DE3036987C2 - Streuscheibe für einen Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Streuscheibe für einen Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Eine solche Streuscheibe ist Gegenstand des Hauptpatentes gemäß DE 30 19 545 C2. Der Scheinwerfer, zu dem diese Streuscheibe gehört, weist einen Reflek­ tor auf. Die Streuscheibe ist zu einer Parallelen zur Fahrzeughoch­ achse geneigt oder zu einer Parallelen zur Fahrzeughochachse geneigt und zu einer Parallelen zur Fahrzeugquerachse verschwenkt angeord­ net. Im Strahlengang eines vom Reflektor reflektierten Lichtbündels sind in horizontaler Richtung nebeneinander, wechselnd konvexe und konkave Konuslinsen mit gegenläufiger Konizität angeordnet. Die Hauptmantellinie einer jeden Konuslinse verläuft jeweils in einer Ebene, die parallel zur vertikalen Längsmittelebene des Fahrzeugs verläuft. In den die Hauptmantellinie enthaltenden Ebenen ist die Horizontalerstreckung zwischen Hauptmantellinie und Außenfläche der Streuscheibe bei einer jeden Konuslinse konstant. Der die Konus­ linsen erzeugende Kegel ist dabei ein gerader Kreiskegel, der in Ebenen, die die Hauptmantellinie senkrecht schneidet, eine Grund­ fläche ausschneidet, deren Begrenzungslinie ein Kreis ist. Nach­ teilig bei dieser Ausführung der Konuslinsen ist, daß damit nur über einen horizontalen Streubereich von etwa 20 Grad eine Krümmung der Helldunkelgrenze des vom Scheinwerfer ausgesandten Lichtbündels ver­ mieden werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Streu­ scheibe so weiterzubilden, daß auch bei starker horizontaler Streuung des vom Scheinwerfer ausgesandten Lichts über 20 Grad eine Krümmung der Helldunkelgrenze vermieden ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.

In den abhängigen Patentansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Streuscheibe angegeben.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 verschiedene Ebenen und Achsen eines Kraftfahr­ zeugs,

Fig. 2 einen rechten Abblendlichtscheinwerfer eines Kraft­ fahrzeugs mit einer geneigt angeordneten Streuscheibe in vereinfach­ ter räumlicher Darstellung,

Fig. 3 einen rechten Abblendlicht­ scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs mit einer geneigt und verschwenkt angeordneten Streuscheibe und

Fig. 4 eine räumliche Darstellung eines Ausschnitts des Streuscheibe von Fig. 3 mit je einer konvexen und konkaven Konuslinse mit den diese erzeugenden Kegeln.

In Fig. 1 sind verschiedene Ebenen und Achsen eines Kraftfahrzeugs dargestellt, die zusammen ein Koordinatensystem bilden. Die Fahrzeughochachse ist mit 13 bezeichnet, die Fahrzeugquerachse mit 15 und die Fahrzeuglängsachse mit 16. Diese Achsen bilden jeweils einen rechten Winkel untereinander. Die vertikale Längsebene des Kraftfahrzeugs ist mit 17 bezeichnet und enthält die Fahrzeughochachse 13 und die Fahrzeuglängsachse 16.

In Fig. 2 ist ein rechter Abblendlichtscheinwerfer für ein Kraftfahrzeug dargestellt, der einen Reflektor 10 und eine in ihren Konturen vereinfacht dargestellte Streuscheibe 61 aufweist. Die Streuscheibe 61 ist in der zurückgeneigten, nicht dargestellten Karosserie des Kraftfahrzeugs integriert. Dabei ist die Oberkante 62 der Streuscheibe 61 zur Fahrzeugquerachse 15 parallel ausgerichtet und bezüglich der die Fahrzeugquerachse 15 enthaltenden Horizontalebene zum Reflektor 10 hin und den Winkel 5 geneigt. Der Abblendlichtscheinwerfer weist eine optische Achse 60 auf.

An der zum Reflektor 10 weisenden Innenfläche der Streuscheibe 61 sind drei Bereiche mit optischen Elementen angeordnet, nämlich ein Zwickel 18 mit Prismen und je eine Zone 22 und 23′. In beiden Zonen 22 und 23′ sind in horizontaler Richtung nebeneinander wechselnd konvexe und konkave Konuslinsen 19′ , 20′ mit gegenläufiger Konizität angeordnet. Die Achse des die Konuslinsen 19′, 20′ zumindest teil­ weise bildenden Kegels verläuft dabei in einer zur vertikalen Längs­ ebene 17 des Kraftfahrzeugs parallelen Ebene.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Abblendlicht­ scheinwerfers für Kraftfahrzeuge dargestellt, bei dem die Streu­ scheibe 11 zusätzlich zu der beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 vorhandenen Neigung noch verschwenkt angeordnet ist. Die Oberkante 62 der Streuscheibe 11 ist dabei zu einer Parallelen 14 zur Fahrzeugquerachse 15 um den Winkel 6 verschwenkt angeordnet. Die Streuscheibe 11 weist entsprechend der Streuscheibe 61 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel den Zwickelbereich 18 mit Prismen und die Zonen 22 und 23 auf, in denen die Konuslinsen 19, 20 wie beim ersten Ausführungsbeispiel angeordnet sind. Außerdem weist die Streuscheibe 11 einen weiteren Bereich 21 auf, der neben dem Zwickelbereich 18 und zwischen den beiden Zonen 22 und 23 angeordnet ist und in dem ebenfalls Konuslinsen wie in den Zonen 22 und 23 angeordnet sind.

