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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Fahrzeuge,
insbesondere Kraftfahrzeuge. Der Scheinwerfer umfasst mindestens
eine Lichtquelle zum Aussenden von Licht und der mindestens einen
Lichtquelle zugeordnete optisch wirksame Mittel zum Bündeln
zumindest eines Teils des ausgesandten Lichts. Die Lichtquelle kann
als eine Glühfadenlampe, eine Halogenlampe, als eine Gasentladungslampe,
als mehrere Leuchtdioden (LEDs), als mindestens eine Lichtauskoppelfläche
eines Lichtwellenleiters oder auf andere nicht ausdrücklich genannte
Weise ausgebildet sein. Der Lichtquelle ist üblicherweise
ein Reflektor zugeordnet, der die von herkömmlichen Lampen
ausgesandte Strahlung bündelt. Bei LEDs oder Lichtwellenleitern
können die optisch wirksamen Mittel auch als Vorsatzoptiken
aus Glas oder einem Kunststoff ausgebildet sein, die eine Totalreflexion
der ausgesandten Lichtstrahlen zur Bündelung ausnutzen.
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Darüber
hinaus umfasst der Scheinwerfer eine in den Strahlengang des von
der Lichtquelle ausgesandten bzw. von den optischen Mitteln gebündelten
Lichts einbringbare Blende mit einer optisch wirksamen Oberkante.
Die Oberkante der Blende wird als eine Helldunkelgrenze der Lichtverteilung abgebildet.
Die Helldunkelgrenze ist in Abhängigkeit von Fahrzeug-
und/oder Umfeldparametern außer in eine Stellung für
Abblendlicht noch in mindestens eine davon abweichende höhere
Stellung verstellbar. Schließlich umfasst der Scheinwerfer
auch eine Linse zur Projektion zumindest eines Teils des an der Blende
vorbei gelangenden Lichts auf die Fahrbahn vor dem Fahrzeug, wobei
die Linse im Falle von LEDs als Lichtquellen auch mehrere z. B.
matrixartig angeordnete Einzellinsen umfassen kann.
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Derartige
Scheinwerfer sind im Stand der Technik unter der Bezeichnung PES
(Poly-Ellipsoid-System) Scheinwerfer mit adaptiver Lichtverteilung
bekannt. Bei diesen kann die Helldunkelgrenze aus der Stellung für
Abblendlicht bspw. in eine Stellung für Landstraßenlicht
und/oder Autobahnlicht angehoben werden. In der Regel kann die Helldunkelgrenze
sogar bis zum Erreichen einer Fernlichtverteilung angehoben werden,
wobei die Helldunkelgrenze dann praktisch im Unendlichen liegt.
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Aus
der
EP 0 294 589 B1 ist
ein Scheinwerfer der eingangs genannten Art bekannt, bei dem die Blende
zur Anhebung eines auf der eigenen Verkehrsseite abgebildeten Teils
der Helldunkelgrenze ausgehend von der Stellung für normales
Abblendlicht teilweise aus dem Strahlengang heraus bewegt werden
kann. Dadurch kann die Ausleuchtung der eigenen Verkehrsseite verbessert
werden, ohne den Gegenverkehr zu blenden. Der bekannte Scheinwerfer
verfügt jedoch nicht über eine adaptive Lichtverteilung,
bei der die gesamte Helldunkelgrenze angehoben werden kann. So ist
bei dem bekannten Scheinwerfer bei entgegenkommendem Verkehr bspw.
der auf der Gegenverkehrsseite angeordnete Fahrbahnrand nur unzureichend
ausgeleuchtet.
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Des
weiteren ist aus der
EP
1 707 438 A1 ein Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge
ohne adaptive Lichtverteilung bekannt, bei dem einzelne Bereiche
der Lichtverteilung gezielt und selektiv ausgeblendet werden können.
Insbesondere wird der Bereich der Lichtverteilung ausgeblendet,
in dem sich entgegenkommende Verkehrsteilnehmer, insbesondere entgegenkommende
Fahrzeuge, befinden. Dies wird bei matrixartig angeordneten LEDs
als Lichtquellen dadurch erzielt, dass einzelne oder mehrere LEDs
in Abhängigkeit von Umgebungsparametern des Fahrzeugs,
insbesondere in Abhängigkeit von der Position entgegenkommender
Fahrzeuge, selektiv aktiviert bzw. deaktiviert werden. Bei herkömmlichen
Lichtquellen werden Blendenelemente einer in Lichtaustrittsrichtung
vor dem Scheinwerfer angeordneten Blende selektiv in den Strahlengang
eingebracht bzw. aus diesem entfernt. Bei dem bekannten Scheinwerfer
handelt es sich eher um einen Prototyp als um einen für
den Einsatz unter realen Bedingungen im Straßenverkehr
einsetzbaren Scheinwerfer. Der Aufbau ist kompliziert, teuer und
filigran. Zudem ist die bei Gegenverkehr erzielbare Lichtverteilung sowohl
für den Fahrer des Fahrzeugs, an dem der Scheinwerfer montiert
ist, als auch für entgegenkommende Fahrer äußerst
gewöhnungsbedürftig, da lediglich einzelne Teilbereiche
des Ausleuchtvolumens ausgeschaltet bzw. abgeschattet sind.
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Ausgehend
von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung
die Aufgabe zugrunde, einen für die harten Bedingungen
im Praxiseinsatz geeigneten Scheinwerfer mit adaptiver Lichtverteilung
zu schaffen, der eine gezielte Anhebung der Helldunkelgrenze in
Abhängigkeit von Fahrzeug- und/oder Umfeldparametern erlaubt
und gleichzeitig ein Blenden entgegenkommender Verkehrsteilnehmer
wirksam verhindert.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe wird ein Fahrzeugscheinwerfer mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Dabei ist insbesondere
vorgeschlagen, dass der Scheinwerfer mindestens eine zusätzlich
zu der Blende in den Strahlengang einbringbare Zusatzblende aufweist,
welche in der mindestens einen von der Abblendlichtstellung abweichenden
höheren Stellung der Helldunkelgrenze zumindest einen Teil
der für die Gegenverkehrsseite bestimmten Lichtverteilung,
die sich oberhalb der Helldunkelgrenze in der Stellung für
Abblendlicht befindet, abschattet.
