DE10236823A1

DE10236823A1 - Scheinwerfer für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE10236823A1
Application number: DE10236823A
Authority: DE
Inventors: Erik Woldt
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2002-08-10
Filing date: 2002-08-10
Publication date: 2004-03-25

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle, einem Reflektor und einer dem Reflektor nachgeordneten, die resultierende Lichtverteilung beeinflussende bewegbare Lichtablenkeinrichtung, wobei die Lichtablenkeinrichtung mindestens ein um die optische Achse des Reflektors drehbar gelagertes Ablenkelement umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle, einem Reflektor und einer dem Reflektor nachgeordneten, die resultierende Lichtverteilung beeinflussende bewegbare Lichtablenkeinrichtung.

Aus der DE 198 30 396 A1 ist ein Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle, einem Reflektor und einer dem Reflektor nachgeordneten Lichtablenkeinrichtung bekannt, wobei die Lichtablenkeinrichtung zur Beeinflussung bzw. Veränderung der Lichtverteilung bewegbar ausgebildet ist. Die Lichtablenkeinrichtung umfasst ein oder mehrere Ablenkelemente, die translatorisch senkrecht zur optischen Achse des Reflektors verschiebbar angeordnet sind. Die Haupterstreckungsebenen der Ablenkelemente verlaufen quer zur optischen Achse, wobei der gesamte, an die Umgebung abzugebende Lichtstrom von den Ablenkelementen erfasst wird.

