DE4238274A1 - Scheinwerfer für Fahrzeuge - Google Patents
Scheinwerfer für FahrzeugeInfo
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- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Scheinwerfer für Fahrzeuge
nach der Gattung des Anspruchs 1.
Ein solcher Scheinwerfer ist durch die US-PS 2 277 685 bekannt.
Dieser Scheinwerfer weist zwei übereinanderangeordnete Reflek
toren auf, wobei jedem Reflektor eine Lichtquelle zugeordnet
ist. Der im oberen Reflektor gebildete Reflektorbereich ist zur
Erzeugung eines Abblendlichtbündels ausgelegt und der im unte
ren Reflektor gebildete Reflektorbereich ist zur Bildung eines
Fernlichtbündels ausgelegt. Die insgesamt für den Scheinwerfer
im Fahrzeug zur Verfügung stehende Fläche ist im allgemeinen
begrenzt. Bei dem bekannten Scheinwerfer ist die Größe des
Fernlichtreflektors begrenzt, da ein möglichst großer Teil der
zur Verfügung stehenden Fläche für den Abblendlichtreflektor
notwendig ist.
Ebenfalls zur Verwendung bei Fahrzeugen sind Nebelscheinwerfer
bekannt, die als Zusatzscheinwerfer unabhängig von Abblend
licht- und/oder Fernlichtscheinwerfern am Fahrzeug angebracht
werden. Durch die Nebelscheinwerfer wird bei besonderen Sicht
bedingungen, wie beispielsweise Nebel, starkem Regen oder
Schneefall, die Sicht für den Fahrzeuglenker aufgrund von deren
besonderer Lichtverteilung verbessert. Die Anordnung der Nebel
scheinwerfer als Zusatzscheinwerfer bedeutet jedoch einen hohen
Fertigungs- und Montageaufwand, da diese eigene Halterungen und
Aufnahmen an Karosserieteilen erfordern und oftmals eine Ver
schlechterung des Luftwiderstands verursachen.
Der erfindungsgemäße Scheinwerfer mit den Merkmalen des An
spruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß ein Reflektorbe
reich zur Erzeugung eines Nebellichtbündels in den Reflektor
zur Erzeugung des Abblendlichtbündels integriert ist und somit
abgesehen von dessen Lichtquelle kein zusätzlicher Aufwand für
diesen erforderlich ist.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen des Scheinwerfers angegeben. Bei der Aus
legung des Reflektorbereichs zur Erzeugung des Nebellichtbün
dels gemäß Anspruch 2 wird durch diesen das von der Licht
quelle ausgesandte Licht intensiv genutzt und für die Erzeugung
des Nebellichts genutzt. Dadurch ist für die Erzeugung des
Nebellichts nur eine relativ kleine Fläche erforderlich, die in
einen Abblendlichtreflektor integriert werden kann, ohne daß
die für das Abblendlicht zur Verfügung stehende Fläche zu stark
verkleinert wird. Außerdem wird durch den unteren Reflektorbe
reich das von der Lichtquelle ausgesandte Licht bereits im
wesentlichen so reflektiert, daß das Nebellichtbündel entsteht,
und somit die Lichtscheibe keine oder nur schwach optisch wirk
same Elemente zur Beeinflussung des durchtretenden Lichts auf zu
weisen braucht. Bei der im Anspruch 8 angegebenen Weiterbildung
des Scheinwerfers weist dieser lediglich einen Reflektor für
die Realisierung der drei Lichtfunktionen Abblendlicht, Nebel
licht und Fernlicht auf, so daß dieser besonders kostengünstig
herstellbar ist. Durch die Trennung der drei Lichtfunktionen in
die drei Reflektorbereiche kann der Reflektorbereich für jede
Lichtfunktion optimiert werden. Für den Fernlichtreflektorbe
reich steht dabei eine relativ große Fläche zur Verfügung, so
daß ein wirkungsvolles Fernlicht erreicht werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar
gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 einen Scheinwerfer in der Vorderansicht,
Fig. 2 den Scheinwerfer in einem vertikalen Schnitt entlang
Linie 11-11 in Fig. 1 mit dem Strahlengang der vom Reflektor
reflektierten Lichtstrahlen, Fig. 3 den Scheinwerfer in einem
horizontalen Schnitt entlang Linie 111-111 in Fig. 1 mit dem
Strahlengang der vom Reflektor reflektierten Lichtstrahlen und
Fig. 4 vom Reflektor auf einen Meßschirm reflektierten Abbil
dungen einer Lichtquelle.
