AT406079B - VEHICLE HEADLIGHTS - Google Patents
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Abstract
Description
AT 406 079 BAT 406 079 B
Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugscheinwerfer mit einem Reflektor bestehend aus einer Kombination verschiedener Krümmungen, wobei mindestens eine dieser Krümmungen als Reflexionsfiäche mit bestimmter Funktion und mindestens eine weitere Krümmung als Regelfläche ausgebildet ist, einer Glühlampe, deren Wendel horizontal und vorzugsweise im rechten Winkel zur optischen Achse des Scheinwerfers verläuft, einer Abdeckscheibe und einer zwischen Abdeckscheibe und Glühlampe angeordneten Projektionslinse.The invention relates to a vehicle headlight with a reflector consisting of a combination of different curvatures, at least one of these curvatures being designed as a reflecting surface with a specific function and at least one further curvature as a regulating surface, an incandescent lamp whose filament is horizontal and preferably at right angles to the optical axis of the Headlight runs, a cover plate and a projection lens arranged between cover plate and light bulb.
Die AT 338 933 B betrifft einen Kfz-Scheinwerfer mit einem Parabolreflektor, einer Glühlampe mit Glühwendel im Brennpunkt des Reflektors, und einer im Strahlengang angeordneten Polarisationsfolie, die eine Aussparung aufweist, um von einem gesonderten Reflektorsegment mit kleinerer Brennweite schräg nach unten reflektiertes Licht durchzulassen.AT 338 933 B relates to a motor vehicle headlamp with a parabolic reflector, an incandescent lamp with a filament at the focal point of the reflector, and a polarizing film arranged in the beam path, which has a cutout to allow light reflected at an angle downwards from a separate reflector segment with a smaller focal length.
Die DE 33 19 562 A betrifft ein Reflektorsystem für Beleuchtungsoptiken zur Erzeugung von Punktstrahlung, bei dem der Reflektor glockenartig ist und zwei Ellipsoidabschnitte unterschiedlicher Brennweite aufweist. Die Lichtquelle ist im ersten Brennpunkt beider Ellipsoide angeordnet. Der der Lichtquelle nähere Abschnitt reflektiert Licht in seinen zweiten Brennpunkt, währenddessen der von der Lichtquelle weiter entfernte Abschnitt Licht auf einen ringförmigen Rückreflektor reflektiert, von dem das Licht auf einen Kegelspiegel zurückgeworfen und endlich von diesem in den zweiten Brennpunkt des ersten Abschnitts erneut rückreflektiert wird.DE 33 19 562 A relates to a reflector system for illumination optics for generating spot radiation, in which the reflector is bell-like and has two ellipsoid sections of different focal lengths. The light source is located in the first focal point of both ellipsoids. The section closer to the light source reflects light into its second focal point, while the section farther away from the light source reflects light onto an annular back reflector, from which the light is reflected back onto a conical mirror and is finally reflected back by the latter into the second focal point of the first section.
Die DE 33 34 459 A betrifft einen Kfe-Projektionslinsenscheinwerfer vom PE(Polyellipsoid)-Reflektortyp mit einer Blende zur Abbildung der Hell/Dunkelgrenze, wobei die Lichtquelle im ersten Brennpunkt angeordnet ist und im vertikalen Mittelschnitt der äußere Brennpunkt im Blendenbereich liegt, während im horizontalen Mittelschnitt der äußere Brennpunkt im Bereich der Projektionslinse liegt. Diese PE-Systeme haben den Vorteil, daß die Lampe weitaus mehr umschließbar ist als mit Paraboloidreflektoren, so daß der nutzbare Lichtstrom höher liegt, bringen jedoch thermische und optische Probleme dadurch, daß zwischen Lampe und Sammellinse eine sogenannte Abschatterblende zur Ausbildung der Hell/Dunkelgrenze des erzeugten Lichtmusters vorgesehen werden muß. Auf der einen Seite kann der auf die Blendenfläche abgestrahlte Lichtstrom nicht genützt werden, so daß ein Teil der Reflektoroberfläche nutzlos ist und sich die Blende stark erwärmt; auf der anderen Seite blendet über die Blendenkante streifendes Licht. Zur Entschärfung des Streiflichtproblems ist man bei den Projektionssystemen dazu übergegangen, geteilte Reflektoren herzustellen, deren Abschnitte nicht mehr exakte Ellipsoide sind. Weiters wurde gemäß der US 4 811 174 A vorgeschlagen, auf eine Abschatterblende zu verzichten und die gewünschte Lichtverteilung durch geeignete Form und räumliche Stellung der Projektionslinse zu erzielen; auch die Ausbildung unterschiedlich gekrümmter Reflektorzonen ist gemäß dieser Druckschrift vorgesehen.DE 33 34 459 A relates to a Kfe projection lens headlight of the PE (polyellipsoid) reflector type with an aperture for imaging the light / dark boundary, the light source being arranged in the first focal point and in the vertical center section the outer focal point being in the aperture area, while in the horizontal Middle cut the outer focal point lies in the area of the projection lens. These PE systems have the advantage that the lamp is much more enclosable than with paraboloid reflectors, so that the usable luminous flux is higher, but bring thermal and optical problems in that a so-called shading aperture between the lamp and the collecting lens to form the light / dark boundary of the generated light pattern must be provided. On the one hand, the luminous flux radiated onto the diaphragm surface cannot be used, so that part of the reflector surface is useless and the diaphragm heats up considerably; on the other hand, light dazzles across the edge of the diaphragm. To alleviate the grazing light problem, the projection systems have started to produce split reflectors, the sections of which are no longer exact ellipsoids. Furthermore, it has been proposed according to US Pat. No. 4,811,174 A to dispense with a shading screen and to achieve the desired light distribution by suitable shape and spatial position of the projection lens; the formation of differently curved reflector zones is also provided according to this document.