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Erfindungsgemäß wird
also ein Scheinwerfer vom Projektionstyp mit adaptiver Lichtverteilung
vorgeschlagen, wobei die Anhebung der Helldunkelgrenze entweder
durch Bewegen der Blende in den Strahlengang oder aus diesem heraus
(vgl. z. B.
DE 10
2004 045 881 A1 ) oder durch ein Anheben oder Absenken des
gesamten Lichtmoduls des Scheinwerfers (z. B. im Rahmen einer Leuchtweitenregelung)
erfolgen kann. Dankbar ist bspw. ein Anheben der Helldunkelgrenze
auf Landstraßen und/oder auf Autobahnen. Zur Steuerung
der adaptiven Lichtverteilung können Fahrzeugparameter,
bspw. die Geschwindigkeit, die Querbeschleunigung oder der Lenkwinkel
des Fahrzeugs herangezogen werden. Alternativ oder zusätzlich
können Umfeldparameter bspw. in Form von optischen oder
anderen Erfassungsmitteln zum Erfassen des Fahrbahnverlaufs vor
dem Fahrzeug oder ein GPS-Signal bzw. ein Positionssignal von einem
Fahrzeugnavigationssystem erfasst und für die Steuerung
der adaptiven Lichtverteilung herangezogen werden. Selbstverständlich umfasst
kann die adaptive Lichtverteilung nicht nur eine Anhebung oder Absenkung
der Helldunkelgrenze sondern bspw. auch ein Vergrößern
bzw. Verkleinern der Breite des ausgesandten Lichtbündels
umfassen.
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Um
eine Blendung entgegenkommender Verkehrsteilnehmer durch eine angehobene
Helldunkelgrenze der adaptiven Lichtverteilung zu vermeiden, verfügt
der erfindungsgemäße Scheinwerfer über
eine Zusatzblende, die gezielt in den Strahlengang eingebracht bzw.
aus diesem wieder heraus bewegt werden kann. Die Zusatzblende wird
derart in den Strahlengang eingebracht, dass sie gezielt zumindest
einen Teil der für die Gegenverkehrsseite bestimmten Lichtverteilung
abschattet, die sich ansonsten oberhalb der Helldunkelgrenze in
der Stellung für Abblendlicht befinden würde.
Vorzugsweise wird der Teil der Lichtverteilung abgeschattet, in
dem sich entgegenkommende Fahrzeuge bzw. die Augen der Fahrer entgegenkommender
Fahrzeuge befinden. Für den Fahrer entgegenkommender Fahrzeuge
ergibt sich also keinerlei Blendung, da die Lichtverteilung im Bereich
des entgegenkommenden Verkehrsteilnehmers wie bei einer herkömmlichen
Abblendlichtverteilung unterhalb der Helldunkelgrenze für herkömmliches
Abblendlicht liegt. Das hat zudem den Vorteil, dass sich für
den entgegenkommenden Fahrer eine ganz normale gewohnte Lichtverteilung ergibt.
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Zum
Erfassen der Umfeldparameter des Fahrzeugs, insbesondere von entgegenkommenden Verkehrsteilnehmern,
können geeignete Erfassungsmittel und Signalverarbeitungsmittel
eingesetzt werden. Denkbar ist bspw. der Einsatz einer oder mehrerer
Kameras, für sichtbares Licht oder unsichtbare UV- und/oder
IR-Strahlung zusammen mit einer geeigneten Bildverarbeitungssoftware.
Denkbar wären auch Radar- oder Ultraschallsensoren mit
einer geeigneten Signalverarbeitungssoftware. Schließlich wäre
auch ein telematischer Ansatz denkbar, bei dem Informationen über
andere Fahrzeuge von diesen Fahrzeugen selbst übermittelt
und von dem Fahrzeug mit dem erfindungsgemäßen
Scheinwerfer empfangen und ausgewertet werden können. Die übermittelten
Informationen umfassen bspw. die aktuelle Position, die aktuelle
Geschwindigkeit sowie die Richtung der anderen Fahrzeuge.
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Nachfolgend
werden anhand der Figuren verschiedene bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung im Detail beschrieben. Es zeigen:
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1 ein
Lichtmodul eines an sich aus dem Stand der Technik bekannten Scheinwerfers
gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
in einer Seitenansicht;
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2 eine
Blende des Scheinwerfers aus 1 mit einer
Oberkante zur Erzeugung einer asymmetrischen Helldunkelgrenze in
einer Ansicht von vorne;
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3 eine
resultierende Lichtverteilung des Scheinwerfers aus 1;
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4 eine
Blende eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform in einer normalen Abblendlichtstellung
mit einer Zusatzblende in einer Ansicht von vorne;
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5 eine
resultierende Lichtverteilung eines Scheinwerfers mit der Blende
und der Zusatzblende in der in 4 dargestellten
Stellung;
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6 die
Blende des erfindungsgemäßen Scheinwerfers gemäß der
ersten bevorzugten Ausführungsform in einer Stellung zur
Erzeugung einer angehobenen Helldunkelgrenze mit der Zusatzblende
in einer Ansicht von vorne;
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7 eine
erste mögliche resultierende Lichtverteilung eines Scheinwerfers
mit der Blende und der Zusatzblende in der in 6 dargestellten Stellung;
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8 eine
zweite mögliche resultierende Lichtverteilung eines Scheinwerfers
mit der Blende und der Zusatzblende in der in 6 dargestellten Stellung;
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9 eine
Blende eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform in einer Stellung zur
Erzeugung einer angehobenen Helldunkelgrenze mit einer Zusatzblende
in einer Ansicht von vorne;
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10 eine
mögliche resultierende Lichtverteilung eines Scheinwerfers
mit der Blende und der Zusatzblende in der in 9 dargestellten
Stellung;
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11 ein
weiteres Ausführungsbeispiel einer Blende mit horizontal
verschiebbarer Zusatzblende;
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12 ein
weiteres Ausführungsbeispiel einer Blende mit um eine vertikale
Drehachse drehbarer Zusatzblende in einer ersten Stellung;
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13 die
Blende mit der Zusatzblende in der Stellung aus 12 in
einer Ansicht von oben;
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14 die
Blende mit der Zusatzblende aus 12 in
einer zweiten Stellung;
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15 die
Blende mit der Zusatzblende in der Stellung aus 14 in
einer Ansicht von oben; und
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16 eine mehrteilige Blende mit Kulissenführung
zur Variation der Höhe der Helldunkelgrenze in einer Ansicht
von vorne (16a) und in einer perspektivischen
Ansicht (16b).
