DE69308083T2

DE69308083T2 - Kfz-Scheinwerfer mit einer Zweifaden-Glühlampe zur selektiven Erzeugung von Nebel- und Fernlicht

Info

Publication number: DE69308083T2
Application number: DE69308083T
Authority: DE
Inventors: Norbert Brun; Francois Lopez; Etienne Pauty
Original assignee: Valeo Vision SAS
Current assignee: Valeo Vision SAS
Priority date: 1992-07-30
Filing date: 1993-07-29
Publication date: 1997-07-10
Anticipated expiration: 2013-07-30
Also published as: JPH06187806A; EP0581679B1; DE69308083D1; FR2694373B1; JP3448828B2; ES2099922T3; FR2694373A1; EP0581679A1; US5544021A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei sie insbesondere einen Scheinwerfer in der Ausführung mit einer Zweifadenlampe betrifft, etwa mit einer genormten Lampe des Typs "H4", sowie mit einem Reflektor, der für das Zusammenwirken mit einem der beiden Glühfäden konzipiert ist, um zwei Lichtbündel mit bestimmten Gestaltungen zu erzeugen, und mit einer Streuscheibe.
Es ist bereits bekannt, eine Lampe des Typs "H4" oder ähnlichen Typs zu verwenden, um in ein und demselben Scheinwerfer durch elektrisches Umschalten der Stromversorgung der Glühfäden ein Fernlichtbündel und ein Nebellichtbündel zu erzeugen. In diesem Zusammenhang sei daran erinnert, daß die normale Zweckbestimmung einer H4-Lampe darin besteht, die Voraussetzungen dafür zu schaffen, daß ein Scheinwerfer, der mit einer solchen Lampe in Verbindung mit einem parabolischen Reflektor ausgerüstet ist, wahlweise ein Abblendlichtbündel mit einer Hell-Dunkel-Grenze, die als europäische Hell-Dunkel-Grenze bezeichnet wird und ein abgeflachtes "V"-förmiges Profil aufweist, und ein Fernlichtbündel zu erzeugen. Dazu enthält die H4-Lampe zwei axiale Glühfäden, von denen einer - der vorn angeordnete Glühfaden - mit einer Abdeckkappe versehen ist. Der Glühfaden mit Abdeckkappe wirkt mit einem parabolischen Reflektor zusammen, um das Abbendlichtbündel zu erzeugen, dessen Hell-Dunkel-Grenze durch die Geometrie der Abdeckkappe bestimmt wird. Die Anordnung des vorderen Glühfadens F und der Abdeckkappe C wird in Figur 1a der Zeichnungen dargestellt. Der Winkel α bestimmt den Seitenwinkel des geneigten Teils der Hell-Dunkel-Grenze, wie dies in Figur 2a angedeutet wird.
Ein Fernlicht-/Nebelscheinwerfer der genannten Art umfaßt herkömmlicherweise die vorerwähnte "H4"-Lampe, einen Reflektor und eine Streuscheibe. In diesem Fall ist die Lampe nicht in der für einen Abblendlicht-/ Fernlichtscheinwerfer empfohlenen Weise angeordnet, sondern aus weiter unten erläuterten Symmetriegründen winklig um einen Wert gleich α/2 versetzt. Die Position des vorderen Glühfadens F und der Abdeckkappe C wird in Figur 1b veranschaulicht.
In einer ersten bekannten Form besteht der Reflektor aus zwei Halbparaboloiden, deren Grenze eine horizontale Ebene ist, die durch die optische Achse verläuft, wobei diese beiden Halbparaboloiden auf den Glühfaden mit Abdeckkappe und auf den Glühfaden ohne Abdeckkappe fokussiert sind, um das Nebellichtbündel bzw. das Fernlichtbündel zu bilden.
Ein Nachteil dieses bekannten Scheinwerfers besteht darin, daß im Reflektor ein Absatz zwischen seiner oberen und unteren Oberfläche existiert, wobei dieser Absatz einerseits optische Störungen in den erzeugten Lichtbündeln und andererseits Schwierigkeiten bei der Herstellung des Reflektors durch Tiefziehen von Blech oder durch Formpressen von Kunststoff verursacht, einschließlich Schwierigkeiten bei der Lackierung seiner reflektierenden Oberfläche.
Eine andere bekannte Lösung zur Ausführung des Reflektors besteht darin, ein einziges Paraboloid zu verwenden, das auf den Glühfad mit Abdeckkappe fokussiert ist. Diese Lösung könnte zwar die vorerwähnten Nachteile beseitigen; um dem Fernlichtbündel eine korrekte Bündelung entlang der optischen Achse zu verleihen, erweist es sich jedoch als notwendig, den Reflektor mit einem System von Prismen auszurüsten, deren Aufgabe darin besteht, eine korrekte Refokussierung des Fernlichtbündels sicherzustellen.
Schließlich und vor allem besteht ein beiden bekannten Lösungen gemeinsamer Nachteil darin, daß es nicht möglich ist, ein Nebellichtbündel mit horizontaler Hell-Dunkel-Grenze zu erzielen, wie dies allgemein gewünscht wird. Genauer gesagt: Schon aufgrund der Konzeption der Abdeckkappe, die sich nur über einen Winkel von 75º um den entsprechenden Glühfaden erstreckt, weist das gebildete Nebellichtbündel eine symmetrische "V"-förmige Hell-Dunkel-Grenze auf, wobei eine erhebliche Lichtmenge oberhalb der Horizontalen abgestrahlt wird. Die allgemeine Form des erzeugten Lichtbündels wird in Figur 2b veranschaulicht.
