem Falle müssen die Rippen-Prägungen des Preßstempels konvex sein. Ein derartiger Preßstempel P ist in Fig.6 und 6a...d

i^r> dargestellt, in denen seine Niveaus, bezogen auf die Formtiefe, mit Linie 0, Linie 1 und Linie 2 bezeichnet sind. In diesem Falle wird ein metallischer Preßstempel P durch elektroerosives Bearbeiten mittels einer Elektroerosions-Elektrode E hergestellt, die wie der Preßstempel P gemäß F i g. 4 und 5 durch Ausbilden von konkaven Prägungen, die sich an Verbindungskanten aneinander anschließen, und dann durch selektives Abschneiden der Spitzen der Verbindungskanten erzeugt wird. Eine solche Elektroerosions-Elektrode E

2^r> läßt sich durch eine sehr einfache maschinelle Bearbeitung bequem herstellen. Der Preßstempel P gemäß F i g. 6 wird durch Elektroerosion mittels dieser Elektrode £erzielt.

Die entsprechende Glasscheibe G (s. Fi g. 6a, 6b, 6c)

in hat, wie beim zuvor beschriebenen Beispiel, eine Gesamtdicke e am Scheitel der Rippen, die konstant ist, während ihre Dicke / außerhalb der Rippen veränderlich ist. Auch hier ist ein Ablenkprismeneffekt mit der den Rippen eigenen Streuwirkung kombiniert.

j-, Für die vorstehend definierte erfindungsgemäße Gestalt der Rippen bestehen zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten auf dem Gebiet der Glasscheiben bzw. Streuscheiben für Kraftfahrzeug-Scheinwerfer.
Wenngleich im vorstehenden Rippen von kreisrundem Querschnitt beschrieben wurden, so erstreckt sich die Erfindung gleichermaßen auch auf Rippen von nur ungefähr kreisrundem Querschnitt. Gleiches gut für die hinsichtlich des Zonenteils A₂ beschriebene lineare Änderung der Dicke / zwischen den Rippen, die, unter der Voraussetzung, daß sie stetig verläuft, nichtlinear sein kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnuneen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Glasscheibe für Kraftfahrzeug-Scheinwerfer mit einer Reihe von Rippen von im wesentlichen kreisrundem Querschnitt, deren Höhe (Höhe des Kreisabschnittbogens) und Breite (Bogensehnenlänge) sich ohne Sprung von einer Zone der Glasscheibe zur anderen ändern, so daß sich das Streuvermögen der Rippen von einer Zone zur anderen stetig ändert, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen durch eine im wesentlichen prismatische Fläche begrenzt sind, die sich parallel zur Grundfläche der Glasscheibe (G) erstreckt, wobei die Gesamtdicke (e) der Glasscheibe (G) am Scheitel der Rippen (am Scheitel des Kreisabschnittbogens) somii über der gesamten Rippenzone (A\, A2, B) trotz der Höhenänderung der Rippen konstant bleibt, so daß die Glasscheibe (G) als Ganzes durch die Änderung ihrer Dicke (i) außerhalb der Rippen eine Ablenkprismen-Gesamtwirkung ausübt, die sich der Streuwirkung der Rippen überlagert.

2. Glasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen konvex und konvergent sind.

3. Glasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen konkav und divergent sind.

4. Preßstempel zum Herstellen einer Glasscheibe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Reihe von Rippen-Prägungen von im wesentlichen kreisrundem Querschnitt aufweist, deren Höhe (Höhe des Kreisabschnittbojjens) und Breite (Bogensehnenlänge) sich ohne Sprung von einer Zone (A\) zur anderen Rändern, und daß die Prägungen durch eine im wesentlichen prismatische Fläche begrenzt sind, die sich parallel zur Formebene erstreckt, im Querschnitt von aufeinanderfolgenden Bogen gebildet und an ihren scharfen Kanten (die den Verbindungslinien der aufeinanderfolgenden Bogen entsprechen) durch eine Anschlußfläche progressiv geschnitten sind.

5. Preßstempel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er für die Herstellung von konvergenten Rippen konkave Rippen-Prägungen aufweist.

6. Preßstempel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er für die Herstellung von divergenten Rippen konvexe Rippen-Prägungen aufweist.

7. Verfahren zum Herstellen eines Glasscheiben-Preßstempels gemäß Anspruch 5, gekennzeichnet durch die beiden aufeinanderfolgenden Arbeitsschritte

— des Ausbildens von konkaven Rippen-Prägungen, die sich an Verbindungskanten aneinander anschließen, und

— des selektiven Abschneider^ der Spitzen der Kanten.

8. Verfahren zum Herstellen eines Glasscheiben-Preßstempels gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode (E) durch die beiden aufeinanderfolgenden Arbeitsschritte

— des Ausbildens von konkaven Prägungen, die sich an Verbindungskanten aneinander anschließen, und

— des selektiven Abschneidens der Spitzen der Verbindungskanten

maschinell bearbeitet wird, und daß der Stempel (P) mit einer solchen Elektrode (E) in an sich bekannter Weise aus einem metallischen Biock durch Elektroerosion herausgearbeitet wird.