DE69105329T2 - Zwischenscheibe für Fahrzeugrückleuchte und Herstellungsverfahren. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Signalleuchten, vor allem für Kraftfahrzeuge. Sie betrifft insbesondere eine neue Zwischenscheibe für Fahrzeugrückleuchten und ein neues Verfahren für ihre Herstellung.
• Einige nach dem Stand der Technik bekannte Fahrzeugrückleuchten umfassen eine Fadenlampe, eine Zwischenscheibe und ein Verschluß oder Deckglas. Gegebenenfalls kann ein Spiegel vorgesehen sein, um den Lichtstrom, der von der Lampe in entgegengesetzter Richtung zur Scheibe und zum Deckglas abgestrahlt wird, in möglichst großem Umfang rückzuführen.
• Herkömmlicherweise besteht die Aufgabe der Zwischenscheibe darin, die von der Lampe und gegebenenfalls vom Spiegel kommenden Lichtstrahlen zu richten, damit das gebildete Lichtbündel einer vorgegebenen Photometrie entspricht. Dies hat so zu erfolgen, daß die von außen betrachtete Leuchte ein möglichst einheitliches Aussehen in bezug auf die Lichtstärke bietet.
• Dazu werden bekanntlich an der Innenfläche und/oder an der Außenfläche der Zwischenscheibe Rillen, vorzugsweise konzentrische Rillen vorgesehen, deren jeweilige Profile so berechnet sind, daß eine Ablenkung durch Brechung oder vollständige Reflexion herbeigeführt wird, die einwandfrei an die Ausrichtung der von der Lampe und gegebenenfalls vom Reflektor kommenden Lichtstrahlen angepaßt ist. Eine derartige Zwischenscheibe wird in der US-A-4 823 246 dargelegt.
• Von daher ist es verständlich, daß die Herstellung der Formen für die Anfertigung derartiger Zwischenscheiben (in der Regel Formteile aus transparentem oder gefärbtem Kunststoff) überaus aufwendig, langwierig und kostenintensiv ausfällt. So muß insbesondere für jede Rille oder jede begrenzte Rillengruppe der Anstellwinkel des Werkzeugs nach Maßgabe der Prismenwinkel eingestellt werden, welche die Rille jeweils erhalten soll.
• Um das Einschneiden der Rillenflächen bis zum Boden tiefer Rillen durchzuführen, ist es außerdem notwendig, ein extrem schmales und von daher auch entsprechend anfälliges Werkzeug vorzusehen.
• Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese Nachteile nach dem bisherigen Stand der Technik zu beseitigen und eine Zwischenscheibe vorzuschlagen, die wesentlich einfacher und wirtschaftlicher herzustellen ist, wobei gleichzeitig in optischer Hinsicht zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden sollen.
• Dazu bezieht sich die Erfindung nach einem ersten Aspekt auf eine Zwischenscheibe entsprechend der Definition in Anspruch 1.
• Dank der Erfindung können - wie noch zu zeigen sein wird - alle Rillen der betreffenden Teilmenge oder Teilmengen durch Einschneiden einer Form mit Hilfe eines einzigen Schneidwerkzeugs mit zwei Schneidkanten in genau festgelegten Neigungswinkeln zueinander oder mit einer sehr begrenzten Anzahl derartiger Werkzeuge hergestellt werden.
• Bevorzugte, aber nicht einschränkende Merkmale der erfindungsgemäßen Zwischenscheibe werden in den Unteransprüchen 2 bis 6 dargelegt.
• Nach einem zweiten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Herstellungsverfahren durch Bearbeitung einer Formhälfte für die mittels Formung erfolgende Anfertigung einer Zwischenscheibe, wie sie beispielsweise vorstehend definiert wird, mit den Merkmalen von Anspruch 7.
• Nach einem dritten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Herstellungsverfahren durch Bearbeitung einer Formhälfte für die mittels Formung erfolgende Anfertigung einer plattenförmigen Zwischenscheibe, wie sie beispielsweise vorstehend definiert wird, mit den Merkmalen von Anspruch 8.
• Weitere Aspekte, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die als Beispiel ohne einschränkende Wirkung und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung angeführt wird, auf der folgendes dargestellt ist:
• Figur 1 zeigt im Horizontalschnitt eine schematische Gesamtansicht einer Fahrzeugrückleuchte mit eingebauter Zwischenscheibe.
• Figur 2 zeigt einen schematischen Aufriß der Zwischenscheibe.
• Figur 3 zeigt einen Horizontalschnitt der Zwischenscheibe von Figur 2.
• - Figur 4 zeigt in vergrößertem Maßstab mehrere Details der Zwischenscheibe von Figur 3.
• - Figur 5 zeigt in vergrößertem Maßstab ein weiteres Detail der Zwischenscheibe von Figur 3.
• - Figur 6 zeigt eine schematische Perspektivansicht zur Veranschaulichung eines ersten Verfahrens zur Herstellung einer Formhälfte für eine erfindungsgemäße Zwischenscheibe.
• Vorausschickend ist darauf hinzuweisen, daß in den einzelnen Figuren identische oder gleichartige Elemente oder Teile jeweils durch die gleichen Bezugsnummern bezeichnet werden.
• Zunächst wird auf Figur 1 Bezug genommen, in der eine Fahrzeugrückleuchte dargestellt ist, die eine Lampe 10, einen Reflektor 20, eine Zwischenscheibe 30 und ein Verschluß- oder Deckglas 40 umfaßt. Die Aufgabe des Reflektors besteht herkömmlicherweise in der Rückführung des zum Boden der Leuchte abgestrahlten Lichtstroms. Die Zwischenscheibe hat die Aufgabe, die direkt von der Lampe kommenden Strahlen zu richten, damit sie bei der Bildung des Lichtbündels mitwirken, wobei sie so gestaltet ist, daß die durch den Reflektor 20 reflektierten Strahlen nach dem Durchgang durch diese Zwischenscheibe weiterhin an der Bildung des Lichtbündels mitwirken, d.h. daß sie nicht zu stark seitlich abgelenkt werden. Herkömmlicherweise umfaßt die Zwischenscheibe 30 eine Reihe von konzentrischen Rillen, die alle um einen Bezugsmittelpunkt C angeordnet sind, der die Normalprojektion der Lichtquelle auf der Zwischenscheibe bildet, und die vorzugsweise eine geringe Breite aufweisen (in einer Größenordnung eines Millimeterbruchteils oder eines Millimeters). Bei Rillen mit größerer Breite ist auf der eingeschalteten Leuchte das Vorhandensein abwechselnd dunkler und heller konzentrischer Kreise festzustellen, was vor allem von der Ästhetik her nicht wünschenswert ist.
• Jede Rille besitzt ein V-förmiges Profil und kann einerseits durch ihre Breite L und andererseits durch die Winkel α, β ihrer beiden mit geradlinigem und geneigtem Profil ausgeführten, d.h. konischen Flächen definiert werden.
• Das Deckglas 40 umfaßt, vorzugsweise an seiner Innenfläche, eine Reihe von Kugeln oder ähnlichen Elementen, deren Aufgabe darin besteht, die Homogenität des erzeugten Lichtbündels herbeizuführen.
• Es folgt nun unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 5 eine detailliertere Beschreibung einer Zwischenscheibe 30 nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Im vorliegenden Beispiel umfaßt die Zwischenscheibe 30 drei mit Z1, Z2 und Z3 bezeichnete unterschiedliche Bereiche, die durch vertikale Übergänge T12 und T23 voneinander getrennt werden.
• Die seitlichen Bereiche Z1 und Z3 umfassen jeweils an der Innenfläche der Platte P, welche die Zwischenscheibe 30 bildet, eine Reihe von konzentrischen Rillen. Die Rillen S1 des Bereichs Z1 sind im vorliegenden Beispiel alle identisch ausgeführt, d.h. die zugehörigen Parameter L1, α1 und β1 sind bei allen Rillen S1 jeweils gleich. Ebenso haben die Rillen S3 des Bereichs Z3 jeweils alle die gleichen Parameter L3, α3 und β3.
• Nach einem wesentlichen Merkmal der Erfindung umfaßt mindestens ein Bereich der Zwischenscheibe, hier der mittlere Bereich Z2, Rillen, die dadurch gekennzeichnet sein können, daß ihre Winkel α2 und β2 sich von einer Rille zur anderen unterscheiden, wobei die Summe α2+β2 jedoch konstant bleibt.