Ein in Fig. 1 dargestellter Scheinwerfer für Fahrzeuge, insbe
sondere Kraftfahrzeuge, weist einen Reflektor 10 auf, der zur
Fahrzeugaußenseite hin einen oberen Reflektorbereich 12 auf
weist, in den eine Lichtquelle 14 eingesetzt ist. Die Licht
quelle 14 kann eine Glühlampe oder eine Gasentladungslampe
sein. Die Lichtaustrittsöffnung des Scheinwerfers ist mit einer
Lichtscheibe 16 abgedeckt. Der obere Reflektorbereich 12 ist so
ausgelegt, daß durch diesen das von der Lichtquelle 14 ausge
sandte Licht zur Bildung eines Abblendlichtbündels reflektiert
wird. Der Reflektorbereich 12 kann eine im wesentlichen para
bolische Form aufweisen, wobei dann eine Strahlenblende 18
vorgesehen ist, durch die die erforderliche Helldunkelgrenze
des Abblendlichtbündels erzeugt wird. Außerdem sind dann
optische Elemente an der Lichtscheibe 16 erforderlich, durch
die das vom Reflektorbereich 12 reflektierte Licht zur Bildung
des Abblendlichtbündels abgelenkt und/oder gestreut wird. Der
obere Reflektorbereich 12 ist jedoch vorzugsweise so ausgebil
det, daß von diesem das von der Lichtquelle 14 ausgesandte
Licht bereits so reflektiert wird, daß das Abblendlichtbündel
in der erforderlichen Lichtverteilung und mit der Helldunkel
grenze entsteht.
Unterhalb des Reflektorbereichs 12 weist der Reflektor 10 einen
unteren Reflektorbereich 20 auf, in den eine Lichtquelle 22
eingesetzt ist und der eine optische Achse 23 aufweist. Die
Lichtquelle 22 kann ebenfalls eine Glühlampe oder eine Gasent
ladungslampe sein. Der untere Reflektorbereich 20 weist eine
wesentlich kleinere Fläche auf als der obere Reflektorbereich
12, dient zur Erzeugung eines Nebellichtbündels und ist so aus
gebildet, daß durch diesen das von der Lichtquelle 22 ausge
sandte Licht horizontal gestreut reflektiert wird. Am Übergang
zwischen dem oberen Reflektorbereich 12 und dem unteren Reflek
torbereich 20 ist eine Stufe 21 gebildet. Der Übergang kann in
einer horizontalen Ebene verlaufen oder, wie in Fig. 1 darge
stellt, gekrümmt, wobei der untere Reflektorbereich 20 im
mittleren Bereich ausgehend vom unteren Rand des Reflektors 10
seine größte vertikale Erstreckung aufweist und dessen Höhe zu
den seitlichen Rändern des Reflektors hin abnimmt. Der untere
Reflektorbereich 20 erscheint von vorn betrachtet, wie in Fig.
1 dargestellt, in Form eines umgekehrten U. Der obere Reflek
torbereich 12 kann an den seitlichen Rändern bis zum unteren
Rand des Reflektors 10 reichen.
Vom unteren Reflektorbereich 20 wird das von der Lichtquelle 22
ausgesandte Licht in vertikalen Längsebenen als ein im wesent
lichen paralleles Lichtbündel reflektiert. In den vertikalen
Längsebenen verlaufen die Strahlen 24 des Lichtbündels, wie in
Fig. 2 dargestellt, zueinander im wesentlichen parallel und
insgesamt horizontal oder in Lichtrichtung 26 leicht nach unten
geneigt. Die Lichtquelle 22 weist hier einen sich quer zur op
tischen Achse 23 erstreckenden Leuchtkörper 25 auf. Es kann
jedoch auch eine Lichtquelle mit einem sich etwa parallel zur
optischen Achse 23 erstreckenden Leuchtkörper verwendet werden.
Der Scheitelbereich 28 des unteren Reflektorbereichs 20 ist so
ausgebildet, daß durch diesen Abbildungen der Lichtquelle 22 in
einem in horizontalen Längsebenen, wie in Fig. 3 dargestellt,
konvergierenden Lichtbündel reflektiert werden. Die Konvergenz
der Lichtstrahlen 24 nimmt ausgehend von der optischen Achse 23
stark zu, so daß die Lichtstrahlen 24 mit zunehmendem Abstand
des diese reflektierenden Reflektorteils von der optischen
Achse 23 zunehmend stärker zur optischen Achse 23, diese kreu
zend verlaufen und einen in Fig. 4 dargestellten Meßschirm 30
weiter in dessen seitlichem Randbereich beleuchten. Die von
einem in Fig. 3 rechts der optischen Achse 23 liegenden
Reflektorteil reflektierten Lichtstrahlen 24 beleuchten dabei
den Meßschirm 30 links der optischen Achse 23 und umgekehrt.
