DE19739089A1 - Scheinwerfer für Fahrzeuge - Google Patents

Scheinwerfer für Fahrzeuge

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DE19739089A1
DE19739089A1 DE19739089A DE19739089A DE19739089A1 DE 19739089 A1 DE19739089 A1 DE 19739089A1 DE 19739089 A DE19739089 A DE 19739089A DE 19739089 A DE19739089 A DE 19739089A DE 19739089 A1 DE19739089 A1 DE 19739089A1
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Karsten Dr Eichhorn
Franz-Josef Kalze
Ewald Topp
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Hella GmbH and Co KGaA
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Description

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einem zwei Brennorte aufweisenden schalenförmigen Reflektor und mit einer zwischen einer Linse und dem Reflektor angeordneten Blendenwelle, welche um eine horizontal und quer zur optischen Achse verlaufende Drehachse in mehrere Drehstellungen verstellbar ist und deren Mantelfläche für jede Drehstellung eine Brennlinie aufweist, welche eine Hell-Dunkel-Grenze einer Lichtfigur erzeugen.
Ein solcher Scheinwerfer für Fahrzeuge ist aus der DE 43 35 286 A1 bekannt und weist ein Lichtsystem auf, welches im wesentlichen aus einem ellipsoidförmigen Reflektor, einer im inneren Brennort des Reflektors angeordneten Lichtquelle, einer das Licht sammelnden Linse und einer zwischen Reflektor und Linse angeordneten drehbaren Blendenwelle besteht. Als Lichtquelle kann eine Gasentladungslampe dienen. Die drehbare Blendenwelle ist mindestens mit einem Antriebsmittel gekoppelt. Die Drehachse der Blendenwelle verläuft horizontal und quer zur optischen Achse des Lichtsystems und ist exzentrisch zu zylindrischen Mantelflächenabschnitten der Blendenwelle angeordnet. Die zylindrischen Mantelflächenabschnitte der Blendenwelle sind so versetzt zueinander angeordnet, daß die Blendenwelle eine umlaufende Stufe aufweist. Durch das Antriebsmittel ist die Blendenwelle in mehrere Drehstellungen drehbar. In jeder Drehstellung bildet die Mantelfläche in ihrem oberen Bereich eine Brennlinie, welche eine Hell-Dunkel-Grenze einer Lichtfigur erzeugt. Wegen der exzentrisch angeordneten Drehachse verlaufen in jeder Drehstellung der Blendenwelle die Brennlinien auf unterschiedlichem Höhenniveau. Somit ist in mehreren Drehstellungen der Blende ein asymmetrisches Abblendlicht gegeben. Nur in einer einzigen Drehstellung der Blendenwelle ist eine in ihrer gesamten Länge in einer Horizontalebene verlaufende, optisch wirksame Brennlinie und somit nur ein einziges symmetrisches Lichtbündel möglich. Des weiteren können die Brennlinien wegen der zylindrischen Mantelflächenabschnitte der Blendenwelle nicht wie bei einer ortsfesten Blendenplatte einen beliebigen Verlauf einnehmen. Weiterhin ist es nachteilig, daß die Brennlinien, bis auf eine einzige Brennlinie, in ihrer aktiven Lage zu einem Brennbereich der Linse unterschiedlich weit beabstandet sind, da eine exzentrische Lage der Drehachse zu den zylindrischen Mantelflächen der Blendenwelle besteht. Lediglich die durch den oder nahe dem Brennbereich der Linse verlaufende Brennlinie erzeugt eine scharfe Hell-Dunkel-Grenze, während die anderen Brennlinien eine unscharfe Hell-Dunkel-Grenze ergeben. Die Unschärfe der Hell-Dunkel-Grenze nimmt zu, je größer die Brennlinie von dem Brennbereich der Linse beabstandet ist. Eine unscharfe Hell-Dunkel-Grenze ist bei Abblendlicht wegen der Blendgefahr des Gegenverkehrs unerwünscht.
Aus der DE 44 36 684 A1 ist ein Scheinwerfer für Fahrzeuge bekanntgeworden, bei dem zusätzlich zu dem eine Blendenwelle aufweisenden Lichtsystem ein weiteres Lichtsystem für Fernlicht in den Scheinwerfer integriert ist. Da für die Fernlichtfunktion ein zusätzliches Lichtsystem notwendig ist, baut der Scheinwerfer sehr groß, und seine Herstellung ist teuer.
