DE10115868B4

DE10115868B4 - Scheinwerfereinheit eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE10115868B4
Application number: DE10115868A
Authority: DE
Inventors: Matthias Dr. Gebauer; Ralf Steinhart
Original assignee: Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2010-01-07
Anticipated expiration: 2021-03-31
Also published as: DE10115868A1

Abstract

Scheinwerfereinheit eines Kraftfahrzeugs mit einem Scheinwerfer (10) mit einem Reflektor (20) und einer Lichtquelle (22) zur Erzeugung eines Abblendlichts, mit einem weiteren Scheinwerfer (12) mit einem Reflektor (30) und einer Lichtquelle (32) zur Erzeugung einer anderen Lichtfunktion und mit Mitteln zur Erzeugung eines Begrenzungslichts, indem durch den Reflektor (30) des zur Erzeugung der anderen Lichtfunktion dienenden Scheinwerfers (12) von einer Lichtquelle (22) ausgesandtes Licht reflektiert wird, dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens ein Lichtleitelement (40) vorgesehen ist, in das am zur Erzeugung des Abblendlichts dienenden Scheinwerfer (10) von dessen Lichtquelle (22) ausgesandtes Licht eingekoppelt wird und aus dem am zur Erzeugung der anderen Lichtfunktion dienenden Scheinwerfer (12) Licht austritt und durch dessen Reflektor (30) zur Erzeugung des Begrenzungslichts reflektiert wird, wobei Licht über einen Zusatzreflektor (44) in das wenigstens eine Lichtleitelement (40) eingekoppelt wird, welches vom Reflektor (20) des zur Erzeugung des Abblendlichts dienenden Scheinwerfers (10) nicht erfasst wird, und...

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Scheinwerfereinheit eines Kraftfahrzeugs nach der Gattung des Anspruchs 1.
Eine solche Scheinwerfereinheit ist durch die DE 41 12 194 A1 bekannt. Diese Scheinwerfereinheit weist einen Scheinwerfer mit einem Reflektor und einer Lichtquelle zur Erzeugung eines Abblendlichtbündels auf. Die Scheinwerfereinheit weist außerdem einen weiteren Scheinwerfer mit einem Reflektor und einer Lichtquelle zur Erzeugung eines Fernlichtbündels auf. Weiterhin sind bei der Scheinwerfereinheit Mittel vorgesehen zur Erzeugung eines Begrenzungslichts in Form einer zusätzlichen Lichtquelle, die in den Reflektor des Fernlichtscheinwerfers eingesetzt ist und deren ausgesandtes Licht durch den Reflektor reflektiert wird. Wegen der zusätzlichen Lichtquelle sowie deren Einbau und elektrische Anschlüsse weist die Scheinwerfereinheit einen aufwändigen Aufbau auf. Es ist bekannt, als Lichtquelle in einem Scheinwerfer zur Erzeugung eines Abblendlichtbündels eine Gasentladungslampe als Lichtquelle zu verwenden. Die Farbe des von einer Gasentladungslampe ausgesandten Lichts unterscheidet sich von der Farbe des von einer Glühlampe ausgesandten Lichts, wie sie üblicherweise als Lichtquelle zur Erzeugung des Begrenzungslichts verwendet wird. Bei gleichzeitigem Betrieb der Gasentladungslampe des Abblendlichtscheinwerfers und der Glühlampe zur Erzeugung des Begrenzungslichts sind die unterschiedlichen Lichtfarben unter Umständen störend wahrnehmbar.
Weitere Scheinwerfereinheiten sind aus der DE 42 29 728 C1 , der US 20 65 059 , der DE 197 30 133 C2 und der DE 195 26 023 A1 vorbekannt.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemässe Scheinwerfereinheit mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat den Vorteil, dass keine zusätzliche Lichtquelle zur Erzeugung des Begrenzungslichts erforderlich ist und damit der Aufbau vereinfacht ist. Ferner wird erreicht, dass für die Erzeugung des Begrenzungslichts das für die Erzeugung des Abblendlichts zur Verfügung stehende Licht nicht geschwächt wird. Darüberhinaus weist das Begrenzungslicht dieselbe Lichtfarbe auf wie das Abblendlicht.
Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 bietet den Vorteil, dass das Begrenzungslicht die Lichtfarbe des von der Gasentladungslampe ausgesandten Lichts aufweist. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 3 kann mit hohem Wirkungsgrad Licht in das Lichtleitelement eingekoppelt werden.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Scheinwerfereinheit angegeben.
Zeichnung
Zwei Beispiele sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 eine Scheinwerfereinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einem Querschnitt entlang Linie I-I in 2, 2 die Scheinwerfereinheit in einem vertikalen Längsschnitt entlang Linie II-II in 1 und 3 die Scheinwerfereinheit in einem vertikalen Längsschnitt gemäß einem zweiten nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In den 1 bis 3 ist eine Scheinwerfereinheit für Kraftfahrzeuge dargestellt, die im Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, wobei üblicherweise zwei Scheinwerfereinheiten spiegelbildlich zur Fahrzeuglängsachse angeordnet sind. Die Scheinwerfereinheit weist einen Scheinwerfer 10 zur Erzeugung eines Abblendlichtbündels auf, der nachfolgend als Abblendlichtscheinwerfer bezeichnet wird. Die Scheinwerfereinheit weist wenigstens einen weiteren Scheinwerfer 12 für eine andere Lichtfunktion auf. Der weitere Scheinwerfer 12 kann beispielsweise zur Erzeugung eines Fernlichtbündels oder eines Nebellichtbündels dienen und wird nachfolgend als Fernlichtscheinwerfer bezeichnet. Der Fernlichtscheinwerfer 12 ist seitlich neben dem Abblendlichtscheinwerfer 10 angeordnet, kann jedoch auch in beliebiger anderer Weise angeordnet sein, beispielsweise oberhalb oder unterhalb des Abblendlichtscheinwerfers 10.
Der Abblendlichtscheinwerfer 10 ist bei einem in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel nach dem Projektionsprinzip ausgebildet und weist einen konkav gekrümmten Reflektor 20 auf, in den in dessen Scheitelbereich eine Lichtquelle 22 eingesetzt ist. Die Lichtquelle 22 kann eine Glühlampe oder vorzugsweise eine Gasentladungslampe sein und weist einen Leuchtkörper 23 auf, der entsprechend eine Glühwendel oder ein Lichtbogen ist. Der Reflektor 20 ist derart geformt, daß durch diesen von der Lichtquelle 22 ausgesandtes Licht als ein konvergierendes Lichtbündel reflektiert wird. Der Reflektor 20 kann dabei beispielsweise zumindest näherungsweise als Ellipsoid ausgebildet sein, wobei der Leuchtkörper 23 der Lichtquelle 22 im Bereich des ersten Brennpunkts F1 des Reflektors 20 angeordnet ist. Das den Reflektor 20 bildende Ellipsoid kann in unterschiedlichen Längsschnitten unterschiedliche Ellipsen enthalten. Alternativ kann der Reflektor 20 auch eine andere, beispielsweise numerisch bestimmte Form aufweisen.
Im Bereich des in Lichtaustrittsrichtung 14 weisenden Vorderrands des Reflektors 20 ist eine Blende 24 angeordnet, die sich zumindest annähernd senkrecht zur optischen Achse 21 des Reflektors 20 unterhalb der optischen Achse 21 erstreckt. Durch die Blende 24 wird ein Teil des vom Reflektor 20 reflektierten Lichtbündels abgeschirmt und durch die Oberkante 25 der Blende 24 wird eine Helldunkelgrenze des an dieser vorbeigelangenden Lichtbündels erzeugt. In Lichtaustrittsrichtung 14 nach der Blende 24 ist eine Linse 26 angeordnet, durch die vom Reflektor 20 reflektiertes und an der Blende 24 vorbeigelangendes Licht hindurchtritt. Die Linse 26 ist als Sammellinse ausgebildet, so daß durch diese das vom Reflektor 20 reflektierte konvergierende Lichtbündel beim Durchtritt zur optischen Achse 21 hin abgelenkt wird. Die Linse 26 kann eine entgegen Lichtaustrittsrichtung 14 weisende Planseite 27 und eine in Lichtaustrittsrichtung 14 weisende konvex gekrümmte Seite 28 aufweisen, die eine sphärische oder asphärische Krümmung aufweisen kann.
