DE60301586T2

DE60301586T2 - Kfz-Scheinwerfer mit einem schwenkbaren, elliptischen Reflektor und einer fixen Linse zur Erzeugung eines Kurvenlichtbündels

Info

Publication number: DE60301586T2
Application number: DE60301586T
Authority: DE
Inventors: Antoine De Lamberterie; Jean-Matthieu Tourenq
Original assignee: Valeo Vision SAS
Current assignee: Valeo Vision SAS
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2023-03-19
Also published as: ATE304461T1; ES2248711T3; US20030189822A1; DE60301586D1; JP2003306076A; EP1348594A1; FR2837908A1; EP1348594B1; FR2837908B1; US6910790B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugscheinwerfer.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, der dazu ausgeführt ist, wenigstens ein so genanntes Kurvenlichtbündel zu erzeugen, um die Ausleuchtung bei Einfahrt des Fahrzeugs in eine Kurve zu verbessern, des Typs mit einem optischen System, das allgemein entlang einer horizontalen Längsbezugsachse von hinten nach vorne angeordnet einen Ellipsoidreflektor, eine in der Nähe eines ersten Brennpunkts des Reflektors angeordnete Lichtquelle und ein Sammellinsenelement aufweist, des Typs, bei dem wenigstens der Reflektor und die Lichtquelle bezüglich eines feststehenden Halters des Fahrzeugs in Abhängigkeit vom Einschlagwinkel der Vorderräder des Fahrzeugs um eine im Wesentlichen vertikale Achse schwenkbar angebracht sind, wobei auf diese Weise eine bezüglich der Längsachse bewegliche optische Achse gebildet wird.
Ein derartiger Scheinwerfer ist aus dem Dokument US-B1-6309094 bekannt.
Scheinwerfer, insbesondere Ellipsoid-Scheinwerfer oder Scheinwerfer mit komplexen Oberflächen, die es ermöglichen, die Ausleuchtung in Kurven zu verbessern, sind bereits bekannt. Im Allgemeinen weist dieser Scheinwerfertyp eine schwenkbare Einheit auf, die einen Ellipsoidreflektor, eine Lichtquelle, eine Abdeckkappe und eine Sammellinse umfasst.
Das Kurvenlichtbündel ist zur Kombination mit einem vorschriftsmäßigen Lichtbündel des Abblendlichts bzw. Abblendlichtbündel vorgesehen.
Das von dem vorstehend beschriebenen Scheinwerfer erzeugte Kurvenlichtbündel ist nicht zufriedenstellend, da es sich nicht in Abhängigkeit vom Einschlagwinkel verändert. Die Leistung des Kurvenscheinwerfers ist vergleichbar mit dem Lichtstrahl einer "Taschenlampe", den man mehr oder weniger in Richtung der Kurve ausrichtet.
Ein Nachteil dieses Kurvenlichtbündeltyps besteht darin, dass "Lichtlöcher" auf der Fahrbahn vor dem Fahrzeug auftreten, das heißt Bereiche geringerer Ausleuchtung zwischen dem Abblendlichtbündel und dem Kurvenlichtbündel bei Schwenkwinkeln von mehr als fünfundzwanzig Grad.
Der Raumbedarf dieses Scheinwerfertyps ist ebenfalls unvorteilhaft, da das von der schwenkbaren Einheit ausgenutzte Volumen sehr groß ist.
Darüber hinaus ist der Scheinwerfer beträchtlichen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt, da zahlreiche bewegte Teile vorhanden sind.
Die große Anzahl von bewegten Teilen führt auch zu Problemen bei der Passung der Teile untereinander und der Anordnung des Scheinwerfers in einer Leuchteneinheit des Fahrzeugs.
Die Kosten eines derartigen Scheinwerfertyps sind ein weiterer Nachteil.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beheben.
Hierzu schlägt die Erfindung einen Scheinwerfer des oben beschriebenen Typs vor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass das Linsenelement ein so genanntes Seitenteil umfasst, das neben der Längsachse in einem Winkelbereich angeordnet ist, der durch die bewegliche optische Achse überstrichen werden kann, und so ausgeführt ist, dass eine Veränderung des Kurvenlichtbündels in Abhängigkeit vom Schwenkwinkel bewirkt wird, den die bewegliche optische Achse mit der Längsachse bildet.
Durch den erfindungsgemäßen Scheinwerfer verändert sich das Kurvenlichtbündel in Abhängigkeit vom Einschlagwinkel derart, dass das erzeugte Kurvenlichtbündel eine gewisse Kontinuität mit dem Abblendlichtbündel aufweist und dass das Kurvenlichtbündel eine gleichmäßigere Lichtverteilung, insbesondere bei Schwenkwinkeln zwischen zehn und sechzig Grad, aufweist.
Ferner ermöglicht der erfindungsgemäße Scheinwerfer eine Verringerung der Anzahl der bewegten Teile, wodurch sich die auf den Scheinwerfer einwirkenden mechanischen Beanspruchungen verringern.
