DE19916174B4

DE19916174B4 - Optikelement einer Abdeckscheibe eines Kraftfahrzeugscheinwerfers

Info

Publication number: DE19916174B4
Application number: DE19916174A
Authority: DE
Inventors: Petra Schrack
Original assignee: Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 1999-04-10
Filing date: 1999-04-10
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2019-04-11
Also published as: GB0008134D0; GB2350671A; DE19916174A1; GB2350671B

Abstract

Optikelement einer Abdeckscheibe eines Kraftfahrzeug-Scheinwerfers, 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) lösbar an der Außenseite der Abdeckscheibe (16) befestigbar ist und 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 das Optikelement (32) hindurchtretendes Licht nach unten abgelenkt wird, 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.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Optikelement zur Anordnung an einer Abdeckscheibe eines Kraftfahrzeugscheinwerfers 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. Darüber hinaus 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.
Aus der GB 2 219 386 A ist ein Optikelement zur Anordnung an einer Abdeckscheibe eines Kraftfahrzeugscheinwerfers bekannt. Durch dieses kann die Abblendlichtverteilung an eine andere Verkehrsart (Linksverkehr bzw. Rechtsverkehr), für die der Scheinwerfer eigentlich nicht ausgelegt ist, angepasst werden. Dabei werden die Lichtstrahlen mit der größeren Reichweite nur seitlich jenseits der Seitenränder der Fahrbahn abgelenkt, um eine Blendung entgegenkommender Verkehrsteilnehmer zu verhindern, und stehen deshalb für eine Ausleuchtung der Fahrbahn vor dem Fahrzeug nicht mehr zur Verfügung.
Vorteile der Erfindung
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, und das gesamte aus dem Scheinwerfer austretende Licht zur Ausleuchtung der Fahrbahn vor dem Fahrzeug genutzt werden kann.
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.
Zeichnung
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 einen Scheinwerfer mit einer Abdeckscheibe in einem vertikalen Längsschnitt, 2 die Abdeckscheibe in einer Ansicht gemäß Pfeilrichtung II in 1 mit einem an dieser angeordneten Optikelement, 3 das Optikelement in einem Längsschnitt in vergrößerter Darstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, 4 das Optikelement in einem Längsschnitt in vergrößerter Darstellung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, 5 ein optisches Profil des Optikelements in weiter vergrößerter Darstellung und 6 einen vor dem Scheinwerfer angeordneten Meßschirm bei Beleuchtung durch das vom Scheinwerfer ohne und mit dem Optikelement ausgesandte Lichtbündel.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Ein in 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 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 Verbindungslinien 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 vom 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 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 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 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 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

Optikelement einer Abdeckscheibe eines Kraftfahrzeug-Scheinwerfers, 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) lösbar an der Außenseite der Abdeckscheibe (16) befestigbar ist und 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 das Optikelement (32) hindurchtretendes Licht nach unten abgelenkt wird, 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.
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.
Optikelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine optische Profil (32) keilförmig ausgebildet ist.
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.
Optikelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses aus lichtdurchlässigem Kunststoff, insbesondere thermoplastischem Kunststoff besteht.
Optikelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieses als flexible Folie ausgebildet ist.
Optikelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses an seiner der Abdeckscheibe (16) zugewandten Innenseite selbstklebend ausgebildet ist.