Aus der DE 100 39 086 A1 ist ein Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle, einem Reflektor und einer Lichtablenkeinrichtung bekannt, wobei die Lichtablenkeinrichtung Ablenkelemente aufweist, die relativ zueinander in Richtung der optischen Achse verschiebbar angeordnet sind. Hierdurch lässt sich ebenfalls die resultierende Lichtverteilung verändern zur Erzeugung beispielsweise eines Kurvenlichtes.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Scheinwerfer für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass auf einfache und platzsparende Weise eine Modifikation der Lichtverteilung ermöglicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patenanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtablenkeinrich tung mindestens ein um die optische Achse des Reflektors drehbar gelagertes Ablenkelement umfasst.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch Ausgestaltung der Lichtablenkeinrichtung mittels mindestens eines drehbar gelagerten Ablenkelementes besonders platzsparend eine Veränderung der Lichtverteilung ermöglicht wird. Die Bewegung des Ablenkelementes erfolgt in einer einzigen Ebene, wobei keine translatorische Verschiebung quer zur optischen Achse erforderlich ist. Grundgedanke der Erfindung ist es, ein oder mehrere Ablenkelemente drehbar zu der optischen Achse anzuordnen, so dass kein zusätzlicher Bauraumbedarf sowohl in axialer als auch in radialer Richtung erforderlich ist.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist das Ablenkelement ringförmig oder teilringsförmig ausgebildet, wobei das Ablenkelement mit weiteren konzentrisch zur optischen Achse angeordneten ringförmigen Ablenkelementen und/oder mit einer zentralen feststehenden Lichtscheibe zusammenwirkt. Hierdurch können unter Aufbringung von relativ geringen Rotationskräften unterschiedliche Lichtverteilungsmuster eingestellt werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schließen sich in radialer Richtung nach außen um eine zentrale Lichtscheibe ein oder zwei rotierbare ringförmige Ablenkelemente an, die eine Mehrzahl von optisch unterschiedlich wirksamen Ringsegmenten aufweisen. Hierdurch können fahrsituationsabhängig unterschiedliche Lichtfunktionen, wie beispielsweise Kurvenlicht etc., erzeugt werden. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die zentrale feststehende Lichtscheibe zur Erzeugung einer symmetrischen Lichtverteilung und die ringförmigen Ablenkelemente zur Erzeugung einer asymmetrischen Lichtverteilung dienen. Durch Drehung eines oder mehrere der Ablenkelemente um einen vorgegebenen Winkel kann eine horizontale Verschiebung der asymmetrischen Lichtverteilung bewirkt werden.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Vorderansicht eines Scheinwerfers mit gegenüberliegenden Abschattelementen, die sich in einer die Ablenkelemente einer Lichtablenkeinrichtung freigebenden Nichtbetriebsstellung befinden,
2 eine schematische Vorderansicht des Scheinwerfers mit Abschattelementen in einer Betriebsstellung,
3 eine Vorderansicht eines Reflektor des Scheinwerfers,
4 eine schematische Draufsicht des Scheinwerfers,
5 eine Darstellung einer ersten Lichtverteilung und
6 eine Darstellung einer zweiten Lichtverteilung mit einem im Vergleich zu der Lichtverteilung gemäß 5 in horizontaler Richtung verschobenen asymmetrischen Lichtverteilungsanteil.
Ein Scheinwerfer 1 besteht im wesentlichen aus einer Lichtquelle 2, die in einem ersten Brennpunkt eines Reflektors 3 angeordnet ist. Der in 4 dargestellte Scheinwerfer 1 ist nach dem Projektionsprinzip aufgebaut, wobei in einem zweiten Brennpunkt des Reflektors 3 eine Blende 4 angeordnet ist. Die Blende 4 dient zur Erzeugung einer Hell-Dunkel-Grenze 5 einer resultierenden asymmetrischen Lichtverteilung L. In Lichtaustrittsrichtung schließt sich an die Blende 4 eine Lichtablenkeinrichtung 7 an.
Die Lichtablenkeinrichtung 7 weist zum einen eine feststehende linsenförmige Lichtscheibe 8 und zum anderen sich radial nach außen an die Lichtscheibe 8 anschließende zwei Ablenkelemente 9 und 10 auf. An die Lichtscheibe 8 schließt sich ein erstes Ablenkelement 9 und an demselben ein zweites Ablenkelement 10 an, die zusammen mit der Lichtscheibe 8 in einer gemeinsamen quer zu einer optischen Achse 11 liegenden Ebene angeordnet sind.
Die Ablenkelemente 9, 10 sind als Ringelemente 9, 10 ausgebildet und weisen jeweils Ringsegmente 12, 13 auf, die jeweils unterschiedliche optisch wirksame Flächen aufweisen.
Sofern die Ringelemente 9, 10 fest miteinander verbunden sind, reicht es aus, dass lediglich das außen liegende Ringelement 10 am Umfangsrand eine Verzahnung 14 aufweist, die mit einem Schneckenrad 15 eines Schrittmotors 16 in Eingriff steht.
Nach einer alternativen Ausführungsform können die Ringelemente 9 und 10 auch relativ zueinander und um die optische Achse 11 rotierbar angeordnet sein, so dass beide Ringelemente 9, 10 axial versetzt und mit jeweils einer Verzahnung 14 versehen sein müssen.
Wie aus 3 und 4 ersichtlich ist, weist der Reflektor 3 einen zentralen Reflektorabschnitt 17 auf, an dem von der Lichtquelle 2 emittierte Lichtstrahlen 18 derart reflektiert werden, dass sie in Richtung der plankonvexen Lichtscheibe 8 abstrahlen. Darüber hinaus weist der Reflektor 3 relativ flache, in horizontaler Richtung abragende äußere Reflektorabschnitte 19 auf, die seitlich abstrahlende Lichtstrahlen 20 unter einem relativ großen Eintrittswinkel in Richtung der Ringelemente 9, 10 reflektieren.
Den Ringelementen 9, 10 sind jeweils ein oberes und unteres Abschattelement 21 und 22 zugeordnet, die in einer Betriebsstellung des Scheinwerfers 1 ( 2) ein unteres und oberes Kreisringsegment der Ringelemente 9, 10 abdecken. Hierdurch sind die Ringelemente 9, 10 symmetrisch zu einer horizontalen Mittelebene 24 teilweise abgedeckt. Die in 1 dargestellte Nichtbetriebsstellung der Abschattelemente 21, 22 existiert lediglich vor der Montage des Scheinwerfers 1 vor. Nach erfolgter Montage des Scheinwerfers gemäß 2 liegen die Abschattelemente 21, 22 mit einer Ausnehmung 23 unmittelbar an der Lichtscheibe 8 an, wobei die Breite des unteren Abschattelementes 22 derart ausgelegt ist, dass der Elektromotor 16 von vorne abgedeckt ist. Insofern ist die seitliche Erstreckung des Scheinwerfers 1 abhängig von der Ausbildung und Anordnung des Elektromotors 16 im Bezug auf die Ringelemente 9, 10.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel dient die Lichtscheibe 8 im Zusammenwirken mit dem zentralen Reflektorabschnitt 17 und der Blende 4 zur Erzeugung einer Basis-Lichtverteilung S, siehe 5 und 6. Die an den äußeren Reflektorabschnitten 19 reflektierten Lichtstrahlen 20 werden an den Ringelemente 9, 10 derart abgelenkt, dass eine asymmetrische Lichtverteilung A gebildet ist. Hierdurch kann eine 15°-Linie erzeugt werden zur Bildung eines Abblendlichtes.
Durch Betätigen des Schrittmotors 16 wird ein oder beide Ablenkelemente 9, 10 um die optische Achse 11 entsprechend einem vorgegebenen Winkel, der in einem Bereich von 0° und 180° liegen kann, verdreht, so dass eine Verschie bung der asymmetrischen Lichtverteilung A in horizontaler Richtung bewirkt werden kann. Die Basis-Lichtverteilung S wird hierdurch nicht beeinflusst. Die auf den Ringelementen 9, 10 angeordneten Optikelemente 12, 13 sind derart ausgelegt, dass ausgehend von einer Ausgangslage gemäß 5 nach Drehung der Ringelemente 9, 10 um +/- 90° eine horizontale Verschiebung nach rechts, siehe 6, oder nach links ermöglicht wird. Es kann somit eine kontinuierliche seitliche Ablenkung in horizontaler Richtung erzielt werden, die abhängig von einem Lenkwinkel, einer Fahrzeugneigung oder dergleichen mittels einer nicht dargestellten Steuereinrichtung zur Betätigung des Schrittmotors 16 eingestellt werden kann.
Die resultierende Lichtverteilung L wird somit maßgeblich von der asymmetrischen Lichtverteilung A beeinflusst.
Nach einer nicht dargestellten weiteren Ausführungsform kann ein weiteres drittes Ringelement vorgesehen sein, um der symmetrischen Lichtverteilung S weitere, in horizontaler Richtung außen liegende Lichtstromanteile für extreme Ausleuchtung zur Verfügung zu stellen.
Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung eines nach dem Projektionsprinzip arbeitenden Scheinwerfers 1 beschränkt. Die Lichtablenkeinrichtung 7 kann auch lediglich mit einem Reflektor zusammenwirken, wobei ein zentraler Bereich feststehende und optikfrei ausgebildet ist, an dem sich mindestens ein Ringelement mit an die vorgegebene Lichtverteilung angepassten Freiformoptikflächen anschließt.

