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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Kraftfahrzeugscheinwerfer.
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Herkömmlicherweise erzeugen der linke und der rechte Scheinwerter eines Kraftfahrzeugs identische Lichtbündel, die in einem Abstand vom Fahrzeug im wesentlichen übereinander angeordnet sind.
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So besitzen auf einem genormten Projektionsschirm in 25 Meter Entfernung die beiden Lichtbündel jeweils Bündelungsflecken, die sich miteinander verbinden, wobei sich die seitlichen Grenzen dieser Lichtbündel weitgehend überlagern.
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Dies gilt insbesondere für die Abblendlichtbündel und die Fernlichtbündel, wobei diese Überlagerung durch den Umstand bedingt ist, daß die optischen Achsen der Spiegel der zwei Scheinwerfer beide im wesentlichen parallel zur vertikalen Längsebene des Fahrzeugs verlaufen.
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Aus der
FR 764 922 A ist ein Satz aus einem linken und rechten Kraftfahrzeugscheinwerfer bekannt, wobei jeder Scheinwerfer einen mit einer Lichtquelle verbundenen Spiegel und eine Abdeckscheibe umfasst, der linke und der rechte Scheinwerfer ein linkes bzw. ein rechtes Lichtbündel erzeugen können, die horizontal gestreut sind und jedes Lichtbündel links bzw. rechts eine Grenzzone aufweist.
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Aus der
FR 2 639 888 A1 ist ein Scheinwerfer bekannt, der links und rechts Grenzzonen aufweist, die bezogen auf die Fahrbahnachse asymmetrisch sind.
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1 der beigefügten Zeichnungen zeigt den Frontbereich eines modernen Kraftfahrzeugs. Darin ist insbesondere festzustellen, daß die Karosserie C und die Abdeckscheiben Gg und Gd der beiden Scheinwerfer links und rechts Pg und Pd gewölbten und zu den Seiten des Fahrzeugs hin fliehenden Linien folgen.
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Wie veranschaulicht, führt dies zur Verwendung von Spiegeln Mg bzw. Md, die eine erhebliche Tiefe auf der Innenseite und eine verringerte Tiefe auf der Außenseiten aufweisen. Aus dieser Vorgabe ergeben sich zwei Hauptprobleme. Das erste Problem besteht in der Schwierigkeit, an jedem Scheinwerfer eine große Streuung zur entgegengesetzten Seite der Fahrbahn zu erzeugen, wobei die Tiefe des auf der Innenseite angeordneten Teils des Spiegels die Ausbreitung von stark geneigten Lichtstrahlen behindern kann.
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Die andere Schwierigkeit besteht in einer Verringerung des durch den Spiegel aufgefangenen Lichtstroms, insoweit der äußere Teil des Spiegels eine sehr begrenzte Tiefe aufweist.
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Indem nun auf 2 Bezug genommen wird, dürfte verständlich sein, daß die Geometrie der Scheinwerfer, wie sie in 1 veranschaulicht ist, diese besonders dazu befähigen könnte, Lichtbündel zu erzeugen, die in der Breite stärker nach außen als nach innen gestreut sind, wie dies durch die in 2 dargestellten Strahlenverläufe veranschaulicht ist.
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Durch Schwenken des Lichtbündels des linken Scheinwerfers nach links und des Lichtbündels des rechten Scheinwerfers nach rechts würde sich daher ein breiteres Gesamtlichtbündel ergeben, ohne daß sich die üblichen Konstruktionsschwierigkeiten einstellen, die auftreten, sobald versucht wird, die Breite eines Lichtbündels zu vergrößern (Erscheinungen mit Ablenkung der Glühfadenbilder nach unten, wenn auf einer geneigten Abdeckscheibe Rillen aufgebracht sind, Inhomogenitätserscheinungen, wenn mehrere Reflektorzonen Lichtbündelteile mit unterschiedlichen Breiten erzeugen, die vermischt werden müssen, um das Gesamtlichtbündel zu erzeugen).
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Unter Bezugnahme auf 3 würde jedoch ein Problem, das sich aus einer solchen seitlichen Lichtbündelverlagerung ergäbe, darin bestehen, daß sich die beiden Lichtbündel Fg und Fd nur sehr unvollständig vermischen würden, wobei vor allem die seitliche Grenze auf der Innenseite jedes Lichtbündels, die sich an die Fahrbahnachse annähert, einen ausgeprägten Sprung (Bezugsbuchstabe S) in der Beleuchtungsstärke des Gesamtlichtbündels erzeugen würde, was absolut unerwünscht ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Begrenzungen des Stands der Techniks zu beseitigen und ein Scheinwerferpaar mit einem linken und rechten Kraftfahrzeugscheinwerfer vorzuschlagen, die sich verbinden, um ein breites Lichtbündel zu erzeugen, ohne jedoch Inhomogenitätsprobleme in dieser Verbindung zu verursachen.
