DE10048561A1

DE10048561A1 - Lichteinheit für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE10048561A1
Application number: DE2000148561
Authority: DE
Inventors: Thomas Weber; Andreas Geesmeier; Susanne Hagedorn
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2000-09-30
Filing date: 2000-09-30
Publication date: 2002-04-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lichteinheit für Fahrzeuge, insbesondere Scheinwerfer, mit einem Reflektor, mindestens einer dem Reflektor zugeordneten Lichtquelle einer die in Abstrahlrichtung vorne liegenden Öffnung des Reflektors abdeckenden Lichtscheibe, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor und/oder die Lichtscheibe eine Mehrzahl von sich radial in einer Reihe erstreckenden Facettenelementen aufweist, wobei die Reihen von Facettenelementen jeweils durch eine bogenförmige Radiallinie begrenzt sind, und dass die Facettenelemente jeweils derart geformt sind, dass der von der Lichtquelle emittierte und auf das jeweilige Facettenelement auftreffende Teil der Lichtstrahlen im Wesentlichen gemäß einer vollständigen vorgegebenen Lichtverteilung reflektiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichteinheit für Fahrzeuge, insbesondere Scheinwer fer, mit einem Reflektor, mit mindestens einer dem Reflektor zugeordneten Lichtquelle und mit einer die in Abstrahlrichtung vorne liegenden Öffnung des Reflektors abdeckenden Lichtscheibe.

Aus der EP 0 974 485 A2 ist eine Lichteinheit für Fahrzeuge bekannt, die einen Reflektor und eine die Öffnung des Reflektors abdeckende Lichtscheibe auf weist. In einem Randbereich des Reflektors sind eine Mehrzahl von Lichtquel len angeordnet, wobei jeder Lichtquelle eine Reihe von in radialer Richtung erstreckenden und konzentrisch verteilt um eine zentrale Achse des Reflektors angeordneten Facettenelementen zugeordnet sind. Dadurch, dass die Licht quellen randseitig angeordnet sind, weist die bekannte Lichteinheit einen rela tiv flachen Aufbau auf. Weiterhin bietet die bekannte Lichteinheit eine regel mäßige optische Erscheinungsform. Nachteilig an der bekannten Lichteinheit ist jedoch, dass eine Vielzahl von Lichtquellen erforderlich sind, die sich in ei nem ungünstigen Winkel zu der Orientierung des Reflektors erstrecken.

Aus der EP 0 985 870 A2 ist eine Lichteinheit mit einem Reflektor und einer die Öffnung des Reflektors abdeckenden Lichtscheibe bekannt, bei der die Licht quelle zentral auf einer zentralen Achse des Reflektors angeordnet ist. Der Reflektor weist spiralförmig erstreckende Reflektorsegmente auf, die sich in einer vorgegebenen Mindestanzahl um die zentrale Achse des Reflektors er strecken, um ein relativ schmales Spotlicht zu erzeugen. Dabei erstrecken sich die Reflektorsegmente in Projektion auf eine senkrecht zur zentralen Achse verlaufenden Ebene von einem inneren Ring durchgehend zu einem äußeren Ring. Die bekannte Lichteinheit ist aufgrund der durchgehenden Form der Re flektorsegmente nur in begrenztem Umfang für Fahrzeuge einsetzbar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lichteinheit für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass zuverlässig eine vorgegebene Lichtverteilung bei einem homogenen und optisch ansprechenden Erscheinungsbild der Lichtein heit erzeugt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor und/oder die Lichtscheibe eine Mehrzahl von sich radial in einer Reihe erstreckenden Facettenelementen aufweist, wobei die Reihen von Facettenelementen jeweils durch eine bogenförmige Radiallinie begrenzt sind, und dass die Facettenele mente jeweils derart geformt sind, dass der von der Lichtquelle emittierte und auf das jeweilige Facettenelement auftreffende Teil der Lichtstrahlen im We sentlichen gemäß einer vollständigen vorgegebenen Lichtverteilung reflektiert wird.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Ausbildung von bogenförmig um eine zentrale Achse des Reflektors angeordnete Reihen von Facettenelementen, die jeweils für sich die gesamte vorgegebene Lichtver teilung abbilden, sicher gewährleistet wird, dass stets dieselbe und in der Form unveränderliche Lichtverteilung erzeugt wird. Durch die erfindungsgemäß ge formten Facettenelemente wird eine Redundanz erzeugt, so dass bei Ausfall eines Facettenelementes lediglich eine Reduzierung der Lichtstärke, insbe sondere eine gleichmäßige Reduzierung der Lichtstärke, gegeben ist. Eine lo kale Veränderung der Lichtverteilung tritt nicht ein. Vorteilhaft können Ferti gungstoleranzen der Baueinheiten der Lichteinheit größer bemessen sein. Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch das homogene Erscheinungsbild der Lichtein heit, die insbesondere bei Einsatz als Fernlichtfunktion eine geringere Blend wirkung ausübt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Facettenelemente derart geformt, dass mittels der jeweils auf die Facettenelemente reflektierten Licht strahlen gleiche oder ähnliche Lichtverteilungen erzeugt werden. Von jedem Facettenelement werden die Lichtstrahlen in dem gesamten räumlichen Win kelbereich der vorgegebenen Lichtverteilung reflektiert. Vorzugsweise tragen alle Facettenelemente zu einer gleichen Lichtverteilung bei.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich von innen nach außen verlaufende Radiallinien spiralförmig um die zentrale Achse des Reflektors, wobei die Radiallinien jeweils die gleiche Krümmung aufweisen. Auf diese Weise ergibt sich eine homogenes und optisch ansprechendes Er scheinungsbild der Lichteinheit.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Radiallinien in Umfangsrich tung um die zentrale Achse in einem konstanten Abstand zueinander angeord net.

