DE19829358C1 - Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einer bewegbaren Lichtquelle und mit einem Reflektor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugscheinwerfer (1) mit einer bewegbaren Lichtquelle (2) und mit einem Reflektor (3), der das Licht der Lichtquelle (2), bis auf einen ungenutzten Lichtstrom in einem oberen Raumwinkelbereich des Kraftfahrzeugscheinwerfers (1), durch eine Streuscheibe (4) hindurch auf die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug reflektiert, wobei die Lichtquelle (2) zum Umschalten zwischen Abblendlicht und Fernlicht relativ zum Reflektor (3) bewegbar ist. Um die Lichtverteilung des Kraftfahrzeugscheinwerfers (1) in Fernlichtstellung zu verbessern und um insbesondere die Vorfeldausleuchtung zu verbessern und die Seitenstreuung zu reduzieren, schlägt die Erfindung vor, dass oberhalb der Lichtquelle (2) mindestens ein bewegliches Reflektorelement (6) angeordnet ist, das zumindest den ungenutzten Lichtstrom durch die Streuscheibe (4) hindurch auf die Fahrbahn vor dem Fahrzeug reflektiert.

Description

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einer bewegbaren Lichtquelle und mit einem Reflektor, der das Licht der Lichtquelle, bis auf einen ungenutzten Lichtstrom in einem oberen Raumwinkelbereich des Kraftfahrzeugscheinwerfers, durch eine Streuscheibe hindurch auf die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug reflektiert, wobei die Lichtquelle zum Umschalten zwischen Abblendlicht und Fernlicht relativ zum Reflektor bewegbar ist.

Ein derartiger Kraftfahrzeugscheinwerfer ist beispielsweise aus der DE 44 35 507 A1 bekannt. Der dort offenbarte Kraftfahrzeugscheinwerfer wird als Abblendlicht eingesetzt. Durch gezielte Veränderung der Lage der Lichtquelle wird in Kombination mit der Streuscheibe eine veränderte Lichtverteilung erzeugt, die als Fernlicht Verwendung finden kann.

In der Stellung für Abblendlicht ist die Lichtquelle von dem Brennpunkt des Reflektors weg defokussiert. In der Stellung für Fernlicht wird die Lichtquelle in Richtung Brennpunkt verschoben und gleichzeitig abgesenkt. Die Verschiebung in Richtung Brennpunkt führt zu einer Konzentration des von dem Reflektor reflektierten Lichtbündels in der Mitte der Lichtverteilung, wie sie für ein Fernlicht benötigt wird. Die Absenkung der Lichtquelle führt zu einer Anhebung der gesamten Lichtverteilung, wie sie zur Positionierung des Fernlicht-Maximums im Horizontal/Vertikal-Punkt (H/V-Punkt) benötigt wird.

Die Absenkung der Lichtquelle hat jedoch einige negative Nebeneffekte. Störend wirkt bei der Lichtverteilung des Fernlichts (mit Streuscheibe) besonders die unbeleuchtete Region im Vorfeld, direkt vor dem Fahrzeug, sowie der unangenehm scharfe Übergang von dieser unzureichend ausgeleuchteten Vorfeldregion zu der deutlich helleren Fernlichtverteilung.

Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Kraftfahrzeugscheinwerfers besteht darin, daß das Fernlicht durch dieselbe Streuscheibe verläuft wie das Abblendlicht. Die Streuscheibe ist in der Regel für das Abblendlicht ausgelegt, so daß Licht, das auf den oberen Randbereich der Streuscheibe trifft, sehr stark horizontal gestreut wird. Dies ist erforderlich, damit die gesetzlichen Anforderungen zur Reduzierung der Blendwirkung des Abblendlichts erfüllt werden. Für das Fernlicht, das durch dieselbe Streuscheibe verläuft, wirkt sich eine derartige Auslegung der Streuscheibe negativ auf die Lichtverteilung aus. Das Licht, das auf den oberen Randbereich der Streuscheibe trifft, liegt in der Fernlichtverteilung als breites Lichtband nahezu symmetrisch um die Horizontale und trägt nicht gezielt zum Fernlicht-Maximum bei. Durch die resultierende breite seitliche Ausleuchtung der Fahrbahn bei 0° Vertikal (0° V) und darüber wird das im H/V-Punkt vorhandene Fernlicht-Maximum als relativ schwach empfunden. Ein Licht-Maximum wird nämlich umso schwächer beurteilt, je mehr Licht um dieses Maximum herum angesiedelt ist. Deshalb gilt es, den Unterschied der Lichtintensitäten im Fernlicht-Maximum und im Bereich der seitlichen Ausleuchtung zu erhöhen, um dadurch den sog. punch effect zu erhöhen.

