DE2460517C3 - Kraftfahrzeugscheinwerfer mit asymmetrischem Abblendlicht - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit asymmetrischem Abblendlicht, mit einem paraboloidförmigen Reflektor, mit einem vor dessen Brennpunkt axial oder quer angeordneten Leuchtkörper mit einem unter dem Leuchtkörper angeordneten Abdeckschirm, der mit seinen Rändern waagrecht und parallel zur optischen Achse des Reflektors angeordnet ist und der in Fahrtrichtung gesehen eine aus einer waagrechten, sich zur Seite des Gegenverkehrs erstreckenden, bezüglich der optischen Achse bei Rechtsverkehr linken Halbebene und aus einer 1. ngs der optischen Achse mit der linken zusammenhängenden, sich zum rechten Fahrbahnrand erstreckenden, rechten Halbebene gebildete primäre Hell-Dunkel-Grenze auf einer Streuscheibe erzeugt, die mehrere nebeneinander angeordnete prismatische Lichtbegrenzungszonen aufweist, die eine Veränderung der rechten Halbebene bewirken, wobei nach Hauptpatent 2123 844 der Abdeckschirm eine mit der waagrechten linken Halbebene in gleicher Ebene liegende waagrechte, primäre rechte Halbebene erzeugt und die Lichtbrechungszonen die Veränderung der primären rechten Halbebene durch deren Anheben in der Weise bewirken, daß die sekundäre Hell-Dunkel-Grenze des Scheinwerferlichtes durch zwei waagrechte, links und rechts der optischen Achse sich erstreckende parallele Ebenen verschiedener Höhe und eine vorzugsweise unter 45° nach rechts oben geneigte, beide Ebenen im Bereich der optischen Achse schneidende Verbindungsebene gebildet ist und die rechte Ebene höher liegt als die durch die Streuscheibe unveränderte linke Halbebene. Die Erfindung schließt aber auch die in den Unteransprüchen des Hauptpatentes gekennzeichneten Ausgestaltungen des oben bezeichneten Kraftfahrzeugscheinwerfers nach dem Hauptpatent ein.

Im Hauptpatent sind zwei Ausführungsformen erläutert, bei denen der mit einem Abdeckschirm und einem Reflektor zusammenwirkende Leuchtkörper längs der optischen Achse bzw. quer dazu angeordnet ist (Fig. 4 bis 6 bzw. Fig. 7 und 8).

Zur Vereinfachung der Ausdrucksweise ist für das oben Gesagte Rechtsverkehr angenommen worden. Dies soll auch für das folgende gelten, ohne daß damit eine Beschränkung auf Kraftfahrzeugscheinwerfer mit asymmetrischem Abblendlicht für Rechtsverkehr verbunden sein soll. Durch einfaches Vertauschen von links und rechts läßt sich der in Rede stehende Scheinwerfer im Rahmen der Erfindung ohne weiteres auf Linksverkehr umstellen.

!m folgenden sei kurz das Wichtigste am Scheinwerfer nach°dem Hauptpatent zusammengefaßt: Wenn ein Strahlenbündel für das Abblendlicht angenommen wird, wie jenes, das vom Reflektor zurückgeworfen wird, und dieses durch zwei einender ergänzende waagerechte

ze.

ihebenen der primären Hell-Dunkel-Grenze nach begrenzt ist (die man beispielsweise für einen ■ "ι icuchtfaden durch Einsatz eines Abdeckschir-^8X1 "zieli dessen beide parallel zur Reflektorachse '"laufende seilliche Ränder in gleicher "lohe enden), L -,Hd iede prismatische Lichtb· .-chungszone der •cheibe einen kleinen Teil des Strahlenbündels, ^Slr,^e" _r unmittelbar unterhalb der rechten I laibebene Ur orimären Hcll-Dunkel-Zone, so daß der auf diese "■; geschnittene Teil des Strahlenbündels auf einem LuBSSchirm ein viereckiges Bild entwirft. Jede der heneinandcr angeordneten prismatischen Zonen Hr/cuet in analoger Weise auf dem Schirm ein • rcckißcs Bild, wobei die oberen linken Ecken dieser ^V rschiedencn Bilder so angeordnet sind, daß sie in '5 «iiifen eine Annäherung an die gesuchte, nach rechts h η geneigte Verbindungsebene ergeben. Außerdem r/cuBcn die den oberen Teil der schiefen Verbindungshene hervorrufenden prismatischen Zonen auch die leichfalls gewünschte, nach oben versetzte rechte ω here Ebene der sekundären Hell-Dunkel-Grenze. In allgemeiner Weise lehrt das Hauptpatent also, wie ,mn eine Entsprechung zu dem Umriß eines an der streuscheibe vorgesehenen Fensters in Form eines ς,-hirnibildes schafft, wobei der Umriß des Schirmbildes Zm Querschnitt des durch das Fenster tretenden elementaren Lichtbündels am Ort des Schirmes Mitspricht Es ist daraus auch ersichtlich, wie ein am ppnstcr angebrachtes lichtbrechendes System eine Verschiebung und Verformung des Bildes hervorruft. Diese Bemerkungen sind für das Verständnis der Zusatzerfindung wichtig.

