3D-CAD-Software Konstruktion von Beleuchtungseinrichtungen im Kraftfahrzeug

Technik und Design sind in kaum einem anderen Bauteil im Kraftfahrzeug so eng verknüpft wie in den Beleuchtungseinrichtungen am Kraftfahrzeug. Während Scheinwerfer und Leuchten die ”Augen“ des Fahrzeugs bilden und damit das Design des Fahrzeugs maßgeblich prägen, unterliegt die Technik einem engen Netz an Vorschriften.

Anbieter zum Thema

Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

Maxon Motor GmbH

ipf electronic gmbh

Die heutige Kraftfahrzeugbeleuchtung ist mit Features wie ”Kurvenlicht (AFS)”, ”LED-Leuchten”, ”Lichtleitringen” und ”LED-Scheinwerfern” ein wichtiger Innovationsträger in der Automobilbranche. Aus den Strakabteilungen erhält der Beleuchtungs-Konstrukteur die Außenkontur des Fahrzeuges als Flächengeometrie mit den Umrissen der zukünftigen Heckleuchte.

Entlang dieser Umrisslinie wird basierend auf Erfahrungen aus Vorgängerprojekten zu erforderlichen Bautiefen und unter Berücksichtigung der zur Verfügung stehenden Bauraumverhältnissen im Umfeld ein erstes grobes Bauraummodell für das Gehäuse erstellt.

Umlaufend entlang der Außenkontur

... wird das Schweiß- bzw. Klebebett konstruiert, das die Außenlichtscheibe und das Gehäuse verbindet. Dabei gibt es zwischen Scheinwerfern und Leuchten einige Unterschiede: Die Temperaturen, die beim Betrieb entstehen, sind in Heckleuchten deutlich geringer als in Scheinwerfern.

Um den hohen Temperaturen in Scheinwerfern gerecht zu werden, wird für die Außenlichtscheibe nicht wie bei Leuchten PMMA eingesetzt, sondern das temperaturfestere PC. Dadurch unterscheidet sich auch das Verbindungsverfahren von Außenlichtscheibe zu Gehäuse für die beiden Bauelemente. Bei Heckleuchten wird je nach Geometrie der Außenlichtscheibe das schnelle und preiswerte Vibrationsschweißen oder das flexible Spiegelschweißen eingesetzt.

Die Außenlichtscheibe und das Gehäuse werden bei Scheinwerfern aufgrund anderer eingesetzter Materialien nicht verschweißt, sondern verklebt.

Wieviel Raum zur Gestaltung des Innenlebens steht zur Verfügung

Nach diesen entscheidenden Vorarbeiten ist bekannt, wie viel Raum zur Gestaltung des Innenlebens zur Verfügung steht. Damit beginnt die eigentliche lichttechnische Auslegung, bei der verschiedene Parameter berücksichtigt werden müssen:

Je nach Lichtfunktion sind für unterschiedliche Betrachtungswinkel verschiedene sichtbare leuchtende Mindestflächen erforderlich, die eingehalten werden müssen und sich nach Märkten (Europa, Nordamerika, Japan) unterscheiden. Zudem werden Anforderungen an die Anbaulage (Höhe, Abstand zur Außenkante des Fahrzeuges und anderen Lichtfunktionen) gestellt.

Das Entwicklungsprogramm LucidShape

Von den Beleuchtungsoptiken wird eine bestimmte Lichtstärkeverteilung erwartet, die erfüllt werden muss. Hier helfen CAL (Computer Aided Lighting = Lichtsimulation) Programme, schnell eine Aussage über die Machbarkeit eines Konzeptes treffen zu können.

Das Programm LucidShape der Brandenburg GmbH verfügt über viele abrufbare und frei parametrisierbare Lösungen für die gängigen Beleuchtungskonzepte, die in Kfz Beleuchtungseinrichtungen eingesetzt werden. Sämtliche lichttechnischen Anforderungen aus den Regelungstexten sind in dem Programm zur automatischen Auswertung der Simulations-ergebnisse hinterlegt.

In allen Projektphasen eingesetzt

LucidShape ist so aufgebaut, dass es in allen Projektphasen eingesetzt werden kann: Für frühe Projektphasen unterstützt es den Konstrukteur bei der Auswahl geeigneter Lichtquellen (LEDs, Glühlampen), indem es berechnet, wie viel Lichtstrom für die Erfüllung der vorgeschriebenen Lichtstärkeverteilung erforderlich ist.

In späten Projektphasen bietet LucidShape mit Algorithmen zur Visualisierung der Nachterscheinung einer Signalfunktion die Möglichkeit, die Ausleuchtung auf etwaige Inhomogenitäten zu überprüfen.

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