Schließlich geben die Reflektoren des bekannten Kraftfahrzeugscheinwerfers einen Lichtstrom in einen oberen Raumwinkelbereich ab, der normalerweise in lichttechnisch unkritische Bereiche umgelenkt wird und weder zur Erzeugung einer Abblend- noch einer Fernlichtverteilung verwendet wird. Dadurch ergibt sich bei dem bekannten Kraftfahrzeugscheinwerfer eine Reduzierung des Wirkungsgrads.

Aus der DE 44 19 365 A1 ist ein Kraftfahrzeugscheinwerfer bekannt, der hinsichtlich der Änderung der Basislichtverteilung nur einer Leuchtfunktion ausgebildet ist, wohingegen der Kraftfahrzeugscheinwerfer der eingangs genannten Art zwischen zwei Leuchtfunktionen, Abblendlicht und Fernlicht, umgeschaltet werden kann. Bei dem aus der DE 44 19 365 A1 bekannten Kraftfahrzeugscheinwerfer ist oberhalb der Lichtquelle ein bewegbares Reflektorelement zur Beeinflussung der Lichtverteilung angeordnet.

Aus den vorgenannten Nachteilen ergibt sich die Aufgabe der Erfindung, einen Kraftfahrzeugscheinwerfer der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß sie einen höheren Wirkungsgrad als die bekannten Kraftfahrzeugscheinwerfer aufweist und daß die Lichtverteilung des Kraftfahrzeugscheinwerfers, insbesondere die Vorfeldausleuchtung, in Fernlichtstellung verbessert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, den Kraftfahrzeugscheinwerfer der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß oberhalb der Lichtquelle ein bewegliches Reflektorelement angeordnet ist, das zumindest den ungenutzten Lichtstrom durch die Streuscheibe hindurch auf die Fahrbahn vor dem Fahrzeug reflektiert.

Durch die Nutzung des bisher ungenutzten Lichtstroms kann der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfers deutlich verbessert werden. Der von dem Reflektorelement reflektierte Lichtstrom wird für eine Verbesserung der Lichtverteilung des Kraftfahrzeugscheinwerfers verwendet.

Das Reflektorelement ist derart ausgebildet, daß es außer dem ungenutzten Lichtstrom auch bestimmte andere Lichtstrahlen der Lichtquelle herausgreifen kann und diese gezielt durch die Streuscheibe hindurch auf die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug reflektiert. Mit Hilfe des Reflektorelements kann die Lichtverteilung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfers in weiten Bereichen willkürlich variiert werden und bestimmte Bereiche der Lichtverteilung geschwächt bzw. verstärkt werden. Auf diese Weise kann eine ausgewogenere Ausleuchtung des Bereichs vor dem Kraftfahrzeug erzielt werden. Welche Lichtstrahlen herausgegriffen werden, in welchem Winkel und wo die Lichtstrahlen auf die Streuscheibe treffen und welche Bereiche der Lichtverteilung geschwächt und welche verstärkt werden, kann durch die äußere Kontur des Reflektorelements, durch die Wölbung des Reflektorelements oder durch die Lage des Reflektorelements relativ zu der Lichtquelle und relativ zu dem Reflektor beeinflußt werden.

Durch das zusätzliche Reflektorelement wird die Funktionsweise des bekannten Kraftfahrzeugscheinwerfers nicht beeinflußt. Nach wie vor kann durch Bewegen der Lichtquelle relativ zu dem Reflektor zwischen Abblendlicht und Fernlicht umgeschaltet werden. Außerdem werden die Blendwerte des Kraftfahrzeugscheinwerfers durch Verstellen des Reflektorelements nicht beeinflußt, da das von dem Reflektorelement reflektierte Licht vorteilhafterweise in der Streuscheibe ausschließlich auf horizontal streuende Streuscheibenelemente trifft.