Die DE 35 27 391 A betrifft einen Kfz-Nebelscheinwerfer mit Direktlichtabschirmung über eine Blende, mit einem Reflektor, dessen unterer Abschnitt Teil eines Paraboloids und dessen oberer Abschnitt im Vertikalschnitt Teil einer Ellipse und im Horizontalabschnitt Teil einer Parabel ist, wobei die Abschnitte einen gemeinsamen Brennpunkt und eine gemeinsame Brennweite aufweisen.DE 35 27 391 A relates to a motor vehicle fog lamp with direct light shielding via an aperture, with a reflector, the lower section of which is part of a paraboloid and the upper section of which is part of an ellipse in the vertical section and part of a parabola in the horizontal section, the sections being a common focal point and have a common focal length.
Die DE 37 44 563 A betrifft einen Kfz-Scheinwerfer mit ohne Einsatz einer Blende erzielter Hell/Dunkelgrenze, wobei aber unterhalb des Glühfadens ein nach oben reflektierender Hilfsreflektor vorgesehen ist. Der Reflektor weist zwei Seitenzonen auf, die kleine, den Konzentrationsfleck definierende und die Hell/Dunkefgrenze abbildende Bilder des Glühfadens erzeugen, und eine Mittelzone, die so reflektiert, daß die Lichtstrahlen weit vor dem Scheinwerfer konvergieren und große Bilder des Glühfadens erzeugen. Die Seitenzonen und die Mittelzone sind mit einer Stetigkeit zweiter Ordnung in zwei Ebenen miteinander verbunden, die an je einer Seite der optischen Achse parallel dazu und zumindest annähernd vertikal verlaufen.DE 37 44 563 A relates to a motor vehicle headlight with a light / dark boundary achieved without the use of an aperture, but an auxiliary reflector reflecting upward is provided below the filament. The reflector has two side zones which produce small images of the filament which define the concentration spot and which represent the light / dark boundary, and a central zone which reflects such that the light beams converge far in front of the headlight and produce large images of the filament. The side zones and the middle zone are connected to one another with a continuity of the second order in two planes, which run parallel to each side of the optical axis and at least approximately vertically.
Die Mittelzone und die Seitenzonen haben Reflexionsflächen, die komplizierten Linsengleichungen gehorchen.The central zone and the side zones have reflective surfaces that obey complicated lens equations.
Die CH 526 071 A betrifft einen Kfz-Scheinwerfer, bei dem die Reflektorfläche durch zwei einander überschneidende Kurvenscharen definiert ist, von denen die eine Schar z.B. Parabeln und die andere Schar Ellipsen sein können; es sind Jedoch auch andere Kombinationen angegeben, nämlich Kombinationen aus Parabeln, Hyperbeln und Ellipsen.CH 526 071 A relates to a motor vehicle headlight in which the reflector surface is defined by two overlapping groups of curves, one of which is e.g. Parabolas and the other set of ellipses can be; However, other combinations are also specified, namely combinations of parabolas, hyperbolas and ellipses.
Die EP 0 306 142 A betrifft einen Stufenreflektor zur Verwendung beim Lichtpausen oder überall dort, wo eine gleichmäßige Verteilung der Lichtintensität gewünscht wird · also keinesfalls für Kfz-Beleuchtung-, wobei der Lampenreflektor zum Teil ellipsoidisch und zum Teil kugelförmig ausgebildet ist. 2EP 0 306 142 A relates to a step reflector for use in the case of a blueprint or wherever a uniform distribution of the light intensity is desired - that is, in no case for automotive lighting - the lamp reflector being partly ellipsoidal and partly spherical. 2nd
AT 406 079 BAT 406 079 B
Die US 4 825 344 A betrifft einen Kfe-Flachscheinwerfer mit einem Verbundreflektor in Form eines Paraboihauptreflektors, an dem im Mittelabschnitt oberhalb der Lampe ein Hilfsreflektor zum Verteilen von dort auffallendem Licht zur Vermeidung von Blendung vorgesehen ist.No. 4,825,344 A relates to a Kfe flat headlight with a composite reflector in the form of a parabolic main reflector, on which an auxiliary reflector is provided in the middle section above the lamp for distributing light incident there to avoid glare.
