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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Scheinwerfer mit ellipsoidförmigem Reflektor mit Hell-Dunkel-Grenze für Kraftfahrzeuge.
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Ein solcher Scheinwerfer umfasst herkömmlicherweise einen Reflektor in Ellipsoidausführung mit einem ersten Brennpunkt und einem zweiten Brennpunkt, die auf einer optischen Achse angeordnet sind.
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Im ersten Brennpunkt des Reflektors ist eine Lichtquelle (Glühfaden einer Glühlampe oder Lichtbogen einer Entladungslampe) angeordnet.
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Außerdem umfasst der Scheinwerfer eine Sammellinse, deren Brennpunkt sich in der Nähe des zweiten Brennpunktes des Reflektors befindet. In diesem Bereich ist ein Abdeckschirm oder eine Abdeckkappe angeordnet, um ein Lichtmuster zu definieren, das ein bestimmtes Hell-Dunkel-Profil besitzt, wobei dieses Lichtmuster durch die Linse endlos projiziert wird.
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Ein Nachteil dieser elliptischen Scheinwerferart besteht darin, dass die Kante der Abdeckkappe, die die Hell-Dunkel-Grenze definiert, eine Beugung der Strahlung bewirkt. Daraus folgt, dass die Hell-Dunkel-Grenze in dem abgestrahlten Lichtbündel ihre Schärfe verliert und eine signifikante Verformung erfährt, insbesondere eine unkontrollierte Anhebung bestimmter Zonen der Hell-Dunkel-Grenze. Diese Erscheinung, die als Anhebung der Hell-Dunkel-Grenze hinreichend bekannt ist, führt in der Praxis zu Blendungserscheinungen, durch die die Fahrer in Gegenrichtung kommenden Fahrzeuge gestört werden.
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Diese Erscheinung fällt besonders störend aus, wenn es sich bei der im Scheinwerfer benutzten Lichtquelle um eine Entladungslampe handelt, die für die besonders starke Intensität ihrer Lichtabstrahlung bekannt ist.
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Die
US-4 100 594 A versucht eine Lösung für dieses Problem zu finden. Diese Lösung besteht vor allem darin, die Abdeckkappe so zu krümmen, dass sie möglichst weitgehend der Linie der Brennpunkte der Linse folgt, wenn man sich von deren optischer Achse entfernt, und die Kanten der Abdeckkappe zu doppeln oder zu vervielfachen und dabei gleichzeitig dieser gekrümmten Bahn zu folgen.
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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.
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Ein weiterer Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass sie aufgrund der Form und der Abmessungen der Abdeckkappe schwer an die herkömmlichen Anordnungen zur Ausführung einer Abdeckkappe in einem elliptischen Scheinwerfer anzupassen ist (vor allem wenn die Abdeckkappe einstückig mit einem Linsenträger ausgeführt ist oder wenn die Abdeckkappe beweglich sein soll).
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen und einen Scheinwerfer in elliptischer Ausführung vorzuschlagen, dessen Abdeckkappe durchaus wirtschaftlich und gleichzeitig hitzebeständig auszuführen ist, ohne die vorerwähnten Erscheinungen im Zusammenhang mit einer Anhebung der Hell-Dunkel-Grenze zu verursachen.
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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.
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Dazu schlägt die vorliegende Erfindung einen Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge vor, umfassend einen Reflektor in Ellipsoidausführung mit zwei Brennpunktzonen, eine Lichtquelle, die in der ersten Brennpunktzone angeordnet ist, eine Sammellinse, deren Brennpunkt in der zweiten Brennpunktzone 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 seitlichen Richtung an eine Brennpunktlinie der Linse angrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Abdeckkappe mittels eines ebenen Blechs ausgeführt ist, von dem mindestens ein Kantenteil, der dazu bestimmt ist, der besagten Brennpunktlinie zu folgen, bezüglich einer Geraden, die dem besagten Hell-Dunkel-Profil entspricht, derart in Lichtabstrahlrichtung vorsteht, dass das Kantenteil gegenüber anderen Kantenteilen der Kante nicht bündig ausgerichtet ist und eng an die Brennpunktlinie herankommt.
