DE19916174A1 - Optikelement zur Anordnung an einer Abdeckscheibe eines Scheinwerfers für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Optikelement zur Anordnung an einer Abdeckscheibe eines Scheinwerfers für KraftfahrzeugeInfo
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Abstract
Das Optikelement (30) ist vorgesehen, um eine Anpassung des vom Scheinwerfer ausgesandten asymmetrische abgeblendeten Lichtbündels an eine andere Verkehrsart, das heißt Linksverkehr oder Rechtsverkehr, zu ermöglichen, als die Verkehrsart, das heißt Rechtsverkehr oder Linksverkehr, für die der Scheinwerfer ausgelegt ist. Das vom Scheinwerfer ausgesandte Lichtbündel weist auf der eigenen Verkehrsseite bei der Verkehrsart, für die der Scheinwerfer ausgelegt ist, eine größere Reichweite auf als auf der Gegenverkehrsseite. Das Optikelement (30) weist wenigstens ein optisches Profil (32) auf, durch das hindurchtretendes Licht nach unten abgelenkt wird. Das Optikelement (30) wird in einem Bereich der Abdeckscheibe (16) des Scheinwerfers angeordnet, durch den ein Teil des Lichtbündels hindurchtritt, der die größere Reichweite aufweist. Das bei an der Abdeckscheibe (16) angeordnetem Optikelement (30) durch den Scheinwerfer ausgesandte Lichtbündel weist auf beiden Verkehrsseiten etwa dieselbe Reichweite auf, so daß eine Blendung des Gegenverkehrs vermieden ist. Das Optikelement (30) ist als Folie aus lichtdurchlässigem Kunststoff ausgebildet und zur einfachen Befestigung an der Abdeckscheibe (16) selbstklebend ausgebildet.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Optikelement zur Anordnung
an einer Abdeckscheibe eines Scheinwerfers für
Kraftfahrzeuge nach der Gattung des Anspruchs 1.
Ein solches Optikelement ist durch die DE 30 13 040 A1
bekannt. Dieses Optikelement weist wenigstens ein optisches
Profil auf, durch das hindurchtretendes Licht abgelenkt
wird. Das Optikelement ist einstückig mit der Abdeckscheibe
ausgebildet und an der Innenseite der Abdeckscheibe
angeordnet. Durch den Scheinwerfer wird ein asymmetrisches
Lichtbündel ausgesandt, das auf einer Verkehrsseite eine
größere Reichweite aufweist als auf der anderen
Verkehrsseite. Der Scheinwerfer ist grundsätzlich für den
Einsatz für eine bestimmte Verkehrsart, das heißt für
Rechtsverkehr oder Linksverkehr, ausgelegt, wobei die
Reichweite des durch diesen ausgesandten Lichtbündels auf
der eigenen Verkehrsseite größer ist als auf der
Gegenverkehrsseite, so daß eine ausreichende Beleuchtung vor
dem Fahrzeug ohne Blendung des Gegenverkehrs erreicht ist.
Wenn das Fahrzeug mit dem Scheinwerfer jedoch vorübergehend
in einem Land mit anderer Verkehrsart betrieben wird, so
tritt hierbei eine Blendung des Gegenverkehrs auf, da in
diesem Fall das durch den Scheinwerfer ausgesandte
Lichtbündel auf der Gegenverkehrsseite die größere
Reichweite aufweist. Üblicherweise wird zur Vermeidung einer
Blendung des Gegenverkehrs in diesem Fall ein Teilbereich
der Abdeckscheibe, durch den der Teil des Lichtbündels mit
der größeren Reichweite hindurchtritt, mit einer
lichtundurchlässigen Folie verdeckt, so daß durch den
Scheinwerfer ein Lichtbündel ausgesandt wird, das auf beiden
Verkehrsseiten etwa dieselbe Reichweite aufweist. Nachteilig
hierbei ist, daß die durch das Lichtbündel bewirkte
Beleuchtung abgeschwächt wird. Darüberhinaus können sich
Probleme ergeben, wenn die Abdeckscheibe des Scheinwerfers
aus Kunststoff besteht, da es durch die Absorption des
Lichts durch die lichtundurchlässige Folie zu einer starken
Erwärmung der Abdeckscheibe und zu deren Beschädigung kommen
kann.
