DE19918561A1

DE19918561A1 - Scheinwerfer mit variablem Lichtbündel, insbesondere für Fahrzeuge und Einheit aus Scheinwerfern dieser Art

Info

Publication number: DE19918561A1
Application number: DE19918561A
Authority: DE
Inventors: Eric Blusseau; Pierre Albou
Original assignee: Valeo Vision SAS
Current assignee: Valeo Vision SAS
Priority date: 1998-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 1999-10-28
Anticipated expiration: 2019-04-24
Also published as: DE19918561B4; IT1307566B1; JPH11329013A; ITRM990244A1; FR2777976A1; FR2777976B1

Abstract

Die Erfindung schlägt einen Scheinwerfer vor, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einem im wesentlichen konkaven ersten Reflektor (31), einer Lampe (33), die fest in dem ersten Reflektor (31) angebracht ist und eine Lichtquelle trägt, und einem zweiten Reflektor, der in der Höhlung des ersten Reflektors aufgenommen ist. Zur Veränderung des abgestrahlten Lichtbündels ist der zweite Reflektor zwischen zwei Stellungen um die Achse des ersten Reflektors drehbar.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Scheinwerfer mit variablem Lichtbündel, insbesondere für Fahrzeuge. Sie betrifft insbeson dere Scheinwerfer, die mit Hilfe einer einzigen Lichtquelle Fernlichtbündel mit unterschiedlichen Lichtverteilungen erzeu gen können.

Scheinwerfer dieser Art sind bereits vorgeschlagen worden, insbesondere in der Patentanmeldung FR 2 727 497. Die Hauptauf gabe derartiger Scheinwerfer besteht darin, daß die von ihnen erzeugte Lichtverteilung an die Fahrbedingungen des Fahrzeugs angepaßt ist. Im allgemeinen variiert die Lichtverteilung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit, um bei niedriger Geschwindigkeit die dem Fahrzeug nahen Bereiche zu beleuchten (breites Licht bündel) und bei hoher Geschwindigkeit eine so weit wie möglich reichende Beleuchtung der Straße zu erreichen (gerichtetes, punktförmiges Lichtbündel).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Scheinwerfer der vorgenannten Art mit guten optischen Eigenschaften und zuverlässiger, robuster Funktionsweise bereitzustellen.

Hierzu schlägt die Erfindung einen Scheinwerfer vor, insbeson dere für ein Fahrzeug, mit einem im wesentlichen konkaven ersten Reflektor, der eine optische Achse aufweist, einer Lampe, die fest in dem ersten Reflektor angebracht ist und eine Lichtquelle trägt, und einem zweiten Reflektor, der in der Höhlung des ersten Reflektors aufgenommen ist, dadurch gekenn zeichnet, daß der zweite Reflektor um die optische Achse des ersten Reflektors zwischen zwei Stellungen drehbar ist.

Die Erfindung schlägt außerdem die folgenden Merkmale vor:

- Der zweite Reflektor gelangt aus einer der beiden Stellungen in die andere der beiden Stellungen durch Drehung um einen Winkel von 90°;
- der zweite Reflektor erstreckt sich in einer der beiden Stellungen rechtwinklig zu der größten Erstreckung des ersten Reflektors und in der anderen der beiden Stellungen entlang der größten Erstreckung des ersten Reflektors;
- der zweite Reflektor erzeugt in einer der beiden Stellungen ein unsymmetrisches Lichtbündel entlang der Horizontalen einer von der optischen Achse verschiedenen mittleren Richtung;
- der zweite Reflektor erzeugt in einer der beiden Stellungen ein unsymmetrisches Lichtbündel entlang der Horizontalen einer von der optischen Achse verschiedenen mittleren Richtung, und in der anderen der beiden Stellungen ein Lichtbündel, dessen mittlere Richtung nach oben gerichtet ist;
- der zweite Reflektor wird durch einen Kranz gehalten, der drehbar in einem Lager angebracht ist, das sich um die Lampen öffnung des ersten Reflektors erstreckt.

