DE102007021773B4

DE102007021773B4 - Projektortyp-Frontscheinwerfer-Baugruppe mit verringerter Baulänge

Info

Publication number: DE102007021773B4
Application number: DE102007021773A
Authority: DE
Inventors: Glenn Ann Arbor McCarter; Arun Farmington Hills Kumar; Todd D. Saline Irgang
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Varroc Lighting Systems sro
Priority date: 2006-05-08
Filing date: 2007-05-05
Publication date: 2010-09-02
Anticipated expiration: 2027-05-06
Also published as: US7264387B1; DE102007021773A1

Abstract

Automobil-Frontscheinwerfer-Baugruppe (10) zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug (11), welches eine senkrechte Achse, eine quer zum Fahrzeug liegende Achse sowie eine Längsachse vorgibt, welche jeweils senkrecht zueinander verlaufen, wobei die quer zum Fahrzeug liegende Achse über die Breite des Fahrzeuges (11) hinweg und die Längsachse entlang der Länge des Fahrzeuges verläuft, wobei die Automobil-Frontscheinwerfer-Baugruppe (10) umfasst:
– ein Gehäuse (12), welches eine Frontlinsen-Scheibe (20) sowie mindestens einen Spiegel (18, 19) umfasst, wobei das Gehäuse eine optische Gehäuseachse (38) vorgibt, welche sich zwischen der Frontlinsen-Scheibe (20) und dem Spiegel (18, 19) erstreckt und welche in einer „Ein”-Position parallel zur Längsachse des Fahrzeuges (11) verläuft,
– einen Projektor (14), welcher eine Lichtquelle (22), einen Reflektor (24) sowie eine Kondensorlinse (26) umfasst, die koaxial entlang einer zwischen der Lichtquelle und der Kondensorlinse vorgegebenen Projektorachse (30) angeordnet sind, wobei zwischen der Projektorachse (30) und der optischen Gehäuseachse (38) ein deutlich von Null Winkelgrad...

Description

STAND DER TECHNIK
1. Gebiet der Erfindung
Vorliegende Erfindung betrifft allgemein Frontscheinwerfer-Baugruppen für Kraftfahrzeuge. Im Spezielleren betrifft die Erfindung eine Halogen- oder Hochdruck-Gasentladungs-Frontscheinwerfer-Baugruppe (letzteres auch: Xenon-Frontscheinwerfer-Baugruppe) nach dem Projektortyp, welche eine verminderte Gehäusebaulänge aufweist.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Typischerweise befinden sich an der Frontseite eines Kraftfahrzeuges zwei Autoscheinwerfer-Baugruppen. Diese Baugruppen vereinen oft mehrere Funktionen in sich, darunter Abblendlicht, Fernlicht, Standlicht, Blinker, Frontreflektoren und Begrenzungsleuchten vorn. All diese Funktionen müssen innerhalb eines Gehäusevolumens untergebracht werden, für welches häufig eine im Vergleich zur nutzbaren Länge deutlich größere Breite und Höhe zur Verfügung steht. Die Begrenztheit der nutzbaren Länge (bzw. der Tiefe der Einbauräume) ergibt sich aus konstruktiven Zwängen, weil andere Bauteile wie die Batterie, der Motor, Lüfter sowie die Fahrzeugräder so weit wie möglich in Richtung Fahrzeugvorderseite hin angeordnet werden sollen. Jene anderen Bauteile schränken die Ausdehnung des in der Länge (in Fahrzeuglängsrichtung) verfügbaren Platzes ein, während mitunter erheblicher Platz in horizontaler Richtung (in waagerechter Richtung der Fahrzeugquerschnitts) sowie in vertikaler Richtung ungenutzt bleibt.
Dies ist besonders problematisch bei bislang vorliegenden Frontscheinwerfer-Baugruppen nach dem Projektorprinzip (also mit in der Regel polyellipsoidalem Reflektor, welcher eine Fokussierung der von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahlen auf einen scheinwerferinternen Brennpunkt bewirkt, nach dessen Passage die Strahlen durch eine scheinwerferintern vorgesetzte Linse tendenziell in Richtung Parallelität gebrochen werden), welche für die Funktionen Abblendlicht und Fernlicht auf die Nutzung von Halogen- bzw. Hochdruck-Gasentladungslampen (Xenonlampen) zurückgreifen. In Vergleich mit Frontscheinwerfer-Baugruppen nach dem Reflektorprinzip (ohne scheinwerferinternen Lichtstrahlen-Brennpunkt und ohne scheinwerferinterne Linse, welche die Strahlen im tendenziell paralleleren Verlauf reflektiert) ist bei Frontscheinwerfern nach dem Projektorprinzip zwar die für die Funktionen Abblendlicht und Fernlicht erforderliche Breite und Höhe geringer, jedoch sind sie schwerer und deutlich länger. Indes ist, wie oben bemerkt, bei Kraftfahrzeugen häufig gerade die für die Frontscheinwerfer zur Verfügung stehende Länge (die Tiefe der entsprechenden Einbauräume) begrenzt, weshalb sich die größere Länge als ein deutlicher Nachteil von Projektor-Frontscheinwerfern erweist.