Gemäß einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Scheinwerfers umfasst das Linsenelement ein an das Seitenteil angrenzendes Frontteil, dessen optische Achse im Wesentlichen parallel zur Längsachse ist und dessen Brennebene in der Nähe des zweiten Brennpunktes des Reflektors angeordnet ist, wenn sich der Reflektor in einer Winkelruhestellung befindet, in der die bewegliche optische Achse im Wesentlichen mit der Längsachse zusammenfällt, so dass der Scheinwerfer wenigstens ein zusätzli ches vorschriftsmäßiges Lichtbündel, zum Beispiel ein Lichtbündel für Fahrten auf Autobahnen bilden kann, wenn sich der Reflektor in seiner Ruhestellung befindet.
Der erfindungsgemäße Scheinwerfer ermöglicht es auf diese Weise, wenigstens eine zusätzliche Funktion auszuführen, was insbesondere hinsichtlich der Kosten und des Raumbedarfs sämtlicher Beleuchtungselemente, mit denen das Fahrzeug ausgestattet ist, von Vorteil ist.
Gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung:

– weist das Seitenteil des Linsenelements ein Seitenendstück auf, dessen optische Achse mit der Längsachse einen bestimmten Winkel bildet, der im Wesentlichen dem größten Schwenkwinkel entspricht;
– weist das Seitenteil des Linsenelements wenigstens ein Zwischenstück auf, das an das Seitenendstück angrenzt und dessen im Querschnitt durch eine Vertikalebene konvexes Profil sich entlang des Seitenteils derart verändert, dass die Breite des Kurvenlichtbündels ausgehend von der Ruhestellung allmählich mit der Zunahme des Schwenkwinkels zunimmt;
– ist das Frontteil des Linsenelements eine halbzylindrische Linse mit einer im Wesentlichen horizontalen Achse, und ist das Seitenendstück des Seitenteils ein Stück einer Kugellinse;
– weist der Reflektor eine im Wesentlichen parabolische horizontale Erzeugende und eine im Wesentlichen elliptische vertikale Erzeugende auf;
– ist das Frontteil des Linsenelements ein Stück einer Kugellinse, und ist das Seitenendstück des Seitenteils eine halbzylindrische Linse mit im Wesentlichen horizontaler Achse;
– weist der Scheinwerfer eine feststehende Abdeckkappe auf, die zwischen dem Reflektor und dem Linsenelement in Längsrichtung angeordnet ist und umfasst: • ein Frontteil, das im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse ist und allgemein in der Brennebene des Frontteils des Linsenelements angeordnet ist; und • ein Seitenteil, das derart ausgebildet ist, dass es im Wesentlichen orthogonal zu wenigstens einer optischen Achse des Seitenteils des Linsenelements ist;
– umfasst die Abdeckkappe einen oberen Teil, der allgemein in der Brennebene des Frontteils des Linsenelements angeordnet ist und mit dem Frontteil der Abdeckkappe ein Durchlassfenster für die Lichtstrahlen derart begrenzt, dass das vom Scheinwerfer auf die Fahrbahn ausgesandte nahe Licht verringert wird, wenn sich der Reflektor in seiner Winkelruhestellung befindet;
– sind das Frontteil und das Seitenteil der Abdeckkappe jeweils aus zwei allgemein rechteckigen und zueinander parallelen Platten gebildet, die in Längsrichtung aneinander gereiht sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, wobei zum besseren Verständnis auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
1 eine Draufsicht ist, die schematisch ein Fahrzeug mit einem Beleuchtungssystem gemäß den Lehren der Erfindung zeigt;
2 eine perspektivische Darstellung ist, die schematisch den Zusatzscheinwerfer der rechten Leuchteneinheit des Fahrzeugs aus 1 zeigt;
3 eine Draufsicht ist, die schematisch den Zusatzscheinwerfer aus 2 zeigt;
4 ein Schema ist, das in Form von Isolux-Kennlinien das von dem Zusatzscheinwerfer aus 2 erzeugte Autobahnlichtbündel zeigt, wenn sich der Reflektor in seiner Winkelruhestellung befindet;
5 ein ähnliches Schema wie das der 4 ist, das das von dem Zusatzscheinwerfer aus 2 erzeugte Kurvenlichtbündel zeigt, wenn der Reflektor einen Schwenkwinkel von zwanzig Grad bezüglich einer Längsbezugsachse bildet;
6 ein ähnliches Schema wie das der 4 ist, das das von dem Zusatzscheinwerfer aus 2 erzeugte Kurvenlichtbündel zeigt, wenn der Reflektor einen Schwenkwinkel von vierzig Grad bezüglich der Längsbezugsachse bildet;
7 eine axiale Teilschnittansicht entlang der Schnittebene 7-7 ist, die schematisch die Funktion des Zusatzscheinwerfers aus 2 zeigt, wenn sich der Reflektor in seiner Winkelruhestellung befindet;
8 eine ähnliche Ansicht wie die der 7 ist, die schematisch die Funktion einer Ausführungsvariante des Zusatzscheinwerfers gemäß den Lehren der Erfindung zeigt, wenn sich der Reflektor in seiner Winkelruhestellung befindet.