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Dazu schlägt die vorliegende Erfindung einen Satz aus einem linken und rechten Kraftfahrzeugscheinwerfer vor, wobei jeder Scheinwerfer einen mit einer Lichtquelle verbundenen Spiegel und eine Abdeckscheibe umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der linke und der rechte Scheinwerfer ein linkes bzw. ein rechtes Lichtbündel erzeugen können, die horizontal gestreut sind, wobei jedes Lichtbündel links und rechts eine unscharfe Grenzzone aufweist, wobei die besagten Grenzzonen asymmetrisch bezogen auf die Fahrbahnachse ausgebildet sind, daß die linke Grenzzone des linken Lichtbündels im Verhältnis zur linken Grenzzone des rechten Lichtbündels winklig nach links versetzt ist und daß die rechte Grenzzone des rechten Lichtbündels im Verhältnis zur rechten Grenzzone des linken Lichtbündels winklig nach rechts versetzt ist.
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Nach bevorzugten, aber nicht einschränkenden Aspekten des erfindungsgemäßen Scheinwerfersatzes ist folgendes vorgesehen:
- – Der Spiegel jedes Scheinwerfers umfaßt eine Mehrzahl von Zonen mit glatten reflektierenden Oberflächen, die seitlich nebeneinander angeordnet und durch Übergangslinien mit Steigungsunterbrechung begrenzt sind, wobei mindestens eine dieser Zonen das Licht horizontal zwischen zwei Extrema streuen kann, die sich in unmittelbarer Nähe der besagten Übergangslinien ergeben, wobei sich das Extremum der horizontalen Streuung jeder Zone im Zuge einer Bewegung entlang der betreffenden Übergangslinie fortschreitend verändert.
- – Die horizontalen Erzeugenden können eine Streuung durch Divergenz herbeiführen.
- – Die horizontalen Erzeugenden der verschiedenen Zonen und die Position ihrer Übergangslinien sind so beschaffen, daß sich von der Mitte zu den Seitenrändern des Spiegels die Extrema der horizontalen Streuung fortschreitend verringern.
- – Die horizontale Streuung mit asymmetrischen Grenzzonen wird durch eine Bodenzone des Spiegels jedes Scheinwerfers herbeigeführt.
- – Mindestens eine Randzone jedes Spiegels kann einen im wesentlichen in der Fahrbahnachse konzentrierten Lichtbündelteil erzeugen, wobei sich die durch die zwei Scheinwerfer erzeugten konzentrierten Lichtbündelteile im wesentlichen vor dem Fahrzeug überlagern.
- – Die Lichtquelle jedes Scheinwerfers ist durch eine axial in einer Lampenöffnung des Spiegels eingesetzte Lampe definiert, wobei die Achsen der besagten Lampen und der besagten Lampenöffnungen des linken und des rechten Scheinwerfers jeweils schräg nach außen im Verhältnis zur Längsachse des Fahrzeugs geneigt sind.
- – Die Bodenzone jedes Spiegels ist im allgemeinen symmetrisch bezogen auf die Schrägachse der zugehörigen Lampe und Lampenöffnung angeordnet.
- – Mindestens eine Randzone jedes Spiegels weist eine im wesentlichen parabolische horizontale Erzeugende mit einer zur Längsachse des Fahrzeugs in etwa parallelen Achse auf.
- – Jeder Spiegel ist durch Spritzgießen von Kunststoff entlang einer Entformungsachse ausgeführt, die der Achse der Lampe und der Lampenöffnung entspricht.
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Die Erfindung kommt hauptsächlich, aber nicht ausschließlich, bei Abblendscheinwerfern und bei Nebelscheinwerfern sowie gegebenenfalls bei Fernlicht-Breitstrahlern zur Anwendung.