Aus der DE-A-3 533 117 ist desweiteren ein Scheinwerfer nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt.
Bei diesem bekannten Scheinwerfer ist der erste Bereich des Spiegels jedoch eine elliptische Parabel, dessen Achse nach unten geneigt ist, während der zweite Bereich des Spiegels eine Parabel mit horizontaler Achse ist.
Daraus folgt, daß diese beiden Bereiche sich auf keinen Fall kontinuierlich aneinander anschließen können, wobei der vorerwähnte Nachteil nicht entfällt.
Der Zweck der Erfindung besteht darin, die Nachteile nach dem bisherigen Stand der Technik zu beseitigen.
Dazu bezieht sie sich auf einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wie er in Anspruch 1 definiert wird.
Weitere Merkmale, Ziele und Aufgaben der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung, die als Beispiel und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen angeführt wird, auf denen folgendes dargestellt ist:
- Die Figuren 1a und 1b zeigen schematische Vorderansichten der Glühfäden mit Abdeckkappe einer H4- Lampe in einer herkömmlichen Position für Abblendlicht-/Fernlichtscheinwerfer bzw. für Nebel-/Fernlichtscheinwerfer.
- Die Figuren 2a und 2b veranschaulichen schematisch die Umrisse der Abblendlicht- und Nebellichtbündel von Scheinwerfern mit Lampen, die entsprechend den Figuren 1a bzw. 2a angeordnet sind.
- Figur 3 zeigt eine Vorderansicht einer Baueinheit aus Lampe und Reflektor eines Nebel-/Fernlichtscheinwerf ers nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
- Figur 4 zeigt eine axiale Vertikalschnittansicht des Scheinwerfers von Figur 3.
- Figur 5 zeigt eine axiale Horizontalschnittansicht des Scheinwerfers der Figuren 3 und 4.
Vorausschickend ist darauf hinzuweisen, daß in den Figuren 3 bis 5 die Größe der Glühfäden und dementsprechend die Neigungen der erzeugten oder reflektierten Lichtstrahlen zu Verdeutlichungszwecken vergrößert dargestellt werden.
In den Figuren 3 bis 5 ist ein Nebel-/Fernlichtscheinwerfer für Kraftfahrzeuge dargestellt, der eine Lampe 10, einen Reflektor 20 und ein (nicht dargestellte) frontseitige Streuscheibe umfaßt.
Bei der Lampe handelt es sich im vorliegenden Fall um eine genormte sogenannte H4-Lampe, die einen ersten Glühfaden 11 mit einer Abdeckkappe 11a und einen zweiten Glühfaden 12 ohne eine solche Abdeckkappe umfaßt. Der Glühfaden mit Abdeckkappe 11 ist vor dem Glühfaden 12 angeordnet, wobei die beiden Glühfäden allgemein zylindrisch mit Achsen ausgeführt sind, die jeweils parallel zu einer mit Ox bezeichneten optischen Achse des Scheinwerfers verlaufen. Außerdem sind diese beiden Glühfäden in der Höhe zueiander versetzt, wobei der Gühfaden 11 unmittelbar oberhalb von Ox, tangential zu dieser Achse, angeordnet ist, während sich der Glühfaden 12 vollständig unterhalb von Ox befindet.
Im übrigen ist die Lampe 10 so ausgerichtet, daß die Abdeckkappe 11a, wie in Figur 1b dargestellt, angeordnet ist, das heißt, so daß sie das Licht symmetrisch beidseitig auf einer Winkelausdehnung von 97,5º, bezogen auf eine im Verhältnis zum Glühfaden nach oben gerichtete Vertikale, durchläßt.
Der Reflektor 20 ist beispielsweise als Formteil aus Kunststoff ausgeführt und umfaßt eine reflektierende Oberfläche, die im dargestellten Beispiel zwei Bereiche 20a und 20b enthält, die beispielsweise durch zwei geneigte Halbebenen voneinander getrennt sind, wie dies weiter unten erläutert wird.
Die reflektierende Oberfläche jedes Bereichs wird beispielsweise durch ein kartesianisches Koordinatensystem (O, x, y, z) definiert, wobei O dem Boden des Reflektors entspricht, Ox die optische Achse bildet, Oy eine horizontale Richtung senkrecht zur optischen Achse und Oz die vertikale Richtung darstellt.
Die obere Fläche 20a des Reflektors das Zusammenwirken mit dem Glühfaden mit Abdeckkappe 11 vorgesehen, um ein Nebellichtbündel zu erzeugen. Auf besonders bevorzugte Weise ist die Fläche 20a entsprechend den Lehren der Patentanmeldung FR-A-2 536 503 ausgeführt, und zwar insbesondere entsprechend der Gleichung, die auf Seite 4 der Beschreibung der vorgenannten Patentanmeldung angeführt wird.
