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Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge mit Leuchtmittel und Reflektor gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Die Aufgaben der lichttechnischen Einrichtungen am Kraftfahrzeug sind unterschiedlich. Zum Beispiel lassen die Blinkleuchten die Absicht zur Änderung der Fahrtrichtung oder eine Gefahrensituation erkennen. Die Scheinwerfer an der Fahrzeugfront sind primär dafür bestimmt, die Fahrbahn auszuleuchten, damit der Fahrer das Verkehrsgeschehen erfassen und Hindernisse rechtzeitig erkennen kann. Zusätzlich sind sie das Erkennungsmerkmal für den Gegenverkehr. Zur Ausleuchtung der Fahrbahn dienen im wesentlichen Fern- und Abblendscheinwerfer.
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Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge sind in verschiedenster Art bekannt, wobei die entsprechenden Beleuchtungseinrichtungen immer paarweise angeordnet sind. Beim Zwei-Scheinwerfer-System befindet sich an der Fahrzeugfront ein Scheinwerferpaar. Es werden Leuchtmittel mit zwei Lichtquellen verwendet und oft werden Fern- und Abblendlicht in einem gemeinsamen Reflektor erzeugt. Beim Vier-Scheinwerfer-System kann ein Scheinwerferpaar für das Fernlicht und das zweite Scheinwerferpaar für das Abblendlicht ausgelegt sein.
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Grundsätzlich ist die Vorsehung von Abblendlicht und Fernlicht gesetzlich vorgeschrieben.
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Eine Beleuchtungseinrichtung, insbesondere ein Scheinwerfer, besteht, wie bereits oben erwähnt, im wesentlichen aus einer Lichtquelle und einem Reflektor. Der Reflektor ist eine Vorrichtung zum Sammeln und Zurückwerfen von Lichtstrahlen in eine bestimmte Richtung. Dabei gibt es verschiedene Bauarten, z.B. paraboloidförmige, ellipsoidförmige, Freiformreflektoren und Stufenreflektoren. Stufenreflektoren sind segmentierte Reflektoren, die aus Paraboloidteilen oder parelliptischen Reflektorteilen verschiedener Brennweite zusammengesetzt sind. Parelliptisch bedeutet, daß sie aus einer Kombination aus Parabel und Ellipse bestehen. Ein Beispiel eines derartigen Stufenreflektors ist aus der
DE 196 24 244 A1 bekannt.
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Das Fernlicht wird üblicherweise durch eine Lichtquelle erzeugt, die im Brennpunkt eines symmetrischen Reflektors angeordnet ist. Dadurch wird das Licht so reflektiert, daß es in Richtung der durch die optische Achse des Reflektors gebildeten Reflektorachse austritt. Die axial mit Fernlicht zu erreichende Lichtstärken hängen im wesentlichen von der leuchtenden Fläche des Reflektors ab. Das Fernlicht erzeugt einen über die Fahrbahn hinweg gerichteten Lichtkegel zur Ausleuchtung sowohl der Fahrbahn, als auch der Fahrbahnumgebung vor dem Kraftfahrzeug.
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Bei den heutigen Verkehrsdichten kann das Fernlicht nur noch in Ausnahmefällen verwendet werden, so daß das eigentliche Fahrlicht daher durch das Abblendlicht gebildet wird. Das Abblendlicht erzeugt einen Lichtkegel, der ausschließlich auf die Fahrbahn gerichtet ist und eine sehr viel kürzere Reichweite hat. Scheinwerfer für Abblendlicht benötigen eine Hell-Dunkel-Grenze in der Lichtverteilung. Es ist eine asymmetrische Lichtverteilung notwendig, um die rechte Fahrbahnseite weiter und stärker auszuleuchten. Man will damit erreichen, daß eventuell auftretende Hindernisse schnell erkannt werden können. Das sogenannte Abblenden des besagten Lichtes auf die Fahrbahn soll eine Blendung des Gegenverkehrs verhindern. Deshalb wird die linke Fahrbahnhälfte weniger stark ausgeleuchtet. Neben maximalen Sichtweiten und minimaler Blendwirkung muß die Lichtverteilung auch im Nahbereich den Anforderungen genügen. Kurven müssen sicher durchfahren werden können, d.h. die Lichtverteilung muß seitlich bis über die Fahrbahnränder hinaus reichen.