Die Erfindung schlägt außerdem eine Einheit aus zwei Scheinwer fern vor, die ergänzend zu Abblendlichtscheinwerfern verwendet werden, in der das unsymmetrische Lichtbündel entlang der Horizontalen einer von der jeweiligen optischen Achse verschie denen mittleren Richtung in Richtung des bzw. auf die Seite des Gegenverkehrs gerichtet ist.

Die Erfindung schlägt außerdem eine Einheit aus zwei Scheinwer fern vor, bei der die entlang der Horizontalen unsymmetrischen Lichtbündel jedes Scheinwerfers bezüglich der die optische Achse enthaltenden vertikalen Ebene im wesentlichen symmetrisch sind.

Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die beigefügten Zeich nungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 u. 2 ein Vorderansicht der optischen Bauteile eines Scheinwerfers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in den Stellungen "breites Lichtbün del" bzw. "gerichtetes Lichtbündel",

Fig. 3 einen horizontalen Schnitt durch die in Fig. 1 dargestellten Bauteile,

Fig. 4 einen horizontalen Schnitt durch die in Fig. 2 dargestellten Bauteile,

Fig. 5 u. 6 eine Vorderansicht der optischen Bauteile eines Scheinwerfers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in der Stellung "gerichtetes Licht bündel" und "breites Lichtbündel",

Fig. 7 einen horizontalen Schnitt durch die in Fig. 5 dargestellten Bauteile,

Fig. 8 einen horizontalen Schnitt durch die in Fig. 6 dargestellten Bauteile,

Fig. 9 einen vertikalen Schnitt durch die in Fig. 5 dargestellten Bauteile,

Fig. 10 einen vertikalen Schnitt durch die in Fig. 6 gezeigten Bauteile,

Fig. 11 ein Beispiel des Mechanismus, der erfindungsgemäß die Drehung des zweiten Reflektors erlaubt.

In der gesamten Beschreibung beziehen sich die Begriffe verti kal und horizontal auf das Fahrzeug, an dem der erfindungsgema ße Scheinwerfer angebracht ist.

Die Fig. 1 stellt die optischen Bauteile eines erfindungsgemä ßen Scheinwerfers dar, nämlich einen ersten Reflektor 11, einen zweiten Reflektor 12 und eine Lichtquelle 13. Die Lichtquelle 13 ist hier der Glühfaden einer H1-Halogenlampe. Die Lichtquel le könnte ebenfalls der Lichtbogen einer Entladungslampe sein.

In üblicher Weise sind die optischen Bauteile in einem Gehäuse aufgenommen, das vorne durch eine durchsichtige Abdeckscheibe geschlossen ist (nicht dargestellt).

Bei einer ersten Ausführungsform (in Fig. 1 bis 4 dargestellt) ist der Scheinwerfer von horizontaler Art, d. h. seine größte Ausdehnung erstreckt sich längs der Horizontalen. Der erste Reflektor 11 ist ebenfalls von horizontaler Art. In üblicher Weise verwendet man mit dieser Art Reflektor eine axiale Licht quelle 13.

Der erste Reflektor 11 hat die Form eines Rotationsparaboloids, dessen Brennpunkt mit der Lichtquelle 13 zusammenfällt, und dessen Achse die Fahrtrichtungsachse (horizontal) ist. Das durch den ersten Reflektor 11 erzeugte Lichtbündel ist somit ein längs der Fahrtrichtungsachse (optische Achse X) gerichte tes Lichtbündel, dessen Winkelauffächerung sich direkt aus der räumlichen Erstreckung der Lichtquelle 13 ergibt.

Der erste Reflektor 11 könnte auch gemäß den Lehren der Pa tentanmeldung FR 2 664 677 ausgeführt sein, um selbst eine leichte horizontale Auffächerung des Lichtbündels hervorzuru fen.