An dieser Stelle sei lediglich darauf hingewiesen, daß eine solche Fläche, die mathematisch durch eine Gleichung mit den Koordinaten (x, y, z) definiert werden kann, bei der insbesondere die Position, der Durchmesser und die Länge des Glühfadens 11 sowie ein mit Fa bezeichneter Basisbrennpunkt vorkommen, die Erzeugung von Bildern des Glühfadens 11 ermöglicht, die sich alle unterhalb einer horizontalen Hell-Dunkel- Grenze befinden, wobei eine optimale Ausführungsform dieser Fläche die Erzeugung von Bildern ermöglicht, deren höchste Punkte alle in der Nähe dieser Hell- Dunkel-Grenze angeordnet sind.
Der an sich ebenfalls herkömmliche Basisbrennpunkt Fa befindet sich auf der Achse Ox vorzugsweise in der Nähe des Glühfadens 11 entlang der Richtung dieser Achse.
Die Ausdehnung der Teilfläche 20a entspricht vorzugsweise wenigstens annähernd der Ausdehnung, die durch die vom Glühfaden mit Abdeckkappe 11 ausgehende Strahlung abgedeckt wird. Konkret wird dieser Bereich 20a durch zwei Halbebenen P2 und P2 begrenzt, die durch die optische Achse Ox hindurchgehen und symmetrisch um einen Winkel von 7,5º unterhalb der Horizontalen in übereinstimmung mit der Anordnung der Abdeckkappe 11a geneigt sind.
Wenn daher der vordere Glühfaden 11 eingeschaltet ist, bildet die Bauemheit aus Lampe und Reflektor ein Lichtbündel, das durch eine horizontale Hell-Dunkel- Grenze begrenzt ist. Die Streuscheibe 30 enthält dabei, auf nicht dargestellte, aber an sich herkömmliche Weise, Prismen und/oder Rillen, deren Aufgabe darin besteht, das vom Reflektor kommende Licht horizontal zu streuen, so daß ein Nebellichtbündel mit geeigneter Ausbreitung entsteht.
Außerdem kann es - insbesondere wenn der Übergang zwischen den Bereichen 20a und 20b nicht entlang den Ebenen P2 und P2, sondern entlang der horizontalen Ebene xOy erfolgt - vorkommen, daß das Licht oberhalb der angestrebten horizontalen Hell-Dunkel-Grenze durch die Teile des Bereichs 20a abgestrahlt wird, die zwischen der Ebene xOy und den Ebenen P1 und P2 liegen. In diesem Fall werden in entsprechenden Bereichen der Streuscheibe Prismen oder ähnliche Elemente vorgesehen, um dieses Licht zumindest bis zur Horizontalen nach unten abzulenken.
Aufgrund der geringen Neigung der Übergangsebenen P1 und P2 wird im folgenden, in einer ersten Annäherung, davon ausgegangen, daß der Abschnitt der Fläche 20a in diesen Ebenen eine auf den Brennpunkt Fa fokussierte Parabel ist.
Im vorliegenden Beispiel umfaßt der Bereich 20b des Reflektors eine Fläche der gleichen Art wie der Bereich 20a, welche die gleiche horizontale Erzeugende aufweist, deren Basisbrennweite, die einen Basisbrennpunkt Fb bestimmt, sich jedoch von der des Bereichs 20a unterscheidet. Der Basisbrennpunkt Fb befindet sich beispielsweise auf der optischen Achse Ox in der Nähe des Glühfadens 12.
Dadurch erhält man eine reflektierende Oberfläche, die praktisch keinen Sprung (Absatz) und keine Steigungsunterbrechung in Höhe des Übergangs in P1 und P2 zwischen den Bereichen 20a und 20b aufweist.
Die Bereiche 20a und 20b sind beide der Stahlung ausgesetzt, die vom hinteren Glühfaden 12 ausgeht, um ein Fernlichtbündel zu erzeugen.
Ein erfindungsgemäßer Scheinwerfer kann daher anhand einer genormten Lampe des Typs "H4" oder ähnlichen Typs mit einem Reflektor in geeigneter Bauweise wahlweise ein Nebellichtbündel erzeugen, dessen Hell- Dunkel-Grenze nicht mehr durch die Geometrie der Abdeckkappe 11a bestimmt ist und die folglich dank der vorstehend dargelegten Merkmale horizontal verlaufen kann.
Im einzelnen ist festzustellen, daß im Gegensatz zur Vorgehensweise nach dem Stand der Technik, bei der die mit dem Glühfaden 11 verbundene Abdeckkappe 11a eine entscheidende Rolle für die Bildung der Hell-Dunkel- Grenze des Nebellichtbündels spielte, die Abdeckkappe 11a hier keinen Einfluß auf die Gestaltung dieser Hell-Dunkel-Grenze hat, da die Fläche 20a des Reflektors 20 allein ausreicht, um diese Hell-Dunkel-Grenze durch eine geeignete Positionierung der geschaffenen Bilder zu erzeugen. Die einzige Aufgabe der Abdeckkappe 11a besteht folglich darin, zu verhindern, daß die vom Glühfaden 11 kommende Strahlung zu Teilen der reflektierenden Oberfläche (im dargestellten Beispiel zum Bereich 20b) verläuft, die nicht in der Lage sind, selbst eine bestimmte Hell-Dunkel-Grenze zu erzeugen.