Das erfindungsgemäße Optikelement mit den Merkmalen gemäß
Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß das gesamte
Lichtbündel aus dem Scheinwerfer austreten kann, so daß kein
Lichtverlust und keine starke Erwärmung der Abdeckscheibe
auftritt.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen
Optikelements angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 4
ermöglicht eine Ausführung des Optikelements mit geringer
Dicke. Die Ausbildung gemäß Anspruch 6 ermöglicht eine
einfache Anpassung des Optikelements an die Abdeckscheibe.
Die Ausbildung gemäß Anspruch 7 ermöglicht eine einfache
Befestigung des Optikelements an der Abdeckscheibe.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Scheinwerfer mit
einer Abdeckscheibe in einem vertikalen Längsschnitt, Fig.
2 die Abdeckscheibe in einer Ansicht gemäß Pfeilrichtung II
in Fig. 1 mit einem an dieser angeordneten Optikelement,
Fig. 3 das Optikelement in einem Längsschnitt in
vergrößerter Darstellung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel, Fig. 4 das Optikelement in einem
Längsschnitt in vergrößerter Darstellung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel, Fig. 5 ein optisches Profil des
Optikelements in weiter vergrößerter Darstellung und Fig. 6
einen vor dem Scheinwerfer angeordneten Meßschirm bei
Beleuchtung durch das vom Scheinwerfer ohne und mit dem
Optikelement ausgesandte Lichtbündel.
Ein in Fig. 1 dargestellter Scheinwerfer ist an einem
Kraftfahrzeug angeordnet und dient wenigstens zur Erzeugung
des Abblendlichts. Das Kraftfahrzeug ist wie allgemein
üblich mit zwei Scheinwerfern ausgerüstet, die im
wesentlichen gleich ausgebildet sind, wobei nachfolgend nur
ein Scheinwerfer beschrieben wird und der andere
Scheinwerfer gleich ausgebildet ist. Der Scheinwerfer weist
einen Reflektor 10 auf, in den eine Lichtquelle 12
eingesetzt ist. Die Lichtquelle 12 kann eine Glühlampe oder
eine Gasentladungslampe sein. Der Reflektor 10 ist
verstellbar in einem Gehäuse 14 angeordnet, dessen
Lichtaustrittsöffnung mit einer lichtdurchlässigen Scheibe
16 abgedeckt ist. Die Abdeckscheibe 16 kann aus Glas oder
Kunststoff, insbesondere thermoplastischem Kunststoff wie
beispielsweise Polycarbonat (PC) oder Polymethylmethacrylat
(PMMA) bestehen. Die Abdeckscheibe 16 ist am Gehäuse 14
befestigt, beispielsweise mittels Halteelementen wie
Klammern, mittels Rastelementen, die an der Abdeckscheibe 16
und/oder am Gehäuse 14 angeordnet sind oder mittels
Verklebung. Die Abdeckscheibe 16 kann im wesentlichen glatt
ausgebildet sein, so daß vom Reflektor 10 reflektiertes
Licht im wesentlichen unbeeinflußt durch diese
hindurchtritt. Alternativ kann die Abdeckscheibe 16 auch
zumindest bereichsweise optische Profile aufweisen, durch
die vom Reflektor 10 reflektiertes Licht beim Durchtritt
abgelenkt und/oder gestreut wird.
