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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einem Fahrzeugscheinwerfer für Abblendlicht
und Fernlicht nach der Gattung des Anspruchs 1.
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Aus
der
DE 37 06 055 A1 ist
ein Scheinwerfer bekannt, der einen konkav gekrümmten Reflektor und eine Lichtquelle
aufweist. Die Lichtquelle weist zwei in Richtung der optischen Achse
des Reflektors zueinander beabstandete Leuchtkörper in Form von Glühwendeln
auf, von denen eine zur Erzeugung des Abblendlichts und die andere
zur Erzeugung des Fernlichts dient. Der zur Erzeugung des Abblendlichts
dienenden Glühwendel
ist eine Abschirmkappe zugeordnet, so dass von dieser Glühwendel
ausgesandtes Licht nur auf einen Teilbereich des Reflektors treffen
kann. Von der zur Erzeugung des Fernlichts dienenden Glühwendel
ausgesandtes Licht kann auf den gesamten Reflektor treffen. Nachteilig
bei dieser Ausführung
eines Scheinwerfers ist, dass für
die Erzeugung des Abblendlichts nur ein Teil des von der hierfür dienenden
Glühwendel
ausgesandten Lichts genutzt wird, so dass der Wirkungsgrad des Scheinwerfers
im Abblendlichtbetrieb nicht optimal ist. Es sind zwar auch Scheinwerfer
bekannt, bei denen eine Lichtquelle mit nur einem Leuchtkörper verwendet wird,
dessen ausgesandtes Licht auf den gesamten Reflektor treffen kann,
wobei hier jedoch Reflektoren mit getrennten Kammern für Abblendlicht
und Fernlicht erforderlich sind, was einen aufwendigen Aufbau der
Reflektoren bedingt.
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Ein
Fahrzeugscheinwerfer mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs
1 ist aus der
DE 30
40 810 A1 bekannt. Der Scheinwerfer umfasst Paraboloidreflektoren
und eine H4-Lampe mit zwei Glühwendeln.
Der Abblendlichtwendel in der H4-Lampe ist eine Kappe zur Bildung
einer Helldunkelgrenze zugeordnet. Diese Kappe kostet jedoch einen
erheblichen Teil des von der Wendel abgestrahlten Lichtstroms.
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Aus
der
DE 1 703 233 U ist
ein Fahrzeugscheinwerfer bekannt, der einen in unteren und oberen
Teilbereich mit unterschiedlichen Brennweiten unterteilten Reflektor
aufweist. Außerdem
umfasst der Scheinwerfer zwei hintereinander auf der optischen Achse
angeordnete Lichtquellen, wobei die eine Lichtquelle dem oberen
Reflektorteilbereich und die andere Lichtquelle dem unteren Reflektorteilbereich
zugeordnet ist. Jeder Lichtquelle ist eine Abschirmvorrichtung zugeordnet,
die dafür
sorgt, dass von den Lichtquellen ausgesandtes Licht ausschließlich auf
die den Lichtquellen jeweils zugeordneten Reflektorteilbereiche
fällt.
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Die
US 4,862,329 A gehört zum allgemeinen technischen
Umfeld der vorliegenden Erfindung.
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Vorteile der Erfindung
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Der
erfindungsgemäße Scheinwerfer
mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 hat den Vorteil, dass die Reflexionsfläche zumindest eines der Reflektorteilbereiche
als ein Freiformreflektor derart ausgebildet ist, dass das von der
Reflexionsfläche
reflektierte Licht bereits eine horizontale Streuung aufweist, wobei
auf den Einsatz von den Leuchtkörpern
zugeordneten Abdeckkappen und auf optische Elemente in der Abdeckscheibe
verzichtet werden kann. Es kann ein Reflektor mit nur einer Reflektorkammer
und entsprechend einfachem Aufbau verwendet werden. Durch die Zuordnung
der beiden Leuchtkörper
zu den Teilbereichen des Reflektors können diese Teilbereiche jeweils
für das
von diesen zu erzeugende Lichtbündel
Abblendlicht oder Fernlicht optimiert werden und es kann jeweils
das gesamte von den Leuchtkörpern
zum jeweils zugeordneten Teilbereich des Reflektors ausgesandte
Licht genutzt werden, so dass der Wirkungsgrad des Scheinwerfers
verbessert ist.