Der Fernlichtscheinwerfer 12 ist nach dem Reflexionsprinzip ausgebildet und weist einen konkav gekrümmten Reflektor 30 auf, in den in dessen Scheitelbereich eine Lichtquelle 32 eingesetzt ist. Die Lichtquelle 32 kann eine Glühlampe oder eine Gasentladungslampe sein. Durch den Reflektor 30 wird von der Lichtquelle 32 ausgesandtes Licht in Lichtaustrittsrichtung 14 reflektiert. Der Reflektor 30 kann beispielsweise zumindest annähernd in Form eines Paraboloids ausgebildet sein, so daß durch diesen von der Lichtquelle 32 ausgesandtes Licht als annähernd paralleles Lichtbündel reflektiert wird. Im Strahlengang des vom Reflektor 30 reflektierten Lichtbündels kann dabei eine lichtdurchlässige Scheibe 34 angeordnet sein, die zumindest bereichsweise optische Profile aufweist, durch die hindurchtretendes Licht abgelenkt und/oder gestreut wird, so daß das aus dem Fernlichtscheinwerfer 12 austretende Lichtbündel eine für die Funktion des Fernlichts erforderliche Beleuchtungsstärkeverteilung erzeugt. Alternativ kann der Reflektor 30 auch eine beispielsweise numerisch derart bestimmte Form aufweisen, daß durch diesen von der Lichtquelle 32 ausgesandtes Licht derart reflektiert wird, daß es auch ohne die Wirkung weiterer optischer Profile im Strahlengang die erforderliche Beleuchtungsstärkeverteilung erzeugt.
Die Scheibe 34 kann sich als Abdeckscheibe über die gesamte Lichtaustrittsöffnung der Scheinwerfereinheit erstrecken und kann in einem Bereich, durch den das vom Abblendlichtscheinwerfer 10 ausgesandte Lichtbündel hindurchtritt, optische Profile 38 aufweisen, durch die das hindurchtretende Licht abgelenkt und/oder gestreut wird, so daß das austretende Lichtbündel eine für das Abblendlicht erforderliche Beleuchtungsstärkeverteilung erzeugt. Der Abblendlichtscheinwerfer 10 und der Fernlichtscheinwerfer 12 können in einem gemeinsamen Gehäuse 16 angeordnet sein.
Erfindungsgemäß ist wenigstens ein Lichtleitelement 40 vorgesehen, in das von der Lichtquelle 22 des Abblendlichtscheinwerfers 10 ausgesandtes Licht eingekoppelt und in diesem zum Fernlichtscheinwerfer 12 geleitet wird, dort aus dem Lichtleitelement 40 austritt und durch den Reflektor 30 des Fernlichtscheinwerfers 12 in Lichtaustrittsrichtung 14 reflektiert wird, so daß es die Forderungen für ein Begrenzungslicht erfüllt. Die Forderungen für ein Begrenzungslicht legen die zu erzeugende Beleuchtungsstärkeverteilung und die Sichtbarkeit aus unterschiedlichen Richtungen fest. Das das Begrenzungslicht erzeugende Licht kann beim Durchtritt durch die. optischen Profile 36 abgelenkt und/oder gestreut werden.
