带有可调的遮光板的投影光模块的制造方法与工艺

本发明涉及一种投影光模块。

背景技术：
这种投影光模块本身是已知的并且具有光源、主光学器件、带有调节驱动器的遮光板和次级光学器件，也成为成像光学器件。投影光模块通过光源和主光学器件的构造和布置设置为，使得光源的光束由主光学器件束集到第一光分布中，该第一光分布位于投影光模块的遮光平面中。在此，遮光平面通过遮光板的光学作用边缘的位置限定。调节驱动器设置为，使遮光板的光学作用边棱运动到第一光分布中并从其中运动出。次级光学器件通过其构造和布置设置为，将第一光分布投影到位于投影光模块的前部区域的第二光分布中。这种投影光模块在机动车中被用于在机动车的前部区域的行驶道路上产生各种光分布。根据遮光板的光学作用边棱的位置，其以下也被称为遮光板边棱，所产生的第二光分布例如称为近光分布，以下称为“近光灯”或者远光分布，以下称为“远光灯”，这种备选方式的列举在此不意味着穷举。在遮光板边棱从第一光分布运动出时产生远光灯。反之，在遮光板边棱运动进入第一光分布中时产生近光灯，因为遮光板边棱然后作为明-暗分界线投影在第二光分布中。已知有多种用于实现可运动的遮光板边棱的可能方式，该遮光板边棱借助于旋转机构、回转机构、滑动机构或翻转机构工作。在道路交通中必须非常快地在近光灯和远光灯的运行状态之间切换，也就是说，在几分之一秒内实现，因此可运动的遮光板通常通过调节驱动器，例如吸引磁体加速。加速的遮光板然后借助于固定止挡停止在近光灯位置，在此，遮光板碰撞在布置在主光学器件上的定位止挡上。因为通常为了在前照灯中保证高耐温性和稳定性要求，遮光板和主光学器件都由金属制成，所以遮光板在主光学器件上的碰撞产生金属的撞击噪声。即便在前照灯外面可在机动车前面听见经常不被汽车驾驶员希望的遮光板金属撞击噪声，尤其是在发动机不运行时。通常呈漏斗状的主光学器件由于其中空体状的构造额外加强了声波传递。另外，鉴于噪声微弱的电动机动车的不断推广，噪声微弱的前照灯也有重要意义。使用可运动的遮光板机构是技术上耗费并因此高成本的可能方式，其中遮光板的定位通过步进电机驱动器实现。

技术实现要素：
在前述背景下，因此本发明的目的是，相应地构造和扩展设计开头所述类型的机动车前照灯的投影光模块，使得在调节位置之间切换时由于遮光板碰撞主光学器件上或者包围主光学器件的支架上产生的不希望的噪音得以减小或者如果可能的话甚至完全避免。按本发明的投影光模块的特征在于，通过技术简单并且廉价的措施将从远光灯位置出发加速度的遮光板在碰到主光学器件之前被有效地减速，因此降低了碰撞速度并从而降低了碰撞时的噪音产生。由此实现遮光板的减速，即，施加于遮光板的惯性力相反作用的磁力。磁力优选通过至少一个磁体对产生，该磁体对包括两个相互排斥的磁体。使用成对的、相互排斥的磁体使得能够灵活地选择磁力的作用方向和作用位置，使得本发明可应用于多种已知的遮光板机构，如旋转、回转、滑动或翻转机构上。有利的是，这样选择磁体对的能量密度和/或数量，使得在遮光板的近光灯位置形成磁力和复位力之间的平衡。磁力的强度与两个磁体之间间距的三次幂成反比(来源：https：//www.hkcm.de/magnet.php/？dnx＝8&oh＝1)。因此，遮光板越靠近近光灯位置，磁力相应地增大。此外，磁力的强度在两个磁体之间的一定间距内还与磁体的材料、体积和形状或长度/直径-比例有关。概括磁力的这些关系的特性参数称为能量密度，也称为能量积或BH-积。该特性参数描述存储在磁体中的全部场能，并因此形成与磁体的体积有关的磁能。因此，在近光灯位置总体作用的磁力通过所使用的磁体的能量密度以及磁体对的数量确定。复位力反之与遮光板和近光灯位置的间距成线性地增加。因此，可以通过协调所使用的材料和磁体对的数量与遮光板的复位力，使得在近光灯位置产生遮光板机构的复位力和在该位置作用的磁力之间的力平衡，遮光板机构使遮光板运动到近光灯位置上。