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In
den abhängigen
Ansprüchen
sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Scheinwerfers
angegeben.
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Zeichnung
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Zwei
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen
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1 einen
Scheinwerfer in einem vertikalen Längsschnitt in vereinfachter
Darstellung;
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2 einen
erfindungsgemäßen Scheinwerfer
in einem vertikalen Längsschnitt
und
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3 den
erfindungsgemäßen Scheinwerfer gemäß einer
modifizierten Ausführung.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Ein
in den 1 bis 3 dargestellter Scheinwerfer
für Fahrzeuge,
insbesondere Kraftfahrzeuge, dient zur wahlweisen Erzeugung des
Abblendlichts oder des Fernlichts. Der Scheinwerfer weist einen
Reflektor 10 auf, der konkav gekrümmt ausgebildet ist und der
in seinem Scheitelbereich eine Öffnung 12 aufweist,
in die wenigstens eine Lichtquelle 14 eingesetzt ist. Der
Reflektor 10 kann in einem Gehäuse 16 verstellbar
angeordnet sein, wobei das Gehäuse 16 eine
Lichtaustrittsöffnung
aufweisen kann, die mit einer lichtdurchlässigen Abdeckscheibe 18 verschlossen
ist.
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Bei
dem in 1 dargestellten Scheinwerfer fehlt es – anders
als bei den erfindungsgemäßen Scheinwerfern
gemäß der 2 und 3 – an einer
horizontalen Streuung des ausgesandten Lichts sowie an einer lediglich
eine geringe Ablenkung bzw. Streuung bewirkenden oder glatt ausgebildeten
Abdeckscheibe 18. Bei dem Scheinwerfer aus 1 ist ein
scheitelnaher Leuchtkörper 20 und
ein in Richtung der optischen Achse 11 des Reflektors von
diesem beabstandeter scheitelferner Leuchtkörper 22 vorgesehen.
Die beiden Leuchtkörper 20, 22 können als
Teil einer Glühlampe
als Glühwendeln
ausgebildet sein oder beispielsweise auch Lichtbögen sein, die sich zwischen
Elektroden einer Gasentladungslampe ausbilden. Die Leuchtkörper 20, 22 sind
bei dem Scheinwerfer gemäß 1 Teil
einer einzigen Lichtquelle 14, können jedoch auch wie beim nachfolgend
beschriebenen Scheinwerfer gemäß 2 auch
jeweils Teil von zwei getrennten Lichtquellen sein. Beim Scheinwerfer
gemäß 1 erstrecken sich
die Leuchtkörper 20, 22 jeweils
zumindest annähernd
parallel zur optischen Achse 11 des Reflektors 10,
wobei jedoch auch vorgesehen sein kann, dass sich wenigstens einer
der Leuchtkörper 20, 22 quer zur
optischen Achse 11 erstreckt. Der Abstand a zwischen den
beiden Leuchtkörpern 20, 22 in
Richtung der optischen Achse 11 beträgt vorzugsweise ein mehrfaches
der Länge
l der Leuchtkörper 20, 22.
Die beiden Leuchtkörper 20, 22 können zumindest
annähernd
auf der optischen Achse 20, 22 angeordnet sein
und zumindest annähernd
koaxial zueinander angeordnet sein, wobei jedoch auch eine zur optischen
Achse 11 versetzte Anordnung der Leuchtkörper 20, 22 vorgesehen
sein kann und auch eine in einer Richtung senkrecht zur optischen
Achse 11 zueinander versetzte Anordnung der beiden Leuchtkörper 20, 22 vorgesehen
sein kann.