Vom Scheitelbereich 28 werden wegen dessen Nähe zur Lichtquelle
22 in Fig. 4 dargestellte große Abbildungen 32 der Lichtquelle
22 reflektiert, die alle horizontal entlang einer Helldunkel
grenze 34 angeordnet sind. Die Abbildungen 32 wandern von der
Mitte des Meßschirms 30 zu dessen Rändern hin und deren Größe
nimmt mit zunehmendem Abstand des diese reflektierenden Reflek
torteils von der optischen Achse 23 ab.
An den Scheitelbereich 28 anschließend ist der untere Reflek
torbereich 20 in einem mittleren Bereich 36 so ausgebildet, daß
durch diesen Lichtstrahlen 38 mit zunehmendem Abstand von der
optischen Achse 23 in horizontalen Längsebenen weniger stark
konvergierend reflektiert werden, die in vertikalen Längsebenen
wie die Lichtstrahlen 24 des Scheitelbereichs 28 im wesentli
chen parallel zueinander sind und horizontal oder in Lichtrich
tung 26 leicht nach unten geneigt verlaufen. Dabei nimmt die
Neigung der Lichtstrahlen 38 zur optischen Achse 23 mit zu
nehmendem Abstand des diese reflektierenden Reflektorteils von
der optischen Achse 23 ab. Die vom mittleren Bereich 36 mit
zunehmendem Abstand von der optischen Achse 23 reflektierten
Abbildungen 40 der Lichtquelle 22 wandern dabei vom Rand des
Meßschirms 30 zu dessen Mitte hin und werden zunehmend kleiner.
Im seitlichen Randbereich 42 ist der untere Reflektorbereich 20
so ausgebildet, daß durch diesen Lichtstrahlen 44 sowohl in ho
rizontalen als auch in vertikalen Längsebenen zueinander etwa
parallel verlaufend reflektiert werden. Dadurch werden vom
Randbereich 42 kleine Abbildungen 46 der Lichtquelle 22 in die
Mitte des Meßschirms 30 reflektiert. Diese kleinen Abbildungen
46 können zur Erzielung hoher Beleuchtungsstärken unterhalb der
Helldunkelgrenze 34 im Bereich der optischen Achse 23 genutzt
werden. Bei einer Variante kann der Randbereich 42 auch so
ausgebildet sein, daß durch diesen Lichtstrahlen in horizon
talen Längsebenen divergierend verlaufend reflektiert werden
und in vertikalen Längsebenen etwa parallel zueinander ver
laufend reflektiert werden. Bei dieser Ausbildung des Rand
bereichs 42 ist gegenüber der parallelen Ausrichtung der Licht
strahlen in horizontalen Längsebenen eine homogene und beson
ders starke Ausleuchtung im Bereich der optischen Achse 23 er
reicht.
Der Übergang zwischen dem Scheitelbereich 28, dem mittleren Be
reich 36 und dem Randbereich 42 des unteren Reflektorbereichs 20
ist stetig, also stufenlos und ohne Knick, so daß eine ein
fache Herstellung des Reflektors 10 ermöglicht ist. Außerdem
ist dadurch sichergestellt, daß keine Störungen des vom unteren
Reflektorbereichs 20 reflektierten Lichtbündels auftreten, die
durch Unstetigkeiten der Reflektorform verursacht werden.
