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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kraftfahrzeugscheinwerfer.
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Ein
Scheinwerfer umfasst herkömmlicherweise
eine Glüh-
oder Bogenlampe, deren Lichtquelle in einem Brennpunktbereich eines
Reflektors angeordnet ist, bei dem es sich um einen Rotationsparaboloid
oder jede andere Fläche
handeln kann, die, eventuell in Kombination mit auf einer Scheibe
vorgesehenen optischen Einrichtungen, ein Lichtbündel mit der gewünschten
Lichtverteilung zu erzeugen vermag.
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Seit
einigen Jahren ist insbesondere mit den auf dem Gebiet der Aerodynamik
erzielten Fortschritten bei den Karosserien ein Trend zu beobachten, Scheinwerfer
mit geringer Höhe
auszuführen,
deren reflektierende Oberfläche
in diesem Fall durch eine obere und untere Wandung begrenzt ist.
Um zu verhindern, dass diese Wandungen störendes Licht zur Außenseite
des Scheinwerfers reflektieren, wird üblicherweise, der Lampe eine
Blende, eine Abdeckung oder ein Abschatter zugeordnet, wodurch verhindert wird,
dass das von der Lichtquelle ausgesandte Licht diese Wandungen erreicht;
bekannt ist ebenfalls, diese Wandungen mit einer Licht absorbierenden
Substanz zu überziehen,
etwa einer schwarzen, matten Farbe, wenngleich diese Lösung Probleme
hinsichtlich des Erscheinungsbilds aufwerfen kann.
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Ferner
ist es bekannt, diese Wandungen so auszulegen, dass sie keine Strahlung
verursachen, die die Fahrer entgegenkommender Fahrzeuge blenden
könnte,
oder auch so, dass sie die von der Lichtquelle zu den Wandungen
emittierte Strahlung in zweckmäßiger Weise
zu erfassen vermögen,
um sie insbesondere zu dieser Lichtquelle zu reflektieren.
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Manchmal
kann der Reflektor eines Scheinwerfers auch seitliche Wandungen
umfassen, insbesondere wenn der Reflektor in senkrechter Richtung eine
lang gestreckte Form hat – wenngleich
sich dieser Scheinwerfertyp nicht verbreitet hat, da eine derart
längliche
Form in senkrechter Richtung die Bildung eines Lichtbündels mit
einer zufriedenstellenden Lichtverteilung und insbesondere einer
geringeren Dicke nicht gerade begünstigt.
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In
diesem Fall ist es ebenfalls notwendig, nach dem Vorbild der bekannten
Lösungen
für waagerecht
verlängerte
Scheinwerfer, Mittel vorzusehen, damit diese seitlichen Wandungen
kein störendes Licht
zur Außenseite
des Fahrzeugs reflektieren, wobei der gesamte von der Lichtquelle
zu diesen Wandungen ausgesandte Lichtstrom in jedem Fall verloren
geht.
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Um
die Lichtleistung bei einem derartigen Scheinwerfer zu verbessern,
wurde in der Vergangenheit bereits versucht, einen Scheinwerfer
auszuführen,
dessen Reflektor von seitlichen Wandungen begrenzt ist und bei dem
diese Wandungen das von der Lichtquelle ausgesandte Licht zu reflektieren
vermögen,
damit es an dem Lichtbündel
mitwirkt.
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In
diesem Fall waren diese Wandungen jedoch eben und nicht in der Lage,
die Abbildungen der Lichtquelle im Lichtbündel korrekt zu positionieren. Es
handelte sich eher darum, das Licht im gesamten Vorfeld des Fahrzeugs
zu verteilen, ohne dass im Übrigen
nachgewiesen ist, dass dadurch der Sichtkomfort erhöht wurde.
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Aus
dem Dokument FR-A-2 639 295 ist ferner ein Scheinwerfer gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 bekannt, dessen Reflektor zwei seitliche Wandungen
in Form parabolischer Zylinder aufweist, die dazu bestimmt sind,
die von der Lichtquelle ausgesandte Strahlung zu reflektieren, um
seitlich stark abgelenkte Lichtbündelteile
zu erzeugen.
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Da
der Reflektorboden jedoch vorgegebenermaßen ein auf die Umgebung der
Lichtquelle fokussiertes Rotationsparaboloid ist, wird dieser Boden somit
einen ersten, stark konzentrierten Lichtbündelteil in der Straßenachse
erzeugen und werden die Wandungen von dem ersten Lichtbündelteil
seitlich sehr weit entfernte zweite und dritte Lichtbündelteile erzeugen,
während
die Zwischenräume
zwischen dem ersten und dem zweiten und dritten Lichtbündelteil
im Wesentlichen frei von Licht sein werden. Es muss also eine Scheibe
mit Einrichtungen verwendet werden, die dazu bestimmt sind, ein
homogenes Lichtbündel
zu erzeugen. Es ist jedoch zu befürchten, dass diese der Scheibe übertragene
Aufgabe praktisch nicht erfüllt
werden kann, da die Winkelabweichung zwischen den einzelnen Lichtbündelteilen
vor der Scheibe beträchtlich
ist.