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Der
Reflektor 10 weist einen ersten, scheitelnahen Teilbereich 30 auf,
auf den vom scheitelnahen Leuchtkörper 20 ausgesandtes
Licht treffen kann. An den ersten Teilbereich 30 des Reflektors 10 schließt sich
einstückig
vom Scheitel weg ein zweiter, scheitelferner Teilbereich 32 des
Reflektors 10 an. Auf den scheitelfernen Teilbereich 32 des
Reflektors 10 kann vom scheitelfernen Leuchtkörper 22 ausgesandtes Licht
treffen. Der scheitelferne Reflektorteilbereich 32 überdeckt
sich mit dem scheitelnahen Reflektorteilbereich 30 nicht
und verläuft
in größerem Abstand von
der optischen Achse 11. Der Übergang zwischen den beiden
Reflektorteilbereichen 30, 32 verläuft nicht
kontinuierlich, sondern beispielsweise mit einem Knick 34 oder
bei einer gestrichelt dargestellten alternativen Ausführung mit
einer Stufe 35. Der Knick 34 bzw. die Stufe 35 kann
in verschiedenen axialen Längsschnitten
durch den Reflektor 10 unterschiedlich stark ausgeprägt sein.
Anstelle des Knicks 34 bzw. der Stufe 35 kann
am Übergang
zwischen den beiden Reflektorteilbereichen 30, 32 auch
eine Zone mit starker Krümmung
vorhanden sein. Von beiden Leuchtkörpern 20, 22 kann
Licht über
deren gesamten Umfang von 360° um
die optische Achse 11 ausgesandtes Licht auf den diesen
jeweils zugeordneten Reflektorteilbereich 30, 32 treffen.
Der Reflektor 10 weist eine einzige Reflektorkammer auf,
die aus den beiden Reflektorteilbereichen 30, 32 gebildet
wird.
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Beim
Scheinwerfer aus 1 dient der scheitelnahe Leuchtkörper 20 zur
Erzeugung des Abblendlichts und der scheitelferne Leuchtkörper 22 zur Erzeugung
des Fernlichts. Die Reflexionsfläche
des scheitelnahen Reflektorteilbereichs 30 ist derart bestimmt,
dass vom Leuchtkörper 20 ausgesandtes Licht
mit einer bestimmten Charakteristik reflektiert wird. Hierbei kann
vom Reflektorteilbereich 30 Licht derart reflektiert werden,
dass es etwa parallel zur optischen Achse 11 verläuft, und
eine obere Hell-Dunkel Grenze aufweist wobei die Abdeckscheibe 18 zumindest
in dem Bereich, durch den vom Reflektorteilbereich 30 reflektiertes
Licht hindurchtritt, optische Elemente aufweist, durch die hindurchtretendes
Licht derart abgelenkt wird, dass das erforderliche Abblendlichtbündel erzeugt
wird. Alternativ kann die Reflexionsfläche des Reflektorteilbereichs 30 auch
derart bestimmt sein, dass durch diese vom Leuchtkörper 20 ausgesandtes
Licht als ein Lichtbündel
mit einer oberen Helldunkelgrenze reflektiert wird, das gegebenenfalls
auch eine horizontale Streuung aufweisen kann und somit bereits zumindest
annähernd
die für
das aus dem Scheinwerfer aus tretende Abblendlichtbündel erforderliche
Charakteristik aufweist. In diesem Fall kann die Abdeckscheibe 18 in
dem Bereich, durch den das vom Reflektorteilbereich 30 reflektierte
Lichtbündel
hindurchtritt, glatt ausgebildet sein oder braucht jedenfalls nur eine
geringe Ablenkung bzw. Streuung bewirkende optische Elemente aufzuweisen.