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In 1 ist
ein Lichtmodul eines an sich aus dem Stand der Technik bekannten
Fahrzeugscheinwerfers in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet.
Ein solches Lichtmodul 1 wird bspw. in einem Projektionsscheinwerfer
bzw. PES(Poly Ellipsoid System)-Scheinwerfer eingesetzt. Dort ist
das Modul 1 in einem Scheinwerfergehäuse angeordnet, das
vorne eine Lichtaustrittsöffnung aufweist, die durch eine
Abdeckscheibe, vorzugsweise bzw. überwiegend ohne optisch
wirksame Elemente, verschlossen ist. Somit entspricht die das Lichtmodul 1 verlassende
Lichtverteilung im wesentlichen der Lichtverteilung des Scheinwerfers.
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Das
Lichtmodul 1 umfasst mindestens eine Lichtquelle zum Aussenden
von Licht und der mindestens einen Lichtquelle zugeordnete optisch
wirksame Mittel zum Bündeln zumindest eines Teils des ausgesandten
Lichts. In 1 ist die Lichtquelle nicht
explizit dargestellt. Die Lichtquelle kann als eine Glühfadenlampe,
eine Halogenlampe, als eine Gasentladungslampe, als mehrere Leuchtdioden
(LEDs), als mindestens eine Lichtauskoppelfläche eines Lichtwellenleiters
oder auf andere nicht ausdrücklich genannte Weise ausgebildet
sein. Der Lichtquelle ist üblicherweise ein Reflektor 2 zugeordnet,
der die von herkömmlichen Lampen ausgesandte Strahlung
bündelt. In 1 ist die Lichtquelle nicht
explizit dargestellt. Sie befindet sich aber im Bereich eines Brennpunkts
im Inneren des Reflektors 2 und wird durch eine Öffnung
im Scheitel des Reflektors 2 von hinten in diesen eingeführt
und an diesem befestigt. Bei LEDs oder Lichtwellenleitern können
die optisch wirksamen Mittel auch als Vorsatzoptiken aus Glas oder
einem Kunststoff ausgebildet sein, die eine Totalreflexion der ausgesandten
Lichtstrahlen zur Bündelung ausnutzen.
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Darüber
hinaus umfasst das Lichtmodul 1 eine in den Strahlengang
des von der Lichtquelle ausgesandten bzw. vom Reflektor 2 gebündelten Lichts
einbringbare Blende 3 mit einer optisch wirksamen Oberkante.
Die Oberkante der Blende 3 wird als eine Helldunkelgrenze
der Lichtverteilung des Scheinwerfers abgebildet. Die Helldunkelgrenze
ist in Abhängigkeit von Fahrzeug- und/oder Umfeldparametern
außer in eine Stellung 3' für Abblendlicht
noch in mindestens eine davon abweichende höhere Stellung 3'' verstellbar.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Blende 3 um
eine quer zur optischen Achse 2' des Reflektors 2 verlaufende
im wesentlichen horizontale Schwenkachse 4 verschwenkbar.
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Selbstverständlich
kann die Blende 3 auch auf beliebig andere Weise ausgebildet
sein, so dass eine optisch wirksame Oberkante der Blende variabel
in den Strahlengang hinein und/oder aus diesem heraus bewegt werden
kann. Denkbar ist bspw. eine Ausgestaltung der Blende in Form einer
um eine quer zur optischen Achse 2' des Reflektors 2 im
wesentlichen horizontale Drehachse drehbare Walze, die auf ihrem
Umfang mehrere optisch wirksame Kanten mit unterschiedlichen Verläufen
aufweist. Durch Drehen der Walze kann eine bestimmte Kante in den
Strahlengang bewegt werden, so dass durch Drehen der Walze unterschiedliche
Lichtverteilungen mit unterschiedlich hohen Helldunkelgrenzen erzeugt
werden können. Denkbar wäre es auch, die Blende 3 als mehrteilige
Blendenanordnung auszubilden, so dass in der Stellung 3' der
Blende 3 für Abblendlicht ein oberer Teil der
Blendenanordnung um eine parallel zur optischen Achse 2' im
wesentlichen horizontal verlaufende Schwenkachse verschwenkbar ist. Durch
Verschwenken des oberen Teils der Blendenanordnung 3 kann
die Oberkante der Blende 3 oder ein Teil davon angehoben
bzw. abgesenkt werden, um so Helldunkelgrenzen unterschiedlicher
Höhe erzeugen zu können.
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Eine
entsprechende Ausführungsform einer solchen mehrteiligen
Blendenanordnung 3 zur Variation der Höhe der
Helldunkelgrenze 10 ist in 16 gezeigt.
Die Anordnung 3 umfasst mehrere Blendenelemente 20, 21,
die relativ zueinander um eine horizontale, im wesentlichen parallel
zur optischen Achse des Scheinwerfers verlaufende Drehachse 22 bewegbar
sind. Die Oberkanten der Blendenelemente 20, 21 sind
mit den Bezugszeichen 29, 30 bezeichnet. Vorzugsweise
weist die Blendenanordnung 3 ein stationäres Blendenelement
(nicht dargestellt) und mindestens ein – in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel zwei – um die Drehachse 22 verstellbare Blendenelemente 20, 21 auf.
