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Die
Erfindung betrifft Fahrzeugscheinwerfer mit einer Versteileinrichtung
für optische
Elemente des Scheinwerfers. Insbesondere betrifft die Erfindung
einen Scheinwerfer, der ein Gehäuse,
eine Gasentladungslampe mit einer Linseneinrichtung in dem Gehäuse und
eine Lichtscheibe, die das Gehäuse
abschließt,
umfaßt
und bei dem der Winkel zwischen der Hauptabstrahlrichtung und der
Fahrzeugachse einstellbar ist, wie aus der
DE 35 28 944 A1 bekannt.
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In
Deutschland müssen
alle neu in den Verkehr kommenden Fahrzeugs seit dem 1. Januar 1990 eine
Leuchtweitenregulierung oder eine handbetätigte Leuchtweiteneinstellung
aufweisen, wenn nicht andere Mittel (z.B. Niveauregelung) die Toleranzen der
Lichtbündelneigung
garantieren. Insbesondere muss durch eine automatische Leuchtweitenregelung
jeder Belastungszustand des Fahrzeugs ausgeglichen werden, bei dem
es zu einer Senkung oder Anhebung des Abblendlichtbündels zwischen 5cm/10m
(0,5%) und 25cm/10m (2,5%) kommt.
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Aus
DE 35 28 944 A1 ist
ein einstellbarer Scheinwerfer für
Kraftfahrzeuge mit einem Reflektor oder mit einem den Reflektor
stützenden
Aufnahmeteil bekannt, bei dem der Aufnahmeteil um einen als Festlager
wirkenden elastischen Abschnitt aus Kunststoff mittels eines beweglichen
Lagers in einem an der Fahrzeug-Karosserie festgelegten Rahmen mindestens
in vertikaler Richtung schwenkbar ist. Der Rahmen und der Reflektor
sowie der Abschnitt sind als ein einstückiges Element aus elastischem Kunststoff
hergestellt.
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Der
Nachteil bei diesem Stand der Technik liegt darin, dass die Eigenschaften
des elastischen Kunststoffes von externen Einflüssen wie Temperatur und Feuchtigkeit
abhängen
und damit die Einstellung des Scheinwerfers nicht immer in der gleichen
Art und Weise erfolgen kann. Dieser Nachteil fällt bei modernen Scheinwerfern
mit Gasentladungslampen (GDL) stärker
als bei herkömmlichen
Scheinwerfern mit konventionellen Lichtquellen ins Gewicht. Während bei
der H7-Technik mit Glühfadenlampen
die Lichtverteilung relativ homogen ist, hat man bei Gasentladungslampen
einen starken Kontrast zwischen Hell und Dunkel. Damit sind die
Anforderungen an die Ausrichtung des Scheinwerfers in Bezug auf
die Fahrzeuglängsachse
umso höher.
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Die
DE 196 25 923 A1 beschreibt
einen Scheinwerfer für
Fahrzeuge, bei dem der Lichtstrom durch vertikale und horizontale
Verschiebung der Linse einstellbar ist, bzw. die exzentrisch gelagerte
Linse drehbar angeordnet ist. Die Linse wird in ihrer Halterung
dabei durch mindestens einen Stellmotor verschoben.
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Aus
der
DE 295 05 441
U1 ist ein Lichtsystem mit einem Trägeprofil, mindestens einer
beweglichen Linse, mindestens einer Lichtquelle und einem Entblendungsring
bekannt. Dabei kann der Entblendungsring und der Außenring
kardanisch mit dem Trägerprofil
verbunden sein.
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Es
besteht daher Bedarf an einem einstellbaren Scheinwerfer, der zuverlässig und
unabhängig von
Umwelteinflüssen
in Bezug auf die Fahrzeuglängsachse
ausgerichtet werden kann.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Scheinwerfer mit den Merkmalen des Anspruches
1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der
der Erfindung zugrunde liegende Ansatz besteht darin, ein optisches
Element vor der Gasentladungslampe anzuordnen. Als Halterung des
optischen Elements wird eine kardanische Aufhängung verwendet, die von einem
oder mehreren Motoren angetrieben werden kann. Damit lässt sich
sehr zuverlässig
die Hauptabstrahlrichtung des Scheinwerfers an die momentane Fahrzeuglängsachse
anpassen, die beispielsweise durch die Beladung des Fahrzeugs verändert sein
kann.
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Der
erfindungsgemäße Scheinwerfer,
der ein Gehäuse,
eine Gasentladungslampe in dem Gehäuse, eine Lichtscheibe, die
das Gehäuse
abschließt, und
ein Linsenelement vor der Gasentladungslampe umfaßt und bei
dem der Winkel zwischen der Hauptabstrahlrichtung des Scheinwerfers
und der Fahrzeuglängsachse
einstellbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine kardanische
Aufhängung
in unmittelbarer Nähe
zu der Lichtscheibe des Scheinwerfers angeordnet ist, die das Linsenelement
aufnimmt. Die kardanische Aufhängung
des Linsenelements ist so hinter der Lichtscheibe angeordnet, dass
für den Betrachter
des Scheinwerfers keine Spalten zwischen der Aufhängung und
dem Gehäuse
des Scheinwerfers sichtbar sind.