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Die
Reflexionsfläche
des scheitelfernen Reflektorteilbereichs 32 ist derart
bestimmt, dass vom Leuchtkörper 22 ausgesandtes
Licht mit einer bestimmten Charakteristik reflektiert wird. Hierbei
kann vom Reflektorteilbereich 32 Licht derart reflektiert werden,
dass es etwa parallel zur optischen Achse 11 verläuft, wobei
die Abdeckscheibe 18 zumindest in dem Bereich, durch den
vom Reflektorteilbereich 32 reflektiertes Licht hindurchtritt,
optische Elemente aufweist, durch die hindurchtretendes Licht derart
abgelenkt wird, dass das erforderliche Fernlichtbündel erzeugt
wird. Alternativ kann die Reflexionsfläche des Reflektorteilbereichs 32 auch
derart bestimmt sein, dass durch diese vom Leuchtkörper 22 ausgesandtes
Licht als ein konzentriertes Lichtbündel mit einer großen Reichweite
reflektiert wird, das gegebenenfalls auch eine horizontale Streuung
aufweisen kann und somit bereits zumindest annähernd die für das aus dem Scheinwerfer
austretende Fernlichtbündel
erforderliche Charakteristik aufweist. In diesem Fall kann die Abdeckscheibe 18 in
dem Bereich, durch den das vom Reflektorteilbereich 30 reflektierte
Lichtbündel
hindurchtritt, glatt ausgebildet sein oder braucht jedenfalls nur
eine geringe Ablenkung bzw. Streuung bewirkende optische Elemente
aufzuweisen.
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Einem
der Leuchtkörper 20, 22 oder
beiden Leuchtkörpern 20, 22 kann
jeweils eine Abschirmvorrichtung 36, 37 zugeordnet
sein, durch die verhindert wird, das von einem der Leuchtkörper 20, 22 ausgesandtes
Licht auf den dem anderen Leuchtkörper 22, 20 zugeordneten
Reflektorteilbereich 30, 32 treffen kann. Diese
Abschirmvorrichtungen 36, 37 können beispielsweise als quer
zur optischen Achse 11 angeordnete lichtundurchlässige Blenden
ausgebildet sein, die sich jedoch nur über einen solchen Bereich erstrecken,
dass vom Leuchtkörper 20, 22 zu
dem anderen Leuchtkörper 20, 22 zugeordneten
Reflektorteilbereich 30, 32 hin ausgesandtes Licht
abgeschirmt wird, jedoch zu dem diesem Leuchtkörper 20, 22 zugeordneten
Reflektorteilbereich 30, 32 hin ausgesandtes Licht
nicht abgeschirmt wird. Es kann alternativ auch, wie in 1 gestrichelt
dargestellt, wenigstens eine Abschirmvorrichtung 38 vorgesehen sein,
durch die vom einen Leuchtkörper 20, 22 ausgesandtes
und vom dem anderen Leuchtkörper 22, 20 zugeordneten
Reflektorteilbereich 30, 32 reflektiertes Licht
abgeschirmt wird, so dass es nicht aus dem Scheinwerfer austreten
kann. Diese Abschirmvorrichtung 38 ist derart angeordnet,
dass durch diese vom Leuchtkörper 20, 22 ausgesandtes
und dem zugeordneten Reflektorteilbereich 30, 32 reflektiertes Licht
nicht oder zumindest so wenig wie möglich abgeschirmt wird.
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In
der Betriebsstellung des Scheinwerfers für Abblendlicht wird nur der
Leuchtkörper 20 betrieben, während in
der Stellung für
Fernlicht entweder nur der Leuchtkörper 22 betrieben
wird oder beide Leuchtkörper 20, 22 betrieben
werden.
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Die
Anordnung der Leuchtkörper 20, 22 und der
Reflektorteilbereiche 30, 32 hinsichtlich ihrer
Nutzung zur Erzeugung des Abblendlichts und des Fernlichts kann
auch umgekehrt wie beim Scheinwerfer gemäß 1 beschrieben
sein. Dabei werden der scheitelnahe Leuchtkörper 20 und der scheitelnahe Reflektorteilbereich 30 zur
Erzeugung des Fernlichts genutzt und der scheitelferne Leuchtkörper 22 und der
scheitelferne Reflektorteilbereich 32 zur Erzeugung des
Abblendlichts.
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In 2 ist
ein erfindungsgemäßer Scheinwerfer
dargestellt, bei dem der Reflektor 10 wiederum einen scheitelnahen
Teilbereich 30 und einen sich an diesen einstückig anschließenden scheitelfernen Teilbereich 32 aufweist.