In 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 dargestellt, das an seiner Vorderseite mit einer linken 12 und rechten Leuchteneinheit 14 ausgestattet ist.
Im weiteren Verlauf der Beschreibung wird ohne jeden einschränkenden Charakter entlang der Längsachse A-A des Fahrzeugs 10 eine Orientierung von hinten nach vorne benutzt, die in 1 einer Ausrichtung von links nach rechts entspricht.
Jede Leuchteneinheit 12, 14 umfasst hier einen Hauptscheinwerfer 16, der dazu bestimmt ist, ein vorschriftsmäßiges Lichtbündel der Art eines Abblendlichtbündels Fc zu erzeugen, und einen Zusatzscheinwerfer 18, der gemäß den Lehren der Erfindung ausgeführt und dazu bestimmt ist, insbesondere ein vorschriftsmäßiges Lichtbündel der Art eines Kurvenlichtbündels Fv zu erzeugen.
Im weiteren Verlauf der Beschreibung wird die Erfindung in Anwendung auf den Zusatzscheinwerfer 18 der rechten Leuchteneinheit 14 beschrieben, wobei natürlich die Elemente der linken Leuchteneinheit 12 allgemein symmetrisch zu denen der rechten Leuchteneinheit 14 in Bezug auf eine durch die Achse A-A des Fahrzeugs 10 verlaufende vertikale Symmetrieebene angeordnet sind.
Die wesentlichen Bestandteile des Zusatzscheinwerfers 18 sind in 2 schematisch dargestellt.
Der Zusatzscheinwerfer 18 ist ein Scheinwerfer des Typs zur Abbildung von Lichtbildern, der allgemein als Ellipsoidscheinwerfer bezeichnet wird.
Das optische System des Zusatzscheinwerfers 18 weist also allgemein entlang einer zur Achse A-A des Fahrzeugs 10 parallelen horizontalen Längsbezugsachse B-B von hinten nach vorne angeordnet einen Ellipsoidreflektor 20, eine in der Nähe eines ersten Brennpunkts des Reflektors 20 angeordnete Lichtquelle 22, eine Abdeckkappe 24 und ein Sammellinsenelement 26 auf.
Bei der hier dargestellten Ausführungsart weist der Reflektor 20 eine im Wesentlichen parabolische horizontale Erzeugende und eine im Wesentlichen elliptische vertikale Erzeugende auf.
Gemäß den Lehren der Erfindung sind nur der Reflektor 20 und die Lichtquelle 22 bezüglich eines (nicht dargestellten) feststehenden Halters des Fahrzeugs 10 in Abhängigkeit vom Einschlagwinkel der Vorderräder des Fahrzeugs 10 um eine im Wesentlichen vertikale Achse C-C schwenkbar angebracht.
Die Abdeckkappe 24 und das Linsenelement 26 sind somit feststehend.
Der Reflektor 20 und die Lichtquelle 22 bilden demnach eine bezüglich der Längsachse B-B bewegliche optische Achse D-D.
Die bewegliche optische Achse D-D ist hier im Wesentlichen horizontal und kann zum Beispiel von den beiden Brennpunkten des Ellipsoidreflektors 20 gebildet werden.
In 2 befindet sich der Reflektor 20 in einer Winkelruhestellung, in der die bewegliche optische Achse D-D mit der Längsbezugsachse B-B zusammenfällt.
Wird der Reflektor 20, wie in 3 dargestellt, im Uhrzeigersinn geschwenkt, bildet die bewegliche optische Achse D-D mit der Längsbezugsachse B-B einen so genannten Schwenkwinkel av.
Es wird nun die besondere Form des Linsenelements 26 insbesondere unter Bezugnahme auf 2 und 3 beschrieben.
Vorteilhafterweise wird die Form des Linsenelements 26 durch Simulationen, insbesondere mit Hilfe von rechnergestützten Hilfsmitteln, erzielt und optimiert.
Zur Vereinfachung der Herstellung wurde hier das Linsenelement 26 mit Eintrittsrückseiten 32, 44, 46, 50, das heißt den auf der Seite der Lichtquelle 22 angeordneten Flächen ausgeführt, die plan sind.
Bei (nicht dargestellten) Ausführungsvarianten könnten die Eintrittsrückseiten 32, 44, 46, 50 auch beliebige zylindrische oder runde Formen aufweisen.