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Schließlich ist
aus der FR-A-2 639 294 ein Scheinwerfer bekannt, dessen Reflektor
Wandungen aufweist, die über
verhältnismäßig schmalen
Lichtbündelteilen
breitere Lichtbündelteile
anzuordnen vermögen,
die jedoch an dem Lichtbündel
auf seiner gesamten seitlichen Erstreckung mitwirken.
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So
tragen diese Wandungen dazu bei, das Licht in der Straßenachse
zu verstärken,
auf Kosten der zu den Seiten emittierten Lichtmenge, während die
Böden der
modernen Reflektoren gerade in der Achse eine ausreichende Lichtmenge
zu erzeugen vermögen
und es im Gegenteil darum geht, das Licht in Richtung der Straßenränder zu
verstärken.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist es, die Einschränkungen des Stands der Technik
zu beheben. Sie zielt also darauf ab, die seitlichen Wandungen eines
Scheinwerferreflektors zu nutzen, um das vom Reflektorboden erzeugte
Lichtbündel
auf sehr zweckmäßige Weise
zu ergänzen,
das heißt
die photometrischen Eigenschaften dieses Lichtbündels zu verbessern und gleichzeitig
eine glatte oder sehr gering lichtablenkende Scheibe verwenden zu
können,
ohne dass hierbei Probleme hinsichtlich der Homogenität des Lichtbündels auftreten.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die seitlichen Wandungen
des Reflektors zu nutzen, um das Licht zu den Seiten hin zu verstärken, ohne
die Lichtmenge in der Achse unnötigerweise
zu erhöhen,
und dabei gleichzeitig eine Blendung anderer Fahrzeuge zu verhindern.
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Die
vorliegende Erfindung schlägt
daher einen Kraftfahrzeugscheinwerfer gemäß Anspruch 1 vor. Er umfasst
eine mit einem Reflektor zusammenwirkende Lichtquelle und eine Scheibe,
wobei der Reflektor einen Boden und wenigstens eine seitliche Wandung
umfasst, die der von der Lichtquelle ausgesandten Strahlung ausgesetzt
ist, wobei wenigstens eine der Wandungen in wenigstens einem Bereich das
Licht zu reflektieren vermag, um das durch den Reflektorboden erzeugte
Lichtbündel
in kontinuierlichem Verlauf seitlich zu verlängern, ohne dabei das Lichtbündel in
der Strassenachse wesentlich zu verstärken, dadurch gekennzeichnet,
dass die Scheibe glatt oder sehr gering lichtablenkend ist, wobei
die Wandung oder wenigstens eine der Wandungen eine reflektierende
Oberfläche
aufweist, die alle Abbildungen der Lichtquelle so zu positionieren
vermag, dass diese unterhalb einer vorbestimmten Hell-Dunkel-Grenze des
vom Scheinwerfer ausgesandten Lichtbündels liegen.
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Bevorzugte,
aber nicht einschränkende Merkmale
des erfindungsgemäßen Scheinwerfers sind
die Folgenden:
- – Die Abbildungen der Lichtquelle,
die durch die Wandung oder wenigstens eine der Wandungen erzeugt
werden, haben ihre höchsten
Punkte im Wesentlichen auf der Hell-Dunkel-Grenze aufgereiht.
- – Die
Lichtquelle ist länglich
und im Wesentlichen waagerecht und quer zur optischen Achse des Reflektors
ausgerichtet, und die Wandung oder wenigstens eine der Wandungen
weist ein vertikales Profil auf, das durch zwei Parabolhälften, ei ner oberen
und einer unteren, gebildet ist, deren Brennweiten sich voneinander
dahingehend unterscheiden, dass die jeweiligen Brennlinien in der Nähe des Endes
der Lichtquelle nahe der seitlichen Wandung und des von der seitlichen
Wandung entfernten Endes der Lichtquelle verlaufen.
- – Die
Lichtquelle ist länglich
und im Wesentlichen entlang der optischen Achse des Reflektors ausgerichtet,
und die Wandung oder wenigstens eine der Wandungen weist ein Profil
auf, derart, dass ein durch einen Rand der Lichtquelle tangential emittierter
Lichtstrahl in eine im Wesentlichen horizontale Ebene reflektiert
wird, wobei die durch den restlichen Teil der Lichtquelle emittierten Lichtstrahlen
bezüglich
der horizontalen Ebene nach unten geneigt reflektiert werden.
- – Die
Wandung oder wenigstens eine der Wandungen weist ein allgemein parabolförmiges vertikales
Profil auf, dessen Brennweite derart ist, dass die Brennlinie der
seitlichen Wandung in der Nähe
der Lichtquelle verläuft.
- – Die
Achse der genannten Parabel ist solchermaßen nach unten gekippt, dass
das von der Wandung oder wenigstens einer der Wandungen erzeugte
Licht nach unten abgelenkt wird.
