DE60303770T2

DE60303770T2 - Verfahren zur Herstellung von einer Beleuchtungs- oder Signaleinrichtung, und eine durch dieses Verfahren hergestellte Beleuchtungs- oder Signaleinrichtung

Info

Publication number: DE60303770T2
Application number: DE60303770T
Authority: DE
Inventors: Ghislain Lefevre; Benoit Lery; Frederic Moret
Original assignee: Valeo Vision SAS
Current assignee: Valeo Vision SAS
Priority date: 2002-08-08
Filing date: 2003-07-21
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2023-07-22
Also published as: FR2843443A1; DE60303770D1; ES2259407T3; US20040027696A1; ATE319041T1; JP2004071569A; US7018056B2; EP1388709B1; FR2843443B1; EP1388709A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungs- oder Signalgebungsvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, und speziell ein Verfahren zum Befestigen der Linse einer solchen Beleuchtungs- oder Signalgebungsvorrichtung.
Aus dem Dokument FR-A-2 696 528 ist zum Beispiel ein Scheinwerfer bekannt, der einen Ellipsoidreflektor, eine Lichtquelle im ersten Brennpunkt des Reflektors, ein Zwischenstück aus Blech mit einem hülsenförmigen Teil mit einem radial einwärts verlaufenden Rand an der Vorderseite, eine auf dem Rand des Zwischenstücks aufliegende Linse mit einem nach außen vorstehenden Flansch und einen Ring umfasst, der auf dem hinteren Rand der Linse unter Vorspannung und auf Anschlägen des Zwischenstücks angebracht ist, damit die Linse auf dem vorderen Rand des Zwischenstücks aufliegt.
Bei diesem Scheinwerfer verengt sich der Rand des Zwischenstücks nach hinten zu seinem freien Ende, ist mit seiner die Linse aufnehmenden Innenkante auf dem Flansch der Linse angebracht, grenzt an das konvexe Teil der Linse an und die Anschläge für den Ring sind in Zungen ausgebildet, die in der Seitenwand des Zwischenstücks frei ausgeschnitten sind, mit ihrem freien Ende zum Reflektor gerichtet sind, radial nach innen gebogen sind und in einem spitzen Winkel zur ebenen Seite der Linse verlaufen.
Eine derartige Ausbildung weist verschiedene Nachteile auf. Zunächst ist hierfür ein zusätzliches Teil, der Ring, erforderlich, das zwischen die Linse und das Zwischenstück eingefügt wird, wobei der Ring vor dem Umbiegen der Zungen eingesetzt wird. Dieses zusätzliche Teil wirkt sich nicht unerheblich auf die Kosten des Scheinwerfers sowie auch auf dessen Fertigungszeit aus. Lässt man den Ring weg, wird die Linse zudem nicht in ihrer optimalen Position in Bezug auf die Lichtquelle gehalten und der Scheinwerfer muss ausgesondert werden. Schließlich kommt es auch häufig vor, dass die Linse beim Biegen der Zungen bricht, was wiederum zu Ausschuss führt.
Aus dem Dokument US-A-6 086 231 ist ferner ein Ellipsoidscheinwerfer bekannt, bei dem die Linse auf dem Zwischenelement gehalten wird durch Verformen des Umfangsbereichs radial nach innen zum Umfassen des Rands der Linse.
In den Dokumenten FR-A-2 459 938 und BE-A-508 945 sind Paraboloidscheinwerfer beschrieben, mit einem Reflektor und einer Scheibe, wobei die Scheibe dadurch gehalten wird, dass mittels Warmumformung die Seitenwand eines Abstandsstücks oder durch Warmbördeln der Rand des Reflektors gegen den hinteren Rand der Scheibe umgebogen wird.
Das Anwenden radialer, das heißt senkrecht zur optischen Achse des Scheinwerfers gerichteter Kräfte ist schwer beherrschbar, so dass es nicht selten vorkommt, dass die Linse oder die Scheibe bricht oder Risse bekommt, wodurch somit die Ausschussrate relativ hoch ist.
