DE19544211A1 - Breitstrahlscheinwerfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schein­ werfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge.

Diese Scheinwerfer, beispielsweise Fern- oder Abblend­ lichtscheinwerfer, erzeugen ein Lichtbündel, dessen maximale Beleuchtungsstärke gemäß den verschiedenen geltenden Bestimmungen in der Fahrzeugachse, das heißt vor dem Fahrer in Fahrtrichtung, angeordnet ist.

Bei bestimmten Fahrbedingungen kann es wünschenswert sein, die durch den Scheinwerfer erzeugte Seitenaus­ leuchtung zu vergrößern, beispielsweise auf kurven­ reichen Strecken oder bei der Ausführung von Rangier­ vorgängen.

Dazu sind bereits unterschiedliche Lösungen vorge­ schlagen worden.

Eine erste Lösung besteht darin, das Fahrzeug mit drehbaren Scheinwerfern auszustatten, bei denen die Ausrichtung des Scheinwerfergehäuses über ein Gestänge oder Hydrauliksysteme durch die Lenkung des Fahrzeugs gesteuert wird. Ein solcher drehbarer Scheinwerfer mit der zugehörigen Betätigungsvorrichtung wird etwa in der FR-A-2 240 617 beschrieben.

Der Hauptnachteil eines derartigen Scheinwerfers für die Seitenausleuchtung besteht in dem dadurch beding­ ten zusätzlichen Bauraumbedarf. Insoweit die Schein­ werferbaugruppe (Gehäuse, Reflektor und Streuscheibe) ein drehbares Element bildet, besteht die Notwendig­ keit, zu jedem Scheinwerfereinsatz, der die genormten Fern- und Abblendlichtbündel erzeugt, einen zusätz­ lichen Scheinwerfer für die Seitenausleuchtung einzu­ bauen. Ein weiterer Nachteil dieser Technik besteht in der Komplexität der mechanischen und hydraulischen Systeme für die Steuerung der Ausrichtung des Schein­ werfers und seine Rückführung in die Ausgangsstellung, wobei im Falle einer Verstellung das Risiko von stö­ renden oder sogar gefährlichen Beeinträchtigungen des durch das Fahrzeug erzeugten Beleuchtungsdiagramms besteht.

Eine andere Technik wird in der FR-A-2 626 652 be­ schrieben, die einen Scheinwerfer mit fest eingebautem Gehäuse vorschlägt, bei dem zusätzlich zu dem eben­ falls fest eingebauten Hauptreflektor noch ein Zusatz­ reflektor vor dem Hauptreflektor eingesetzt wird, der mit einer Öffnung für den Durchgang der Lampe versehen ist. Dieser Zusatzreflektor ist drehbeweglich ausge­ führt, so daß das durch diese Lampe erzeugte Licht­ bündel verändert werden kann.

Diese bekannte Gestaltung ermöglicht die Ausführung eines Scheinwerfereinsatzes mit zwei Funktionen als Nebel- und Kurvenscheinwerfer. Dabei handelt es sich jedoch nur um einen zusätzlichen Scheinwerfer, der ergänzend zu den herkömmlichen Scheinwerfern mit Fern- und Abblendlicht eingebaut wird, so daß der vorerwähn­ te Nachteil eines zusätzlichen Bauraumbedarfs bestehen bleibt, der durch das Vorhandensein eines Zusatz­ scheinwerfers für die Seitenausleuchtung in Kurven bedingt ist. Bei einem derartigen Scheinwerfer ergeben sich daher im wesentlichen die gleichen Nachteile wie in dem vorstehend beschriebenen Fall.