- – Die
Wandung hat eine zylindrische Form.
- – Die
reflektierende Oberfläche
der Wandung oder wenigstens einer der Wandungen ist durch eine Vielzahl
versetzter Stufen gebildet, wobei die Wandung einen vertikalen Abschnitt
allgemein in Form einer senkrechten Geraden aufweist.
- – Die
Höhe des
Bodens des Reflektors ist größer als
dessen Breite.
- – Die
oder jede Wandung des Reflektors ist separat vom Boden ausgeführt und
auf den Boden aufgesetzt.
- – Der
horizontale Abschnitt der oder jeder Wandung ist bezüglich einer
optischen Achse des Bodens des Reflektors nach außen geneigt.
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Weitere
Merkmale, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen
der Erfindung, die beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
angeführt
ist, in denen:
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1 eine
Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Scheinwerferreflektors
und der zugehörigen
Lichtquelle ist,
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2 ein
horizontaler Axialschnitt des Reflektors und der Lichtquelle aus 1 ist,
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3 ein
vertikaler Axialschnitt des Reflektors und der Lichtquelle aus 1 und 2 ist,
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4 eine
Schnittansicht entlang der Linie IV-IV des Reflektors aus 2 ist,
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5 eine
Schnittansicht einer Ausführungsvariante
des Reflektors entlang derselben Linie ist,
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6 und 7 den
Verlauf der von einem Wandungsbereich des Reflektors erzeugten Lichtbündelteile
als Gruppen von Isocandelakurven zeigen,
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8 und 9 den
Verlauf von zwei gemäß der vorliegenden
Erfindung erhaltenen europäischen
Abblendlichtbündeln
in Form von Isocandelakurven zeigen,
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10 ein
vertikaler Axialschnitt ist, der ein Profil zeigt, das zum Ausführen des
Bodens oder der Wandungen des Reflektors eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers
verwendet werden kann, und
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11 eine
Vorderansicht ist, die eine mögliche
Ausführung
des Bodenbereichs des Reflektors eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers
zeigt.
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Unter
Bezugnahme auf zunächst 1 bis 3 ist
ein Teil eines Kraftfahrzeugscheinwerfers dargestellt, der eine
Lichtquelle 10, einen Reflektor 20 zum Bilden eines Lichtbündels und
eine (nicht dargestellte) Abdeckscheibe sowie gegebenenfalls ein Gehäuse und
verschiedene Befestigungs- und Stellorgane umfasst, mit denen ein
derartiger Scheinwerfer üblicherweise
ausgestattet ist.
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Die
Lichtquelle 10 ist vorzugsweise waagerecht und quer zur
optischen Achse y-y des Reflektors ausgerichtet. Sie kann durch
die Glühwendel
einer am Grund des Reflektors angebrachten Lampe mit Transversalwendel,
etwa einer genormten "H3"-Lampe, oder durch
die Glühwendel
einer Lampe mit Axialwendel, insbesondere vom Typ "H1" oder "H7", die parallel zur
horizontalen Querrichtung x-x im Reflektor angebracht ist, gebildet
sein. Es kann sich auch um den Lichtbogen einer Entladungslampe handeln.
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Der
Reflektor 20 weist vorzugsweise eine Höhe auf, die gleich oder größer als
seine Breite ist, und umfasst einen Bodenbereich 21 und
zwei seitliche Wandungen 22 und 23, die den Bodenbereich
an seinen Seitenrändern
begrenzen.
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Die
reflektierende Oberfläche
des Bodenbereichs 21, für
die im Folgenden mehrere Beispiele beschrieben werden, vermag eigenständig ein
Lichtbündel
zu erzeugen, das gegebenenfalls von einer oberen Hell-Dunkel-Grenze
begrenzt ist. Es kann sich typischerweise um ein Nebellicht mit
horizontaler Hell-Dunkel-Grenze, um ein "europäisches" Abblendlicht mit einer zur Hälfte horizontalen
und zur Hälfte
um ungefähr
15° angehobenen
Hell-Dunkel-Grenze, um ein den Vorschriften der Vereinigten Staaten
von Amerika entsprechendes Abblendlicht mit zwei höhenmäßig versetzten,
horizontalen Hell-Dunkel-Grenzhälften
etc. oder auch um ein Fernlicht handeln.
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Das
auf den Namen der Anmelderin lautende Dokument FR-A-2 602 305 beschreibt
beispielsweise einen Nebelscheinwerfer mit Transversalwendel, dessen
beschriebene Merkmale zum Ausführen
des Bodenbereichs 21 bei einer solchen Anwendung genutzt
werden können.
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Die
waagerechten und senkrechten Abmessungen des Reflektors können zusammen
mit der Grundbrennweite des Bodenbereichs 21 dazu führen, dass
ein solcher Reflektor durch zwei seitliche Wandungen 22 und 23 begrenzt
ist, wobei diese Wandungen, die zum Beispiel einstückig mit
dem Bodenbereich 21 ausgeführt und mit demselben reflektierenden Überzug wie
dieser beschichtet sind, erfindungsgemäß dazu genutzt werden, an der
Bildung des erzeugten Lichtbündels
mitzuwirken.