Bei dem aus der EP 0 723 108 A1 bekanntgewordenen Scheinwerfer ist eine zwei Blendenkanten für asymmetrisches Abblendlicht aufweisende Blendenplatte um eine Drehachse verschwenkbar, während für Fernlicht zusätzlich eine in einem Abstand zu der Blendenplatte angeordnete ortsfeste Blende notwendig ist. Die Blendenplatte für Abblendlicht verläuft in ihrer Drehstellung für Fernlicht in einer Horizontalebene. Hierbei ist es nachteilig, daß nur zwei verschiedene Abblendlichtbündel möglich sind und beim Umschalten der Blendenplatte zwischen den beiden Abblendlichtfunktionen für eine kurze Zeit der Gegenverkehr durch das sehr weit reichende Fernlicht geblendet ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, den im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Scheinwerfer für Fahrzeuge derart zu gestalten, daß jede Brennlinie der Blendenwelle einen beliebigen und genau auf die jeweilige Lichtfigur abgestimmten Verlauf aufweisen kann. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Mantelfläche der Blendenwelle mindestens in einem zwei Brennlinien verbindenden Flächenabschnitt gegenüber einer Zylinderfläche abweichend und unregelmäßig verläuft. Dadurch kann die Blendenwelle zwei symmetrische Lichtfiguren (z. B. für Nebellicht und Fernlicht) erzeugende Brennlinien und mehrere asymmetrisches Abblendlicht erzeugende Brennlinien aufweisen. Die Brennlinien für symmetrisches Abblendlicht können konkav oder geradlinig verlaufen, während die Brennlinien für Abblendlicht schräg oder beliebig gekrümmt verlaufen können. Weiterhin kann die Blendenwelle so ausgelegt sein, daß die Drehachse durch den Massenschwerpunkt oder nahe dem Massenschwerpunkt der Blendenwelle verläuft und somit für die Blendenwelle keine Ausgleichsgewichte notwendig sind. Der Abstand der meisten Brennlinien zu der Drehachse kann wesentlich kleiner ausgeführt sein als bei einer bekannten Blendenwelle mit zylindrischen Mantelflächenabschnitten. Somit ist die Masse der Blendenwelle kleiner als bei der bekannten Blendenwelle. Bei einer Blendenwelle mit einer geringen Masse können auch die Antriebsmittel entsprechend klein dimensioniert sein.
Das die Blendenwelle aufweisende Lichtsystem ist sowohl für symmetrische und asymmetrische Lichtfunktionen als auch für Kurvenlicht ausgelegt, wenn die Blendenwelle mindestens mit einem ersten und einem zweiten Antriebsmittel gekoppelt ist. Als erstes Antriebsmittel dient z. B. ein Schrittmotor, durch welchen die Blendenwelle in mehrere Drehstellungen bringbar ist, und als zweites Antriebsmittel ein Linearmotor, durch welchen die Blendenwelle translatorisch verstellbar ist. Durch die translatorische Verstellung der Blendenwelle ist es möglich, den Lichtkegel dem Kurvenverlauf folgen zu lassen.
Das die Blendenwelle aufweisende Lichtsystem ist sowohl für Rechts- als auch Linksverkehr verwendbar, wenn die Blendenwelle an beiden Enden angebrachte Lagerelemente aufweist, welche in zwei Lagerhalter eingreifen und jeweils in beide Lagerhalter einsetzbar sind. Dadurch kann die Blendenwelle um 180° gedreht in die Lagerhalter eingesetzt werden.
Eine Blendenwelle, welche mit Brennlinien versehen ist, die in ihrem Verlauf sehr unterschiedlich sind, weist eine Mantelfläche mit vielen unregelmäßig verlaufenden Flächenabschnitten auf. Die Flächenabschnitte können beliebig, z. B. konvex oder eben, ausgeführt sein.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind mindestens eine Brennlinie symmetrisch und mindestens zwei Brennlinien asymmetrisch zu einer in Lichtaustrittsrichtung verlaufenden vertikalen Fläche, wobei die Brennlinien in ihrer optisch wirksamen Stellung in einer vertikal verlaufenden Fläche liegen, in welcher die Drehachse verläuft. Dadurch grenzen die Brennlinien in ihrer optisch wirksamen Stellung an den Brennbereich der Linse an und ergeben somit eine scharfe Hell-Dunkel-Grenze, durch die die Blendung des Gegenverkehrs so weit wie möglich gemindert ist.
Eine Blendenwelle, die mit mindestens zwei Brennlinien für symmetrisches und mindestens zwei Brennlinien für asymmetrisches Licht versehen ist, weist eine geringe Masse auf, wenn die symmetrischen und asymmetrischen Brennlinien jeweils benachbart zueinander verlaufen. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn eine symmetrische und asymmetrische Brennlinie in einer gemeinsamen Fläche liegen, in welcher die Drehachse verläuft, und bei vier Lichtfunktionen zwei dieser Flächen senkrecht zueinander stehen.