In Fig. 3 ist mit der Bezugszahl 24 versehen eine Tangente an die vom Reflektor 10 wegweisenden Außenseite der Streuscheibe 11 einge­ zeichnet. Die Tangente 24 und die zugehörige Parallele 12 zur Fahr­ zeughochachse 13 schließen einen Winkel 7 ein. In Fig. 3 ist außer­ dem eine die Tangente 24 und die Parallele 12 zur Fahrzeughochachse 13 enthaltende Normalebene 25 auf die Außenseite der Streuscheibe 11 dargestellt, die auf der Außenfläche senkrecht steht.

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt der Streuscheibe 61 des Abblendlicht­ scheinwerfers nach dem ersten Ausführungsbeispiel in vergrößerter Darstellung mit zwei an der Innenseite der Streuscheibe 61 ange­ ordneten Konuslinsen 19′ und 20′. Die Konuslinse 19′ ist als kon­ vexe Linse ausgebildet und die Konuslinse 20′ als konkave Linse. Die Konuslinsen 19′, 20′ weisen jeweils eine Hauptmantellinie 69 bzw. 69′ auf, welche der geometrische Ort der höchsten Erhebungen, bei der konvexen Konuslinse 19′, bzw. der Ort der niedrigsten Senkungen, bei der Konuslinse 20′, sind. Die Hauptmantellinien 69, 69′ verlaufen je­ weils in einer Ebene, welche parallel zur vertikalen Längsebene 17 des Fahrzeugs verlaufen. Die Konuslinse 19′ setzt sich zusammen aus einem Konusabschnitt 63 und einem weiteren Teilstück 64. Der Konus­ abschnitt 63 ist durch einen schiefen Kegel gebildet, der eine Achse 66, eine Kegelspitze 73 und eine Grundfläche 65 aufweist, die in einer Ebene senkrecht zur Hauptmantellinie 69, 69′ liegt. Die Grundfläche 65 des Kegels weist eine Begrenzungslinie auf, die durch eine Ellipse beschrieben ist. Die Ellipse weist dabei eine halbe Haupt­ achse 67 auf, die mit der Achse 66 des Kegels einen halben Haupt­ kegelwinkel 67′ einschließt. Außerdem weist die Ellipse eine halbe Nebenachse 68 auf, die mit der Achse 66 des Kegels einen halben Nebenkegelwinkel 68′ einschließt. Die Hauptachse 67 schließt mit der Hauptmantellinie 69 des Kegels einen rechten Winkel ein. Der Über­ gang zwischen dem Konusabschnitt 63 und dem Teilstück 64 verläuft in einer Ebene, die Mantellinien 70, 70′ des Kegels enthält.

Das Teilstück 64 weist eine Begrenzungsfläche auf, die zur Außenflä­ che der Streuscheibe 61 parallel verläuft und die eine auf der Grundfläche 65 des Kegels senkrecht stehende Normalachse 72 enthält sowie rechtwinklig zur Hauptachse 67 angeordnet ist. Die Horizontal­ erstreckung der Konuslinsen 19′, 20′ zwischen Hauptmantellinie 69, 69′ und Außenfläche der Streuscheibe 61 ist in den die Hauptmantellinien 69, 69′ enthaltenden Ebenen konstant. Die Konuslinsen 19′, 20′ sind nach oben durch Begrenzungsflächen 71, 71′ begrenzt, die sich parallel zur Grundfläche 65 erstrecken.

Die konkave Konuslinse 20′ ist entsprechend aufgebaut wie die vor­ stehend beschriebene konvexe Konuslinse 19′. Die Hauptmantellinie 69′ der konkaven Konuslinse 20′ verläuft parallel zur Hauptmantel­ linie 69 der konvexen Konuslinse 19′. Die nebeneinander liegenden konvexen und konkaven Konuslinsen 19′, 20′ gehen in der Mantellinie 70 ineinander über. Alle Konuslinsen sind vorzugsweise einstückig an der zum Reflektor 10 weisenden Innenfläche der Streuscheibe 61 an­ geformt.