Die vom Scheitelbereich 28 des unteren Reflektorbereichs 20
reflektierten großen Abbildungen 32 der Lichtquelle 22 bilden
ein Lichtband mit größerer vertikaler Ausdehnung, aber relativ
geringer Beleuchtungsstärke. Die vom mittleren Bereich 36 re
flektierten kleineren Abbildungen 40 der Lichtquelle 22 bilden
ein dicht unterhalb der Helldunkelgrenze 34 angeordnetes hori
zontales Lichtband, das gegenüber dem vom Scheitelbereich 28
reflektierten Lichtband eine kleinere vertikale Ausdehnung be
sitzt. Vom Randbereich 42 werden kleine Abbildungen 46 der
Lichtquelle 22 in den mittleren Bereich des Meßschirms 30 re
flektiert, die so eine große Beleuchtungsstärke dicht unter
halb der Helldunkelgrenze 34 ermöglichen. Mit der vorstehend
beschriebenen Ausbildung des unteren Reflektorbereichs 20 kann
auch bei einer kleinen Fläche des Reflektorbereichs 20 eine
wirksame Nebelbeleuchtung erzeugt werden. Wegen der kleinen er
forderlichen Fläche des unteren Reflektorbereichs 20 kann die
ser gut in einen Abblendlichtreflektor integriert werden, da
durch diesen die für die Erzeugung des Abblendlichts zur Ver
fügung stehende Fläche nur wenig verkleinert wird. Die Auf
teilung einer maximal für den Reflektor 10 zur Verfügung
stehenden Fläche zur Erzeugung des Abblendlichts und des Nebel
lichts richtet sich danach, wie groß die Fläche des Nebellicht
reflektorbereichs 20 mindestens sein muß, um eine wirkungs
volle Nebelbeleuchtung zu erreichen und danach, wie groß die
Fläche des Abblendlichtreflektorbereichs 12 zur Erzielung eines
wirkungsvollen Abblendlichts sein muß.
Bei der Auslegung des unteren Reflektorbereichs 20 wird zu
nächst für das Lichtbündel, wie es vom Reflektorbereich 20 re
flektiert werden soll, eine gewünschte Lichtverteilung auf dem
Meßschirm 30 vorgegeben. Die Lichtverteilung gibt dabei in den
verschiedenen Bereichen des Meßschirms 30 erforderliche Licht
stärkewerte vor. Die Lichtstärkewerte werden durch die in die
jeweiligen Bereiche des Meßschirms 30 reflektierten Abbildungen
der Lichtquelle 22 bestimmt. Ausgehend von den für die Errei
chung der vorgegebenen Lichtstärkewerte in den verschiedenen
Bereichen des Meßschirms 30 erforderlichen Abbildungen der
Lichtquelle 22 kann über Reflexionsgesetze die erforderliche
Reflektorform bestimmt werden. Zum Beginn der Berechnung der
Reflektorform wird der Abstand des auf der optischen Achse 23
liegenden Scheitelpunkts 48 des Reflektorbereichs 20 von der
Lichtquelle 22 vorgegeben. Ausgehend vom Scheitelpunkt 48 wird
die Reflektorform schrittweise berechnet, indem für jeden
Bereich des Reflektors 20 aus der Lage der von diesem zu re
flektierenden Abbildung der Lichtquelle 22 über geometrische
Reflexionsgesetze, Auftreffwinkel α der von der Lichtquelle 22
ausgesandten Lichtstrahlen bezüglich der Normalen 50 auf den
betreffenden Reflektorbereich gleich Ausfallwinkel β, die Aus
richtung der Normalen 50 für den betreffenden Reflektorbereich
bestimmt wird. Aus der Ausrichtung der Normalen 50 wird die
senkrecht zu dieser angeordnete Tangentialebene 52 an den be
treffenden Reflektorbereich und damit dessen Ausrichtung be
stimmt. Die Aneinanderreihung der so nacheinander bestimmten
Reflektorbereiche ergibt eine kontinuierliche Reflektorform
ohne Stufe und Knick. Die Auslegung des zur Erzeugung des Ab
blendlichts dienenden oberen Reflektorbereichs 12 kann wie
vorstehend für den unteren Reflektorbereich 20 beschrieben
erfolgen, wobei jedoch bei der Lichtverteilung die Vorschriften
für das Abblendlicht hinsichtlich des Verlaufs der Helldunkel
grenze und der Lichtstärkeverteilung zu berücksichtigen sind.
Der Reflektor 10 kann zusätzlich noch einen weiteren Reflektor
bereich 54 aufweisen, der zur Fahrzeugmitte hin neben den Re
flektorbereichen 12, 20 angeordnet ist und zur Erzeugung eines
Fernlichtbündels ausgelegt ist. Dem Reflektorbereich 54 ist
eine eigene Lichtquelle 56 zugeordnet. Der Reflektorbereich 54
kann im wesentlichen parabolisch ausgebildet sein, wobei dann
zur Erzeugung des Fernlichtbündels aus dem vom Reflektorbereich
54 reflektierten Licht die Lichtscheibe 16 in ihrem den Reflek
torbereich 54 überdeckenden Bereich mit optischen Elementen
versehen ist. Vorteilhafterweise ist der Reflektorbereich 54 so
ausgelegt, daß durch diesen das von der Lichtquelle 56 ausge
sandte Licht bereits in einer für einen Fernlichtscheinwerfer
geeigneten Lichtverteilung reflektiert wird. Die Auslegung des
Reflektorbereichs 54 kann dabei wie vorstehend für den Reflek
torbereich 20 beschrieben erfolgen.