Nach der Erfindung kann zum einen der Reflektor konzentrisch verteilt ange ordnete Facettenelemente aufweisen, wobei die Lichtscheibe glasklar ausge bildet ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die thermische Belastung der Lichtscheibe wesentlich reduziert werden kann. Dadurch, dass jedes Facetten element in gleicher Weise zu der vorgegebenen Lichtverteilung beiträgt, kann eine "Lichtkonzentration" auf der Lichtscheibe entzerrt werden. Insbesondere in der Fernlichtfunktion kann die Wärmebelastung im zentralen Bereich der Licht scheibe verringert werden.

Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung weist lediglich die Lichtscheibe Facettenelemente auf, die sich auf einer der Lichtquelle zuge wandten Innenseite erstrecken. Die Oberfläche des Reflektors ist im Wesentli chen stetig ausgebildet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeich nungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Lichteinheit,

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Reflektors der Lichteinheit,

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch eine radial verlaufende Rei he von Facettenelementen des Reflektors und

Fig. 4 eine Beleuchtungsstärkeverteilung des mit dem Reflektor erzeugten Lichtbündels auf einer Lichtscheibe der Lichteinheit.

Eine Lichteinheit für Fahrzeuge findet vorzugsweise Anwendung als Schein werfer, insbesondere als eine Scheinwerfer mit Fernlichtfunktion. Alternativ kann die Lichteinheit auch als Leuchte für Fahrzeuge Einsatz finden.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Lichteinheit 1 nach einer bevorzug ten Ausführungsform. Die Lichteinheit 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem ein topfförmiger und rotationssymmetrisch ausgebildeter Reflektor 3, eine eine in Abstrahlrichtung vorne liegende Öffnung 4 des Reflektors 3 abdeckende Licht scheibe 5 und eine in einer hinteren Öffnung 6 des Reflektors 3 angeordnete Lichtquelle 7 auf. Die Lichtquelle 7 ist als Glühlampe oder Gasentladungslam pe ausgebildet und erstreckt sich koaxial zu einer zentralen Achse 8 der Re flektors 3.

Wie aus Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, ist eine Oberfläche des Reflektors 3 in eine Mehrzahl von konvexförmigen Facettenelementen 9 aufgeteilt. Die Facet tenelemente 9 erstrecken sich höckerförmig auf der Oberfläche des Reflektors 3, wobei ein Rand oder eine Randlinie 10 der Facettenelemente 9 sich sprung förmig zu einer Basisfläche 11 des Reflektors 3 erhebt. Zwischen den Rändern 10 benachbarter Facettenelemente 9 ist ein schmaler Spalt 12 gebildet, der keine lichttechnische Funktion hat, sondern aufgrund des durchgehenden Ver laufs konzentrisch und radial zu der zentralen Achse 8 ein homogenes opti sches Erscheinungsbild der Lichteinheit 1 bewirkt.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, werden eine Mehrzahl von in Projektion auf eine zu der zentralen Achse 8 senkrechten Ebene radial verlaufenden Facet tenelementen 9 gebildet, die sich von der hinteren Öffnung 6 des Reflektors 3 bis zu einem Rand der Öffnung 4 erstrecken. Die Reihe von Facettenelemen ten 9 besteht aus fünf Facettenelementen, die jeweils über den als Umfangs spalt 13 und einen Radialspalt 14 ausgebildeten Spalt 12 von benachbarten Facettenelementen 9 getrennt sind. Der Umfangsspalt 13 wird durch Umfangs randlinien 15 und der Radialspalt 14 durch Radialrandlinien 16 der Ränder be nachbarter Facettenelemente 9 begrenzt. Die Spalte 12, 13, 14 verlaufen par allel zu den Randlinien 10 bzw. 15, 16.