Um das durch einen Scheinwerfer erzeugte Lichtbündel zu verbreitern, wurde außerdem vorgeschlagen, gleich­ zeitig eine kombinierte Defokussierung und Schwenkung der Lampe im Verhältnis zum Reflektor auszuführen, so daß das Beleuchtungsdiagramm auf kontrollierte Weise verformt werden kann. Diese Technik ist jedoch sehr schwierig anzuwenden, da sie ein Höchstmaß an Präzi­ sion bei den vorgegebenen Verstellungen der Lampe erfordert und darüber hinaus eine besondere Anfällig­ keit der Lampe als Folge der daran vorgenommenen Bewegungen bedingen kann. Im Zusammenhang mit dem Beleuchtungsdiagramm bewirkt zudem die Defokussierung neben der seitlichen Verschiebung des Lichtflecks auch eine erhebliche Ausdehnung dieses Lichtflecks, vor allem in vertikaler Richtung, und demzufolge eine merkliche Beeinträchtigung der photometrischen Eigen­ schaften des durch den Scheinwerfer erzeugten Licht­ bündels.

Einer der Zwecke der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese verschiedenen Nachteile zu beseitigen, indem sie einen Scheinwerfer, beispielsweise für Fern- oder Abblendlicht, vorschlägt, der nach Betätigung durch den Fahrer oder automatisch (in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, seiner Beschleuni­ gung, vom Krümmungsradius der Straße usw.) eine Ver­ breiterung des Lichtbündels nach rechts und/oder nach links herbeiführen kann, ohne dabei eine Ausdehnung des Lichtflecks in vertikaler Richtung zu bewirken, so daß das Lichtbündel eine optimale Qualität in photo­ metrischer Hinsicht bewahrt.

Im übrigen sind die Lehren der Erfindung, wie noch darzulegen ist, unmittelbar auf einen Scheinwerfer, etwa einen Fernlicht- oder Abblendlichtscheinwerfer, anwendbar, ohne daß die Notwendigkeit besteht, einen zusätzlichen Scheinwerfer für die Funktion der Seiten­ ausleuchtung vorzusehen, wie dies bei den spezifischen Scheinwerfern der Fall ist, die in den vorerwähnten Dokumenten vorgeschlagen werden. Mit anderen Worten: Die Erfindung ermöglicht die Ausführung eines Schein­ werfers, bei dem die Funktionen "Fernlicht + Breit­ strahler" bzw. "Abblendlicht + Breitstrahler" in ein und demselben Volumen integriert sind, wobei es sich um einen fest eingebauten Scheinwerfereinsatz handelt, dessen Geometrie und Abmessungen mit denen eines Fern- oder Abblendlichtscheinwerfers vergleichbar sind, der ein Lichtbündel mit fester Breite erzeugt.

Wie noch darzulegen sein wird, bezieht sich die Erfin­ dung generell auf die Ausführung jeder Art von Schein­ werfern mit veränderlicher Breite des Lichtbündels, vorzugsweise auf einen Scheinwerfer, bei dem sich das erzeugte Lichtbündel selbsttätig an die jeweiligen Betriebsbedingungen, typischerweise an die Fahrbedin­ gungen eines Fahrzeugs anpaßt.

Dazu ist der erfindungsgemäße Scheinwerfer, der einen Reflektor und eine Lichtquelle umfaßt, die mit diesem Reflektor zusammenwirkt, um ein Lichtbündel zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor einen fest­ stehenden Teil und mindestens einen beweglichen Teil enthält und daß außerdem Betätigungs- und Führungs­ mittel vorgesehen sind, um den (die) beweglichen Teil(e) zu verstellen zwischen: einer neutralen Posi­ tion, in der die Fläche des beweglichen Teils die Fläche des feststehenden Teils bruchlos verlängert, wobei der bewegliche Teil und der feststehende Teil zusammen mit der Lichtquelle ein genormtes Lichtbündel bilden, und einer Betriebsposition, in welcher der feststehende Teil einen Lichtbündelteil bildet, der in dem genormten Lichtbündel einbeschrieben ist, und der bewegliche Teil einen im Verhältnis zu diesem genorm­ ten Lichtbündel versetzten Lichtbündelteil bildet.