Außerdem sind Projektor-Scheinwerfer auch problematisch für Fahrzeuge, welche mit verdeckten Scheinwerfern ausgerüstet sind. Ein verdeckter Scheinwerfer verbirgt üblicherweise die Scheinwerferbaugruppe hinter einer Scheinwerferabdeckung. Wenn die Scheinwerfer nicht in Benutzung sind, ist die Scheinwerferabdeckung geschlossen und die Scheinwerfer sind als solche nicht sichtbar. Mit der Aktivierung der Scheinwerfer wird die Scheinwerferabdeckung geöffnet und dreht die Scheinwerferbaugruppe in ihre Arbeitslage. Während dies eine zweckmäßige Einrichtung für ältere, nach dem Reflektortyp aufgebaute Scheinwerfer ist, ist sie weniger zweckmäßig für Scheinwerfer vom Projektortyp: Die zusätzliche Länge der Projektor-Lampen erfordert ausgedehntere Scheinwerferabdeckungen, wodurch Freiheitsgrade beim Design eingeschränkt werden. Weiterhin verlangt das zusätzliche Gewicht der Projektor-Lampen stabilere Scheinwerferabdeckungen und/oder stabilere Aktuatoren für die Schwenkung der Projektor-Lampen jeweils zwischen der geöffneten und der geschlossenen Position.
In der Druckschrift GB 2 395 000 A ist eine Scheinwerferanordnung beschrieben, bei der eine Projektorbaugruppe mit der Strahlrichtung senkrecht nach oben eingebaut ist. Durch einen Spiegel wird das Licht derart abgelenkt, dass es in der erforderlichen Richtung nach vorn abstrahlt. Es ist zudem vorgesehen, dass an jeder der beiden Seiten des Fahrzeugs innerhalb einer Aussparung zwei Projektionseinheiten und zwei Spiegel, einzeln oder als kombinierte Baugruppe, vorhanden sind, um sowohl Fern- als auch Abblendlicht abzustrahlen. Zur Erhöhung der passiven Sicherheit ist die Aufhängung des Spiegels innerhalb der abgedeckten Aussparung mit einer Sollbruchstelle versehen. Beim Aufprall wird die flexible Scheinwerferabdeckung eingedrückt und der Spiegel klappt nach unten. Damit wird das Verletzungsrisiko beim Zusammenstoß mit einem Fußgänger verringert. Der Einbau der Projektionseinheit weit unterhalb des Spiegels trägt ebenfalls zu diesem Effekt bei. Als Projektionseinheit kommen eine Reihe von geeigneten, in der GB 2 395 000 A nicht näher spezifizierten Projektionseinheiten in Frage.
Die DE 100 62 158 A1 beschreibt eine Scheinwerferanordnung mit verringerter Bautiefe, bei der im Bauraum für die Scheinwerfer zwei Scheinwerfer angeordnet sind, wobei der erste Scheinwerfer so eingebaut wird, dass sein Licht parallel zur Fahrtrichtung austritt, und der zweite Scheinwerfer quer im Bauraum angeordnet wird, so dass sein Licht quer zur Fahrtrichtung emittiert wird. Dieses Licht wird dann durch einen Spiegel umgelenkt, damit die Lichtemission parallel zur Fahrtrichtung erfolgt. Des Weiteren wird in der DE 100 62 158 A1 beschrieben, dass im ersten Scheinwerfer das Fernlicht und im zweiten Scheinwerfer das Abblendlicht erzeugt wird. Dabei wird das Fernlicht durch eine Lichtquelle erzeugt, die im Brennpunkt des Reflektors angeordnet ist. Dieser Scheinwerfer nimmt wenig Raum in Anspruch. Das Abblendlicht wird durch einen Projektionsscheinwerfer erzeugt. Gemäß eines Ausführungsbeispiels des Gegenstandes der DE 100 62 158 A1 wird ein solcher Projektionsscheinwerfer für das Abblendlicht quer zur Fahrtrichtung eingebaut, und das Fernlicht wird bezüglich der Fahrtrichtung vor dem Abblendlicht angeordnet. Die Richtung der Lichtemission des Abblendlichts wird durch einen Spiegel in Richtung Fahrtrichtung umgelenkt. Als Umlenkspiegel können ebene Spiegel zum Einsatz gelangen. Die Umlenkspiegel können auch eine gekrümmte reflektierende Oberfläche aufweisen, das heißt es können sphärische oder asphärische Spiegel verwendet werden, um gewünschte Fokussiereigenschaften zu erzielen. In einem weiteren in der DE 100 62 158 A1 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Projektionsscheinwerfer schwenkbar gelagert.
In der Druckschrift DE 101 32 981 B4 ist eine Beleuchtungsvorrichtung und ein Beleuchtungsverfahren zur Beleuchtung eines vor einem Kraftfahrzeug befindlichen Umgebungsbereichs beschrieben. Diese Beleuchtungsvorrichtung umfasst ein Lichtmodul zur Erzeugung eines Lichtstrahlbündels, das in einer ersten Propagationsrichtung strahlt, und zudem eine Reflexionseinrichtung, welche derart angeordnet ist, dass sie das Lichtstrahlbündel des Lichtmoduls in eine zweite Propagationsrichtung umlenkt. Weiterhin umfasst die Beleuchtungsvorrichtung ein Bewegungselement zur Änderung der zweiten Propagationsrichtung durch Bewegen der Reflexionseinrichtung. Die vom Lichtmodul erzeugten Lichtstrahlbündel entsprechen dem vorgegebenen Beleuchtungsprofil und verlaufen in der ersten Propagationsrichtung, die parallel zur Längsrichtung des Lichtmoduls liegt. Dieses vom Lichtmodul erzeugte Lichtstrahlbündel wird von der Reflektionseinrichtung, beispielsweise von einem Spiegel, in die zweite Propagationsrichtung in Richtung des vor dem Fahrzeug liegenden Umgebungsbereiches abgelenkt. Zur Anpassung an eine aktuelle Fahrsituation muss das Lichtstrahlbündel bewegt werden. Zur Kurvenausleuchtung bei einer Kurvenfahrt ist eine horizontale Schwenkung des Lichtbündels notwenig. Eine in der DE 101 32 981 B4 beschriebene Möglichkeit besteht darin, dass das Lichtmodul so angeordnet ist, dass die erste Propagationsrichtung nahezu vertikal verläuft. Zur Kurvensituation bei einer Kurvenfahrt ist eine horizontale Schwenkung des Lichtbündels notwenig. Hierzu kann dann die Einheit mit dem Lichtmodul und der Reflektionseinrichtung durch das Bewegungselement jeweils um einen bestimmten Winkel gedreht werden. In einer weiteren Ausgestaltung des Gegenstandes der DE 101 32 981 B4 kann das Lichtmodul derart gestaltet sein, dass die erste Propagationsrichtung näherungsweise vertikal nach oben verläuft, das Lichtmodul also unterhalb einer Lichtaustrittsöffnung angeordnet ist. Eine entgegengesetzte Anordnung wäre beispielsweise bei einem LKW von Vorteil, bei dem hinreichend Bauraum unterhalb der Lichtaustrittsöffnung zur Verfügung steht. In einer Weiterbildung des Gegenstandes der DE 101 32 981 B4 kann die Reflexionseinrichtung derart gestaltet sein, dass sie in der Ruheposition schwenkbar ist.