Je nach dem, ob eine der Oberkanten 29, 30 oder
die Oberkante des stationären Blendenelements höher
angeordnet ist, wird die optisch wirksame Kante 7 der Blende 3 durch
die Oberkante 29, die Oberkante 30 und/oder die
Oberkante des stationären Blendenelements gebildet. Die Oberkanten 29, 30 und
die Oberkante des stationären Blendenelements sind vorzugsweise
in der Brennebene der Linse 5 des Lichtmoduls 1 angeordnet und
verbleiben auch dort, selbst wenn sie bewegt werden. Dadurch kann
unabhängig von der Höhe der Helldunkelgrenze 10, 12 stets
eine scharfe Abbildung auf der Fahrbahn 8 sichergestellt
werden. Soll der Helldunkelübergang weniger scharf ausgebildet
werden, kann eines oder mehrere der Blendenelemente 21, 22 oder
das stationäre Blendeelement defokussiert werden, das heißt
aus der Brennebene der Linse 5 heraus bewegt werden.
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Die
Blendenanordnung
3 wirkt mit einem Kurvengetriebe
23 derart
zusammen, dass das oder jedes Blendenelement
20,
21 entlang
einer dem jeweiligen Blendenelement
20,
21 zugeordneten
Steuerkurve
24,
25 bewegbar ist. Dabei greift
eine exzentrisch um eine Drehachse
26 drehbare Nase
27 des Kurvengetriebes
23 in
die Steuerkurven
24,
25. Vorzugsweise ist die
Nase
27 unmittelbar an einem Getrieberad
28 des
Getriebes
23 angeordnet. Eine derart ausgestaltete Blendenanordnung
ist an sich aus der
DE
10 2005 012 303 A1 bekannt. Hinsichtlich Aufbau und Funktion
dieser Blendenanordnung
3 wird auf diese Druckschrift verwiesen
und der entsprechende Inhalt dieser Druckschrift auch zum Gegenstand
der vorliegenden Anmeldung gemacht. Diese Blendenanordnung
3 hat
gegenüber einer um eine horizontale, im wesentlichen quer
zur optischen Achse
2' des Scheinwerfers verlaufenden Achse klappbaren
Blende
3 den Vorteil, dass sie wesentlich weniger Raum
benötigt. Zudem können durch eine entsprechende
Anzahl an Blendenelementen
20,
21 und eine entsprechende
Ausgestaltung der Steuerkurven
24,
25 eine Vielzahl
unterschiedlicher Lichtverteilungen insbesondere mit unterschiedlich
hohen Helldunkelgrenzen
10,
12 erzielt werden.
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Schließlich
ist es auch denkbar, die Helldunkelgrenze 10 durch Anheben
des gesamten Lichtmoduls 1 anzuheben. Dazu kann eine in
dem Scheinwerfer sowieso schon vorhandene Leuchtweitenregelungsfunktion
(LWR) genutzt werden.
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Denkbar
für die adaptive Lichtverteilung des Scheinwerfers ist
bspw. ein Anheben der Helldunkelgrenze aus der Stellung für
normales Abblendlicht in eine Stellung für Landstraßenlicht
oder Autobahnlicht. Wenn die Helldunkelgrenze bis etwa ins Unendliche
angehoben wird, kann mit dem Scheinwerfer sogar eine Fernlichtverteilung
erzeugt werden.
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Schließlich
umfasst der Scheinwerfer auch eine Linse 5 zur Projektion
zumindest eines Teils des an der Blende 3 vorbei gelangenden
Lichts auf die Fahrbahn vor dem Fahrzeug, wobei die Linse 5 im Falle
von LEDs als Lichtquellen auch mehrere z. B. matrixartig angeordnete
Einzellinsen umfassen kann. Durch die Linse 5 wird auch
die im Strahlengang befindliche Oberkante der Blende 3 als
Helldunkelgrenze auf die Fahrbahn projiziert. Die Linse 5 ist über
einen Halterahmen 6 an dem Vorderrand des Reflektors 2 befestigt.
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In 2 ist
die Blende 3 des Lichtmoduls 1 aus 1 in
einer Ansicht von vorne, d. h. entgegen der Lichtaustrittsrichtung,
dargestellt. Die Blende 3 weist eine asymmetrische Oberkante 7 auf,
die durch die Linse 5 zur Erzeugung der Helldunkelgrenze
auf die Fahrbahn projiziert wird. Die Oberkante 7 umfasst einen
im wesentlichen horizontal verlaufenden, niedrigeren Teil 7' und
einen im wesentlichen horizontal verlaufenden, höheren
Teil 7'', sowie einen schräg verlaufenden Teil 7''' dazwischen,
der mit einem etwa 30°-Anstieg den niedrigeren Teil 7' mit
dem höheren Teil 7'' verbindet.
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In 3 ist
eine beim Einsatz der Blende 3 aus 2 in der
Stellung 3' für Abblendlicht resultierende Lichtverteilung
im Vorfeld des Fahrzeugs für Rechtsverkehr dargestellt.
Eine zweispurige Fahrbahn ist mit dem Bezugszeichen 8 bezeichnet.
Sie umfasst eine Fahrspur 8' auf der eigenen Verkehrsseite
und eine zweite Fahrspur 8'' für den Gegenverkehr.
Die beiden Fahrspuren 8' und 8'' sind durch einen
unterbrochenen Mittelstreifen 8''' getrennt. Ein Horizont
ist mit dem Bezugszeichen 9 bezeichnet. Die Helldunkelgrenze
einer herkömmlichen Abblendlichtverteilung (Blende 3 in
der Stellung 3' für Abblendlicht) ist mit dem
Bezugszeichen 10 bezeichnet. Ein im wesentlich horizontaler,
höherer Teil 10' der Helldunkelgrenze ist auf
der eigenen Verkehrsseite angeordnet und wird durch Projektion des
niedrigeren Teils 7' der Blendenoberkante 7 erzeugt.
Ein im wesentlich horizontaler, niedrigerer Teil 10'' der
Helldunkelgrenze ist auf der Gegenverkehrsseite angeordnet und wird
durch Projektion des höheren Teils 7'' der Blendenoberkante 7 erzeugt.
Ein schräg verlaufender Teil 10''' verbindet den
Teil 10' und den Teil 10'' mit einem etwa 30°-Anstieg
und wird durch Projektion des schrägen Teils 7''' der
Blendenoberkante 7 erzeugt. Die dargestellte Abblendlichtverteilung
mit der asymmetrischen Helldunkelgrenze hat den Vorteil, dass auf
der eigenen Verkehrsseite eine recht große Reichweite erzielt
werden kann, ohne dass entgegenkommende Verkehrsteilnehmer geblendet werden.