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Weitere Aspekte, 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 beigefügten Zeichnungen angeführt wird. Darin zeigen im einzelnen:
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1 eine schematische Veranschaulichung eines Kraftfahrzeugscheinwerferpaars nach dem bisherigen Stand der Technik;
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2 eine mögliche Variante dieses Scheinwerferpaars in bezug auf die horizontale Lichtverteilung;
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3 eine schematische Veranschaulichung des Verlaufs der durch die beiden Scheinwerfer von 2 erzeugten Lichtbündel auf einem Projektionsschirm;
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4 eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung der Konstruktion eines Scheinwerferspiegels gemäß der vorliegenden Erfindung;
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5 eine axiale Horizontalschnittansicht zur Veranschaulichung eines Teils des hergestellten Spiegels;
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6 eine Rückansicht eines Beispiels zu einem erfindungsgemäß konstruierten Spiegels;
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7 eine Projektionsansicht in der horizontalen Ebene zur Veranschaulichung des optischen Verhaltens einer Mittelzone eines erfindungsgemäß konstruierten Spiegels;
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8 eine schematische axiale Horizontalschnittansicht eines linken Scheinwerfers nach einer ersten konkreten Ausführungsform der Erfindung;
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9 eine schematische axiale Horizontalschnittansicht eines linken Scheinwerfers nach einer zweiten konkreten Ausführungsform der Erfindung;
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10 eine Veranschaulichung des optischen Verhaltens eines erfindungsgemäßen linken Scheinwerfers anhand einer Menge von Isocandela-Kurven;
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11 eine Veranschaulichung des optischen Verhaltens eines erfindungsgemäßen rechten Scheinwerfers anhand einer Menge von Isocandela-Kurven;
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12 eine Veranschaulichung des optischen Verhaltens des erfindungsgemäßen Satzes aus einem linken und rechten Scheinwerfer anhand einer Menge von Isocandela-Kurven.
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Zunächst wird auf 4 Bezug genommen, in der ein orthonormales Bezugssystem veranschaulicht ist, wobei 0X horizontal und senkrecht zur optischen Achse verläuft, 0Y die optische Achse und 0Z vertikal angeordnet ist.
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Zur Ausführung einer bevorzugten Form eines erfindungsgemäßen Spiegels werden eine Mehrzahl von reflektierenden Zonen einzeln definiert, die seitlich nebeneinander angeordnet sind, das heißt, die durch Grenzlinien begrenzt werden, die sich zwischen der Ober- und Unterkante des Spiegels erstrecken.
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Die reflektierende Oberfläche Sn einer Zone Zn dieses Spiegels wird erzeugt, indem zunächst in Höhe dieser Zone eine horizontale Erzeugende GHn definiert wird, die so konzipiert ist, daß sie eine vorbestimmte seitliche Streuung des Lichts herbeiführt, die zwischen zwei Grenzen enthalten ist. Diese horizontale Erzeugende kann insbesondere ein Hyperbelabschnitt, ein Ellipsenabschnitt oder auch eine Strecke usw. sein.
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Die reflektierende Oberfläche wird ausgehend von dieser Erzeugenden so konstruiert, daß sie in ihren vertikalen Abschnitten eine Defokussierung aufweist. Unter Defokussierung ist hier die Positionsänderung des Ortes zu verstehen, von dem aus ein abgegebener Strahl in einer horizontalen Ebene parallel zur Achse 0Y des Spiegels reflektiert wird. So weist in 4 die obere Hälfte der Oberfläche Sn einen ”oberen Brennpunkt” Fhn auf, der vom Brennpunkt F der zu Vergleichszwecken mit gestrichelten Linien dargestellten rein parabolischen Abschnitte Pn, Pn' verschieden ist, während ihre untere Hälfte einen ”unteren Brennpunkt” Fbn aufweist, der ebenfalls von F verschieden ist. Unter ”oberer Defokussierung” ist der entlang der Achse 0Y gemessene Abstand zwischen dem Brennpunkt F und dem ”oberen Brennpunkt” Fh zu verstehen, während die ”untere Defokussierung” dem Abstand zwischen F und Fb entspricht.
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Die alle auf den Namen der Anmelderin eingereichten Patentanmeldungen
FR-A-2 536 503 ,
FR-A-2 602 305 ,
FR-A-2 609 148 ,
FR-A-2 639 888 ,
FR-A-2 664 677 beschreiben insbesondere Oberflächen, die die vorgenannte Defokussierung aufweisen, wobei der Fachmann daraus die erforderlichen Lehren ableiten kann.
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Die reflektierende Oberfläche Sn, die sich in der Zone Zn ergibt, ist somit eine Oberfläche, die Bilder der Lichtquelle (insbesondere eines allgemein zylindrischen Glühfadens) erzeugen kann, die sich alle unterhalb einer Hell-Dunkel-Grenze befinden, wobei sie gleichzeitig eine kontrollierte Streuung der Bilder unterhalb dieser Hell-Dunkel-Grenze herbeiführt, während die horizontale Erzeugende vorzugsweise so gewählt wird, daß diese Streuung außerdem homogen ausfällt. Wenn die Defokussierung darüber hinaus so beschaffen ist, daß sich die oberen und unteren Brennpunkte Fhn und Fbn der oberen und unteren vertikalen Abschnitte der Oberfläche am hinteren Ende bzw. am vorderen Ende der Lichtquelle befinden, dann sind die Bilder im wesentlichen unterhalb und dicht an der Hell-Dunkel-Grenze ausgerichtet.
