DE102014017319A1

DE102014017319A1 - Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102014017319A1
Application number: DE102014017319.4A
Authority: DE
Inventors: Frank LANGKABEL; Ingolf Schneider; Heiko Eckert; Serkan Proepper; Ralph Schneider; Gregor KRIEG; Thorsten BOG; Michael Bach
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-11-24
Filing date: 2014-11-24
Publication date: 2016-05-25
Also published as: US20160144772A1; CN105650562A

Abstract

Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug mit einer lichtemittierenden Fläche, die aus der Richtung eines Hauptstrahls gesehen in einen den Hauptstrahl emittierenden Hauptbereich (34) und zwei langgestreckte Randbereiche (37, 38) aufgeteilt ist, wobei der erste Randbereich (37) als Blinker dient und vom Hauptbereich (34) durch den zweiten Randbereich (38) beabstandet ist und der zweite Randbereich (38) als Tagfahrlicht dient.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug mit Blinker- und Tagfahrlichtfunktion.
Die Anforderungen an die Beleuchtung von Kraftfahrzeugen sind in nationalen Zulassungsvorschriften geregelt. Es muss sichergestellt sein, dass ein Blinker auch bei eingeschaltetem Abblendlicht wahrgenommen wird Zumindest einige Staaten fordern deshalb eine Mindestleuchtstärke von Blinkern abhängig vom Abstand des Blinkers vom Abblendlicht. Je lichtschwächer der Blinker ist, umso größer ist dieser Mindestabstand, und umso sperriger und schwieriger in eine Fahrzeugfront zu integrieren ist folglich ein Scheinwerfer, der Abblendlicht und Blinker vereint. Blinker mit höherer Leuchtstärke können mit geringerem Abstand zum Abblendlicht angeordnet werden, sind allerdings auch teurer.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Scheinwerfer anzugeben, der bei kompakten Abmessungen die Verwendung eines kostengünstigen Blinkers erlaubt.
Die Aufgabe wird einer Ausgestaltung der Erfindung zufolge gelöst durch einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug mit einer lichtemittierenden Fläche, die aus der Richtung eines Hauptstrahls gesehen in einen den Hauptstrahl emittierenden Hauptbereich und zwei langgestreckte Randbereiche aufgeteilt ist, wobei der erste Randbereich als Blinker dient und vom Hauptbereich durch den zweiten Randbereich beabstandet ist und der zweite Randbereich als Tagfahrlicht dient.
Der Hauptbereich kann in einen Fernlichtbereich und einen Abblendlichtbereich aufgeteilt sein.
Der erste Randbereich kann zwischen einem Betrieb als Blinker und einem Betrieb als Tagfahrlicht umschaltbar sein. Damit können bei ausgeschaltetem Blinker der erste und der zweite Randbereich zusammen als gut sichtbares Tagfahrlicht dienen.
Dem ersten Randbereich kann ein weiß leuchtendes und ein gelb leuchtendes Leuchtmittel zugeordnet sein. Ist das weiße Leuchtmittel eingeschaltet, dient der erste Randbereich als Tagfahrlicht. Ist das gelbe Leuchtmittel eingeschaltet, dient der erste Randbereich als Blinker.
Alternativ können dem ersten Randbereich mehrere Leuchtmittel zugeordnet sein, deren Licht zu Weißlicht überlagerbar ist. Wenigsten eines der Leuchtmittel sollte in seiner Lichtintensität reduzierbar sein, um wahlweise auch gelbes anstelle des weißen Lichts erzeugen zu können. Das Weißlicht kann durch ein rotes, ein grünes und ein blaues Leuchtmittel erzeugt werden.
Verschiedenfarbige Leuchtmittel desselben Typs sind auch zur Erzeugung des Tagfahrlichts im zweiten Randbereich einsetzbar. Wenn die Leuchtmittel des ersten und des zweiten Randbereichs in jeweils baugleichen Baugruppen zusammengefasst sind, trägt dies zu einem kostengünstigen Aufbau des Scheinwerfers bei.