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So
erhält
jede dieser Wandungen eine solche Form, dass diese das von der Lichtquelle 10 ausgesandte
Licht reflektieren, um den von dem Boden 21 erzeugten Lichtbündelteil
in der Breite zu ergänzen
und gleichzeitig zu erreichen, dass das reflektierte Licht in einer
geeigneten Höhe
bezüglich
dieses Lichtbündelteils
positioniert wird, wobei diese Höhe in
Abhängigkeit
von der Art des erzeugten Lichtbündels
schwankt.
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Bei
einer ersten Ausführungsform,
die in einem Fernlichtscheinwerfer verwendet werden kann, kann man
den seitlichen Wandungen 22 und 23 die Form parabolischer
Zylinder mit horizontalen Erzeugenden GH2 und GH3 geben, die zur
optischen Achse y-y im Wesentlichen parallel sind oder eine leichte Öffnung bezüglich dieser
Achse aufweisen, wie in 2 dargestellt, um insbesondere
ein leichtes Entformen des Reflektors 20 zu ermöglichen,
wenn dieser durch Spritzgießen
hergestellt wird.
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Die
vertikalen Abschnitte dieser parabolischen Zylinder 22 und 23 sind
in diesem Fall Parabeln, deren Brennweiten derart sind, dass die
Brennlinien der Zylinder in der Nähe oder vorzugsweise in der
Mitte der Lichtquelle 10 verlaufen.
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In
diesem Fall erzeugen die Wandungen 22 und 23 Abbildungen
der Lichtquelle 10, die im Wesentlichen beidseitig in der
durch den Scheinwerfer verlaufenden horizontalen Ebene angeordnet
sind, um den vorderen Bereich des Fahrzeugs sowohl in der Ferne
als auch winkelversetzt nach außen
zu beleuchten.
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So
zeigt 2, dass bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
die Winkelüberdeckung
CA des Bereichs 22 im linken Teil des Beleuchtungsfelds
von ungefähr
22° bis
ungefähr
43° reicht,
während
die Winkelüberdeckung
der Wandung 23 vorzugsweise ähnlich, jedoch im rechten Teil
des Beleuchtungsfelds angeordnet ist.
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Wenn
der Bereich 21 gleichzeitig ein Fernlicht zu erzeugen vermag,
das eine Konzentrationsspitze in der Straßenachse und eine gewisse Breitenausdehnung,
beispielsweise von ungefähr
25° bis 30° nach links
und nach rechts aufweist, so wird das daraus resultierende, von
den Bereichen 21, 22 und 23 erzeugte
Lichtbündel
sowohl die oben genannte Konzentrationsspitze als auch eine größere Breite aufweisen,
und dies ohne nennenswerte Beteiligung der Abdeckscheibe, was einen
ausgezeichneten Sichtkomfort gewährleistet.
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Für einen
Scheinwerfer, der dazu bestimmt ist, ein Lichtbündel mit Hell-Dunkel-Grenze zu erzeugen,
ist die oben genannte Lösung
nicht unbedingt geeignet, zumindest nicht auf der Straßenseite,
auf der die entgegenkommenden Fahrzeuge fahren (das heißt bei Rechtsverkehr
links), und dies insofern als die betreffende Wandung Licht oberhalb
der Hell-Dunkel-Grenze erzeugt.
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In
diesem Fall führt
man die Wandungen 22 und 23 vorzugsweise immer
noch in Form von Zylindern aus, gibt ihnen jedoch ein vertikales
Profil, so dass die daraus resultierenden Flächen in der Lage sind, sämtliche
Abbildungen der Lichtquelle unterhalb der angestrebten Hell-Dunkel-Grenze
zu positionieren.
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Im
Fall eines Nebelscheinwerfers mit einfacher horizontaler Hell-Dunkel-Grenze
ist dieses vertikale Profil durch eine obere Parabolhälfte mit
einer ersten Brennweite und durch eine untere Parabolhälfte mit
einer zweiten Brennweite, die größer als
die erste ist, gebildet.
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Diese
Ausführungsform
ist in 4 dargestellt. Die erste und die zweite Brennweite
sind derart gewählt,
dass die daraus resultierenden Brennlinien, deren Verlauf in 4 durch
Fh bzw. Fb dargestellt ist, jeweils hinter und vor der in derselben
Figur dar gestellten Projektion der Lichtquelle 10 und vorzugsweise
in der Nähe
des hinteren und vorderen Endes dieser Projektion verlaufen (das
heißt
der Enden der Lichtquelle, die nahe der betreffenden seitlichen Wandung
bzw. von dieser Wandung entfernt sind).