Die Umfangsspalte 13 bzw. Umfangsrandlinien 15 der Facettenelemente 9 er strecken sich im Wesentlichen kreisförmig und in einem konstanten Abstand zueinander um die zentrale Achse 8. Die Radialspalte 14 bzw. Radialrandlinien 16 erstrecken sich im Wesentlichen spiralförmig zwischen den Rändern der Öffnungen 6 und 4.

Die einzelnen Facettenelemente 9 weisen eine solche Oberflächenkrümmung 17 bzw. Formgebung auf, dass der entsprechende von der Lichtquelle 7 emit tierte und auf dieselben auftreffende Teil der Lichtstrahlen derart reflektiert wird, dass eine vollständige vorgegebene Lichtverteilung erzeugt ist. Damit tragen alle Facettenelemente 9 in gleicher Weise dazu bei, eine vorgegebene Lichtverteilung zu erzeugen. Aufgrund der örtlich unterschiedlichen Lage der Facettenelemente 9 bewirkt eine solche Optikstruktur, dass insbesondere bei hohen Lichtstärken eine unerwünschte Wärmebelastung der Lichtscheibe 5 verhindert wird. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, wird eine Entzerrung der Be leuchtungsstärke von einem zentralen Bereich, in dem die zentrale Achse 8 verläuft, weg nach außen ermöglicht. Weiterhin ergibt sich aufgrund der erfin dungsgemäßen Oberflächenformgebung der Facettenelemente 9, dass bei Nichtfunktion eines Facettenelementes 9 beispielsweise durch Verschmutzung etc. die Struktur der Lichtverteilung nicht verändert wird. Außerdem bewirkt ei ne solche Redundanz, dass die Fertigungstoleranzen der Bauteile der Licht einheit 1 nicht so eng bemessen sein müssen.

Nach dem beschriebenen Ausführungsbeispiel erstrecken sich zwölf Reihen von Facettenelementen 9 um die zentrale Achse 8 herum. Die Anzahl der Rei hen kann aus Designgründen auch kleiner oder größer gewählt werden, bei spielsweise in einem Bereich von 4 bis 16 Reihen.

Nach einer alternativen nicht dargestellten Ausführungsform kann statt des Re flektors 3 die Lichtscheibe 5 auf einer der Lichtquelle 7 zugewandten Seite spi ral- oder bogenförmig verlaufende Reihen von Facettenelementen aufweisen. Diese Facettenelemente haben die gleiche Wirkung wie die Facettenelemente 9 des bevorzugten Ausführungsbeispiels. Der zu dieser Lichtscheibe zugeord nete Reflektor weist vorzugsweise eine glatte Oberfläche auf, deren Kontur im Wesentlichen in einer durchgehenden bogenförmigen Ebene verläuft.

Claims

1. Lichteinheit für Fahrzeuge, insbesondere Scheinwerfer, mit einem Reflektor, mit mindestens einer dem Reflektor zugeordneten Lichtquelle und mit einer die in Abstrahlrichtung vorne liegenden Öffnung des Reflektors abdecken den Lichtscheibe, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (3) und/oder die Lichtscheibe eine Mehrzahl von sich radial in einer Reihe erstreckenden Facettenelementen (9) aufweist, wobei die Reihen von Facettenelementen (9) jeweils durch eine bogenförmige Radiallinie (16) begrenzt sind, und dass die Facettenelemente (9) jeweils derart geformt sind, dass der von der Lichtquelle (7) emittierte und auf das jeweilige Facettenelement (9) auftref fende Teil der Lichtstrahlen im Wesentlichen gemäß einer vollständigen vorgegebenen Lichtverteilung reflektiert wird.

2. Lichteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Facetten elemente (9) derart geformt sind, dass die jeweils auf die Facettenelemente (9) auftreffenden Lichtstrahlen in dem gesamten räumlichen Winkelbereich der vorgegebenen Lichtverteilung reflektiert werden.

3. Lichteinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Radiallinien (16) um eine zentrale Achse (8) des Reflektors (3) spiralförmig angeordnet sind und dass die Radiallinien (16) die gleiche Krümmung auf weisen.

4. Lichteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Radiallinien (16) in einem konstanten Abstand zueinander um die zentrale Achse (8) herum angeordnet sind.

5. Lichteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Facettenelemente (9) konvex- oder konkavförmig ausgebildet sind und dass zwischen den Facettenelementen (9) ein Spalt (12) gebildet ist.

6. Lichteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Facettenelemente (9) randseitig Sprung- oder stufenförmig ausge bildet sind.

7. Lichteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (7) auf der zentralen Achse (8) des Reflektors (3) an geordnet ist.

8. Lichteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (7) als Glühlampe oder Gasentladungslampe ausgebil det ist.

9. Lichteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Facettenelemente (9) auf einer der Lichtquelle (7) zugewand ten Innenseite der Lichtscheibe erstrecken.

10. Lichteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass um die zentrale Achse (8) die Reihen von Facettenelementen (9) in einer Anzahl von vier bis sechzehn Reihen angeordnet sind.