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Beleuchtungssystem für kraftfahrzeune Die Erfindung bezicht sich
auf ein Beleuchtungssystem für Kraftfahrzeuge mit einer Lichtquelle und einem zugeordneten
optischen System zur Erzeugung eines Lichtbündels und mit einer des Bündel beeinflussenden
Einrichtung.
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Beoi einem derartigen Belcuchtungssystem is eine bestimmte Lichtverteilung
der Scheinwerfer erforderlich, die einerseits für den Fahrzeugführer die Fahrbahn
ausreichend beleuchtet und zum anderen die Verkehrsteilnchmer nicht mehr als unvermedbar
beeinträchtigt.
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Vor allem muß sichergestellt sein, daß eine Blendung der entgegenkommenden
Fahrzeugführer ausgeschlossen ist. Zur Erzielung einer derdrtigen Lichtverteilung
werden für Kraftfahrzeuge entweder vier
Scheinwerfer mit je einer
Einfadenlampe verwendet, von denen zwei Scheinwerfer das Fernlicht und zwei das
Abblendlicht erzeugen oder es sind nur zwei Scheinwerfer mit je einer Zweifadenlampe
vorgesehen, welche wechselweise Fern- oder Abbiendlicht ausstrahlen.
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Bei den gebräuchlichen Scheinwerfersystemen ist die Qualität und die
Verteilung des Lichtbündels in hohem Maße abhängig von der genauen Fixierung der
Lampe im Reflektor, der Reflektorqualität und außerdem von der Herstellgenauigkeit
der Streuscheibe.
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Die bekanntcn Leuchten, zum Beispiel für das Brems- und Blinklicht,
sind mit eigenen Reflektoren und zugehörigen Glühlampen ausgerüstet und strahlen
immer die gleiche Lichtstärke aus. Diese gleichmäßige Strahlungsintensität kann
jedoch dazu führen, daß einerseits bei greliem Sonnenlicht die ausgesendeten Signale
nur ungenügend wahrgenommen werden, während andererseits bei Dunkelheit andere Verkehrsteilnehmer
durch das farbige Lichtsignal irritiert oder sogar geblendet werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen,
welche die Lichtstärke des Lichtbündels entsprechend den jeweiligen Sichtverhältnissen
für Tag- und Nachtschaltung von Brems-und Blinkleuchten beeinflußt und welche mit
nur einer Glühlampe mehrere Lichtarten für Scheinwerfer erzeugt.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gels, daß ie Einrichtung
eine elektro-optische Platte ist, deren Transmissionsgrad durch eine angelegte Spannung
zwischen Lichtdurchlässigkeit und Abschattung veränderbar ist.
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Ein gemeinsames Fern- und hlendlicht wird in einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung dann erzeugt, wenn seitlich an der @latte eine lichtdurchlässige Scheibe
für des Abblendlicht anstößt
und beide den Querschnitt des Lichtbündels
für das Fernlicht bestimmen und die Stoßkante von Platte und Scheibe die Hell-Dunkel-Grenze
bildet, wobei das Abblendlicht durch Abschattung der Platte entsteht. Das Lichtbündel
des europäischen, asymmetrischen Abblendlichtes beleuchtet den rechten Fahrbahnrand
auf eine weitere Entfernung, was durch eine entsprechende Abschrägung der Abblendkappe
erfolgt. In einfacher Weise kann - zum Beispiel für den Verkehr auf Autobahnen oder
anderen Straßen mit getrennten Fahrbahnen - die rechte Fahrbahnseite auf eine noch
weitere Entfernung beleuchtet werden, wenn gemäß einer anderen Ausführungsform der
Erfindung die Platte einen Abschnitt hat, der für sich allein schaltbar ist. Auf
Autobahnen wird dieser Abschnitt dann auf -Lichtdurchlässigkeit und bei sonstigem
Verkehr auf Ab~ schattung geschaltet. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung
wird das Kurvenlicht ohne eine zusätzliche Lichtquelle dann ausgestrahlt, wenn an
jeder der beiden Schmalseiten der Scheibe eine weitere Platte anstößt, die wechselweise
schaltbar sind.
