EP0094519A2 - Abgeblendeter Fahrzeugscheinwerfer - Google Patents

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EP0094519A2
EP0094519A2 EP83103844A EP83103844A EP0094519A2 EP 0094519 A2 EP0094519 A2 EP 0094519A2 EP 83103844 A EP83103844 A EP 83103844A EP 83103844 A EP83103844 A EP 83103844A EP 0094519 A2 EP0094519 A2 EP 0094519A2
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lens
reflector
axial longitudinal
prismatic
focal point
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Hans-Otto Dr. Ernst
Wilhelm Röhling
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Hella GmbH and Co KGaA
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Hella KGaA Huek and Co
Westfaelische Metall Industrie KG Hueck and Co
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32Optical layout thereof
    • F21S41/323Optical layout thereof the reflector having two perpendicular cross sections having regular geometrical curves of a distinct nature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25Projection lenses
    • F21S41/265Composite lenses; Lenses with a patch-like shape
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/28Cover glass

Definitions

  • DE-OS 24 46 521 describes a dimmed vehicle headlight in which a reflector is used which in the axial longitudinal sections forms a section of ellipses which are congruent at an apex and the associated focal point and whose eccentricity is different from the vertical axial Longitudinal section increases to the horizontal axial longitudinal section.
  • a screen is arranged which creates the light-dark boundary with its upper edge.
  • a convex converging lens is arranged, which lies with its focal plane in the focal point of the ellipse resulting in the vertical axial section of the reflector.
  • a reflector section T is arranged to the side and above the reflector axis, which T for greater illumination of the Side areas.
  • a disadvantage of This headlamp design is that the side reflector sections arranged between the screen and the convex lens can only be attached accurately and functionally reliably in relation to the main reflector with great effort.
  • the distance between the converging lens and the screen is in practice predetermined by the difference in eccentricity between the elliptical sections resulting in the horizontal and vertical longitudinal sections of the main reflector. In practice, this distance is too small to obtain a sufficiently large reflection surface.
  • the object of the invention is to improve the light distribution of the known headlights described above so that an increased illumination of the road edges and the areas immediately in front of the vehicle is achieved.
  • the headlamp should be structurally improved in such a way that the components causing the lateral road illumination can be manufactured and assembled more easily and with a greater tolerance.
  • the invention therefore relates to a headlamp with a cup-shaped reflector, the inner reflection surface in the axial longitudinal sections each forming a section of ellipses, of which an apex and the associated focal point are congruent and whose eccentricity from the vertical axial longitudinal section to the horizontal axial longitudinal section increases and with a screen arranged in the vertical plane of the second focal point of the ellipse resulting in the vertical axial longitudinal section of the reflector and producing the light-dark boundary and a convex converging lens arranged in the second focal point of the ellipse resulting in the horizontal axial longitudinal section of the reflector, the Base area is rectangular.
  • the object is achieved in that the base of the lens is an upright rectangle, the sides of which in a ratio? 1.2: 1 stand and that a prismatic lens is arranged to the side of the lens, which is directly from the glow lamp collects emerging light in the vertical direction and directs it overall downwards and deflects it in the horizontal direction towards the lens axis.
  • the prismatic lens can be made wider, so that direct light strikes it from a larger solid angle.
  • the arrangement of the prismatic lens next to the convex lens has the further advantage over the prior art that the illuminated optical lens, which in addition to directing light also has the function of a signal surface, is enlarged.
  • headlamps not only have the task of illuminating the field in front of the vehicle so that the driver can see well, they also have the function of a signal lamp that signals oncoming traffic that a vehicle is approaching.
  • the converging lens as a plano-convex converging lens and to arrange it with its flat surface at least approximately in the outer focal point of the ellipse section resulting in the horizontal axial section of the reflection surface of the reflector.
  • the lens can thus be made particularly narrow and the diaphragm edge is imaged in the central region of the lens, as a result of which a sharper image is achieved.
  • the prismatic lens is advantageously made of plastic because of the simpler and more precise manufacture. It is also advantageous to arrange a prismatic lens on both sides of the convex lens so that the light distribution in front of the vehicle is symmetrical as far as necessary and advantageously. So that the light from the incandescent lamp strikes the two prismatic disks on the side of the lens as perpendicular as possible, they are at an obtuse angle to each other. Furthermore is it is advantageous to design the two prismatic discs in one piece and to glue the lens into a central opening of the prismatic disc.
  • FIG. 1 shows the reflector 1 forming a semi-ellipse with the semi-axes a and b and with the inner focal point F and the outer focal point F1.
  • a screen 2 is arranged in the vertical plane of the focal point F1, the upper, substantially horizontal edge of which creates the cut-off line.
  • FIG. 2 shows the horizontal section of the reflector 1 with the semiaxes a1 and b1 and the focal point F.
  • the semiaxes a1 and b1 are larger than the semiaxes a and b in vertical section.
  • the cuts between the horizontal and vertical cuts of the reflector also have semi-ellipses that continuously merge. All ellipses have a congruent focal point F and a congruent vertex S.
  • the convex converging lens 3 is arranged in the outer second focal point F2 of the ellipse of the reflector 1 which results in the horizontal axial longitudinal section. The focal length of this converging lens 3 corresponds to the distance between F1 and F2.
  • the convex converging lens 3 is rectangular in the base 4 such that it forms an upright rectangle, the sides of which in a ratio of -> 1.2: 1 stand.
  • Wing-like prismatic disks 7 and 8 are arranged on the side surfaces 5 and 6 of the lens, which deflect the light emerging directly from the incandescent lamp arranged in the focal point F.
  • the light beams 9 are bundled approximately parallel to one another by prisms 10 and the entire light bundle is inclined toward the roadway.
  • the beams 11 are deflected towards the central axis X of the headlight, which is also the central axis of the reflector 1, by prisms 12. However, the rays 11 still diverge after the deflection, so that a larger side scatter is achieved.
  • the wing-shaped prismatic discs 7 and 8 are made in one piece.
  • the lens 3 is inserted into a central opening of the one-piece prismatic lens.