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Nach bevorzugten Merkmalen des erfindungsgemäßen Scheinwerfers ist folgendes vorgesehen:
- – Der besagte nicht bündig ausgerichtete Kantenteil erstreckt sich in Höhe eines Dreiecks, dessen erste Spitze sich am Übergang zwischen einem ersten bündig zur Kante ausgerichteten Kantenteil und dem nicht bündig ausgerichteten Kantenteile befindet, dessen zweite Spitze sich am Übergang zwischen einem zweiten bündig zur Kante ausgerichteten Kantenteil und einem weiteren nicht bündig zur Kante ausgerichteten Kantenteil befindet und dessen dritte Spitze in etwa senkrecht unter dem Übergang zwischen den beiden nicht bündig ausgerichteten Kantenteilen angeordnet ist, wobei das Dreieck im Verhältnis zu der 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 umfasst zwei in der Höhe versetzte Halbgeraden, und der besagte nicht bündig ausgerichtete Kantenteil befindet sich in Höhe der niedrigeren Halbgeraden.
- – Der besagte nicht bündig ausgerichtete Kantenteil befindet sich seitlich in einem Abstand von der optischen Achse.
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Außerdem schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Abdeckkappe vor, die dazu bestimmt ist, in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer mit ellipsoidförmigem Reflektor angebracht zu werden, so dass eine Kante der besagten Abdeckkappe ein vorbestimmtes Hell-Dunkel-Profil des erzeugten Lichtbündels definiert, wobei sie an eine Linie von Brennpunkten einer Linse des Scheinwerfers angrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Arbeitsgänge umfasst:
- – Stanzen eines Blechteils, von dem eine Kante dazu bestimmt ist, die besagte Hell-Dunkel-Grenze zu definieren, wobei mindestens ein Teil der besagten Kante bezüglich einer Geraden vorsteht, die dem besagten Hell-Dunkel-Profil entspricht, 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 Projektion entlang der Lichtabstrahlrichtung, auf das besagte Hell-Dunkel-Profil zu verlagern.
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Beim Ziehvorgang erfolgt vorteilhafterweise eine Tiefung, die von der Mitte des besagten vorstehenden Teils zu seinen Enden hin allmählich abnimmt.
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Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die als Beispiel und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung angeführt wird. Darin zeigen im Einzelnen:
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1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Hauptbestandteile eines elliptischen Scheinwerfers und des durch ihn erzeugten Lichtbündels,
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die 2a und 2b im Aufriss dargestellte Vorderansichten einer erfindungsgemäßen Abdeckkappe des Scheinwerfers von 1 vor bzw. nach dem Ziehen,
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3 eine perspektivische Ansicht der Abdeckkappe der 2b und 3 nach dem Ziehen, und- 4 eine Draufsicht auf die Abdeckkappe der 2b und 3 sowie der zugehörigen Linse.
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Zunächst wird auf 1 Bezug genommen, in der schematisch ein Scheinwerfer in elliptischer Ausführung dargestellt ist, der, in Anordnung auf einer optischen 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 zusammenfällt.
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Die Abdeckkappe 20 definiert im Zusammenwirken mit dem Reflektor 10 ein Lichtmuster mit einem unteren Hell-Dunkel-Profil, das durch das Profil der Oberkante der Abdeckkappe definiert ist, und die Linse 30 projiziert dieses Lichtmuster endlos, indem sie es um 180° dreht, um ein Lichtbündel F mit einem entsprechenden oberen Hell-Dunkel-Profil zu bilden.
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Es handelt sich im vorliegenden Fall um ein Profil, das auf die europäischen Vorschriften zu Abblendlichtbündeln abgestimmt ist, mit einer ersten horizontalen Halbgeraden, die sich linken Lichtbündel befindet (für Rechtsverkehr), einem schrägen Geradensegment, das in einem Winkel von 15° nach rechts, bezogen 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.
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In diesem Zusammenhang ist festzustellen, dass sich dieses Profil von dem üblicherweise bei einem Abblendlichtbündel in Europa benutzten Profil dadurch unterscheidet, dass die um 15° ansteigende Hell-Dunkel-Teilgrenze, die durch das schräge Segment definiert ist, durch die zweite horizontale Halbebene abgeschnitten wird. Der Zweck dieser Änderung besteht darin, eine Blendung der Fahrer von überholten Fahrzeugen durch den Außenrückspiegel zu vermeiden.
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Es ist offensichtlich, dass die Abdeckkappe auch jedes andere geeignete Hell-Dunkel-Profil definieren kann.