Claims

1. Kraftfahrzeugscheinwerfer, umfassend eine zweifadenlampe (10), bei der ein erster Glühfaden (11) mit einer Abdeckkappe (11a) versehen ist, um das Licht nur auf einer gegebenen Winkelausdehnung durchzulassen, und bei der ein zweiter Glühfaden (12) nicht mit einer solchen Abdeckkappe versehen ist, einen Reflektor (20), der mit einem der beiden Glühfäden zusammenwirken kann, um ein Nebellichtbündel bzw. ein Fernlichtbündel zu erzeugen, und eine Streuscheibe, wobei der Reflektor eine reflektierende Oberfläche enthält, mit einem ersten Bereich (20a), dessen Ausdehnung wenigstens annähernd der besagten gegebenen Winkelausdehnung entspricht und dessen Form so gestaltet ist, daß er selbsttätig Bilder des ersten Glühfadens erzeugt, deren Punkte alle unterhalb einer allgemein horizontal ausgerichteten Hell-Dunkel-Grenze angeordnet sind, und mit einem zweiten Bereich (20a), wobei der besagte erste und zweite Bereich mit dem zweiten Glühfaden zusammenwirken, um das Fernlichtbündel zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich und der zweite Bereich in etwa die gleiche Querschnittform in Übergangsebenen zwischen den besagten Bereichen aufweisen.

2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des ersten Bereichs (20a) so gestaltet ist, daß die höchsten Punkte der Bilder des ersten Glühfadens (11) alle in der Nähe der besagten allgemein horizontal ausgerichteten Hell-Dunkel-grenze angeordnet sind.

3. Scheinwerfer nach einem der Anspruche 1 und 2, wobei die Abdeckkappe (11a) symmetrisch im Verhältnis zu einer axialen Vertikalebene des Scheinwerfers ausgerichtet ist, um eine gegebene Winkelausdehnung zu definieren, die im wesentlichen durch zwei Halbebenen (P2, P2) begrenzt wird, die durch die optische Achse (Ox) des Scheinwerfers verlaufen und um einen niedrigen Wert (α/2) unterhalb der Horizontalen geneigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang zwischen dem ersten und zweiten Bereich (20a, 20b) der reflektierenden Oberfläche in den besagten Ebenen erfolgt.

4. Scheinwerfer nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß der besagte erste Bereich (20a) einen ersten Basisbrennpunkt (Fa) aufweist, der sich in der Nähe des ersten Glühfadens (11) befindet, und daß der zweite Bereich (20b) einen zweiten Basisbrennpunkt (Fb) aufweist, der in einem Abstand von dem besagten ersten Basisbrennpunkt angeordnet ist.

5. Scheinwerfer nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Basisbrennpunkt (Fb) hinter dem ersten Basisbrennpunkt (Fa) angeordnet ist.