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In einem Grenzfall kann die Defokussierung auf Null gebracht werden, wobei die vertikalen Abschnitte in diesem Fall Parabeln mit dem Brennpunkt F oder auch mit einem im Verhältnis zu F versetzten Brennpunkt sind. Dieser Ansatz ist vor allem für Fernlichtbündel anwendbar.
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Die Konstruktion eines erfindungsgemäßen Spiegels erfolgt in aufeinanderfolgenden Schritten, wozu nun auf 5 Bezug genommen wird. Zunächst wird eine der Zonen des Spiegels nach der vorstehend erläuterten Vorgehensweise definiert. Dabei handelt es sich vorzugsweise um die Zone, die den Boden des Spiegels einnimmt, wobei die Parameter, und zwar hauptsächlich die Form der horizontalen Erzeugenden und die oberen und unteren Defokussierungen der vertikalen Abschnitte der reflektierenden Oberfläche, in Abhängigkeit von der Größe des Spiegels und von der angestrebten Photometrie für den breiten Teil des Lichtbündels definiert werden.
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Anschließend werden nach einem wesentlichen Aspekt der Erfindung die angrenzenden Zonen, links und rechts neben der Bodenzone, mit ihren eigenen Parametern (auch hier hauptsächlich die Form der horizontalen Erzeugenden sowie die oberen und unteren Defokussierungen ihres vertikalen Abschnitts) einerseits in Abhängigkeit von der angestrebten Positionierung des durch diese Zonen abgestrahlten Lichts sowie andererseits und vor allem so definiert, daß die reflektierende Oberfläche dieser angrenzenden Zonen die reflektierende Oberfläche der Bodenzone entlang einer Übergangslinie schneidet, die zwei wesentliche Merkmale aufweist:
- – Einerseits muß sie sich von oben nach unten zwischen der Ober- und Unterkante des Spiegels erstrecken.
- – Andererseits darf die durch jede der reflektierenden Oberflächen in Höhe dieser Übergangslinie herbeigeführte seitliche Ablenkung nicht konstant sein, sondern sie muß sich vielmehr gleichmäßig entlang dieser Linie verändern.
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5 veranschaulicht genau den Fall, in dem anfänglich eine reflektierende Oberfläche S1 definiert wurde, die dazu bestimmt ist, eine Bodenzone Z1 des Spiegels 20 zu definieren, und deren reflektierende Oberfläche auf einer horizontalen Erzeugenden GH1 mit entsprechenden oberen und unteren Defokussierungen Fh1 und Fb1 beruht.
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Anschließend wird die reflektierende Oberfläche S2 einer Zone Z2 definiert, wobei diese Oberfläche auf einer horizontalen Erzeugenden GH2 beruht und obere und untere Defokussierungen Fh2 und Fb2 besitzt.
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Wie verständlich sein dürfte, kann insbesondere durch eine Veränderung der Position der horizontalen Erzeugenden GH2 entlang der Achse 0Y bewirkt werden, daß sich in der Ebene X0Y die zwei reflektierenden Oberflächen in einem Punkt schneiden, der einen ganz bestimmten Wert X12 besitzt, um die gemeinsame Grenze der zwei Zonen Z1 und Z2 in eben dieser Ebene zu definieren. Insoweit die anderen Parameter der Zone Z2 innerhalb sinnvoller Grenzen bleiben, schneiden sich die beiden Zonen entlang einer Übergangslinie LT12, die durch den Wert X12 in Höhe der Schnittebene X0Y verläuft und sich an die Ober- und Unterkante des Spiegels anschließt.
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Nach einem anderen wichtigen Aspekt der Erfindung wird der exakte Verlauf der Übergangslinie LT zwischen den Zonen Z1 und Z2 auf der Höhe des Spiegels konstruiert, indem die Werte der oberen und unteren Defokussierungen in jeder dieser Zonen entsprechend verändert werden.