Gemäß der hier dargestellten Ausführungsart umfasst das Linsenelement 26:

– ein sogenanntes Frontteil 28, das an die linke Seite der Längsachse B-B angrenzt;
– ein sogenanntes Seitenteil 30, das an die rechte Seite der Längsachse B-B angrenzt und in einem Winkelbereich angeordnet ist, der durch die bewegliche optische Achse D-D überstrichen werden kann.

Das Frontteil 28 ist dazu bestimmt, dem Zusatzscheinwerfer 18 die Ausführung wenigstens eines zusätzlichen vorschriftsmäßigen Lichtbündels, zum Beispiel ein Lichtbündel für Fahrten auf Autobahnen oder Autobahnlicht Fa zu ermöglichen, wenn sich der Reflektor 20 in seiner Winkelruhestellung befindet.
Um das Autobahnlicht Fa zu erzeugen, versucht man die Lichtstrahlen in der Längsachse B-B zu bündeln.
Die optische Achse des Frontteils 28 ist parallel zur Längsbezugsachse B-B, und ihre Brennebene ist in der Nähe des zweiten Brennpunktes des Reflektors 20 angeordnet, wenn sich der Reflektor 20 in seiner Winkelruhestellung befindet.
Das Frontteil 28 ist hier in Form einer halbzylindrischen, plankonvexen Linse ausgeführt, das heißt, dass das Frontteil einen Halbzylinder mit einer horizontalen, zur Längsachse B-B senkrechten Achse bildet.
Befindet sich der Reflektor 20 in seiner Ruhestellung, dringen die von der Lichtquelle 22 ausgesandten Lichtstrahlen in das Frontteil 28 über dessen zur Längsachse B-B allgemein orthogonale plane Rückseite 32 ein und treten an seiner zylindrischen konvexen Seite 34 aus.
Das Seitenteil 30 ist so ausgeführt, dass eine Veränderung des Kurvenlichtbündels Fv in Abhängigkeit vom Schwenkwinkel av bewirkt wird, den die bewegliche optische Achse D-D mit der Längsachse B-B bildet.
Insbesondere muss das Seitenteil 30 eine horizontale Auffächerung des Kurvenlichtbündels Fv proportional zum Schwenkwinkel av bewirken.
Gemäß der hier dargestellten Ausführungsart umfasst das Seitenteil 30 in 3 von rechts nach links:

– ein Seitenendstück 36, dessen optische Achse E-E mit der Längsachse B-B einen bestimmten Winkel bildet, der im Wesentlichen dem größten Schwenkwinkel av_max entspricht;
– ein erstes Zwischenstück 38, das an die linke Seite des Seitenendstücks 36 angrenzt;
– ein zweites Zwischenstück 40, das auf einer Seite an das erste Zwischenstück 38 und auf der anderen Seite an das Frontteil 28 angrenzt.

Das Seitenendstück 36 hat hier die Form einer plankonvexen Kugellinsenhälfte.
Es wird hier der Ausdruck "Kugel" verwendet, um die allgemeine Form der Linse zu bezeichnen, die allgemein einer Rotationsform entspricht.
Das Endstück 36 umfasst einen halbrunden Rand 42, der derart an das erste Zwischenstück 38 angrenzt, dass keine Sprünge zwischen den Flächen des Endstücks 36 und denen des ersten Zwischenstücks 38 entstehen.
Die optische Achse E-E des Endstücks 36 verläuft durch die von dem halbrunden Rand 42 definierte Ebene. Sie entspricht der optischen Achse der vollständigen Kugellinse.
Das erste Zwischenstück 38 hat allgemein die Form einer halbzylindrischen Linse, wobei die Achse des Zylinders horizontal und senkrecht zur optischen Achse E-E des Endstücks 36 verläuft.
Die Eintrittsrückseite 44 des ersten Zwischenstücks 38 ist plan und verlängert die Eintrittsrückseite 46 des Endstücks 36, wie in 3 dargestellt, nach links.
Die konvexe Austrittsseite 48 des ersten Zwischenstücks 38 hat ein Wellenprofil in einer horizontalen Ebene, wie in der Draufsicht von 3 zu erkennen ist.
Dieses Wellenprofil entsteht dadurch, dass sich das konvexe Profil des ersten Zwischenstücks 38 im Querschnitt durch eine Vertikalebene entlang des Seitenteils 30 derart verändert, dass die Breite des Kurvenlichtbündels Fv ausgehend von der Ruhestellung allmählich mit Zunahme des Schwenkwinkels av zunimmt.
Das Wellenprofil muss auch eine Lichtzufuhr in einem Bereich rechts vom Kurvenlichtbündel Fv, zum Beispiel bei einem Schwenkwinkel av zwischen zehn und zwanzig Grad, und in einem Bereich links vom Kurvenlichtbündel Fv, zum Beispiel bei einem Schwenkwinkel av zwischen zwanzig und dreißig Grad, ermöglichen.
Das zweite Zwischenstück 40 ist hier als halbzylindrische Linse in der Verlängerung des Frontteils 28 ausgebildet.