Die Bewegung des Reflektorelements kann sowohl translatorisch als auch rotatorisch ausgeführt werden. Zur Bewegung des Reflektorelements kann ein Stellelement, bspw. ein Schrittmotor oder ein Hubmagnet, eingesetzt werden. Durch geeignete Zug- bzw. Hebelkombinationen kann die Bewegung der Lichtquelle relativ zum Reflektor zum Umschalten zwischen Abblendlicht und Fernlicht und die Bewegung des Reflektorelements durch dasselbe Stellelement erfolgen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Reflektorelement derart ausgebildet ist, dass das von dem Reflektorelement in Fernlichtstellung reflektierte Licht das Fernlicht-Maximum verstärkt. Durch die Verstärkung des Fernlicht-Maximums wird die Intensität des Fernlicht-Maximums und die Reichweite des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfers erhöht. Dadurch ergibt sich ein objektiv hellerer Kraftfahrzeugscheinwerfer. Auch subjektiv wird dieser Kraftfahrzeugscheinwerfer als heller empfunden, da nunmehr relativ zu der Lichtintensität des Fernlicht-Maximums im H/V-Punkt um das Fernlicht-Maximum herum weniger Licht angesiedelt ist. Das führt zu einer Erhöhung des Punch- Effects und es entsteht auch subjektiv der Eindruck eines helleren Fernlicht-Maximums.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Reflektorelement derart ausgebildet ist, dass das von dem Reflektorelement in Fernlichtstellung reflektierte Licht das Vorfeld ausleuchtet. Durch diese Verbesserung der Vorfeldausleuchtung wird der Übergang von der Region im Vorfeld zu der deutlich helleren Fernlichtverteilung fließender gestaltet.

Das zusätzliche Reflektorelement, das eine gezielte Fernlichtverteilung erzeugt, ist in Abblendlichtstellung üblicherweise so verschwenkt bzw. so defokussiert, dass das von diesem Reflektorelement reflektierte Licht innerhalb des Kraftfahrzeugscheinwerfers absorbiert werden kann. Auf diese Weise wird die Funktion des Kraftfahrzeugscheinwerfers durch das zusätzliche Reflektorelement in Abblendlichtstellung nicht beeinträchtigt. Es ist aber auch denkbar, das zusätzliche Reflektorelement in Abblendlichtstellung so zu verschwenken bzw. zu defokussieren, dass das von diesem Reflektorelement reflektierte Licht die Abblendlicht-Verteilung gezielt verändert. So wird bspw. gemäß einer vorteilhaften Ausbildungsform der Erfindung vorgeschlagen, dass das von dem Reflektorelement in Abblendlichtstellung reflektierte Licht das Vorfeld ausleuchtet. Auf diese Weise kann der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfers auch in Abblendlichtstellung erhöht werden, da die gesamte von der Lichtquelle zur Verfügung gestellte Lichtmenge genutzt wird.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Lichtquelle als Gasentladungslampe ausgebildet ist.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Reflektorelement mit der Lichtquelle verbunden. Zum Umschalten zwischen Abblendlicht und Fernlicht wird die Lichtquelle des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfers in Leuchtrichtung rückwärts und abwärts bewegt. Um die Region der unzureichenden Vorfeldbeleuchtung mittels des von dem zusätzlichen Reflektorelement reflektierten Lichts in Fernlichtstellung ausleuchten zu können, muss das Reflektorelement abgesenkt werden. Wenn das Reflektorelement mit der Lichtquelle verbunden ist, können das Reflektorelement und die Lichtquelle gleichzeitig und durch dasselbe Stellelement abgesenkt werden. Das Reflektorelement und die Lichtquelle können starr miteinander verbunden sein. Es ist aber auch denkbar, dass das Reflektorelement und die Lichtquelle über geeignete Zug- bzw. Hebelmechanismen miteinander verbunden sind, um die Bewegung der Lichtquelle in eine geeignete Bewegung des Reflektorelements umzulenken.