Besonders vorteilhafterweise bildet die Lichtquelle einen gemeinsamen Brennpunkt für den feststehenden Teil und den beweglichen Teil des Reflektors, und dieser Brennpunkt ist unveränderlich in bezug auf die Verstellung des beweglichen Teils, wobei die Ver­ stellung des beweglichen Teils insbesondere in einer Drehung um eine vertikale Achse besteht, die durch einen Punkt in der Nähe des Brennpunktes, insbesondere durch den Brennpunkt hindurchgeht.

In einer Ausführungsform verläuft die größte Dimension der Verbindungslinie zwischen dem beweglichen Teil und dem feststehenden Teil in etwa vertikal, wobei der bewegliche Teil seitlich am Reflektor angeordnet ist.

In einer anderen Ausführungsform verläuft die größte Dimension der Verbindungslinie zwischen dem bewegli­ chen Teil und dem feststehenden Teil in etwa horizon­ tal, wobei der bewegliche Teil und der feststehende Teil zwei übereinander angeordnete Teile des Reflek­ tors bilden.

Bei einer bevorzugten Anwendung ist das genormte Lichtbündel ein Fern- oder Abblendlichtbündel, und die durch den beweglichen Teil definierte Versetzung ist eine seitliche Versetzung in der Richtung, die einer durch das Fahrzeug befahrenen Kurve entspricht, wobei die Betätigungs- und Führungsmittel insbesondere durch mindestens einen Fahrtrichtungsgeber des Fahrzeugs gesteuert werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen angeführt wird.

Fig. 1 zeigt eine schematische Vorderansicht eines Scheinwerfers nach einer ersten Ausführungsart der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine entlang der Linie 2-2 von Fig. 1 ausgeführte Vertikalschnittansicht des Scheinwerfers nach dieser ersten Ausführungsart.

Fig. 3 zeigt eine schematische Vorderansicht eines Scheinwerfers nach einer zweiten Ausführungsart der Erfindung.

Fig. 4 zeigt eine entlang der Linie 4-4 von Fig. 3 ausgeführte Vertikalschnittansicht des Scheinwerfers nach dieser zweiten Ausführungsart.

Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen die durch einen erfindungsgemäßen Scheinwerfer erzeugten Beleuchtungs­ diagramme in der Konfiguration "Normallicht" bzw. "Breitlicht".

Fig. 7 zeigt eine Draufsicht, mit der gezeigt wird, wie das Breitlichtbündel des Diagramms von Fig. 6 dem Fahrer eines Fahrzeugs eine verbesserte Seitenaus­ leuchtung bietet, wenn dieses Fahrzeug durch eine Kurve fährt.

In den Fig. 1 und 2 wird eine erste Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei der Scheinwerfer 10 im wesentlichen eine Lichtquelle 12, beispielsweise eine Lampe mit axialem Glühfaden, etwa eine Einfaden­ lampe des Typs H1 oder H7, und einen zugehörigen Reflektor umfaßt, der aus zwei Teilen 14, 16 besteht.

Bei den übrigen Elementen des Scheinwerfers wie Lam­ penfassung, Streuscheibe, Gehäuse, Befestigungsmittel für die Anbringung am Fahrzeug usw. handelt es sich um herkömmliche Elemente, auf deren Beschreibung an dieser Stelle verdichtet wird, da sie nicht zur Aus­ führung der Erfindung beitragen.

In einer ersten Position oder "neutralen Position", die der in Fig. 2 mit durchgezogenen Linien darge­ stellten Position entspricht, ergänzt oder verlängert der bewegliche Teil 16 bruchlos den feststehenden Teil 14 des Reflektors, wobei die beiden Teile analytisch in gleicher Weise definiert sind, beispielsweise durch Bildung einer Parabelfläche, deren Brennpunkt dem Mittelpunkt des Glühfadens 12 entspricht. Dieser Flächentyp wird jedoch nur als Beispiel angeführt, wobei die Erfindung durchaus auch auf andere Flächen­ arten anwendbar ist, etwa aufelliptische Flächen oder auf Flächen, die durch besondere mathematische Glei­ chungen definiert werden und die Ausführung von Licht­ bündeln mit Hell-Dunkel-Grenzen ohne Verwendung einer Abdeckkappe ermöglichen.