Die Druckschrift DE 2 201 144 C offenbart eine Scheinwerferanordnung zur Zielerfassung und/oder Zielbeobachtung für Panzerfahrzeuge. Diese Scheinwerferanordnung verwendet einen am Panzerturm befestigten Scheinwerfer, der dort in einer Öffnung untergebracht ist. Zudem kommt ein in seiner Lage veränderlicher Spiegel zum Einsatz, der zur Umlenkung der Scheinwerferstrahlen in die gewünschte Richtung dient. Der Scheinwerfer ist im Panzerturm mit vertikal nach oben gerichteter optischer Achse angeordnet, der Spiegel ist an der Unterseite eines Panzerdeckels befestigt. Der Spiegel ist um eine horizontale Achse des Panzerturms schwenkbar und um die verlängerte optische Achse des Scheinwerfers drehbar gelagert.
Die Druckschrift DE 1 755 252 A betrifft eine Vorrichtung mit einem versenkbaren Scheinwerfer und mit einem Spiegel. Solche Scheinwerfervorrichtungen besitzen den Nachteil, dass der Scheinwerferstrahl nicht zur Verfügung steht, wenn der Scheinwerfer versenkt ist. Es wird dabei eine Lösung beschrieben, bei der der Lichtstrahl eines schwenkbaren Scheinwerfers bei dessen heruntergeschwenkter Stellung auf wenigstens einen feststehenden Spiegel geworfen und von diesem durch eine Öffnung im unteren Teil der Karosserie des Fahrzeugs reflektiert wird. In der Nachtstellung der Klappe nimmt der Scheinwerfer seine Normalstellung für die Beleuchtung der Straße ein. Wenn die Klappe am Tage in der Stellung „heruntergeschwenkt” ist, in welcher sie die Öffnung verschließt, ist sie in die Gesamtlinie der Karosserie einbezogen und der Scheinwerfer ist in das Fahrzeuginnere versenkt. Der Spiegel ist im Inneren des Fahrzeugs unterhalb des Scheinwerfers angeordnet und schließt einen Winkel ein. In der Nähe des Spiegels ist eine Öffnung vorgesehen. Der Neigungswinkel der Spiegelfläche relativ zum Scheinwerfer besitzt einen solchen Wert, dass der Lichtstrahl des Scheinwerfers nach Reflexion an dem Spiegel durch die Öffnung als Sekundärstrahl genau waagerecht austritt. Der Sekundärstrahl kann in gleicher Weise als Scheinwerfer für einen Augenblick und auch wiederholt in den Fällen verwendet werden, wo eine Betätigung des Scheinwerfermechanismus nicht gerechtfertigt ist. Die Möglichkeit der seitlichen Beleuchtung erlaubt eine Verwendung des Sekundärlichtstrahls als Ergänzung zur Verwendung von Nebelscheinwerfern.
Die GB 2 164 436 A beschreibt eine Lampenanordnung für ein Fahrzeug. Durch die Form eines Spiegels wird die gewünschte Projektionsform des Lichtkegels erzeugt, nachdem zunächst das Licht der Lampe durch einen Parabolspiegel gebündelt wurde. Die Lampe mit dem Parabolspiegel ist dabei vertikal angeordnet, der Lichtstrahl wird durch den Spiegel in die Horizontale umgelenkt.
Die Druckschrift US 3,588,492 A beschreibt eine Kraftfahrzeugscheinwerferanordnung mit linearer Lichtquelle und einen Reflektorteil in Form eines parabolischen Zylinders.
Aus der Druckschrift FR 2 666 774 A1 ist eine spezielle Anzeigeeinrichtung im Rücklicht in einem Kraftfahrzeug bekannt, bei dem die der Anzeige dienenden Lampen vertikal abstrahlen und die Strahlen an einem Spiegel reflektiert werden.
In der Druckschrift GB 1 518 930 wird ein Rücklicht eines Kraftfahrzeugs beschrieben, bei dem eine verlängerte rechtwinklige Lichtübertragungslinse ein Fenster definiert. Das mit einer reflektierenden Schicht versehene Gehäuse bildet durch seine Form sowohl den konkaven Reflektor für die Lichtquelle als auch in einem anderen Bereich einen konvexen Reflektor, der das Licht durch das Fenster hindurch nach außerhalb des Gehäuses reflektiert.
Unter Berücksichtigung des oben Dargestellten besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine verbesserte Projektor-Frontscheinwerferbaugruppe bereitzustellen, welche eine verminderte Baulänge und einen günstigeren Aufbau im Hinblick auf verdeckte Frontscheinwerfer aufweist.