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Um bei starkem Nebel eine zusätzliche Ausleuchtung des Nahbereichs
der Fahrbahn zu erreichen, ist ein zweites Lichtbündel vorgesehen, das von einer
getrennt angeordneten Platte beeinflußt wird. Eine wirkungsvolle und einfach zu
handhabende Einrichtung einer Tag- und Nachtschaltung für Leuchten ist nach einer
andercn Ausbildungsform dann gegeberl, wenn die Platte zwischen Lichtquelle und
Streuscheibe angeordnet ist.
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Weitere Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung
sind nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
eines Beleuchtungssystems näher bcschrieben und erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Anordnung mit einem Projektor und einem Leuchtschirm
in räumlicher Darstellung fur Ein gemeinsames Fern- und
Abblendlicht,
Fig. 2 eine Anordnung nach Fig. 1 mit zusätzlichem Kurvenlicht, Fig. 3 eine Anordnung
nach Fig. 1 mit zusätzlichem Nebellicht, Fig. 4 eine Anordnung nach Fig. 1 mit zwei
verschiedenen Ausführungen einer Leuchtweiteregelung und Fig. 5 eine Anordnung einer
Slink- beziehungsweise flremsleuchte im Langsschnitt.
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Das in Fig. 1 dargestellte Beleuchtungssystem für Kraftfahrzeuge hat
einen Projektor 10, in dessen Gehäuse 11 an der Unterseite ein Reflektor 12 mit
einer Lichtquelle 13 angeordnet ist. Zwischen den beiden Längsseiten des Projektors
10 ist eine Platte 14 und eine Scheibe 15 vorgesehen, die an einer gemeinsamen Stoßkante
16 zusammengefügt sind. Ebenfalls zwischen den beiden Seitenteilen ist ein rechteckiger
Umlenkspiegel 17 angeordnet, während die Frontseite 19 des Projektors 10 eine Streuscheibe
18 aufnimmt.
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Zwischen dem Umlenkspiegel 17 und der Streuscheibe 18 befindet sich
ein optisches System 21. In einem gewissen Abstand zum Projektor 10 ist eine Projektionswand
22 aufgestellt.
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Der im Gehäuse 11 gehaltene Reflektor 12 ist ein Ellipsoid-Reflektor
mit vorgesetztem Kuyelspiegel der eine definierte Austrittsöffnung 25 hat, durch
welche ein Lichtbündel 26 senkrecht nach oben austreten kann. Die Platte 14 setzt
sich aus zwei temperaturbeständigen, lichtdurchlässigen Bauteilen 27 und 28 zusammen,
deren einander zugekehrten Flächen mit einem Uberzug aus einer elektrisch leitfähigen
Substanz versehen sind. Der Zwischenraum zwischen den beiden Bauteilen 27, 28 ist
mit einer silikonartigen Flüssigkeit gefüllt. An den Bauteilen 27, 28 ist eine elektrische
Zuleitung 29 beziehungsweise 30 angeschlossen, welche die Platte 14 mit einer nicht
näher dargestellten Stromquelle verbindet.
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Die silikonartige Flüssigkeit enthält dabei eine Vielzahl von kleinen,
metallischen Dipolen, die auf den elektrischen Strom
reagieren.
ird Spannung an die Bauteile 27, 28 gelegt, so ordnen sich diese Dipole derart an,
daß ihre Längsachsen im rechten Winkel zu den Bauteilen 27, 28 stehen; damit lassen
sie fast alles auf die Platte 14 auffUllende Licht hindurch. Im stromlosen Zustand
wird diese starre Orientierung der Dipole aufgehoben, so daß sich diese ungeordnet
in der Flüssigkeit bewegen. In diesem Zustand wird das Licht abgeschattet und die
Platte 14 erscheint schwarz.
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Der Transmissionsgrad zwischen völliger Lichtdurchlässigkeit und totaler
Abschattung wird durch die angelegte Spannung geschaltet.
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Bei Anwendung eines Autobahn-Abblendlichtes hat die Platte 14 einen
elektrisch getrennten Abschnitt 31, der die Form eines Zwickels aufweist und - ähnlich
wie die Platte 14 - durch elektrische Leitungen 32, 33 mit einer nicht dargestellten
Stromquelle-verbunden ist. Die eingesetzte Streuscheibe 10 hat eine Zone 34 und
einen Zwickel 35 mit Riffeln für das asymmetrische Abblendlicht.