Das Lichtleitelement 40 kann flexibel ausgebildet sein oder starr und kann aus mehreren einzelnen Lichtleiterfasern oder als massiver Körper aufgebaut sein. Das Lichtleitelement 40 kann aus Glas oder transparentem Kunststoff wie beispielsweise Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat bestehen. Das Lichtleitelement 40 weist im Bereich des Abblendlichtscheinwerfers 10 eine Lichteintrittsfläche 42 auf. Die Lichteintrittsfläche 42 ist beispielsweise in Lichtaustrittsrichtung 14 nach der Blende 24 unterhalb von deren Oberkante 25 angeordnet. Die Lichteintrittsfläche 42 kann eben oder gekrümmt ausgebildet sein. Durch die Anordnung der Lichteintrittsfläche 42 des Lichtleitelements 40 nach der Blende 24 in deren Schatten wird der Strahlengang des Abblendlichtscheinwerfers 10 nicht beeinflußt, da in den Bereich nach der Blende 24 kein Licht gelangt.
Um möglichst viel Licht durch die Lichteintrittsfläche 42 in das Lichtleitelement 40 einzukoppeln ist wenigstens ein optisches Element vorgesehen, durch das von der Lichtquelle 22 ausgesandtes Licht auf die Lichteintrittsfläche 42 gerichtet wird. Das optische Element ist als Zusatzreflektor 44 ausgebildet, der oberhalb der Lichteintrittsfläche 42 und in Lichtaustrittsrichtung 14 nach dem Reflektor 20 angeordnet ist. Der Zusatzreflektor 44 kann einstückig mit dem Reflektor 20 oder als separates Teil ausgeführt sein. Der Zusatzreflektor 44 kann beispielsweise zumindest annähernd in Form eines Ellipsoids ausgebildet sein, wobei dessen erster Brennpunkt F1 im Bereich des Leuchtkörpers 23 der Lichtquelle 22 liegt und dessen zweiter Brennpunkt F2 im Bereich der Lichteintrittsfläche 42 liegt. Der Zusatzreflektor 44 kann auch eine andere beispielsweise numerisch bestimmte und/oder in Facetten unterteilte Form aufweisen. Der Zusatzreflektor 44 ist derart angeordnet, daß durch diesen das vom Reflektor 20 reflektierte Lichtbündel nicht beeinflußt wird und auf diesen zumindest im wesentlichen nur von der Lichtquelle 22 ausgesandtes Licht trifft, das durch den Reflektor 20 nicht erfaßt wird. Zusätzlich zum Zusatzreflektor 44 kann vorgesehen sein, daß als optisches Element im Strahlengang des von der Lichtquelle 22 ausgesandten Lichts oder im Strahlengang des vom Zusatzreflektor 44 reflektierten Lichts eine Linse 43 angeordnet ist, durch die hindurchtretendes Licht auf die Lichteintrittsfläche 42 des Lichtleitelements 40 gerichtet wird. Der Zusatzreflektor 44 kann Öffnungen 45 aufweisen, durch die von der Lichtquelle 22 ausgesandtes Licht hindurchtreten kann, um so die beleuchtete Fläche des Abblendlichtscheinwerfers 10 zu vergrößern.
Das durch die Lichteintrittsfläche 42 in das Lichtleitelement 40 eingekoppelte Licht wird im Lichtleitelement 40 durch Totalreflexion bis zu einer am Fernlichtscheinwerfer 12 angeordneten Lichtaustrittsfläche 46 geleitet. Es kann vorgesehen sein, daß das Lichtleitelement 40 am Abblendlichtscheinwerfer 10 von seiner Lichteintrittsfläche 42 aus nach unten verläuft und nahe einem unteren Rand des Gehäuses 16 zum Fernlichtscheinwerfer 12 und an diesem nach oben verläuft bis zur Lichtaustrittsfläche 46. Die Lichtaustrittsfläche 46 kann eben oder gekrümmt ausgebildet sein und an dieser können optische Profile 47 angeordnet sein, um austretendes Licht abzulenken und/oder zu streuen. Der Endbereich des Lichtleitelements 40 mit der Lichtaustrittsfläche 46 ist vorzugsweise in einem Randbereich des Reflektors 30 angeordnet, um den Strahlengang des von der Lichtquelle 32 ausgesandten und durch den Reflektor 30 reflektierten Fernlichtbündels möglichst wenig zu beeinflußen. Das durch die Lichtaustrittsfläche 46 aus dem Lichtleitelement 40 austretende Licht trifft auf den Reflektor 30 des Fernlichtscheinwerfers 12 und wird durch diesen wie vorstehend angegeben zur Erzeugung des Begrenzungslichts reflektiert.