KURZDARSTELLUNG
Um dem im oben genannten charakterisierten Bedarf zu entsprechen, sowie die aufgeführten Nachteile und anderweitigen Beschränkungen entsprechend dem bisherigen Stand der Technik zu überwinden, stellt die vorliegende Erfindung eine Kraftfahrzeug-Frontscheinwerferbaugruppe zur Nutzung in Kraftfahrzeugen zum Zwecke beispielsweise der Beleuchtung der Fahrbahn, bereit, welche durch verminderte Baulänge gekennzeichnet ist. Die Lösung der Aufgabe der Erfindung besteht in einer Automobil-Frontscheinwerfer-Baugruppe zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, welches eine senkrechte Achse, eine quer zum Fahrzeug liegende Achse sowie eine Längsachse vorgibt, welche jeweils senkrecht zueinander verlaufen, wobei die quer zum Fahrzeug liegende Achse über die Breite des Fahrzeuges hinweg und die Längsachse entlang der Länge des Fahrzeuges verläuft.
Die Frontscheinwerfer-Baugruppe umfasst in erster Linie ein Gehäuse sowie eine Projektor-Lampe, im Folgenden als Projektor (eine Lampenbaugruppe nach dem Projektorprinzip) bezeichnet, wobei das Gehäuse eine äußere optische Linse (im Folgenden: Frontlinsen-Scheibe) und einen Spiegel einschließt sowie eine optische Achse des Gehäuses (im Folgenden: optische Gehäuseachse) aufweist, welche zwischen der äußeren Linse bzw. Frontlinsen-Scheibe und dem schräg angeordneten Spiegel vorgegeben ist, sowie diese Scheinwerfer-Baugruppe weiterhin eine Projektor-Lampe einschließt, welche ihrerseits eine Lichtquelle, einen Reflektor und eine Kondensorlinse einschließt, welche koaxial zueinander fluchtend entlang einer zwischen der Lichtquelle und der Kondensorlinse vorgegebenen optischen Achse des Projektors (im Folgenden: Projektorachse) angeordnet sind. Die Länge der Frontscheinwerfer-Baugruppe wird dadurch verringert, dass die Projektor-Lampe in einer solchen Weise feststehend in das Kraftfahrzeug eingebaut wird, dass die Achse des Projektors und die optische Gehäuseachse zueinander in einem Winkel, dem sogenannten Projektorwinkel, stehen, wodurch von der Lichtquelle ausgehendes Licht durch die Kondensorlinse auf den Spiegel gerichtet wird, welcher geeignet ist, das Licht in die Richtung der optischen Gehäuseachse zu reflektieren und durch die Frontlinsen-Scheibe austreten zu lassen. Dieser Winkel kann von beliebiger, jedoch deutlich von Null Winkelgrad verschiedener Größe sein, aber mit einem Wert von 90 Grad wird die Länge der Gesamt-Baugruppe minimiert.
Erfindungsgemäß ist das Gehäuse schwenkbar um eine Drehachse bzw. einen Drehzapfen am Fahrzeug oder am Projektor selbst aufgehängt. Somit besteht zwischen dem Fahrzeug oder der Projektor-Lampe und dem Gehäuse eine schwenkbare Verbindung in einer solchen Weise, dass das Gehäuse der Sicht verborgen ist, solange sich die Frontscheinwerfer-Baugruppe im Zustand „Ausgeschaltet” („AUS”) befindet, und erst dann, wenn der Frontscheinwerfer in den „Eingeschaltet”-Zustand („EIN”) gebracht wird, das Gehäuse in eine sichtbare Position gedreht bzw. geschwenkt wird. Erfindungsgemäß kommen das Gehäuse und der Spiegel nur nach Drehung in die „EIN”-Position in die korrekte Ausrichtung zur Projektorlampe. Die optische Gehäuseachse, welche sich zwischen der Frontlinsen-Scheibe und dem Spiegel erstreckt, verläuft in der „EIN”-Position parallel zur Längsachse des Fahrzeuges. Dabei ist ein Aktuator mit dem Gehäuse mechanisch verbunden, der geeignet ist, das Gehäuse zwischen der „EIN”-Position und der „AUS”-Position zu schwenken, während der Projektor, wie bereits erwähnt, feststehend eingebaut ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Spiegel relativ zur optischen Gehäuseachse in einem Spiegel-Winkel ausgerichtet. Im bevorzugten Betriebszustand wird das von der Lichtquelle ausgesandte Licht durch die Kondensorlinse auf den auf die Hälfte des Projektorwinkels ausgerichteten Spiegel geworfen, welcher dieses Licht dann durch die Frontlinsen-Scheibe hindurch auf die Fahrbahn umlenkt. Der Projektorachsen-Winkel beträgt in einer besonders bevorzugten Ausführungsform, wie bereits erwähnt, 90 Winkelgrad und der Spiegel-Winkel 45 Winkelgrad.
Vorteilhafterweise ist der Projektor relativ zum Gehäuse in einer Position um die optische Gehäuseachse herum ausgerichtet, wenn diese in der „EIN” Position parallel zur Längsachse des Fahrzeuges verläuft. Relativ zum Fahrzeug, das heißt zur Längsachse des Fahrzeuges, kann der Projektor – in Abhängigkeit von den in einer jeweiligen Anwendung bestehenden Erfordernissen – waagerecht liegend, senkrecht stehend oder in beliebiger Zwischen-Lage ausgerichtet sein.