• Im vorliegenden Fall ist der Bereich Z2 in zwei Teilbereiche Z2' und Z2'' unterteilt, bei denen es sich um einen inneren und einen äußeren Teilbereich handelt, wobei der Übergang zwischen den beiden Teilbereichen entlang einer Kreislinie L2 erfolgt, die sich am Übergang zwischen zwei benachbarten Rillen befindet.
• Der Bereich Z2' umfaßt Rillen S2', deren Öffnungswinkel (Summe der Winkel α2' und β2') gleich einem ersten Wert Θ2' ist, während der Bereich Z2'' Rillen S2'' umfaßt, deren Öffnungswinkel Θ2''= α2''+b2'' gleich einem zweiten Wert ist, der von dem ersten Wert Θ2' verschieden und im vorliegenden Fall kleiner als dieser ist.
• In Figur 5 wird im Detail ein radialer Abschnitt eines Teils des Unterbereichs Z2'' dargestellt. Dabei ist festzustellen, daß die Winkel α2'' und β2'' sich nach einer monotonen Folge von einer Rille zur anderen verändern, wobei sich der Winkel α2'' mit zunehmender Entfernung vom Bezugspunkt C verringert, während sich der Winkel β2'' vergrößert. In diesem Unterbereich bleibt die Summe α2''+β2'' jedoch konstant.
• Das Verhalten der Rillen S2' des Bereichs Z2' stellt sich ähnlich dar, wobei nur der Öffnungswinkel Θ2' anders ausfällt, ebenso wie gegebenenfalls die Breite L2' der Rillen.
• Obgleich in dem dargestellten Beispiel nur der mittlere Bereich Z2 der Zwischenscheibe Rillen mit veränderlichem Profil besitzt, könnten natürlich auch die anderen Bereiche der Zwischenscheibe derartige Rillen enthalten.
• Die vorstehende Beschreibung erfolgte unter Bezugnahme auf kreisförmige und konzentrische Rillen. Dabei ist jedoch davon auszugehen, daß die Erfindung auch auf nebeneinanderliegende Rillen anwendbar ist, die praktisch aus einer einzigen, spiralförmig entwickelten Rille bestehen (wobei hier zu beachten ist, daß in diesem Falle zwar letztlich nur eine einzige Rille vorliegt, jedoch der Einfachheit halber weiterhin von einer Mehrzahl nebeneinander befindlicher Rillen die Rede ist).
• Im Falle von spiralförmigen Rillen können sich die Winkel α und β, die für jede Rille kennzeichnend sind, entweder kontinuierlich und progressiv nach Maßgabe der Bewegung entlang der Rille oder in Sprüngen verändern, beispielsweise jeweils in einem Winkel von 360º. Es versteht sich, daß man dabei das gleiche Ergebnis wie mit konzentrischen Rillen erhält, das heißt von einer Rille zur anderen verändern sich die Kennwinkel α und β, wobei auch hier bei jeder beliebigen Rille ein und derselben Teilmenge der Kennwert α+β = konstant ist.
• Ein erheblicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß für die Herstellung mittels Bearbeitung eines Modells oder einer Formhälfte, mit der sich Zwischenscheiben in Großserie anfertigen lassen, die Rillen (beispielsweise S2'') mit Hilfe eines einzigen Schneidwerkzeugs ausgeführt werden können, das zwei Schneidkanten besitzt, die im Verhältnis zueinander um den Winkel Θ2'' geneigt sind, wobei die Neigung im Verhältnis zur Normalen einfach geändert wird, wenn man vom Einschneiden einer Rille zum Einschneiden der nächsten Rille übergeht.
• Dieses Verfahren wird in Figur 6 schematisch dargestellt. Herkömmlicherweise erfolgt die Ausführung jeder Rille durch die Drehbewegung des Modells M um eine Achse A, die senkrecht zur Ebene der herzustellenden Zwischenscheibe und durch ihren Bezugsmittelpunkt C verläuft, während das Schneidwerkzeug OC festgehalten wird. Für die Ausführung des nächsten Einschnitts (von dem angenommen wird, daß er weiter vom Mittelpunkt C entfernt ist) wird das Werkzeug einfach abgehoben und von dem Punkt C um einen entsprechenden Abstand entfernt, der gleich der Abstandsweite der Rillen ist.
