DE19742848A1 - Scheinwerfer in elliptischer Ausführung für Kraftfahrzeuge, mit einer verbesserten Abdeckkappe, und Verfahren zur Herstellung der Abdeckkappe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf elliptische Scheinwerfer mit Hell-Dunkel-Grenze für Kraftfahrzeuge.

Ein solcher Scheinwerfer umfaßt herkömmlicherweise einen Reflektor in Ellipsoidausführung mit einem er­ sten Brennpunkt und einem zweiten Brennpunkt, die auf einer optischen Achse angeordnet sind.

Im ersten Brennpunkt des Reflektors ist eine Licht­ quelle (Glühfaden einer Glühlampe oder Lichtbogen ei­ ner Entladungslampe) angeordnet.

Außerdem umfaßt der Scheinwerfer eine Sammellinse, deren Brennpunkt sich in der Nähe des zweiten Brenn­ punktes des Reflektors befindet. In diesem Bereich ist ein Abdeckschirm oder eine Abdeckkappe angeord­ net, um ein Lichtmuster zu definieren, das ein be­ stimmtes Hell-Dunkel-Profil besitzt, wobei dieses Lichtmuster durch die Linse endlos projiziert wird.

Ein Nachteil dieser elliptischen Scheinwerferart be­ steht darin, daß die Kante der Abdeckkappe, die die Hell-Dunkel-Grenze definiert, eine Brechung der Strahlung bewirkt. Daraus folgt, daß die Hell-Dunkel- Grenze in dem abgestrahlten Lichtbündel ihre Schärfe verliert und eine signifikante Verformung erfährt, inbesondere eine unkontrollierte Anhebung bestimmter Zonen der Hell-Dunkel-Grenze. Diese Erscheinung, die als Anhebung der Hell-Dunkel-Grenze hinreichend be­ kannt ist, führt in der Praxis zu Blendungserschei­ nungen, durch die die Fahrer der in Gegenrichtung kommenden Fahrzeuge gestört werden.

Diese Erscheinung fällt besonders störend aus, wenn es sich bei der im Scheinwerfer benutzten Lichtquelle um eine Entladungslampe handelt, die für die beson­ ders starke Intensität ihrer Lichtabstrahlung bekannt ist.

Die US-A-4 100 594 versucht eine Lösung für dieses Problem zu finden. Diese Lösung besteht vor allem darin, die Abdeckkappe so zu krümmen, daß sie mög­ lichst weitgehend der Linie der Brennpunkte der Linse folgt, wenn man sich von deren optischer Achse ent­ fernt, und die Kanten der Abdeckkappe zu doppeln oder zu vervielfachen und dabei gleichzeitig dieser ge­ krümmten Bahn zu folgen.

Diese bekannte Lösung ist jedoch kostenintensiv und aufwendig, wobei die in diesem Dokument beschriebenen Abdeckkappenformen durch wirtschaftliche Lösungen, wie etwa durch Ziehen von Blech, praktisch unmöglich auszuführen sind.

Ein weiterer Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß sie aufgrund der Form und der Abmessungen der Ab­ deckkappe schwer an die herkömmlichen Anordnungen zur Ausführung einer Abdeckkappe in einem elliptischen Scheinwerfer anzupassen ist (vor allem wenn die Ab­ deckkappe einstückig mit einem Linsenträger ausge­ führt ist oder wenn die Abdeckkappe beweglich sein soll)
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrun­ de, diese Nachteile nach dem Stand der Technik zu be­ seitigen und einen Scheinwerfer in elliptischer Aus­ führung vorzuschlagen, dessen Abdeckkappe durchaus wirtschaftlich und gleichzeitig hitzebeständig aus zu­ führen ist, ohne die vorerwähnten Erscheinungen im Zusammenhang mit einer Anhebung der Hell-Dunkel- Grenze zu verursachen.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Abdeckkappe vorzuschlagen, bei der die üblichen Einbaumittel beibehalten werden, so daß sie eine Abdeckkappe nach dem Stand der Technik in einem existierenden Scheinwerfer mit fester Abdeckkappe oder mit beweglicher Abdeckkappe einfach ersetzen kann.