Als Lichtquelle dient vorzugsweise eine Halogenlampe oder aber eine Hochdruck-Gasentladungslampe (Xenonlampe – oder auch bezeichnet als HID-Lampe). Der Spiegel mit einem zum Gehäuse gehörenden Rahmen kann als ein einheitliches Ganzes ausgeführt sein. Vorteilhafterweise umfasst die Automobil-Frontscheinwerfer-Baugruppe in dieser Ausführungsform weiterhin Einstellschrauben, die mit dem Gehäuse und mit dem Spiegel verbunden sind, wobei die Einstellschrauben geeignet sind, die Lage des Spiegels in Bezug auf das Gehäuse zu verändern. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Spiegel in lageveränderlicher Weise mit dem Gehäuse verbunden befestigt und schließt einen Einstellmechanismus ein, welcher geeignet ist, eine Lageänderung des Spiegels in Bezug auf das Gehäuse herbeizuführen. Dieser Einstellmechanismus schließt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine Schraube ein.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten ohne weiteres deutlich, wenn sie die nachfolgende Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen sowie die anliegenden Ansprüche durchgesehen haben, welche jeweils einen Bestandteil dieser Patentbeschreibung bilden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist nicht erfindungsgemäß und stellt eine teilweise geschnittene Grundrissansicht einer Projektor-Frontscheinwerfer-Baugruppe dar, welche Grundzüge der vorliegenden Erfindung verkörpert und deren Verständnis dient.
2 ist eine perspektivische Ausschnitts-Ansicht eines Kraftfahrzeuges von links vorn her, welche verschiedene Baukomponenten der Frontscheinwerfer-Baugruppe von 1 (Stand zeigt.
3 ist eine teilweise geschnittene Grundrissansicht einer Frontscheinwerfer-Baugruppe entsprechend 1 (Stand der Technik), welche jedoch eine alternative Anordnung des Spiegels aufweist.
4 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer nicht erfindungsgemäßen Frontscheinwerfer-Baugruppe welche einen Projektor mit senkrecht stehender Ausrichtung einschließt.
5 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Frontscheinwerfer-Baugruppe, welche in einer Klappscheinwerfer-Anordnung (Pop-up-Anordnung) eingesetzt ist, und stellt das Gehäuse in der Position „geschlossen” dar.
6 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Frontscheinwerfer-Baugruppe nach 5, welche den Frontscheinwerfer in der Position „geöffnet” darstellt.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 1 ist dort eine nicht erfindungsgemäße Frontscheinwerfer-Baugruppe veranschaulicht, welche jedoch Grundzüge der vorliegenden Erfindung verkörpert und daher zum Verständnis dieser beiträgt. Die Frontscheinwerfer-Baugruppe ist mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Als ihre Hauptkomponenten umfasst die Frontscheinwerfer-Baugruppe 10 ein Gehäuse 12, einen Projektor (eine Lampenbaugruppe nach dem Projektorprinzip) 14 und einen Spiegel 18. Der Projektor 14 ist mit dem Gehäuse 12 verbunden und der Spiegel ist so angeordnet, dass er das vom Projektor 14 ausgesandte Licht so reflektiert, dass es durch eine Frontlinsen-Scheibe 20 hindurchtreten kann. 2 stellt die Frontscheinwerfer-Baugruppe 10 aus 1 – zur besseren Übersichtlichkeit unter Weglassung des Gehäuses 12 – in der Anordnung innerhalb eines Kraftfahrzeuges 11 dar. Ein Pfeil 15 verdeutlicht den Weg des vom Projektor 14 ausgesandten Lichtes.
Zu 1 zurückkehrend, ist dort der Projektor 14, wie bereits weiter oben erwähnt, die Lichtquelle für die Frontscheinwerfer-Baugruppe 10. Er ist zusammengesetzt aus einer Leuchtmittel-Unterbaugruppe 22, die an einen Reflektor 24 montiert ist, welcher das von der Leuchtmittel-Unterbaugruppe 22 ausgesandte Licht durch eine Kondensorlinse 26 lenkt, die ihrerseits von einer mit dem Reflektor 24 verbundenen Linsenhalterung 28 getragen wird. Die Leuchtmittel-Unterbaugruppe 22, der Reflektor 24, die Linse 26 und die Halterung 28 sind entlang einer Projektorachse 30 zueinander fluchtend ausgerichtet und das von der Leuchtmittel-Unterbaugruppe 22 ausgesandte Licht wird durch die Kondensorlinse 26 in die Richtung der Projektorachse 30 gelenkt. Die Leuchtmittel-Unterbaugruppe 22 schließt eine konventionelle Lichtquelle, wie beispielsweise eine Halogen-Glühlampe, eine Hochdruck-Gasentladungslampe (engl.: HID lamp – high intensity discharge lamp; in Deutschland überwiegend als Xenonlampe bzw. Bi-Xenonlampe bezeichnet) oder aber eine andere Lichtquelle ein. Einige Ausführungsformen beinhalten auch eine Magnetspule 32 sowie eine Abschirmeinrichtung 34, wobei die Magnetspule 32 eine Bewegung der Abschirmeinrichtung 34 zum Zwecke der Veränderung der Intensität des vom Projektor 14 ausgesandten Lichtes (d. h. die Umschaltung zwischen den Betriebsweisen Abblendlicht und Fernlicht) herbeiführt. Das Gehäuse 12 schließt einen Rahmen 16 ein, welcher die Frontlinsen-Scheibe 20 und den Spiegel 18 trägt. Der Spiegel 18 ist solchermaßen innerhalb des Rahmens 16 angeordnet, dass jegliches durch die Öffnung 36 hindurch