Die geometrischen Kenngrößen des die Konuslinsen 19′, 20′ erzeugen­ den Kegels werden vorteilhafterweise wie folgt gewählt. Der halbe Hauptkegelwinkel 67′ beträgt annähernd das 1,5fache des Winkels 5 um den die Streuscheibe 61 gegenseitig ist und der halbe Nebenkegelwinkel 68′ beträgt vorteilhafterweise das 0,8fache des Winkels 5 um den die Streuscheibe 61 geneigt ist.

Bei einer weiteren Ausführung weist die Grundfläche 65 des die Konuslinsen 19′, 20′ erzeugenden Kegels eine Begrenzungslinie auf, die durch eine Parabel beschrieben ist. Eine durch einen Schnitt der Konuslinse 19′, 20′ parallel zu den Begrenzungsflächen 71, 71′ im Abstand z_o von der Kegelspitze erzeugte Parabel kann durch die folgende Beziehung beschrieben werden:

y² =2sz_ox.

Dabei ist x die Koordinate entlang der Fahrzeuglängsachse 16 und y die Koordinate entlang der Fahrzeugquerachse 15. Der Parabelparameter ist durch s repräsentiert. Das Verhält­ nis von Winkel 5 um den die Streuscheibe 61 geneigt ist zu Parabelparameter s beträgt annähernd 120.

Bei einer dritten Ausführung der Konuslinsen 19′, 20′ weist die Grundfläche 65 des die Konuslinsen erzeugenden Kegels eine Begren­ zungslinie auf, die durch eine Hyperbel beschrieben ist. Bei dieser Ausführung der Konuslinsen beträgt der halbe Hauptkegelwinkel 67′ das 1,3fache und der halbe Nebenkegelwinkel 68 das 0,75fache des Winkel 5 um den die Streuscheibe 61 geneigt ist.

Claims (7)

1. Streuscheibe für einen Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge, wobei der Scheinwerfer einen Reflektor (10) aufweist und die Streuscheibe (11; 61) zu einer Parallelen (12) zur Fahrzeughochachse (13) geneigt oder zu einer Parallelen (12) zur Fahrzeughochachse (13) geneigt und zu einer Parallelen (14) zur Fahrzeugquerachse (15) verschwenkt ist, und mit in horizontaler Richtung nebeneinander angeordneten, wech­ selnd konvexen und konkaven Konuslinsen (19, 20; 19′, 20′) mit ge­ genläufiger Konizität im Strahlengang eines vom Reflektor (10) re­ flektierten Lichtbündels, wobei die Hauptmantellinie (69; 69′) einer jeden Konuslinse (19, 20; 19′, 20′) jeweils in einer Ebene verläuft, die parallel zur vertikalen Längsebene (17) des Fahrzeugs verläuft, und wobei in den die Hauptmantellinie (69; 69′) enthaltenden Ebenen die Horizontalerstreckung zwischen Hauptmantellinie (69; 69′) und Außenfläche der Streuscheibe (61) bei einer jeden Konuslinse (19, 20; 19′, 20′) konstant ist, dadurch gekennzeichnet, daß der die Konus­ linse (19, 20; 19′, 20′) wenigstens teilweise erzeugende Kegel als ein schiefer Kegel ausgebildet ist, der in einer Ebene, die die Haupt­ mantellinie (69; 69′) senkrecht schneidet, eine Grundfläche (65) aus­ schneidet, deren Begrenzungslinie durch eine nichtkreisförmige Ke­ gelschnittkurve erzeugt ist.

2. Streuscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche (65) des Kegels eine Begrenzungslinie aufweist, die durch eine Ellipse beschrieben ist.

3. Streuscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche (65) des Kegels eine Begrenzungslinie aufweist, die durch eine Parabel beschrieben ist.

4. Streuscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche (65) des Kegels eine Begrenzungslinie aufweist, die durch eine Hyperbel beschrieben ist.

5. Streuscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Konuslinsen (19, 20; 19′, 20′) einstückig an der Innenfläche der Streuscheibe (11; 61) angeformt sind.

6. Streuscheibe nach Anspruch 1, die bezüglich der die Fahrzeugquerachse (15) enthaltenden Horizontalebene mit ihrer Ober­ kante (62) zum Reflektor (10) hin geneigt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelspitze (73) jeder konvexen Konuslinse (19; 19′) nach unten und die Kegelspitze jeder konkaven Konuslinse (20; 20′) nach oben weist.

7. Streuscheibe nach Anspruch 1, die bezüglich der die Fahrzeugquerachse (15) enthaltenden Horizontalebene mit ihrer Ober­ kante (62) vom Reflektor (10) weg geneigt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelspitze (73) jeder konvexen Konuslinse (19; 19′) nach oben und die Kegelspitze jeder konkaven Konuslinse (20; 20′) nach unten weist.