DE102009005635B4

DE102009005635B4 - Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102009005635B4
Application number: DE102009005635.1A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Mügge Martin
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2009-01-21
Filing date: 2009-01-21
Publication date: 2020-01-30
Anticipated expiration: 2029-01-22
Also published as: DE102009005635A1

Abstract

Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle (4) und einem der Lichtquelle (4) zugeordneten Reflektor (2), wobei die Lichtquelle (4) in einem zentralen Bereich (3) des Reflektors (2) angeordnet ist und wobei der Reflektor (2) einen sich dem zentralen Bereich (3) anschließenden parabelförmigen Flächenabschnitt (19, 20) umfasst, der in einem ersten Reflektorsegment (14) und/oder in einem zweiten Reflektorsegment (15) angeordnet ist, wobei das erste Reflektorsegment (14) und/oder das zweite Reflektorsegment (15) über eine erste Randkante (25) mit einem dritten Reflektorsegment (21) und/oder über eine zweite Randkante (26) mit einem vierten Reflektorsegment (22) verbunden ist, wobei das dritte Reflektorsegment (21) und/oder das vierte Reflektorsegment (22) zumindest teilweise einen solchen Flächenverlauf aufweist, dass das an dem dritten Reflektorsegment (21) und/oder vierten Reflektorsegment (22) reflektierte Lichtbündel (30, 30') in einem vorgegebenen Raumwinkelbereich umgelenkt wird, dass das dritte Reflektorsegment (21) und/oder das vierte Reflektorsegment (22) einen sich an den zentralen Bereich (3) anschließenden parabelförmigen Flächenabschnitt (27) aufweist, mittels dessen auf denselben auftreffendes Licht (29) parallel zur optischen Achse (6) umgelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sich an dem parabelförmigen Flächenabschnitt (27) des dritten Reflektorsegmentes (21) und/oder des vierten Reflektorsegmentes (22) in Lichtabstrahlrichtung (16) ein bogenförmiger Flächenabschnitt (28) stetig anschließt, mittels dessen auf denselben auftreffendes Licht (30, 30') in einem Raumwinkelbereich von maximal 20° zu der optischen Achse (6) des Reflektors (2) umgelenkt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 102 18 662 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, die einen Reflektor und eine im zentralen Bereich des Reflektors angeordnete Lichtquelle umfasst. Der Reflektor weist mehrere in Lichtabstrahlrichtung hintereinander angeordnete parabelförmige Flächenabschnitte auf. Zwischen zwei benachbarten parabelförmigen Flächenabschnitten ist eine Übergangsfläche angeordnet, die einen stetigen Übergang zwischen den parabelförmigen Flächenabschnitten ermöglicht. An der Übergangsfläche wird das auftreffende Licht zu einem divergierenden Lichtbündel in Lichtabstrahlrichtung umgelenkt, wobei der Umlenkwinkel relativ groß ist. Das divergierende Lichtbündel weist einen relativ großen Raumwinkelbereich auf, so dass nicht alle an der Übergangsfläche reflektierten Lichtstrahlen für eine Signalfunktion der Beleuchtungsvorrichtung genutzt werden können. Darüber hinaus weist die Reflektorfläche im Bereich der Übergangsflächen wulstförmige Erhebungen auf, die ein Entformen des Reflektors parallel zur optischen Achse aus einem Spritzgießwerkzeug erschweren.
Aus der US 4 740 871 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem Reflektor bekannt, der im Wesentlichen einen achsnahen paraboloidförmigen Abschnitt aufweist. Damit auch ein Eckbereich einer ein Gehäuse der Beleuchtungsvorrichtung abschließenden Abdeckscheibe beleuchtet werden kann, ist der Reflektor auf einer der Fahrzeugmittelebene zugewandten Innenseite verlängert ausgebildet. Dieser verlängerte Reflektorabschnitt kann ebenfalls paraboloid- oder alternativ ellipsoidförmig ausgebildet sein.
Aus der US 4 386 824 A ist eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem Reflektor bekannt, bei dem in Umfangsrichtung um einen zentralen Bereich, in der eine Lichtquelle angeordnet ist, mehrere Reflektorsegmente fächerartig angeordnet sind. Die Reflektorsegmente sind jeweils durchgehend von dem zentralen Bereich bis zu einem vorderen Rand parabelförmig ausgebildet.