Versuche haben die Ausführbarkeit und Wirksamkeit der vom Hauptpatent erstrebten abgeschrägt stufenför mie angehobenen Hell-Dunkel-Grenze klar erwiesen. J5

Es hat sich sogar gezeigt, daß die hierfür verantwortlichen im Hauptpatent beschriebenen Mittel als zu wirksam betrachtet werden könnten, weil der Mangel in Licht oberhalb der rechten angehobenen waagrechf.n Ebene (Bezugszeichen DC im Hauptpatent) manchmal zu ausgeprägt ist. Daraus folgt, daß es für den Führer eines mit Scheinwerfern gemäß dem Hauptpatent ausgerüsteten Kraftfahrzeuges dann, wenn er mit Abblendlicht fährt, schwierig werden kann, die auf der rechten Straßenseite und in einer gewissen Hohe angebrachten Gegenstände, insbesondere Straßenschilder, genau zu unterscheiden.

Es erscheint daher zweckmäßig, für gewisse Falle, die im HauDtpatent getroffenen Vorkehrungen zu vervollsTänd ge" um damit die Lichtstärke oberhalb der *> rechten waagerechten Ebene der scharfen sekundären Hell-Dunkel-Grenze zu erhöhen.

Diese Aufgabe ist gemäß der Zusatzerfindung dadurch gelöst, daß die Streuscheibe in einem engen fens Artigen Bereich, der bei Rechtsverkehr in Si Fahrtrichtung gesehen rechts von der optischen Achse liegt, den ihn durchdringenden L.chtstrom in der We se UcIU, daß sie ihn über die waagrechte rechte Ebene der sekundären Hell-Dunkel-Grenze anhebt. Eswdi» den prismatischen Lichtbrechungszonen selektiv ein Schtbrcchendes Hilfssys.em beigegeben, damit ober-Halb der zuvor genannten Ebene ein zusatz ehr Lichtstrom zur Beleuchtung insbesondere von Straßen schildern entsteht.

F i g. 1 eine schemalisclie Darstellung des Verlaufes und der Entstehung der sekundären Heü-Dunkel-Gren-

I- i g. 2 eine schematische Darstellung der Streuschei-

,,„„,, _pinw

childern entsteht. _ ,..,

Im folgenden ist die /.usai/enmuung, « durch die Zeichnung beispielhaft dargestellten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemaßen Kraftfahrzeugscheinwerfers im einzelnen erläutert. Es zogt

I- i g. 3 einen senkrechten Querschnitt nach der Linie MI-III in F ig. 2,

F i g. 4 einen waagrechten Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2und

Fig. 5 eine weitere schematische Darstellung der Streuscheibe.

Nach Möglichkeit sind für gleiche oder einander entsprechende Teile dieselben Bezugszeichen wie im Hauptpatent 21 23 844 verwendet worden. Auf dieses wird zur Vervollständigung der Beschreibung ausdrücklich Bezug genommen.

Aus der der Fig 1 des Hauptpatentes entsprechenden Fig. 1 ist eine gemäß dem Hauptpatent erzeugte abgeschrägt stufenförmig angehobene Heil-Dunkel-Grenze ABDC ersichtlich, wie sie auf einem Bezugsschirm erscheint. Das von der Zusatzerfindung gelöste Problem besteht wie gesagt darin, eine über dem Abschnitt DCgelegene Zone zu erhellen. Dazu wird das Abblendlicht verändert, indem die Streuscheibe, bei der es sich nicht notwendigerweise um die Frontglasscheibe, d. h. das Deckglas des Scheinwerfers handeln muß, mit einem Hilfs-Fenster F versehen wird, das auf einem in 25 m Entfernung aufgestellten Schirm ohne zusätzliche Maßnahmen als Viereck Ga la Ja Ka abgebildet würde. Auf dieses Fenster F ist vorzugsweise am Ort der Streuscheibe ein lichibrechendes System gesetzt, so daß gemäß der im Hauptpatent beschriebenen Wirkung der Bildverschiebung und -verformung anstelle des Vierecks Ga la Ja Ka in Wirklichkeit ein Rechteck G'a l'a J'a K'a als Schirmbild entsteht.