Die vorliegende Erfindung ist in diesem Zusammenhang zu sehen und ihre Aufgabe ist es, ein Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungs- oder Signalgebungsvorrichtung vorzuschlagen, das zwischen der Linse und ihrem Halter kein zusätzliches Teil erfordert, das einfach zu automatisieren ist, um die Kosten der Beleuchtungs- oder Signalgebungsvorrichtung zu verringern, das zuverlässig ist, um den Ausschuss zu begrenzen, und das nicht teuer ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungs- oder Signalgebungsvorrichtung mit einer Lichtquelle, einem Reflektor, der die von der Lichtquelle abgegebenen Lichtstrahlen zu einer Linse derart reflektiert, dass entlang der optischen Achse ein Beleuchtungs- oder Signalgebungslichtbündel gebildet wird, wobei die Linse einen umlaufenden Kragen aufweist und durch einen Halter gehalten wird, wobei der Halter eine ringförmige Auflagefläche aufweist, die an ihrem äußeren Umfang durch einen zylindrischen Rand begrenzt ist, wobei das Verfahren den Schritt umfasst, der in der Verformung des zylindrischen Rands in Richtung der ringförmigen Fläche besteht, um die ebene Fläche des Kragens zu bedecken, die der Fläche zur Anlage an der ringförmigen Fläche des zylindrischen Rands entgegengesetzt ist, und diesen ohne Spiel und ohne jedes weitere zusätzliche Teil dort zu halten.
Erfindungsgemäß erfolgt die Verformung des zylindrischen Rands durch Ausüben einer zur optischen Achse der Beleuchtungs- oder Signalgebungsvorrichtung parallelen Kraft auf das vordere Ende oder die Rückseite des zylindrischen Rands.
Gemäß weiteren vorteilhaften und nicht einschränkenden Merkmalen der Erfindung:

– besteht der Halter aus einem viskoelastischen Material,
– resultiert die Verformung des zylindrischen Rands aus einem Fließeffekt,
– erfolgt die Verformung des zylindrischen Rands an wenigstens drei Stellen dieses Rands,
– erfolgt die Verformung des zylindrischen Rands an dem gesamten Rand,
– ist der Halter aus einem spritzgegossenen und/oder gegossenen Material gebildet, und liegt die auf den zylindrischen Rand ausgeübte Kraft zwischen 100 und 3.000 dN,
– erfolgt die Verformung des zylindrischen Rands durch Bördeln des Rands.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Beleuchtungs- oder Signalgebungsvorrichtung mit einer Lichtquelle, einem Reflektor, der die von der Lichtquelle abgegebenen Lichtstrahlen zu einer Linse derart reflektiert, dass entlang der optischen Achse ein Beleuchtungs- oder Signalgebungslichtbündel gebildet wird, wobei die Linse einen umlaufenden Kragen aufweist und durch einen Halter gehalten wird, wobei der Halter eine ringförmige Auflagefläche aufweist, die an ihrem äußeren Umfang durch einen zylindrischen Rand begrenzt ist, bei der die Linse durch ein Verfahren gemäß einem der vorstehend genannten Merkmale auf dem Halter gehalten wird.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispieles verdeutlicht, das unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen in nicht einschränkender Weise angeführt ist, in denen:
1 eine schematische Schnittansicht eines Ellipsoidscheinwerters darstellt, der entsprechend den Lehren der Erfindung ausgeführt ist;
2 ein Detail aus 1 in vergrößerter Darstellung bei einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergibt;
3 das gleiche Detail aus 1 in vergrößerter Darstellung bei einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergibt;
4 eine Ansicht einer Maschine darstellt, die die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht;
5 ein Detail eines ersten Schritts einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergibt; und
6 ein Detail des zweiten Schritts der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergibt.
Zunächst ist darauf hinzuweisen, dass von einer Figur zur anderen identische oder ähnliche Elemente soweit möglich mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
In 1 ist ein Scheinwerfer 10, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dargestellt, der eine Lampe 12 umfasst, die am Boden eines Reflektors 14 vom Ellipsoidtyp derart angebracht ist, dass die durch die Lampe 12 hervorgerufene Lichtquelle 16 in der Nähe eines ersten Brennpunkts des Reflektors 14 liegt. Eine derartige Lichtquelle 16 kann durch den Glühfaden einer Glühlampe oder den Lichtbogen einer Gasentladungslampe gebildet sein.
In der nachstehenden Beschreibung wird in nicht einschränkender Weise eine von hinten nach vorne verlaufende Ausrichtung entlang einer optischen Achse A-A des Scheinwerfers 10 verwendet, die der Richtung entspricht, in der sich das von der Vorrichtung ausgesandte Lichtbündel ausbreitet. So ist in 1 "vorne" auf der rechten Seite und "hinten" auf der linken Seite der Figur angeordnet.
