WO1992012379A1 - Scheinwerfer für kraftfahrzeuge - Google Patents

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WO1992012379A1
WO1992012379A1 PCT/DE1991/001004 DE9101004W WO9212379A1 WO 1992012379 A1 WO1992012379 A1 WO 1992012379A1 DE 9101004 W DE9101004 W DE 9101004W WO 9212379 A1 WO9212379 A1 WO 9212379A1
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central
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central region
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Henning Hogrefe
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Robert Bosch Gmbh
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/33—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature
    • F21S41/331—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector consisting of complete annular areas
    • F21S41/333—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector consisting of complete annular areas with discontinuity at the junction between adjacent areas

Definitions

  • the invention relates to a headlight for motor vehicles according to the preamble of claim 1.
  • Such a headlight is known from DE-PS 753 691.
  • This headlight has a reflector with a central area and a peripheral area with differently shaped reflection surfaces.
  • a luminous element is arranged on the optical axis of the reflector.
  • a kink is formed at the transition between the central area and the peripheral area.
  • a high-beam headlight for motor vehicles is known from DE-OS 36 09 659.
  • This headlight has a reflector in the form of a paraboloid of revolution / on the optical axis of which a luminous element is arranged.
  • the reflector generates a parallel light beam with a pronounced maximum in the center of the light distribution, but with little scatter.
  • a diffuser is provided with optical elements through which the Reflector reflected light rays are deflected in the required direction and strength.
  • a disadvantage of the diffusing screen is that it cannot be arranged in a highly inclined manner, as is desirable in motor vehicles in order to achieve a low air resistance, since otherwise the light rays are also deflected vertically by the optical elements in an undesirable manner.
  • the lens with the optical elements is complex to manufacture.
  • the headlamp according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the desired light distribution is already generated by the reflector, with a horizontally scattered light beam and a high maximum light intensity in the center of the light distribution, so that the lens has no optical elements needs to show.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the headlamp in a horizontal central section
  • FIG. 2 shows the headlamp of FIG. 1 in a vertical central section
  • FIG. 3 shows a front view of the reflector of the headlamp of FIG. 1
  • FIG. 4 shows the light distribution generated by the reflector
  • FIG. 5 shows a second embodiment of a Headlights in the horizontal center section. Description of the embodiments
  • a high-beam headlight for motor vehicles shown in FIGS. 1 to 3 has a reflector 10 made of plastic, with a central axis 12 lying in the horizontal central plane 11, which is also the optical axis of the reflector 10 and on which a filament 13, not shown, is used as the luminous element Incandescent lamp is arranged.
  • the incandescent filament 13 is an axial filament extending along the optical axis 12.
  • the arc of a gas discharge lamp can also serve as the luminous element.
  • the light exit opening 'of the reflector 10 is covered by a light disk 14 which is arranged inclined with respect to the vertical.
  • the light pane 14 can also be arranged pivoted horizontally.
  • the reflector 10 is divided into a central area 16 and a peripheral area 17.
  • the central region 16 has an opening 20 for inserting the light source.
  • the peripheral region 17 adjoins the central region 16 in the light exit direction and in the radial direction.
  • the reflection area of the central area 16 contains a hyperbola 18 in the horizontal center section, as shown in FIG. 1, as a section curve.
  • the reflection area of the peripheral area 17 contains a parabola 19 in the horizontal center section as a section curve.
  • a kink 21 formed at the transition between the hyperbola 18 and the parabola 19 a kink 21 formed.
  • the first focal point Fil of the hyperbola 18 and the focal point FP of the parabola 19 are located at the same location, approximately in the middle of the filament 13.
  • the reflection surface of the central area contains a parabola 22 as the cutting curve is not identical to parabola 19.
  • the reflection surface of the peripheral region 17 contains a parabola 23 in the vertical center section as a section curve, which is identical to the parabola 19 in the horizontal center section, so that the reflection surface of the peri pheres area is formed by a paraboloid of revolution.
  • a radial step 24 is formed as a discontinuity.
  • the focal points F of the parabolas 22 and 23 are located at the same location as the focal points of the intersection curves in the horizontal central section, approximately in the middle of the filament 13.
  • the parabolas 22 and 23 have different focal lengths. In the transition from the vertical central section to the horizontal central section, the intersection curves resulting in axial longitudinal sections through the central region 16 continuously pass from the parabola 22 into the hyperbola 18.