Damit der Randbereich auf seiner ganzen Länge Licht abstrahlt, können mehrere Leuchtmittel, insbesondere LEDs, entlang des Randbereichs verteilt sein. Einfacher ist es, wenn wenigstens einer der Randbereiche einen langgestreckten Streukörper aufweist und wenigstens ein Leuchtmittel an einem Ende des Streukörpers angeordnet ist, um diesen zu durchstrahlen, so dass dieser das eingestrahlte Licht über seine Länge verteilt abgibt.
Da der Streukörper über seine Länge verteilt Licht abgibt, wird der Lichtfluss im Streukörper mit zunehmender Entfernung vom Leuchtmittel immer schwächer. Dies kann dazu führen, dass die auch sichtbare Helligkeit des Streukörpers von einem Ende zum anderen abnimmt. Um die Auffälligkeit einer solchen Abnahme zu reduzieren, kann der Scheinwerfer in wenigstens einem der Randbereiche zwei sich von einem Zentrum aus in verschiedene Richtungen erstreckende Streukörper aufweisen, bei denen wenigstens ein Leuchtmittel an einem Ende jedes Streukörpers angeordnet ist, um diesen zu durchstrahlen.
Der einfachen Verdrahtung wegen können die Leuchtmittel beider Streukörper in dem Zentrum angeordnet sein. Es kann auch ein einziges in dem Zentrum angeordnetes Leuchtmittel beide Streukörper durchleuchten.
Der Scheinwerfer kann eine Fassung aufweisen, in der eine Baugruppe mit wenigstens einem Streukörper und zugeordneten Leuchtmitteln montiert ist.
Das Leuchtmittel kann wenigstens eine LED umfassen.
Wenigstens einer der Randbereiche kann in einen Betrieb als Standlicht umschaltbar sein. Für das Standlicht ist eine geringere Leuchtdichte der lichtemittierenden Fläche ausreichend als für das Tagfahrlicht.
Sind dem Randbereich mehrere weiße Leuchtmittel zugeordnet, kann wenigstens eines dieser Leuchtmittel abschaltbar sein, um vom Tagfahrlichtbetrieb in den Standlichtbetrieb umzuschalten.
Alternativ kann der Scheinwerfer eine Einstelleinheit zum Dimmen des weiß leuchtenden Leuchtmittels oder der gemeinsam das Weißlicht erzeugenden Leuchtmittel aufweisen, um den zugeordneten Randbereich in den Betrieb als Standlicht umzuschalten.
Der zweite Randbereich kann in der Nachbarschaft des Fernlichtbereichs schmaler sein als in der Nachbarschaft des Abblendlichtbereichs. Da bei Blinkern geringer Leuchtstärke in den Zulassungsvorschriften nur ein Mindestabstand vom Abblendlicht vorgeschrieben ist, kann auf diese Weise die lichtemittierende Fläche des Scheinwerfers kompakt gemacht werden.
Um einen zum Fernlichtbereich hin schmaler werdenden Randbereich auszuleuchten, kann der Streukörper von einem Ende zum andern verjüngt und das Leuchtmittel am breiteren Ende angeordnet sein. Durch die Verjüngung des Streukörpers kann außerdem gegenüber einem gleichmäßig dicken Streukörper die Abnahme der Leuchtdichte des Streukörpers mit zunehmendem Abstand vom Leuchtmittel unauffälliger gestaltet werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Scheinwerfers;
2 einen Schnitt durch den Scheinwerfer entlang der Schnittebene II-II in 1;
3 einen Schnitt durch den Scheinwerfer entlang der Schnittebene III-III in 1;
4 eine Ausgestaltung des Streukörpers für eine zweite Variante;
1 zeigt einen Scheinwerfer 1 für ein Kraftfahrzeug in einer schematischen Ansicht. Eine lichtemittierende Fläche des Scheinwerfer 1 ist gegliedert in Bereiche 35, 36, 37. 38. Der Bereich 35, als Abblendlichtbereich bezeichnet, enthält ein Leuchtmittel 4 und einen Reflektor 7, der das Licht des Leuchtmittels 4 zu einem Abblendlichtstrahl bündelt. Der Bereich 36, als Fernlichtbereich bezeichnet, enthält ein Leuchtmittel 5 und einen Reflektor 8, der das Licht des Leuchtmittels 5 zu einem Fernlichtstrahl bündelt. Fern- und Abblendlichtstrahl werden in nur gering unterschiedlichen Richtungen abgestrahlt und können beide als ein Hauptstrahl des Scheinwerfers 1 aufgefasst werden, der sich entgegengesetzt zur Blickrichtung auf den Scheinwerfer 1 in 1 ausbreitet; dementsprechend können die beiden Bereiche 35, 36 zusammen als ein Hauptbereich 34 des Scheinwerfers 1 aufgefasst werden.