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Auf
diese Weise sind in Analogie zu den Lehren des Dokuments FR-A-2
536 503 bezüglich
einer reflektierenden Oberfläche,
die selbst ein Lichtbündel mit
horizontaler Hell-Dunkel-Grenze erzeugt, alle von den Wandungen 22 und 23 erzeugten
Abbildungen der Lichtquelle 10 unterhalb einer horizontalen Hell-Dunkel-Grenze
angeordnet, wobei ihre höchsten
Punkte im Wesentlichen entlang dieser Hell-Dunkel-Grenze aufgereiht
sind und sie die oben genannte Winkelabdeckung CA aufweisen, um
auf diese Weise das von dem Bereich 21 erzeugte Nebellicht seitlich
zu verlängern.
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Insbesondere
in 1 ist zu erkennen, dass derartige Wandungen mit
geschlossenem, vertikalem Profil recht deutlich in die vier Ecken
der reflektierenden Oberfläche
des Bodens 21 hineinreichen und auf diese Weise die von
diesem Boden ermöglichte Lichtstromaufnahme
verringern. Soll dies verhindert werden, können die Wandungen 22 und 23 in
Form reflektierender Stufen mit konstanter oder variabler vertikaler
Steigung ausgeführt
werden, wobei ein Beispiel ihres vertikalen Profils in 5 dargestellt ist.
Die Nutzflächen
dieser Stufen 231 werden ausgehend von Parabeln mit schrittweise
zunehmenden Brennweiten derart bestimmt, dass in diesem Fall dasselbe
optische Verhalten wie bei dem glatten Profil aus 4 erreicht
wird. Man erhält
nun Wandungen 22 und 23, die sich insgesamt in
vertikalen Ebenen erstrecken, wodurch dem Bodenbereich 21 ein Umriss
mit einer allgemein rechteckigen Form verliehen wird.
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Die
Wahl zwischen der glatten Oberfläche aus 4 und
der Oberfläche
mit Stufen aus 5 kann auch in Abhängigkeit
von stilistischen Kriterien erfolgen, wobei der in 4 dargestellte
Fall einen Scheinwerferumriss des in 1 dargestellten
Typs mit einer insbesondere abgerundeten Form zeigt, die interessant
sein kann, während
der in 5 dargestellte Fall einen im Wesentlichen rechteckigen
Umriss zeigt, der ebenfalls interessant sein kann. Ferner können dazwischenliegende
Krümmungen
der Wandungen 22 und 23 erzielt werden, wenn man
die Lösungen
aus 4 und 5 miteinander kreuzt.
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Natürlich kann
diese Abstufung der reflektierenden Oberflächen der Wandungen 22 und 23 bei jedem
erfindungsgemäßen Scheinwerfertyp
und insbesondere auch im Fall des Fernlichtscheinwerfers mit zylindrisch-parabolischen
Wandungen, wie weiter oben beschrieben, ausgeführt werden.
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Ferner
kann man je nach gewünschter
Lichtbündelart
und insbesondere im Fall eines Abblendlichtscheinwerfers mit asymmetrischer
Hell-Dunkel-Grenze auf eine linke und rechte Wandung mit unterschiedlichen
Formen zurückgreifen.
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Im
Fall eines europäischen
Abblendlichtscheinwerfers für
Rechtsverkehr, dessen Lichtbündel in
der Regel zur Hälfte
von einer linken horizontalen Hell-Dunkel-Grenze und zur Hälfte von
einer auf ungefähr
15° angehobenen,
rechten Hell-Dunkel-Grenze begrenzt ist, kann beispielsweise vorgesehen werden,
dass die rechte Wandung 22, die die linke Seite beleuchtet,
so ausgeführt
wird, wie oben mit Bezug auf 4 und 5 beschrieben,
um den unter der linken Hälfte
der Hell-Dunkel-Grenze angeordneten Lichtbündelteil nach links zu verlängern.
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Hingegen
kann die linke Wandung 23, die die rechte Seite beleuchtet,
problemlos oder sogar in wünschenswerter
Weise die Abbildungen der Lichtquelle 10 höher positionieren,
sofern diese natürlich unterhalb
der schräg
verlaufenden Hälfte
der Hell-Dunkel-Grenze angeordnet bleiben. So kann für diese
Wandung der parabolische Zylinder verwendet werden, wie weiter oben
im Fall eines Fernlichtscheinwerfers beschrieben, oder sogar eine
zylindrische oder nicht zylindrische Fläche, die die Abbildungen der
Lichtquelle unterhalb der angehobenen Hälfte der Hell-Dunkel-Grenze
des Lichtbündels
aufreiht.
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Auch
hier wird wieder ein wesentlich verbreitertes Lichtbündel realisiert,
das somit einen ausgezeichneten Sichtkomfort bietet.