Durch den scheitelnahen Reflektorteilbereich 30 wird vom
scheitelnahen Leuchtkörper 20 ausgesandtes
Licht reflektiert und durch den scheitelfernen Reflektorteilbereich 32 wird
vom scheitelfernen Leuchtkörper 22 ausgesandtes
Licht reflektiert. Der scheitelnahe Reflektorteilbereich 30 dient
mit dem Leuchtkörper 20 zur
Erzeugung des Abblendlichts und der scheitelferne Reflektorteilbereich 32 dient
mit dem Leuchtkörper 22 zur
Erzeugung des Fernlichts. Der scheitelferne Reflektorteilbereich 32 kann
wie beim Scheinwerfer gemäß 1 beschrieben
ausgebildet sein.
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Der
scheitelnahe Reflektorteilbereich 30 weist eine Reflexionsfläche auf,
durch die vom Leuchtkörper 20 ausgesandtes
Licht als ein konvergentes Lichtbündel reflektiert wird. Hierbei
kann die Reflexionsfläche
des Reflektorteilbereichs 30 beispielsweise zumindest annähernd ellipsoid
oder ellipsoidähnlich
ausgebildet sein, wobei der Leuchtkörper 20 etwa im Bereich
des ersten Brennpunkts der Reflexionsfläche angeordnet ist. In Lichtaustrittsrichtung 13 nach
dem scheitelnahen Reflektorteilbereich 30 ist unterhalb
der optischen Achse 11 eine lichtundurchlässige Blende 40 angeordnet,
die sich im Bereich des zweiten Brennpunkts der Reflexionsfläche des
Reflektorteilbereichs 30 befindet. In Lichtaustrittsrichtung 13 nach
der Blende 40 ist eine Linse 42 angeordnet, durch
die vom Leuchtkörper 20 ausgesandtes,
vom Reflektorteilbereich 30 reflektiertes und an der Blende 40 vorbeigelangendes
Licht hindurchtritt. Durch die Blende 40 wird eine obere
Helldunkelgrenze des Abblendlichtbündels erzeugt und durch die
Linse 42 wird das Abblendlichtbündel in den Bereich vor dem
Fahrzeug projiziert. Die Linse 42 wirkt als Sammellinse
und weist eine dem Reflektor 10 zugewandte im wesentlichen
ebene Seite 43 und eine dem Reflektor 10 abgewandte
konvex gekrümmte Seite 44 auf.
Die Abdeckscheibe 18 kann in einem zentralen Bereich, durch
den das durch die Linse 42 tretende Licht durch diese hindurchtritt
im wesentlichen glatt ausgebildet sein, oder optische Elemente aufweisen.
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Die
Linse 42 ist in ihrem Querschnitt vorzugsweise derart bemessen,
dass dieser kleiner ist als der innere Querschnitt des scheitelfernen
Reflektorteilbereichs 32 an dessen Übergang zum scheitelnahen Reflektorteilbereich 30.
Hierdurch ist sichergestellt, dass vom scheitelfernen Leuchtkörper 22 ausgesandtes
und am scheitelfernen Reflektorteilbereich 32 reflektiertes
Licht nicht durch die Linse 42 hindurchtritt sondern an
dieser vorbeigelangt. Die Abdeckscheibe 18 kann in einem
deren zentralen Bereich umgebenden Randbereich 46, durch
den vom scheitelfernen Reflektorteilbereich 32 reflektiertes Licht
hindurchtritt, optische Elemente aufweisen oder im wesentlichen
glatt ausgebildet sein, wenn das vom Reflektorteilbereich 32 reflektierte
Lichtbündel bereits
im wesentlichen die für
das Fernlichtbündel erforderliche
Charakteristik aufweist.
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Beim
Scheinwerfer gemäß 2 sind
die beiden Leuchtkörper 20, 22 Teile
von getrennten Lichtquellen 14, 15 von denen jede
nur einen Leuchtkörper 20, 22 aufweist.