Selbstverständlich kann die Helldunkelgrenze auch einen
von dem dargestellten Verlauf abweichenden Verlauf aufweisen. Denkbar
ist bspw. ein im wesentlichen stufenförmiger Anstieg statt
des schrägen Verlaufs 10'''. Ebenfalls denkbar
ist ein im wesentlichen horizontaler Verlauf der gesamten Helldunkelgrenze 10.
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Bei
einem Scheinwerfer mit einer adaptiven Lichtverteilung, bei dem
die gesamte Helldunkelgrenze in Abhängigkeit von Fahrzeug-
und/oder Umfeldparametern außer in eine Stellung für
herkömmliches Abblendlicht noch in mindestens eine davon
abweichende höhere Stellung verstellbar ist, bspw. für
sog. Landstraßenlicht oder Autobahnlicht. Dadurch kann die
Reichweite der Lichtverteilung in bestimmten Situationen angehoben
werden, um die Sicht des Fahrers zu verbessern. Dies ist nur jedoch
möglich, wenn keine Verkehrsteilnehmer auf der Fahrspur 8'' entgegenkommen.
Das bedeutet bei dem heutigen dichten Verkehrsaufkommen, dass eine
Anhebung der Helldunkelgrenze nur sehr selten möglich ist
und die Vorteile der größeren Reichweite der Lichtverteilung
nur sehr selten genutzt werden können. Genau hier setzt die
vorliegende Erfindung an.
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Erfindungsgemäß wird
vorgeschlagen, dass der Scheinwerfer zusätzlich zu der
Blende 3 noch eine Zusatzblende 11 aufweist, die
im Strahlengang vor oder hinter der Blende 3 angeordnet
sein kann. Zusätzlich bedeutet nicht zwangsläufig,
dass die Zusatzblende 11 nur dann in den Strahlengang eingebracht
wird, wenn auch die Blende 3 eingebracht ist. Vielmehr
bedeutet dies, dass die Zusatzblende 11 und die Blende 3 entweder
jede für sich oder gemeinsam in den Strahlengang eingebracht
werden können. Die Zusatzblende 11 schattet in
mindestens einer von der herkömmlichen Abblendlichtstellung
abweichenden höheren Stellung der Helldunkelgrenze 12 zumindest
einen Teil der für die Gegenverkehrsseite 8'' bestimmten
Lichtverteilung ab, die sich oberhalb der Helldunkelgrenze 10 in
der Stellung für herkömmliches Abblendlicht befinden
würde. Mit anderen Worten, wird also bei angehobener Helldunkelgrenze 12 ein
Teil der auf der Fahrspur 8'' befindlichen Lichtverteilung
durch die Zusatzblende 11 abgeschattet. Dadurch wird trotz
angehobener Helldunkelgrenze 12 und der damit verbundenen
großen Reichweite in weiten Teilen der Lichtverteilung
eine Blendung entgegenkommender Verkehrsteilnehmer wirksam verhindert.
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In
den hier diskutierten Ausführungsformen wird die Helldunkelgrenze
durch Bewegen der Blende 3 bzw. eines Teils der Blende 3 erzielt.
Denkbar wäre auch, die Helldunkelgrenze durch vertikales Verschwenken
des gesamten Lichtmoduls 1 anzuheben bzw. abzusenken. In
diesem Fall müsste das Lichtmodul 1 relativ zu
bzw. unabhängig von der Zusatzblende 11 bewegt
werden. Die Form der Zusatzblende 11 kann nahezu beliebig
gewählt werden. Ihre Position wird durch die Position der
Fahrspur 8'' für den Gegenverkehr bestimmt. Um
die Vorteile der adaptiven Lichtverteilung mit der angehobenen Helldunkelgrenze
in einem möglichst großen Bereich der Lichtverteilung
nutzen zu können, sollte die Zusatzblende 11 möglichst
klein ausgebildet sein. Ihre Minimalgröße wird
durch die Anforderung, die Blendung entgegenkommender Verkehrsteilnehmer
wirksam zu verhindern, vorgegeben.
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In 4 ist
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Blende 3 und
der Zusatzblende 11 eines erfindungsgemäßen
Scheinwerfers in einer Ansicht entgegen der Lichtaustrittsrichtung
dargestellt. Die Blende 3 befindet sich dabei in der Stellung 3' für
herkömmliches Abblendlicht. Es ist deutlich zu erkennen,
dass die Zusatzblende 11 vollständig von der Blende 3 verdeckt
wird, so dass sich in dieser Stellung eine herkömmliche
Abblendlichtverteilung ergibt. Die Oberkante der Zusatzblende 11 umfasst
einen Teil 11', der dem Verlauf des Teils 7'' der
Blendenoberkante entspricht, und einen schrägen Teil 11'',
der dem Verlauf des schrägen Teils 7''' der Blendenoberkante
entspricht. Insgesamt erstreckt sich die Zusatzblende 11 ausgehend
von der Oberkante 7 der Blende 3 bzw. der entsprechenden
Kante 11', 11'' der Zusatzblende 11 schräg
nach rechts unten. Durch die schräge Form der Zusatzblende 11 wird der
Bereich, auf dem sich die Augen von Fahrern entgegenkommender Fahrzeuge
befinden (sog. Augenlinie), abgedeckt. Dadurch kann ein horizontales Nachführen
der Position der Zusatzblende 11 während einer
Begegnungssituation vermieden werden. Auf jeden Fall wird die Anzahl
der Situationen, in denen ein Nachführen der Zusatzblende 11 erforderlich ist,
reduziert. Die resultierende Lichtverteilung ist in 5 dargestellt
und entspricht der Lichtverteilung für herkömmliches
Abblendlicht aus 3.
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Wenn
nun aber bei dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer
die Helldunkelgrenze durch Absenken der Blendenoberkante 7 angehoben
wird, ergibt sich eine völlig neue Lichtverteilung. Die
Blende 3 bei angehobener Helldunkelgrenze ist in 6 mit
dem Bezugszeichen 3''' bezeichnet. Die Zusatzblende 11 folgt
der Bewegung der Blende 3 nicht und bleibt in der in 4 gezeigten
Position, so dass die Oberkante 11', 11'' der
Zusatzblende 11 in der ursprünglichen Position
bleibt. Die Oberkante der Blende 3 zur Erzeugung der Helldunkelgrenze
für normales Abblendlicht ist wie gehabt mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnet.