In 3 ist die Scheinwerfereinheit gemäß einem zweiten, nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem lediglich die Ausbildung des Abblendlichtscheinwerfers 110 gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel geändert ist. Der Abblendlichtscheinwerfer 110 ist nach dem Reflexionsprinzip ausgebildet und weist einen konkav gekrümmten Reflektor 120 auf, in den in dessen Scheitelbereich eine Lichtquelle 122 vorzugsweise in Form einer Gasentladungslampe oder alternativ einer Glühlampe eingesetzt ist. Der Reflektor 120 kann beispielsweise zumindest annähernd in Form eines Paraboloids ausgebildet sein, durch das von der Lichtquelle 122 ausgesandtes Licht als ein etwa paralleles Lichtbündel reflektiert wird. Zur Erzeugung der erforderlichen Helldunkelgrenze des Abblendlichtbündels kann der Lichtquelle 122 eine Abschirmvorrichtung 129 zugeordnet sein, durch die ein Teil des von der Lichtquelle 122 ausgesandten Lichts abgeschirmt wird. Durch die Abschirmvorrichtung 129 kann beispielsweise von der Lichtquelle 122 zu einem unteren Bereich des Reflektors 120 hin ausgesandtes Licht abgeschirmt werden. Das Lichtleitelement 140 ist mit seiner Lichteintrittsfläche 142 beispielsweise oberhalb der Lichtquelle 122 angeordnet. Das vom Reflektor 120 reflektierte Lichtbündel wird beim Durchtritt durch eine in dessen Strahlengang angeordnete lichtdurchlässige Scheibe 134 mit optischen Profilen 138 derart abgelenkt und/oder gestreut, daß das austretende Abblendlichtbündel die erforderliche Beleuchtungsstärkeverteilung erzeugt. Alternativ kann der Reflektor 120 auch eine numerisch derart bestimmte Form aufweisen, daß durch diesen von der Lichtquelle 122 ausgesandtes Licht derart reflektiert, daß es die erforderliche Helldunkelgrenze aufweist und die erforderliche Beleuchtungsstärkeverteilung erzeugt, ohne daß die optischen Profile 138 an der Scheibe 134 erforderlich sind.
Das Lichtleitelement 140 weist eine am Abblendlichtscheinwerfer 110 angeordnete Lichteintrittsfläche 142 auf, durch die von der Lichtquelle 122 ausgesandtes Licht in das Lichtleitelement 140 eingekoppelt wird, durch das Licht zum Fernlichtscheinwerfer 12 geleitet wird. Es kann vorgesehen sein, daß für die Einkopplung in das Lichtleitelement 140 nur von der Lichtquelle 122 direkt zu der Lichteintrittsfläche 142 hin ausgesandtes Licht genutzt wird. Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß ein optisches Element beispielsweise in Form eines Zusatzreflektors 144 vorhanden ist, durch den von der Lichtquelle 122 ausgesandtes Licht auf die Lichteintrittsfläche 142 des Lichtleitelements 140 gerichtet wird. Als Zusatzreflektor 144 kann beispielsweise die Abschirmvorrichtung 129 verwendet werden, so daß für die Einkopplung in das Lichtleitelement 140 Licht genutzt wird, das durch die Abschirmvorrichtung 129 abgeschirmt wird und nicht auf den Reflektor 120 trifft. Alternativ oder zusätzlich zum Zusatzreflektor 144 kann als optisches Element auch eine Linse 143 vorgesehen sein, durch die von der Lichtquelle 122 ausgesandtes oder vom Zusatzreflektor 144 reflektiertes Licht auf die Lichteintrittsfläche 142 des Lichtleitelements 140 gerichtet wird. Es kann auch vorgesehen sein, daß ein Teilbereich des Reflektors 120 derart ausgebildet ist, daß durch diesen von der Lichtquelle 122 ausgesandtes Licht auf die Lichteintrittsfläche 142 des Lichtleitelements 140 gerichtet wird.