Dazu schlägt die vorliegende Erfindung einen Schein­ werfer in elliptischer Ausführung für Kraftfahrzeuge vor, umfassend einen Reflektor in Ellipsoidausführung mit zwei Brennpunktzonen, eine Lichtquelle, die in der ersten Brennpunktzone angeordnet ist, eine Sam­ mellinse, deren Brennpunkt in der zweiten Brennpunkt­ zone angeordnet ist, und eine Abdeckkappe, die in der Nähe der besagten zweiten Brennpunktzone angeordnet ist und von der eine Kante ein angestrebtes Hell- Dunkel-Profil des Lichtbündels definieren kann, wobei mindestens ein Teil der besagten Kante in einer seit­ lichen Richtung an einer Brennpunktlinie der Linse angrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Ab­ deckkappe mittels eines ebenen Blechs ausgeführt ist, von dem mindestens ein Kantenteil, der dazu bestimmt ist, der besagten Brennpunktlinie zu folgen, vor­ stehend im Verhältnis zu dem besagten angestrebten Hell-Dunkel-Profil verläuft und so beschaffen ist, daß eine Umformung des besagten Blechs durch Ziehen im Bereich des besagten nicht bündig ausgerichteten Kantenteils den besagten Kantenteil vertikal auf das besagte Hell-Dunkel-Profil und horizontal in die Nähe der besagten Brennpunktlinie bringt.

Nach bevorzugten, aber nicht einschränkenden Merkma­ len des erfindungsgemäßen Scheinwerfers ist folgendes vorgesehen:

• - Der besagte nicht bündig ausgerichtete Kantenteil erstreckt sich in Höhe eines Dreiecks, das im Ver­ hältnis zu einer Geraden vorsteht, die dem besagten Hell-Dunkel-Profil entspricht.
• - Der besagte nicht bündig ausgerichtete Kantenteil befindet sich zwischen zwei bündig ausgerichteten Kantenteilen, die auf der besagten Geraden liegen.
• - Das besagte Hell-Dunkel-Profil des Lichtbündels um­ faßt zwei in der Höhe versetzte Halbgeraden, und der besagte nicht bündig ausgerichtete Kantenteil befin­ det sich in Höhe der niedrigeren Halbgeraden.
• - Der besagte nicht bündig ausgerichtete Kantenteil befindet sich seitlich in einem Abstand von der opti­ schen Achse.

Außerdem schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Her­ stellung einer Abdeckkappe vor, die dazu bestimmt ist, in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer in elliptischer Ausführung angebracht zu werden, so daß eine Kante der besagten Abdeckkappe ein vorbestimmtes Hell- Dunkel-Profil des erzeugten Lichtbündels definiert, wobei sie gleichzeitig an einer Linie von Brennpunk­ ten einer Linse des Scheinwerfers angrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Arbeitsgänge um­ faßt:

• - Stanzen eines Blechteils, von dem eine Kante dazu bestimmt ist, die besagte Hell-Dunkel-Grenze zu defi­ nieren, wobei mindestens ein Teil der besagten Kante vorstehend im Verhältnis zum Hell-Dunkel-Profil ver­ läuft, und
• - Ziehen des besagten Blechteils in dem Bereich in der Nähe des besagten vorstehenden Teils der besagten Kante, um den besagten vorstehenden Teil, in der Pro­ jektion entlang der Lichtabstrahlrichtung, auf das besagte Hell-Dunkel-Profil zu verlagern.

Beim Ziehvorgang erfolgt vorteilhafterweise eine Tie­ fung, die von der Mitte des besagten vorstehenden Teils zu seinen Enden hin allmählich abnimmt.

Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher aus der nachstehen­ den detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung, die als Beispiel und un­ ter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung angeführt wird. Darin zeigen im einzelnen:

• - Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Hauptbestandteile eines elliptischen Scheinwerfers und des durch ihn erzeugten Lichtbün­ dels,
• - die Fig. 2a und 2b im Aufriß dargestellte Vor­ deransichten einer erfindungsgemäßen Abdeckkappe des Scheinwerfers von Fig. 1 vor bzw. nach dem Ziehen,
• - Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Abdeckkap­ pe der Fig. 2b und 3 nach dem Ziehen, und
• - Fig. 4 eine Draufsicht auf die Abdeckkappe der Fig. 2b und 3 sowie der zugehörigen Linse.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in der schematisch ein Scheinwerfer in elliptischer Ausfüh­ rung dargestellt ist, der, in Anordnung auf einer op­ tischen Achse y-y, einen Ellipsoidreflektor 10 mit einer (nicht dargestellten) Lampe, eine Abdeckkappe 20, die in der Nähe des zweiten (am weitesten vorn liegenden) Brennpunkts des Reflektors anzuordnen ist, und eine Sammellinse 30 umfaßt, deren Brennpunkt in etwa mit dem besagten zweiten Brennpunkt zusammen­ fällt.