• Erfindungsgemäß wird die Form nach dem vorstehend bechriebenen Verfahren hergestellt, wobei jedoch außerdem die Neigung des Schneidwerkzeugs OC geändert wird, wenn der Übergang zur Ausführung des nächsten Einschnitts erfolgt. So kann man in Figur 6 feststellen, daß zur Ausführung des Einschnitts Sa das Schneidwerkzeug OC (mit gestrichelten Linien angedeutet) in der durch C verlaufenden radialen Ebene im Verhältnis zur Normalen der Fläche um einen bestimmten Winkel Ωa geneigt wird, der auf die angestrebten Winkel αa und βb abgestimmt ist. Für die Ausführung der nächsten Rille wird die Neigung des Schneidwerkzeugs zu Ωb in Abstimmung auf die neuen angestrebten Winkel αb und βc geändert.
• Von daher gestaltet sich das Verfahren zur Herstellung der Form im Vergleich zu den herkömmlicherweise benutzten Techniken nicht sonderlich kompliziert, da nur eine geeignete Winkelverstellung des Schneidwerkzeugs zusätzlich zu seiner linearen Verschiebung in radialer Richtung beim Übergang von einer Rille zur anderen vorzunehmen ist.
• Je nach Größe und Öffnungswinkel der Rillen sowie je nach Art des Materials kann jede Rille entweder in einem oder in mehreren Bearbeitungsdurchgängen ausgeführt werden. In beiden Fällen bleibt der Vorteil bestehen, daß kein Werkzeugwechsel vorgenommen werden muß.
• Es folgt nun, weiterhin unter Bezugnahme auf Figur 6, die Beschreibung einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Form. Bei dieser Variante wird jeder Rillenbereich anhand einer einzigen, spiralförmig entwickelten Rille ausgeführt. In diesem Falle erfolgt die Ausführung der Rille ohne die Notwendigkeit, das Schneidwerkzeugs beim Übergang von einer Rille zur anderen abzuheben. Stattdessen wird das Schneidwerkzeug nach einem linearen Verhältnis in Abhängigkeit von dem absoluten Drehwinkel der Form um den Punkt C radial verschoben. In diesem Falle verbindet sich diese geradlinige radiale Verschiebung des Schneidwerkzeugs mit seiner Drehung um eine Achse, die in etwa senkrecht zu der radialen Ebene verläuft, die senkrecht zur Fläche der Form angeordnet ist und in der Nähe des Schneidwerkzeugs und des Bezugsmittelpunkts C verläuft. Im vorliegenden Fall verändert sich der Neigungswinkel des Schneidwerkzeugs OC schrittweise vom Wert Ωa zum Wert Ωb, wenn die Form eine Drehung um 360º vollzieht.
• Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung haben alle Rillen der Zwischenscheibe 30 die gleiche Breite. Sie können natürlich auch unterschiedliche Breiten aufweisen.
• Die vorliegende Erfindung ist natürlich nicht auf die vorstehend beschriebene und in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern der Fachmann kann im Rahmen der Ansprüche zahlreiche Varianten und Änderungen daran vornehmen.
• So kann er insbesondere die Lehren der vorliegenden Erfindung benutzen, um Zwischenscheiben ganz unterschiedlicher Art mit Rillenbereichen in beliebiger Anzahl und Anordnung herzustellen, wobei einer oder mehrere dieser Rillenbereiche Rillen mit konstanter Öffnung und von einer Rille zur anderen veränderlichen Neigungswinkeln umfassen. Die Werte der verschiedenen Rillenparameter im Rahmen der Gestaltung der Zwischenscheibe werden im wesentlichen nach Maßgabe der Art und der Anordnung der Lichtquelle sowie je nach Art des zu bildenden Leuchtsignals bestimmt, wobei sie in einem sehr großen Umfang variieren können.
• Darüber hinaus kann natürlich die Verwendung einer gemeinsamen Zwischenscheibe für eine Gruppe nebeneinander angeordneter Signalleuchten erwogen werden.
• Außerdem kann vor allem dank der Leistungen der modernen numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen die Anwendung der vorliegenden Erfindung bei nicht flachen Zwischenscheiben in Betracht gezogen werden, die stark gekrümmte Teile, insbesondere in den Eckbereichen der Rückleuchten aufweisen.
• Desweiteren können die erfindungsgemäß hergestellten Rillen auch andere als kreis- oder spiralförmige Profile besitzen, beispielsweise aufgrund einer kontrollierten radialen Bewegung der Schneidwerkzeugs bei der Drehung der Form während des Einschneidens.