磁力和弹力在此在相反的方向起作用。在平衡位置上，产生了位能最小值。因此，遮光板被制动并且保持在该位置。在此尤其有利的是，磁体对的第一磁体和第二磁体在近光灯位置以一间距相对彼此布置。该间距应当这样确定尺寸，使得由于其惯性力以减小的幅度围绕近光灯位置摆动的遮光板不与主光学器件或者反射器接触。该间距与遮光板的重量和加速度有关。该间距优选为2-3mm。因此，以简单的方式确保了遮光板在近光灯位置无接触的最终位置。该“无接触的止挡”使得前照灯能够无噪声地从第一调节位置(例如远光灯位置)切换到第二调节位置(例如近光灯位置)。本发明的一种优选的实施形式设计为，调节驱动器包括吸引衔铁和复位弹簧。该调节驱动器优选实现为电磁性地吸引磁体，该吸引磁体设置为，在电流通过吸引磁体的线圈时使吸引衔铁运动到通过止挡限定的位置中，并且保持在该位置中。遮光板与调节驱动器的吸引衔铁这样耦连，使得吸引衔铁通往调节驱动器的吸引运动将遮光板从近光灯位置吸引到远光灯位置。也优选的是，调节驱动器在从近光灯位置到远光灯位置的过度过程中进一步提高复位弹簧的张紧度。这具有这样的优点，在从近光灯位置到远光灯位置的过度过程中产生复位力，当调节驱动器不在另一方向产生移动，则该复位力触发自动回到近光灯位置。这是有利的，因为然可可以使用简单的调节驱动器，例如吸引磁体，其仅在一个方向施加磁力。然后，复位运动由弹性的复位力驱动。另一个优点在于，当调节驱动器不能施加驱动力时(这例如在调节驱动器故障的情况下出现)，弹性的复位力触发回复到近光灯位置。如果例如用作调节驱动器的吸引磁体的供电消失，自动移动到近光灯位置并且避免迎面车辆的晃眼。一种优选的实施形式设计为，磁体对的第一磁体设置在主光学器件的前缘上，而磁体对的第二光学器件设置在遮光板上。在这种布置中，本发明对于遮光板的由现有技术已知的耦连机构而言特别容易得实现。为此，磁体对的第一磁体例如通过粘结固定在遮光板的适当位置上。第二磁体固定在主光学器件与第一磁体在近光灯位置相对的位置上。例如可考虑粘结作为简单的固定方式，但是可以考虑其他固定方式。一种特别优选的实施形式规定为，在遮光板和/或主光学器件上设置用于容纳磁体的凹槽。这样构造这些凹槽，使得磁体能够被压入到这些凹槽中。由此实现廉价、坚固并且耐温的方案来固定磁体。还有利的是，磁体对包括至少一个永磁体。永磁体可廉价地大量购买到并因此可以通过使用永磁体而技术简单并廉价地产生按本发明所需的磁力。还有利的是，永磁体通过压缩和/或烧结制成。永磁体由相应的粉末压缩和/或烧结而成。由此可以以许多，几乎任意的形状制造磁体，这些形状特别适于配合到为之设计的凹槽中。也优选的是，永磁体的材料与投影光模块按规定运行时在遮光板上出现的温度有关地选择。永磁体与由其制成的材料有关地具有所谓的居里-温度，在超过该温度时，磁性将不可逆地消失。通常，磁化在绝对零度以上的温度下是不稳定的，然而在实际使用时可以为相关的材料给出一个温度范围，在该温度范围中不可避免的消磁细微地缓慢进行。因此确保了所需的磁力在前照灯的整个寿命中保持不变。在一种备选的构造中设计为，投影光模块具有至少一个附加磁体对，其中，附加的磁体对具有吸引的磁力，其作用方向垂直于遮光板的惯性力的作用方向。附加磁体对的吸引磁力垂直于排斥的磁力并且垂直于遮光板的惯性力，其缓冲地作用于遮光板围绕近光灯位置的摆动。由此，这种布置在没有固定的机械止挡的情况下实现了近光灯位置的稳定。侧面施加的、吸引的磁力的另一优点在于，该磁体通过侧面的表面压力在遮光板的旋转轴的轴承中产生了静摩擦并由此同样稳定地作用于遮光板位置。此外，沿着旋转轴作用的吸引磁力一方面防止遮光板沿着旋转轴移动，并因此使得在遮光板沿旋转轴的纵向定位的公差最小化。优选的是，附加磁体对的第一磁体和第二磁体在近光灯位置以一间距相对彼此布置。由此以简单的方式确保了遮光板在近光灯功能时无接触的最终位置。