Die Abdeckkappe 20 definiert im Zusammenwirken mit dem Reflektor 10 ein Lichtmuster mit einem unteren Hell-Dunkel-Profil, das durch das Profil der Oberkan­ te der Abdeckkappe definiert ist, und die Linse 30 projiziert dieses Lichtmuster endlos, indem sie es um 180° dreht, um ein Lichtbündel F mit einem entspre­ chenden oberen Hell-Dunkel-Profil zu bilden.

Es handelt sich im vorliegenden Fall um ein Profil, das auf die europäischen Vorschriften zu Abblend­ lichtbündeln abgestimmt ist, mit einer ersten hori­ zontalen Halbgeraden, die sich im linken Lichtbündel befindet (für Rechtsverkehr), einem schrägen Geraden­ segment, das in einem Winkel von 15° nach rechts, be­ zogen auf die vorgenannte Halbgerade, ansteigt, und einer zweiten horizontalen Halbgeraden, die das schräge Segment nach rechts verlängert und, bezogen auf die erste Halbgerade, nach oben versetzt ist.

In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß sich dieses Profil von dem üblicherweise bei einem euro­ päischen Abblendlichtbündel benutzten Profil dadurch unterscheidet, daß die um 15° ansteigende Hell- Dunkel-Teilgrenze, die durch das schräge Segment de­ finiert ist, durch die zweite horizontale Halbebene abgeschnitten wird. Der Zweck dieser Änderung besteht darin, eine Blendung der Fahrer von überholten Fahr­ zeugen durch den Außenrückspiegel zu vermeiden.

Es ist offensichtlich, daß die Abdeckkappe auch jedes andere geeignete Hell-Dunkel-Profil definieren kann.

Es wird nun auf die Fig. 2 bis 4 Bezug genommen, in denen ein orthogonales Bezugssystem (0, x, y, z) dar­ gestellt ist. Dabei steht 0 für den Verlauf der opti­ schen Achse in der Ebene, die die Abdeckkappe ent­ hält, 0x verläuft horizontal und senkrecht zur optischen Achse, 0y fällt mit der optischen Achse zu­ sammen, und 0z verläuft vertikal. Erfindungsgemäß wird die Abdeckkappe 20 aus einer ebenen Blechplatte hergestellt, die anfangs in der Ebene x0y enthalten ist und vor dem Ziehen eine ganz bestimmte Form auf­ weist, so daß durch das Ziehen dieses Blechs eine Oberkante gebildet werden kann, die sich in einer Ebene erstreckt, die die angestrebte Hell-Dunkel- Grenze definiert, wobei sie einer Bahn nahe der Linie der Brennpunkte der Linse folgt, während die Abdeck­ kappe eine allgemein ebene Grundform behält, so daß sie problemlos herkömmliche Abdeckkappen ersetzen kann.

Im einzelnen weist die in Fig. 2a dargestellte Ab­ deckkappe vor dem Ziehen die Form eines gestanzten Blechteils 200 mit zwei Seitenkanten 201 und 202 so­ wie einer geradlinigen Unterkante 204 auf. Seine Oberkante 203 ist, von links nach rechts in Fig. 2a, in die folgenden Teile unterteilt: in einen ersten geraden und horizontalen Teil 203, der die Halbebene definiert, die die in einem Winkel von 15° abge­ schrägte Hell-Dunkel-Teilgrenze des Lichtbündels schneidet, einen um 15° nach oben geneigten zweiten Teil 203b, der den Ansatz der besagten abgeschrägten Hell-Dunkel-Teilgrenze definiert, einen geraden drit­ ten Teil 203c mit kurzer Länge, einen leicht nach oben geneigten vierten Teil 203d, einen leicht nach unten geneigten fünften Teil 203e, der vorzugsweise symmetrisch zum Teil 203d ausgeführt ist, bezogen auf eine vertikale Linie, die durch den Übergang zwischen den besagten Teilen 203d und 203e hindurchgeht, und einen sechsten Teil 203f, der sich horizontal in der Verlängerung des Teils 203c erstreckt.