Durch den Scheinwerfer wird ein asymmetrisches
Abblendlichtbündel ausgesandt, das eine obere
Helldunkelgrenze aufweist und das auf einer Verkehrsseite
eine größere Reichweite aufweist als auf der anderen
Verkehrsseite. In Fig. 6 ist ein mit Abstand vor dem
Scheinwerfer angeordneter Meßschirm 80 dargestellt, der
durch das vom Scheinwerfer ausgesandte Abblendlichtbündel
beleuchtet wird. Der Meßschirm 80 weist eine horizontale
Mittelebene HH und eine vertikale Mittelebene VV auf, die
sich in einem Punkt HV schneiden. Eine horizontale
Verbindungslinie zwischen dem Scheinwerfer und dem
Meßschirm 80 verläuft durch den Punkt HV. Durch das vom
Scheinwerfer ausgesandte Abblendlichtbündel wird ein Bereich
82 des Meßschirms 80 beleuchtet. Der Scheinwerfer gemäß dem
Ausführungsbeispiel ist für den Einsatz bei Rechtsverkehr
vorgesehen, so daß die rechte Verkehrsseite die eigene
Verkehrsseite ist und die linke Verkehrsseite die
Gegenverkehrsseite ist. Der Bereich 82 ist nach oben durch
eine Helldunkelgrenze begrenzt, die auf der linken, das
heißt der Gegenverkehrsseite einen horizontalen Abschnitt 83
aufweist, der etwa 1% entsprechend etwa 0,57° unterhalb der
horizontalen Mittelebene HH verläuft. Auf der rechten, das
heißt der eigenen Verkehrsseite, weist die Helldunkelgrenze
des Bereichs 82 einen ausgehend vom horizontalen Abschnitt
83 nach rechts ansteigenden Abschnitt 84 auf. Der Winkel α,
unter dem der Abschnitt 84 ansteigt, beträgt etwa 15°.
Anstelle des ansteigenden Abschnitts 84 kann die
Helldunkelgrenze des Bereichs 82 auf der eigenen
Verkehrsseite auch einen gegenüber dem Abschnitt 83 höher
liegenden etwa horizontalen Abschnitt aufweisen. Die
Verteilung der Beleuchtungsstärke im Bereich 82 ist anhand
mehrerer Linien 86 gleicher Beleuchtungsstärke verdeutlicht,
wobei in einer Zone 87 unterhalb der Helldunkelgrenze 83, 84
die höchste Beleuchtungsstärke vorhanden ist. Entsprechend
der Helldunkelgrenze mit den Abschnitten 83 und 84 weist das
vöm Scheinwerfer ausgesandte Lichtbündel auf der eigenen
Verkehrsseite eine größere Reichweite auf als auf der
Gegenverkehrsseite. Aufgrund des unterhalb der horizontalen
Mittelebene HH verlaufenden Abschnitts 83 der
Helldunkelgrenze wird der Gegenverkehr durch das vom
Scheinwerfer ausgesandte Lichtbündel nicht geblendet. Wenn
der Scheinwerfer für Linksverkehr vorgesehen wäre, so müßten
die Abschnitte 83, 84 der Helldunkelgrenze bezüglich der
vertikalen Mittelebene VV gespiegelt werden.
Beim Einsatz des Scheinwerfers bei Linksverkehr sind die
eigene Verkehrsseite und die Gegenverkehrsseite vertauscht,
so daß durch den Teil des Lichtbündels mit dem Abschnitt 84
der Helldunkelgrenze die Gegenverkehrsseite beleuchtet wird,
wodurch eine Blendung des Gegenverkehrs verursacht wird.
Erfindungsgemäß ist ein lichtdurchlässiges Optikelement 30
vorgesehen, das an der Außenseite der Abdeckscheibe 16
angeordnet werden kann, wenn das mit dem Scheinwerfer
ausgerüstete Fahrzeug vorübergehend bei einer anderen
Verkehrsart betrieben wird, also die Scheinwerfer für
Rechtsverkehr ausgelegt sind und das Fahrzeug bei
Linksverkehr eingesetzt wird oder die Scheinwerfer für
Linksverkehr ausgelegt sind und das Fahrzeug bei
Rechtsverkehr eingesetzt wird. Das Optikelement 30 besteht
vorzugsweise aus lichtdurchlässigem Kunststoff, insbesondere
thermoplastischem Kunststoff, und ist vorzugsweise als
flexible Folie ausgebildet. Durch die Ausbildung des
Optikelements 30 als flexible Folie kann dieses auf einfache
Weise an die Form der Abdeckscheibe 16 angepaßt werden,
insbesondere wenn die Abdeckscheibe 16 gekrümmt oder gewölbt
ist. Das Optikelement 30 ist vorzugsweise an seiner der
Abdeckscheibe 16 zugewandten Seite selbstklebend
ausgebildet, so daß es einfach an der Abdeckscheibe 16
befestigt werden kann. Das Optikelement 30 wird in einem
Bereich 18 der Abdeckscheibe 16 gemäß Fig. 2 angeordnet,
durch den ein Teil des Lichtbündels hindurchtritt, durch den
eine Zone 88 des Bereichs 82 beleuchtet wird, die oberhalb
einer etwa 1% entsprechend etwa 0,57° unterhalb der
horizontalen Mittelebene HH verlaufenden horizontalen Linie
90 angeordnet ist. Die Form und Größe des Optikelements 30
ist derart bestimmt, daß durch dieses das die Zone 88 des
Bereichs 82 beleuchtende Licht hindurchtritt.
