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Stand der
Technik
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Die
Erfindung geht aus von einem Scheinwerfer für Fahrzeuge nach dem Projektionsprinzip nach
der Gattung des Anspruchs 1.
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Ein
solcher Scheinwerfer ist durch die US-PS 4 949 226 bekannt. Dieser
Scheinwerfer weist eine Lichtquelle auf, die in einen Reflektor
eingesetzt ist, durch den von der Lichtquelle ausgesandtes Licht
als ein konvergentes Lichtbündel
reflektiert wird. In Lichtaustrittsrichtung nach dem Reflektor ist
eine Linse angeordnet, durch die das durch den Reflektor reflektierte
Lichtbündel
hindurchtritt und die in einem am Reflektor befestigten Tragelement
gehalten ist. In Lichtaustrittsrichtung nach der Linse ist ein Element in
Form einer ebenen Scheibe angeordnet, die eine teillichtdurchlässige und
teilreflektierende Beschichtung aufweist. Durch die Beschichtung
kann von der Lichtquelle ausgesandtes Licht teilweise aus dem Scheinwerfer
austreten, jedoch wird von außen
in den Scheinwerfer einfallendes Licht teilweise reflektiert. Die
Scheibe erstreckt sich über
den gesamten Strahlengang des aus dem Scheinwerfer austretenden
Lichts und durch diese tritt somit auch das durch die Linse hingetretene
Lichtbündel
hindurch. In ausgeschaltetem Zustand weist der Scheinwerfer ein einheitliches
Erscheinungsbild auf, da dessen Lichtaustrittsöffnung durch die mit der Beschichtung versehene
Scheibe durchgehend reflektierend erscheint. In eingeschaltetem
Zustand erscheint nicht nur die Linse beleuchtet, sondern bedingt
durch die teillichtdurchlässige
Beschichtung der Scheibe die gesamte Lichtaustrittsöffnung des
Scheinwerfers. Zur Beleuchtung der Scheibe in eingeschaltetem Zustand
des Scheinwerfers ist eine die Linse umgebende Umlenkscheibe vorgesehen,
durch die ein Teil des durch die Linse tretenden Lichts durch Totalreflexion derart
umgelenkt wird, dass es durch die Scheibe hindurchtritt. Diese Umlenkscheibe
erfordert einen großen
Fertigungsaufwand und erhöht
somit die Kosten des Scheinwerfers. Dadurch, dass sich die Scheibe über die
gesamte Lichtaustrittsöffnung
des Scheinwerfers erstreckt muss auch durch die Linse hindurchtretendes
Licht durch diese hindurchtreten und wird wegen der nur teillichtdurchlässigen Beschichtung
der Scheibe in seiner Intensität
geschwächt,
wodurch der Wirkungsgrad des Scheinwerfers verschlechtert wird.
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Aus
der
DE 39 21 798 A1 ist
ein Kraftfahrzeugscheinwerfer der eingangsgenannten Art bekannt.
Bei dem bekannten Scheinwerfer ist in der Abdeckscheibe zentral
ein Linsenelement angeordnet, welches von einem Ringförmigen Element
umgegeben wird, auf dem Rückstrahler
angeordnet sind. Die Rückstrahler
können
durchlässig
sein für
die von der Lichtquelle ausgesandten Lichtstrahlen.
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Vorteile der
Erfindung
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Der
erfindungsgemäße Scheinwerfer
für Fahrzeuge
nach dem Projektionsprinzip mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat
demgegenüber
den Vorteil, dass dessen Wirkungsgrad verbessert ist, da das durch
die Linse hindurchtretende Lichtbündel nicht durch die Scheibe
hindurchtreten braucht. Außerdem
kann von der Lichtquelle ausgesandtes Licht direkt durch das Element
hindurchtreten, so dass zur Beleuchtung des Elements keine zusätzlichen
Bauteile im Scheinwerfer erforderlich sind.
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In
den abhängigen
Ansprüchen
sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Scheinwerfers
angegeben. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 2 ist sichergestellt, dass
ein ausreichender Anteil des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts
zum Element gelangen kann. Durch die Weiterbildung gemäß Anspruch
6 kann durch das Element hindurchtretendes Licht gezielt in bestimmte
Richtungen abgelenkt und/oder in bestimmte Richtungen gestreut werden.
