DE10309434A1

DE10309434A1 - Scheinwerfer für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE10309434A1
Application number: DE10309434A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Peitz; Dirk Schwemin
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2003-03-05
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2023-03-06
Also published as: US20040174714A1; US6971778B2; DE10309434B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einem Projektionsmodul, das einen schalenförmigen Reflektor, ein dem Reflektor zugeordnetes Leuchtmittel, eine Linse und eine zwischen Linse und Reflektor angeordnete Blende aufweist. Die Blende bildet eine Hell-Dunkel-Grenze eines Lichtbündels des Scheinwerfers ab. Die Linse weist eine vom Reflektor abgewandte konvexe Vorderseite und in Anbaulage des Scheinwerfers im unteren mittleren Randbereich auf der Vorderseite ein optisches Element auf. Die aus dem optischen Element austretenden Lichtstrahlen sind auf einen Bereich oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze des Lichtbündels des Scheinwerfers gerichtet. Die Oberfläche des optischen Elements ist in vertikalen zweiten Schnittebenen, zu denen die optische Achse des Projektionsmoduls lotrecht verläuft, konkav und in parallel zur optischen Achse verlaufenden vertikalen Schnittebenen konvex ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einem Projektionsmodul, das einen schalenförmigen Reflektor, ein dem Reflektor zugeordnetes Leuchtmittel, eine Linse und eine zwischen Linse und Reflektor angeordnete Blende aufweist, wobei die Blende eine Hell-Dunkel-Grenze eines Lichtbündels des Scheinwerfers abbildet, die Linse eine vom Reflektor abgewandte konvexe Vorderseite aufweist, ein optisches Element auf der konvexen Vorderseite der Linse im unteren mittleren Randbereich angeordnet ist und die aus dem optischen Element austretenden Lichtstrahlen auf einen Bereich oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze des Lichtbündels des Scheinwerfers gerichtet sind.
Aus der DE – U – 90 00 395 ist ein Scheinwerfer für Fahrzeuge bekannt, bei dem ein Projektionsmodul für Nebellicht in einem Gehäuse hinter einer Abschlussscheibe angeordnet ist. Zur Beeinflussung der Lichtverteilung des Lichtbündels ist die Abschlussscheibe mit Zylinderoptik und die Linse im mittleren unteren Randbereich auf der konvexen Vorderseite mit einem optischen Element, dass von einer horizontal verlaufenden Zylinderoptik gebildet ist, besetzt. Letztere Zylinderoptik begrenzt nach unten eine in Richtung der optischen Achse zum Reflektor zurückversetztes konvexes Segment der Vorderseite der Linse. Die Zylinderoptik der Linse lenkt einen Teil des Lichts in einem bestimmten Winkelbereich nach oben ab. Dadurch erhöhen sich die Lichtwerte oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze, so dass die gesetzlichen Vorschriften bei Nebelscheinwerfern erfüllt sind. Da die horizontale Zylinderoptik der Linse einen relativ großen Abstand zu dem unteren Rand der Linse aufweist, ist dass vom Fahrer aus sichtbare Vorfeld inhomogen ausgeleuchtet. Weiterhin ist die Breite des von der horizontalen Zylinderoptik erzeugten Lichtbandes oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze nur durch die Anordnung der horizontalen Zylinderoptik in der Höhe variabel. Je höher die in der Höhe variabel. Je höher die Zylinderoptik angeordnet ist, um so störender ist die sich ergebende inhomogene Lichtverteilung.
Aufgabe der Erfindung ist es, den im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Scheinwerfer für Fahrzeuge derart zu gestalten, dass durch das optische Element der Linse weder eine inhomogene Lichtverteilung für das abgeblendete Lichtbündel entsteht noch eine störende Erhebung auf der konvexen Vorderseite der Linse besteht. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Oberfläche des optischen Elements stetig oder in zueinander versetzten Abschnitten in vertikalen zweiten Schnittebenen, zu denen die optischen Achse des Projektionsmoduls lotrecht verläuft, konkav und in parallel zur optische Achse verlaufenden vertikalen ersten Schnittebenen konvex ausgebildet ist.
Die durch das optische Element hindurchtretenden Lichtstrahlen würden bei einer Linse mit einer ursprünglichen vollflächigen konvexen Vorderseite einen sehr nah vor dem Fahrzeug liegenden Vorfeldbereich ausleuchten, der für den Fahrer des Fahrzeugs durch die Fahrzeugkarosserie abgedeckt wird.