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Dazu können mehrere, hauptsächlich zwei, Ansätze zugrundegelegt werden:
- – Der erste Ansatz besteht darin, den oberen und unteren Brennpunkt Fh bzw. Fb des oberen und unteren Teils der reflektierenden Oberfläche so zu verändern, daß sie zwei identische erste Positionen für die Gesamtheit einer der Zonen und zwei identische, aber von den ersten Positionen verschiedene zweite Positionen für die Gesamtheit der anderen Zone aufweisen. Dadurch wird mit zunehmender Entfernung von der Ebene X0Y nach oben und nach unten eine kontrollierte fortschreitende Biegung der Übergangslinie LT12 nach links oder nach rechts ermöglicht, wenn diese Übergangslinie in der Projektion auf die vertikale Ebene X0Z betrachtet wird.
- – Der zweite Ansatz besteht darin, daß die Position des oberen und unteren Brennpunktes nicht mehr Zone für Zone, sondern kontinuierlich innerhalb ein und derselben Zone verändert wird. Dadurch kann man die Tiefenversetzungen einer Zone im Verhältnis zu ihren beiden Nachbarzonen unabhängig voneinander verändern und demzufolge die entsprechenden Übergangslinien unabhängig voneinander biegen. Die Entwicklung der oberen und/oder unteren Brennpunkte innerhalb ein und derselben Zone ist vorzugsweise so beschaffen, daß sich die Defokussierung in Abhängigkeit vom X-Wert linear verändert.
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Darüber hinaus ist festzustellen, daß jeder Übergang zwischen Zonen, der durch den Schnitt von zwei einander im allgemeinen nicht berührenden Oberflächen ausgeführt ist, keine Diskontinuität nullter Ordnung zwischen den reflektierenden Oberflächen der beiden Zonen erzeugt, sondern es besteht in seiner Höhe eine Biegung, die es dem Betrachter bei ausgeschaltetem Scheinwerfer ermöglicht, die verschiedenen Zonen deutlich zu unterscheiden, was sich in ästhetischer Hinsicht als interessant erweist.
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Im übrigen ist festzustellen, daß dank der an den Defokussierungen vorgenommenen Veränderungen die Übergangslinie LT12 zwischen den Zonen Z1 und Z2 in der Regel einem mehr oder weniger krummen und gewundenen Verlauf folgt, der die Eigenschaft aufweist, daß er nicht mit einer Linie gleicher Seitenablenkung der Zone Z1 oder mit einer Linie gleicher Seitenablenkung der Zone Z2 zusammenfällt. Daraus folgt, daß sich die Breite jeder Zone in Abhängigkeit vom Z-Wert fortschreitend verändert und daß sich die in Höhe der Übergangslinie LT12 herbeigeführte maximale seitliche Streuung fortschreitend verändert, wenn man sich entlang dieser Linie bewegt. Dadurch wird das Phänomen einer abrupten Unterbrechung des durch jede der Zonen des Spiegels erzeugten Lichtbündelteils vermieden, das einen klassischen Nachteil der Spiegel mit projizierten zylindrischen Rillen darstellt. Dadurch wird ein Lichtbündel mit unscharfen seitlichen Grenzen erzeugt.
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Des weiteren ist zu beachten, daß durch eine entsprechende Veränderung der Position der Übergangslinien, die eine gegebene Zone begrenzen, die Streuung des Lichts entweder nach links oder nach rechts auf einfache Weise stärker betont werden kann, wobei die Streuung zu einer gegebenen Seite hin umso schwächer ausfällt, je mehr die betreffende Übergangslinie eine Verringerung der Breite der Zone entlang der Achse 0X bewirkt, während sie umgekehrt stärker ausfällt, wenn die Übergangslinie so beschaffen ist, daß sich die Breite der Zone vergrößert.
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Darüber hinaus führt die Veränderung der oberen und unteren Defokussierungen naheliegenderweise zu einem Versatz der Position der Bilder des Glühfadens auf dem Projektionsschirm entweder nach oben oder nach unten. In dem Fall, in dem das zu bildende Lichtbündel eine gegebene Hell-Dunkel-Grenze einhalten muß, werden die Veränderungen der Defokussierungen natürlich so gewählt, daß diese Hell-Dunkel-Grenze weiterhin eingehalten und mit einer gewissen Schärfe definiert wird. In den anderen Fällen kann diese kontrollierte Defokussierung genutzt werden, um die Lichtverteilung in Richtung der Dicke des Lichtbündels einzustellen.
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Die Konstruktion des Spiegels wird fortgesetzt, indem nach dem gleichen Verfahren wie zuvor eine an die Zone Z2 angrenzende Zone Z3 definiert wird, die so parametriert ist, daß sich eine gebogene Übergangslinie LT23 ergibt, die sich bei dem gewünschten X-Wert in der Ebene X0Y erstreckt.