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Die oben erwähnten Anforderungen an Fern- und Abblendlicht sind vorgeschrieben. Um dieser Vorschrift genüge zu tun, werden vielfach Scheinwerfer konstruiert, die erheblichen Bauraum benötigen. Bei relativ kompakt gebauten Fahrzeugen, in denen vor allem im Frontbereich der Karosserie alle Aggregate relativ kompakt angeordnet sind, gibt dies Probleme, da auch für die Scheinwerfer nur ein begrenzter Bauraum zur Verfügung steht. Deshalb kommt es grundsätzlich darauf an, den Bauraum für die Scheinwerfer optimal zu nutzen und Tiefe, Höhe und Breite der Scheinwerfer so gut wie möglich anzupassen.
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Dabei benötigt man nicht nur genügend Platz für die Scheinwerfer als solche, sondern es muß auch ausreichend Raum zum Auswechseln des Leuchtmittels vorhanden sein. Dieser Raum muß mindestens so groß bemessen sein, daß der Kraftfahrzeugmechaniker mit seiner Hand die Halterung des Leuchtmittels öffnen, das defekte Leuchtmittel herausziehen und das neue Leuchtmittel ohne Probleme einsetzen kann. Es muß auf genügend Bewegungsspielraum für den Kraftfahrzeugmechaniker geachtet werden. Dieser Raum zum Auswechseln der Leuchtmittel vergrößert die Tiefe des benötigten Bauraums für die Scheinwerfer.
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Ferner wird aus aerodynamischen Gründen die Fahrzeugfront niedrig gehalten, um eine Verminderung des Luftwiderstandswerts zu erzielen. Folglich ist in diesem Fall die Höhe des Bauraums für die Scheinwerfer ebenfalls sehr begrenzt. Soll das Kraftfahrzeug mit einer relativ flachen Haube ausgestattet werden, so ist es sehr schwierig bei dem vorhandenen Bauraum zum Beispiel einen Parabolspiegel als Reflektor einzusetzen.
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Aus der
DE 692 01 866 T2 ist ein Scheinwerfer bekannt, der aus einem Hohlkörper einstückig ausgebildet ist, wobei der Hohlkörper zwei gegenüberliegende Spiegelflächen aufweist, mittels derer von einer im Hohlkörper aufgenommenen Lichtquelle emittierte Lichtstrahlen schließlich in Fahrtrichtung umgelenkt werden. Durch die Verwendung von zwei Spiegeloberflächen soll eine von der Seite gesehen sehr flache, und von oben gesehen breite Ausbildung des Scheinwerfers und damit eine Verlagerung der strahlenden Oberfläche nach unten zur Straßenoberfläche möglich sein. Ferner soll die Konstruktion die Benutzung eines Parabol-Reflektors überflüssig machen.
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In der
DE 39 15 300 C2 ist eine Verstellvorrichtung für einen Fahrzeugscheinwerfer beschrieben. Dabei ist das Gehäuse des Scheinwerfers fest mit der Fahrzeugkarosserie verbunden. Innerhalb des Scheinwerfergehäuses ist ein aus Glas, Reflektor und Leuchtmittel bestehender Scheinwerferkörper mittels eines Getriebes bzw. einer Kippvorrichtung um eine vertikale bzw. horizontaler Achse schwenkbar. Insgesamt soll eine kompakte Verstellvorrichtung bereitgestellt werden, wobei die Verstellung vom Fahrersitz aus vorgenommen werden kann.
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Schließlich ist in der
DE 196 24 244 A1 eine Fahrzeugleuchte offenbart, deren Reflektor einen eine Lichtquelle umgebenden zentralen Bereich und einen seitlichen Bereich aufweist. Dabei ist der zentrale Reflektorbereich mit einer seitlichen Aussparung versehen, durch die von der Lichtquelle ausgesandtes Licht zum seitlichen Reflektorbereich gelangen kann. Der seitliche Reflektorbereich umfasst eine Vielzahl gestufter Reflexionsprofile, denen wiederrum größere Reflexionssegmente überlagert sind. Durch diese Anordnung soll ein unerwünschter Abfall der Ausleuchtung der Fahrzeugleuchte vom zentralen Reflektorbereich hin zum seitlichen Reflektorbereich abgeschwächt werden.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, der gegenüber bekannten Scheinwerfer einen deutlichen Gewinn an Bauraum erzielt. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, den Zugriff auf das Leuchtmittel des Scheinwerfers zu erleichtern.