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Gemäß einer
anderen, nicht dargestellten Ausführungsvariante der Erfindung
kann vorgesehen werden, dass die reflektierenden Oberflächen der Wandungen 22 und 23 keine
zylindrischen Flächen sind,
sondern gebogene, horizontale Erzeugende aufweisen. Dies ermöglicht insbesondere
eine feine Anpassung der horizontalen Winkelüberdeckung CA des von diesen
Wandungen erzeugten Lichts sowie die Gewährleistung eines homogenen Übergangs zwischen
dem von dem Boden 21 erzeugten Licht und dem von den Wandungen
erzeugten Licht.
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Um
die von den Wandungen gebildeten Lichtbündelteile zu verdicken, kann
man fallweise auch auf eine mehr oder weniger starke Defokussierung
der Brennlinien dieser Wandungen bezüglich der Mitte der Lichtquelle 10 oder
bezüglich
dem vorderen und hinteren Ende der Projektion dieser Lichtquelle
zurückgreifen.
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Gemäß einer
weiteren Variante kann man im Fall eines Lichtbündels mit Hell-Dunkel-Grenze zylindrisch-parabolische
Wandungen vorsehen, die den weiter oben im Fall eines Fernlichts
beschriebenen Wandungen entsprechen, deren parabolische vertikale
Profile jedoch leicht nach unten gekippte Parabelachsen aufweisen,
so dass die Abbildungen der Lichtquelle nach unten abgelenkt werden
und somit unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze bzw., je nach Fall, unter
den Grenzhälften
liegen.
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Es
wird nun ein konkretes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers
mit Hell-Dunkel-Grenze beschrieben.
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Der
Bodenbereich 21 des Reflektors weist eine Höhe von 150
mm und eine Breite von 80 mm auf, wobei die Lichtquelle 10 von
einer Transversalwendel mit einer (in der Richtung x-x gemessenen) Länge von
ungefähr
4 mm gebildet ist, die auf halber Höhe und halber Breite des Reflektors 20 angeordnet ist.
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In
diesem Fall werden vorteilhafterweise zylindrische Wandungen 22, 23 verwendet,
deren obere vertikale Profilhälfte
die Form einer Parabel mit einer Brennweite von 38 mm aufweist und
deren untere vertikale Profilhälfte
die Form einer Parabel mit einer Brennweite von 42 mm aufweist.
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Um
das Entformen zu erleichtern, weist die horizontale Erzeugende jeder
Wandung eine Öffnung auf,
die einen Winkel von ungefähr
1,5 ° bezüglich der
Achse y-y bildet.
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Falls
erwünscht,
kann dieser Winkel vergrößert werden,
einerseits um die seitliche Ablenkung des von den Wandungen reflektierten
Lichts zu verringern – was
die Anpassung der Breite des Lichtbündels ermöglicht -, und andererseits
um zu verhindern, dass die vom Reflektorboden ausgesandte Strahlung,
die eine beträchtliche
seitliche Neigung bezüglich
der Achse y-y aufweisen kann, von den Wandungen abgeschattet wird.
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Die 6 zeigt
anhand einer Gruppe von Isocandelakurven den Verlauf des in diesem
Fall von der oberen Hälfte
der rechten Wandung 22 erzeugten Lichtbündelteils. Es ist ein seitlicher
Versatz des Lichts zwischen ungefähr 25° und ungefähr 60° nach links festzustellen sowie
vor allem auch die Tatsache, dass das Licht von einer scharfen horizontalen Hell-Dunkel-Grenze
begrenzt ist.
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Alternativ
werden die Wandungen 22 und 23 in Form von Stufen
ausgeführt,
beispielsweise mit 15 Stufen mit einer Höhe von jeweils 5 mm in jeder
oberen und unteren Wandungshälfte
und mit Brennweiten, die bei jeder der Stufen schrittweise variieren, zum
Beispiel zwischen 38 mm bei den in Höhe der Lichtquelle liegenden
Stufen und 50 mm bei den äußeren Stufen.
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Der
Verlauf des von der oberen Hälfte
der rechten Wandung 22 erzeugten Lichtbündelteils ist in der 7 dargestellt,
wo eine große Ähnlichkeit
mit der 6 festzustellen ist.
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Die 8 zeigt
den Verlauf eines europäischen
Abblendlichts für
Rechtsverkehr, das mit einem Boden 21 erzielt wird, der,
wie nachstehend noch näher
beschrieben wird, zum Beispiel ohne Einwirkung der Wandungen ausgeführt ist.
Es handelt sich um ein herkömmliches
Abblendlicht mit einer mäßigen Breite.
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Die 9 zeigt
das Lichtbündel,
das man erhält,
wenn die Lichtbündelteile übereinandergelegt werden,
die von demselben Boden 21 und von der rechten Wandung 22 des
oben mit Bezug auf die 4 beschriebenen Typs erzeugt
werden. Bezüglich
des Basislichtbündels
aus 8 ist eine deutliche Verlängerung dieses Lichtbündels nach
links zu beobachten, wobei diese Verlängerung kontinuierlich in Fortsetzung
des Lichtbündels
aus der 8 erfolgt. Dabei ist unter einer "kontinuierlichen" Verlängerung
des Basislichtbündels
hier eine Verlängerung zu
verstehen, die in Höhe
der Verbindung keinerlei Lichtlöcher
oder allenfalls eine Abschwächung
der Ausleuchtung hervorruft, die den Sichtkomfort nicht beeinträchtigt.