und auf den Spiegel 18 gerichtete Licht so reflektiert wird, dass es entlang der optischen Gehäuseachse 38 durch die Frontlinsen-Scheibe 20 hindurch austritt. Fahrtrichtungsanzeiger (Blinkleuchten) 40 sowie weitere Linsenscheiben 41 ebenso wie Rückstrahler 42 können beispielhaft zusätzliche Funktionsmerkmale des Gehäuses sein. Der Spiegel 18 kann aus einem beliebigen reflektierenden Material, wie beispielsweise poliertem Metall, Polyester (spezieller: Polyethlenterephthalat mit biaxialer Molekülorientierung, Warenzeichen: Mylar) oder silberbeschichtetem Glas sein. Während der in den Ausführungsformen nach den 1 bis 7 dargestellte Spiegel 18 einteilig ist, ist es jedoch auch möglich, dass mehrere Spiegelsegmente (ohne Darstellung) den Spiegel 18 bilden. Weiterhin kann der Spiegel 18 entweder als integraler Bestandteil des Gehäuses 12 ausgebildet sein, wie z. B. eine polierte Oberfläche des Rahmens 12 selbst, oder – wie in 1 dargestellt – als auf einer Oberfläche des Rahmens anhaftend, oder aber er kann als ein gesonderter Spiegel 19 – wie in 3 dargestellt – relativ zum Gehäuse mittels einer Trägerkonstruktion angebracht sein. Auch können zusätzlich Schrauben 44 zur Einstellung des Spiegels vorgesehen sein, welche geeignet sind, die Ausrichtung des Spiegels 18 von außerhalb des Gehäuses 12 her einzustellen. Bei Verwendung mit einem gesondert angebrachten Spiegel 19 können die Spiegel-Einstellschrauben 44 den verfügbaren Einstellbereich vergrößern, jedoch handelt es sich dabei um eine kostenaufwendigere und mechanisch kompliziertere Konfiguration verglichen mit dem integral eingearbeiteten oder direkt befestigten Spiegel 18, wie er in 1 dargestellt ist. In jeglicher dieser Ausführungsformen ist der Spiegel 18 bzw. 19 relativ zur optischen Gehäuseachse 38 in einem als Spiegel-Winkel 46 bezeichneten Winkel ausgerichtet.
Der Projektor 14 ist, wie er in 1 dargestellt, innerhalb der Öffnung 36 in einer solchen Weise installiert, dass die Projektorachse 30 in einem als Projektorwinkel 48 bezeichnetem Winkel relativ zur optischen Gehäuseachse 38 ausgerichtet ist. Der Projektor 14 kann unter Anwendung beliebiger herkömmlicher Befestigungsmittel mit der Einfassung bzw. Öffnung 36 verbunden werden. Beispielweise kann der Projektor 14 innerhalb der Öffnung 36 eingeklebt sein, er kann in die Öffnung 36 eingeschraubt sein, er kann mittels Schrauben an der Öffnung 36 angebracht sein oder anderweitig unter Anwendung beliebiger zweckdienlicher Befestigungselemente bzw. Befestigungsmittel gesichert sein. Auch können Projektor-Einstellschrauben 52, welche geeignet sind, die Ausrichtung des Projektors einzustellen, vorgesehen sein und zur Unterstützung der sicheren Verbindung zwischen Projektor 14 und Öffnung 36 beitragen.
Damit das Licht vom Projektor 14 korrekt durch die Frontlinsen-Scheibe 20 hindurchgeleitet werden kann, ist es erforderlich, dass der Spiegel-Winkel 46 die Hälfte des Projektorwinkels 48 beträgt. So weist beispielsweise die in 1 dargestellte Ausführungsform einen Projektorwinkel 48 von neunzig (90) Grad und einen Spiegel-Winkel von fünfundvierzig (45) Grad auf. Dies führt zu einem minimalen Wert für die Gesamtlänge 50 der Frontscheinwerfer-Baugruppe 10. Andere Ausführungsformen können – solange die vorgenannte Verhältnisbeziehung zum Spiegel-Winkel 46 gewährleistet bleibt – durchaus von 90 Grad abweichende Werte für den Projektorwinkel 48 anwenden, um den konstruktiven und gestalterischen Anforderungen in der jeweiligen Anwendung zu entsprechen.
Auch sind andere Ausrichtungen des Projektors 14, welche zu einer Verringerung der Gesamtlänge 50 der Frontscheinwerfer-Baugruppe 10 führen, möglich: Während die 1 und 3 den Projektor 14 als horizontal innerhalb des Kraftfahrzeuges ausgerichtet darstellen (vergleiche auch 2), kann der Projektor 14 stattdessen beispielsweise so ausgerichtet sein, wie in 4 zu sehen, wo die Frontlinsen-Scheibe 20 zur (nicht dargestellten) Vorderfront der Kraftfahrzeuges 11 hin weist und die Leuchtmittel-Baugruppe 22 nach unten verläuft, wobei auch die in 4 dargestellte Baugruppe nicht erfindungsgemäß ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Projektor 14 im Vergleich zu in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen hinsichtlich des Gehäuses 12 um – in diesem Beispielfall – neunzig (90) Grad um die optische Gehäuseachse 38 herum gedreht worden, so dass er sich nun in einer senkrechten Lage (d. h. in unten-oben-Richtung) bezüglich des (nicht dargestellten) Kraftfahrzeuges 11 befindet. Im Gegensatz dazu verläuft der Projektor 14 bei der in 2 dargestellten Ausführungsform relativ zum Kraftfahrzeug 11 waagerecht (liegend – also in Richtung der Fahrzeugbreite – in einer Fahrzeugquerschnittsebene). Es ist wichtig anzumerken, dass anderweitige Drehungen der Projektorachse 30 um die optische Gehäuseachse 12 herum möglich sind, wenn die oben erwähnte Verhältnis-Beziehung zwischen Spiegel-Winkel 46 und Projektorwinkel 48 erhalten bleibt.