Die Oberkante der Blende 3 zur Erzeugung der angehobenen
Helldunkelgrenze bspw. für Landstraßenlicht oder
für Autobahnlicht ist mit dem Bezugszeichen 7'''' bezeichnet.
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Die
resultierende Lichtverteilung ist in 7 gezeigt.
Die Helldunkelgrenze 10 für herkömmliches Abblendlicht
ist gestrichelt eingezeichnet. Die aufgrund der Blenden- und Zusatzblendenposition
aus 6 resultierende Helldunkelgrenze ist mit einer durchgezogenen
Linie eingezeichnet und mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet.
Es ist gut zu erkennen, dass der Verlauf der Helldunkelgrenze 12 im
wesentlichen dem Verlauf der Helldunkelgrenze 10 für herkömmliches
Abblendlicht entspricht, nur etwas höher. Lediglich im
Bereich der Fahrspur 8'' bzw. in einem Teil 12' der
angehobenen Helldunkelgrenze 12 führt die Zusatzblende 11 zu
einem teilweise Absenken der Helldunkelgrenze 12, so dass
sich in diesem Bereich eine abgesenkte Helldunkelgrenze 12'' ergibt.
Die Unterseite 12'' des durch die Zusatzblende 11 abgeschatteten
Bereichs entspricht vorzugsweise genau dem Verlauf der Helldunkelgrenze 10 für herkömmliches
Abblendlicht. Der Übergang von der angehobenen Helldunkelgrenze 12 zu
dem durch die Zusatzblende 11 abgesenkten Teil 12'' der
Helldunkelgrenze kann beliebig ausgebildet sein. In dem dargestellten
Ausführungsbeispiel erfolgt der Übergang auf der
Gegenverkehrsseite (hier bei Rechtsverkehr auf der linken Seite)
schräg nach unten und auf der eigenen Verkehrsseite (hier
rechts) zunächst wieder schräg nach oben und dann
im wesentlichen stufenförmig. Der Verlauf schräg
nach oben des abgesenkten Teils 12'' der Helldunkelgrenze
entspricht im wesentlichen dem 30°-Anstieg der Helldunkelgrenze von
herkömmlichem Abblendlicht. Selbstverständlich kann
der Übergang zwischen der angehobenen Helldunkelgrenze 12 und
der Helldunkelgrenze 10 für herkömmliches
Abblendlicht im Teilbereich 12'' der Helldunkelgrenze auch
bereits vor dem 30°-Anstieg erfolgen, so dass der Teilbereich 12'' der
Helldunkelgrenze lediglich einen horizontal verlaufenden Abschnitt
aufweist, der dann bspw. schräg oder stufenförmig
in die angehobene Helldunkelgrenze 12 übergeht.
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In 8 ist
eine andere durch den Einsatz der Zusatzblende 11 resultierende
Lichtverteilung dargestellt. Wenn die Helldunkelgrenze 10 praktisch ins
Unendliche angehoben wird, erhält man eine Fernlichtverteilung.
Diese kann ebenfalls eine von mehreren möglichen Lichtverteilungen
eines Scheinwerfers mit einer adaptiven Lichtverteilung sein. Die Fernlichtverteilung
ist in 8 mit dem Bezugszeichen 13 bezeichnet.
Im Bereich der Fahrspur 8'' bzw. in einem Teil 13' der
Fernlichtverteilung führt die Zusatzblende 11 zu
einem teilweise Abschatten der Lichtverteilung, so dass sich in
diesem Bereich eine abgesenkte Helldunkelgrenze 13'' ergibt.
Die Unterseite 13'' des durch die Zusatzblende 11 abgeschatteten
Bereichs entspricht vorzugsweise genau dem Verlauf der Helldunkelgrenze 10 für
herkömmliches Abblendlicht. Der Verlauf der Seiten des
durch die Zusatzblende 11 abgeschatteten Bereichs kann
beliebig ausgebildet sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
erfolgt der Übergang auf der Gegenverkehrsseite (hier auf
der linken Seite) schräg nach rechts unten und auf der
eigenen Verkehrsseite (hier auf der rechten Seite) von unten betrachtet
zunächst schräg nach rechts oben, dann im wesentlichen
stufenförmig und schließlich wieder schräg
nach links oben.
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In 9 ist
eine andere Ausführungsform der Zusatzblende 11 dargestellt.
Auch diese weist einen Teil 11', der dem Verlauf des Teils 7'' der
Blendenoberkante entspricht auf. Allerdings entspricht ein schräger
Teil 11'' der Zusatzblende nicht ganz dem Verlauf des schrägen
Teils 7''' der Blendenoberkante. Der Teil 11'' weist
vielmehr eine größere Steigung auf als das schräge
Teil 7''' der Blende 7. Dadurch wird ein möglichst
stufenloser Übergang zwischen der angehobenen Helldunkelgrenze 12 und
der Helldunkelgrenze 10 für herkömmliches
Abblendlicht im Bereich 12'' erzielt. Insgesamt erstreckt
sich die Zusatzblende 11 ausgehend von der Oberkante 11', 11'' im
wesentlichen rechteckförmig nach unten, wobei die Seitenränder
senkrecht verlaufen.
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Die
resultierende Lichtverteilung ist in 10 dargestellt,
wobei die aufgrund der Blenden- und Zusatzblendenposition aus 9 resultierende Helldunkelgrenze
mit einer durchgezogenen Linie eingezeichnet und mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet
ist. Es ist gut zu erkennen, dass der Verlauf der Helldunkelgrenze 12 im
wesentlichen dem Verlauf der Helldunkelgrenze 10 für
herkömmliches Abblendlicht entspricht, nur etwas höher
und einem Anstieg > 30°.
Lediglich im Bereich der Fahrspur 8'' bzw. in einem Teil 12' der
angehobenen Helldunkelgrenze 12 führt die Zusatzblende 11 aus 9 zu
einem teilweise Absenken der Helldunkelgrenze 12, so dass sich
in diesem Bereich eine abgesenkte Helldunkelgrenze 12'' ergibt.