这种无接触的最终位置使得前照灯能够几乎无噪声地从远光灯位置切换到近光灯位置。一种优选的实施例规定，遮光板由顺磁性的材料制成。在顺磁性的材料中，原子，离子或分子具有磁力矩。如果顺磁性的材料被置于磁场内，则原子、离子或分子，简单的说其基本磁体平行于外部磁场定向。这使得材料中的磁场得以加强。当其所有基本磁体对齐，该顺磁性的材料在此刻可以看作是磁体对的第二磁体。在理想的顺磁体中，各个磁力矩相互分离。因此内部磁场在远离外部磁场之后由于微粒的热运动而瓦解。因此，可以在对于附加的磁体对不需要第二磁体的情况下产生按本发明所需的吸引的磁力。在主光学器件上设置一个尽可能强的磁体是足够的，当遮光板足够靠近附加的磁体，该磁体能够在顺磁的遮光板中感应出磁场。其它的优点由下文和附图得出。应理解为，前述的和后面进一步说明的特征不仅可应用于分别给出的组合中，而且也可以应用于其它组合中或单独使用，都不偏离本发明的范围。附图说明本发明的实施例在附图中示出并且在以下的描述中详细说明。在附图中分别以示意的形式示出：图1是作为本发明的技术领域的投影前照灯的工作原理；图2是按本发明的投影前照灯的第一种实施形式；图3是处于远光灯位置和近光灯位置的遮光板；图4是本发明的第二种实施形式。在此，相同的附图标记在各个视图中分别表示相同或至少功能相同的部件。具体实施方式图1以示意图示出了用于机动车的投影前照灯10，带有光源12，汇聚光源12的光线14的元件18，具有遮光板边棱22的遮光板20和投影光学器件24。所述的部件12,18,20和24沿着前照灯10的光轴26这样布置，使得元件18束集由光源12发出的光线14，并且朝向遮光板边棱22，使得在遮光板边棱22上形成由遮光板边棱22限定边界的第一光分布。投影光学器件24设置为并且这样布置，使得该投影光学器件将第一光分布作为第二光分布28投影在前照灯10的前部区域中，其中，遮光板边棱22在第二光分布28中作为明-暗-分界线30被投影在第二光分布28较亮的区域32和较暗的区域34之间。在此这样进行投影，使得遮光板20倒转并且侧面反转地投影到机动车的前部区域中。因此，在应当满足近光灯功能的投影前照灯10中，较亮的区域32位于地平线以下。由此，较暗的区域34位于地平线以上，避免或至少减轻了对迎面车辆的晃眼。遮光板边棱22通常对称地设计并且例如具有从光轴26出发向侧面成15°角度下降的部段，该部段作为上升的边棱投影在第二光分布28中。由此，可以众所周知不朝向迎面车辆的的机动车侧被远距离地照亮。光源12在第一种构造中是白炽灯或气体放电灯。在这种构造中，汇集光线的光学元件18优选是多椭圆面-反射器，其具有椭圆面的基本形状。光源12优选设置在椭圆形反射器的一个焦点上。在椭圆形反射器的另一焦点上设有遮光板边棱22。从光源12均匀射出的光线由反射器18指向第二焦点，使得在此产生强烈束集的第一光分布，该第一光分布由遮光板边棱22限定边界。在一种备选的构造中，光源12是半导体光源或半导体光源的阵列。半导体光源，尤其是发光二极管通常是半空间辐射器，并因此与白炽灯和气体放电灯不同，它们几乎可以看作是各向同性地辐射的光源12。出于该原因，为作为光源12的半导体光源采用另一汇聚光线的元件18。与或多或少地包围光源12的多椭圆面-反射器不同的是，对于半导体光源作为光源12的情况下，仅需要半侧包围的反射器18，该反射器也应当具有椭圆形的基本形状。对应到图1的视图这意味着，其中下半部所示的反射器14可以省略。替代这种作为汇聚光学元件18的半壳状反射器，可以为实现为半导体光源或半导体光源阵列的光源12也使用由导光材料制成的附加光学器件，其接受光源12的光线14并且通过在光入射面和光出射面的折射以及通过在导光材料内部进行的全内反射束集到侧面的边界面上，并且指向遮光板边棱22。投影光学器件24在一种构造中是凸透镜，其这样设置，使得其反射器侧的焦点在第一光分布的范围内位于遮光板边棱22上。