ES2271797T3 - Dispositivo de faro para vehiculo automovil que permite obtener una iluminacion de puntos de portico. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo faro para vehículo automóvil, que comporta por lo menos un reflector (101), una fuente de luz (102) que produce un conjunto de señales luminosas (103) que pueden ser reflejadas por el reflector (101), una lente de salida (405), que comporta una superficie de entrada (110), una superficie de salida (111) y un foco (F), para producir un haz luminoso (106), y un escudo (108) dispuesto entre el reflector (101) y la lente de salida (405) para realizar un corte (201) en el haz luminoso producido (106), comportando la lente de salida (405) un conjunto de acondicionamientos realizados en por lo menos una parte circunferencial (400, 400'''') de la superficie de salida de la lente, siendo adecuado este conjunto para desviar en una dirección determinada una parte de las señales luminosas que recibe, caracterizado por el hecho de que esta parte circunferencial (400) está constituida por una superficie troncocónica (S2) de generatriz rectilínea inclinada con un ángulo determinado para obtener una desviación (beta) hacia arriba de las señales ópticas procedentes del foco (F) y que la atraviesan por el punto inferior de la lente.
Description
Dispositivo de faro para vehículo automóvil que
permite obtener una iluminación de puntos de pórtico.
La presente invención tiene por objeto un
dispositivo de faro que equipa los vehículos automóviles, y que
permite obtener una iluminación de puntos de pórtico que se ajusta a
las reglamentaciones.
Tiene especialmente por objeto proponer una
realización particular de faros que, comportando un escudo destinado
a impedir una difusión de luz hacia arriba, permite obtener una
intensidad luminosa suficiente para una visualización satisfactoria
de determinados elementos situados en distintas partes situadas por
encima de la línea de corte del haz emitido por el faro.
El campo de la invención es, de manera general,
el de los faros de vehículo automóvil. En este campo, se conocen
distintos tipos de faros, entre los cuales se encuentran
esencialmente:
- luces de posición, de intensidad baja y
alcance corto;
- luces de cruce, o códigos, de mayor intensidad
y de alcance próximo a los 70 metros, que se utilizan esencialmente
de noche y cuya distribución del haz luminoso permite no deslumbrar
al conductor de un vehículo que circula en sentido contrario;
- luces de carretera de largo alcance, y luces
de complemento de tipo de largo alcance, cuya zona de visión sobre
la carretera es de alrededor 200 metros, y que deben estar apagadas
cuando se cruza otro vehículo con el fin de no deslumbrar a su
conductor;
- luces antiniebla.
El dispositivo faro según la invención está más
concretamente destinado a ser utilizado como luz de cruce, pero la
particularidad de su estructura, y especialmente de su lente de
proyección, podría estar reproducida en otros tipos de faros para
responder a distintas necesidades.
En el estado de la técnica, se conocen para las
luces de cruce básicamente dos tipos de faro cada uno de los cuales
tiene una estructura diferente.
El primer tipo de faro está compuesto
básicamente por un reflector asociado a una fuente luminosa. El
reflector está constituido por un espejo que comporta un conjunto
de estrías, o de partes de formas diversas, realizando de este modo
una superficie compleja cuya forma, que previamente ha sido objeto
de cálculos precisos, permite reflejar señales luminosas emitidas
por la fuente luminosa para producir un haz luminoso esencialmente
orientado horizontalmente y hacia abajo.
El segundo tipo de faro está ilustrado en la
figura 1. En esta figura, se ha representado una vista en sección y
lateral de una luz de cruce 100 conocida en el estado de la técnica.
Una luz de cruce de este tipo comporta esencialmente un reflector
101, una fuente de luz 102, que radia una potencia en forma de
señales luminosas 103 emitidas, dispuesta cerca del vértice del
reflector 101, y una superficie de salida 104 de un haz luminoso
106. La superficie de salida 104 puede ser por ejemplo un cristal de
tipo plástico; preferentemente, no presenta propiedades ópticas, es
decir que no desvía, o muy poco, los rayos luminosos que lo
atraviesan.