Durch die Weiterbildung gemäß Anspruch
17 kann ein größerer Anteil
des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts derart gerichtet werden,
daß es
durch das Element hindurchtreten kann.
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Zeichnung
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Mehrere
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen 1 einen Scheinwerfer nach dem
Projektionsprinzip in einem horizontalen Längsschnitt gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel, 2 den
Scheinwerfer in einer Vorderansicht gemäß Pfeil II in 1, 3 den
Scheinwerfer ausschnittsweise in einem horizontalen Längsschnitt
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel, 4 den
Scheinwerfer ausschnittsweise in einem horizontalen Längsschnitt
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel, 5 den
Scheinwerfer ausschnittsweise in einem horizontalen Längsschnitt
gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
und 6 den Scheinwerfer ausschnittsweise in einem horizontalen
Längsschnitt
gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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Ein
in den 1 bis 6 dargestellter Scheinwerfer
für Fahrzeuge,
insbesondere Kraftfahrzeuge, ist nach dem Projektionsprinzip aufgebaut und
dient zur Erzeugung des Abblendlichts. Der Scheinwerfer weist einen
Reflektor 10 aus Kunststoff oder Metall auf, in den in
dessen Scheitelbereich eine Lichtquelle 12 eingesetzt ist.
Als Lichtquelle 12 kann eine Glühlampe, eine Gasentladungslampe
oder eine andere geeignete Lampe verwendet werden. In Lichtaustrittsrichtung 14 gesehen
nach dem Reflektor 10 ist eine Linse 16 aus Glas
oder Kunststoff angeordnet, die beispielsweise eine dem Reflektor 10 zugewandte
ebene Seite 18 und gegenüberliegend eine konvex gekrümmte Seite 20 aufweisen
kann. Die Linse 16 ist in einem Tragelement 22 gehalten, das
mit dem in Lichtaustrittsrichtung 14 weisenden Vorderrand 24 des
Reflektors 10 verbunden ist. Der Reflektor 10 und
die Linse 16 können
in einem Gehäuse 15 angeordnet
sein, das eine Lichtaustrittsöffnung
aufweist, die mit einer lichtdurchlässigen Scheibe 17 aus
Glas oder Kunststoff abgedeckt ist. Die Abdeckschscheibe 17 kann
glatt ausgebildet sein, so daß durch
diese Licht unbeeinflußt
hindurchtritt oder alternativ zumindest bereichsweise optische Elemente
aufweisen, durch die hindurchtretendes Licht abgelenkt, insbesondere
gestreut wird.
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Durch
den Reflektor 10 wird von der Lichtquelle 12 ausgesandtes
Licht als ein konvergentes Lichtbündel reflektiert, das durch
die Linse 16 hindurchtritt und dabei abgelenkt wird. Die
Linse 16 wirkt dabei als Sammellinse und durch diese wird
das hindurchtretende Licht zur optischen Achse 11 des Reflektors 10 hin
gebrochen. Der Reflektor 10 kann beispielsweise eine zumindest
annähernd
ellipsoide Form, eine ellipsoidähnliche
Form oder eine numerisch bestimmte, aus der Charakteristik des durch den
Reflektor 10 zu reflektierenden Lichtbündels hergeleitete Form aufweisen.
Zwischen dem Reflektor 10 und der Linse 16 kann
eine lichtundurchlässige Blende 26 vorgesehen
sein, die im wesentlichen unterhalb der optischen Achse 11 angeordnet
ist und an der nur ein Teil des durch den Reflektor 10 reflektierten
Lichtbündels
vorbeigelangen kann. Das an der Blende 26 vorbeigelangende
Lichtbündel
erhält
eine durch die Oberkante der Blende 26 bestimmte Helldunkelgrenze,
die durch die Linse 16 als die Helldunkelgrenze des aus
dem Scheinwerfer austretenden Abblendlichtbündels abgebildet wird. Alternativ
kann die Blende 26 auch entfallen, wenn die Form des Reflektors 10 derart
bestimmt ist, daß das
durch diesen reflektierte Lichtbündel
bereits die erforderliche Helldunkelgrenze aufweist.