Claims

Scheinwerfereinheit eines Kraftfahrzeugs mit einem Scheinwerfer (10) mit einem Reflektor (20) und einer Lichtquelle (22) zur Erzeugung eines Abblendlichts, mit einem weiteren Scheinwerfer (12) mit einem Reflektor (30) und einer Lichtquelle (32) zur Erzeugung einer anderen Lichtfunktion und mit Mitteln zur Erzeugung eines Begrenzungslichts, indem durch den Reflektor (30) des zur Erzeugung der anderen Lichtfunktion dienenden Scheinwerfers (12) von einer Lichtquelle (22) ausgesandtes Licht reflektiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Lichtleitelement (40) vorgesehen ist, in das am zur Erzeugung des Abblendlichts dienenden Scheinwerfer (10) von dessen Lichtquelle (22) ausgesandtes Licht eingekoppelt wird und aus dem am zur Erzeugung der anderen Lichtfunktion dienenden Scheinwerfer (12) Licht austritt und durch dessen Reflektor (30) zur Erzeugung des Begrenzungslichts reflektiert wird, wobei Licht über einen Zusatzreflektor (44) in das wenigstens eine Lichtleitelement (40) eingekoppelt wird, welches vom Reflektor (20) des zur Erzeugung des Abblendlichts dienenden Scheinwerfers (10) nicht erfasst wird, und wobei der Zusatzreflektor (44) einen Brennpunkt F1 im Bereich des Leuchtkörpers (23) der Lichtquelle (22) und einen zweiten Brennpunkt F2 im Bereich der Lichteintrittsfläche (42) aufweist.
Scheinwerfereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (22) des zur Erzeugung des Abblendlichts dienenden Scheinwerfers (10) eine Gasentladungslampe ist.
Scheinwerfereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein den Zusatzreflektor (44) umfassendes optisches Element (43; 44) vorgesehen ist, durch das von der Lichtquelle (20) des zur Erzeugung des Abblendlichts dienenden Scheinwerfers (10) ausgesandtes Licht auf die Lichteintrittsfläche (42) des wenigstens einen Lichtleitelements (40) gerichtet wird.
Scheinwerfereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Zusatzreflektor von der Lichtquelle (22) des zur Erzeugung des Abblendlichts dienenden Scheinwerfers (10) ausgesandtes Licht im wesentlichen quer zu einer Lichtaustrittsrichtung (14) des Scheinwerfers (10) reflektiert wird.
Scheinwerfereinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Erzeugung des Abblendlichts dienende Scheinwerfer (10) eine im Strahlengang des von dessen Reflektor (20) reflektierten Lichtbündels angeordnete Blende (24) zur Erzeugung einer Helldunkelgrenze des Abblendlichtbündels aufweist, durch die ein Teil des Lichtbündels abgeschirmt wird, und dass eine Lichteintrittsfläche (42) des Lichtleitelements (40) in Lichtaustrittsrichtung (14) nach der Blende (24) in deren Schatten angeordnet ist.
Scheinwerfereinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtaustrittsfläche (46) des wenigstens einen Lichtleitelements (40) in einem Randbereich des zur Erzeugung der anderen Lichtfunktion dienenden Scheinwerfers (12) angeordnet ist.