Antes de alcanzar la superficie de salida 104,
las señales luminosas 103 atraviesan, ya sea directamente, ya sea
después de reflexión en el reflector 101, una lente 105. La mayoría
de las veces esta lente es de tipo convexo y circular. Se llama
lente de proyección. Tiene una cara de entrada 110 y una cara de
salida 111. Proyecta el haz luminoso 106 cuya orientación y el
alcance dependen especialmente de la disposición de la lente 105 en
el seno del dispositivo faro 100 y de las características ópticas de
la lente 105. Preferentemente, una parte central de la fuente de
luz 102 está dispuesta en la parte focal de un primer foco F1 del
reflector 101, y el foco de la lente de proyección 105 se encuentra
en la zona focal de un segundo foco F2 del reflector 101. Así, una
señal luminosa 103 emitida por la parte central de la fuente
luminosa 102 pasará por el segundo foco F2 del reflector 101 y
saldrá de la lente de proyección 105 horizontalmente o
aproximadamente horizontalmente. Con excepción de las señales
luminosas que se reflejan en extremos 107 del reflector 101, el
conjunto de las señales luminosas 103 emitidas por la parte central
de la fuente luminosa 102 convergen hacia el segundo foco F2.
De manera general, se designa por la expresión
señales luminosas el conjunto de los rayos luminosos emitidos por
la fuente de luz 102, y por haz luminoso el conjunto de los rayos
luminosos que efectivamente son emitidos por un faro a nivel de la
superficie de salida 104, o a nivel de la lente de proyección
105.
En este segundo tipo de faro, se interpone un
escudo 108 entre el reflector 101 y la lente de proyección 105. El
escudo 108 está dispuesto en un plano paralelo a la lente de
proyección 105, aproximadamente a nivel del plano focal objeto de
la lente, de manera que la proyección del escudo se emita al
infinito. Gracias a la presencia de un escudo de este tipo 108, el
haz luminoso 106 que efectivamente es emitido por el dispositivo
faro 100 no se emite por encima de una línea de corte determinada
por la forma de una parte superior 109 del escudo 108.
La figura 2 da un ejemplo de la forma 200 del
haz luminoso 106 proyectado sobre una pantalla. Una línea de corte
201 marca la frontera entre una parte baja en la que la intensidad
luminosa es suficiente para alumbrar la carretera y satisfacer las
distintas reglamentaciones impuestas, y una parte alta en la que la
intensidad luminosa es prácticamente nula. La línea de corte 201
presenta un cambio de altura 203 a nivel de un eje central 202 del
haz. La forma 201 representada, con un haz luminoso más alto en la
parte derecha de la proyección corresponde a la de un faro de
vehículo que circula en un país donde la circulación está impuesta
por la derecha. En un país donde la circulación estaría impuesta
por la izquierda, se obtendría una forma que, con respecto a un eje
vertical 202, sería simétrica a la representada.
Los dos tipos de faro descritos están hoy en día
disponibles en el mercado. Los constructores de automóviles escogen
uno u otro de estos tipos de faro esencialmente según criterios
estéticos, no teniendo el mismo aspecto ambos tipos de faro.
Sin embargo, se plantea un problema con el
segundo tipo de faro descrito. En efecto, a pesar de ser cierto que
la intensidad luminosa debe ser baja por encima de la línea de corte
201, las distintas reglamentaciones imponen sin embargo que una
intensidad luminosa mínima sea emitida en ciertas direcciones
situadas por encima de la línea de corte 201. En particular,
distintas reglamentaciones imponen una intensidad luminosa mínima
en determinados puntos situados por encima de la línea de corte,
denominándose dichos puntos puntos de pórtico, ya que corresponden
aproximadamente a sitios cerca de los cuales hay paneles de tipo
paneles de autopista cuando estos paneles están a una distancia de
visibilidad dada del vehículo. Por ejemplo, en una reglamentación
americana, hay tres puntos de pórtico que están respectivamente
situados a 2u4l 4u8l y 4u8r con respecto al eje óptico de la lente
y una línea 1,5u1 r a 3R, correspondiendo las cifras a grados,
"u" correspondiendo a "up" (por encima), "l"
correspondiendo a "left" (a la izquierda), y "r"
correspondiendo a "right" (a la derecha).