Bei zueinander versetzt angeordneten Abschnitten der Oberfläche der Linse sind die Abschnitte gestuft zueinander angeordnet.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die konkav bzw. konvex ausgebildete Oberfläche des optischen Elements sich bis an die konvexe Vorderseite des Linse erstreckt und zur konvexen Vorderseite der Linse hin durch eine Kante begrenzt ist und die in den ersten Schnittebenen konvex ausgebildete Oberfläche der Linse durch einen gekrümmten ersten Linienabschnitt begrenzt ist, der in seinem Verlauf jeweils einem gekrümmten dritten Linienabschnitt entspricht, den die ursprüngliche Linse auf der ursprünglichen vollflächigen konvexen Vorderseite in einer mittleren vertikalen Schnittebene in dem unteren Randbereich aufweist. Dadurch ist eine nach oben hin und seitlich genau begrenzte Lichtverteilung oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze gegeben und es sind keine Übergangsflächen zwischen der konvexen Vorderseite der Linse und dem optischen Element notwendig.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der gekrümmte dritte Linienabschnitt auf der ursprünglichen vollflächigen konvexen Vorderseite der Linse und der gekrümmte erste Linienabschnitt des optischen Elements einen gemeinsamen Drehpunkt oberhalb des optischen Elements aufweisen, wobei der erste Linienabschnitt des optischen Elements gegenüber dem Linienabschnitt der ursprünglichen vollflächigen konvexen Vorderseite der Linse um den Drehpunkt zum Reflektor hin um einen Winkel geschwenkt ist.
Der Winkel bestimmt die Größe des Ablenkung der nach oben gerichteten Lichtstrahlen.
Das von dem optischen Element erzeugt Lichtband und die Hell-Dunkel-Grenze aufweisende Lichtfigur gehen ineinander über, wenn zwischen dem gekrümmten dritten Linienabschnitt der ursprünglichen vollflächigen konvexen Vorderseite der Linse und dem gekrümmten ersten Linienabschnitt des optischen Elements ein Winkel zwischen 5° und 8°, vorzugsweise 6,5°, besteht.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die in den horizontalen Schnittebenen konvex ausgebildete Oberfläche der Linse durch gekrümmte zweite Linienabschnitte einer Kreislinie begrenzt ist. Je Größer der Kreis ist, um so kleiner ist die seitliche Lichtablenkung.
Bei einem Leuchtmittel mit einer hohen Lichtstärke wie beispielsweise einer Xenonlampe ist ein kleineres optisches Element notwendig als bei einem Leuchtmittel mit kleiner Lichtstärke wie beispielsweise einer Halogenlampe. In beiden Fällen ist das von den Lichtstrahlen erzeugte Lichtband annähernd gleich groß.
Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und zwar zeigen
1 in einem mittleren vertikalen Längsschnitt ein Projektionsmodul für Abblendlicht eines Scheinwerfers für Fahrzeugen,
2 in einer Vorderansicht eine Linse des Projektionsmoduls als Einzelteil,
3 in einer Teilansicht ein optisches Element der Linse,
4 in einer Lichtfigur ein eine Hell-Dunkel-Grenze aufweisendes Lichtbündel und einen beleuchteten Bereich oberhalb des Lichtbündels,
5 in einer perspektivischen Ansicht die Linse mit einer Fläche, in der die Oberfläche des optischen Elements liegt.
Ein Scheinwerfer für Fahrzeuge weist ein Projektionsmodul 1 auf, welches einen elliptischen Reflektor 2, eine dem Reflektor 2 zugeordnetes Leuchtmittel 3, Linse 4 und eine zwischen Linse 4 und Reflektor 2 angeordnete Blende 5 aufweist. Die Blende 5 bildet mit einer Blendenkante eine Hell-Dunkel-Grenze 20 eines asymmetrischen Lichtbündels 19 ab. In 4 ist das Lichtbündel 19 als Teil einer Lichtfigur auf einer in einem Abstand vor dem Fahrzeug aufgestellten senkrechten Wand gezeigt. Die Linse 4 weist eine dem Reflektor 2 zugewandte plane Rückseite 21 und eine konvexe Vorderseite 6 auf. In die konvexe Vorderseite 6 ist im unteren mittleren Randbereich der Linse 4 ein optisches Element 7 eingebracht. Das optische Element 7 weist eine Oberfläche 10 auf, die zu der vertikalen mittlere Schnittebene 25 der Linse 4, in der die optische Achse 23 verläuft, symmetrisch ist. In sämtlichen parallel zur optischen Achse 23 verlaufenden vertikalen ersten Schnittebenen 12 weist die Oberfläche 10 kon vexe erste Linienabschnitte 14 auf, die identisch einem dritten Linienabschnitt 22 sind, der auf der ursprünglichen konvexen Vorderseite 6 der Linse 4 und in der vertikalen mittleren Schnittebene 25 der Linse 4 in dem unteren Randbereich der Linse 4 liegt. Der Linienabschnitt 22 ist um einen Winkel α von 6,5° zur Rückseite der Linse 4 hin gedreht und ergibt den in der vertikalen Mittelebene der Linse 4 verlaufenden ersten Linienabschnitt 14 der Oberfläche 10 des optischen Elements 7. Die Oberfläche 10 des optischen Elements 7 ist in allen parallel zu der planen Rückseite der Linse 4 verlaufenden vertikalen zweiten Schnittebenen 11 konkav ausgebildet und weist in allen zweiten Schnittebenen zweite Linienabschnitte 16 auf. Die zweiten Linienabschnitte 16 liegen auf einer Kreislinie 17, dessen Radius 18 kleiner als der der Linse 4 ist. Die Oberfläche 10 des optischen Elements 7 ist zur konvexen Vorderseite 6 der Linse 4 durch eine scharfe Kante 13 begrenzt. Von dem Reflektor 2 reflektierte und durch das optische Element 7 hindurchtretende Lichtstrahlen 8 sind auf einen Bereich 9 gerichtet, der zumindest mit seinem größten Teil oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze des Lichtbündels 19 angeordnet ist. In 4 sind in dem Bereich 9 mehrere gesetzlich vorgeschriebene Lichtmesspunkte 24 angegeben.