Die optische Achse A-A ist allgemein parallel zur Längsachse des Fahrzeugs, das mit dem Scheinwerfer 10 ausgestattet ist. Die optische Achse A-A ist im Wesentlichen horizontal und kann zum Beispiel durch die beiden Brennpunkte des Reflektors 14 definiert werden.
Der Scheinwerter 10 weist eine Sammellinse 18 auf, die an der Vorderseite an einem Halter angebracht ist, der in einem tragenden Konstruktionsteil 20 des Scheinwerfers 10 ausgebildet ist, das auf einer vorderen Querfläche 22 des Reflektors 14 befestigt ist. Die Brennebene der Linse 18 verläuft in der Nähe des zweiten Brennpunkts des Reflektors 14. Alternativ kann das tragende Konstruktionsteil 20 einstückig mit dem Reflektor 14 ausgeführt sein.
Die Gesamtheit der vorstehend beschriebenen Elemente bildet eine Scheinwerfereinheit 10, die zum Beispiel in herkömmlicher Weise in einem (nicht dargestellten) Gehäuse montiert ist, das durch eine Scheibe geschlossen ist.
Die Linse 18 ist in bekannter Weise plankonvex und weist an ihrem Rand einen im Wesentlichen zylindrischen Kragen 24 auf. Bei einem Ellipsoidscheinwerfer ist die ebene Seite der Linse 18 nach hinten gewandt, während die konvexe Seite nach vorne weist.
Der umlaufende Kragen 24 verlängert die hintere ebene Seite derart, dass der Radius der hinteren ebenen Seite kleiner ist als der Krümmungsradius der vorderen konvexen Seite der Linse.
Wie in 1 zu erkennen ist, wird die Linse 18 oder genauer ihr umlaufender Kragen 24 von dem Halter 20 derart umfasst, dass die Position der Linse in der optischen Achse A-A exakt festliegt.
Wie in 2 und 3 besser zu erkennen ist, weist der Halter 20 hierzu eine ringförmige Fläche 26 auf, die an ihrem Außenumfang durch einen zylindrischen Rand 28 begrenzt ist, der sich nach vorne erstreckt.
Die ringförmige Fläche 26 ist derart, dass ihr Innendurchmesser kleiner ist als der der hinteren ebenen Seite der Linse 18, wohingegen der Innendurchmesser des zylindrischen Rands 28 geringfügig größer ist als der der hinteren ebenen Seite der Linse 18.
Es ist somit möglich, die Linse 18 mit der Vorderseite auf dem Halter 20 derart anzuordnen, dass ihr umlaufender Kragen 24, wie in 2 dargestellt, auf der ringförmigen Fläche 26 des Halters 20 ruht und von dem umlaufenden Rand 28 umgeben ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist in dieser Position vorgesehen, den umlaufenden Rand 28 derart zu verformen, dass er den Kragen 24 der Linse 18 umfasst. Hierzu ist vorgesehen, auf das vordere Ende des Rands 28 in einer zur optischen Achse A-A im Wesentlichen parallelen Richtung eine Kraft auszuüben, so dass dieser den Kragen 24 umfasst und ihn fest an seinem Platz hält. Das den Halter 20 bildende Material ist aus der Gruppe viskoelastischer Materialien gewählt, so dass durch die Anwendung einer Kraft oder einer Beanspruchung auf dieses Material ein Fließeffekt bewirkt wird, wobei in der vorliegenden Beschreibung darunter ein Kaltfließen des Materials unter der Einwirkung einer zeitlichen Beanspruchung zu verstehen ist.
Gemäß der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann diese Kraft auf das gesamte vordere Ende des Rands 28 angewandt werden, so dass der Kragen 24 der Linse 18 von dem auf diese Weise verformten Rand vollkommen umfasst wird. Diese Variante gleicht einem Bördeln des Halters 20 um die Linse 18.
Gemäß einer Variante dieser ersten Ausführungsform kann diese Kraft auf den Rand 28 lokal derart ausgeübt werden, dass die Linse 18 nur an vorbestimmten Punkten des Kragens 24 gehalten wird. Vorzugsweise sind die Angriffspunkte dieser Kraft in Bezug auf die optische Achse A-A symmetrisch angeordnet. Es sind zum Beispiel drei Punkte, die bezüglich der Mitte der hinteren ebenen Seite der Linse 18 um 120° voneinander beabstandet sind.