Der zweite Reflektor 12 befindet sich in der Höhlung des ersten Reflektors 11. Der zweite Reflektor 12 hat die Form eines Rotationsparaboloids um die Achse X (optische Achse), dessen Brennpunkt mit der Lichtquelle 13 zusammenfällt. Die Brennweite des zweiten Reflektors 12 ist somit kleiner als die Brennweite des ersten Reflektors 11.

Der zweite Reflektor 12 ist aus zwei Teilen 12A und 12B zusam mengesetzt, die bezüglich der optischen Achse X symmetrisch sind.

Der zweite Reflektor 12 ist in dem ersten Reflektor 11 um die optische Achse X zwischen zwei Stellungen drehbar.

In der in den Fig. 1 und 3 dargestellten Stellung, die als Stellung "breites Lichtbündel" bezeichnet wird, erstreckt sich der zweite Reflektor 12 in der Horizontalen, d. h., daß sich jeder Teil 12A, 12B des zweiten Reflektors 12 insbesondere auf Höhe der horizontalen Ebene erstreckt, die die Lichtquelle 13 enthält.

Diese Stellung des zweiten Reflektors 12, in der er sich längs der größten Erstreckung des ersten Reflektors 11 erstreckt, hat optisch zwei Hauptfolgen:

- Die Zonen des ersten Reflektors 11, die an den horizontalen Enden desselben liegen (Außenzonen, die kleine Bilder der Lichtquelle 13 und somit ein gerichtetes Lichtbündel erzeugen), sind durch den zweiten Reflektor verdeckt;
- der zweite Reflektor 12 fängt den Lichtfluß ab, der den vorgenannten Zonen entspricht und reflektiert diesen Lichtfluß wegen der Nähe der Lichtquelle 13 zum zweiten Reflektor 12 mit einer beträchtlichen Auffächerung. Diese Auffächerung vollzieht sich aufgrund der horizontalen Stellung des zweiten Reflektors im wesentlichen in der Horizontalen.

Diese beiden Folgen wirken zur Bildung eines breiten Lichtbün dels zusammen.

In der in den Fig. 2 und 4 dargestellten Stellung "gerichtetes Lichtbündel" erstreckt sich der zweite Reflektor 12 in der Vertikalen der Lichtquelle 13. Der zweite Reflektor 12 erstreckt sich somit rechtwinklig zu der größten Erstreckung des ersten Reflektors 11.

Daher fängt der zweite Reflektor 12 die von der Lichtquelle 13 ausgehenden und zu dem ersten Reflektor 11 hin gerichteten Lichtstrahlen nicht (oder in vernachlässigbarer Weise) ab.

Die Zonen des ersten Reflektors 11, die sich an den horizonta len Enden desselben (Außenzonen) befinden, sind somit in der Stellung "gerichtetes Lichtbündel" optisch aktiv; die kleinen Bilder, die sie in der Achse bilden (klein wegen des relativ großen Abstands, der die Außenzonen von der Lichtquelle 13 trennt) bilden ein gerichtetes Lichtbündel.

Der zweite Reflektor 12 gelangt von der Stellung "breites Lichtbündel" durch Drehung um einen Winkel von 90° um die optische Achse X in die Stellung "gerichtetes Lichtbündel".

Das durch den zweiten Reflektor 12 erzeugte Lichtbündel erfährt somit eine Drehung um 90°; in der Stellung "gerichtetes Licht bündel" erzeugt der zweite Reflektor 12 ein in vertikaler Richtung aufgefächertes Lichtbündel, das jedoch in horizontaler Richtung schmal im Winkel ist.

In den Fig. 5 bis 10 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Wie zuvor sind nur die optisch aktiven Bauteile in diesen Figuren dargestellt.

Der in den Fig. 5 und 6 dargestellte erste Reflektor 12 ist von vertikaler Art, d. h., daß sich seine größte Erstreckung längs der vertikalen erstreckt. Die zweite Ausführungsform paßt also insbesondere zu Scheinwerfern vertikaler Art oder vertika lisierten Scheinwerfern.