Die Eintrittsrückseite 50 des zweiten Zwischenstücks 40 ist demnach plan und verlängert die Eintrittsrückseite 32 des Frontteils 28, wie in 3 dargestellt, nach rechts.
Das Profil des zweiten Zwischenstücks 40 verändert sich im Querschnitt durch eine Vertikalebene entlang des Seitenteils 30 derart, dass die Breite des Kurvenlichtbündels Fv ausgehend von der Ruhestellung allmählich mit Zunahme des Schwenkwinkels av zunimmt.
Das zweite Zwischenstück 40 ist aus mehreren einzelnen Abschnitten 52 einer zylindrischen Linse gebildet, die in einer Horizontalebene bezüglich der Austrittsseite 34 des Frontteils 26 jeweils eine geneigte konvexe Austrittsseite 54 aufweisen.
Die Neigung der Austrittsseite 54 jedes einzelnen Abschnitts 52 ist derart, dass diese Austrittsseite 54 im Wesentlichen orthogonal zu dem zugeordneten Schwenkwinkel av, das heißt dem Auftreffwinkel der beweglichen optischen Achse D-D auf der Eintrittsseite 50 des einzelnen Abschnitts 52 ist.
In 3 wurde zum besseren Verständnis der Erfindung eine bestimmte Anzahl von einzelnen Abschnitten 52 dargestellt und die Größe der Verschiebung zwischen zwei aneinander grenzenden Austrittsflächen 54 grafisch übertrieben dargestellt, wodurch ein Sägezahnprofil entsteht. In Wirklichkeit sollte das Zwischenstück 40 besser mit einer unendlichen Anzahl von einzelnen Abschnitten 52 derart ausgeführt werden, dass sich der Wert der Neigung der Austrittsseiten 54 im Wesentlichen, wie in 3 dargestellt, kontinuierlich von links nach rechts verändert.
Das erste 38 und zweite 40 Zwischenstück bilden zwischen sich eine allgemein vertikale Stoßfläche 56, die einen bestimmten Schwenkwinkel av enthält.
Vorteilhafterweise wird das Linsenelement 26 durch das Gießen von zwei Teilen hergestellt, die beispielsweise durch Kleben miteinander verbunden werden. Ein erstes Teil wird von dem Frontteil 28 und dem zweiten Zwischenstück 40 gebildet, ein zweites Teil von dem Endstück 36 und dem ersten Zwischenstück 38.
Diese zweiteilige Ausführung erleichtert das Entformen und verringert so die Herstellungskosten des Linsenelements 26.
Allgemein ist festzustellen, dass das Seitenteil 30 des Linsenelements 26 eine Reihe von einzelnen optischen Achsen bildet, die sich bezüglich der Längsbezugsachse B-B allmählich nach rechts neigen, indem sie allgemein der Winkelveränderung der beweglichen optischen Achse D-D des Reflektors 20 folgen.
Vorteilhafterweise werden in geeigneten Bereichen der konvexen Fläche 48, 54 der Zwischenstücke 38, 40 des Seitenteils 30 des Linsenelements 26 Riffelungen 72 ausgeführt. Diese Riffelungen 72 ermöglichen es, den Strahlengang der Lichtstrahlen örtlich zu verändern, um die Lichtmenge im Kurvenlichtbündel Fv gleichmäßig und optimal zu verteilen.
Bei den Riffelungen 72 handelt es sich beispielsweise um Prismen oder Rillen, deren Form und Lage mit Hilfe einer Software berechnet werden.
Es wird nun die Abdeckkappe 24 beschrieben, die dazu vorgesehen ist, eine Hell-Dunkel-Grenze in dem von dem Zusatzscheinwerfer 18 erzeugten Lichtbündel zu bilden.
Die Abdeckkappe 24 dient dazu, ein Hindernis für die Lichtstrahlen zu bilden, die von dem Scheinwerfer 18 an der Vorderseite des Fahrzeugs 10 möglicherweise oberhalb der Horizontlinie ausgesandt werden.
Die Abdeckkappe 24 weist im Wesentlichen zwei identische, vertikale, rechteckige, parallele Platten 58, 60 auf, die hintereinander entlang der Längsachse B-B angeordnet und allgemein in Längsrichtung aneinander gereiht sind.
Jede Platte 58, 60 umfasst:

– ein Frontteil 62, das im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse B-B ist und allgemein in der Brennebene des Frontteils 28 des Linsenelements 26 angeordnet ist; und
– ein Seitenteil 64, das derart ausgebildet ist, dass es im Wesentlichen orthogonal zu wenigstens einer optischen Achse des Seitenteils 30 des Linsenelements 26 ist.

Das Seitenteil 64 bildet mit dem Frontteil 62 eine Kante 65 in Höhe des Schwenkwinkels av, der der Stoßfläche entspricht.