Claims (9)

1. Zwischenscheibe (30) für Fahrzeugrückleuchten, bestehend aus einer lichtdurchlässigen Platte (P), die zumindest auf einer ihrer Seiten eine Menge von Lichtablenkrillen (S) umfaßt, die in etwa konzentrisch angeordnet und jeweils durch zwei Flächen mit in etwa geraden Profilen und gegebenen Neigungswinkeln (α, β) im Verhältnis zu einer Normalen der Platte definiert sind , dadurch gekennzeichnet , daß sich zumindest bei einer Teilmenge von benachbarten Rillen (S2', S2'') die Neigungswinkel (α2', β2'; α2'', β2'') der Flächen, durch die jede Rille definiert ist, von einer Rille zur anderen verändern und so ausgelegt sind, daß die Summe dieser Winkel (Θ2'; Θ2'') konstant ausfällt.

2. Zwischenscheibe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß sie zwei seitliche Bereiche (Z1, Z3) umfaßt, die Rillen enthalten, bei denen die Neigungswinkel (α1, β1; α3, β3) der Flächen von einer Rille zur anderen in etwa konstant bleiben.

3. Zwischenscheibe nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , daß sie außerdem einen mittleren Bereich (Z2) umfaßt, der einen ersten Teilbereich (Z1') von Rillen mit veränderlichen Neigungswinkeln der Flächen enthält, deren Summe gleich einem ersten vorbestimmten Wert ist, sowie einen zweiten Teilbereich (Z2'') von Rillen mit veränderlichen Neigungswinkeln der Flächen, deren Summe gleich einem zweiten vorbestimmten Wert ist.

4. Zwischenscheibe nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Unterbereiche (Z2', Z2'') des mittleren Bereichs durch eine Übergangslinie (L2) voneinander getrennt sind, die in etwa kreisförmig und konzentrisch zu den Rillen ausgeführt ist.

5. Zwischenscheibe nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die seitlichen Bereiche und der mittlere Bereich durch in etwa gerade und vertikale Übergänge (T12, T23) voneinander getrennt sind.

6. Zwischenscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß Rillen (S) auf beiden Seiten der Platte (P) vorgesehen sind.

7. Herstellungsverfahren mittels Bearbeitung einer Formhälfte (M) für die mittels Formung erfolgende Anfertigung einer plattenförmigen Zwischenscheibe, beispielsweise nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei für die Herstellung zumindest einer Gruppe von Formeinschnitten, die einer Teilmenge der Rillen der Zwischenscheibe entsprechen, (a) in einem oder mehreren Durchgängen eine erste in etwa kreisförmige Rille anhand eines Schneidwerkzeugs (OC) mit zwei Schneidkanten, die einen bestimmten Winkel zueinander bilden, durch Drehung der Formhälfte um einen Bezugsmittelpunkt (C) ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet , daß (b) das Schneidwerkzeug um einen bestimmten Winkel (Ωb-Ωa) in einer Ebene gedreht wird, die in der Nähe des Schneidwerkzeugs und durch die Drehachse verläuft, und (c) die Schritte (a) und (b) wiederholt werden, um nacheinander alle Rillen der Gruppe auszuführen.

8. Herstellungsverfahren mittels Bearbeitung einer Formhälfte (M) für die mittels Formung erfolgende Anfertigung einer plattenförmigen Zwischenscheibe, beispielsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei für die Herstellung zumindest einer Gruppe von Formeinschnitten, die einer Teilmenge der Rillen der Zwischenscheibe entsprechen, anhand eines Schneidwerkzeugs (OC) mit zwei Schneidkanten, die einen bestimmten Winkel zueinander bilden, und in einem oder mehreren Durchgängen eine einzige spiralförmige Rille durch Drehung des Werkstücks um einen Bezugsmittelpunkt ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet , daß sich diese Drehung mit einer kontinuierlichen linearen Verschiebung des Schneidwerkzeugs radial im Verhältnis zum Bezugsmittelpunkt verbindet, wobei sie außerdem mit einer kontinuierlichen Änderung der Neigung des Schneidwerkzeugs in einer Ebene verbunden ist, die in der Nähe des Schneidwerkzeugs und des Bezugsmittelpunkts verläuft.

9. Fahrzeugrückleuchte, insbesondere für Kraftfahrzeuge , dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Lichtquelle (10), ein Deckglas (40) und eine Zwischenscheibe (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 umfaßt.