  • the step 24 present in the vertical central section is becoming less pronounced and in the horizontal center ⁇ only a kink 21 or a smaller step is still available.
  • the peripheral region 17 of the reflector can be delimited at its upper and lower edge region by horizontal, flat surfaces 26, so that the parabola 23 does not extend to the front edge 27 of the reflector in the vertical central section.
  • FIG. 4 shows the light distribution delivered by the reflector 10 on a measuring screen arranged perpendicular to the optical axis 12 using several isolux lines 28 to 31, which represent lines of the same light intensity values of 0.1, 1, 10 and 100 lux.
  • the light distribution has a large horizontal width and a pronounced maximum in the center with high light intensity values.
  • the width of the light distribution is achieved by large images of the filament 13 reflected by the central region 16 of the reflector 10.
  • a horizontally scattered light beam is generated, which determines the width of the light distribution and only a small proportion of the maximum light intensity in the center of the Light distribution delivers.
  • Small images of the incandescent filament 13 are reflected into the center of the light distribution by the peripheral region 17 of the reflector 10, so that the desired high light intensity values arise there.
  • the parabola 23 in the vertical central section of the peripheral area can also be different from the parabola 19 in the horizontal central section, the reflecting surface of the peripheral area 17 then being formed by a general paraboloid.
  • the reflection surface of the peripheral region 17 can be designed such that the intersection curves in the horizontal and vertical center section are not pure parabolas, but rather their equations differ from the equation of a parabola, for example by correction factors. Otherwise, the reflection surface of the central area 16 in the horizontal central section can also contain an ellipse instead of the hyperbola 18 as a section curve, as a result of which a horizontally scattered light beam is likewise generated from the central area.
  • the central region of the reflector can be designed such that this light reflects into the center of the light distribution and the peripheral region can be designed such that this light reflects in a horizontally scattered light bundle.
  • the peripheral region of the reflector is designed as described in the first exemplary embodiment.
  • the central region 116 is divided into two halves 37 and 38 which abut one another in the vertical central plane 36.
  • the optical axes 39 and 40 of the two halves extend pivoted to one another in the horizontal central plane 11.
  • the optical axes 39, 40 can also can be arranged parallel to each other.
  • the halves 37, 38 have reflection surfaces which each contain a parabola in vertical axial sections through the respective optical axis 39, 40. In the respective horizontal axial section, the reflection surfaces of the halves 37, 38 each contain an ellipse 43.
  • F, F of the parabolas and the first focal points F, F PL PR EL ER of the ellipses 43 coincide for half each and lie on the respective optical axis 39, 40 on a perpendicular to the central axis 12 through the center of the filament 13.
  • the second focal points ⁇ points F ', F' of the ellipses 43 lie in the light exit direction
  • EL ER device on the respective optical axis 39, 40.
  • a kink 21 or a small step is formed between the central area 116 and the peripheral area 17.
  • a step is formed in the vertical central section as in the reflector shown in FIG. With this configuration of the central area 116, a horizontally scattered light beam is generated by the latter.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

Der Scheinwerfer weist einen Reflektor (10) auf, mit einem zentralen Bereich (16) und einem peripheren Bereich (17) mit unterschiedlichen Reflexionsflächen. Auf der Mittelachse (12) des Reflektors ist ein Leuchtkörper (13) angeordnet. Die Reflexionsfläche des zentralen Bereichs (16) enthält im vertikalen Mittelschnitt eine Parabel und im horizontalen Mittelschnitt eine Hyperbel. Die Reflexionsfläche des peripheren Bereichs (17) enthält sowohl im vertikalen als auch im horizontalen Mittelschnitt Parabeln. Durch den zentralen Bereich (16) werden große Abbildungen des Leuchtkörpers (13) in einem horizontal gestreuten Lichtbündel reflektiert. Durch den peripheren Bereich (17) werden kleine Abbildungen des Leuchtkörpers (13) in das Zentrum der Lichtverteilung reflektiert, so daß die Lichtverteilung insgesamt einerseits eine große Breite und andererseits ein ausgeprägtes Lichtstärkemaximum im Zentrum aufweist.

Description

Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge nach der Gattung des Anspruchs 1.
Ein solcher Scheinwerfer ist durch die DE-PS 753 691 bekannt. Die¬ ser Scheinwerfer weist einen Reflektor mit einem zentralen Bereich und einem peripheren Bereich mit unterschiedlich geformten Refle¬ xionsflächen auf. Auf der optischen Achse des Reflektors ist ein Leuchtkörper angeordnet. Am Übergang zwischen dem zentralen Bereich und dem peripheren Bereich ist ein Knick gebildet.