Das Seitenteil 64 weist hier einen ersten Abschnitt 66 auf, der sich von der Kante aus bis zur optischen Achse E-E des Endstücks 36 des Linsenelements 26 erstreckt und der im Wesentlichen parallel zur Eintrittsseite 44 des ersten Zwischenstücks 38 des Linsenelements 26 ist.
Das Seitenteil 64 weist einen zweiten Abschnitt 68 auf, der sich in 3 von der optischen Achse E-E des Endstücks 36 aus nach rechts erstreckt und bezüglich des Linsenelements 26 derart gebogen ist, dass das von diesem zweiten Abschnitt 68 gebildete Profil im Querschnitt durch eine Horizontalebene allgemein in der Brennebene des Endstücks 36 enthalten ist, das allgemein ein gebogenes Profil aufweist.
Die Verwendung von zwei parallelen Platten 58, 60 zur Herstellung der Abdeckkappe 24 dient dazu, der Abdeckkappe 24 eine gewisse Dicke zu verleihen, um die Schwankungen des Wertes der Brennweite in Abhängigkeit von der Winkelposition des Reflektors 20 auszugleichen.
Als (nicht dargestellte) Variante können die beiden Platten 58, 60 der Abdeckkappe 24 durch eine einzige, dickere Platte ersetzt werden.
Verwendet man nur eine Platte 58 mit geringer Dicke, so kann die Abbildung der vom oberen Rand der Abdeckkappe 24 gebildeten Hell-Dunkel-Grenze unscharf sein.
Vorteilhafterweise umfasst die Abdeckkappe 24 außerdem einen oberen Teil in Form einer zusätzlichen vertikalen, rechteckigen Platte 70, die hier in derselben Ebene wie das Frontteil 62 der hinteren Platte 58 über dieser angeordnet ist.
Der untere Rand der zusätzlichen Platte 70 begrenzt auf diese Weise mit dem oberen Rand des Frontteils 62 ein "Fenster" mit bestimmter Höhe für den Durchlass der von der Lichtquelle 22 ausgesandten Lichtstrahlen.
Die Funktion der zusätzlichen Platte 70 besteht darin, die Höhe des von dem Scheinwerfer 18 erzeugten Lichtbündels in Längsrichtung zu verringern. Insbesondere zielt die zusätzliche Platte 70 darauf ab, die Menge des nahen Lichts, das heißt das in der Nähe des Fahrzeugs 10 auf den Boden ausgesandte Licht zu verringern, wenn sich der Reflektor 20 in seiner Ruhestellung befindet und der Scheinwerfer 18 ein Autobahnlichtbündel Fa erzeugt.
Es wird nun die Funktion der Zusatzscheinwerfer 18 des Fahrzeugs 10 insbesondere mit Bezug auf 4 bis 6 beschrieben.
Die Schemata aus 4 bis 6 zeigen die Lichtmengenverteilung auf einem Schirm, der in einer Entfernung von fünfundzwanzig Metern vor dem Fahrzeug 10 platziert wurde.
Es ist anzumerken, dass die Zusatzscheinwerfer 18 für einen gleichzeitigen Betrieb mit den Abblendlichtscheinwerfern 16 des Fahrzeugs 10 vorgesehen sind. Es wird also davon ausgegangen, dass die Abblendlichtscheinwerfer 16 bei sämtlichen Beleuchtungsfunktionen eingeschaltet sind.
Fährt das Fahrzeug 10 im Wesentlichen geradeaus, befindet sich der Reflektor 20 in seiner Winkelruhestellung.
Fährt das Fahrzeug 10 auf einer Autobahn, sind die Zusatzscheinwerfer 18 der beiden Leuchteneinheiten 12, 14 ebenfalls eingeschaltet. Sie erzeugen in diesem Fall jeweils ein zusätzliches Lichtbündel oder Autobahnlicht Fa. Das von dem Zusatzscheinwerfer 18 der rechten Leuchteneinheit 14 erzeugte Autobahnlichtbündel Fa ist durch Isolux-Kennlinien in 4 dargestellt.
Bei Betrachtung von 4 ist festzustellen, dass das Lichtbündel Fa allgemein auf die vertikale Achse v'v zentriert ist und eine scharfe Hell-Dunkel-Grenze auf der horizontalen Achse h'h bildet.
Der maximale Ausleuchtungsbereich Zmax ist hier leicht auf die rechte Seite der vertikalen Achse v'v verschoben. Diese Verschiebung wird durch das von dem Zusatzscheinwerfer 18 der linken Leuchteneinheit 12 erzeugte (nicht dargestellte) Autobahnlichtbündel Fa ausgeglichen, dessen maximaler Ausleuchtungsbereich Zmax symmetrisch auf die linke Seite der vertikalen Achse v'v verschoben ist, so dass das durch die Überlagerung der Autobahnlichtbündel Fa der beiden Zusatzscheinwerfer 18 gebildete gesamte Autobahnlichtbündel Fa auf die vertikale Achse v'v zentriert ist.