Eine störende Reflexion von Lichtstrahlen an der Blendenwelle ist ausgeschaltet, wenn das Reflexionsvermögen der Mantelfläche der Blendenwelle gegenüber Lichtstrahlen, die von einer Lichtquelle des Scheinwerfers ausgehen, kleiner als 40% ist.
Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht ein Lichtsystem eines Scheinwerfers für Fahrzeuge im Prinzip, welches im wesentlichen aus einem Reflektor, einer Linse und einer Blendenwelle mit Antriebsmitteln besteht;
Fig. 2 die Blendenwelle der Fig. 1 als Einzelteil;
Fig. 3 eine Lichtfigur für Basis-, Stadt- oder Schlechtwetterlicht auf einer senkrecht stehenden Wand und auf der Fahrbahn;
Fig. 4 eine Lichtfigur für Abblendlicht auf einer senkrecht stehenden Meßwand und auf der Fahrbahn;
Fig. 5 eine Lichtfigur für Autobahnlicht auf einer senkrecht stehenden Meßwand und auf der Fahrbahn;
Fig. 6 eine Lichtfigur für Fernlicht auf einer senkrecht stehenden Meßwand und auf der Fahrbahn;
Fig. 7 und 8 eine Ansicht der Blendenwelle in Richtung der optischen Achse mit einer Brennlinie für symmetrisches und einer Brennlinie für asymmetrisches Licht und
Fig. 9 vier Brennlinien der Blendenwelle in ihrer optisch wirksamen Lage, während die Fig. 10 und 11 Brennlinien einer anderen Blendenwelle darstellen und Fig. 12 eine Querschnittsfläche einer Blendenwelle mit fünf Brennlinien zeigt.
Ein Scheinwerfer für Fahrzeuge weist ein Lichtsystem auf, das im wesentlichen aus einem ellipsoidförmigen Reflektor (1), einer Lichtquelle (14), einer vor dem Reflektor angeordneten Linse (2) und einer mit Antriebsmitteln (16 und 17) gekoppelten Blendenwelle (3) besteht. Die von dem Lichtbogen einer nicht dargestellten Gasentladungslampe gebildete Lichtquelle (14) ist in dem inneren Brennort des ellipsoidförmigen Reflektors (1) angeordnet. Die Blendenwelle (3) ist durch das erste Antriebsmittel (16) über ein Getriebe (27) um die Drehachse (8) in vier Drehstellungen verstellbar. Die Blendenwelle (3) ist mit seitlich abstehenden Lagerelementen, welches nicht dargestellte Lagerzapfen sind, in Lagerhalter (15) eingesetzt. Das zweite Antriebsmittel (17) dient zur translatorischen Verstellung der Blendenwelle (3). Die Drehachse (8) der Blendenwelle (6) verläuft horizontal und quer zur optischen Achse des Reflektors (1). Die Blendenwelle (9), welche in vier Drehstellungen bringbar ist, bildet in jeder Drehstellung eine optisch wirksame Brennlinie (4, 5, 6 bzw. 7). Die erste und zweite Brennlinie (4 und 5) liegen gemeinsam in einer Fläche (11) und die dritte und vierte Brennlinie (6 und 7) in einer gemeinsamen Fläche (12). Die Flächen (11 und 12) verlaufen senkrecht zueinander, und deren Schnittlinie fällt mit der Drehachse (8) zusammen. Die erste Brennlinie (4) erzeugt die Hell-Dunkel-Grenze (19) eines symmetrischen Abblendlichtes, welches als Basis-, Stadt- oder Schlechtwetterlicht (Lichtfigur 23) zu bezeichnen ist und ausschließlich den nahen Bereich der Fahrbahn vor dem Fahrzeug ausleuchtet. Die zweite Brennlinie (6) erzeugt die Hell-Dunkel-Grenze (20) für das übliche asymmetrische Abblendlicht (Lichtfigur 24), bei dem die eigene Fahrbahnseite wesentlich weiter ausgeleuchtet ist als die Gegenfahrbahnseite. Die zweite Brennlinie (5) erzeugt die Hell-Dunkel-Grenze (21) eines asymmetrischen Autobahnlichts (Lichtfigur 25). Hierbei ist die eigene Fahrbahnseite, ebenso wie beim üblichen asymmetrischen Abblendlicht, weitreichend ausgeleuchtet, während die benachbarte Fahrbahnseite weiter ausgeleuchtet ist als beim üblichen asymmetrischen Abblendlicht. Die Brennlinie (7) erzeugt die Hell-Dunkel-Grenze (22) eines symmetrischen Fernlichts (Lichtfigur 26).