Durch die DE-OS 36 09 659 ist ein Fernlichtscheinwerfer für Kraft¬ fahrzeuge bekannt. Dieser Scheinwerfer weist einen Reflektor in Form eines Rotationsparaboloids auf/ auf dessen optischer Achse ein Leuchtkörper angeordnet ist. Der Reflektor erzeugt ein paralleles Lichtbündel mit einem ausgeprägten Maximum im Zentrum der Lichtver¬ teilung, jedoch mit geringer Streuung. Zur Formung einer für das Fernlicht erwünschten Lichtverteilung mit einer hohen Lichtstärke im Zentrum der Lichtverteilung und einer horizontalen Streuung ist eine Streuscheibe vorgesehen, mit optischen Elementen, durch die die vom Reflektor reflektierten Lichtstrahlen in der erforderlichen Richtung und Stärke abgelenkt werden. Nachteilig bei der Streuscheibe ist je¬ doch, daß diese nicht stark geneigt angeordnet werden kann, wie dies bei Kraftfahrzeugen zur Erzielung eines geringen Luftwiderstands ge¬ wünscht ist, da die Lichtstrahlen sonst durch die optischen Elemente in unerwünschter Heise auch vertikal abgelenkt werden. Außerdem ist die Streuscheibe mit den optischen Elementen aufwendig- in der Her¬ stellung.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Scheinwerfer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß bereits durch den Reflektor die erwünschte Lichtverteilung erzeugt wird, mit einem horizontal gestreuten Lichtbündel und einer hohen maximalen Licht¬ stärke im Zentrum der Lichtverteilung, so daß die Lichtscheibe keine optischen Elemente aufzuweisen braucht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den ünteransprüchen gekennzeichnet.
Zeichnung
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar¬ gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des Scheinwerfers im horizontalen Mittelschnitt, Figur 2 den Scheinwerfer von Figur 1 im vertikalen Mittelschnitt, Figur 3 eine Vorderansicht des Reflektors des Scheinwerfers von Figur 1, Figur 4 die vom Reflektor erzeugte Lichtverteilung und Figur 5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Scheinwerfers im horizontalen Mittelschnitt. Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Ein in den Figuren 1 bis 3 dargestellter Fernlichtscheinwerfer für Kraftfahrzeuge weist einen Reflektor 10 aus Kunststoff auf, mit einer in der horizontalen Mittelebene 11 liegenden Mittelachse 12, die zugleich die optische Achse des Reflektors 10 ist und auf der als Leuchtkörper eine Glühwendel 13 einer nicht dargestellten Glüh¬ lampe angeordnet ist. Die Glühwendel 13 ist eine sich entlang der optischen Achse 12 erstreckende Axialwendel. Als Leuchtkörper kann jedoch auch der Lichtbogen einer Gasentladungslampe dienen. Die Lichtaustrittsöffnung' des Reflektors 10 ist durch eine bezüglich der Vertikalen geneigt angeordnete Lichtscheibe 14 abgedeckt. Die Licht¬ scheibe 14 kann außerdem auch horizontal geschwenkt angeordnet sein.