Die Unterseite 12'' des durch die Zusatzblende 11 abgeschatteten
Bereichs entspricht im Bereich des horizontalen Verlaufs vorzugsweise genau
dem Verlauf der Helldunkelgrenze 10 für herkömmliches
Abblendlicht. Der schräge Anstieg an der Unterseite 12'' ist
etwas steiler als 30° und entspricht somit nur annähernd
dem Verlauf der Helldunkelgrenze 10 für herkömmliches
Abblendlicht. Der Übergang von der angehobenen Helldunkelgrenze 12 zu
dem durch die Zusatzblende 11 aus 9 abgesenkten
Teil 12'' der Helldunkelgrenze kann beliebig ausgebildet
sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt
der Übergang auf der Gegenverkehrsseite (hier auf der linken
Seite) schräg nach unten und auf der eigenen Verkehrsseite
(hier rechts) schräg nach oben. Es ist zu erkennen, dass
der Verlauf der resultierenden Helldunkelgrenze 12 keine Stufen,
d. h. im wesentlichen vertikale Übergänge, aufweist.
Dadurch ergibt sich eine möglichst glatte Helldunkelgrenze 12 ohne
Ecken.
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Es
ist des weiteren denkbar, dass die Position und/oder die Breite
der Zusatzblende 11 vorzugsweise in Abhängigkeit
von Umfeldparametern variiert werden kann. Als Umfeldparameter können
bspw. Informationen über entgegenkommende Verkehrsteilnehmer,
insbesondere deren Position, Fahrtrichtung und Fahrtgeschwindigkeit,
herangezogen werden. Diese können in Relation zu der Position,
Fahrtrichtung und Fahrtgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs gesetzt
werden, um daraus dann die optimale Position und/oder Breite der
Zusatzblende 11 zu ermitteln. Die Informationen können
von einem optischen, Radar- oder Ultraschall-System zum Erkennen
entgegenkommender Verkehrsteilnehmer zur Verfügung gestellt
werden. Es kann sich dabei um ein spezielles System für
den erfindungsgemäßen Scheinwerfer handeln. Alternativ
können auch Signale eines bereits im Fahrzeug vorhandenes
Systems genutzt werden. So ist es möglich, ein optisches
System zum Erkennen entgegenkommender Verkehrsteilnehmer zur automatischen
Aktivierung/Deaktivierung von Fernlicht einzusetzen, wobei unter
Umständen eine Erhöhung der Genauigkeit des Systems
erforderlich sein kann. Dies könnte unter Umständen allein
Softwaretechnisch, bspw. mittels einer geeigneten Bildverarbeitungssoftware,
erzielt werden. Denkbar ist auch, dass unterschiedliche Systeme
zur Detektion und Ortung entgegenkommender Verkehrsteilnehmer eingesetzt
werden und deren Signale zur Erhöhung des Informationsgehalts
und/oder zur Plausibilisierung miteinander verknüpft werden. Die
Umfeldparameter können auch Informationen über
den Fahrbahnverlauf vor dem Fahrzeug umfassen. Diese Informationen
können bspw. in Form von GPS-Daten von einem Satelliten-Navigationssystem des
Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden. Alternativ können
diese Information auch vom Fahrzeug aus durch geeignete Erfassungsmittel
(z. B. eine Videokamera) ermittelt werden.
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Bei
der Variation der Position der Zusatzblende 11 ist es insbesondere
wichtig, dass die Zusatzblende 11 bei Gegenverkehr selbst
bei kurviger Fahrbahn 8 stets die entgegenkommende Fahrspur 8'' teilweise
abschattet. Dies kann dadurch erzielt werden, dass die Zusatzblende 11 selbst
horizontal bewegbar ist. Ein Beispiel einer solchen Zusatzblende 11 ist
in 11 dargestellt. Zum Verschieben der Zusatzblende 11 können
elektrische (Elektromotor), magnetische (Elektromagnet) oder andere
Antriebsmittel vorgesehen sein. Die Ansteuerung der Antriebsmittel
erfolgt in Abhängigkeit von Umfeldparametern, insbesondere
der Position, Richtung und Geschwindigkeit eines entgegenkommenden
Verkehrsteilnehmers relativ zu der Position, Richtung und Geschwindigkeit
des eigenen Fahrzeugs. Um dem Fahrbahnverlauf in unebenem Gelände
und den damit verbundenen Höhenänderungen entgegenkommender
Verkehrsteilnehmer besser folgen zu können, ist es denkbar,
dass die Zusatzblende 11 auch in vertikaler Richtung höhenverstellbar
ist.
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Alternativ
oder zusätzlich kann auch das gesamte Lichtmodul 1 horizontal
verschwenkt werden, so dass die Zusatzblende 11 stets auf
die entgegenkommende Fahrspur 8'' gerichtet ist. Insofern
ließe sich die vorliegende Erfindung gut mit einer Kurvenlichtfunktionalität
kombinieren, so dass zur Variation der Position der Zusatzblende 11 keine
zusätzlichen Antriebsmittel erforderlich sind.
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Zur
Variation der Breite der Zusatzblende 11 ist es denkbar,
dass die Zusatzblende 11 um eine im wesentlichen vertikale
und senkrecht zur optischen Achse 2' des Reflektors 2 verlaufende
Drehachse 14 drehbar ist. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist
in den 12 bis 15 gezeigt,
wobei die 12 und 14 jeweils
eine Ansicht von vorne und die 13 und 15 die
entsprechenden Ansichten von oben zeigen. In den 12 und 13 ist
die Zusatzblende 11 parallel zur Blende 3 ausgerichtet.
In der Projektion ist somit ihre maximale Breite wirksam (vgl. 12).
In den 14 und 15 ist
die Zusatzblende 11 um die Drehachse 14 gedreht,
so dass in der Projektion nur noch eine kleinere Breite und damit
auch eine kleinere Fläche wirksam ist (vgl. 14).
Zum Drehen der Zusatzblende 11 um die Drehachse 14 sind
elektrische, magnetische oder andere Antriebsmittel erforderlich.