Das Optikelement 30 weist wenigstens ein optisches Profil 32
auf, das an der der Abdeckscheibe 16 abgewandten Außenseite
des Optikelements 30 angeordnet ist. Die der Abdeckscheibe
16 zugewandte Innenseite, über die das Optikelement 30 an
der Abdeckscheibe 16 angeklebt ist, ist zumindest annähernd
glatt ausgebildet. Das wenigstens eine optische Profil 32
des Optikelements 30 ist keilförmig ausgebildet, so daß
dieses ein Prisma bildet, durch das hindurchtretendes Licht
abgelenkt wird. Bei an der Abdeckscheibe 16 angeordnetem
Optikelement 30 ist das wenigstens eine optische Profil 32
derart angeordnet, daß dessen Dicke nach oben abnimmt, so
daß sich das Profil 32 nach oben verjüngt. Durch diese
Anordnung des wenigstens einen optischen Profils 32 wird
durch dieses hindurchtretendes Licht nach unten abgelenkt.
In Fig. 3 ist das Optikelement 30 gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem dieses nur ein
keilförmiges optisches Profil 32 aufweist, das sich über die
gesamte Höhe des Optikelements 30 erstreckt. Das optische
Profil 32 weist einen Keilwinkel β auf, das ist der Winkel
zwischen der Innenfläche 34 und der Außenfläche 36 des
Profils 32. Das Optikelement 30 weist an seinem unteren Rand
eine Dicke d1 auf. In Fig. 4 ist das Optikelement 30 gemäß
einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem
mehrere keilförmige optische Profile 32 übereinander
angeordnet sind, die jeweils einen Keilwinkel β aufweisen.
Bei der Ausführung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
weist das Optikelement 30 eine Dicke d2 auf, die geringer
ist als die Dicke d1 des Optikelements 30 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel.
Das wenigstens eine keilförmige optische Profil 32 des
Optikelements 30 wird derart hinsichtlich seiner Wirkung
bestimmt, daß durch dieses hindurchtretendes Licht derart
nach unten abgelenkt wird, daß dieses nicht mehr die
vorstehend erläuterte Zone 88 beleuchtet sondern den Bereich
82 unterhalb der Linie 90, so daß der Bereich 82 auf der
rechten Seite des Meßschirms 80 nicht mehr durch den
Abschnitt 84 der Helldunkelgrenze begrenzt ist sondern durch
einen etwa horizontalen Abschnitt auf Höhe der horizontalen
Linie 90. Der die Zone 88 des Bereichs 82 beleuchtende Teil
des Lichtbündels muß hierzu um etwa 1° bis 5° nach unten
abgelenkt werden. Nachfolgend wird anhand der Fig. 5 der
Zusammenhang zwischen der erforderlichen Ablenkung des durch
das Optikelement 30 hindurchtretenden Lichts und dem
Keilwinkel β des optischen Profils 32 erläutert. Das
optische Profil 32 weist die Innenfläche 34 und die
Außenfläche 36 auf, zwischen denen der Keilwinkel β gebildet
ist. Ein vom Reflektor 10 reflektierter und durch den
Bereich 18 der Abdeckscheibe 16 hindurchtretender
Lichtstrahl 38 trifft unter einem Winkel ε1' zu einer
Senkrechten 40 auf die Innenfläche 34 des optischen Profils
32 geneigt auf die Innenfläche 34 auf. Das Optikelement 30
weist einen Brechungsindex n auf, der vom Material des
Optikelements 30 abhängig ist, und die das Optikelement 30
umgebende Luft weist einen Brechungsindex n' auf. Bedingt
durch den vom Brechungsindex n' der Luft abweichenden
Brechungsindex n des Optikelements 30 wird der Lichtstrahl
38 beim Eintritt in das optische Profil 32 zu der
Senkrechten 40 hin abgelenkt und verläuft im optischen
Profil 32 unter einem Winkel ε1 zur Senkrechten 40 geneigt.