Das anfänglich ebene Blech von Fig. 2a wird entlang den Ziehlinien gezogen, die in Fig. 2b mit gestri­ chelten Linien dargestellt sind, um eine Zone 210 des Blechs nach vorn (das heißt entlang der Lichtab­ strahlrichtung) zu drücken, die näherungsweise aus einem Dreieck besteht, dessen erste Spitze sich am Übergang zwischen den Kantenteilen 203c und 203d be­ findet, dessen zweite Spitze sich am Übergang zwi­ schen den Kantenteilen 203e und 203f befindet und dessen dritte Spitze in etwa senkrecht unter dem Übergang zwischen den Kantenteilen 203d und 203e an­ geordnet ist. Die mit der Presse durchgeführte Umfor­ mung erfolgt so, daß sich der maximale Vorsprung die­ ser Zone auf der vertikalen Linie befindet, die durch den Übergang zwischen den Kantenteilen 203d und 203e verläuft, um bis zu den beiden Seitenkanten des Drei­ ecks allmählich abzunehmen, wobei dieser maximale Vorsprung so beschaffen ist, daß sich die Kantenteile 203d und 203e bei der Umformung des Blechs absenken, um sich an eine horizontale Ebene anzuschließen, die durch die Kantenteile 203c und 203f (siehe Fig. 3) hindurchgeht, während die Kantenteile 203c und 203d eng an die Brennpunktlinie der Linse herankommen, wie weiter unten noch darzulegen sein wird.

Eine erste Auswirkung des Ziehvorgangs besteht somit darin, daß die Kantenteile 203c bis 203f zusammen ei­ ne untere Hell-Dunkel-Halbebene (Ebene x0y) bilden, die sich im abgestrahlten Lichtbündel als eine hori­ zontale und gerade untere Hell-Dunkel-Grenze dar­ stellt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 ist gleichzeitig festzu­ stellen, daß die Kantenteile 203c und 203d nun rela­ tiv dicht der gekrümmten Linie LF folgen, bei der es sich um die Brennpunktlinie der Linse 30 handelt, wenn man sich horizontal von der optischen Achse y-y entfernt.

Die Form der Kante 203d und die Form des Ziehteils, die durch die Form des Ziehwerkzeugs bestimmt ist, können sich natürlich von den veranschaulichten For­ men unterscheiden, wobei sie insbesondere so ausge­ richtet sein können, daß die Oberkante der Abdeckkap­ pe rechts von der optischen Achse (das heißt entlang den positiven x-Werten) nach dem Ziehen gekrümmt ist, um der Linie LF möglichst dicht zu folgen.

Obwohl das Ziehen im vorstehenden Beispiel nur in ei­ ner begrenzten Zone der Abdeckkappe erfolgt, die sich in Höhe der Kanten 203d und 203e befindet, ist es au­ ßerdem natürlich möglich, daß dieser Ziehvorgang auch an einer anderen Stelle erfolgen kann, und zwar vor allem in Höhe der anderen Hell-Dunkel-Teilgrenze (entlang den negativen x-Werten), wobei die Form (vor dem Ziehen) des Oberkante in Höhe des Ziehens ent­ sprechend angepaßt wird.

Im folgenden werden als Beispiel ohne einschränkende Wirkung verschiedene bevorzugte Abmessungen für den Fall angeführt, daß die Abdeckkappe wie vorstehend beschrieben ausgeführt wird:

• - Länge des Kantenteils 203c: etwa 4 mm;
• - Länge jedes der Kantenteile 203d und 203e entlang 0x: etwa 11 mm;
• - vertikaler Abstand der Spitze der Kantenteile 203d und 203e, bezogen auf die Gerade, die durch die Kan­ tenteile 203c und 203f verläuft: etwa 3 mm.

Diese Abmessungen eignen sich insbesondere, wenn eine plankonvexe Linse 30 verwendet wird, deren Verstrec­ kung (das heißt die Entfernung zwischen der ebenen Fläche und dem Brennpunkt) etwa 40 mm beträgt.