Der Reflektor 10 besteht vorzugsweise aus Kunststoff und ist
als ein Teil durch Spritzgießen hergestellt, kann jedoch auch
aus Metall hergestellt werden. Durch die einteilige Ausführung
des Reflektors 10 können bei dessen Einstellung alle Reflek
torbereiche 12, 20 und 54 gleichzeitig justiert werden.
Claims (8)
1. Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einem Reflektor (10), der
einen oberen Reflektorbereich (12) mit einer Lichtquelle (14)
zur Erzeugung eines Abblendlichts aufweist, sowie einen unteren
Reflektorbereich (20) mit einer Lichtquelle (22) zur Erzeugung
eines weiteren Lichtbündels, wobei die Lichtaustrittsöffnung
des Scheinwerfers mit einer Lichtscheibe (16) abgedeckt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der untere Reflektorbereich (20)
zur Erzeugung eines Nebellichtbündels ausgebildet ist und die
beiden Reflektorbereiche (12,20) an einem einstückigen Reflek
tor (10) ausgebildet sind.
2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
vom unteren Reflektorbereich (20) ein in horizontalen Längs
ebenen gestreutes, jedoch in vertikalen Längsebenen im wesent
lichen paralleles Lichtbündel mit einer oberen Helldunkelgrenze
(34) erzeugt wird, daß der Scheitelbereich (28) des unteren
Reflektorbereichs (20) das von der Lichtquelle (22) ausgesandte
Licht als in horizontalen Längsebenen konvergierend verlaufende
Lichtstrahlen (24) reflektiert und daß außerhalb des Scheitel
bereichs (28) liegende Bereiche (36; 42) des unteren Reflektor
bereichs (20) das von der Lichtquelle (22) ausgesandte Licht
mit zunehmendem Abstand von der optischen Achse (23) als in
horizontalen Längsebenen zumindest weniger stark konvergierend
verlaufende Lichtstrahlen (38;44) reflektiert wird.
3. Scheinwerfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der seitliche Randbereich (42) des unteren Reflektorbereichs
(20) das von der Lichtquelle (22) ausgesandte Licht als in ho
rizontalen Längsebenen im wesentlichen parallele Lichtstrahlen
(44) reflektiert.
4. Scheinwerfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der seitliche Randbereich (42) des unteren Reflektorbereichs
(20) das von der Lichtquelle (22) ausgesandte Licht als in ho
rizontalen Längsebenen divergierend verlaufende Lichtstrahlen
reflektiert.
5. Scheinwerfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Scheitelbereich (28) des unteren Reflektorbereichs (20) so
ausgebildet ist, daß von diesem mit zunehmendem Abstand von der
optischen Achse (23) das von der Lichtquelle (22) ausgesandte
Licht als in horizontalen Längsebenen zunehmend stärker konver
gierend verlaufende Lichtstrahlen (24) reflektiert wird.
6. Scheinwerfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Konvergenz der vom Scheitelbereich (28) reflektierten
Lichtstrahlen (24) ausgehend von der optischen Achse (23)
zunächst stark zunimmt und danach weniger stark zunimmt oder
konstant bleibt.
7. Scheinwerfer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß durch den Scheitelbereich (28) des unteren
Reflektorbereichs (20) große Abbildungen (32) der Lichtquelle
(22) in einem unterhalb einer Helldunkelgrenze (34) verlaufen
den Lichtband reflektiert werden und daß durch außerhalb des
Scheitelbereichs (20) liegende Bereiche (36; 42) des unteren
Reflektorbereichs (20) kleinere Abbildungen (40; 46) der Licht
quelle (22) in den mittleren Bereich der Lichtverteilung re
flektiert werden.
8. Scheinwerfer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß seitlich neben dem oberen und unteren Re
flektorbereich (12;20) ein weiterer Reflektorbereich (54) mit
einer Lichtquelle (56) angeordnet ist, der zur Erzeugung eines
Fernlichts dient, wobei sämtliche Reflektorbereiche (12, 20, 54)
an einem einstückigen Reflektor (10) ausgebildet sind.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8321 | Willingness to grant licences paragraph 23 withdrawn | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: AUTOMOTIVE LIGHTING REUTLINGEN GMBH, 72762 REUTLIN |
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8321 | Willingness to grant licences paragraph 23 withdrawn | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20120601 |