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Es wird nun auf die 2 bis 4 Bezug genommen, in denen ein orthogonales Bezugssystem (0, x, y, z) dargestellt ist. Dabei steht 0 für den Verlauf der optischen Achse in der Ebene, die die Abdeckkappe enthält, 0x verläuft horizontal und senkrecht zur optischen Achse, 0y fällt mit der optischen Achse zusammen, 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 aufweist, 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 Abdeckkappe eine allgemein ebene Grundform behält, so dass sie problemlos herkömmliche Abdeckkappen ersetzen kann.
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Im Einzelnen weist die in 2a dargestellte Abdeckkappe vor dem Ziehen die Form eines gestanzten Blechteils 200 mit zwei Seitenkanten 201 und 202 sowie einer geradlinigen Unterkante 204 auf. Seine Oberkante 203 ist, von links nach rechts in 2a, in die folgenden Teile unterteilt: in einen ersten geraden und horizontalen Teil 203a, der die Halbebene definiert, die die in einem Winkel von 15 DEG abgeschrägte Hell-Dunkel-Teilgrenze des Lichtbündels schneidet, einen um 15 DEG nach oben geneigten zweiten Teil 203b, der den Ansatz der besagten abgeschrägten Hell-Dunkel-Teilgrenze definiert, einen geraden dritten 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.
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Das anfänglich ebene Blech von 2a wird entlang den Ziehlinien gezogen, die in 2b mit gestrichelten Linien dargestellt sind, um eine Zone 210 des Blechs nach vorn (das heißt entlang der Lichtabstrahlrichtung) zu drücken, die näherungsweise aus einem Dreieck besteht, dessen erste Spitze sich am Übergang zwischen den Kantenteilen 203c und 203d befindet, dessen zweite Spitze sich am Übergang zwischen den Kantenteilen 203e und 203f befindet und dessen dritte Spitze in etwa senkrecht unter dem Übergang zwischen den Kantenteilen 203d und 203e angeordnet ist. Die mit der Presse durchgeführte Umformung erfolgt so, dass sich der maximale Vorsprung dieser Zone auf der vertikalen Linie befindet, die durch den Übergang zwischen den Kantenteilen 203d und 203e verläuft, um bis zu den beiden Seitenkanten des Dreiecks 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 3) hindurchgeht, während die Kantenteile 203c und 203d eng an die Brennpunktlinie der Linse herankommen, wie weiter unten noch darzulegen sein wird.
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Eine erste Auswirkung des Ziehvorgangs besteht somit darin, dass die Kantenteile 203c bis 203f zusammen eine untere Hell-Dunkel-Halbebene (Ebene x0y) bilden, die sich im abgestrahlten Lichtbündel als eine horizontale und gerade untere Hell-Dunkel-Grenze darstellt.
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Unter Bezugnahme auf 4 ist gleichzeitig festzustellen, dass die Kantenteile 203c und 203d nun relativ 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.
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Die Form der Kante 203d und die Form des Ziehteils, die durch die Form des Ziehwerkzeugs bestimmt ist, können sich natürlich von den veranschaulichten Formen unterscheiden, wobei sie insbesondere so ausgerichtet sein können, dass d Oberkante der Abdeckkappe 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.
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Obwohl das Ziehen im vorstehenden Beispiel nur in einer begrenzten Zone der Abdeckkappe erfolgt, die sich in Höhe der Kanten 203d und 203e befindet, ist es außerdem 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) der Oberkante in Höhe des Ziehens entsprechend angepasst wird.
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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 gemäß 2a, bezogen auf die Gerade D, die durch die Kantenteile 203c und 203f verläuft: etwa 3 mm.
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Diese Abmessungen eignen sich insbesondere, wenn eine plankonvexe Linse 30 verwendet wird, deren Erstreckung (das heißt die Entfernung zwischen der ebenen Fläche und dem Brennpunkt) etwa 40 mm beträgt.
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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 behält, so dass die Abdeckkappe besonders einfach in herkömmliche elliptische Scheinwerfer eingebaut werden kann, und zwar insbesondere:
- – in Scheinwerfer mit beweglicher Abdeckkappe in Lamellenform und
- – in Scheinwerfer mit ortsfester Abdeckkappe als Bestandteil eines Verstrebungsteils aus Blech, das mit den Kanten der Öffnung des Reflektors 10 verbunden ist und Haltemittel für die Linse umfasst.