In dieser neutralen Position verhält sich der Schein­ werfer wie ein herkömmlicher Scheinwerfer, der bei­ spielsweise ein genormtes Fern- oder Abblendlicht­ bündel erzeugt.

Nach einem Merkmal der Erfindung besteht die Möglich­ keit, den beweglichen Teil 16 im Verhältnis zum fest­ stehenden Teil 14 (und zur Lampe 12, die ebenfalls fest eingebaut ist) zu verstellen, wobei diese Ver­ stellung durch Drehung um einen Winkel α um eine vertikale Achse 18 erfolgt, die durch den Mittelpunkt des Glühfadens 12 hindurchgeht. Als Variante kann diese Achse 18 durch einen Punkt verlaufen, der in einem Abstand, aber in der Nähe des Brennpunktes des Reflektors angeordnet ist. Dabei kann der bewegliche Teil bis zu einer bei 16′ mit gestrichelten Linien dargestellten Position oder jeder anderen Zwischen­ position zwischen diesen beiden Endpositionen ver­ stellt werden, die als "Betriebsposition" bezeichnet wird.

Die Verstellung des beweglichen Teils 16 dann durch ein an sich bekanntes elektrisches Betätigungselement 20 erfolgen, in der Art, wie es beispielsweise für die Niveauregelung von Scheinwerfern benutzt wird. Das Betätigungselement 20 ist mit dem beweglichen Teil 16 über eine Stange 22 und ein Gelenk 24 verbunden. Außerdem wird der bewegliche Teil bei seiner Verstel­ lung durch geeignete Mittel geführt, etwa durch kreis­ bogenförmige Führungsschienen oder Rillen 26, 28, die auf die Achse 18 zentriert sind und es dem beweglichen Teil 16 ermöglichen, der vorstehend beschriebenen Drehbewegung genau zu folgen.

Die Steuerung der Drehbewegung des beweglichen Teils anhand des Betätigungselements 20 kann entweder auf Anforderung durch den Fahrer über eine geeignete Steuerung oder automatisch durch ein System erfolgen, das in Abhängigkeit von der Drehung des Lenkrads, von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, von seiner Be­ schleunigung usw. unter Anwendung bekannter Techniken gesteuert wird, wie sie in den Dokumenten beschrieben werden, die zu Beginn der Beschreibung erwähnt wurden.

In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß, insoweit der Drehpunkt mit dem Brennpunkt der Parabel­ fläche, das heißt mit dem Mittelpunkt des Glühfadens 12, zusammenfällt, die Fokussierung des beweglichen Teils 16 des Reflektors im Verhältnis zur Lichtquelle 12 unverändert zwischen der neutralen Position und der Betriebsposition erhalten bleibt.

In der in Fig. 1 und 2 veranschaulichten Ausführungs­ form handelt es sich bei dem beweglichen Teil 16 um einen Seitenbereich des Reflektors, dessen größte Dimension sich in etwa vertikal auf dem größten Teil der Höhe des Scheinwerfers 10 erstreckt.

Dabei handelt es sich jedoch nicht um die einzig mögliche Gestaltungsart, sondern der bewegliche Teil 16 könnte sich je nach den besonderen Auslegungserfor­ dernissen auch bis zur Unterkante und/oder Oberkante und/oder bis zur Seitenkante des Scheinwerfers 10 erstrecken.

Eine andere mögliche Gestaltungsart wird in den Fig. 3 und 4 veranschaulicht, die sich auf eine andere Ausführungsform der Erfindung beziehen.