Darüber hinaus ist folgendes festzustellen: Daraus, daß das Blech durch Ziehen nur örtlich verformt wird, folgt, daß die Abdeckkappe eine allgemein ebene und senkrecht zur optischen Achse verlaufende Form be­ hält, so daß die Abdeckkappe besonders einfach in herkömmliche elliptische Scheinwerfer eingebaut wer­ den kann, und zwar insbesondere:

• - in Scheinwerfer mit beweglicher Abdeckkappe in La­ mellenform und
• - in Scheinwerfer mit ortsfester Abdeckkappe als Be­ standteil eines Verstrebungsteils aus Blech, das mit den Kanten der Öffnung des Reflektors 10 verbunden ist und Haltemittel für die Linse umfaßt.

Claims (7)

1. Scheinwerfer in elliptischer Ausführung für Kraft­ fahrzeuge, umfassend einen Reflektor (10) in Ellip­ soidausführung mit zwei Brennpunktzonen, eine Licht­ quelle, die in der ersten Brennpunktzone angeordnet ist, eine Sammellinse (30), deren Brennpunkt in der zweiten Brennpunktzone angeordnet ist, und eine Ab­ deckkappe, die in der Nähe der besagten zweiten Brennpunktzone angeordnet ist und von der eine Kante (203) ein angestrebtes Hell-Dunkel-Profil des Licht­ bündels definieren kann, wobei mindestens ein Teil der besagten Kante in einer seitlichen Richtung an einer Brennpunktlinie (LF) der Linse angrenzt , da­ durch gekennzeichnet, daß die be­ sagte Abdeckkappe (20) mittels eines ebenen Blechs (200) ausgeführt ist, von dem mindestens ein Kanten­ teil (203d), der dazu bestimmt ist, der besagten Brennpunktlinie zu folgen, vorstehend im Verhältnis zu dem besagten angestrebten Hell-Dunkel-Profil ver­ läuft und so beschaffen ist, daß eine Umformung des besagten Blechs durch Ziehen im Bereich (210) des be­ sagten nicht bündig ausgerichteten Kantenteils den besagten Kantenteil vertikal auf das besagte Hell- Dunkel-Profil und horizontal in die Nähe der besagten Brennpunktlinie bringt.

2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich der besagte nicht bündig ausgerichtete Kantenteil (203d) in Höhe eines Dreiecks erstreckt, das im Verhältnis zu einer Gera­ den (D) vorsteht, die dem besagten Hell-Dunkel-Profil entspricht.

3. Scheinwerfer nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich der besagte nicht bündig ausgerichtete Kantenteil (203d, 203e) zwischen zwei bündig ausgerichteten Kantenteilen (203c, 203f) befindet, die auf der besagten Geraden (D) liegen.

4. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Hell-Dunkel-Profil des Lichtbündels zwei in der Höhe versetzte Halbgeraden umfaßt und daß sich der besagte nicht bündig ausgerichtete Kantenteil (203d, 203e) in Höhe der niedrigeren Halbgeraden be­ findet.

5. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der besagte nicht bündig ausgerichtete Kanten­ teil seitlich in einem Abstand von der optischen Ach­ se (y-y) befindet.

6. Verfahren zur Herstellung einer Abdeckkappe, die dazu bestimmt ist, in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer in elliptischer Ausführung angebracht zu werden, so daß eine Kante (203) der besagten Abdeckkappe ein vorbestimmtes Hell-Dunkel-Profil des erzeugten Licht­ bündels definiert, wobei sie gleichzeitig an einer Linie von Brennpunkten einer Linse des Scheinwerfers angrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Arbeitsgänge umfaßt:

• - Stanzen eines Blechteils (200), von dem eine Kante (203) dazu bestimmt ist, die besagte Hell-Dunkel- Grenze zu definieren, wobei mindestens ein Teil (203d, 203e) der besagten Kante vorstehend im Ver­ hältnis zum Hell-Dunkel-Profil verläuft, und
• - Ziehen des besagten Blechteils in dem Bereich (210) in der Nähe des besagten vorstehenden Teils der be­ sagten Kante, um den besagten vorstehenden Teil, in der Projektion entlang der Lichtabstrahlrichtung, auf das besagte Hell-Dunkel-Profil zu verlagern.

7. Verfahren nach Anspruch 6 , dadurch ge­ kennzeichnet, daß der besagte Ziehvorgang eine Tiefung bewirkt, die von der Mitte des besagten vorstehenden Teils zu seinen Enden hin allmählich ab­ nimmt.