Fährt das Fahrzeug 10 nicht auf einer Autobahn und fährt es zum Beispiel in eine Rechtskurve, so nimmt der Einschlagwinkel der Räder ausgehend von null zu. Der Zusatzscheinwerfer 18 der rechten Leuchteneinheit 14 ist eingeschaltet, und der Reflektor 20 wird proportional zum Einschlagwinkel geschwenkt und bildet auf diese Weise einen Schwenkwinkel av bezüglich der Längsbezugsachse B-B.
Das von dem Zusatzscheinwerfer 18 bei einem Schwenkwinkel av von ungefähr zwanzig Grad erzeugte Kurvenlichtbündel Fv20 ist durch die Isolux-Kennlinien in 5 dargestellt. Es ist anzumerken, dass in 5 die Achse v'v bezüglich der Längsachse B-B um zwanzig Grad nach rechts verschoben ist, während in 4 die Achse v'v senkrecht zur Längsachse B-B verläuft.
Es ist festzustellen, dass das Kurvenlichtbündel Fv20 in der Breite stärker aufgefächert wird als das Autobahnlichtbündel Fa, insbesondere auf der rechten Seite bezüglich der vertikalen Achse v'v, während der maximale Ausleuchtungsbereich Zmax allgemein auf die vertikale Achse v'v zentriert ist.
In vergleichbarer Weise ist das von dem Zusatzscheinwerfer 18 bei einem Schwenkwinkel av von ungefähr vierzig Grad erzeugte Kurvenlichtbündel Fv40 durch die Isolux-Kennlinien in 6 dargestellt, wobei die vertikale Achse v'v bezüglich der Längsachse B-B um vierzig Grad nach rechts verschoben ist.
Es ist hier eine noch stärkere Auffächerung des Lichtbündels Fv40 festzustellen, wobei der maximale Ausleuchtungsbereich Zmax bezüglich der vertikalen Achse v'v leicht nach links verschoben ist und das Lichtbündel Fv40 außerdem in der Höhe stärker aufgefächert ist.
7 zeigt schematisch die Funktionsweise des Zusatzscheinwerfers 18, wenn er ein Autobahnlichtbündel Fa erzeugt.
Es ist festzustellen, dass in einer durch die optischen Achsen des Linsenelements 26 verlaufenden Horizontalebene die von der Lichtquelle 22 zum Reflektor 20 ausgesandten Lichtstrahlen R1, R2 in einer zur Längsachse B-B im Wesentlichen parallelen Richtung zum Linsenelement 26 reflektiert werden, da der Reflektor 20 ein parabolisches Profil aufweist.
Die Strahlen R1, die die Rückseite 32 des Frontteils 28 erreichen, werden von dem Linsenelement 26 nicht abgelenkt.
Die Strahlen R2, die die Rückseite 46 des Seitenteils 30 erreichen, werden zur Längsachse B-B abgelenkt.
Gemäß einer in 8 dargestellten Ausführungsvariante der Erfindung ist das Frontteil 74 des Linsenelements 26 als halbe Kugellinse ausgebildet, und das Seitenteil 76 als halbzylindrische Linse.
Damit die Breite des Kurvenlichtbündels Fv mit dem Schwenkwinkel av zunimmt, muss bei einer solchen Form des Linsenelements 26 ein Reflektor 20 vorgesehen werden, dessen horizontale Erzeugende und vertikale Erzeugende im Wesentlichen elliptisch sind.
Auf diese Weise wird die Abbildung des Lichtbündels Fa in der Achse A-A des Fahrzeugs 10 optimiert, und die Abbildung des Kurvenlichtbündels Fv auf der Seite verteilt sich seitlich.
Die Funktionsweise des Scheinwerfers 18 gemäß dieser Ausführungsvariante ist in 8 dargestellt.
Es ist festzustellen, dass in einer durch die optischen Achsen des Linsenelements 26 verlaufenden Horizontalebene die von der Lichtquelle 22 zum Reflektor 20 ausgesandten Lichtstrahlen R3, R4 zum zweiten Brennpunkt der von dem Reflektor 20 gebildeten Ellipse reflektiert werden und dabei konvergieren, da der Reflektor 20 ein elliptisches Profil aufweist. Die Strahlen R3, R4 erreichen somit die Eintrittsrückseiten des Linsenelements 26 mit bestimmten Neigungswinkeln, so dass die Strahlen R3, R4 von dem Frontteil 74 und dem Seitenteil 76 des Linsenelements 26 zur Längsachse B-B abgelenkt werden.