Bei einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Frontscheinwerfer-Baugruppe verborgen. Bei einer solchen Anordnung ist die Frontscheinwerfer-Baugruppe 10 hinter einer Scheinwerferabdeckung 56 verborgen, solange die Frontscheinwerfer-Baugruppe 10 nicht genutzt wird (vgl. 5). Wird der Scheinwerfer eingeschaltet, so öffnet sich die Scheinwerferabdeckung 56 und ein erfindungsgemäß schwenkbares Gehäuse 58 schwenkt in die Arbeitslage (vgl. 6).
Eine eingehendere Betrachtung von 5, in welcher gleiche Bezugszeichen jeweils zu der Frontscheinwerfer-Baugruppe 10 funktionsähnliche Komponenten bezeichnen, zeigt den Klappscheinwerfer (Pop-up-Scheinwerfer) 54, verbunden mit der Scheinwerferabdeckung 56, in der Position „AUS” bzw. „geschlossen”, dargestellt. Solange in der Position „AUS” befindlich, bleibt der Scheinwerfer 54 innerhalb der Karosserie des Fahrzeuges 11 verborgen.
Ein schwenkbares Gehäuse 58 ist – schwenkbar um eine Drehachse bzw. einen Drehzapfen 62 – am Fahrzeug 11 oder am Projektor 14 selbst aufgehängt. Der Projektor 14 ist senkrechtstehend und am Kraftfahrzeug 11 befestigt. Wenn sich das Gehäuse 58 in der Position „AUS” befindet, so stehen die Projektorachse 30 und die optische Gehäuseachse 38 nicht so zueinander, wie oben gefordert.
In der Position „EIN” bzw. „geöffnet” in 6, wenn also der Klapp-Frontscheinwerfer 54 eingeschaltet worden ist, ist die Abdeckung 54 und das Gehäuse 58 mittels eines Aktuators 60 geschwenkt und in die Arbeitslage „aufgeklappt” worden. Nur dann, wenn sich das Gehäuse 58 in der Position „EIN” befindet, sind die Projektorachse 30 und die optische Gehäuseachse 38 so zueinander ausgerichtet, dass der Spiegel-Winkel 46 die Hälfte des Projektorwinkels 48 beträgt.
Der Schwenk-Aktuator 60 kann jeglicher Mechanismus sein, welcher imstande ist, den Klapp-Frontscheinwerfer 54 in die Arbeitslage bzw. „EIN”-Position zu schwenken bzw. zu drehen. Dies kann beispielsweise ein elektrischer Motor, ein Schrittmotor, ein Linear-Aktuator oder ein Unterdrucksystem und ein hydraulischer bzw. pneumatischer Kolben sein. Der Schwenk-Aktuator 60 wird unter Verwendung einer beliebigen geeigneten Anbringungsart, beispielsweise durch Schrauben oder Niete, am Fahrzeug 11 befestigt.
Die vorliegende Erfindung ist durch große Flexibilität gekennzeichnet, über die Verringerung der Gesamtlänge 50 der Frontscheinwerfer-Baugruppe 10 den konstruktiven und gestalterischen Erfordernissen der jeweiligen Anwendung im Bereich der vorkommenden Anordnungsvarianten von Frontscheinwerfern nach dem Projektor-Typ zu entsprechen. So wird beispielsweise eine größere gestalterische Freiheit ermöglicht, da das Projektor-Leuchtmittel völlig der Sicht verborgen bleibt. Dies bedeutet auch, dass die Blendungs-Helligkeit vermindert wird, da entgegenkommende Fahrzeuge dem Lichtfleck auf der Spiegeloberfläche und nicht direkt dem von der Kondensorlinse 26 ausgehenden Licht ausgesetzt werden, wie dies nach dem bisherigen Stand der Technik der Fall ist. Dies vermindert die „Grelle”, die von entgegenkommenden Fahrern wahrgenommen wird. Zu den Vorzügen der vorliegenden Erfindung gehören auch die Erleichterung des Wechselns des Projektor-Leuchtmittels, weil der Projektor 14 zu besser zugänglichen Stellen innerhalb des Fahrzeuges hin ausgerichtet werden kann, sowie die Erleichterung der Verwendung von Projektoren im Rahmen einer Klappscheinwerfer-Anordnung.