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Zum
Verstellen der Hauptstrahlrichtung des Scheinwerfers ist vorzugsweise
ein erster Antriebsmotor für
die Drehung des Linsenelements um eine erste Achse vorgesehen. Um
darüber
hinaus die Hauptstrahlrichtung des Scheinwerfers auch in einer zweiten
Richtung verstellen zu können,
ist bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein
zweiter Antriebsmotor für
die Drehung des Linsenelements um eine zweite Achse vorgesehen.
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Um
das Erscheinungsbild des Scheinwerfers mit kardanischer Aufhängung des
Linsenelements nicht durch Spalten zu stören, ist erfindungsgemäß ein Außenrahmen
der kardanischen Aufhängung
des Linsenelements auf der Innenseite konkav geformt und ist ein
Innenrahmen der kardanischen Aufhängung des Linsenelements auf
der Außenseite
konvex geformt, so dass beide formschlüssig ineinander gleiten und
keine Spalten zwischen dem Außenrahmen und
dem Innenrahmen sichtbar sind.
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Ein
Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mit der kardanischen Aufhängung des
Linsenelements das zu bewegende Gewicht sehr gering gehalten wird
(es wird nur die Linse bewegt, nicht aber die gesamte Lichtquelle
oder der gesamte Scheinwerfer) und damit eine sehr schnelle Nachregelung
der Hauptstrahlrichtung möglich
wird, was z.B. beim Anfahren und abrupten Abbremsen des Fahrzeugs wichtig
sein kann.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels,
bei der Bezug genommen wird auf die Figuren.
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1 zeigt
die Ansteuerung der Ausrichtung der Scheinwerfer in Abhängigkeit
von der Fahrzeugneigung nach dem Stand der Technik.
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2A und 2B zeigt
eine kardanische Aufhängung
nach dem Stand der Technik von vorne bzw. von der Seite.
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3 zeigt
eine Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Scheinwerfers.
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In 1 ist
der Steuerkreis für
die Ausrichtung der Frontscheinwerfer eines Kraftfahrzeugs gezeigt,
wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Scheinwerfer 1 des
Fahrzeugs sind beweglich aufgehängt.
Ihre Stellung wird durch Stellelemente 2 definiert, von
denen jeweils eines einen Scheinwerfer bewegt. Die Stellung der
Scheinwerfer 1 wird aus der Neigung der Fahrzeuglängsachse
bestimmt, die sich je nach Beladung des Fahrzeugs ändern kann.
Die Neigung der Fahrzeuglängsachse
wird über
Niveaugeber 4 an den Fahrzeugrädern 3 erfasst. Das
Fahrzeug weist also mindestens an einem Vorderrad 3 und
an einem Hinterrad 3 einen Niveaugeber 4 auf, so
dass die Neigung des Fahrzeugs gegenüber der Fahrbahn bestimmt werden
kann. Das Bestimmen der Neigung des Fahrzeugs erfolgt in einer Zentralsteuerung 5.
Von dieser Zentralsteuerung 5 werden die Stellelemente 2 angesteuert.
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In 2A ist
eine kardanische Aufhängung von
vorne gezeigt, wie sie z.B. für
Linsen gebräuchlich
ist. Eine solche kardanische Aufhängung umfaßt eine Linsenhalterung 6,
die in einem Innenrahmen 7 gelagert ist. Die Linsenhalterung 6 hat
eine freie Öffnung
mit einem vorgegebenen Durchmesser Φ, der dem Durchmesser der aufzunehmenden
Linse entspricht. Die Linsenhalterung ist in dem Innenrahmen 7 um
eine erste Achse 8 drehbar. In der dargestellten Ausführungsform
der kardanischen Aufhängung
ist die erste Achse 8 vertikal. Der Innenrahmen 7 ist
seinerseits in einem Außenrahmen 9 gelagert,
so dass er in dem Außenrahmen 9 um
eine zweite Achse 10 drehbar ist. In der dargestellten
Ausführungsform
der kardanischen Aufhängung
ist die zweite Achse 10 horizontal. Damit kann die Linse
in der Linsenhalterung 6 horizontal und vertikal jeweils
um einen Winkel von wenigstens +/-45° gedreht werden.
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In 2B ist
die kardanische Aufhängung von
der Seite gezeigt. Die Fassung der Linse in der Linsenhalterung 6 steht
etwas über
den Innenrahmen 7 hervor. Die kardanische Aufhängung nach 2B ist
in dem Scheinwerfer integriert. Die erfindungsgemäße Anordnung
der Aufhängung
in dem Scheinwerfer ist in 3 dargestellt.