Der Bereich 37, als erster Randbereich bezeichnet, ist hakenförmig mit einem sich entlang einer oberen Kante des Scheinwerfers verlaufenden oberen Schenkel und einem seitlichen Schenkel, der sich entlang des oberen Teils einer seitlichen, an einen Kotflügel des Fahrzeugs angrenzenden Kante des Scheinwerfers verläuft. Der erste Randbereich 35 enthält zwei langgestreckte Streukörper 13, 14, von denen sich der eine im oberen und der andere im seitlichen Schenkel erstreckt, sowie einen den gesamten Randbereich 37 ausfüllenden Reflektor 30.
Auch der zwischen erstem Randbereich 37 und Hauptbereich 34 eingeschlossene zweite Randbereich 38 ist hakenförmig und enthält in jedem seiner beiden Schenkel einen langgestreckten Streukörper 15 bzw. 16 sowie einen sich hinter den Streukörpern 15, 16 erstreckenden Reflektor 31.
2 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittebene II-II in 1. Enden der Streukörper 13, 14 sind in Aussparungen eines Sockels 11 eingesteckt. Am Boden jeder Aussparung sind drei Leuchtmittel 25, 26, 27 so angebracht, dass sie den Streukörper 13 bzw. 14 von seinem eingesteckten Ende aus durchstrahlen. Die Streukörper 13, 14 geben das eingestrahlte Licht über ihre Länge kontinuierlich ab.
Die Streukörper 15, 16 sind in gleicher Weise wie die Streukörper 13, 14 in mit Leuchtmitteln 25, 26, 27 bestückte Aussparungen des Sockels 11 eingesteckt.
Alternativ könnten in dem Scheinwerfer 1 auch zwei baugleiche Sockel montiert sein, von denen einer die Streukörper 13, 14 des ersten Randbereichs 37 und der andere die Streukörper 15, 16 des zweiten Randbereichs 38 aufnimmt.
Eine elektronische Einstelleinheit 41 steuert die Leuchtmittel 25, 26, 27 des ersten sowie des zweiten Randbereichs.
Die in 1 gezeigten Streukörper 13, 14, 15, 16 verjüngen sich ausgehend von dem Ende, das in dem Sockel 11 aufgenommen ist, zum anderen, freien Ende hin. Da die Streukörper 13, 14, 15, 16 Licht entlang ihrer Länge abgegeben, nimmt der Lichtfluss in den Streukörpern jeweils vom gesockelten Ende zum freien Ende hin ab. Bei einem Streukörper mit konstantem Querschnitt hätte dies eine zum freien Ende hin abnehmende Leuchtdichte zur Folge; da infolge der Verjüngung auch die lichtabgebende Fläche der Streukörper zum freien Ende hin schmaler wird, kann die Abnahme der Leuchtdichte vermindert oder die Leuchtdichte sogar konstant gehalten werden.
3 zeigt einen Schnitt durch den Scheinwerfer entlang der Schnittebene III-III in 1. Der Abblendlichtbereich 35 und die Randbereiche 37, 38 sind in Fahrzeuglängsrichtung gestaffelt; indem der zweite Randbereich 38 hinter den darunterliegenden Abblendlichtbereich 36 und der erste Randbereich 37 hinter den darunterliegenden zweiten Randbereich 38 zurückspringt, wird eine windschnittige, gepfeilte Form des Scheinwerfers 1 erhalten.
In der Ausgestaltung der 3 haben die Streukörper 13, 15 jeweils einen runden Querschnitt und die Reflektoren 30, 31 sind beabstandet von den Streukörpern 13, 15 angeordnet. Da bei dem von den Randbereichen 37, 38 abgegebenen Licht eine scharfe Bündelung wie bei Fern- und Abblendlichtstrahl weder notwendig noch erwünscht ist, können einer ersten Variante zufolge die Reflektoren 30, 31 durch eine reflektierende Schicht ersetzt sein, die direkt auf eine dem Innern des Scheinwerfers 1 zugewandte Oberfläche der Streukörper 13, 14, 15, 16 aufgebracht ist.