Der Reflektor 10 ist in einen zentralen Bereich 16 und einen peri¬ pheren Bereich 17 unterteilt. Der zentrale Bereich 16 weist eine Öffnung 20 zum Einsetzen der Lichtquelle auf. Der periphere Bereich 17 schließt sich in Lichtaustrittsrichtung und in radialer Richtung an den zentralen Bereich 16 an. Die Reflexionsfläche des zentralen Bereichs 16 enthält im horizontalen Mittelschnitt, wie in Figur 1 dargestellt, als Schnittkurve eine Hyperbel 18. Die Reflexionsfläche des peripheren Bereichs 17 enthält im horizontalen Mittelschnitt als Schnittkurve eine Parabel 19. Am Übergang zwischen der Hyperbel 18 und der Parabel 19 ist ein Knick 21 gebildet. Der erste Brennpunkt Fil der Hyperbel 18 und der Brennpunkt FP der Parabel 19 liegen am gleichen Ort, etwa in der Mitte der Glühwendel 13. Im vertikalen Mittelschnitt enthält die Reflexionsfläche des zentralen Bereichs, wie in Figur 2 dargestellt, als Schnittkurve eine Parabel 22, die nicht mit der Parabel 19 identisch ist. Die Reflexionsfläche des peripheren Bereichs 17 enthält im vertikalen Mittelschnitt als Schnittkurve eine Parabel 23, die mit der Parabel 19 im horizontalen Mittelschnitt identisch ist, so daß die Reflexionsfläche des peri- pheren Bereichs durch ein Rotationsparaboloid gebildet ist. Am Über¬ gang zwischen der Parabel 22 des zentralen Bereichs 16 und der Para¬ bel 23 des peripheren Bereichs 17 ist als Diskontinuität eine radia¬ le Stufe 24 gebildet. Die BrennpunkteF der Parabeln 22 und 23 liegen am gleichen Ort wie die Brennpunkte der Schnittkurven im horizontalen Mittelschnitt, etwa in der Mitte der Glühwendel 13. Die Parabeln 22 und 23 weisen unterschiedliche Brennweiten auf. Beim Übergang vom vertikalen Mittelschnitt zum horizontalen Mittelschnitt gehen die sich in axialen Längsschnitten durch den zentralen Bereich 16 ergebenden Schnittkurven von der Parabel 22 kontinuierlich über in die Hyperbel 18. Dabei wird die im vertikalen Mittelschnitt vor¬ handene Stufe 24 immer weniger ausgeprägt und im horizontalen Mit¬ telschnitt ist nur noch der Knick 21 oder eine geringere Stufe vor¬ handen.
Der periphere Bereich 17 des Reflektors kann an seinem oberen und unteren Randbereich durch horizontale, ebene Flächen 26 begrenzt sein, so daß sich die Parabel 23 im vertikalen Mittelschnitt nicht bis zum Vorderrand 27 des Reflektors erstreckt.
In Figur 4 ist die vom Reflektor 10 auf einem senkrecht zur opti¬ schen Achse 12 angeordneten Meßschirm gelieferte Lichtverteilung anhand mehrere Isoluxlinien 28 bis 31 dargestellt, die Linien glei¬ cher Lichtstärkewerte von 0.1, 1, 10 und 100 Lux darstellen. Die Lichtverteilung weist eine große horizontale Breite und ein ausge¬ prägtes Maximum im Zentrum mit hohen Lichtstärkewerten auf. Die Breite der Lichtverteilung wird durch vom zentralen Bereich 16 des Reflektors 10 reflektierte große Abbildungen der Glühwendel 13 er¬ reicht. Durch die Ausbildung des zentralen Bereichs 16 mit der Hy¬ perbel im horizontalen Mittelschnitt wird ein horizontal gestreutes Lichtbündel erzeugt, das die Breite der Lichtverteilung bestimmt und nur einen geringen Anteil zur maximalen Lichtstärke im Zentrum der Lichtverteilung liefert. Durch den peripheren Bereich 17 des Reflek¬ tors 10 werden kleine Abbildungen der Glühwendel 13 in das Zentrum der Lichtverteilung reflektiert, so daß dort die erwünschten hohen Lichtstärkewerte entstehen.
Bei einer nicht dargestellten Variante kann die Parabel 23 im ver¬ tikalen Mittelschnitt des peripheren Bereichs auch von der Parabel 19 im horizontalen Mittelschnitt verschieden sein, wobei dann die Reflexionsfläche des peripheren Bereichs 17 durch ein allgemeines Paraboloid gebildet ist. Außerdem kann die Reflexionsfläche des pe¬ ripheren Bereichs 17 so ausgebildet werden, daß die Schnittkurven im horizontalen und vertikalen Mittelschnitt keine reinen Parabeln sind, sondern deren Gleichungen sich von der Gleichung einer Parabel beispielsweise durch Korrekturfaktoren unterscheiden. Im übrigen kann die Reflexionsfläche des zentralen Bereichs 16 im horizontalen Mittelschnitt anstelle der Hyperbel 18 als Schnittkurve auch eine Ellipse enthalten, wodurch ebenfalls ein horizontal gestreutes Lichtbündel vom zentralen Bereich erzeugt wird. Außerdem kann umge¬ kehrt wie beim vorstehenden Ausführungsbeispiel der zentrale Bereich des Reflektors so ausgebildet sein, daß dieser Licht in das Zentrum der Lichtverteilung refle tiert und der periphere Bereich so ausge¬ bildet sein, daß dieser Licht in einem horizontal gestreuten Licht¬ bündel reflektiert.