Aus der DE 35 31 223 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einem Reflektor enthaltend mehrere Reflektorsegmente bekannt. Die fächerförmig zu einem zentralen Bereich des Reflektors angeordneten Reflektorsegmente sind jeweils parabelförmig ausgebildet, so dass eine Abblendlichtfunktion erzeugt werden kann.
Aus der US 5 045 982 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle und einem derselben zugeordneten Reflektor bekannt. Der Reflektor weist ein erstes Reflektorsegment auf, das einen parabelförmigen Flächenabschnitt aufweist. An das erste Reflektorsegment schließt sich unter Bildung eines scharfen Knickes ein weiteres Reflektorsegment an. Dieses weitere Reflektorsegment ist derart ausgebildet, dass das auf sie treffende Licht unter einem Winkel von 35° in der Horizontalen abgelenkt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass auf einfache Weise der Wirkungsgrad des Reflektors erhöht wird, wobei insbesondere ein größerer Lichtanteil der Lichtquelle nutzbar ist.
Zur Lösung der Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das auf eine Fläche eines Reflektorsegmentes bzw. des Reflektors auftreffende Licht derart reflektiert wird, dass das reflektierte Lichtbündel in einem vorgegebenen Raumwinkelbereich, das heißt unter solchen verkleinerten Ablenkwinkeln, umgelenkt wird, dass alle reflektierten Lichtstrahlen für die Lichtverteilung einer Signalfunktion genutzt werden können. Der Wirkungsgrad des Reflektors kann somit wesentlich erhöht werden. Somit wird der gesamte auf den Reflektor treffende Lichtstrom für die Signalfunktion genutzt. Nach der Erfindung verläuft die Reflektorfläche derart, dass das an der Reflektorfläche reflektierte Lichtbündel in einem Winkelbereich von maximal 20° zu einer optischen Achse des Reflektors umgelenkt wird.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Reflektor bzw. ein vorderer Rand des Reflektors rechteckförmig ausgebildet, so dass ein gegenüberliegendes erstes und zweites Reflektorsegment und ein gegenüberliegendes drittes und viertes Reflektorsegment gebildet werden. Das dritte Reflektorsegment und das vierte Reflektorsegment schließen sich jeweils unter Bildung einer Randkante in einem stumpfen Winkel zu dem ersten Reflektorsegment und dem zweiten Reflektorsegment an. Die dritten und vierten Reflektorsegmente verlaufen unter einem relativ steilen Winkel zu der optischen Achse und dienen als Auszugsfläche beim Entformen des Reflektors aus dem Spritzgießwerkzeug. Dadurch, dass das dritte und/oder vierte Reflektorsegment jeweils einen bogenförmigen und/oder kreisbogenförmigen Flächenabschnitt aufweisen, der das auftreffende Licht in dem vorgegebenen Winkelbereich umlenkt, kann der gesamte auf das dritte bzw. vierte Reflektorsegment auftreffende Lichtanteil für eine Signalfunktion genutzt werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung verläuft der bogenförmige Flächenabschnitt des dritten bzw. vierten Reflektorsegmentes in einem Winkelbereich zwischen 1,5° und 8° zu einer Ebene (Horizontalebene oder Vertikalebene). Der bogenförmige Flächenabschnitt weist somit eine Krümmung mit einem relativ großen Krümmungsradius auf, der aufgrund des axialen Abstandes des bogenförmigen Flächenabschnittes zu der Lichtquelle eine relativ flache Umlenkung des auf dasselbe treffenden Lichtbündels ermöglicht. Der bogenförmige Flächenabschnitt des dritten bzw. vierten Reflektorsegmentes schließt sich in Lichtabstrahlrichtung vorzugsweise an einen parabelförmigen Flächenabschnitt derselben an. Hierdurch ist gewährleistet, dass der im achsnahen Teil parabelförmigen Flächenabschnitt des Reflektors auf denselben auftreffende Lichtanteil im Wesentlichen parallel zur optischen Achse und ein im achsfernen Teil bogenförmigen Flächenabschnitt des Reflektors auftreffender Lichtanteil unter einem relativ flachen Winkel (Winkelbereich von maximal 20°, vorzugsweise 15° zur optischen Achse) umgelenkt wird.