Claims

Scheinwerfer (18) eines Kraftfahrzeugs (10), der dazu ausgeführt ist, wenigstens ein so genanntes Kurvenlichtbündel (Fv) zu erzeugen, um die Ausleuchtung bei Einfahrt des Fahrzeugs (10) in eine Kurve zu verbessern, des Typs mit einem optischen System, das allgemein entlang einer horizontalen Längsbezugsachse (B-B) von hinten nach vorne angeordnet einen Ellipsoidreflektor (20), eine in der Nähe eines ersten Brennpunkts des Reflektors (20) angeordnete Lichtquelle (22) und ein Sammellinsenelement (26) aufweist, des Typs, bei dem wenigstens der Reflektor (20) und die Lichtquelle (22) bezüglich eines feststehenden Halters des Fahrzeugs (10) in Abhängigkeit vom Einschlagwinkel der Vorderräder des Fahrzeugs (10) um eine im Wesentlichen vertikale Achse (C-C) schwenkbar angebracht sind, wobei auf diese Weise eine bezüglich der Längsachse (B-B) bewegliche optische Achse (D-D) gebildet wird, wobei das Linsenelement (26) bezüglich des Halters feststehend ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Linsenelement (26) ein sogenanntes Seitenteil (30) umfasst, das neben der Längsachse (B-B) in einem Winkelbereich angeordnet ist, der durch die bewegliche optische Achse (D-D) überstrichen werden kann, und so ausgeführt ist, dass eine Veränderung des Kurvenlichtbündels (Fv) in Abhängigkeit vom Schwenkwinkel (av) bewirkt wird, den die bewegliche optische Achse mit der Längsachse (B-B) bildet.
Scheinwerfer (18) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Linsenelement (26) ein an das Seitenteil (30) angrenzendes Frontteil (28) umfasst, dessen optische Achse im Wesentlichen parallel zur Längsachse (B-B) ist und dessen Brennebene in der Nähe des zweiten Brennpunkts des Reflektors (20) angeordnet ist, wenn sich der Reflektor (20) in seiner Winkelruhestellung befindet, in der die bewegliche optische Achse (D-D) im Wesentlichen mit der Längsachse (B-B) zusammenfällt, so dass der Scheinwerfer (18) wenigstens ein zusätzliches vorschriftsmäßiges Lichtbündel, zum Beispiel ein Lichtbündel (Fa) für Fahrten auf Autobahnen bilden kann, wenn sich der Reflektor (20) in seiner Ruhestellung befindet.
Scheinwerfer (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenteil (30) des Linsenelements (26) ein Seitenendstück (36) aufweist, dessen optische Achse (E-E) mit der Längsachse (B-B) einen bestimmten Winkel bildet, der im Wesentlichen dem größten Schwenkwinkel (av_max) entspricht.
Scheinwerfer (18) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenteil (30) des Linsenelements (26) wenigstens ein Zwischenstück (38, 40) aufweist, das an das Seitenendstück (36) angrenzt und dessen im Querschnitt durch eine Vertikalebene konvexes Profil sich entlang des Seitenteils (30) derart verändert, dass die Breite des Kurvenlichtbündels (Fv) ausgehend von der Ruhestellung allmählich mit der Zunahme des Schwenkwinkels (av) zunimmt.
Scheinwerfer (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Frontteil (28) des Linsenelements (26) eine halbzylindrische Linse mit einer im Wesentlichen horizontalen Achse ist, und das Seitenendstück (36) des Seitenteils (30) ein Stück einer Kugellinse ist.
Scheinwerfer (18) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (20) eine im Wesentlichen parabolische horizontale Erzeugende und eine im Wesentlichen elliptische vertikale Erzeugende aufweist.
Scheinwerfer (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Frontteil (28) des Linsenelements (26) ein Stück einer Kugellinse ist, und das Seitenendstück (36) des Seitenteils (30) eine halbzylindrische Linse mit im Wesentlichen horizontaler Achse ist.
Scheinwerfer (18) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass er eine feststehende Abdeckkappe (24) aufweist, die zwischen dem Reflektor (20) und dem Linsenelement (26) in Längsrichtung angeordnet ist und die – ein Frontteil (62), das im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse (B-B) ist und allgemein in der Brennebene des Frontteils (28) des Linsenelements (26) angeordnet ist; und – ein Seitenteil (64), das derart ausgebildet ist, dass es im Wesentlichen orthogonal zu wenigstens einer optischen Achse (E-E) des Seitenteils (30) des Linsenelements (26) ist, umfasst.
Scheinwerfer (18) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckkappe (24) einen oberen Teil (70) umfasst, der allgemein in der Brennebene des Frontteils (28, 74) des Linsenelements (26) angeordnet ist und mit dem Frontteil (62) der Abdeckkappe (24) ein Durchlassfenster für die Lichtstrahlen derart begrenzt, dass das vom Scheinwerfer (18) auf die Fahrbahn ausgesandte nahe Licht verringert wird, wenn sich der Reflektor (20) in seiner Winkelruhestellung befindet.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Frontteil (62) und das Seitenteil (64) der Abdeckkappe (24) jeweils aus zwei allgemein rechteckigen und zueinander parallelen Platten (58, 60) gebildet sind, die in Längsrichtung aneinander gereiht sind.