DE19813597A1 - Beleuchtungseinrichtung. insbesondere Scheinwerfer nach dem Projektionsprinzip für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung insbesondere einen Scheinwerfer nach dem Projektionsprinzip, welches in Kraftfahrzeugen eingesetzt wird und im wesentlichen aus einer Lichtquelle, einem Reflektor sowie einer Linse besteht, welche in einem Lampengehäuse angeordnet sind. Um bei einer Beleuchtungseinrichtung der gattungsgemäßen Art zu erreichen, daß bei maximaler lichtemittierender Fläche minimaler Bauraum benötigt wird, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Linse (3) überkrümmt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung, insbesondere einen Scheinwerfer nach dem Projektionsprinzip, welches in Kraftfahrzeugen eingesetzt wird und im wesentlichen aus einer Lichtquelle, einem Reflektor sowie einer Linse besteht, welche in einem Lampen­ gehäuse angeordnet sind, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Beleuchtungseinrichtungen, d. h., Scheinwerfer dieser Art, welche nach dem Reflekti­ onsprinzip arbeiten, weisen hinter der Lichtquelle einen parabolischen Reflektor auf, und vor der Lichtquelle eine Linse. Die Lichtquelle ist dabei so positioniert, daß sie möglichst genau im Brennpunkt des Reflektors angeordnet ist. Das von der Lichtquelle reflektierte Licht wird vom Reflektor gesammelt und nach vorne zur Linse reflektiert. Diese Linse hat sodann die Aufgabe, das erzeugte Licht in der entsprechenden Weise zur Ausleuchtung der Fahrbahn in den Raum vor das Fahrzeug zu projizieren.

Hierzu sind Beleuchtungseinrichtungen, d. h., Scheinwerfer dieser Art, vielfach bekannt. Im allgemeinen spielt der Bauraum, welcher für die gesamte Scheinwerferanordnung benötigt wird, im allgemeinen keine große Rolle. Dennoch ergibt sich ein Problem bei relativ kom­ pakt gebauten Fahrzeugen, in denen vor allem im Frontbereich der Karosserie alle Aggre­ gate relativ kompakt angeordnet sind und somit auch nur ein begrenzter Bauraum für die Scheinwerfer zur Verfügung steht.

Aus der DE 196 25 923 A1 ist ein Scheinwerfer für Fahrzeuge bekannt, welcher über die besagten Elemente hinaus weitergehende Elemente enthält, die eine Veränderung der Grundeinstellung der Scheinwerferlängsachse durch vertikale und horizontale Verschie­ bung der Linse möglich machen soll. Dies führt natürlich zwangsweise zu einer Erhöhung des benötigten Bauraumes.

Auch weitergehende Elemente, wie Abblendelemente oder solche, die eine Abblendwirkung auch bei Neigung des Scheinwerfers durch eine Neigung des Fahrzeuges gewährleisten sollen, wie in der DE 41 02 586 A1, bedingen jedoch zusätzlichen Bauraum innerhalb des Scheinwerfers.

Aus der EP 0623780 A2 ist jedoch eine Fahrzeugscheinwerferanordnung mit einer Projek­ tionslinse bekannt, die als solches in Segmente aufgeteilt ist und lediglich zu einer Auffä­ cherung des emittierten Lichtes führt, aber keine bauraum-verringernden Maßnahmen ent­ hält.

Auch die bisherige Konzentration auf die Ausbildung der Scheinwerferlinse, wie in der DE 43 29 332 A1 verfolgt lediglich den Zweck, durch verschiedene Linsentypen eine Farbrand­ korrektur vorzunehmen. Eine entsprechende Berücksichtigung des Bauraumes ist auch dort nicht gegeben.

Aus der DE 38 27 594 A2 ist ein abgeblendeter Fahrzeugscheinwerfer bekannt, der die be­ sagten üblichen Scheinwerfermittel für die Scheinwerfer dieses Typs aufweist. Hierzu ge­ hört zunächst die Lampe, der Reflektor sowie die Linse. Hierbei ist bereits zu erkennen, daß die besagten drei Hauptbauelemente innerhalb eines gehäuseartigen Rahmens zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind. Auch hierbei wird deutlich, daß ein relativ großer Bau­ raum als solches für die Beleuchtungseinrichtung entsteht.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungseinrichtung der gat­ tungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß bei maximaler lichtemittierender Flä­ che minimaler Bauraum benötigt wird.