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Unter
Bezugnahme auf zunächst
die 10 und 11 wird
nun eine besondere Ausführungsform
des Bodenbereichs 21 beschrieben, die eigenständig einen
von einer V-förmigen europäischen Hell-Dunkel-Grenze
begrenzten Lichtbündelteil,
wie in der 8 dargestellt, zu erzeugen vermag.
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Unter
Bezugnahme auf zunächst
die 10 sind die obere und die untere vertikale Erzeugende 21h bzw. 21b des
Bereichs 21 derart ausgelegt, dass sämtliche Abbildungen der Glühwendel 10 unterhalb und
im Wesentlichen dicht bei der Horizontalebene positioniert werden,
so dass ein Lichtbündel
mit scharfer Hell-Dunkel-Grenze von guter Qualität erzeugt werden kann, wie
nachstehend noch näher
erläutert
wird.
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Vorzugsweise
werden diese vertikalen Erzeugenden mit Hilfe von Geraden D1 konstruiert,
die die Oberfläche
der Glühwendel 10 tangieren
und sich im Fall der oberen Erzeugenden 21h auf der Rückseite
der Glühwendel
und im Fall der Erzeugenden 21b auf der Vorderseite der
Glühwendel
befinden.
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Jeder
dieser Geraden D1, die einem von einem Rand der Glühwendel 10 ausgesandten
Lichtstrahl entsprechen, sind jeweils zur optischen Achse y-y des
Reflektors parallele Geraden D2 zugeordnet, die ihrerseits im Wesentlichen
parallel zur Achse des Fahrzeugs ist.
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Für jedes
Geradenpaar (D1, D2) wird die zugehörige Winkelhalbierende BS und
die zu dieser Winkelhalbierenden senkrechte Gerade TG bestimmt.
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Jede
Erzeugende wird ausgehend vom Boden des Teils 21 des Reflektors,
der in einem vorbestimmten Abstand bezüglich der Glühwendel
festgelegt wird, anhand der verschiedenen erzielten Geraden TG schrittweise
konstruiert, um eine gekrümmte Linie
zu bilden, die im Folgenden als "evolutorische Erzeugende" bezeichnet wird,
da sie nicht einen feststehenden Brennpunkt, sondern eine Gesamtheit von
Brennpunkten aufweist, die sich mit dem Verlauf dieser Erzeugenden
schrittweise verlagern. Diese Erzeugenden unterscheiden sich also
diesbezüglich von
den üblicherweise
verwendeten parabolischen Erzeugenden mit festem Brennpunkt.
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Indem
der horizontale Abstand zwischen dem Boden des Teils 21 des
Reflektors 20 und der Glühwendel 10 verändert wird,
können
somit Erzeugende 21h, 21b konstruiert werden,
die um die Lichtquelle herum mehr oder weniger geöffnet oder
geschlossen sind, und somit einerseits die Größe der erzeugten Abbildungen
der Glühwendel
und andererseits die vom Reflektor in einer gegebenen Höhe aufgenommene
Lichtstrommenge verändert
werden.
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Die
Differentialgleichung der Erzeugenden 21h und 21b,
die sich mit computergestützten
Berechnungsmitteln leicht lösen
lässt,
kann wie folgt lauten: Δz = Δb·(z·sinβ – y·cosβ) Δy = Δz·tg(β/2)wobei
die Ausgangsbedingungen lauten: z = –Rfil y = –F mit:
(y,
z): orthonormiertem Achsenkreuz, dessen Ursprung in der Mitte der
Glühwendel 10 angeordnet ist,
wobei y die horizontale optische Achse und z vertikal ist;
Rfil:
Radius der Glühwendel
und
F: zwischen dem Mittelpunkt der Glühwendel und dem Reflektorboden
längs y
gemessener Abstand.
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Verständlicherweise
wird durch eine solche Auslegung der Erzeugenden 21h, 21b erreicht,
dass jede von ihr erzeugte Abbildung der Glühwendel 10 unmittelbar
unterhalb und dicht bei einer horizontalen Hell-Dunkel-Grenze liegt,
die durch die Achse x-x verläuft.
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Unter
Bezugnahme nunmehr auf die 11 erhält man einen
Reflektor, der durch die weiter oben unter Bezugnahme auf die 10 beschriebene
vertikale Erzeugenden festgelegt ist und eigenständig, das heißt ohne
Beteiligung der Abdeckscheibe, ein europäisches Abblendlicht mit der
erforderlichen horizontalen Breite zu erzeugen vermag, indem der
Teil 21 des Reflektors in verschiedene Bereiche unterteilt wird.