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Die Aufgabe wird durch einen Scheinwerfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß wird die Tiefe an Bauraum für einen Scheinwerfer dadurch verringert, daß der Scheinwerfer, der ein Leuchtmittel und einen Reflektor aufweist, ferner eine Drehvorrichtung aufweist, so daß der Scheinwerfer zum Auswechseln des Leuchtmittels um eine Drehachse der Drehvorrichtung aus der Karosserie heraus geklappt wird. So ist es möglich, daß bei ausgeklapptem Scheinwerfer das Leuchtmittel komfortabel ausgewechselt werden kann und somit der zum Wechseln des Leuchtmittels benötigte Bauraum entfällt.
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In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Scheinwerfers mit Leuchtmittel und Reflektor, weist der Scheinwerfer ein Trägerelement auf, an dem der Reflektor angeordnet ist und das eine Vorrichtung zur Aufnahme des Leuchtmittels aufweist, wobei der Reflektor durch eine gekrümmte Fläche gebildet wird, der Brennpunkt des Reflektors außerhalb des durch den Reflektor in Fahrtrichtung erzeugten Lichtbündels liegt und das Leuchtmittel im wesentlichen im Brennpunkt des Reflektors angeordnet ist. Der Brennpunkt des Reflektors kann dabei in Fahrtrichtung unterhalb oder seitlich von dem durch den Reflektor erzeugten Lichtbündel liegen, wodurch das Leuchtmittel nicht in den Strahlengang des in Fahrtrichtung emittierten Lichtbündels hineinragt und dieses stört. Durch diese erfindungsgemäße nichtaxiale Anordnung der Reflektorfläche relativ zu dem Leuchtmittel, d.h. zu dem von der Reflektorfläche erzeugten Brennpunkt, wird eine Verringerung des notwendigen Bauraums erzielt.
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Eine weitere Verringerung des zur Unterbringung notwendigen Bauraums wird weiter erzielt, wenn die Reflektorfläche in geeigneter Weise Stufen aufweist, wobei die Anzahl der Stufen größer oder gleich 2 ist. Die Stufen können unterschiedlich ausgestaltet sein, wobei die Ausgestaltung der Stufen an den vorgegebenen Bauraum angepaßt werden kann.
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Der erfindungsgemäße Scheinwerfer kann sowohl für Abblendlicht als auch für Fernlicht eingesetzt werden. Allerdings kommt seinem Einsatz zur Erzeugung des Abblendlichts eine höhere Bedeutung zu, da im heutigen Automobilbau bei den Scheinwerferanordnungen vorzugsweise die äußere Kammer für das Abblendlicht und die innere Kammer für das Fernlicht vorgesehen sind. Dabei sind außen und innen bezüglich der Frontansicht auf ein Kraftfahrzeug zu verstehen. Soll nun aus aerodynamischen Gründen die Fahrzeugfront niedrig gehalten werden, steht für die äußere Kammer nur sehr begrenzter Bauraum zur Verfügung, so daß dann ein erfindungsgemäßer Scheinwerfer verwendet werden kann.
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Bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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1 zeigt einen erfindungsgemäßen Scheinwerfer in schematischer Darstellung in Seitenansicht, wobei der Scheinwerfer ausgeklappt werden kann, und
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2 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Scheinwerfer in Seitenansicht mit einem Stufenreflektor.
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3 zeigt einen bekannten Scheinwerfer in schematischer Darstellung,
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Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst kurz der bekannte Scheinwerfer nach 3 beschrieben. 3 zeigt in Seitenansicht einen üblichen Scheinwerfer 1, der in ein Kraftfahrzeug eingebaut ist, das sich in Fahrtrichtung A bewegt. Der Scheinwerfer umfaßt einen Reflektor 3C, in dem ein Leuchtmittel 2 angeordnet ist. Dieses Leuchtmittel ist mittels eines Sockels oder Halterung 5 im Reflektor 3 befestigt, wobei die zum Betrieb notwendige Spannung über einen Stecker 6 zugeführt wird. Ferner ist der Scheinwerfer 1 in einem Gehäuse mit Scheinwerferglas 9 angeordnet.