Hierzu kann zum Beispiel eine Bördel- oder Schellhämmermaschine verwendet werden, so wie in 4 schematisch dargestellt. Eine derartige Maschine weist zum Beispiel einen Sockel 100 auf, auf dem der Halter 20 zum Beispiel mit Hilfe einer Spannbacke 102 festgespannt ist.
Die Linse 18 wird dann auf dem Halter 20 derart angeordnet, dass ihr umlaufender Kragen 24 auf der ringförmigen Fläche 26 des Halters 20 ruht und von dem umlaufenden Rand 28 umgeben ist, wie in 2 dargestellt. Danach wird ein Bügel 104, der mit wenigstens einer Rolle 106 versehen ist (in 4 sind zwei dargestellt), der Linse 18 derart angenähert, dass die Rolle bzw. Rollen auf die Vorderseite des umlaufenden Rands 28 drücken.
Der Bügel 104 wird dann um eine Achse in Drehung versetzt, die mit der der Linse 18 deckungsgleich ist, so dass die Rolle bzw. Rollen 106 auf dem Rand 28 rollen.
Aufgrund des viskoelastischen Materials, aus dem der Halter 20 gebildet ist, und der Dicke des Rands 28 werden der Bügel 104 und somit die Rolle bzw. Rollen 106 mit einer Kraft oder einem Druck auf den Rand 28 gedrückt, die bzw. der groß genug ist, um diesen so zu verformen, dass er durch Fließen zusammengedrückt wird und einen Absatz oder einen Wulst 30 bildet, der den Kragen 24 umgibt, um diesen endgültig zu umfassen oder einzuschließen.
Ist der Halter aus Spritzaluminium hergestellt und hat der Rand 28 eine Dicke von ungefähr 3 mm, so kann zum Beispiel eine Kraft von etwa 800 dN auf den Rand 28 ausgeübt werden, ohne dass der Kragen 24 oder die Linse 18 durch den auf diese Weise verformten Rand bricht.
Gemäß weiterer Ausführungsbeispiele kann auf den Rand 28 zu dessen Verformung eine Kraft von etwa 600 dN ausgeübt werden, wenn der Halter aus Spritzmagnesium hergestellt ist und der Rand 28 eine Dicke von ungefähr 4 mm hat, und kann auf den Rand 28 zu dessen Verformung eine Kraft von etwa 300 N ausgeübt werden, wenn der Halter aus einem spritzgegossenen thermoplastischem Material hergestellt ist, zum Beispiel PBT (Polybutylenterephthalat) mit 30 % Glasfaseranteil, und der Rand 28 eine Dicke von ungefähr 5 mm hat.
Man erhält somit eine Befestigung der Linse 18 wie sie in 3 dargestellt ist, wo zu erkennen ist, dass das vordere Ende des Halters 20 die Linse 18 ohne Spiel umschließt oder umfasst, ohne dass die Verwendung eines zusätzlichen Teils wie ein Ring oder eine Feder nach dem Stand der Technik erforderlich ist.
Überraschenderweise hat die Anmelderin festgestellt, dass das vorstehend beschriebene Verfahren außergewöhnlich zuverlässig ist und die Ausschussrate erheblich geringer ist als mit den Verfahren nach dem Stand der Technik.
In den 2 bis 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Linse 18 durch eine Verformung ihres Halters an der Vorderseite gehalten wird. Selbstverständlich kann auch vorgesehen werden, dass die Linse 18 durch eine Verformung ihres Halters an der Rückseite gehalten wird. Dies ist in den 5 und 6 dargestellt.
In diesen Figuren ist zu erkennen, dass der Halter 20 wie bei der eben beschriebenen Ausführungsform eine ringförmige Fläche 26' aufweist, in diesem Fall jedoch gegenüber der Rückseite des Halters 20. Die ringförmige Fläche 26' wird an der Rückseite durch einen radialen Rand oder radialen Absatz 32 der Innenseite des Halters 20 gebildet, wodurch eine zylindrische Innenseite 34 entsteht.