Wie ein entsprechender Fachmann unschwer erkennen wird, ist die obige Beschreibung als eine Verdeutlichung der Umsetzung der vorliegenden Erfindung gedacht. Diese Beschreibung beabsichtigt nicht, den Anspruchsbereich oder die Anwendung dieser Erfindung insofern einzuschränken, dass es zulässig sei, die Erfindung der Modifikation, Variation und Veränderung zu unterziehen, ohne dass durch solche nicht auch vom Gehalt dieser Erfindung, wie sie in den nachfolgenden Ansprüchen beschrieben wird, abgewichen wird. Bezugszeichenliste zu Patentanmeldung PROJEKTORTYP-FRONTSCHEINWERFER-BAUGRUPPE MIT VERRINGERTER BAULÄNGE

Bezugszeichen	Benennung
10	Frontscheinwerfer-Baugruppe
11	Kraftfahrzeug (in welches die Frontscheinwerfer-Baugruppe 10 eingebaut ist)
12	Gehäuse
14	Projektor (Lampenbaugruppe nach dem Projektorprinzip)
15	Pfeil zur Verdeutlichung des Weges des vom Projektor 14 ausgesandten Lichtes
16	Rahmen (zum Tragen der Frontlinsen-Scheibe 20 und des Spiegels 18)
18	Spiegel
19	Spiegel in gesonderter Anbringung mittels Trägerkonstruktion (Fig. 3)
20	Frontlinsen-Scheibe (der Frontscheinwerfer-Baugruppe 10)
22	Leuchtmittel-Unterbaugruppe (des Projektors 14) bzw. Lichtquelle
24	Reflektor (im Projektor 14)
26	Kondensorlinse (am Projektor 14)
28	Linsenhalterung (für Kondensorlinse 26 am Projektor 14)
30	Projektorachse (optische Achse des Projektors 14)
32	Magnetspule
34	Abschirmeinrichtung
36	Öffnung (im Gehäuse 12 zum Eintritt des Lichtes vom Projektor 14) bzw. Einfassung für den Projektor
38	optische Gehäuseachse (optische Achse des Gehäuses 12)
40	Fahrtrichtungsanzeiger (Blinkleuchte)
41	(weitere) Linsenscheibe (für weitere Beleuchtungsfunktionen, z. B. Fahrtrichtungsanzeiger-Funktion)
42	Rückstrahler (vorn)
44	Einstellschrauben (Schrauben zur Einstellung (Ausrichtung) des Spiegels 18)
46	Spiegel-Winkel (Winkel zwischen optischer Gehäuseachse 38 und Oberflächenebene des Spiegels 18 bzw. 19)
48	Projektorwinkel bzw. Projektorachsen-Winkel (Winkel zwischen optischer Gehäuseachse 38 und Projektorachse 30)
50	Gesamtlänge (der Frontscheinwerfer-Baugruppe 10; im eingebauten Zustand bezogen auf die Richtung der Fahrzeuglängsachse)
52	Projektor-Einstellschrauben (zur Einstellung der Ausrichtung des Projektors)
54	Klappscheinwerfer (Pop-up-Scheinwerfer)
56	Scheinwerferabdeckung
58	schwenkbares Gehäuse
60	Aktuator
62	Drehachse bzw. Drehzapfen

Claims

Automobil-Frontscheinwerfer-Baugruppe (10) zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug (11), welches eine senkrechte Achse, eine quer zum Fahrzeug liegende Achse sowie eine Längsachse vorgibt, welche jeweils senkrecht zueinander verlaufen, wobei die quer zum Fahrzeug liegende Achse über die Breite des Fahrzeuges (11) hinweg und die Längsachse entlang der Länge des Fahrzeuges verläuft, wobei die Automobil-Frontscheinwerfer-Baugruppe (10) umfasst: – ein Gehäuse (12), welches eine Frontlinsen-Scheibe (20) sowie mindestens einen Spiegel (18, 19) umfasst, wobei das Gehäuse eine optische Gehäuseachse (38) vorgibt, welche sich zwischen der Frontlinsen-Scheibe (20) und dem Spiegel (18, 19) erstreckt und welche in einer „Ein”-Position parallel zur Längsachse des Fahrzeuges (11) verläuft, – einen Projektor (14), welcher eine Lichtquelle (22), einen Reflektor (24) sowie eine Kondensorlinse (26) umfasst, die koaxial entlang einer zwischen der Lichtquelle und der Kondensorlinse vorgegebenen Projektorachse (30) angeordnet sind, wobei zwischen der Projektorachse (30) und der optischen Gehäuseachse (38) ein deutlich von Null Winkelgrad verschiedener Projektorachsen-Winkel (48) vorliegt, wodurch von der Lichtquelle (22) ausgehendes Licht durch die Kondensorlinse (26) auf den Spiegel (18, 19) gerichtet wird, welcher geeignet ist, das Licht in die Richtung der optischen Gehäuseachse (38) zu reflektieren und durch die Frontlinsen-Scheibe (20) austreten zu lassen, – wobei ein Aktuator (60) mit dem Gehäuse (12) mechanisch verbunden ist und geeignet ist, das Gehäuse (12) zwischen der „EIN”-Position und einer „AUS”-Position zu schwenken, während der Projektor (14) feststehend eingebaut ist.
Automobil-Frontscheinwerfer-Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (18, 19) relativ zur optischen Gehäuseachse (38) in einem Spiegel-Winkel (46) ausgerichtet ist.
Automobil-Frontscheinwerfer-Baugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel-Winkel (46) die Hälfte des Projektorachsen-Winkels (48) beträgt.
Automobil-Frontscheinwerfer-Baugruppe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Projektorachsen-Winkel (48) 90 Winkelgrad und der Spiegel-Winkel (46) 45 Winkelgrad beträgt.
Automobil-Frontscheinwerfer-Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Projektor (14) relativ zum Gehäuse (12) in einer Position um die optische Gehäuseachse (38) herum ausgerichtet ist.
Automobil-Frontscheinwerfer-Baugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Projektor (14) waagerecht ausgerichtet ist.
Automobil-Frontscheinwerfer-Baugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Projektor (14) senkrecht ausgerichtet ist.
Automobil-Frontscheinwerfer-Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (22) eine Halogenlampe oder eine Hochdruck-Gasentladungslampe ist.
Automobil-Frontscheinwerfer-Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel mit einem zum Gehäuse (12) gehörenden Rahmen (16) als ein einheitliches Ganzes ausgeführt ist.
Automobil-Frontscheinwerfer-Baugruppe nach Anspruch 9, welche weiterhin Einstellschrauben (44) umfasst, die mit dem Gehäuse (12) und mit dem Spiegel (19) verbunden sind, wobei die Einstellschrauben (44) geeignet sind, die Lage des Spiegels (19) in Bezug auf das Gehäuse zu verändern.
Automobil-Frontscheinwerfer-Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (19) in lageveränderlicher Weise mit dem Gehäuse (12) verbunden befestigt ist und einen ersten Einstellmechanismus einschließt, welcher geeignet ist, eine Lageänderung des Spiegels (19) in Bezug auf das Gehäuse herbeizuführen.
Automobil-Frontscheinwerfer-Baugruppe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass dieser erste Einstellmechanismus eine Schraube (44) einschließt.
Automobil-Frontscheinwerfer-Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) schwenkbar mit dem Projektor (14) verbunden ist.