Claims

Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle, einem Reflektor und einer dem Reflektor nachgeordneten, die resultierende Lichtverteilung beeinflussende bewegbare Lichtablenkeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtablenkeinrichtung (7) mindestens ein um die optische Achse (11) des Reflektors (3) drehbar gelagertes Ablenkelement (9, 10) umfasst.
Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablenkelement (9, 10) ringförmig oder teilringförmig ausgebildet ist.
Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablenkelement (9, 10) als koaxial zu der optischen Achse (11) angeordnetes Ringelement (9, 10) ausgebildet ist und dass die Lichtablenkeinrichtung (7) mindestens zwei in radialer Richtung sich anschließende Ringelemente (9, 10) aufweist.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtablenkeinrichtung (7) eine zentrale optisch wirksame oder optikfreie Lichtscheibe (8) aufweist, an die sich in radialer Richtung nach außen mindestens ein Ringelement (9, 10) anschließt.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (9, 10) in Lichtaustrittsrichtung vor demselben teilweise durch ein Abschattelement (21, 22) abgedeckt ist.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (9, 10) mehrere optisch unterschiedliche wirksame Ringsegmente (12, 13) aufweist.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (9, 10) mittels eines Elektromotors (16), insbesondere eines Schrittmotors, rotierbar antreibbar ist.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Reflektor (3) und der Lichtablenkeinrichtung (7) eine Blende (4) angeordnet ist zur Bildung eines nach dem Projektionsprinzip arbeitenden Scheinwerfers und dass zum einen die zentrale Lichtscheibe (8) zur Erzeugung einer symmetrischen Basis-Lichtverteilung (S) und zum anderen das Ringelement (9, 10) zur Erzeugung einer die Basis-Lichtverteilung (S) überlagernden asymmetrischen Lichtverteilung (A) ausgelegt ist.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (9, 10) durch zwei Abschattelemente (21, 22) symmetrisch zu einer horizontalen Mittelebene (24) teilweise abgedeckt ist.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringsegmente (12, 13) des Ringelementes (9, 10) derart ausgebildet sind, dass durch Rotation eines oder mehrer Ringelemente (9, 10) die asymmetrische Lichtverteilung (A) in horizontaler Richtung kontinuierlich in eine erste und zweite Lage bewegt wird.