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In
dieser Figur hat der Reflektorboden 21 eine obere Hälfte 211 und
eine untere Hälfte 212,
die jeweils neun Bereiche, 2111 bis 2119 bzw. 2121 bis 2129,
aufweisen.
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Bei
dem dargestellten Beispiel haben die verschiedenen Bereiche ungefähr vergleichbare Breiten,
typischerweise zwischen 6 und 13 mm, und sind im Wesentlichen durch
unterschiedliche horizontale Erzeugende gekennzeichnet, die in Abhängigkeit vom
seitlichen Versatz und der gewünschten
Auffächerung
des Lichts festgelegt sind.
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So
sind die mittleren Bereiche 2115 und 2125, die
horizontale oder bezüglich
der Horizontalen nur gering geneigte Abbildungen der Lichtquelle 10 erzeugen,
dazu bestimmt, die horizontale Hell-Dunkel-Grenze auf einer großen Erstreckung auszuführen. Ihre
horizontale Erzeugende ist vorteilhafterweise eine Gerade.
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Die
Bereiche 2114 und 2126 erzeugen Abbildungen der
Glühwendel,
die bezüglich
der für
ein europäisches
Abblendlicht typischen Hälfte
von 15° der Hell-Dunkel-Grenze parallel oder
leicht geneigt sind.
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Die
Positionierung der Abbildungen der Glühwendel, die von diesen beiden
Bereichen unmittelbar unterhalb der geneigten Hälfte der Hell-Dunkel-Grenze
erzeugt werden, erfolgt vorzugsweise, indem für diese Bereiche 2114, 2126 Parabelabschnitte
verwendet werden, die entweder horizontale und vertikale Erzeugende
mit unterschiedlichen Brennpunkten aufweisen (wobei die Position
des Brennpunkts der horizontalen Erzeugenden insbesondere die symmetrische
oder, im Gegenteil, asymmetrische Positionierung der Abbildungen
bezüglich
der durch den Bezugsmittelpunkt des Projektionsschirms verlaufenden
axialen vertikalen Ebene bestimmt) oder aber, und dies vorzugsweise,
eine parabolische horizontale Erzeugende und eine evolutorische
vertikale Erzeugende aufweisen, wie sie oben unter Bezugnahme auf
die 10 beschrieben wurde.
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Die übrigen Bereiche
des Reflektors, die vorteilhafterweise ebenfalls ausgehend von der
vertikalen Erzeugenden der 10 erzeugt
werden, ermöglichen
es, durch Veränderung
ihrer horizontalen Erzeugenden verschiedene Auffächerungen des Lichts zu gewährleisten
und gleichzeitig die angestrebte Hell-Dunkel-Grenze einzuhalten.
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Die
einem solchen Bodenbereich 21 zugeordneten Wandungen sind
vorteilhafterweise wie oben beschrieben ausgeführt und ermöglichen die Erzeugung eines
zufriedenstellenden Lichtbündels, ohne
dass der Scheibe eine Aufgabe hinsichtlich der Homogenisierung oder
Korrektur des Lichts zukommt. Die Scheibe kann daher glatt oder
sehr gering lichtablenkend sein.
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Natürlich ist
die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten
Ausführungsformen
beschränkt,
sondern kann vom Fachmann sinngemäßen Varianten oder Änderungen
unterzogen werden.
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Insbesondere
kann der Scheinwerfer eine axial ausgerichtete Lichtquelle aufweisen,
wobei es hier im Fall eines Lichtbündels mit Hell-Dunkel-Grenze
vorteilhaft sein kann, für
die Wandungen 22, 23 das weiter oben unter Bezugnahme
auf die 10 beschriebene vertikale Profil
zu verwenden, da im Gegensatz zum Boden 21 diese Wandungen
die Lichtquelle 10 entsprechend dem in der 10 dargestellten
Fall nun als quer angeordnete Lichtquelle "sehen".
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Obwohl
hier Reflektoren mit zwei seitlichen Wandungen beschrieben und dargestellt
sind, bezieht sich die Erfindung ferner natürlich auf Reflektoren, die
mit einer einzigen Wandung oder zwei Wandungen unterschiedlicher
Größe ausgestattet
sind.
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Ebenso
können
die Wandungen 22 und 23 des Reflektors entweder
einstückig
mit dem Boden 21 ausgeführt
oder aus angesetzten Teilen gebildet sein, um auf diese Weise eventuelle
Schwierigkeiten beim Entformen einer einteiligen Einheit aus Boden/Wandungen
zu vermeiden.
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Abschließend sei
erwähnt,
dass die obige Beschreibung zwar vorsieht, die gesamte Erstreckung
der Wandungen zum Bilden des Lichtbündels dafür zu nutzen, das das vom Boden
ausgestrahlte Lichtbündel
zu ergänzen,
dass aber zu diesem Zweck natürlich
auch nur ein Teil der Erstreckung dieser Wandungen genutzt werden
kann, während
der restliche Teil der Wandungen durch eine Abschattung oder in
sonstiger Weise optisch inaktiviert ist.