Das Reflektorelement kann eine nahezu beliebige Geometrie aufweisen. Durch komplexe Reflektorelementgeometrien kann die Lichtverteilung des Kraftfahrzeugscheinwerfers nahezu beliebig variiert werden. Es ist auch denkbar, die Reflektorelementgeometrie variabel zu gestalten, um mit demselben Kraftfahrzeugscheinwerfer während des Betriebs durch Verändern der Reflektorelementgeometrie unterschiedliche Lichtverteilungen erzeugen zu können. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Reflektorelement mit einer parabolischen Krümmung ausgebildet ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfer in einer ersten Ausführungsform in Abblendlichtstellung;

Fig. 2 den erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfer aus Fig. 1 in Fernlichtstellung; und

Fig. 3 die Lichtverteilung des Fernlichts des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfers.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Kraftfahrzeugscheinwerfer in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. Der Kraftfahrzeugscheinwerfer 1 weist eine Lichtquelle 2 und einen Reflektor 3 auf, der das Licht der Lichtquelle 2 durch eine Streuscheibe 4 hindurch auf die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug reflektiert. Zum Umschalten zwischen Abblendlicht und Fernlicht ist die Lichtquelle 2 relativ zum Reflektor 3 bewegbar. In Fig. 1 ist der Kraftfahrzeugscheinwerfer 1 in der Stellung für Abblendlicht dargestellt. In der Stellung für Fernlicht (vgl. Fig. 2) wird die Lichtquelle 2 in Richtung Brennpunkt des Reflektors 3 verschoben und gleichzeitig abgesenkt. Die Verschiebung in Richtung Brennpunkt führt zu einer Konzentration des von dem Reflektor 3 reflektierten Lichtbündels in der Mitte der Lichtverteilung, und die Absenkung der Lichtquelle 2 führt zu einer Anhebung der gesamten Lichtverteilung, um das Fernlicht-Maximum in einem Horizontal/Vertikal-Punkt 11 (H/V-Punkt; vgl. Fig. 3) zu positionieren. Die Verschiebung in Richtung Brennpunkt und die Absenkung der Lichtquelle 2 wird durch ein Verschwenken der Lichtquelle 2 um die Drehachse 5 um einen Winkel α verwirklicht.

Oberhalb der Lichtquelle 2 ist ein bewegliches Reflektorelement 6 angeordnet. Das Reflektorelement 6 ist starr mit der Lichtquelle 2 verbunden. Wenn die Lichtquelle 2 zum Umschalten zwischen Abblendlicht auf Fernlicht um den Winkel α um die Drehachse 5 verschwenkt wird, wird auch das Reflektorelement 6 abgesenkt. Das Reflektorelement 6 ist derart ausgebildet, dass das von dem Reflektorelement 6 reflektierte Licht in Fernlichtstellung der Scheinwerferanorndung 1 das Vorfeld direkt vor dem Fahrzeug ausleuchtet. Am Strahlenverlauf in Fig. 2 ist zu erkennen, dass die Lichtstrahlen, die auf den Reflektor 3 treffen, den Kraftfahrzeugscheinwerfer 1 in Fernlichtstellung in einem flacheren Winkel verlassen, als in der Abblendlichtstellung (vgl. Fig. 1). Die Lichtstrahlen, die auf das Reflektorelement 6 treffen, verlassen den Kraftfahrzeugscheinwerfer 1 in Fernlichtstellung in einem wesentlich steileren Winkel als in Abblendlichtstellung (vgl. Fig. 1). Im weiteren Strahlenverlauf treffen die von dem Reflektorelement 6 reflektierten Lichtstrahlen auf das Vorfeld direkt vor dem Kraftfahrzeug.