Mit einem Reflektor dieser Art verwendet man vorzugsweise eine Lichtquelle 23, die sich horizontal und rechtwinklig zur opti schen Achse des Scheinwerfers erstreckt (üblicherweise als transversale Lichtquelle bezeichnet). Es kann sich beispiels weise um den Glühfaden einer H3-Lampe handeln, die in üblicher Weise im Scheitelpunkt des ersten Reflektors 21 angeordnet ist.

Der erste Reflektor 21 kann selbst ein gerichtetes Lichtbündel, das heißt ein im Winkel wenig aufgefächertes Lichtbündel erzeu gen. Es kann sich beispielsweise um ein Rotationsparaboloid handeln, dessen Brennpunkt mit der Lichtquelle 23 zusammen fällt, oder um eine in der Patentanmeldung FR 2 664 677 be schriebene Oberfläche, die konstruiert wurde, um eine geringfügige Winkelauffächerung zu bewirken.

Die Zonen, die sich an den vertikalen Enden des ersten Reflek tors 21 befinden und somit die am weitesten von der Lichtquelle 23 entfernten Zonen sind, erzeugen Lichtbündel mit schwacher Winkelauffächerung (d. h. kleine Bilder auf einem Projektions schirm). Diese als Außenzonen bezeichneten Zonen dienen zur Bildung eines gerichteten Lichtbündels.

Der zweite Reflektor 22 befindet sich in der Höhlung des ersten Reflektors 21.

Projiziert auf eine zur optischen Achse X senkrechte Ebene hat der zweite Reflektor 22 die Form eines Rechtecks; die Richtung des zweiten Reflektors 22 wird mit der Richtung der größten Erstreckung des Rechtecks gleichgesetzt.

Somit schreibt man, daß der zweite Reflektor 22 horizontal (bzw. vertikal) ist, um auszudrücken, daß die in Projektion auf eine zur optischen Achse rechtwinklige Ebene größte Erstreckung des zweiten Reflektors 22 horizontal (bzw. vertikal) ist.

Der zweite Reflektor 22 ist in dem ersten Reflektor 21 um die optische Achse X zwischen zwei Stellungen drehbar. Vorteilhaft sind die beiden Stellungen um einen Winkel von 90° voneinander beabstandet.

In der als Stellung "gerichtetes Lichtbündel" bezeichneten und in den Fig. 5, 7 und 9 dargestellten Stellung ist der zweite Reflektor 22 horizontal. Der zweite Reflektor 22 erstreckt sich also rechtwinklig zu der größten Erstreckung des ersten Reflek tors 21.

In der Stellung "gerichtetes Lichtbündel" verdeckt der zweite Reflektor 22 nicht die Außenzonen des ersten Reflektors 21, der somit ein gerichtetes Lichtbündel erzeugt (s. o.).

In der Stellung "breites Lichtbündel" (Fig. 6, 8 und 10) ist der zweite Reflektor 22 vertikal und erstreckt sich demnach längs der größten Erstreckung des ersten Reflektors 21.

In dieser Stellung sind die Außenzonen des ersten Reflektors 21 verdeckt. Die mittleren Zonen des ersten Reflektors 21, die ein im Winkel etwas breiteres Lichtbündel erzeugen, liegen im Gegensatz dazu frei und sind somit optisch aktiv.

Die von der Lichtquelle 23 in Richtung der Außenzonen des ersten Reflektors 21 ausgehenden Lichtstrahlen werden durch den zweiten Reflektor 22 abgefangen, der ein horizontal aufgefä chertes Lichtbündel erzeugt.

All dies trägt zur Bildung eines breiten Lichtbündels bei.