Es lassen sich die Lichtstärke im Inneren des Fensters F und auch seine Lage leicht so bestimmen, daß Straßenschilder vollständig sichtbar sind, ohne daß entgegenkommende oder vorausfahrende Kraftfahrzeuge gestört werden. Im folgenden wird, was die zu beachtenden Normen anlangt, auf die EWG-Bestimmungen Bezug genommen, insbesondere Nr. 20 für die amtliche Zulassung von Scheinwerfern.

Eine Lichtstärke von 300 cd (NK) oder 400 cd bleibt, abgesehen von der Stelle B5QL, mit den Toleranzen der EWG-Bestimmungen verträglich, soweit sie den Blendschutz betreffen, und gewährt eine beträchtliche Hilfe beim Betrachten der Straßenschilder.

Die Zone G'a l'a J'a K'a soll weder die Stelle B50L, ¹ noch die Stelle HV, noch die obere unmittelbare Nachbarschaft der Hell-Dunkel-Grenze DC erhellen, weil einerseits in diesen Zonen das Streulicht, im allgemeinen völlig ausreicht und andererseits diese Zonen wegen der durch die EWG-Bestimmungen gesetzten Grenzen nicht zusätzlich aufgehellt werden dürfen.

Wenn man die Koordinaten der Punkte G'a, l'a, J'a und Ka durch den Winkel definiert, den die vom Zentrum der Streuscheibe des Scheinwerfers ausgehenden Leitstrahlen zu den genannten Punkten mit der den Punkt HV enthaltenden waagrecht gedachten Bezugsachse bilden, lassen sich folgende Werte annehmen:

Die Zone G'a l'a l'a K'a ist wegen des Vorhandenseins von Fahrzeugen, die auf der bezüglich des Punktes HVIinken Seite entgegenkommen, und der Existenz der Stelle Ö50L in der einschlägigen Bestimmung rechts vom Punkt HV angeordnet, und zwar in einem Abstand von diesem Punkt HV, der für eine Verhinderung von

weiterem störendem Streulicht ausreicht. Es wird ein Winkel von 1° oder 2° zwischen der Richtung des Abschnittes Ca K'a und der durch den Punkt HV gehenden senkrechten Ebene gewählt.

Der Abstand zwischen der Richtung K'a J'a und der durch den Punkt HV gehenden waagerechten Ebene ist gering, damit zwischen DC und K'a J'a keine zu deutliche Diskontinuität in der Beleuchtung auftritt. Das können beispielsweise 20' bis 30' sein. Vorzugsweise fließen aber die unscharfe Kante DC und die unscharfe Kante K'a J'a bei einem Wert von 300 cd bis 400 cd ineinander, damit keine Lichtabstufung entsteht und keine den Blendschutz betreffenden Normen verlassen werden.

Da sich Straßenschilder nicht mehr als 3° über die 1$ Waagerechte erheben, liegt die Grenze Ca l'a in der Nähe dieses Wertes, so daß kein Lichthof entsteht, der bei dichtem Nebel stört.

Auf der rechten Seite verläuft die Grenze l'a J'a ungefähr unter 8° gegen die durch den Punkt HV *> gehende Vertikale, damit nicht Licht auf eine Zone verschwendet wird, in der interessierende Gegenstände selten auftauchen.

Die F i g. 2 bis 4 geben eine präzise Vorstellung von der Verwirklichung eines lichtbrechenden Hilfssystems zj gemäß der Zusatzerfindung an der Streuscheibe eines Scheinwerfers gemäß der ersten Ausführungsform des Hauptpatents (Scheinwerfer mit axialem Leuchtkörper).

Was den durch das Fenster F, welches den Umriß des lichtbrechenden Hilfssystems bildet, dringenden Lichtstrom betrifft, so muß ein Wert von ungefähr 2 Im (entspricht 400 cd in einem Feld von 6° -3°) gewählt werden. Im Falle eines Scheinwerfers mit Halogenlampe entspricht dieser Wert des Lichtstromes im wesentlichen einer Fensterfläche von 50 mm².