遮光板边棱22然后作为明显的明-暗-分界线30投影在机动车前部区域中的第二光分布28中。图2示出了按本发明的投影前照灯10的第一种构造。笛卡尔坐标系表示投影模块在按规定使用在机动车中时的安装位置，其中，X轴指向辐射方向或行驶方向。Y轴平行于机动车的横轴，而z-轴表示机动车的纵轴。在第一种构造中，气体放电灯包括玻璃灯泡和点火装置。投影光学器件24由透镜支架36夹持。透镜支架36沿行驶方向看固定在反射器18的前缘38上。反射器18的前缘38也可以通过支架形成，反射器18固定在该支架上。在投影光学器件24和反射器18支架设有遮光板20。在图2中，遮光板20示出为在两个在以下说明的调节位置。调节驱动器40设置在投影模块的下方，并且与支架36固定连接。调节驱动器40具有活动元件，该活动元件与遮光板20耦连。调节驱动器40优选实现为电磁吸引磁体，其设置为，在电流通过吸引磁体的线圈时使活动元件，例如吸引衔铁运动到通过止挡限定的位置并保持在该位置上。与调节驱动器40的构造无关，优选的是，遮光板边棱22的各个位置分布通过调节驱动器40的最终位置限定。由此，尤其是明-暗-分界线的位置通过调节驱动器40的机械止挡限定，这允许精确并且可重复地调节明暗分界线的位置。在简单的吸引衔铁中，其优选具有用于移出位置的第一止挡和用于吸引衔铁移入位置的第二止挡。移入位置优选相当于远光灯位置或遮光板边棱22的第一调节位置42，而移出位置优选相当于近光灯位置或遮光板边棱22的第二调节位置44。由现有技术已知的是，调节驱动器40在从近光灯位置44到远光灯位置42的过渡过程中进一步提高预紧的弹簧的张力。这具有这样的优点，即，在从近光灯位置44到远光灯位置42的过渡过程中复位力被提高，在调节驱动器40不在其它方向产生移动的情况下，该复位力导致自动回复到近光灯位置44。这是有利的，因为然后可以使用简单的调节驱动器40，例如吸引磁体，其可以仅在一个方向上施加其调节力。然后，复位运动由弹性的复位力驱动。另一优点在于，在调节驱动器40不能施加驱动力时，例如可能在调节驱动器40出现故障时，弹性的复位力使得回复到近光灯位置44。如果例如用作调节驱动器40的吸引磁体的供电消失，则自动移动到近光灯位置44并且避免迎面车辆的晃眼。对于迎面车辆而言要求在近光灯位置44和远光灯位置42之间的切换非常快，也就是说在几分之一秒内实现。因此需要借助于复位力强烈地加速遮光板20。为了在硬碰到反射器18之前对加速的遮光板20进行减速，并缓冲随之发生的、可作为金属啪嗒声听见的噪声，遮光板20具有第一磁体46。该第一磁体46与第二磁体48一起形成磁体对50。第二磁体48设置在反射器18的前缘40上，使得其在近光灯位置44与第一磁体46精确对置。在所示的实施例中，对于功能强制要求的是，两个磁体46和48这样定向，使得其以同名磁极相对。然而也可以考虑这样的实施变型，其中遮光板20从近光灯位置44到远光灯位置42和/或反之的无噪声切换的技术问题通过两个磁体46和48解决，所述磁体以不同的磁极相对并且因此施加吸引力。在图2中所示的第一实施例具有两个磁体对50，其中，分别两个磁体48在图中设置在反射器18的右前缘或左前缘40上。然而也可以考虑的是，使用仅一个磁体对50或多于两个磁体对50。磁体对50在前缘40上有意义的位置从遮光板20的形状和反射器18的形状获得。以下根据图3描述磁体对50的功能。图3在局部截取的截面图A中以侧视图示出了投影光前照灯10的远光灯位置42。在图3中仅示出了对于理解本发明重要的部件，包括反射器的前缘38，遮光板20和磁体对50。在遮光板20的凹槽中设有第一磁体46。第一磁体46可以压入或粘结在凹槽中。也可以考虑的是，例如通过粘结将第一磁体46固定在遮光板20朝向前缘38的表面上。第二磁体48固定在反射器48的前缘38的凹槽中。如前所述，在此考虑的固定方式是压紧或粘结。