Vorzugsweise ist die horizontale Winkelauffächerung, die in der Stellung "breites Lichtbündel" durch den zweiten Reflektor 22 bewirkt wird, unsymmetrisch, wie in Fig. 8 gut zu sehen ist. Das durch den zweiten Reflektor 22 in dieser Stellung erzeugte Lichtbündel hat also (projiziert auf eine horizontale Ebene) eine mittlere Richtung M, die von der optischen Achse verschie den ist.

Man kann insbesondere auf die Patentanmeldung FR 2 732 446 zurückgreifen, um einen Reflektor mit derartigen Eigenschaften zu schaffen.

Die mittlere Richtung M' des durch den zweiten Reflektor 22 in der Stellung "gerichtetes Lichtbündel" erzeugten Lichtbündels ist somit nicht parallel zur optischen Achse X. Vorteilhaft ist diese mittlere Richtung M' nach oben gerichtet. Auf diese Weise vermeidet man es, auf der Straße vor dem Fahrzeug einen den Fahrer störenden Lichtfleck zu erzeugen.

Es ist klar, daß man ausgehend von der Stellung "breites Licht bündel" lediglich den Drehsinn auswählen muß (AH in den Figu ren), der es dem zweiten Reflektor 22 erlaubt, ein aufsteigen des mittleres Lichtbündel zu erzeugen.

Die beschriebenen Scheinwerfer (mit unsymmetrischem Lichtbün del) können je nach Anwendungsfall unterschiedlich verwendet werden.

In einem ersten Fall verwendet man die Fernlichtscheinwerfer ergänzend zu Abblendlichtscheinwerfern mit unsymmetrischer Hell-Dunkel-Grenze, beispielsweise gemäß der Patentanmeldung FR 2 750 375.

In diesem Fall verwendet man vorteilhaft einen oder mehrere erfindungsgemäße Scheinwerfer, deren zweiter Reflektor 22 in der Stellung "breites Lichtbündel" ein Lichtbündel erzeugt, dessen mittlere Richtung M in Richtung des Gegenverkehrs ge richtet ist. So wird das (asymmetrische) Lichtbündel der Ab blendlichtscheinwerfer in natürlicher Weise ergänzt.

Eine andere Lösung besteht darin, nur zwei erfindungsgemäße Scheinwerfer zu verwenden, wobei in jedem der zweite Reflektor 22 in der Stellung "breites Lichtbündel" ein unsymmetrisches Lichtbündel erzeugt.

In diesem Fall konstruiert man den zweiten Reflektor 22 jedes Scheinwerfers derart, daß die beiden durch diese gebildeten Lichtbündel in der Stellung "breites Lichtbündel" im wesentli chen symmetrisch bezüglich einer die optische Achse enthalten den vertikalen Ebene sind.

Wie zuvor wählt man in jedem Scheinwerfer den Drehsinn des zweiten Reflektors 22 so, daß man in der Stellung "gerichtetes Lichtbündel" ein nach oben gerichtetes Lichtbündel erhält.

Man erhält auf diese Weise sowohl in der Stellung "gerichtetes Lichtbündel" wie auch in der Stellung "breites Lichtbündel" ein Lichtbündel guter Lichtstärke und -verteilung, mit dem man angenehm fahren kann.

Es sei bemerkt, daß die Dicke (vertikale Auffächerung) des Lichtbündels mit einer transversalen Quelle vorteilhaft in der Stellung "gerichtetes Lichtbündel" minimiert ist, und daß man in der Stellung "breites Lichtbündel" eine wesentlich größere horizontale Auffächerung erhält, weil die zu berücksichtigende Lichtquelle der Glühfaden in seiner Länge ist, die wesentlich größer als sein Durchmesser ist.

Fig. 11 stellt eine Lösung zur Ausführung des Mechanismus dar, der den zweiten Reflektor 32 zur Drehung bringt.

Der erste in dieser Figur dargestellte Reflektor 31 nimmt eine Lampe 33 in einem Lampenträger 41 auf. Die Lampe 33 trägt eine Lichtquelle.