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Abstract

O Der Fahrzeugscheinwerfer nach dem Projektorprinzip weist einen Reflektor auf, dessen Reflexionsfläche in den axialen Längsschnitten elliptisch verläuft. Bei diesen sich im Schnitt des Reflektors ergebenden Ellipsen ist ein Scheitelpunkt sowie der dazugehörige Brennpunkt deckungsgleich. Die Exzentrizität der Ellipsen nimmt von dem vertikalen axialen Längsschnitt zu dem horizontalen axialen Längsschnitt kontinuierlich zu. Die im zweiten Brennpunkt der sich im horizontalen axialen Längsschnitt ergebenden Ellipse angeordnete Linse weist zwei seitliche Prismenscheiben auf, welche direkt aus der Lichtquelle ausfallendes Licht in der Vertikalen sammelt und insgesamt nach unten ablenkt und in der Horizontalen zur Linsenachse hin ablenkt.

Description

  • In der DE-OS 24 46 521 ist ein abgeblendeter Fahrzeugscheinwerfer beschrieben, bei dem ein Reflektor verwendet wird, der in den axialen Längsschnitten jeweils einen Abschnitt von Ellipsen bildet, die in einem Scheitelpunkt und dem dazugehörigen Brennpunkt deckungsgleich sind und deren Exzentrizität von dem vertikalen axialen Längsschnitt zu dem horizontalen axialen Längsschnitt zunimmt. In der Vertikalebene des zweiten Brennpunktes der sich im vertikalen axialen Längsschnitt des Reflektors ergebenden Ellipse ist ein Blendschirm angeordnet, der mit seiner oberen Kante die Hell-Dunkel-Grenze erzeugt. In dem zweiten Brennpunkt der sich im horizontalen axialen Längsschnitt des Reflektors ergebenden Ellipse ist eine konvexe Sammellinse angeordnet, die mit ihrer Brennebene in dem Brennpunkt der sich im vertikalen axialen Schnitt des Reflektors ergebenden Ellipse liegt. Ein derartiger Scheinwerfer erzeugt ein Lichtbild, welches in vertikaler Richtung stark gebündelt ist, während es in der Horizontalen gestreut ausfällt. Die seitliche Streuung ist jedoch noch so gering, daß Gegenstände am seitlichen Fahrbahnrand, wie z. B. Verkehrsschilder, nicht genügend ausgeleuchtet werden. Um diesen Nachteil zu beseitigen, wird in der DE-OS 2425 336 bereits vorgeschlagen, daß zwischen der konvexen Sammellinse und dem die Hell-Dunkel-Grenze erzeugenden Blendschirm seitlich und oberhalb der Reflektorachse jeweils ein Reflektorabschnitt angeordnetTist, die für eine stärkere Ausleuchtung der Seitenbereiche sorgen sollen. Nachteilig bei dieser Scheinwerferausführung ist, daß die zwischen Blendschirm und Konvexlinse angeordneten seitlichen Reflektorabschnitte nur unter großem Aufwand exakt und funktionssicher in Relation zu dem Hauptreflektor befestigt werden können. Außerdem ist der Abstand zwischen der Sammellinse und dem Blendschirm in der Praxis durch den Unterschied der Exzentrizität zwischen den sich im horizontalen und im vertikalen Längsschnitt des Hauptreflektors ergebenden Ellipsenabschnittenvorbestimmt. Dieser Abstand ist in der Praxis zu klein, um eine genügend große Reflexionsfläche zu erhalten.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Lichtverteilung der vorstehend beschriebenen bekannten Scheinwerfer so zu verbessern, daß eine erhöhte Ausleuchtung der Fahrbahnränder und der Bereiche unmittelbar vor dem Fahrzeug erreicht wird. Darüber hinaus soll der Scheinwerfer konstruktiv derart verbessert werden, daß die die seitliche Fahrbahnausleuchtung bewirkenden Bauteile einfacher und mit einer größeren Toleranz gefertigt und montiert werden können.
  • Die Erfindung bezieht sich daher auf einen Scheinwerfer mit einem schalenförmigen Reflektor, dessen innenliegende Reflexionsfläche in den axialen Längsschnitten jeweils einen Abschnitt von Ellipsen bildet, von denen ein Scheitelpunkt und der dazugehörige Brennpunkt deckungsgleich sind und deren Exzentrizität von dem vertikalen axialen Längsschnitt zu dem horizontalen axialen Längsschnitt zunimmt und mit einem in der Vertikalebene des zweiten Brennpunktes der sich im vertikalen axialen Längsschnitt des Reflektors ergebenden Ellipse angeordneten und die Hell-Dunkel-Grenze erzeugenden Blendschirm und einer im zweiten Brennpunkt des sich im horizontalen axialen Längsschnittes des Reflektors ergebenden Ellipse angeordneten konvexen Sammellinse, deren Grundfläche rechteckig ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Grundfläche der Linse ein hochkant stehendes Rechteck ist, dessen Seiten in einem Verhältnis ? 1,2 : 1 stehen und daß seitlich der Linse eine Prismenscheibe angeordnet ist, die das direkt aus der Glühlampe austretende Licht in der Vertikalen sammelt und insgesamt nach unten lenkt und in der Horizontalen zur Linsenachse hin ablenkt.