In diesem Falle bildet der feststehende Teil 14 ein Oberteil des Reflektors und der Teil 16 ein Unterteil des Reflektors, der sich beiderseits der vertikalen Mittelebene des Scheinwerfers erstreckt. Dabei sind vorzugsweise symmetrische Führungsmittel 26, 26, 28, 28 vorgesehen, so daß bei ansonsten gleichbleibenden Verhältnissen das bewegliche Unterteil 16 des Schein­ werfers optimal der Drehbewegung um die vertikale Achse 18 folgen kann.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 7, die sich auf das Beispiel eines Scheinwerfers mit Abblendlicht beziehen, soll nun erläutert werden, wie durch die vorstehend beschriebene Gestaltungsart wahlweise ein Breitlichtbündel erzeugt werden kann.

In neutraler Position erzeugt der Reflektor 10, der aus dem feststehenden Teil 14 und dem beweglichen Teil 16 besteht, insgesamt betrachtet, ein Beleuchtungs­ diagramm, das mit dem eines herkömmlichen Schein­ werfers vergleichbar ist, wobei das entsprechende Beleuchtungsdiagramm in Fig. 5 veranschaulicht wird. In dieser Figur bezeichnet ebenso wie in den Fig. 6 und 7 die Bezugsnummer 30 den Lichtfleck, der durch den feststehenden Bereich 14 erzeugt wird, während die Bezugsnummer 32 den durch den beweglichen Teil 16 erzeugten Lichtfleck bezeichnet.

Nach der Drehung des beweglichen Teils 16 in Betriebs­ position erzeugt er einen Lichtfleck, wie er bei 32 in Fig. 6 veranschaulicht wird, das heißt nach rechts versetzt (vorausgesetzt, es hat eine Drehung stattge­ funden, wie sie in den Fig. 2 und 4 veranschaulicht wird, das heißt im Uhrzeigersinn von oben gesehen).

Wie bei einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 5 und 6 zu erkennen ist, wird im einzelnen die Gestalt des Abblendlichtbündels, dessen Umriß bei 30 durch den feststehenden Reflektor 14 definiert wird, weder in seiner Form noch in seiner Photometrie beeinträchtigt, wobei der einzige Unterschied darin besteht, daß in Betriebsposition ein seitlicher Lichtfleck bei 32 erzeugt wird, so daß die Fahrbahnseite ausgeleuchtet werden kann, wenn das Fahrzeug durch eine Kurve 34 fährt, wie dies in Fig. 7 zu erkennen ist.

Da die Fokussierung unabhängig von der Betriebsposi­ tion des beweglichen Teils 16 erhalten bleibt, erfolgt die seitliche Verschiebung des Lichtflecks 32 ohne zusätzliche Streuung dieses Lichtflecks, so daß er beispielsweise in dem veranschaulichten Beispiel eines Abblendlichts unterhalb der Horizontalen gehalten werden kann, wodurch die Gefahr einer Behinderung der aus der Gegenrichtung kommenden Fahrzeuge ausgeschlos­ sen wird.

Die Seitenausleuchtung auf der rechten oder linken Seite kann durch Scheinwerfer mit symmetrischem Aufbau erfolgen, die rechts und links am Fahrzeug angebracht sind, wobei die Seitenausleuchtung auf der gewünschten Seite jeweils durch einen der Scheinwerfer erfolgt, der dazu entsprechend betätigt wird.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Universal­ scheinwerfer vorzusehen, bei denen die Drehung des beweglichen Teils in der einen oder der anderen Rich­ tung im Verhältnis zur neutralen Position erfolgen kann, wobei die beiden Scheinwerfer an der Seitenaus­ leuchtung sowohl nach rechts als auch nach links mitwirken.