En el estado de la técnica se han propuesto
distintas soluciones para permitir alumbrar estos puntos de pórtico
manteniendo el escudo 108 en el dispositivo faro.
Una primera solución consiste en prever un
agujero en el escudo 108. Si este agujero está dispuesto en el
lugar adecuado, se obtiene entonces una parte alumbrada
aproximadamente rectangular encima de la línea de corte,
conteniendo esta parte los puntos de pórtico. De este modo se
satisfacen las exigencias reglamentarias, pero la intensidad
luminosa difundida en el rectángulo es desagradable -incluso
molesta- para el conductor.
Una segunda solución conocida consiste en
esmerilar ligeramente la cara de entrada de la lente 105. De este
modo, una parte de las señales luminosas se desvía de su trayectoria
inicial y algunas se emiten en dirección hacia los puntos de
pórtico. Pero un método de este tipo tiene varios inconvenientes:
por una parte la superficie esmerilada difunde luz de manera casi
isotrópica y se derrocha una gran cantidad de energía incluso en
partes del haz en que la intensidad ya es relativamente baja; por
otra parte, es necesario hacer un tratamiento posterior de la lente
después del moldeado. En la práctica, se debe efectuar una operación
de mecanizado de la superficie para obtener un cristal ligeramente
esmerilado, sucediendo esta operación a la de operación de moldeado.
Una tercera solución se conoce por el documento
DE-90 00 395 U en el cual la lente comporta
operaciones de acondicionamiento en su cara de salida.
El dispositivo según la invención responde a los
problemas que acaban de exponerse. De manera general, el
dispositivo según la invención propone una solución que permite
aportar de manera controlada una intensidad luminosa a los puntos
de pórtico y cerca de estos puntos, conservando la presencia de un
escudo para no deslumbrar a los automovilistas que se cruzan y
conservando una bona homogeneidad del haz luminoso producido por el
dispositivo faro para alumbrar la carretera.
A este efecto, en la invención, se propone una
modificación de la superficie de salida de la lente de proyección,
y más concretamente de determinadas partes de esta superficie de
salida.
Para ello, la invención propone un dispositivo
faro para vehículo automóvil, comportando al menos un reflector,
una fuente de luz que produce una superficie de entrada, una
superficie de salida y un foco, para producir un haz luminoso, y un
escudo dispuesto entre el reflector y la lente de salida para
realizar una línea de corte en el haz luminoso producido,
caracterizado por el hecho de que la lente de salida comporta un
conjunto de acondicionamientos realizados en por lo menos una parte
circunferencial de la superficie de salida de la lente, siendo
adecuado este conjunto para desviar hacia una dirección determinada
una parte de las señales luminosas que recibe. Más concretamente,
esta parte circunferencial está constituida por una superficie
troncocónica de generatriz rectilínea inclinada con un ángulo
determinado para obtener una desviación hacia arriba de las señales
ópticas procedentes del foco y atravesándola en el punto inferior de
la lente.
Según un modo de realización preferida, las
direcciones de desviación son direcciones situadas encima de la
línea de corte.
Y preferentemente, estos acondicionamientos son
adecuados para desviar una parte de las señales luminosas que
reciben este acondicionamiento en una dirección correspondiente a un
punto de pórtico.
Según una primera variante de realización, esta
parte circunferencial está dispuesta en la parte inferior de la
lente.
En este caso, preferentemente, es sensiblemente
simétrica con respecto a un plano vertical de simetría de la
lente.
Ventajosamente, esta parte circunferencial se
extiende a 45º aproximadamente a cada lado del citado plano de
simetría.
Esta primera variante presenta la ventaja de que
solo modifica mínimamente el aspecto exterior de la lente y de que
por tanto es muy discreto en el plano visual.
Según una segunda variante de realización, esta
parte circunferencial se extiende a todo el perímetro de la
lente.
Esta segunda variante de realización preferida
tiene la ventaja de que no comporta ninguna limitación de
posicionamiento angular de la lente. Ahora bien, se revela que la
realización de acondicionamiento de acoplamiento, del tipo mueca en
la lente que se encaja en una nervadura de su soporte, es una
operación delicada debido a la fragilidad de las citadas
lentes.