1: Projektionsmodul
2: Reflektor
3: Leuchtmittel
4: Linse
5: Blende
6: konvexe Vorderseite
7: optische Element
8: Lichtstrahlen
9: Bereich
10: Oberfläche
11: zweite Schnittebenen
12: erste Schnittebenen
13: Kante
14: erste Linienabschnitte
15: Drehpunkt
16: zweite Linienabschnitte
17: Kreislinie
18: Radius
19: Lichtbündel
20: Hell-Dunkel-Grenze
21: Rückseite
22: dritte Linienabschnitt
23: optische Achse
24: Lichtmesspunkte
25: mittlere Schnittebene

Claims

Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einem Projektionsmodul (1), das einen schalenförmigen Reflektor (2), ein dem Reflektor (2) zugeordnetes Leuchtmittel (3), eine Linse (4) und eine zwischen Linse (4) und Reflektor (2) angeordnete Blende (5) aufweist, wobei die Blende (5) eine Hell-Dunkel-Grenze (20) eines Lichtbündels (19) des Scheinwerfers abbildet, die Linse (4) eine vom Reflektor (2) abgewandte konvexe Vorderseite (6) aufweist, ein optisches Element (7) auf der konvexen Vorderseite (6) der Linse (4) im unteren mittleren Randbereich angeordnet ist und die aus dem optischen Element (7) austretenden Lichtstrahlen (8) auf einen Bereich (9) oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze (20) des Lichtbündels (19) des Scheinwerfers gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (10) des optischen Elements (7) stetig oder in zueinander versetzten Abschnitten in vertikalen zweiten Schnittebenen (11), zu denen die optischen Achse (23) des Projektionsmoduls (1) lotrecht verläuft, konkav und in parallel zur optische Achse (23) verlaufenden vertikalen ersten Schnittebenen (12) konvex ausgebildet ist.
Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die konkav bzw. konvex ausgebildete Oberfläche (10) des optischen Elements (7) bis an die konvexe Vorderseite (6) des Linse (4) sich erstreckt und zur konvexen Vorderseite (6) der Linse (4) hin durch eine Kante (13) begrenzt ist.
Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in den ersten Schnittebenen (12) konvex ausgebildete Oberfläche (10) der Linse (4) durch einen gekrümmten ersten Linienabschnitt (14) begrenzt ist, der in seinem Verlauf jeweils einem gekrümmten dritten Li nienabschnitt (22) entspricht, den die ursprüngliche Linse (4) auf der ursprünglichen vollflächigen konvexen Vorderseite (6) in einer mittleren vertikalen Schnittebene (25) in dem unteren Randbereich aufweist.
Scheinwerfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der gekrümmte dritte Linienabschnitt (22) auf der ursprünglichen vollflächigen konvexen Vorderseite (6) der Linse (4) und der gekrümmte erste Linienabschnitt (14) des optischen Elements (7) einen gemeinsamen Drehpunkt (15) oberhalb des optischen Elements (7) aufweisen, wobei der erste Linienabschnitt (14) des optischen Elements (7) gegenüber dem Linienabschnitt (22) der ursprünglichen vollflächigen konvexen Vorderseite (6) der Linse (4) um den Drehpunkt (15) zum Reflektor (2) hin um einen Winkel (α) geschwenkt ist.
Scheinwerfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem gekrümmten dritten Linienabschnitt (22) der ursprünglichen vollflächigen konvexen Vorderseite (6) der Linse (4) und dem gekrümmten ersten Linienabschnitt (14) des optischen Elements ein Winkel (α) zwischen 5° und 8°, vorzugsweise 6,5°, besteht.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in den zweiten Schnittebenen (11) konkav ausgebildete Oberfläche (10) der Linse (4) durch gekrümmte zweite Linienabschnitte (16) einer Kreislinie (17) begrenzt ist.
Scheinwerfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der den Linienabschnitt (16) aufweisende Kreis einen kleiner Radius (18) als die Linse (4) aufweist.