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann das dritte und vierte Reflektorsegment optikfrei oder mit in Lichtabstrahlrichtung verlaufenden streifenförmigen Optikelementen versehen sein. Durch die streifenförmigen Optikelemente kann zusätzliche eine seitliche Streuung des auftreffenden Lichtanteils erzielt werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Lichtquelle als ein LED-Leuchtelement (LED-Chip) ausgebildet, das in einer hinteren Randebene, die quer zur optischen Achse verläuft, angeordnet ist. Das LED-Leuchtelement kann auf einer Trägerplatte angeordnet sein, an der sich das erste, zweite, dritte und vierte Reflektorsegment anschließen. Alternativ können das erste und zweite Reflektorsegment einstückig miteinander verbunden sein, so dass sich eine durchgehende parabelförmige Fläche ergibt.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine perspektivische Vorderansicht einer Beleuchtungsvorrichtung,
2 eine Vorderansicht der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 1 von einer gegenüberliegenden Seite aus gesehen,
3 eine Seitenansicht der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 1 und
4 einen Vertikalschnitt durch einen inneren Teil der Beleuchtungsvorrichtung.

Eine Beleuchtungsvorrichtung 1 ist vorzugsweise als eine Signalleuchte ausgebildet, die zur Erzeugung einer Signalfunktion, beispielsweise Blinklicht, Schlusslicht, Bremslicht etc. in einem Heck- und/oder Bugbereich des Fahrzeugs, dient.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 1 einen Reflektor 2, der in einem zentralen Bereich 3 eine Öffnung aufweist zur Aufnahme einer Lichtquelle 4. Die Lichtquelle 4 ist als ein LED-Leuchtelement (LED-Chip) ausgebildet, der auf einer Trägerplatte 5 angeordnet ist. Die Trägerplatte 5 erstreckt sich senkrecht zu einer optischen Achse 6 des Reflektors 2.
Der Reflektor 2 ist als ein Doppelreflektor ausgebildet, der zum einen einen sich an den zentralen Bereich 3 anschließenden inneren Reflektor 7 und zum anderen einen sich an denselben anschließenden äußeren Reflektor 8 aufweist. Der äußere Reflektor 8 umfasst einen parabelförmigen Flächenabschnitt 9, der durch horizontal aus der Reflektorfläche erhabene Grenzflächen 10 einerseits und durch eine in Hauptabstrahlrichtung abragende Umrandungsfläche 11 des inneren Reflektors 7 andererseits in eine obere Reflektorkammer 12 und in eine untere Reflektorkammer 13 aufgeteilt ist.
Die Umrandungsfläche 11 bildet einen vorderen Rand des inneren Reflektors 7, der einen rechteckförmigen bzw. ellipsoidförmigen Verlauf aufweist.
Der innere Reflektor 7 weist an den kurzen Seiten ein erstes Reflektorsegment 14 und ein gegenüberliegendes zweites Reflektorsegment 15 auf. Das erste Reflektorsegment 14 ist auf einer in Lichtabstrahlrichtung 16 gesehen linken Seite und das zweite Reflektorsegment 15 auf einer in Lichtabstrahlrichtung 16 gesehen rechten Seite angeordnet.
Das erste Reflektorsegment 14 und das zweite Reflektorsegment 15 weisen jeweils einen von dem zentralen Bereich 3 zu einem vorderen Randabschnitt 17, 18 desselben durchgehenden parabelförmigen Flächenabschnitt 19 bzw. 20 auf.
Nach einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung können das erste Reflektorsegment 14 und das zweite Reflektorsegment 15 auch einstückig miteinander verbunden sein. Hierbei ergibt sich eine durchgehende parabelförmige Fläche zwischen den gegenüberliegenden rechten und linken Randabschnitten 17, 18. Die Lichtquelle ist in diesem Fall vorzugsweise als eine Glühlampe ausgebildet, die in der Öffnung des zentralen Bereiches 3 angesetzt ist.