Preferentemente, esta división está comprendida
entre 2 y 10º.
Ventajosamente, esta parte circunferencial está
formada por nervaduras convexas dispuestas en la citada superficie
modificada troncocónica de la lente.
En este caso, ventajosamente, las citadas
nervaduras convexas están realizadas por rotación en la citada
superficie troncocónica de una nervadura de dispersión de la luz
determinada para obtener una dispersión lateral de la luz en la
parte inferior de la lente.
Una lente según la invención puede estar
concebida por simulación y por lo tanto su procedimiento de
fabricación es estable. Incluso puede estandarizarse y ser
utilizada para distintos dispositivos de proyección.
Además puede fabricarse en gran serie por una
única operación de moldeo. Su fabricación es por lo tanto
particularmente económica.
Las pérdidas en alcance y de flujo en el haz
óptico son muy bajas, del orden de 2%.
Otro objeto de la invención es un vehículo
automóvil equipado con un dispositivo faro que incluye por lo menos
una de las características que acaban de citarse.
La invención se describirá a continuación
detalladamente por medio de figuras que representan solamente un
modo de realización preferida de la invención. En particular, el
dispositivo faro según la invención está ilustrado en el caso de
una utilización en una luz de cruce, pero este dispositivo es
adecuado para cualquier dispositivo faro de un vehículo.
La figura 1, ya descrita, es una vista en
sección lateral de un dispositivo faro del estado de la técnica.
La figura 2, ya descrita, es una representación
de la proyección del haz luminoso emitido por el dispositivo faro
de la figura 1.
La figura 3 es una vista frontal de una lente
según la invención.
Las figuras 4A y 4B son vistas esquemáticas de
una vista frontal y en sección de una lente e ilustra una primera
etapa de realización de una lente, según un segundo modo de
realización.
Las figuras 5A y 5B son vistas esquemáticas de
una vista frontal en sección de una lente e ilustra una primera
etapa de realización de una lente, según un segundo modo de
realización.
La figura 6 es una vista en sección según el
plano A-A' detallada de la lente según la invención,
que ilustra las segunda y tercera etapas de realización de esta
lente.
La figura 7 es una vista en perspectiva de una
nervadura, disposición según la invención.
En las distintas figuras, los elementos que son
comunes a varias figuras tienen las mismas referencias.
La figura 3 muestra una lente de proyección 405
vista de frente, es decir tal como se puede ver cuando se está
frente al faro. La lente puede ser circular o elíptica. Un eje
vertical 401 y un eje horizontal 402 se cortan en el centro del
círculo que forma la circunferencia de la lente.
La lente de salida 405 comporta aquí un conjunto
de acondicionamientos realizados en todo su perímetro de la
superficie de salida de la lente, siendo adecuado este
acondicionamiento para desviar hacia una dirección determinada una
parte de las señales luminosas que recibe.
Las direcciones de desviación son direcciones
situadas por encima del corte y cada una corresponde a un punto de
pórtico.
Este modo de realización preferido tiene como
ventaja de no arrastrar ninguna limitación de posicionamiento
angular de la lente.
Sin embargo, en el marco de la invención, es
suficiente que este conjunto de acondicionamientos esté dispuesto
en la parte inferior o superior de la lente. Preferentemente, pero
ello no es absolutamente indispensable, es simétrico con respecto a
un plano vertical de simetría de la lente que contiene el eje
vertical 401. Este conjunto se sitúa entonces en un margen angular
de ángulo en el centro 2\alpha, siendo \alpha ventajosamente
sensiblemente igual a 45º. Este conjunto puede por lo tanto también
ser sensiblemente simétrico solamente, incluso completamente
simétrico.
Esta parte circunferencial 400 formada por este
conjunto de acondicionamientos, está constituida por nervaduras
convexas 403 dispuestas en una parte circunferencial modificada
troncocónica de la lente.
Esta conformación de esta parte circunferencial
400 se precisará con referencia a las siguientes figuras.