Die neueste Entwicklung geht dahin, Scheinwerferreflektoren nicht als Regelflachen, wie Paraboloid oder Dreiachsiges Ellipsoid, sondern als Freie Flächen auszubilden, deren Form auf ihrer Funktionalität beruht, siehe z.B. "Perfekter Lichtservice - bessere Lichtqualität" in Kfe-Lichttechnik 9/88, Seiten 73-78. Hier kann vom Einsatz einer Projektionssammellinse oder einer Projektionslinse besonderer Form abgesehen werden; es wird vom gewünschten Lichtmuster, d.h. der angestrebten Lichtmengenverteilung auf einer Meßfläche auf die dafür nötigen Flächen am Reflektor zurückgerechnet, wozu es bekannt ist, die Reflektorfläche in der Vorderansicht in verschiedene Zonen einzuteilen, in denen die Wendel abgebildet werden soll, wobei die obere Teilfläche den Lichtstrom wie üblich streut und eine ebenfalls übliche Abblendlichtfunktion erfüllt; gegenüber einem Parabolreflektor werden dabei breitgefächerte Wendelabbilder erzeugt. Die untere Teilflache dient dazu, möglichst nahe an der Hell/Dunkelgrenze liegende, gestreute Wendelabbilder zu erzeugen.The latest development is to design headlamp reflectors not as regular surfaces, such as paraboloid or triaxial ellipsoid, but as free surfaces whose shape is based on their functionality, see e.g. " Perfect lighting service - better lighting quality " in Kfe lighting technology 9/88, pages 73-78. The use of a projection lens or a special shape projection lens can be dispensed with here; it is based on the desired light pattern, i.e. The desired light quantity distribution on a measuring surface is calculated back to the necessary areas on the reflector, for which it is known to divide the reflector surface in the front view into different zones in which the filament is to be imaged, the upper partial surface scattering the luminous flux as usual and also one usual low beam function fulfilled; Compared to a parabolic reflector, wide-ranging helix images are generated. The lower part of the surface is used to generate scattered spiral images that are as close as possible to the light / dark boundary.
Die obere Teilfläche geht in der einen Reflektorhälfte direkt in die untere Teilfläche über, in der anderen Reflektorhälfte liegt dazwischen eine sich von außen nach innen verjüngende Keilfläche, der sogenannte Zwickel, die für eine weitreichende Ausleuchtung der eigenen Fahrbahnhälfte dadurch sorgt, daß sie die Wendelbilder konzentrisch in die Mitte des Lichtmusters verschiebt.In one reflector half, the upper partial surface merges directly into the lower partial surface, in the other reflector half there is a wedge surface tapering from the outside inwards, the so-called gusset, which ensures extensive illumination of one's own lane half by concentrically concentrating the helical images moves to the center of the light pattern.
Theoretisch würden Freiflächenscheinwerfer keine streuenden Abdeckscheiben mehr benötigen; in der Praxis der bisher bekannten Systeme ist dies jedoch nicht verwirklicht.In theory, free-form floodlights would no longer need scattering cover plates; however, this has not been achieved in the practice of the previously known systems.
Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugscheinwerfer der eingangs genannten Art, bei dem Freiflächen und Regelflächen kombiniert sind und der dadurch gekennzeichnet ist, daß im Horizontalschnitt durch die Wendelebene der Krümmungsteil des Reflektors, der hinter und um die Glühlampe angeordnet ist, als Kugelschalenprofil ausgebildet ist, daß der jeweils daran seitlich anschließende Teil des Reflektors als Paraboloid ausgebildet ist und daß ein jeweils weiterer, sich an das Paraboloidprofil seitlich anschließender, Krümmungsteil in an sich bekannter Weise das von der Wendel auf die Reflektoroberfläche abgestrahlte Licht zur optischen Achse konvergierend reflektiert, wobei die Konvergenz in an sich bekannter Weise mit zunehmendem Abstand der Reflektoroberfläche von der optischen Achse ansteigt, mit einer vorzugsweisen maximalen Konvergenz von bis über 45® zur optischen Achse.The invention relates to a vehicle headlight of the type mentioned, in which open spaces and control surfaces are combined and which is characterized in that the horizontal section through the helical plane of the curved part of the reflector, which is arranged behind and around the bulb, is designed as a spherical shell profile that the each laterally adjoining part of the reflector is designed as a paraboloid and that a further, laterally adjoining the paraboloid profile, a curved part in a manner known per se reflects the light emitted by the helix onto the reflector surface in a converging manner to the optical axis, the convergence in at known way increases with increasing distance of the reflector surface from the optical axis, with a preferred maximum convergence of up to over 45® to the optical axis.