In der Nähe des Lampenträgers 41 und vorzugsweise einstückig mit diesem erstreckt sich ein Lager 40, das einen um die opti sche Achse X drehbaren Kranz 35 hält. Das Lager 40 erstreckt sich um die Aussparung 43 des ersten Reflektors 31, die die Lampe 33 aufnimmt und im allgemeinen als Lampenöffnung bezeich net wird. Arme 34 erstrecken sich von dem Kranz 35 weg und tragen an ihrem dem Kranz 35 entgegengesetzten Ende den zweiten Reflektor 32.

Ein Motor 36 mit drehbarem Ausgang ist an der Rückseite des ersten Reflektors 31 befestigt. Der Motor 36 versetzt über ein Mitnahmesystem 37 den Kranz 35 in Drehung.

Genauer gesagt versetzt der Motor 36 ein Zahnrad 38 in Drehung, welches seinerseits ein Transmissionsteil 39 in Drehung ver setzt. Die Drehung des Transmissionsteils 39, das den ersten Reflektor 31 durchquert, führt zur Drehung eines Zahnrads 42, das mit dem gezahnten äußeren Umfang des Kranzes 35 kämmt.

Die Erfindung ist nicht auf die obigen Beispiele beschränkt, die nur bevorzugte Ausführungsformen derselben darstellen.

Claims

1. Scheinwerfer, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einem im wesentlichen konkaven ersten Reflektor (11, 21, 31), der eine optische Achse (X) aufweist, einer Lampe (33), die fest in dem ersten Reflektor (11, 21, 31) angebracht ist und eine Licht quelle (13, 23) trägt, und einem zweiten Reflektor (12, 22, 32), der in der Höhlung des ersten Reflektors (11, 21, 31) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reflektor (12, 22, 32) um die Achse (X) des ersten Reflektors (11, 21, 31) zwischen zwei Stellungen drehbar ist.

2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reflektor (12, 22, 32) aus einer der beiden Stellungen in die andere der beiden Stel lungen durch Drehung um einen Winkel von 90° gelangt.

3. Scheinwerfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der zweite Reflektor (12, 22, 32) in der einen der beiden Stellungen rechtwinklig zu der größten Erstreckung des ersten Reflektors (11, 21, 31) und in der anderen der beiden Stellungen entlang der größten Erstreckung des ersten Reflektors (11, 21, 31) erstreckt.

4. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reflektor (12, 22, 32) in einer der beiden Stellungen ein unsymmetrisches Lichtbündel entlang der Horizontalen einer von der optischen Achse (X) verschiedenen mittleren Richtung (M) erzeugt.

5. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reflektor (12, 22, 32) in einer der beiden Stellungen ein unsymmetrisches Lichtbündel entlang der Horizontalen einer von der optischen Achse (X) verschiedenen mittleren Richtung (M) erzeugt und in der anderen der beiden Stellungen ein Lichtbündel erzeugt, dessen mittlere Richtung (M') nach oben gerichtet ist.

6. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reflektor (32) durch einen Kranz (35) gehalten wird, der drehbar in einem Lager (40) angebracht ist, das sich um die Lampenöffnung (43) des ersten Reflektors (31) erstreckt.

7. Einheit aus zwei Scheinwerfern, die jeweils nach Anspruch 4 oder 5 ausgeführt sind und ergänzend zu Abblendlichtschein werfern verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß das entlang der Horizontalen der mittleren Richtung (M), die von der optischen Achse (X) ver schieden ist, abgestrahlte unsymmetrische Lichtbündel jedes Scheinwerfers in Richtung des Gegenverkehrs gerichtet ist.

8. Einheit aus zwei Scheinwerfern, die jeweils gemäß Anspruch 4 oder 5 ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die entlang der Horizontalen abge strahlten unsymmetrischen Lichtbündel jedes Scheinwerfers bezüglich der die optische Achse (X) enthaltenden vertikalen Ebene im wesentlichen symmetrisch sind.