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Diese Schritte können für so viele Zonen wie notwendig im linken und rechten Teil des Spiegels wiederholt werden.
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Die Erfindung ermöglicht dadurch die Ausführung eines Spiegels, bei dem verschiedene seitlich nebeneinander angeordnete Zonen so parametriert werden können, daß mit großer Flexibilität unterschiedliche Lichtbündelteile geschaffen werden, um die Formgebung des endgültigen Lichtbündels zu vereinfachen und zugleich eine reflektierende Oberfläche ohne Diskontinuitäten nullter Ordnung zu erhalten, die, wie hinreichend bekannt ist, optische Fehler verursachen, wobei außerdem eine Oberfläche entsteht, deren Aussehen bei ausgeschaltetem Scheinwerfer dem in ästhetischer Hinsicht interessanten Aussehen eines Spiegels mit windschiefen und breiten Rillen entspricht.
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Da die gesamte Formgebung des Lichtbündels am Spiegel erfolgt, kann die (nicht dargestellte) Abdeckscheibe des Scheinwerfers vollständig glatt sein oder nur optisch umwirksame oder praktisch unwirksame Designelemente umfassen.
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Um eine bessere Anpassung an die Geometrie der Scheinwerferumgebung herbeizuführen (Seitenteile zur Abdeckung eines zu breiten Lichtbündels, Abdeckscheibenfuß, der optische Fehler verursachen könnte, usw.), ist im übrigen vorteilhafterweise vorgesehen, daß die horizontalen Erzeugenden der mittleren Zonen des Spiegels so beschaffen sind, daß diese Zonen eine erhebliche Streuung des Lichts bewirken, um dem Lichtbündel seine Breite anhand von großen Bildern der Lichtquelle zu geben, während die seitlichen Zonen des Spiegels hingegen horizontale Erzeugende mit geringer Streuung des Lichts besitzen, um den zentralen Lichtbündelungsfleck des Lichtbündels anhand von kleineren Bildern des Glühfadens herbeizuführen, wobei die Zwischenzonen ihrerseits eine mittlere seitliche Streuung bewirken. Mit anderen Worten: Die horizontalen Erzeugenden der verschiedenen Zonen sind vorzugsweise umso weiter von Parabeln entfernt, je näher die Zone am Mittelpunkt des Spiegels liegt.
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6 veranschaulicht einen Spiegel eines europäischen Abblendscheinwerfers, der gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist.
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Er umfaßt sechs Zonen, die entsprechend der vorstehenden Beschreibung konzipiert sind, und zwar von links nach rechts:
- – eine linke Randzone Za, deren Oberfläche so beschaffen ist, daß sie die Bilder der Lichtquelle unterhalb und dicht an einer um 15° oberhalb der Horizontalen geneigten Hell-Dunkel-Grenze ausrichten kann,
- – eine erste Zwischenzone Zb,
- – eine Bodenzone Zf,
- – eine zweite Zwischenzone Zc,
- – zwei Randzonen Zd, Ze.
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Die Zonen Zb und Zf besitzen ihrerseits Oberflächen, die die Bilder des Glühfadens unterhalb und in die Nähe einer nicht geneigten Hell-Dunkel-Grenze bringen können.
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Dabei ist festzustellen, daß sich das eingesetzte Verfahren zur Konstruktion der linken Randzone Za von dem zur Konstruktion der anderen Zonen eingesetzten Verfahren durch eine einfache Drehung des zugrundegelegten orthonormalen Bezugssystems um 15° unterscheidet.
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In dieser Ausführung fällt die durch die verschiedenen Zonen herbeigeführte seitliche Streuung umso geringer aus, je weiter die Zone seitlich von der optischen Achse entfernt ist.
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Nach einem wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird mit mindestens einer der Zonen des Spiegels, vorzugsweise mit der Bodenzone Zf, eine Lichtstreuung ausgeführt, die bezogen auf die Achse 0y des Scheinwerfers nicht symmetrisch ist.
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So veranschaulicht 7 den auf einen linken Scheinwerfer abgestimmten Fall, in dem die durch die Zone Zf herbeigeführte seitliche Streuung so beschaffen ist, daß eine maximale seitliche Streuung nach links (Winkel αg) deutlich größer als die maximale seitliche Streuung nach rechts (Winkel ad) ausfällt. Und aufgrund der spezifischen Konstruktion des Spiegels dürfte außerdem verständlich sein, daß diese Zone Zf einen breiten Lichtbündelteil mit unscharfen seitlichen Grenzen erzeugt.