4 zeigt die beiden Streukörper 13, 14 für eine zweite Variante in einem Schnitt entlang einer zur 2 analogen Schnittebene. Die den Leuchtmitteln zugewandten Enden der beiden Streukörper 13, 14 sind hier miteinander verschmolzen und in einer gemeinsamen Aussparung des Sockels 11 aufgenommen. Die in dieser Aussparung angebrachten Leuchtmittel 25, 26, 27 versorgen beide Streukörper 13, 14. Auf diese Weise können gegenüber der Ausführung in 2 Leuchtmittel eingespart werden. Auch die Streukörper 15, 16 können entsprechend dieser zweiten Variante ausgeführt sein.
Einer ersten Ausgestaltung zufolge ist an jedem Streukörper 13, 14, 15, 16 das Leuchtmittel 25 eine rote, das Leuchtmittel 26 eine grüne und das Leuchtmittel 27 eine blaue LED. Die Farbe der LEDs ist so gewählt, dass sich deren Licht bei voller Leuchtstärke zu Weißlicht überlagert.
Zum Betrieb des Randbereichs 38 als Tagfahrlicht schaltet die Einstelleinheit 41 die LEDs 25, 26, 27 an den Streukörpern 15, 16 an, so dass der Randbereich 38 weißes Licht emittiert. Die Leuchtmittel an den Streukörpern 13, 14 bleiben ausgeschaltet.
Für Blinkerbetrieb lässt die die Einstelleinheit 41 die blaue LED 27 ausgeschaltet und betreibt die rote LED 25 und die grüne LED 26 intermittierend. Der Randbereich 37 emittiert so ein gelbes Blinklicht. Die LEDs des Randbereichs 38 bleiben ausgeschaltet, so dass ein erforderlicher Abstand zwischen dem Blinklicht und dem Abblendlichtbereich 36 gewahrt ist.
Für eine Feinabstimmung des Farbtons des gelben Blinklichts kann einer Weiterbildung zufolge die blaue LED mit geringer Leuchtstärke zugeschaltet werden. Die benötigte geringe Leuchtstärke ist durch ein Dimmen durch eine Pulsweitenmodulation oder eine Phasenanschnittsteuerung erreichbar.
In entsprechender Weise können die LEDs des des Randbereichs 38 gemeinsam gedimmt werden, um anstelle des Tagfahrlichts ein schwächeres Standlicht zu erzeugen.
Einer zweiten Ausgestaltung zufolge wird das Tagfahrlicht erzeugt, indem die Steuereinheit die LEDs beider Randbereiche 37, 38 mit voller Intensität betreibt. Um in der oben beschriebenen Weise blinken zu können, wird die Erzeugung des Tagfahrlichts zeitweilig zumindest im Randbereich 37 unterbrochen.
Standlicht ist bei dieser Ausgestaltung besonders einfach realisierbar, indem einer der beiden Randbereiche 37, 38 ausgeschaltet wird, während in dem anderen die LEDs 25, 26, 27 mit derselben Leistung wie im Tagfahrlichtbetrieb eingeschaltet bleiben.
Einer dritten Ausgestaltung zufolge sind abweichend von der Darstellung der 2 und 4 an jedem Streukörper des Randbereichs 37 zwei LEDs, eine weiße und eine gelbe, angeordnet. An den Streukörpern des Randbereichs 38 können zwei weiße LEDs vorgesehen sein, es kann aber auch der Einbauplatz für eine LED unbesetzt bleiben. Für Tagfahrlicht können weiße LEDs in beiden Randbereichen 37, 38 eingeschaltet sein. Zum Blinken werden die weiße LEDS des Randbereichs 37 ausgeschaltet und die gelben werden intermittierend betrieben.
Standlicht ist bei dieser Ausgestaltung realisierbar, indem jeweils nur weiße LEDs eines der beiden Randbereiche 37, 38 betrieben werden. Eine Dimmfunktion der Einstelleinheit 41 ist nicht erforderlich.