Die Variation der Breite der Zusatzblende 11 kann auch
mit der Variation der Position der Zusatzblende 11 kombiniert
werden. Die Drehachse 14 kann statt etwa im Mittelpunkt
der Zusatzblende 11 auch exzentrisch auf der Zusatzblende 11 oder
sogar in einem Abstand zur Zusatzblende 11 liegen.
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Die
Variation der Position und/oder Ausrichtung der Zusatzblende 11 bzw.
der Breite der Zusatzblende 11 erfolgt vorzugsweise in
Abhängigkeit von der Höhe der Helldunkelgrenze 12.
Falls die Helldunkelgrenze 12 nur geringfügig
angehoben ist, könnte unter Umständen auf eine
Variation der Position der Zusatzblende 11 ganz verzichtet
werden und könnte unter Umständen eine geringere
Breite der Zusatzblende 11 ausreichen, um eine Blendung
entgegenkommender Verkehrsteilnehmer wirksam zu verhindern. Falls
allerdings die Helldunkelgrenze 12 gegenüber der
Höhe bei herkömmlichem Abblendlicht stark angehoben
ist, kann eine Variation der Position der Zusatzblende 11 und
eine größere Breite der Zusatzblende 11 erforderlich
sein, um ein Blenden des Gegenverkehrs wirksam zu verhindern.
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Des
weiteren ist es denkbar, dass die Zusatzblende 11 als ein
dreidimensionales Objekt, bspw. als eine Walze, ausgebildet ist,
wobei durch Drehung des Objekts um mindestens eine beliebig im dreidimensionalen
Raum stehende Drehachse in der Projektion unterschiedliche Umrisse
des Objekts optisch wirksam sind. Auf diese Weise ist es möglich, der
Zusatzblende 11 je nach Umfeldparametern unterschiedliche
optisch wirksame Konturen zu geben, die ganz gezielt eine individuelle,
für den Einzelfall optimale Abschattung eines Teils der
angehobenen Lichtverteilung auf der Gegenverkehrsseite 8'' ermöglicht.
Denkbar ist auch ein kontinuierlicher Übergang zwischen
den verschiedenen Konturen auf dem Außenumfang des dreidimensionalen
Objekts.
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Die
Zusatzblende 11 des erfindungsgemäßen
Scheinwerfers kann selbstverständlich auch mehrteilig ausgebildet
sein. Wenn sie bspw. aus zwei oder mehr überlappenden Zusatzblendenteilen
besteht, können diese zum Verbreitern der Zusatzblende 11 auseinander
gezogen werden. Des weiteren ist es denkbar, dass die Blende 3 und
die Zusatzblende 11 miteinander gekoppelt (z. B. über
ein Kulissengetriebe) und angetrieben sind.
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Mit
der vorliegenden Erfindung ist es erstmals möglich, die
adaptive Lichtverteilung wesentlich häufiger zu nutzen
als bisher. Bei Gegenverkehr muss nicht mehr wie bisher die Helldunkelgrenze
der Lichtverteilung wieder abgesenkt werden, sondern es kann einfach
die Zusatzblende 11 in die Lichtverteilung bewegt werden,
um das auf die Gegenspur 8'' im Bereich des Gegenverkehrs
gerichtete Licht abzuschatten. Der Vorteil von verbesserten Sichtverhältnissen
bei Nacht, der bei sog. AFS(Adaptive Frontlighting System)-Scheinwerfern
theoretisch mit dem Anheben der Helldunkelgrenze verbunden ist,
führt somit erstmals auch praktisch zu einer deutlich höheren
Verkehrssicherheit. Das gezielte Abschatten von Teilen der Lichtverteilung
auf der Gegenverkehrsseite hat insbesondere in Verbindung mit der
adaptiven Lichtverteilung große Vorteile, da diese nun
trotz immer dichter werdenden Verkehrs häufiger und damit besonders
wirkungsvoll eingesetzt werden kann. Gleichzeitig wird mit der vorliegenden
Erfindung eine Lichtverteilung erzeugt, die bis auf den abgeschatteten
Bereich auf der Gegenverkehrsseite in etwa einer angehobenen herkömmlichen
Lichtverteilung entspricht. Dadurch erfährt der erfindungsgemäße Scheinwerfer
eine höhere Akzeptanz, da sich der Fahrer des Fahrzeugs
mit den erfindungsgemäßen Scheinwerfern und Fahrer
entgegenkommender Fahrzeuge nicht erst an die Lichtverteilung gewöhnen
müssen. Schließlich arbeitet der erfindungsgemäße
Scheinwerfer mit sichtbarem Licht und nicht etwa mit IR- oder Radar-Strahlung
und erlaubt somit eine weitreichende Ausleuchtung des Vorfelds ohne eine
Blendung des Gegenverkehrs mit herkömmlichem Licht. Der
Fahrer des Fahrzeugs muss das ausgeleuchtete Vorfeld nicht etwa
auf einem Bildschirm oder einem Head-Up-Display betrachtet, sondern
kann ganz normal wie bei herkömmlichen Scheinwerfern den
ausgeleuchteten Bereich durch die Windschutzscheibe mit bloßem
Auge erfassen. Die Aufmerksamkeit des Fahrers bleibt auf die Verkehrssituation
gerichtet. Zudem ist das erfindungsgemäße System
deutlich billiger und einfacher zu bedienen als ein Nachtsichtsystem
auf Basis von IR- oder Radar-Strahlung.
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Bei
den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird von einer
geraden, ebenen Landstraßensituation ausgegangen, sind
aber analog auch auf Kurven, unebenes Gelände oder andere
Fahrsituationen übertragbar. Selbstverständlich
kann die vorliegende Erfindung sowohl für Rechtsverkehr
als auch für Linksverkehr eingesetzt werden. Die beschriebenen
Ausführungsbeispiele betreffen Rechtsverkehr. Für
Linksverkehr müssen die Angaben einfach an einer im wesentlichen
vertikal ausgerichteten, durch die optische Achse 2' verlaufenden
Spiegelfläche gespiegelt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0294589
B1 [0004]
- - EP 1707438 A1 [0005]
- - DE 102004045881 A1 [0008]
- - DE 102005012303 A1 [0033]