Die gestellte Aufgabe ist bei einer Beleuchtungseinrichtung der gattungsgemäßen Art erfin­ dungsgemäß dadurch gelöst, daß die verwendete Linse überkrümmt ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 angegeben.

Kerngedanke der Erfindung ist hierbei, daß die Linse als solches nicht nur die übliche, bei­ spielsweise plankonvexe oder konkavkonvexe Krümmung aufweist, sondern, daß die Linse als solches überkrümmt, d. h., beispielsweise überkonkav deformiert ist. Grundgedanke ist hierbei, daß beispielsweise bei der Verwendung einer Scheinwerferlinse mit dem Durch­ messer von 60 mm diese auf eine Lampeneinheit angepaßt werden kann, die beispielswei­ se nur auf eine im Durchmesser nur 40 mm betragende lichtemillierende Fläche appliziert ist. Durch die deutliche Überkrümmung, d. h., die nach innen konkave Überdeformation der Linse wird auch eine drastische Verschiebung des Brennpunktes erreicht. D.h., der Bau­ raum wird hierdurch drastisch verkürzt.

Je nach Lampentyp ist die Linse dabei zur Lichtquelle hin konkav überkrümmt oder konvex überkrümmt.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann auf der zur Lichtquelle zugewandten Seite ein prismatischer Körper im Strahlengang zusätzlich mit angeordnet sein.

Ebenfalls sind verschiedene Schliffe auf der der Lampe zugewandten Seite der Linse mög­ lich. Hier kann beispielsweise auch eine Linse vom asymmetrischen Scheinwerfertyp ent­ sprechend ausgestaltet werden. Auch hierbei ist im Verständnis der Erfindung die Linse dennoch entsprechend überkrümmt. Es sind weitere Ausgestaltungen möglich, die weiter unten noch beschrieben werden. In erfindungsgemäßer Ausgestaltung kann die Beleuch­ tungseinrichtung als Lampeneinheit eine entsprechend in den Abmessungen standardisier­ te Standardlampeneinheit sein, bei welcher Lampe, Lampensockel, Reflektor sowie Linse mit Linsenhalterung, zu einer zusammenhängenden Baueinheit zusammengefaßt sind. Die Überkrümmung der Linse ist dabei derart ausgestaltet, daß die Linse mit einem Außen­ durchmesser von D 1 = X auf einem Standardsockel mit einem üblicherweise mit einem Außendurchmesser von D 2 = 2/3 X angebracht ist.

In einem Ausführungsbeispiel heißt das, daß ein Linsenaußendurchmesser von 60 mm ge­ wählt wird, dieselbe aber erfindungsgemäß derart überkrümmt ist, daß sie auf eine 40 mm Lampeneinheit paßt.

Insgesamt ist damit erreicht, daß ein Scheinwerfer mit großer Lichtaustrittsöffnung nicht wie im Stand der Technik üblich, einen längeren Bauraum, sondern einen kurzen Bauraum be­ nötigt.

Die Überkrümmung ist dabei, wie oben bereits ausgeführt, so gewählt, daß sie den Strah­ lengang effektiv vergrößert.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 Lampe mit überkrümmter Linse,

Fig. 2 Sequenz mit 4 Linsenformen.

Fig. 1 zeigt die Lampe bzw. die Grundelemente des Scheinwerfers mit der entsprechend erfindungsgemäß gekrümmten Linse. Die Lampe 1, beispielsweise in Form einer Endla­ dungslampe, ist dabei möglichst im Fokus des Reflektors 2 angeordnet. Der Reflektor 2 ist parabolisch ausgestaltet und weist eine zentrale Öffnung auf, durch die die Lampe 1 hin­ durchgeschoben ist.

Davor ist die Linse 3 mit ihrer deutlichen Überkrümmung dargestellt. Sämtliche Elemente sind auf einem Haltesockel 4 angeordnet, der die besagten Teile zu einer gemeinsamen Baueinheit verbindet.