Die Linse 18 wird dann auf der ringförmigen Fläche 26' des Halters 20 derart angeordnet, dass ihr umlaufender Kragen 24 auf der ringförmigen Fläche 26' des Halters 20 ruht und von der zylindrischen Innenseite 34 umgeben ist, wie in 5 dargestellt. Wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird ein Druck auf den Rand oder den Absatz 32 ausgeübt, um diesen so zu verformen, dass er zusammengedrückt wird und einen Wulst 30' bildet, der den Kragen 24 der Linse 18 ohne Spiel umgibt oder umfasst.
Wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann diese Kraft alternativ lokal auf den Absatz 32 so ausgeübt werden, dass die Linse 18 nur noch an vorbestimmten Punkten des Kragens 24 gehalten wird. Vorzugsweise sind die Angriffspunkte dieser Kraft bezüglich der optischen Achse A-A symmetrisch angeordnet. Es sind zum Beispiel drei Punkte, die in Bezug auf die Mitte der hinteren ebenen Seite der Linse 18 um 120° voneinander beabstandet sind.
Gemäß einer anderen Variante dieser zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die zur Verformung des Absatzes 32 erforderliche Kraft auf die gesamte Rückseite dieses Randabsatzes ausgeübt werden, damit der Kragen 24 der Linse 18 von diesem Rand vollständig umfasst wird. Hierzu wird der gleiche Typ Bördel- oder Schellhämmermaschine verwendet, wie in Zusammenhang mit 4 beschrieben, um eine Befestigung der Linse zu erhalten, wie in 6 dargestellt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungs- oder Signalgebungsvorrichtung realisiert, das zwischen der Linse und ihrem Halter kein zusätzliches Teil erfordert, das in einfacher Weise automatisiert werden kann, um die Kosten der Beleuchtungs- oder Signalgebungsvorrichtung zu verringern, das hinsichtlich fehlerhafter Teile besonders zuverlässig ist und das nicht teuer ist.
Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Durch den Fachmann können zahlreiche Veränderungen vorgenommen werden, die in ihren durch die Patentansprüche definierten Schutzbereich fallen. So kann der Linsenhalter an dem Reflektor aufgesetzt oder mit diesem einstückig ausgeführt sein. Auch wenn die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit der Herstellung eines Ellipsoidscheinwerfers beschrieben wurde, eignet sie sich ebenfalls für die Befestigung einer Scheibe einer Beleuchtungs- oder Signalgebungsvorrichtung an dem Gehäuse dieser Vorrichtung.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungs- oder Signalgebungsvorrichtung mit einer Lichtquelle (16), einem Reflektor (14), der die von der Lichtquelle (16) abgegebenen Lichtstrahlen zu einer Linse (18) derart reflektiert, dass entlang der optischen Achse (A-A) ein Beleuchtungs- oder Signalgebungslichtbündel gebildet wird, wobei die Linse (18) einen umlaufenden Kragen (24) aufweist und durch einen Halter (20) gehalten wird, wobei der Halter (20) eine ringförmige Auflagefläche (26, 26') aufweist, die an ihrem äußeren Umfang durch einen zylindrischen Rand (28, 34) begrenzt wird, wobei das Verfahren den Schritt umfasst, der in einem Verformen des zylindrischen Rands (28, 34) in Richtung der ringförmigen Fläche (26, 26') besteht, um die ebene Fläche des Kragens (24) zu bedecken, die seiner Fläche zur Anlage an der ringförmigen Fläche (26, 26') des zylindrischen Rands (28, 34) entgegengesetzt ist, und diesen ohne Spiel und ohne Erfordernis eines weiteren Teils dort zu halten, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung des zylindrischen Rands (28, 34) dadurch erfolgt, dass auf das vordere Ende oder die Rückseite des zylindrischen Rands (28, 34) eine Kraft ausgeübt wird, die parallel zur optischen Achse (A-A) der Beleuchtungs- oder Signalgebungsvorrichtung ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (20) aus einem viskoelastischen Material besteht.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung des zylindrischen Rands (28, 34) aus einem Kriecheffekt resultiert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung des zylindrischen Rands (28, 34) an wenigstens drei Stellen dieses Rands erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung des zylindrischen Rands (28, 34) an dem gesamten Rand erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (20) aus einem spritzgegossenen und/oder gegossenen Material gebildet ist, und die auf den zylindrischen Rand ausgeübte Kraft zwischen 100 und 3.000 dN liegt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung des zylindrischen Rands (28, 34) durch Bördeln des Rands erfolgt.