Die Brennlinien (4, 5, 6 und 7) weisen einen unterschiedlichen Verlauf auf, und zwar verläuft die erste Brennlinie (4) geradlinig und in einem äquidistanten Abstand zur Drehachse (6), die zweite und dritte Brennlinie (5 und 6) mit einem Brennlinienabschnitt schräg zur Drehachse und mit dem anderen Brennlinienabschnitt in einem äquidistanten Abstand zur Drehachse (8) und die vierte Brennlinie (7) in einem konkaven Bogen. Die Brennlinien (4, 5, 6 und 7) sind durch Freiform-Mantelflächenabschnitte bzw. unregelmäßig verlaufende Flächenabschnitte (9), welche von dem Verlauf einer Zylinderfläche abweichen, verbunden. Die Flächenabschnitte (9) sind zum größten Teil konvex ausgeführt und können mindestens an einer der Brennlinien (4, 5, 6 und 7) in einer Kante auslaufen. Die zur Verstellung der Blendenwelle (3) dienenden Antriebsmittel (16 und 17) können z. B. von einem Gleichstrom bzw. Schrittmotor gebildet sein.
Die Fig. 10 und 11 zeigen Brennlinien 28 und 29 einer anderen Blendenwelle. Die Brennlinie 28 erzeugt die Hell-Dunkel-Grenze eines asymmetrischen Abblendlichts mit einer zusätzlichen Reichweite auf der Gegenfahrbahnseite, während die Brennlinie 29 die Hell-Dunkel-Grenze eines asymmetrischen Abblendlichts mit begrenzter Seitenausleuchtung der Fahrbahn erzeugt.
Unterhalb der Blendenwelle (3) kann ein plattenförmiger Abschatter an dem Reflektor (1) angebracht sein, welcher mit seinem oberen Randabschnitt zur Blendenwelle (3) beabstandet ist und in Lichtaustrittsrichtung gesehen vor oder hinter der Blendenwelle (3) angeordnet ist. Somit sind in jeder Drehstellung der Blendenwelle (3) die unterhalb der jeweils optisch wirksamen Brennlinie (4, 5, 6 und 7) verlaufenden Lichtstrahlen bis zum unteren Rand des Abschatters abgeschirmt. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der untere Rand des Abschatters in seiner gesamten Länge zu dem vorderen Rand des Reflektors (1) benachbart verläuft bzw. an dem vorderen Rand des Reflektors (1) anliegt.
Die Blendenwelle (3) in Fig. 12 weist zusätzlich zu den Brennlinien 4, 5, 6 und 7 die fünfte Brennlinie (30) für symmetrisches Abblendlicht auf. Die Drehstellung der Blende (3) für symmetrisches Abblendlicht macht dann Sinn, wenn z. B. ein Fahrzeug für Rechtsverkehr vorübergehend in ein Land mit Linksverkehr kommt. In dem Land für Linksverkehr sind die eine asymmetrische Lichtfigur ergebenden Brennlinien 5 und 6 gesetzlich verboten, da mit diesem Licht der Gegenverkehr sehr stark geblendet würde. Ein Schalten zwischen der Brennlinie 4 für Nebellicht und der Brennlinie (7) für Fernlicht erfolgt immer über die Brennlinien (30, 6 und 5). Die Brennlinien (5 und 4) liegen in einer Fläche, in welcher die unterhalb zur optischen Achse angeordnete Drehachse (8) verläuft. Die Brennlinien (30 und 6) verlaufen jeweils mit der Drehachse (8) in einer Fläche, welche in einem spitzen Winkel a zur Fläche verläuft, in der die Brennlinien (4 und 5) liegen. Der spitze Winkel a ist ca. 60° groß. Die Fläche, in welcher die Brennlinie (7) für Fernlicht und die Drehachse (8) verläuft, steht annähernd in einem rechten Winkel zu der Fläche, in welcher die Brennlinien (4 und 5) verlaufen. Die Flächenabschnitte (9) zwischen den Brennlinien (4, 30, 6, 5 und 7) verlaufen konkav.