Die gesamte Baueinheit ist dabei wiederum in einem hier nicht weiter dargestellten Lam­ pengehäuse angeordnet.

Die Linse 3 ist hierbei zur Lampe 1 hin deutlich konkav überkrümmt. Dies hat zur Folge, daß sich der Strahlengang effektiv vergrößert. Dies hat dann, wie oben bereits ausgeführt, die Konsequenz, daß die Linse 3 mit großer lichtemittierender Fläche auf einem Haltesockel 4 mit relativ kleinen, d. h., im Strahlengang kurzen Abmessungen, hinreichend ist. Die Über­ krümmung muß natürlich durch einen entsprechenden Schliff in der Linse in optisch übli­ chem Sinne berücksichtigt werden. Dabei kann außerdem bspw. in die konkave Seite der Linse oder davor ein prismatischer Glaskörper (hier nicht weiter dargestellt) eingebracht sein.

Fig. 2 zeigt eine Sequenz von verschiedenen Linsenformen. Dabei sind vier verschiedene Linsenformen untereinander dargestellt. Die obere Abbildung zeigt eine überkrümmte Linse mit einer zur Lampe zugewandten deutlichen Konkavkrümmung.

Das darunterliegende Beispiel zeigt eine überkrümmte Linse, welche auch bikonvex aus­ gebildet sein kann. Die Überkrümmung kommt durch eine entsprechend starke Krümmung der nach außen weisenden Fläche zustande.

Die nachfolgende Abbildung zeigt eine asymmetrische Linse, zur Verwendung in einem asymmetrischen Projektionsscheinwerfer. Hierzu enthält die der Lampe zugewandte Innen­ seite der Linse zwei Bereiche mit getrenntem Konkavschliff. Auch hier ist die deutliche Überkrümmung an der stark gekrümmten Außenseite der Linse zu erkennen.

Darüber hinausgehend kann die Linse, unabhängig, ob sie auf der Innenfläche konvex oder konkav gekrümmt ist, weitergehende Konturen wie einen Wellen- oder sogenannten Wal­ zenschliff erhalten.

Insgesamt enthalten alle Ausführungsbeispiele das Kernmerkmal der überkrümmten Linse, die eine effektive Verlängerung des Strahlenganges bewirkt. Dadurch kann die gesamte Lampeneinheit kompakt gebaut werden und berücksichtigt damit den oftmals nur geringen verfügbaren Bauraum in Kraftfahrzeugen.

Claims (8)

1. Beleuchtungseinrichtung insbesondere einen Scheinwerfer nach dem Projektionsprin­ zip, welches in Kraftfahrzeugen eingesetzt wird und im wesentlichen aus einer Licht­ quelle, einem Reflektor sowie einer Linse besteht, welche in einem Lampengehäuse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (3) überkrümmt ist.

2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (3) zur Lichtquelle hin konkav überkrümmt ist.

3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (3) zur Lichtquelle konvex überkrümmt ist.

4. Beleuchtungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überkrümmung der Linse (3) derart bemessen ist, daß bei großer lichtemittierender Fläche ein kleiner Bauraum insgesamt benötigt wird, welcher durch eine effektive Verlängerung des Strahlenganges erfolgt.

5. Beleuchtungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der zur Lichtquelle zugewandten Seite ein prismatischer Körper in dem Strah­ lengang angeordnet ist.

6. Beleuchtungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Lichtquelle zugewandte Seite der Linse (3) walzenförmig bzw. wellenförmig geschliffen ist.

7. Beleuchtungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Lichtquelle zugewandte Seite der Linse asymmetrisch geschliffen ist.

8. Beleuchtungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bis auf die Linse (3) als Lampeneinheit eine Standardlampeneinheit verwendet wird, bei welcher Lampe, Lampensockel, Reflektor sowie Linse und Linsenhalterung zu einer zusammenhängenden Baueinheit zusammengefaßt sind, und daß die Über­ krümmung der Linse derart ausgestaltet ist, daß die Linse mit einem Außendurchmes­ ser D 1 = X auf einem Standardsockel mit einem üblicherweise verwendeten Linsen­ durchmesser von D 2 = 2/3 X angebracht ist.