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Der
erfindungsgemäße Scheinwerfer
in 3 umfaßt
ein Gehäuse 11,
in dem eine Gasentladungslampe 12 angeordnet ist. Eine
Lichtscheibe 13 schließt
das Gehäuse
in Fahrtrichtung nach vorne ab. Der Winkel zwischen der Hauptabstrahlrichtung 16 des
Scheinwerfers und der Fahrzeuglängsachse 17 ist
einstellbar.
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Um
eine optimale Verstellmöglichkeit
der Hauptabstrahlrichtung 16 des Scheinwerfers unabhängig von
externen Einflüssen
wie Temperatur und Feuchtigkeit zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß ein Linsenelement 15 vor
der Gasentladungslampe 12 vorgesehen. Durch eine Bewegung
des Linsenelementes 15 lässt sich die Hauptabstrahlrichtung
des Lichtes des Scheinwerfers einfach verändern. Dazu ist das Linsenelement 15 in
einer kardanische Aufhängung
nach 2B bzw. 2B mit der
Linsenhalterung 6, dem Innenrahmen 7 und dem Außenrahmen 9 gelagert.
Wie oben erläutert
lässt sich
mit der gezeigten kardanischen Aufhängung der Winkel des Linsenelements 15 in
Bezug auf den Scheinwerfer in einem weiten Bereich verändern. Um
die kardanische Aufhängung
optisch so wenig wie möglich
sichtbar werden zu lassen, wird die Aufhängung in unmittelbarer Nähe zu der
Lichtscheibe 13 des Scheinwerfers angeordnet.
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Im
Folgenden wird angenommen, dass 3 den erfindungsgemäßen Scheinwerfer
von der Seite (nicht von oben oder unten) zeigt. Die zweite, horizontale
Achse 10 der kardanischen Aufhängung verläuft damit senkrecht zu der
Zeichenebene. Wird der Innenrahmen 7 der kardanischen Aufhängung in dem
Außenrahmen 9 um
die zweite, horizontale Achse 10 geschwenkt, so ändert sich
die Stellung des Linsenelements 15 in Bezug auf die optische
Achse des Reflektors 14, und das Licht wird je nach Drehrichtung
der Linse 15 stärker
nach oben oder unten abgelenkt. Dies kann dann erforderlich werden,
wenn das Fahrzeug auf der Vorderachse stärker belastet ist als auf der
Hinterachse. Eine solche Situation ist in 3 mit der
optischen Achse 16 des Scheinwerfers und der (Parallele
zur) Fahrzeuglängsachse 17 dargestellt.
Bei starker Belastung einer der Achsen liegen wie in 3 gezeigt
die Hauptstrahlrichtung 16 und die Fahrzeuglängsachse 17 nicht
parallel zueinander. In der gezeigten (nicht nachgeführten) Position
der Linse 15 würde
das Licht von der Gasentladungslampe 12 zu dicht vor dem
Fahrzeug auftreffen, der ausgeleuchtete Bereich von dem Fahrzeug
wäre zu
klein. Daher muss eine Nachregulierung des Scheinwerfers das Licht
von der Gasentladungslampe 12 nach oben ablenken. Dies
erfolgt durch eine Drehung des Innenrahmens 7 in dem Außenrahmen 9 um
die horizontale Achse 10 (senkrecht zur Zeichenebene) in
Blickrichtung nach rechts. Damit lässt sich der Winkel α zwischen
Hauptstrahlrichtung 16 und Fahrzeuglängsachse 17 nivellieren.
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In
der Praxis erfolgt die Nivellierung der Neigung der Hauptstrahlrichtung
des Scheinwerfers automatisch durch einen ersten (nicht dargestellten) Antriebsmotor
für die
Drehung des Linsenelements 15 um die zweite, horizontale
Achse 10.
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Zusätzlich kann
ein zweiter (nicht dargestellter) Antriebsmotor für die Drehung
des Linsenelements 15 um die erste, horizontale Achse 8 vorgesehen
sein. Damit lässt
sich die Hauptstrahlrichtung z.B. bei Kurvenfahrten des Fahrzeugs
angleichen.
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Die
kardanische Aufhängung
des Linsenelements ist so aufgebaut, dass für den Betrachter des Scheinwerfers
keine Spalten zwischen der Aufhängung
und dem Gehäuse
des Scheinwerfers sichtbar sind. Dadurch wird die Anmutung des Scheinwerfers durch
das zusätzlich
integrierte Element nicht geändert
oder gestört.
Dazu ist der Außenrahmen 9 der kardanischen
Aufhängung
des Linsenelements 15 auf der Innenseite konkav geformt.
Der Innenrahmen 7 der kardanischen Aufhängung des Linsenelements ist
entsprechend auf der Außenseite
konvex geformt, so dass keine Spalten zwischen dem Außenrahmen 9 und
dem Innenrahmen 7 sichtbar sind und sich die Rahmen gleitend
ineinander bewegen können.