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Zum Auswechseln des Leuchtmittels 2 muß üblicherweise die Motorhaube (nicht dargestellt) geöffnet werden und es wird der hinter dem Reflektor angeordnete Raum B zum Lösen der Halterung 5 sowie des Steckers 6 und zum Austauschen des defekten Leuchtmittels 2 benötigt. Dieser Raum B muß daher freigehalten werden, da sonst ein Austauschen eines Leuchtmittels 2 nicht möglich ist. Ferner ist der vor dem Scheinwerfer 1 notwendige Raum ebenfalls relativ groß, was durch die übliche Verwendung eines parabolischen Vollreflektors (axialer Reflektor) bedingt ist. Mit anderen Worten, das Gehäuse eines konventionellen Scheinwerfers benötigt viel Bauraum in einem Kraftfahrzeug.
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Die 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers 1 in Draufsicht. Auch hier zeigt der Pfeil A die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs an, d.h. die Richtung, in die das vom Scheinwerfer erzeugte Lichtbündel 7 emittiert wird. An einem Trägerelement 4 sind an der einen Seite ein der Reflektor 3A und an der anderen Seite eine Vorrichtung 11 zur Aufnahme eines Leuchtmittels 2, also das Leuchtmittel 2, angeordnet. Der Reflektor 3A wird durch eine geeignet gekrümmte Fläche gebildet, wobei die gekrümmte Fläche des Reflektors 3A so bestimmt ist, daß der Brennpunkt des Reflektors 3A außerhalb des in Fahrtrichtung erzeugten Lichtbündels 7 liegt. Im oder im wesentlichen im Brennpunkt des Reflektors 3A ist das Leuchtmittel 2 angeordnet. Ferner ist das Leuchtmittel 2 in einer Abschirmung 12 angeordnet, wobei die Abschirmung eine Öffnung 13 zur Beleuchtung des Reflektors 3A aufweist. Das Leuchtmittel 2 ist ferner mit einer Halterung 5 im Trägerelement 4 befestigt und die Spannungsversorgung erfolgt über einen Stecker 6. Der Scheinwerfer 1 ist in einem Gehäuse mit Scheinwerferglas 8 angeordnet, wobei das Trägerelement 4 Bestandteil des Gehäuses ist, insbesondere, wenn Trägerelement 4 und Reflektor 3A einstückig ausgebildet sind. Das Scheinwerferglas 8 ist in seiner Kontur vorzugsweise an die Karosseriekontur 9 angepaßt. Ferner weist der Scheinwerfer 1 eine Drehvorrichtung auf, die hier symbolisch durch den Drehpunkt 10 dargestellt ist. Um diesen Drehpunkt 10 ist der Scheinwerfer 1 klapp- oder drehbar, so daß der Scheinwerfer 1 zum Auswechseln des Leuchtmittels 2 aus der Karosserie heraus geklappt werden kann. Durch die Drehbarkeit des Scheinwerfers und die Verwendung eines nichtaxialen Reflektors wird eine große Ersparnis an Einbauraum erzielt. Der vordere Teil der 1 stellt schematisch den ausgeklappten Zustand des Scheinwerfers 1 dar und bedarf keiner näheren Erläuterung.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Scheinwerfers, wobei diejenigen Teile, die identisch in dem Scheinwerfer der 1 verwendet werden, an dieser Stelle nicht erneut erläutert werden. Um zusätzlich Bauraum zu sparen weist die zweite Ausführungsform des Scheinwerfers 1 einen mit Stufen 14, 15 versehenen Reflektor 3B auf. Die gekrümmten Flächen der Stufen 14, 15 sind so ausgelegt, daß auch hier der gemeinsame Brennpunkt außerhalb des durch die Stufen 14, 15 erzeugten Lichtbündels 7 liegt. Dabei muß die Neigung der die Stufen 14, 15 verbindenden Absätze 16, 17 so gewählt werden, daß die Verlängerung der Absätze 16, 17 im Brennpunkt liegt, um unerwünschte Reflektionen zu verhindern. Mit anderen Worten, der Brennpunkt liegt in den von den Absätzen 16, 17 definierten Ebenen, die u. U. ebenfalls gekrümmt sein können. Die Anzahl der Stufen 14, 15 ist größer oder gleich 2, wobei die Form der Reflektorstufen voneinander verschieden sein können und sich nach dem zur Verfügung stehenden Bauraum richten. Auch diese Ausführungsform des Scheinwerfers 1 ist um einen Drehpunkt 10 aus der Karosserie heraus klappbar.