En estas figuras siguientes 4 y 5 están
representadas esquemáticamente una primera etapa de realización de
una lente según la invención.
Según un primer modo de realización no
limitativo representado en las figuras 4A y 4B, la parte
circunferencial 400' está dispuesta en la parte inferior de la
lente 405' y es preferentemente simétrica con respecto a un plano
vertical de simetría de la lente, cuya traza en el plano de la
figura es el eje vertical 401. Esta parte circunferencial se
extiende en un ángulo \alpha, preferentemente igual a
aproximadamente 45º, a cada lado de este plano de simetría.
La superficie exterior de la lente, así como su
foco F y su eje óptico L, están representados en la figura 4B. Esta
figura está esquematizada por la elipse S1. La primera etapa de
realización de una lente modificada según la invención consiste en
realizar una superficie troncocónica de generatriz rectilínea y
centrada en el eje óptico L de la lente esquematizada por la línea
S2. Esta superficie S2 está definida para obtener una desviación
hacia arriba de las señales ópticas procedentes del foco F la
atraviesan en el punto inferior de la lente. Ventajosamente, con el
fin de realizar los puntos de pórtico deseados por las normas, esta
desviación es de ángulo \beta comprendido entre 2 y 10º, de
preferencia entre 5 y 9º.
La ventaja de realizar esta parte
circunferencial únicamente en la parte inferior de la lente consiste
en un deseo de discreción estética. Esta parte será menos visible
en el vehículo.
Por otra parte, entra igualmente en el marco de
la invención, realizar esta parte troncocónica en la parte superior
de la lente. Sin embargo, el modo de realización descrito aquí es
preferible, ya que se muestra más eficaz en materia de energía
luminosa.
Según un segundo modo de realización
representado en las figuras 5A y 5B, la parte circunferencial 400
está dispuesta en todo el perímetro de la superficie de salida de
la lente. Las superficies exteriores de la lente S1 y S2 están
definidas de manera idéntica a las de la figura precedente.
Este segundo modo de realización tiene como
ventaja que no provoca ninguna limitación de posicionamiento angular
de la lente en el faro.
Si, en el estado resultante de esta primera
etapa de realización, una parte de los rayos luminosos que
atraviesan la lente se desvía a nivel de esta parte 400 y 400' para
reorientar la potencia así desviada hacia los puntos de pórtico que
son el objeto de reglamentación en término de intensidad luminosa
mínima a recibir, se observa que esta desviación concentra la luz
desviada en una zona central cerca del eje central 202 por encima
del corte 201. Por lo tanto, no es suficiente con llenar los
imperativos más exigentes de las normas y no realiza todos los
puntos de pórtico normalizados. Por lo tanto, es necesario dispersar
el haz de luz así obtenido lateralmente a esta parte central.
Para resolver este problema, como se ilustra en
la figura 6, en toda esta superficie troncocónica S2 están
dispuestas nervaduras convexas. Su paso está definido de manera que
se obtenga un número entero de nervaduras en el perímetro de la
lente y suficientemente pequeño para no interferir en la posición
angular de la lente. Preferentemente, este paso corresponde a un
ángulo en el centro de 1 a 5º, en vista según la figura 3. Su
grosor máximo está calculado para desviar únicamente la luz
necesaria, ya sea por ejemplo para una lente de diámetro igual a 70
mm, un grosor del orden de 3 mm.
Una nervadura de este tipo está representada en
perspectiva en la figura 7 con su plano de simetría
A-A'. A título de ejemplo, su altura es del orden
de 3 a 5, el radio de curvatura de su línea 12 representativa de su
convexidad, o radio horizontal, del orden de 20 mm y el radio de
curvatura de la línea 11 de su borde lateral, o radio vertical, muy
grande, siendo este borde casi rectilíneo.
De manera más general, el radio horizontal está
determinado de manera conocida para el técnico para lograr un
alumbramiento suficiente lateralmente a la zona central ya citada,
más concretamente según ciertas normas de 8º a cada lado del eje
central de esta parte. El radio vertical está determinado de manera
conocida para el técnico para obtener la distribución vertical
deseada de la luz.