Der Lichtstrahl 38 trifft unter einem Winkel ε2 zu einer
Senkrechten 42 auf die Außenfläche 36 des optischen Profils
32 auf. Beim Austritt aus dem optischen Profil 32 wird der
Lichtstrahl 38 von der Senkrechten 42 weg abgelenkt, so daß
er unter einem Winkel ε2' zur Senkrechten 42 geneigt
verläuft. Nach dem Durchtritt durch das optische Profil 32
verläuft der Lichtstrahl 38 gegenüber seinem Verlauf vor dem
Durchtritt durch das optische Profil 32 unter einem
Winkel δ nach unten geneigt. Der Zusammenhang zwischen dem
Winkel δ und dem Keilwinkel β, dem Eintrittswinkel ε1' sowie
den Brechungsindizes n und n' ist durch folgende Gleichung
definiert:
Mittels dieser Gleichung kann der erforderliche Keilwinkel β
ermittelt werden, um durch das optische Profil 32
hindurchtretendes Licht um einen Winkel δ nach unten
abzulenken. Bei Anordnung des Optikelements 30 an der
Abdeckscheibe 16 kann durch den Bereich 18 der Abdeckscheibe
16 weiterhin Licht zumindest größtenteils hindurchtreten, so
daß dort keine unzulässige Erwärmung der Abdeckscheibe 16
auftritt. Das durch das Optikelement 30 hindurchtretende
Licht wird derart nach unten abgelenkt, so daß durch dieses
keine Blendung des Gegenverkehrs verursacht wird und
stattdessen durch dieses Licht die Beleuchtung des Bereichs
82 unterhalb der Linie 90 etwas verstärkt wird.
Claims (7)
1. Optikelement zur Anordnung an einer Abdeckscheibe eines
Scheinwerfers für Kraftfahrzeuge, durch den ein
asymmetrisches abgeblendetes Lichtbündel ausgesandt wird,
das auf einer Verkehrsseite eine größere Reichweite aufweist
als auf der anderen Verkehrsseite, wobei das Optikelement
(30) wenigstens ein optisches Profil (32) aufweist, durch
das hindurchtretendes Licht abgelenkt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß das wenigstens eine optische Profil (32)
des Optikelements (30) derart ausgebildet ist, daß durch
dieses hindurchtretendes Licht nach unten abgelenkt wird,
daß das Optikelement (30) lösbar an der Außenseite der
Abdeckscheibe (16) befestigbar ist und daß das Optikelement
(30) zur Anordnung in einem Bereich (18) der Abdeckscheibe
(16) vorgesehen ist, durch den ein Teil des Lichtbündels
hindurchtritt, der die größere Reichweite aufweist.
2. Optikelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das wenigstens eine optische Profil (32) derart ausgebildet
ist, daß durch dieses hindurchtretendes Licht derart nach
unten abgelenkt wird, daß das durch den Scheinwerfer
ausgesandte Licht auf beiden Verkehrsseiten zumindest
annähernd dieselbe Reichweite aufweist.
3. Optikelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das wenigstens eine optische Profil (32)
keilförmig ausgebildet ist.
4. Optikelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere, bei an der Abdeckscheibe (16)
angeordnetem Optikelement (30) übereinander angeordnete
optische Profile (32) vorgesehen sind.
5. Optikelement nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß dieses aus lichtdurchlässigem
Kunststoff, insbesondere thermoplastischem Kunststoff
besteht.
6. Optikelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
dieses als flexible Folie ausgebildet ist.
7. Optikelement nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß dieses an seiner der
Abdeckscheibe (16) zugewandten Innenseite selbstklebend
ausgebildet ist.
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