  • Durch die schmalere Ausgestaltung der Konvexlinse kann die Prismenscheibe breiter ausgestaltet werden, so daß direktes Licht aus einem größeren Raumwinkel auf sie auftrifft. Die Anordnung der Prismenscheibe neben der Konvexlinse hat gegenüber dem Stand der Technik noch den weiteren Vorteil, daß die beleuchtete optische Abschlußscheibe, die neben der Lichtlenkung auch noch die Funktion einer Signalfläche hat, vergrößert wird. Scheinwerfer haben bekanntlich nicht nur die Aufgabe, das vor dem Fahrzeug befindliche Feld auszuleuchten, damit der Fahrzeuglenker gut sieht, sondern haben darüber hinaus auch noch die Funktion einer Signalleuchte, die dem Begegnungsverkehr das Annähern eines Fahrzeugs signalisiert.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, die Sammellinse als eine plankonvexe Sammellinse auszuführen und sie mit ihrer Planfläche zumindest in etwa in dem äußeren Brennpunkt des sich im horizontalen axialen Schnitt der Reflexionsfläche des Reflektors ergebenden Ellipsenabschnitts anzuordnen. Damit kann die Linse besonders schmal ausgeführt werden, und die Abbildung der Blendenkante erfolgt im mittleren Bereich der Linse, wodurch eine schärfere Abbildung erreicht wird.
  • Wegen der hohen Temperaturen hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die konvexe Sammellinse aus Glas auszuführen. Die Prismenscheibe wird wegen der einfacheren und genaueren Herstellbarkeit vorteilhafterweise aus Kunststoff hergestellt. Weiterhin ist es vorteilhaft, auf beiden Seiten der Konvexlinse eine Prismenscheibe anzuordnen, damit die Lichtverteilung vor dem Fahrzeug soweit wie erforderlich und vorteilhaft symmetrisch ist. Damit das Licht direkt aus der Glühlampe auf die beiden seitlich der Linse angeordneten Prismenscheiben möglichst rechtwinklig auftrifft, stehen diese in einem stumpfen Winkel zueinander. Weiterhin ist es vorteilhaft, die beiden Prismenscheiben einteilig auszuführen und die Linse in eine zentrale Öffnung der Prismenscheibe einzukleben.
  • Die Zeichnung veranschaulicht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel, und zwar zeigt
    • Figur 1 einen vertikalen axialen Längsschnitt und
    • Figur 2 einen horizontalen axialen Längsschnitt durch den Scheinwerfer, während
    • Figur 3 einen Schnitt nach der Linie A-A darstellt.
  • Figur 1 zeigt den eine Halbellipse bildenden Reflektor 1 mit den Halbachsen a und b sowie mit dem inneren Brennpunkt F und dem äußeren Brennpunkt F1. In der Vertikalebene des Brennpunkts F1 ist ein Blendschirm 2 angeordnet, dessen obere, im wesentlichen horizontal verlaufende Kante die Hell-Dunkel-Grenze erzeugt.
  • In Figur 2 ist der horizontale Schnitt des Reflektors 1 dargestellt mit den Halbachsen a1 und b1 und dem Brennpunkt F. Die Halbachsen a1 und b1 sind größer ausgeführt alq die Halbachsen a und b im vertikalen Schnitt. Die Schnitte zwischen dem horizontalen und vertikalen Schnitt des Reflektors weisen ebenfalls Halbellipsen auf, die kontinuierlich ineinander übergehen. Alle Ellipsen haben einen deckungsgleichen Brennpunkt F und einen deckungsgleichen Scheitelpunkt S. In dem äußeren zweiten Brennpunkt F2 der sich im horizontalen axialen Längsschnitt ergebenden Ellipse des Reflektors 1 ist die konvexe Sammellinse 3 angeordnet. Die Brennweite dieser Sammellinse 3 entspricht dem Abstand zwischen F1 und F2.
  • Die konvexe Sammellinse 3 ist in der Grundfläche 4 rechteckig derart ausgeführt, daß sie ein hochkant stehendes Rechteck bildet, dessen Seiten in einem Verhältnis von ->1,2 : 1 stehen. An den Seitenflächen 5 und 6 der Linse sind flügelartig Prismenscheiben 7 und 8 angeordnet, die das direkt aus der im Brennpunkt F angeordneten Glühlampe ausfallende Licht ablenken. Die Lichtstrahlen 9 werden durch Prismen 10 in etwa parallelverlaufend gebündelt und das gesamte Lichtbündel zur Fahrbahn hin geneigt. In vertikaler Ebene werden die Strahlen 11 zur Mittelachse X des Scheinwerfers hin, die auch zugleich Mittelachse des Reflektors 1 ist, durch Prismen 12 abgelenkt. Die Strahlen 11 verlaufen jedoch auch nach der Ablenkung noch divergierend, so daß eine größere Seitenstreuung erzielt wird.
  • Die flügelartig ausgebildeten Prismenscheiben 7 und 8 sind einteilig ausgeführt. Dabei ist die Linse 3 in eine zentrale Öffnung der einteiligen Prismenscheibe eingesetzt.