El conjunto de las nervaduras convexas en la
lente está realizada por rotación en la superficie troncocónica S2
de una nervadura de dispersión de la luz como se ha descrito
anteriormente con sus lados laterales c1 y c2 correspondientes a la
superficie S2 y determinada para obtener la dispersión deseada de la
luz en el punto inferior de la lente.
Volviendo a la figura 6, las nervaduras N una de
las cuales se ve aquí en sección según su plano de simetría
A-A' a continuación se enrasan en la prolongación
del perfil de la superficie S1, lo que está esquematizado en esta
figura sin la parte sombreada.
Ventajosamente, las ranuras con ángulo vivo
existente entre cada nervadura se llenarán con realización de un
redondeado, con el fin de mejorar el resultado estético.
Una vez determinada, una lente de este tipo
puede estar fabricada por moldeo.
Se debe observar que la única condición para
asegurar una fotometría adecuada en los puntos de pórtico es que la
luz alcance el punto inferior de la lente. Esto sucede en la mayoría
de los módulos de faros elípticos. En caso contrario, basta con
prever un aumento en altura del reflector para alcanzar el punto
inferior de la lente o concebir la lente con un diámetro menor con
el fin de que su punto inferior corresponda a la reflexión límite
del reflector, o concebir la lente con un diámetro menor con el fin
de que su punto inferior corresponda a la reflexión límite del
reflector, lo que conduce a una lente de pequeño tamaño y de peso
reducido, lo que es particularmente interesante.
Claims (11)
1. Dispositivo faro para vehículo automóvil, que
comporta por lo menos un reflector (101), una fuente de luz (102)
que produce un conjunto de señales luminosas (103) que pueden ser
reflejadas por el reflector (101), una lente de salida (405), que
comporta una superficie de entrada (110), una superficie de salida
(111) y un foco (F), para producir un haz luminoso (106), y un
escudo (108) dispuesto entre el reflector (101) y la lente de
salida (405) para realizar un corte (201) en el haz luminoso
producido (106), comportando la lente de salida (405) un conjunto
de acondicionamientos realizados en por lo menos una parte
circunferencial (400, 400') de la superficie de salida de la lente,
siendo adecuado este conjunto para desviar en una dirección
determinada una parte de las señales luminosas que recibe,
caracterizado por el hecho de que esta parte circunferencial
(400) está constituida por una superficie troncocónica (S2) de
generatriz rectilínea inclinada con un ángulo determinado para
obtener una desviación (\beta) hacia arriba de las señales ópticas
procedentes del foco (F) y que la atraviesan por el punto inferior
de la lente.
2. Dispositivo faro según la reivindicación 1
caracterizado por el hecho de que las direcciones de
desviación son direcciones situadas por encima del corte (201).
3. Dispositivo faro según una de las
reivindicaciones precedentes caracterizado por el hecho de
que estos acondicionamientos (400, 400') son adecuados para desviar
una parte de las señales luminosas que reciben estos
acondicionamientos en una dirección correspondiente a un punto de
pórtico.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado por el hecho de que esta parte
circunferencial (400') está dispuesta en la parte inferior de la
lente.
5. Dispositivo según la reivindicación 4,
caracterizado por el hecho de que esta parte circunferencial
(400') es sensiblemente simétrica con respecto a un plano vertical
de simetría de la lente.
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado por el hecho de que esta parte circunferencial
(400') se extiende a aproximadamente 45º a cada lado del citado
plano de simetría.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizado por el hecho de que esta parte
circunferencial (400) se extiende en todo el perímetro de la lente
(405).
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado por el hecho de que la citada
desviación (\beta) está comprendida entre 2 y 10º.
9. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado por el hecho de que esta parte
circunferencial (400) está formada por nervaduras convexas (403)
dispuestas en la citada superficie modificada troncocónica (S2) de
la lente.
10. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado por el hecho de que las citadas nervaduras
convexas están realizadas por rotación en la citada superficie
troncocónica (S2) de una nervadura de dispersión de la luz
determinada para obtener una dispersión lateral de la luz en el
punto inferior de la lente.
11. Vehículo automóvil equipado con un
dispositivo faro según una de las reivindicaciones anteriores.
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