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Der
Reflektor 10 weist an seinem Vorderrand 24 einen
Querschnitt Q1 auf und die Linse 16 weist einen gegenüber dem
Querschnitt Q1 kleineren Querschnitt Q2 auf. Das Tragelement 22 weist
einen oder mehrere Stege 28 auf, die sich ausgehend vom Vorderrand 24 des
Reflektors 10 in Lichtaustrittsrichtung 14 bis
nahe an die Linse 16 erstrecken, wo diese beispielsweise
durch einen ringförmigen
Abschnitt 30 miteinander verbunden sein können, in
dem die Linse 16 mit ihrem Rand gehalten ist. Zwischen
den Stegen 28 verbleiben Öffnungen, durch die von der
Lichtquelle 12 ausgesandtes Licht, das nicht durch den Reflektor 10 erfaßt werden
kann, hindurchtreten kann. Die Stege 28 können dabei
möglichst
schmal ausgebildet sein, um große Öffnungen
zwischen diesen zu erhalten, so daß ein entsprechend großer Teil des
von der Lichtquelle 12 ausgesandten Lichts durch diese
hindurchtretenden kann.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin
wenigstens ein die Linse 16 auf wenigstens einem Teil ihres
Umfangs umgebendes Element 40 vorgesehen, das in den 1 bis 6 in
verschiedenen Ausführungsbeispielen
dargestellt ist. Allen Ausführungsbeispielen
gemeinsam ist, daß das
Element 40 einen aus lichtdurchlässigem Material wie beispielsweise
Glas oder Kunststoff bestehenden Grundkörper 42 aufweist,
auf den eine Beschichtung 44 aufgebracht ist, die teillichtduchlässig ist
und teilreflektierend ist. Die Beschichtung 44 ist vorzugsweise
auf der in Lichtaustrittsrichtung 14 weisenden Außenseite
des Grundkörpers 42 aufgebracht.
Die Beschichtung 44 besteht vorzugsweise aus einem Metall
wie beispielsweise Aluminium, Chrom oder Eisen und kann durch Bedampfen,
Sputtern, Lackieren oder mittels anderer geeigneter Verfahren auf
den Grundkörper 42 aufgebracht
werden.
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Durch
geeignete Wahl des Materials der Beschichtung 44 und durch
geeignete Wahl der Dicke der Beschichtung 44 kann erreicht
werden, daß die Beschichtung 44 Licht
zu einem bestimmten Anteil durchläßt ist und Licht zu einem bestimmten
Anteil reflektiert. Je dicker die Beschichtung 44 ausgeführt ist,
desto größer ist
der Anteil des Lichts, der reflektiert wird und desto geringer ist
der Anteil des Lichts, der durchgelassen wird. Durch die Beschichtung 44 kann
somit eine gewünschte
Beleuchtung des Elements 40 in eingeschaltetem Zustand
des Scheinwerfers erzielt werden, ohne daß hierbei eine Blendung auftritt.
Das Element 40 weist eine Öffnung 46 auf, die
etwa dem Querschnitt Q2 der Linse 16 entspricht, so daß durch
die Linse 16 hindurchtretendes Licht nicht durch das Element 40 hindurchtritt.
Das Element 40 erstreckt sich somit nur über den
Teil des Strahlengangs des aus dem Scheinwerfer austretenden Lichts,
der nicht durch die Linse 16 hindurchtritt. Das die vorgeschriebene
Beleuchtungsstärkeverteilung
für Abblendlicht
erzeugende, durch die Linse 16 hindurchtretende Lichtbündel wird
somit durch das Element 40 und dessen nur teillichtdurchlässige Beschichtung 44 nicht
geschwächt.
Das Element 40 kann in nicht dargestellter Weise beispielsweise
am Tragelement 24 oder an einem anderen Teil des Scheinwerfers,
beispielsweise an dessen Gehäuse 15 gehalten
sein. Das Element 40 kann darüberhinaus auch als Tragelement
für die
Linse 16 verwendet werden, so daß das zusätzliche Tragelement 22 entfallen
kann.