Das Fenster Fsoll außerdem in zweckmäßiger Weise an der Streuscheibe angebracht werden. Damit die durch das Fenster Fdringenden Bilder (Umriß: Ga la Ja Ka) leicht verschoben werden können, um den Bildschirm in dem Umriß: Ca l'a J'a K'a erhellen zu können, wird die Lage des Fensters Fin der Nähe der waagerechten Achse V- Y des Scheinwerfers und seines Spiegels (Reflektor) und genügend nah bei der zentralen Achse X-X gewählt, damit die Strecke la Ja auf dem Bildschirm ungefähr gleich groß wie die Strecke l'a J'a wird und damit die seitlichen Verschiebungen von Ga Ka nach Ca K'a auf der einen Seite und von la Ja nach l'a J'a auf der anderen Seite im wesentlichen gleich sind. Um das durchzuführen, sitzt auf dem Fenster F der Streuscheibe das lichtbrechende Hilfssystem, bestehend aus einem Prisma 7, das eine vertikale Ablenkung ergibt, die mit dem Winkelabstand Ga IaICa l'a übereinstimmt, und in Kombination hiermit aus einer Auskehlung 8 mit teilkreisförmigem Querschnitt, so daß die Ablenkung nach rechts und links den Winkclabständen Ga KaICa K'a und Ia JaIl'a J'a entsprechen.

Die Fig.3 und 4 zeigen die Ausgestaltung des lichtbrechenden Hilfssystems im einzelnen: Im Vertikalschnitt der F i g. 3 sieht man den Keilwinkel <x, den die Erzeugende der Zylinderfläche 8 mit der Vertikalen einschließt. Im Horizontalschnitt der Fig.4 sieht man die Auskehlung 8 mit einem bestimmten Radius r bezüglich einer gedachten Achse. Die dadurch bestimmte lichtbrechende Fläche ist die konkave Zylinderfläche 8 mit kreisförmiger Leitlinie und einer um den Winkel λ gegen die Vertikale geneigten Geraden als Erzeugender.

F i g. 5 erläutert die genaue Lage des Fensters F auf der Streuscheibe eines Scheinwerfers, der mit dem in den Fig. 4 bis 6 des Hauptpatents dargestellten Scheinwerfer sonst vollkommen identisch ist. In diesem Fall ist das Fenster Fin einem Abstand von 40 mm von der Spiegelachse angeordnet; (aus Fig. 5 des Hauptpatentes ist ersichtlich, daß einem Mittenabstand von 40 mm ein Abstand Gx des Bildrandes Ga Ka von der Achse H von ungefähr l°30' oder 2,5/100 rad entspricht). Es läßt sich daher leicht ein Keilwinkel α des Prismas von ungefähr 5° wählen, der nach dessen seitlichen Kanten 9 hin um 30' abweicht, damit der Bildrand Ca K'a auf 1° seitlichen Abstand von der senkrechten Achse Z-Zdes Scheinwerfers eingestellt ist. Es wird außerdem eine Breite der Auskehlung 8 (entlang der Achse Y- Y gemessen) von 3 mm gewählt, wie oben erwähnt, verbunden mit einem Radius r von 10 mm. Schließlich wird eine Fensterhöhe von 16 mm gewählt.

Es ergibt sich daher zu guter letzt eine Fensterfläche von 48 mm², was dem gewünschten Lichtstrom entspricht, und eine mittlere Höhe (Strecke l'a J'a) des Bildes von ungefähr 3°; (dabei handelt es sich wohlgemerkt, wie bei allen hier erwähnten Werten von Bildwinkeln, um Winkel, die in bezug auf das Zentrum der Streuscheibe des Scheinwerfers gernessen wurden, das sich in einem Abstand von 25 m vom Bezugsschirm befindet).

Schließlich ist anzumerken, daß die Trapezform des von den durch das Fenster Fdringenden Lichtstrahlen bestimmten Bildes insofern eine vorteilhafte Form ist, als die Streuung des in Höhe der Kante Ka Ja befindlichen Teiles des Lichtstromes es erlaubt, eine gleichmäßige schwache Erhellung in der Bildzone K'z J'a zu erzeugen, die sich zwanglos an den Abschnitt DC der sekundären Hell-Dunkel-Grenze anschließt und vor parasitärem Streulicht herrührt.