Unabhängig von der Funktion "Kurvenscheinwerfer" oder zusätzlich zu dieser Funktion kann außerdem die Breite des durch die beiden Scheinwerfer erzeugten Lichtbün­ dels nach Maßgabe der jeweiligen Fahrbedingungen verändert werden, indem beispielsweise ein schmales Lichtbündel auf der Autobahn (hohe Geschwindigkeit und niedrige Beschleunigung) und ein breiteres Lichtbündel auf kurvenreicher Strecke (niedrigere Geschwindigkeit, häufigere Beschleunigungen und Abbremsungen, Drehungen des Lenkrads) bereitgestellt wird, wobei sich das erzeugte Lichtbündel selbsttätig an die jeweiligen Fahrbedingungen anpaßt.

In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß die Erfindung nicht auf einen Scheinwerfer beschränkt ist, der eine Seitenausleuchtung nach rechts oder nach links (bei Kurvenfahrten) erzeugt, sondern auch eine Beleuchtung mit veränderlicher Breite ermöglicht, wobei diese Breite gleichzeitig nach rechts und nach links durch eine symmetrische Betätigung der beiden Scheinwerfer vergrößert wird.

Die Erfindung ist auch auf Scheinwerfer mit veränder­ licher Lichtbreite anwendbar, bei denen es sich nicht um Fahrzeugscheinwerfer handelt, beispielsweise auf Arbeitsscheinwerfer.

Claims (8)

1. Scheinwerfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Reflektor (10) und einer Licht­ quelle (12), die mit diesem Reflektor zusammenwirkt, um ein Lichtbündel zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor einen feststehenden Teil (14) und mindestens einen beweglichen Teil (16) enthält und daß außerdem Betätigungs- und Führungsmittel (20, 22, 24, 26, 28) vorgesehen sind, um den (die) beweglichen Teil(e) zu verstellen zwischen

• - einer neutralen Position, in der die Fläche des beweglichen Teils die Fläche des feststehenden Teils bruchlos verlängert, wobei der bewegliche Teil und der feststehende Teil zusammen mit der Lichtquelle ein genormtes Lichtbündel bilden, und
• - einer Betriebsposition, in welcher der feststehende Teil einen Lichtbündelteil bildet, der in dem genorm­ ten Lichtbündel einbeschrieben ist, und der bewegliche Teil einen im Verhältnis zu diesem genormten Licht­ bündel versetzten Lichtbündelteil bildet.

2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, bei dem die Licht­ quelle einen gemeinsamen Brennpunkt für den fest­ stehenden Teil und den beweglichen Teil des Reflektors bildet und dieser Brennpunkt unveränderlich in bezug auf die Verstellung des beweglichen Teils ist.

3. Scheinwerfer nach Anspruch 2, bei dem die Verstel­ lung des beweglichen Teils in einer Drehung um eine vertikale Achse (18) besteht, die durch einen Punkt in der Nähe des Brennpunktes hindurchgeht.

4. Scheinwerfer nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die besagte vertikale Achse (18) durch den Brennpunkt hindurchgeht.

5. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die größte Dimension der Verbindungslinie zwischen dem beweglichen Teil und dem feststehenden Teil in etwa vertikal verläuft, wobei der bewegliche Teil aus einem seitlich am Reflektor angeordneten Teil besteht.

6. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die größte Dimension der Verbindungslinie zwischen dem beweglichen Teil und dem feststehenden Teil in etwa horizontal verläuft, wobei der bewegliche Teil und der feststehende Teil aus zwei übereinander ange­ ordneten Teilen des Reflektors bestehen.

7. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das genormte Lichtbündel aus einem Fern- oder Abblendlichtbündel besteht und die durch den beweg­ lichen Teil definierte Versetzung eine seitliche Versetzung in der Richtung ist, die einer durch das Fahrzeug befahrenen Kurve entspricht.

8. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Betätigungs- und Führungsmittel durch min­ destens einen Fahrtrichtungsgeber des Fahrzeugs ge­ steuert werden.