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8 veranschaulicht eine erste konkrete Ausführungsform eines linken Scheinwerfers eines erfindungsgemäßen Scheinwerferpaars.
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Er umfaßt eine Lampe 11 mit einem Glühfaden 10, einen Spiegel 20 und eine stark abgeschrägte Abdeckscheibe 30, die sich an die Wölbung der Frontpartie des Fahrzeugs anpaßt.
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Der gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgeführte Spiegel 20 umfaßt eine Bodenzone Z1, die eine erhebliche seitliche Streuung des Lichts zwischen verschiedenen Winkelgrenzen αg und αd herbeiführen kann, zwei Zwischenzonen Z2g und Z2d, die eine mittlere seitliche Streuung bewirken, die bezogen auf 0Y symmetrisch sein kann oder nicht, sowie schließlich zwei Randzonen Z3g und Z3d, die ein in der Achse relativ gebündeltes Licht erzeugen und von denen mindestens eine, vorzugsweise die ausgedehnteste Zone Z3d, wie weiter oben beschrieben, in der Lage ist, einen Lichtbündelteil zu erzeugen, der sich unterhalb der geneigten Hell-Dunkel-Teilgrenze des genormten europäischen Lichtbündels befindet.
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Dank dieser Konstruktion des Spiegels wird eine bessere Komplementarität zwischen dem Spiegel und der Abdeckscheibe gewährleistet, deren Lichtaustrittsfenster zur Seite hin offen ist.
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Der (nicht dargestellte) rechte Scheinwerfer ist nach dem gleichen Prinzip konstruiert und unterscheidet sich vom linken Scheinwerfer im wesentlichen dadurch, daß die Bodenzone Z1 seines Spiegels, sowie gegebenenfalls die Zwischenzonen Z2g, Z2d, eine seitliche Streuung des Lichts bewirkt, die ebenfalls asymmetrisch bezogen auf die Achse 0Y ausfällt, wobei jedoch die Streuung zur rechten Seite verstärkt ist. Ein weiterer Unterschied zwischen dem linken Scheinwerfer und dem rechten Scheinwerfer kann darin bestehen, daß der durch die geneigte Hell-Dunkel-Teilgrenze begrenzte Lichtbündelteil durch die Zone Z3d im Falle des linken Scheinwerfers und durch die Zone Z3g, die ausgedehnter als die Zone Z3d ist, im Falle des rechten Scheinwerfers erzeugt wird.
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9 veranschaulicht eine andere konkrete Ausführungsform eines linken Scheinwerfers gemäß der vorliegenden Erfindung.
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In diesem Fall besitzt der Spiegel eine Hauptachse 0'Y' und eine Sekundärachse 0Y.
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Die Hauptachse 0'Y' verläuft leicht schräg zur Seite, wie veranschaulicht, wobei die Lampe 11 entlang dieser Hauptachse im Spiegel eingesetzt ist.
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Wenn daher eine Bodenzone Z1 ausgeführt wird, die symmetrisch bezogen auf die schräge Achse 0'Y' verläuft (dazu genügt es einfach, diese gemeinsame Achse als Referenzachse bei der Konstruktion der Oberfläche zu verwenden), dann fällt die seitliche Streuung, die durch diese Zone erzeugt wird, asymmetrisch bezogen auf die Achse 0Y aus, was genau dem angestrebten Ziel entspricht.
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Dabei gilt im einzelnen: Wenn δ die Neigung der Achse 0'Y' bezogen auf die Achse 0Y und β der Halbwinkel der herbeigeführten horizontalen Streuung bezogen auf die Achse 0'Y' der Zone Z1 ist, dann ergibt sich für die seitliche Streuung bezogen auf die Fahrbahnachse:
nach links: αg = β + δ,
nach rechts: αd = β – δ.
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Die Zonen Z3g und Z3d werden ihrerseits unter Zugrundelegung eines Bezugssystems, das die Achse 0Y als Referenzachse verwendet, mit horizontalen Erzeugenden konstruiert, die im wesentlichen parabolisch mit der Achse 0Y ausgeführt sind, damit sie in der Achse gebündeltes Licht erzeugen können.
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Was die Zwischenzonen Z3g und Z3d betrifft, so können sie in diesem Fall entweder ausgehend von der Achse 0'Y' oder von der Achse 0Y oder auch ausgehend von einer Achse mit Zwischenneigung konstruiert werden.
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In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß die Neigung oder Schrägstellung der Achse 0'Y', nach der die Lampe ausgerichtet ist und die die Entformungsrichtung des Spiegels bestimmt, wenn dieser als Formteil aus Kunststoff (typischerweise aus Thermplast) hergestellt wird, besonders vorteilhaft im Falle von stark geneigten Abdeckscheiben ist, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht.