Claims (8)

1. Abgeblendeter Fahrzeugscheinwerfer mit einem schalenförmigen Reflektor, dessen innenliegende Reflexionsfläche in den axialen Längsschnitten jeweils einen Abschnitt von Ellipsen bildet, von denen ein Scheitelpunkt sowie der dazugehörige Brennpunkt deckungsgleich sind und deren Exzentrizität von dem vertikalen axialen Längsschnitt zu dem horizontalen axialen Längsschnitt zunimmt und mit einem in der Vertikalebene des zweiten Brennpunktes der sich im vertikalen axialen Längsschnitt des Reflektors ergebenden Ellipse angeordneten und die Hell-Dunkel-Grenze erzeugenden Blendschirm und einer im zweiten Brennpunkt des sich im horizontalen axialen Längsschnittes des Reflektors ergebenden Ellipse angeordneten konvexen Sammellinse, deren Grundfläche rechteckig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche (4) der Linse ein hochkant gestelltes Rechteck ist, dessen Seiten in einem Verhältnis--1,2 : 1 stehen und daß seitlich der Linse (3) eine Prismenscheibe (7, 8) angeordnet ist, die das direkt aus der Glühlampe austretende Licht (10, 11) in der Vertikalen sammelt und insgesamt nach unten ablenkt und in der Horizontalen zur Linsenachse (X) hin ablenkt.
2. Abgeblendeter Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinse (3) als eine plankonvexe Sammellinse ausgeführt ist und mit ihrer Planfläche zumindest in etwa in dem äußeren Brennpunkt (F2) des sich im horizontalen axialen Schnitt der Reflexionsfläche des Reflektors (1) ergebenden Ellipsenabschnitts liegt.
3. Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Sammellinse (3) aus Glas und die Prismenscheibe (7, 8) aus Kunststoff hergestellt ist.
4. Fahrzeugscheinwerfer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten (5, 6) der Linse (3) eine Prismenscheibe (7, 8) angeordnet ist.
5. Fahrzeugscheinwerfer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden seitlich der Linse (3) angeordneten Prismenscheiben (7, 8) in einem stumpfen Winkel zueinander stehen.
6. Fahrzeugscheinwerfer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Prismenscheiben (7, 8) einteilig ausgeführt sind und die Linse (3) in eine zentrale Öffnung der Prismenscheibe (7, 8) eingeklebt ist.
7. Fahrzeugscheinwerfer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismenscheiben (7, 8) von dem Reflektor aus gesehen konkav gewölbt sind.
8. Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismenscheiben (7, 8) einen Zylinderabschnitt bilden, dessen Mittelpunkt der Brennpunkt (F) des Reflektors (1) ist.
EP83103844A 1982-05-18 1983-04-20 Abgeblendeter Fahrzeugscheinwerfer Expired EP0094519B1 (de)

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