优选使用由粉末压紧并可能烧结而成的永磁体。在遮光板20(局部截面A)的远光灯位置中，第一磁体46和第二磁体48这样远地相对彼此远离，使得其只能相互施加小的影响。如果遮光板20在吸引磁体断开时例如由于预紧的弹簧的弹性复位力驱动而被加速，遮光板20围绕垂直于图面的旋转轴52旋转。因此第一磁体46靠近第二磁体48。该接近在图3中通过用附图标记54表示的箭头表示。磁体46和48这样布置，使得其同名的磁极相对而置。随着第一磁体46和第二磁体48之间的间距减小，排斥磁力F超比例地增大。磁力与磁体之间的距离的三次幂成反比。因为排斥的磁力F的作用方向与遮光板20的运动方向54相反，遮光板20通过磁力F减速。首先仅较小地减速，但由于磁力关于距离的非线性，随着遮光板20与近光灯位置44的间距减小而不断增大。由此，有效的减小了碰撞到反射器18或支架上的力并有效地减小了碰撞噪声。局部截面B示出了处于近光灯位置44的遮光板20。通过磁体对50的数量和/或能量密度可以使排斥磁力F这样与加速的遮光板20的动能协调，使得在近光灯位置44产生磁力F和调节驱动器40的复位力之间的力平衡。由于其惯性，遮光板20然后以逐渐减小的幅度围绕近光灯位置44摆动直至静止。局部截面C以放大视图示出了处于近光灯位置44的磁体对50。在此，如果这样确定磁体46和48之间的间距，使得其大于遮光板20在越过其最终位置到近光灯位置44经过的行程，则遮光板20在反射器18上的碰撞完全得以防止并且实现了远光灯位置42和近光灯位置44之间几乎无噪声的切换。图4示出了按本发明的前照灯10的另一实施例。在局部截面A中示出了反射器18和在远光灯位置42中的、在该实施例中优选由顺磁材料制成的遮光板20。也就是说，遮光板材料在被置于磁场中时具有磁性。在该第二种实施例中，投影前照灯10具有沿辐射方向看设置在反射器18的右侧的磁体对50。在相对置侧，沿辐射方向看的左侧，在前缘38上设有第三磁体56。在局部截面B中，遮光板20位于近光灯位置44中。俯视图中的截面C示出了处于近光灯位置44中的遮光板20。在截面C中所示的是调节驱动器40的一部分，其包括吸引衔铁58和复位弹簧60。在该实施例中，复位弹簧60设计为蝶形弹簧。在蝶形弹簧的螺圈内部设有旋转轴52。磁体对50，包括第一磁体46和第二磁体48，在截面C中位于遮光板20的左侧。第三磁体56在图中设置在右边。投影前照灯10的反射器18和其它部件为了清晰起见被省略。在图4中所示的实施例的工作原理如下所述：通过松开吸引衔铁58，预紧的复位弹簧60加速遮光板20。遮光板20围绕旋转轴50旋转到近光灯位置44。如参照图3所述，由于磁体对50排斥的磁力F，遮光板20被减速。第三磁体56这样布置，使得由该第三磁体产生的吸引磁力垂直于遮光板20的运动方向作用。第三磁体56的吸引磁力F通过附图标记为62的箭头表示。当遮光板20进入第三磁体的磁场内，第三磁体56的磁场使得在遮光板20的顺磁性材料中，基本磁体，也就是材料的原子，离子或分子相应于第三磁体56的磁场定向。因此，遮光板20的顺磁性材料在该时刻看作磁体，该磁体与第三磁体56一起形成附加的磁体对63。通过第三磁体56的吸引力62明显缓冲遮光板20围绕近光灯位置44的摆动。遮光板20和第三磁体56之间的间距64确保在遮光板和第三磁体56之间不存在接触，并且因此防止在碰撞时产生的噪声。显而易见的是，侧向作用在遮光板20上的、第三磁体56施加的吸引力62导致在旋转轴52的轴承中的压力。由此产生的侧向静摩擦提高了遮光板20的位置稳定性。此外，一方面沿着旋转轴52作用的吸引磁力62防止遮光板20沿着旋转轴52的移动并因此使得在遮光板20沿着旋转轴52定位时的公差最小。显然的是，对于不由可磁化的材料制成的遮光板20，替代第三磁体56必须布置附加的磁体对63，其第一磁体46和第二磁体48以不同的磁极相对，因此产生所需要的吸引磁力62。