Der innere Reflektor 7 umfasst ferner ein dritte Reflektorsegment 21 und ein gegenüberliegendes viertes Reflektorsegment 22, die sich jeweils von dem zentralen Bereich 3 bis zu einem vorderen Randabschnitt 23 bzw. 24 des vorderen Randes 11 erstrecken. Das dritte Reflektorsegment 23 ist in vertikaler Richtung oberhalb des zentralen Bereiches 3 und das vierte Reflektorsegment 22 in vertikaler Richtung unterhalb des zentralen Bereiches 3 angeordnet. Die Randabschnitte 23, 24 des dritten Reflektorsegmentes 21 bzw. vierten Reflektorsegmentes 22 sind länger als die vorderen Randabschnitte 17, 18 des ersten bzw. zweiten Reflektorsegment 14, 15.
Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, ist das obere Reflektorsegment 21 über eine erste Randkante 25 mit der Trägerplatte 5 sowie mit dem ersten Reflektorsegment 14 und dem zweiten Reflektorsegment 15 verbunden. Das vierte Reflektorsegment 22 ist über eine zweite Randkante 26 mit der Trägerplatte 5 und dem ersten Reflektorsegment 14 und dem zweiten Reflektorsegment 15 verbunden. Das dritte Reflektorsegment 21 und das vierte Reflektorsegment 22 schließen sich unter einem stumpfen Winkel an die Trägerplatte 5 bzw. das erste Reflektorsegment 14 und das zweite Reflektorsegment 15 an.
Wie aus 4 ersichtlich ist, weisen das dritte Reflektorsegment 21 und das vierte Reflektorsegment 22, die spiegelsymmetrisch zu einer die optische Achse 6 aufnehmenden Horizontalebene angeordnet sind, jeweils einen achsnahen parabelförmigen Flächenabschnitt 27 und einen achsfernen bogenförmigen Flächenabschnitt 28 auf. Der bogenförmige Abschnitt 28 schließt sich unmittelbar und stetig an den parabelförmigen Flächenabschnitt 27 an.
Der parabelförmige Flächenabschnitt 27 ermöglicht, dass das auf denselben auftreffende Licht 29 im Wesentlichen parallel zur optischen Achse 6 umgelenkt wird. Der bogenförmige Flächenabschnitt 28 weist eine solche Krümmung auf, dass das auf denselben auftreffende Licht als ein Lichtbündel 30 in einem Raumwinkelbereich von maximal 20° zur optischen Achse 6 umgelenkt wird. Exemplarisch sind Grenzstrahlen 30' eingetragen, die in einem Winkel von 20° zu einer horizontalen Ebene umgelenkt werden. Die weiteren Lichtstrahlen des Lichtbündels 30 werden in einem Winkel von weniger als 20° zu der Horizontalebene bzw. Vertikalebene umgelenkt.
Wie aus 1 ersichtlich ist, erstreckt sich die relativ winkelkonzentrierte Lichtbündelung nicht nur in einer - wie zuvor beschrieben - vertikalen Ebene, sondern auch in einer horizontalen Ebene. Vorzugsweise wird das Lichtbündel 30 an dem bogenförmigen Flächenabschnitt 28 des oberen Reflektorsegmentes 21 und des unteren Reflektorsegmentes 22 auf einen solchen Winkelbereich umgelenkt, dass das Lichtbündel 30 des unteren Reflektorsegmentes 22 um maximal 15° bezogen auf eine horizontale Ebene nach oben und das an dem oberen Reflektorsegment 21 reflektierte Lichtbündel um 15° bezogen auf eine horizontale Ebene nach unten reflektiert wird.
Der bogenförmige Flächenabschnitt 28 kann kreisbogenförmig oder kugelförmig oder einen frei gekrümmten Kurvenverlauf aufweisen.
Die Krümmung des bogenförmigen Flächenabschnitts 28 liegt in Lichtabstrahlrichtung 16 in einem Winkelbereich zwischen 1,5° und 8°, vorzugsweise in einem Winkelbereich zwischen 1,5° und 3°, so dass das obere Reflektorsegment 21 und das untere Reflektorsegment 22 als Auszugsfläche ein vereinfachtes Entformen des Reflektors nach dem Spritzgießen ermöglicht.