Die in F i g. 5 eingetragenen Zahlen sind in mn gemessene Längen. In F i g. 5 sind wie in dei entsprechenden Figur des Hauptpatentes außerdem di< Prismen-(Öffnungs-)winkel der prismatischen Flächen bis 4 und auch die Winkel zwischen der Waagrechte! und den Linien mit der größten Neigung angegeben, wl· sie schon im Hauptpatent bestimmt worden sind. Dies können auch als diejenigen Winkel definiert werdet welche die geometrischen Kanten der prismatische Zonen mit der senkrechten Achse Z-Zcinsehlicßcn.

Hierzu 2 Blatt Zcichniinacn

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kraftfahrzeugscheinwerfer mit asymmetrischem Abblendlicht, mit einem paraboloidfö en Reflektor, mit einem vor dessen Brennpunk .»xial oder quer angeordneten Leuchtkörper, mit einem unter dem Leuchtkörper angeordneten Abdeckschirm, der mit seinen Rändern waagrecht und parallel zur optischen Achse des Reflektors an- >'■> geordnet ist und der in Fahrtrichtung gesehen eine aus einer waagrechten, sich zur Seite des Gegenverkehrs erstreckenden, bezüglich der optischen Achse bei Rechtsverkehr linken Halbebene und aus einer längs der optischen Achse mit der linken zusammenhängenden, sich zum rechten Fahrbahnrand erstrekkenden, rechten Halbebene gebildete primäre Hell-Dunkel-Grenze auf einer Streuscheibe erzeugt, die mehrere nebeneinander angeordnete prismatische Lichtbegrenzungszonen aufweist, die eine jo Veränderung der rechten Halbebene bewirken, wobei nach Hauptpatent 2123 844 der Abdeckschirm eine mit der waagrechten linken Halbebene in gleicher Ebene liegende waagrechte, primäre rechte Halbebene erzeugt und die Lichtbrechungszonen die Veränderung der primären rechten Halbebene durch deren Anheben in der Weise bewirken, daß die sekundäre Hell-Dunkel-Grenze des Scheinwerferlichtei durch zwei waagrechte, links und rechts der optischen Achse sich erstreckende parallele Ebenen verschiedener Höhe und eine vorzugsweise unter 45° nach rechts oben geneigte, beide Ebenen im Bereich der optischen Achse schneidende Verbindungsebene gebildet ist und die rechte Ebene höher liegt als die durch die Streuscheibe unveränderte linke Halbebene, d a durch gekennzeichnet, daß die Streuscheibe (6) in einem engen fensterartigen Bereich (F), der bei Rechtsverkehr in Fahrtrichtung gesehen rechts von der optischen Achse (XX) liegt, den ihn 4" durchdringenden Lichtstrom in der Weise bricht, daß sie ihn über die waagerechte rechte Ebene (DC) der sekundären Hell-Dunkel-Grenze (ABDC) anhebt.

2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtbrechende, fensterartige Bereich (F) der Streuscheibe (6) in der Nähe der die optische Achse (Anschneidenden Waagrechten (Y- Y) und außerdem nah bei der optischen Achse angeordnet ist.

2. Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtbrechende, fensterartige Bereich (F) der Streuscheibe (6) ein hochkant stehendes Rechteck ist, dessen kreiszylindrische Auskehlung (8) auf der Innenseite ein Prisma (7) bildet, dessen brechende Kante mit der unteren Bereichsgrenze zusammenfällt und dessen Auskehlung (8) mit der Senkrechten einen Keilwinkel (α) bildet.

4. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, <>° dadurch gekennzeichnet, daß die horizontale untere Grenze (K'a J'a) der von dem lichtbrechenden, fensterartigen Bereich (F) der Streuscheibe (6) erzeugten Lichtzone (G's !'α J's K'a) einen solch kleinen Abstand von der rechten Ebene (DC) der ^ft5 sekundären Hell-Dunkel-Grenze (ABDC) hat, daß parasitäres Streulicht über dieser Grenze den Abstand überbrückt.

5 Scheinwerfer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtbrechende, fensterartige Bereich (F) der Streuscheibe (6) in einem seitlichen Abstand von 40 mm von der optischen Achse (XX) angeordnet ist, daß seine Breite 3 mm und seine Höhe 16 mm beträgt, daß der Keilwinkel (öl) des Prismas (7) 5° mißt und nach den seitlichen Kanten (9) hin um 30' abweicht und daß der Radius der konkaven Zylinderfläche (8) des Prismas (7) 10 mm beträgt.