Die Lichtquellen 14, 15 können in die Öffnung 12 versetzt
zueinander eingesetzt sein oder in getrennte Öffnungen 12 eingesetzt
sein. Selbstverständlich
können
jedoch auch beim Scheinwerfer gemäß 2 die beiden
Leuchtkörper 20, 22 Teil
einer einzigen Lichtquelle 14 sein.
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In 3 ist
der erfindungsgemäße Scheinwerfer
gemäß einer
gegenüber
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel modifizierten
Ausführung
dargestellt. Dabei dient der scheitelferne Reflektorteilbereich 32 mit
dem diesem zugeordneten Leuchtkörper 22 zur
Erzeugung des Abblendlichts und der scheitelnahe Reflektorteilbereich 30 mit
dem diesem zugeordneten Leuchtkörper 20 zur
Erzeugung des Fernlichts. Der scheitelnahe Reflektorteilbereich 30 weist
eine Reflexionsfläche
auf, die wie bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen
ausgelegt sein kann, so dass vom Leuchtkörper 20 ausgesandtes
Licht durch diesen Reflektorteilbereich 30 als Lichtbündel reflektiert
wird, das bereits im wesentlichen die für das aus dem Scheinwerfer
austretende Fernlichtbündel
erforderliche Charakteristik aufweist oder diese durch optische
Elemente der Abdeckscheibe 18 beim Durchtritt durch diese
erhält. Der
scheitelferne Reflektorteilbereich 32 weist eine Reflexionsfläche auf,
die derart bestimmt ist, dass vom Leuchtkörper 22 ausgesandtes
Licht als ein konvergentes Lichtbündel reflektiert wird. Die
Form der Reflexionsfläche
des Reflektorteilbereichs 32 kann beispielsweise zumindest
annähernd
ellipsoid oder ellipsoidähnlich
sein. Für
die Erzeugung der Helldunkelgrenze des Abblendlichtbündels ist
keine Blende vorgesehen wie beim Scheinwerfer gemäß 2, sondern
die Reflexionsfläche
des Reflektorteilbereichs 32 ist derart bestimmt, dass
durch diese vom Leuchtkörper 22 ausgesandtes
Licht als ein Lichtbündel
reflektiert wird, das bereits die erforderliche obere Helldunkelgrenze
aufweist. Das vom Reflektorteilbereich 32 reflektierte
Lichtbündel
kann durch eine ringförmige
Linse 48 hindurchtreten, durch die es vor das Fahrzeug
projiziert wird. Die Linse 48 weist eine Öffnung 49 auf,
durch die vom scheitelnahen Reflektorteilbereich 30 reflektiertes
Licht ungehindert hindurchtreten kann. Die Linse 48 kann
als Teil einer Zerstreuungslinse ausgebildet sein und eine dem Reflektor 10 zugewandte
im wesentlichen ebene Seite 50 und eine dem Reflektor 10 abgewandte
konkav gekrümmte
Seite 51 aufweisen.
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Beim
Scheinwerfer gemäß den vorstehend erläuterten
Ausführungsbeispielen
wird jeweils durch die beiden Reflektorteilbereiche 30, 32 des
einstückigen
und nur eine Reflektorkammer aufweisenden Reflektors 10 mit
den beiden Leuchtkörpern 20, 22 wahlweise
das Abblendlicht oder Fernlicht erzeugt, wobei die beiden Reflektorteilbereiche 30, 32 unabhängig voneinander
für die
jeweilige Beleuchtungsfunktion Abblendlicht oder Fernlicht optimiert
werden können.
Es könnte
dabei auch vorgesehen sein, dass noch ein oder mehrere weitere Leuchtkörper vorhanden
sind, die wiederum in Richtung der optischen Achse 11 zueinander
beabstandet sind und von denen jeder einem Reflektorteilbereich
zugeordnet ist. Die Reflektorteilbereiche sind dabei entsprechend den
Leuchtkörpern
mit zunehmendem Abstand vom Scheitel des Reflektors und mit größerem Abstand von
der optischen Achse 11 angeordnet, so dass diese sich nicht überdecken
und deren Reflexionsflächen
unabhängig
voneinander für
die jeweilige Beleuchtungsfunktion optimiert werden können.