In Fig. 3 ist die Lichtverteilung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfers 1 mittels durchgezogener Linie dargestellt und mit dem Bezugszeichen 7 gekennzeichnet. Die Lichtverteilung mit einem Kraftfahrzeugscheinwerfer nach dem Stand der Technik ist mit einer gestrichelten Linie dargestellt und mit dem Bezugszeichen 8 gekennzeichnet. Die Unterschiede zwischen der Lichtverteilung 8 nach dem Stand der Technik und der Lichtverteilung 7 mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfer 1 ergeben sich aufgrund des Einsatzes des zusätzlichen Reflektorelements 6. Das Licht, das bei dem Kraftfahrzeugscheinwerfer nach dem Stand der Technik auf den oberen Randbereich der Streuscheibe 4 trifft, liegt in der Fernlichtverteilung als breites Lichtband 9 nahezu symmetrisch um die Horizontale H und trägt nicht gezielt zum Fernlicht-Maximum bei. Durch die Absenkung des Reflektorelements 6 wird ein Teil des in dem horizontal gestreuten breiten Lichtband vorhandenen Lichts aus dem Lichtband entfernt und in das dunkle Gebiet 10 direkt vor dem Kraftfahrzeug gelegt. Dies hat über die Verbesserung der Vorfeldausleuchtung hinaus den zusätzlichen Vorteil, dass die Seitenstreuung oberhalb 0° Vertikal (0° V) reduziert wird.

Es ist auch möglich, einen Teil des in dem in horizontaler Richtung gestreuten Lichtband vorhandenen Lichtvolumens mittels des zusätzlichen Reflektorelements 6 in Richtung des H/V-Punktes 11 zu lenken, um ein Fernlicht-Maximum 12 mit einer gezielt hohen Intensität zu erzeugen.

Anstatt durch das zusätzliche Reflektorelement 6 einen Teil des in horizontaler Richtung gestreuten breiten Lichtbandes auf die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug zu reflektieren, wäre es auch denkbar, dass das Reflektorelement 6 einen ungenutzten Lichtstrom in einem oberen Raumwinkelbereich des Kraftfahrzeugscheinwerfers 1 durch die Streuscheibe 4 hindurch auf die Fahrbahn vor dem Fahrzeug reflektiert. Dadurch bleibt die ursprüngliche Lichtverteilung erhalten und wird lediglich durch einen bisher ungenutzten Lichtstrom ergänzt.

Claims (8)

1. Kraftfahrzeugscheinwerfer (1) mit einer bewegbaren Lichtquelle (2) und mit einem Reflektor (3), der das Licht der Lichtquelle (2), bis auf einen ungenutzten Lichtstrom in einem oberen Raumwinkelbereich des Kraftfahrzeugscheinwerfers (1), durch eine Streuscheibe (4) hindurch auf die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug reflektiert, wobei die Lichtquelle (2) zum Umschalten zwischen Abblendlicht und Fernlicht relativ zum Reflektor (3) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Lichtquelle (2) mindestens ein bewegliches Reflektorelement (6) angeordnet ist, das zumindest den ungenutzten Lichtstrom durch die Streuscheibe (4) hindurch auf die Fahrbahn vor dem Fahrzeug reflektiert.

2. Kraftfahrzeugscheinwerfer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reflektorelement (6) derart ausgebildet ist, daß das von dem Reflektorelement (6) in Fernlichtstellung reflektierte Licht das Fernlicht- Maximum (12) verstärkt.

3. Kraftfahrzeugscheinwerfer (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reflektorelement (6) derart ausgebildet ist, daß das von dem Reflektorelement (6) in Fernlichtstellung reflektierte Licht das Vorfeld (10) ausleuchtet.

4. Kraftfahrzeugscheinwerfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reflektorelement (6) derart ausgebildet ist, daß das von dem Reflektorelement (6) in Abblendlichtstellung reflektierte Licht das Vorfeld (10) ausleuchtet.

5. Kraftfahrzeugscheinwerfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) als Gasentladungslampe ausgebildet ist.

6. Kraftfahrzeugscheinwerfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Reflektorelement (6) mit der Lichtquelle (2) verbunden ist.

7. Kraftfahrzeugscheinwerfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Reflektorelement (6) mit einer parabolischen Krümmung ausgebildet ist.

8. Kraftfahrzeugscheinwerfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Reflektorelement (6) reflektierte Licht in der Streuscheibe (4) ausschließlich auf horizontal streuende Streuscheibenelemente trifft.