Das obere Reflektorsegment 21 und das untere Reflektorsegment 22 können eine Ätz- oder Erodierstruktur aufweisen zur diffusen Streuung des Lichtes.

Claims

Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle (4) und einem der Lichtquelle (4) zugeordneten Reflektor (2), wobei die Lichtquelle (4) in einem zentralen Bereich (3) des Reflektors (2) angeordnet ist und wobei der Reflektor (2) einen sich dem zentralen Bereich (3) anschließenden parabelförmigen Flächenabschnitt (19, 20) umfasst, der in einem ersten Reflektorsegment (14) und/oder in einem zweiten Reflektorsegment (15) angeordnet ist, wobei das erste Reflektorsegment (14) und/oder das zweite Reflektorsegment (15) über eine erste Randkante (25) mit einem dritten Reflektorsegment (21) und/oder über eine zweite Randkante (26) mit einem vierten Reflektorsegment (22) verbunden ist, wobei das dritte Reflektorsegment (21) und/oder das vierte Reflektorsegment (22) zumindest teilweise einen solchen Flächenverlauf aufweist, dass das an dem dritten Reflektorsegment (21) und/oder vierten Reflektorsegment (22) reflektierte Lichtbündel (30, 30') in einem vorgegebenen Raumwinkelbereich umgelenkt wird, dass das dritte Reflektorsegment (21) und/oder das vierte Reflektorsegment (22) einen sich an den zentralen Bereich (3) anschließenden parabelförmigen Flächenabschnitt (27) aufweist, mittels dessen auf denselben auftreffendes Licht (29) parallel zur optischen Achse (6) umgelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sich an dem parabelförmigen Flächenabschnitt (27) des dritten Reflektorsegmentes (21) und/oder des vierten Reflektorsegmentes (22) in Lichtabstrahlrichtung (16) ein bogenförmiger Flächenabschnitt (28) stetig anschließt, mittels dessen auf denselben auftreffendes Licht (30, 30') in einem Raumwinkelbereich von maximal 20° zu der optischen Achse (6) des Reflektors (2) umgelenkt wird.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Reflektorsegment (21) und/oder das vierte Reflektorsegment (22) sich in einem stumpfen Winkel an das erste Reflektorsegment (14) bzw. zweite Reflektorsegment (15) anschließt.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein in Lichtabstrahlrichtung (16) vorne angeordneter vorderer Rand (11) des Reflektors (7) einen rechteckförmigen oder ellipsoidförmigen Verlauf aufweist.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vorderer Rand (11) des Reflektors (7) durch einen vorderen Randabschnitt (17) des ersten Reflektorsegmentes (14), durch einen vorderen Randabschnitt (18) des zweiten Reflektorsegmentes (15), durch einen vorderen Randabschnitt (23) des dritten Reflektorsegmentes (21) und einen vorderen Randabschnitt (24) des vierten Reflektorsegmentes (22) gebildet ist, wobei der vorderer Randabschnitt (23, 24) des dritten Reflektorsegmentes (21) und/oder des vierten Reflektorsegmentes (22) länger ausgebildet ist als der vorderer Randabschnitt (17, 18) des ersten Reflektorsegmentes (14) bzw. zweiten Reflektorsegmentes (15).
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Reflektorsegment (21) und/oder das vierte Reflektorsegment (22) zumindest in dem bogenförmigen Flächenabschnitt (28) in Lichtabstrahlrichtung (16) in einem Winkelbereich zwischen 1,5° und 8° kontinuierlich gekrümmt verläuft.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Reflektorsegment (21) und/oder das vierte Reflektorsegment (22) optikfrei oder mit einer Anzahl in Lichtabstrahlrichtung (16) verlaufenden streifenförmigen Optikelementen versehen ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Reflektorsegment (21) und/oder das vierte Reflektorsegment (22) eine Ätz- oder Erodierstruktur aufweist.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Reflektorsegment (14) und das zweite Reflektorsegment (15) stetig ineinander übergehen.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (4) als eine LED-Lichtquelle oder als eine Glühlampe ausgebildet ist.
Verwendung einer Beleuchtungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9 als Signalleuchte.