Es versteht sich, dass die obige detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen zwar bestimmte exemplarische Ausgestaltungen der Erfindung darstellen, dass sie aber nur zur Veranschaulichung gedacht sind und nicht als den Umfang der Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen. Diverse Abwandlungen der beschriebenen Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Rahmen der nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalenzbereich zu verlassen. Insbesondere gehen aus dieser Beschreibung und den Figuren auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt.
Bezugszeichenliste

1: Scheinwerfer
3: Fassung
4: Leuchtmittel
5: Leuchtmittel
7: Reflektor
8: Reflektor
11: Sockel
13: Streukörper
14: Streukörper
15: Streukörper
16: Streukörper
25: Leuchtmittel
26: Leuchtmittel
27: Leuchtmittel
30: Reflektor
31: Reflektor
34: Hauptbereich
35: Fernlichtbereich
36: Abblendlichtbereich
37: Randbereich
38: Randbereich
41: Einstelleinheit

Claims

Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug mit einer lichtemittierenden Fläche, die aus der Richtung eines Hauptstrahls gesehen in einen den Hauptstrahl emittierenden Hauptbereich (34) und zwei langgestreckte Randbereiche (37, 38) aufgeteilt ist, wobei der erste Randbereich (37) als Blinker (39) dient und vom Hauptbereich (34) durch den zweiten Randbereich (38) beabstandet ist und der zweite Randbereich (38) als Tagfahrlicht dient.
Scheinwerfer nach Anspruch 1, bei dem der erste Randbereich (37) zwischen einem Betrieb als Blinker und einem Betrieb als Tagfahrlicht umschaltbar ist.
Scheinwerfer nach Anspruch 2, bei dem dem ersten Randbereich (37) ein weiß leuchtendes Leuchtmittel und ein gelb leuchtendes Leuchtmittel zugeordnet sind.
Scheinwerfer nach Anspruch 2, bei dem dem ersten Randbereich (37) mehrere Leuchtmittel (25, 26, 27) zugeordnet sind, deren Licht zu Weißlicht überlagerbar ist, wobei wenigsten eines (27) der Leuchtmittel (25, 26, 27) in seiner Lichtintensität reduzierbar ist, um das Licht der Leuchtmittel (25, 26, 27) zu gelbem Licht zu überlagern.
Scheinwerfer nach einem der vorherigen Ansprüche, welcher in wenigstens einem der Randbereiche (37, 38) einen langgestreckten Streukörper (13, 14, 15, 16) aufweist und bei dem wenigstens ein Leuchtmittel (25, 26, 27) an einem Ende des Streukörpers (13, 14, 15, 16) angeordnet ist, um diesen zu durchstrahlen.
Scheinwerfer nach Anspruch 5, welcher in wenigstens einem der Randbereiche (37, 38) zwei sich von einem Zentrum aus in verschiedene Richtungen erstreckende Streukörper (13, 14, 15, 16) aufweist.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei dem der Streukörper (13, 14, 15, 16) von einem Ende zum andern verjüngt ist und das Leuchtmittel (25, 26, 27) am breiteren Ende angeordnet ist.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 3 bis 7, mit einer Fassung (3), in der eine Baugruppe mit wenigstens einem Streukörper (13, 14, 15, 16) und zugeordneten Leuchtmitteln (25, 26, 27) montiert ist.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 3 bis 8, bei dem das Leuchtmittel (25, 26, 27) wenigstens eine LED umfasst.
Scheinwerfer nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem wenigstens einer der Randbereiche (37, 38) in einen Betrieb als Standlicht umschaltbar ist.
Scheinwerfer nach Anspruch 10 mit einer Einstelleinheit (41) zum Dimmen des weiß leuchtenden Leuchtmittels oder der das Weißlicht erzeugenden Leuchtmittel (25, 26, 27), um den zugeordneten Randbereich (37, 38) in den Betrieb als Standlicht umzuschalten.
Scheinwerfer nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Hauptbereich (34) in einen Fernlichtbereich (35) und einen Abblendlichtbereich (36) aufgeteilt ist.
Scheinwerfer nach Anspruch 12, bei dem der zweite Randbereich (38) in der Nachbarschaft des Abblendlichtbereichs (36) breiter ist als in der Nachbarschaft des Fernlichtbereichs (35).