Nach einem weiteren Kennzeichen ist vorgesehen, daß im Vertikalschnitt durch die optische Achse an den Krümmungsteil mit Kugelschalenprofil ein Krümmungsteil mit Paraboloidprofil nach oben und unten anschließt und jeweils von einem Randabschnitt, der parallel zur optischen Achse verläuft, begrenzt ist, wobei das Paraboloidprofil vorzugsweise so ausgebildet ist, daß Licht mit einem Öffnungswinkel von 5 bis 6° gegenüber der optischen Achse zur Standfläche des Fahrzeugs reflektiert wird.According to a further feature, it is provided that in the vertical section through the optical axis a curved part with a paraboloid profile adjoins the curved part with a spherical shell profile and is bounded in each case by an edge section which runs parallel to the optical axis, the paraboloid profile preferably being designed in this way is that light is reflected with an opening angle of 5 to 6 ° with respect to the optical axis to the base of the vehicle.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, in der Fig. 1 eine Horizontalschnittansicht eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers und Fig. 2 der zugehörige Vertikalschnitt ist.The invention is described in more detail below using an example with reference to the drawing, in which Fig. 1 is a horizontal sectional view of a headlight according to the invention and Fig. 2 is the associated vertical section.
In Fig. 1 ist ein Horizontalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfer in Wendelebene dargestellt, wobei lediglich die wichtigsten Bauelemente eingezeichnet sind.1 shows a horizontal section through a vehicle headlight according to the invention in the helical plane, only the most important components being shown.
Der Reflektor T ist bezüglich der durch die optische Achse 3 verlaufenden Vertikalebene spiegelbild-symmetrisch, wobei von der Mitte her jeweils auf einen Abschnitt 1b mit Kugelprofil ein Abschnitt 1b' mit Paraboloidprofil folgt, an den nach außen ein wie oben definierter Freiflächenabschnitt 1a anschließt. Zwischen den Abschnitten 1b und 1b' ist eine Rippe 7 ausgebildet, die Abschnitte 1b' und 1a gehen stufenlos ineinander über. Der Strahlenverlauf in den Abschnitten 1b' und 1a ist aus Fig. 1 zu erkennen. Den Zentralbereichen 1b des Reflektors ist eine Projektionslinse 8 mittig vorgesetzt, die eine justierbare Halterung 9 aufweist, mit der die räumliche Lage der Projektionslinse im Scheinwerfer veränderbar ist. Die der Wendel zugewandte Oberfläche der Projektionslinse 8 ist zur Wendel hin konkav gekrümmt, die der Abdeckscheibe 10 zugewandte Oberfläche der Projektionslinse 8 weist eine zur Abdeckscheibe 9 gerichtete konvexe Krümmung auf.The reflector T is mirror-image symmetrical with respect to the vertical plane running through the optical axis 3, a section 1b 'with a paraboloid profile following from the center in each case on a section 1b with a spherical profile, to which an open space section 1a as defined above adjoins the outside. A rib 7 is formed between the sections 1b and 1b ', the sections 1b' and 1a merge continuously into one another. The beam path in sections 1b 'and 1a can be seen from FIG. 1. In the center of the central areas 1b of the reflector is a projection lens 8, which has an adjustable holder 9 with which the spatial position of the projection lens in the headlight can be changed. The surface of the projection lens 8 facing the helix is concavely curved toward the helix, the surface of the projection lens 8 facing the cover disk 10 has a convex curvature directed toward the cover disk 9.
In Fig. 2 ist weiter zu erkennen, daß der Reflektor 1 ein Flachreflektor ist mit einer oberen 1c und unteren 1d horizontal verlaufenden Begrenzungsfläche, zwischen denen der gekrümmte Teil des Reflektors angeordnet ist. Auch im Vertikalschnitt ist der Reflektor in bezüglich der Horizontalebene spiegelbildlich angeordnete aufeinanderfolgende Zonen aufgeteilt, wobei aber keine Symmetrie gegeben ist. Der gegenüber der durch die Wendel 2 verlaufenden 3In Fig. 2 it can also be seen that the reflector 1 is a flat reflector with an upper 1c and lower 1d horizontal boundary surface, between which the curved part of the reflector is arranged. Also in the vertical section, the reflector is divided into successive zones arranged in mirror image with respect to the horizontal plane, but there is no symmetry. The third running through the helix 2
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