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In
den 1 und 2 ist das Element 40 gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
dargestellt, bei dem sich das Element 40 in Lichtaustrittsrichtung 14 zumindest
annähernd
konisch verjüngt. Das
Element 40 umgibt die Linse 16 über deren
gesamten Umfang und ist somit tubusförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet.
Das Element 40 reicht ausgehend von der Linse 16 entgegen
Lichtaustrittsrichtung 14 nicht ganz bis zum Vorderrand 24 des Reflektors 10.
In seinem dem Reflektor 10 zugewandten Endbereich weist
das Element 40 einen größeren Querschnitt
Q3 als der Reflektor 10 an seinem Vorderrand 24 auf,
so daß der
Reflektor 10 durch das Element 40 verdeckt wird.
In eingeschaltetem Zustand des Scheinwerfers gelangt durch die Öffnungen
des Tragelements 22 von der Lichtquelle 12 ausgesandtes
Licht zum Element 40 und ein Anteil dieses Lichts tritt
durch das Element 40 hindurch. Eine Ablenkung des durch
das Element 40 tretenden Lichts erfolgt dabei nicht oder
zumindest nur gering. Beim Einblick von außen in den Scheinwerfer in
dessen eingeschaltetem Zustand erscheint nicht nur dessen Linse 16 beleuchtet
sondern auch das diese umgebende Element, so daß insgesamt eine relativ große beleuchtete
Fläche
vorhanden ist und das durch die Linse 16 tretende Licht
subjektiv für
den Betrachter weniger blendend erscheint. In ausgeschaltetem Zustand
des Scheinwerfers weist dieser beim Einblick von außen durch
die Beschichtung 44 des Elements 40 ein einheitliches,
reflektierendes und brillantes Erscheinungsbild auf.
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In 3 ist
der Scheinwerfer ausschnittsweise mit dem Element 140 gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
dargestellt. Dabei umgibt das Element 140 die Linse 16 wiederum über deren
gesamten Umfang und verjüngt
sich in Lichtaustrittsrichtung 14. Entgegen Lichtaustrittsrichtung 14 reicht
das Element 140 nicht ganz bis zum Vorderrand 24 des
Reflektors 10 und weist an seinem dortigen Endbereich einen
Querschnitt Q3 auf, der größer ist
als der Querschnitt Q1 des Reflektors 10, so daß der Reflektor 10 durch
das Element 140 verdeckt wird. Das Element 140 ist
konvex gekrümmt
ausgebildet und weist auf seiner in Lichtaustrittsrichtung 14 weisenden
Außenfläche die
teillichtdurchlässige
und teilreflektierende Beschichtung 44 auf. Die Wirkung
des Elements 140 ist gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben.
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In 4 ist
der Scheinwerfer ausschnittsweise mit dem Element 240 gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
dargestellt. Dabei umgibt das Element 240 die Linse 16 wiederum über deren
gesamten Umfang und verjüngt
sich in Lichtaustrittsrichtung 14. Entgegen Lichtaustrittsrichtung 14 reicht
das Element 240 nicht ganz bis zum Vorderrand 24 des
Reflektors 10 und weist an seinem dortigen Endbereich einen
Querschnitt Q3 auf, der größer ist
als der Querschnitt Q1 des Reflektors 10, so daß der Reflektor 10 durch
das Element 240 verdeckt wird. Das Element 240 ist
konkav gekrümmt
ausgebildet und weist auf seiner in Lichtaustrittsrichtung 14 weisenden
Außenfläche die
teillichtdurchlässige
und teilreflektierende Beschichtung 44 auf. Die Wirkung
des Elements 240 ist gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben.
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In 5 ist
der Scheinwerfer ausschnittsweise mit dem Element 340 gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
dargestellt. Dabei ist das Element 340 im wesentlichen
wie beim ersten Ausführungsbeispiel
ausgebildet, wobei das Element 340 an seinem Grundkörper 342 jedoch
zumindest bereichsweise optische Elemente 348 aufweist.