Bezugszeichenliste
1
Reflektor
2
Linse
3
Blendenwelle
4
erste Brennlinie (für Schlechtwetterlicht)
5
zweite Brennlinie (für Autobahnlicht)
6
dritte Brennlinie (für Abblendlicht)
7
vierte Brennlinie (für Fernlicht)
8
Drehachse
9
Flächenabschnitt
10
Fläche
11
Fläche
12
Fläche
13
Ende
14
Lichtquelle
15
Lagerhalter
16
erstes Antriebsmittel
17
zweites Antriebsmittel
18
Zylinderfläche
19
Hell-Dunkel-Grenze (des Schlechtwetterlichts)
20
Hell-Dunkel-Grenze (des Abblendlichts)
21
Hell-Dunkel-Grenze (des Autobahnlichts)
22
Hell-Dunkel-Grenze (des Fernlichts)
23
Lichtfigur (des Schlechtwetterlichts)
24
Lichtfigur (des Abblendlichts)
25
Lichtfigur (des Autobahnlichts)
26
Lichtfigur (des Fernlichts)
27
Getriebe
28
Brennlinie
29
Brennlinie
30
fünfte Brennlinie (symmetrisches Abblendlicht)

Claims (11)

1. Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einem zwei Brennorte aufweisenden schalenförmigen Reflektor (1) und mit einer zwischen einer Linse (2) und dem Reflektor (1) angeordneten Blendenwelle (3), welche um eine horizontale und quer zur optischen Achse verlaufende Drehachse (8) in mehrere Drehstellungen verstellbar ist und deren Mantelfläche für jede Drehstellung eine Brennlinie (4, 5, 6 oder 7) aufweist, welche eine Hell-Dunkel-Grenze (19, 20, 21 bzw. 22) einer Lichtfigur (23, 24, 25 bzw. 26) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche der Blendenwelle (3) mindestens in einem zwei Brennlinien (4, 5, 6 oder 7) verbindenden Flächenabschnitt (9) gegenüber einer Zylinderfläche (18) abweichend und unregelmäßig verläuft.
2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenwelle (3) mehrere Brennlinien (4, 5 und 6) für Abblendlicht und mindestens eine Brennlinie (7) für Fernlicht aufweist, wobei die Brennlinie (7) für Fernlicht einen kleineren Abstand zur Drehachse (8) aufweist als jede der Brennlinien (4, 5 und 6) für Abblendlicht.
3. Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenwelle (3) mindestens mit einem ersten und einem zweiten Antriebsmittel (16 und 17) gekoppelt ist, wobei die Blendenwelle (3) durch das erste Antriebsmittel (16) in ihre Drehstellungen und durch das zweite Antriebsmittel in Richtung der Drehachse (8) verstellbar ist.
4. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenwelle (3) an beiden Enden (13) angebrachte Lagerelemente aufweist, welche in zwei Lagerhalter (15) eingreifen und jeweils in beide Lagerhalter (15) einsetzbar sind.
5. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein unregelmäßig verlaufender Flächenabschnitt (9) in Umfangsrichtung der Blendenwelle (3) konvex ausgeführt ist.
6. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein unregelmäßiger Flächenabschnitt (9) schräg zur Drehachse (8) der Blendenwelle (3) verläuft.
7. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Brennlinie (4 bzw. 7) symmetrisch und mindestens zwei Brennlinien (5 und 6) asymmetrisch zu einer in Lichtaustrittsrichtung verlaufenden vertikalen Fläche (10) sind, wobei die Brennlinien (4, 5, 6 und 7) in ihrer optisch wirksamen Stellung in einer vertikal verlaufenden Fläche (11 bzw. 12) liegen, in welcher die Drehachse (8) verläuft.
8. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Brennlinien (4 und 7) symmetrisch und mindestens zwei Brennlinien (5 und 6) asymmetrisch ausgeführt sind, wobei die symmetrischen und asymmetrischen Brennlinien jeweils benachbart zueinander angeordnet sind.
9. Scheinwerfer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine symmetrische und asymmetrische Brennlinie (4 und 5 bzw. 7 und 6) in einer gemeinsamen Fläche (11 bzw. 12) liegen, in welcher die Drehachse (8) verläuft.
10. Scheinwerfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Flächen (11 und 12), in welchen jeweils eine symmetrische und asymmetrische Brennlinie (4 und 5 bzw. 7 und 6) verläuft, senkrecht zueinander stehen.
11. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Blendenwelle (3) ein Abschatter angeordnet ist, welcher mit seinem oberen Randabschnitt zur Blendenwelle (3) benachbart verläuft und in Lichtaustrittsrichtung gesehen zusammen mit der Blendenwelle (3) eine durchgehende Abschirmeinrichtung für Lichtstrahlen einer Lichtquelle (14) des Scheinwerfers ist.
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