Bei einem in Figur 5 im horizontalen Mittelschnitt dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel des Scheinwerfers ist der periphere Be¬ reich des Reflektors wie beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ausgebildet. Der zentrale Bereich 116 ist abweichend vom ersten Aus¬ führungsbeispiel in zwei sich in der vertikalen Mittelebene 36 stoßende Hälften 37 und 38 geteilt. Die optischen Achsen 39 und 40 der beiden Hälften erstrecken sich in der horizontalen Mittelebene 11 zueinander geschwenkt. Die optischen Achsen 39, 40 können auch parallel zueinander verschoben angeordnet werden. Die Hälften 37, 38 weisen Reflexionsflächen auf, die in vertikalen Axialschnitten durch die jeweilige optische Achse 39, 40 jeweils eine Parabel enthalten. Im jeweiligen horizontalen Axialschnitt enthalten die Reflexions¬ flächen der Hälften 37, 38 jeweils eine Ellipse 43. Die Brennpunkte
F , F der Parabeln sowie die ersten BrennpunkteF , F PL PR EL ER der Ellipsen 43 fallen für jeweils eine Hälfte zusammen und liegen auf der jeweiligen optischen Achse 39, 40 auf einer Senkrechten zur Mittelachse 12 durch die Mitte der Glühwendel 13. Die zweiten Brenn¬ punkte F' , F' der Ellipsen 43 liegen in Lichtaustrittsrich-
EL ER tung auf der jeweiligen optischen Achse 39, 40. Beim Übergang vom horizontalen Axialschnitt zum vertikalen Axialschnitt 'wandern' die zweiten Brennpunkte F' , F' der Ellipsen 43 zur Lage der zweiten Brennpunkte der Parabeln im Unendlichen. Im horizontalen Mittelschnitt ist zwischen dem zentralen Bereich 116 und dem peri¬ pheren Bereich 17 ein Knick 21 oder eine kleine Stufe gebildet. Im vertikalen Mittelschnitt ist wie bei dem in Figur 2 dargestellten Reflektor eine Stufe gebildet. Auch bei dieser Ausbildung des zen¬ tralen Bereichs 116 wird durch diesen ein horizontal gestreutes Lichtbündel erzeugt.

Claims

Ansprüche
1. Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge, insbesondere Fernlichtscheinwer¬ fer, mit einem Reflektor (10), der einen zentralen Bereich (16) und einen peripheren Bereich (17) mit unterschiedlichen Reflexions¬ flächen aufweist an deren Übergang eine Diskontinuität (21, 24) vor¬ handen ist, wobei die Lichtaustrittsöffnung des Reflektors (10) mit einer Lichtscheibe (14) abgedeckt ist und auf deren Mittelachse (12) des Reflektors (10) ein Leuchtkörper (13) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen der Bereiche (16, 17) Abbildungen des Leuchtkörpers (13) horizontal gestreut reflektiert werden und durch den anderen Bereich (16, 17) Abbildungen des Leuchtkörpers (13) in das Zentrum der vom Reflektor (10) erzeugten Lichtverteilung reflektiert werden.
2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Bereich (16) die Abbildungen des Leuchtkörpers (13) ge¬ streut reflektiert und der periphere Bereich (17) die Abbildungen des Leuchtkörpers (13) in das Zentrum der Lichtverteilung reflek¬ tiert.
3. Scheinwerfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsfläche des zentralen Bereichs (16) im vertikalen Mittel¬ schnitt als Schnittkurve eine Parabel (19) enthält.
4. Scheinwerfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsfläche des zentralen Bereichs (16) im horizontalen Längs¬ schnitt als Schnittkurve eine Hyperbel (18) oder eine hyperbelähn¬ liche Kurve enthält.
5. Scheinwerfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsfläche des zentralen Bereichs (16) im horizontalen Längs¬ schnitt als Schnittkurve eine Ellipse oder eine ellipsenähnliche Kurve enthält.
6. Scheinwerfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Bereich (16) in zwei sich in der vertikalen Mittelebene (36) des Reflektors (10) stoßende Hälften (37, 38) unterteilt ist, wobei sich die optischen Achsen (39, 40) der beiden Hälften in der horizontalen Mittelebene (11) voneinander abweichend erstrecken.
7. Scheinwerfer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsfläche des peripheren Bereichs (17) in axialen Längsschnitten als Schnittkurven Parabeln (22, 23) oder parabelähnliche Kurven enthält.
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