Die optischen Elemente 348 sind vorzugsweise an der entgegen Lichtaustrittsrichtung 14 weisenden
Innenfläche
des Elements 340 angeordnet, also der Fläche des
Elements 340, auf der nicht die Beschichtung 344 aufgebracht
ist. Die optischen Elemente 348 können als Prismen oder Linsen,
beispielsweise Zylinderlinsen, ausgebildet sein, so daß durch
diese hindurchtretendes Licht entweder in bestimmte Richtungen abgelenkt
wird oder in bestimmte Richtungen gestreut wird. Durch die optischen
Elemente 348 kann erreicht werden, daß durch das Element 340 hindurchgetretenes
Licht eine bestimmte Beleuchtungsstärkeverteilung aufweist. Vorzugsweise
wird durch das durch das Element 340 hindurchgetretene
Licht eine zusätzliche
Beleuchtungsstärkeverteilung
zu der durch das durch die Linse 16 hindurchgetretene Lichtbündel erzeugten
Beleuchtungsstärkeverteilung
erzeugt, wobei diese jedoch nicht gestört wird und die zusätzliche
Beleuchtungsstärkeverteilung
geringere Beleuchtungsstärkewerte
aufweist als diese. Durch das durch das Element 340 tretende
zusätzliche
Lichtbündel
kann alternativ entweder im wesentlichen derselbe Bereich beleuchtet
werden wie durch das durch die Linse 16 tretende Lichtbündel oder
es können
andere Bereiche beleuchtet werden, die auch oberhalb der Helldunkelgrenze
des durch die Linse 16 tretenden Lichtbündels angeordnet sein können. Die
Wirkung des Elements 340 ist ansonsten wie beim ersten
Ausführungsbeispiel
beschrieben. Optische Elemente 348 können selbstverständlich auch
bei den Ausführungen
des Elements gemäß dem zweiten und
dritten Ausführungsbeispiel
sowie beim nachfolgend beschriebenen fünften Ausführungsbeispiel vorgesehen werden.
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In 6 ist
der Scheinwerfer ausschnittsweise gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel dargestellt.
Dabei kann das Element 440 gemäß einem der vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiele ausgebildet
sein. Beim fünften
Ausführungsbeispiel ist
wenigstens ein Zusatzreflektor 460 vorgesehen, der zwischen
dem Element 440 und dem Reflektor 10 angeordnet
ist und sich zumindest über
einen Teil des Umfangs des Reflektors 10 erstreckt. Der
Zusatzreflektor 460 kann entgegen Lichtaustrittsrichtung 14 bis
nahe an den Vorderrand 24 des Reflektors 10 heranreichen
oder mit Abstand zu diesem angeordnet sein. In Lichtaustrittsrichtung 14 kann
der Zusatzreflektor 460 bis nahe an das Element 440 heranreichen
oder mit Abstand zu diesem angeordnet sein. Der Zusatzreflektor 460 ist
derart angeordnet und in seiner Form ausgebildet, daß von der
Lichtquelle 12 ausgesandtes Licht durch diesen so reflektiert
wird, daß es
durch das Element 440 hindurchtritt. Es kann dabei vorgesehen
sein, daß von
der Lichtquelle 12 ausgesandtes Licht nur nach Reflexion
am Zusatzreflektor 460 durch das Element 440 hindurchtreten
kann oder alternativ kann vorgesehen sein, daß sowohl von der Lichtquelle 12 ausgesandtes Licht
direkt durch das Element 440 hindurchtreten kann als auch
von der Lichtquelle 12 ausgesandtes Licht nach der Reflexion
am Zusatzreflektor 460 durch das Element 440 hindurchtreten
kann. Der Zusatzreflektor 460 kann derart angeordnet und
in seiner Form ausgebildet sein, daß durch diesen von der Lichtquelle 12 ausgesandtes
Licht als ein horizontal gestreutes Zusatzlichtbündel reflektiert wird, das durch
das Element 440 hindurchtritt. Das Element 440 kann
gemäß einem
der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet
sein und dessen Wirkung ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.