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Im einzelnen und insbesondere, wenn für die Konstruktion des Spiegels kurze Brennweiten benutzt werden, um ein Maximum des Lichtstroms aufzufangen, weist der Teil des Spiegels, der auf der Innenseite des Fahrzeugs angeordnete Teil des Spiegels, der tiefer ausgeführt ist, normalerweise an seinem Ende in der Nähe der Abdeckscheibe eine relativ geringe Neigung bezogen auf die Achse einer herkömmlich angeordneten Lampe auf. Diese geringe Neigung kann Probleme im Zusammenhang mit der Entformung des Spiegels bei seiner Herstellung mit sich bringen, da die Verschiebungsrichtung der Form in dem vorgenannten Bereich im Verhältnis zu der durch die Form erzeugten Oberfläche nur schwach geneigt ist.
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Bei einer Ausrichtung der Achse der Lampe gemäß der in 9 veranschaulichten Darstellung wird die vorerwähnte Schwierigkeit deutlich verringert, da die Neigung des problematischen Teils des Spiegels im Verhältnis zur Entformungsrichtung dadurch vergrößert wird.
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Die 10 und 11 veranschaulichen jeweils durch eine Menge von Isocandela-Kurven den Verlauf der Lichtbündel, die durch einen linken Scheinwerfer bzw. durch einen rechten Scheinwerfer gemäß der Erfindung erzeugt werden.
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Dabei ist festzustellen, daß jedes Lichtbündel dank der äußeren Zonen des Spiegels einen Lichtbündelungsfleck in etwa in der Fahrbahnachse und eine gute Ausbildung der mit hHc bezeichneten genormten ”V”-förmigen Hell-Dunkel-Grenze in diesem Bereich aufweist.
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Außerdem ist festzustellen, daß der breite Teil des Lichtbündels in jedem Fall eine unterschiedliche seitliche Streuung aufweist, wobei der linke Scheinwerfer stärker nach links leuchtet, während der rechte Scheinwerfer stärker nach rechts leuchtet.
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Vor allem ist jedoch festzustellen, daß die seitlichen Grenzen dieses breiten Lichtbündelteils einen erheblichen Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Isocandela-Kurven aufweisen, was einer in Abhängigkeit vom horizontalen Streuungswinkel allmählich fortschreitenden Verringerung der Beleuchtungsstärke entspricht. Aus diesem Grund wird von einer ”unscharfen Grenze” gesprochen (In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß es sich bei den vorstehend in der Beschreibung der Scheinwerfer der 8 und 9 erwähnten Streuungswinkeln natürlich nicht um Winkel handelt, jenseits derer das Licht abrupt abbricht, sondern die Winkel werden durch unscharfe Grenzen erreicht, die für eine gegebene Beleuchtungsstärke gemessen werden).
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Diese beiden Lichtbündel können sich daher vor dem Fahrzeug einerseits mit einer guten Überlagerung der Hell-Dunkel-Grenzen und der Lichtbündelungsflecken der beiden Lichtbündel und andererseits mit einer völlig akzeptablen Homogenität des breiten Lichtbündelteils vermischen, wie dies in 12 zu erkennen ist, die das durch die zwei Scheinwerfer insgesamt erzeugte Lichtbündel veranschaulicht.
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Ein weiterer Vorteil des insgesamt erzeugten Lichtbündels besteht darin, daß seine seitlichen Grenzen ebenfalls unscharf sind, wodurch Störungen im Randsichtbereich des menschlichen Auges vermieden werden.
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Im übrigen ist festzustellen, daß sich der entlang der Hell-Dunkel-Teilgrenze Hc angeordnete Lichtbündelteil nicht übermäßig weit entlang dieser Hell-Dunkel-Teilgrenze fortsetzt, wodurch eine korrekte Ausleuchtung des Randstreifens der Fahrbahn ermöglicht wird, ohne die Fahrer der überholten Fahrzeuge durch die Außenrückspiegel dieser Fahrzeuge zu blenden, was ein herkömmliches Problem bei Lichtbündeln mit ”V”-förmiger Hell-Dunkel-Grenze darstellt.
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Es dürfte verständlich sein, daß die Erfindung eine sinnvolle Anwendung in allen Fällen findet, in denen das abgestrahlte Lichtbündel in der Breite relativ stark gestreut sein soll (hauptsächlich Abblendlicht, Nebellicht und gegebenenfalls Fernlicht).