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Der in Fig. 1 dargestellte Projektor erzeugt das gemeinsame Fern-und
Abblendlicht wie folgt: Die Platte 14 und der Abschnitt 31 stehen unter Spannung,
so daß beide vollkommen lichtdurchlässig sind. Das vom Reflektor 12 ausgesandte
Lichtbündel 26, von dem nur drei Einzelstrahlen 36, 37 und 38 eingezeichnet sind,
fällt auf die Platte 14 und Scheibe 15.
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Die Konfiguration von Platte 14, Abschnitt 31 und Scheibe 15bestimmt
dabei den durch diese hindurchtretenden Querschnitt des Lichtbündels 26. Dieses
wird dann an dem Umlenkspiegel 17 um 900 gebeugt und tritt durch das olltische System
21 hindurch, welches die ausgehenden Strahlen bündelt und richtet. Das so gerichtete
Lichtbündel 26 tritt daraufhin durch die Streuscheibe 10 hindurch und projiziert
ein Bild auf den Leuchtschirm 22 mit einer von den Punkten 40, 41, 42 und 43 ausgeleuchteten
Fläche, welche das Fernlicht darstellt.
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Wird Abblendlicht verlangt, so wird die Platte 14 und der Abschnitt
31 spannungslos gelnactlt, was zur Folge hat, daß die dort
auftreffenden
Lichtstrahlen vollkommen abgeschattet werden. Nur durch die Scheibe 15 kann das
restliche Lichtbündel hindurchtreten und wirft dann einen derartigen Lichtkegel
auf den Schirm, daß eine Fläche mit den Begrenzungen 40, 44, 45, 46, 43 entsteht.
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Dieses Abblendlicht entspricht dem derzeit gültigen europäischen,
asymmetrischen Abblendlicht. Dabei erzeugt die strichliert dargestellte Stoßkante
16 zwischen Platte 14 und Scheibe 15 auf dem Schirm 22 die Hell-Dunkel-Grenze 79,
welche durch die Punkte 44, 45, 46 dargestellt ist. Wird nur die Platte 14 stromlos
gemacht, und der Abschnitt 31 bleibt unter Spannung, so entsteht ein Abblendlicht
mit den r3egrenzungen 40, 44, 45, 47, 46, 43. Dieses Abblcndlicht hat den Vorteil,
daß die rechte Fahrbahnseite auf eine weitere Strecke ausgeleuchtet ist und somit
eine schnellere Fahrweise ermöglicht, ohne daß der Gegenverkehr geblendet wird.
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Diese zweite Art Abblendlicht ist jedoch nur dort zulässig, wo getrennte
Fahrbahnen vorhanden sind.
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Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung erzeugt ein gemeinsames Fern-und
Abblendlicht mit einem zusätzlichen Kurvenlicht für eine Links-beziehungsweise Rechtskurve.
Die dargestellte Anordnung entspricht der Fig. 1, wobei zusätzlich an beiden Schmalseiten
der Scheibe 15 jeweils eine rechteckige Platte 51, 52 angesetzt ist. Jede Platte
51, 52 ist für sich über Leitungen 53, 54 beziehungsweise 55, 56 mit einer nicht
dargestellten Stromquelle verbunden und wachselweise zu- und abschaltbar. Eine Streuscheibe
57 hat zusätzlich an ihren beiden untern Abschnitten Streurippen 58 angeordnet und
für das Umlenken des Kurvenlichtes sind innerhalb des Projektqrs 10 außerdem Keile
59 vorgesehen. Auch bei dieser Anordnung wird das Fern- beziehungsweise Abblendlicht
in der vorher beschriebenen Weise erzeugt, während bcim Durchfahren, zum Beispiel
einer Linkskurve, die Platte 51 unter Spannung steht und den seiner Fläche entsprechenden
Lichtkegel hindurchläßt, der auf der Projektionswand 22 das Schirmbild 60 erzeugt.
In ebenderselben Weise wird beim Durchfahren einer Rechtskurve die Platte 52 unter
Spannung
gesetzt, so daß der dort auftreffende Lichtkegel das Schirmbild
61 erzeugt.
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Fig. 3 zeigt eine Anordnung für ein -gemeinsames Fern- und Abblendlicht
mit einem zusätzlichen Nebellicht. An dem Projektor 10 ist an seine Unterseite spiegelbildlich
ein zweiter Projektor 63 angesetzt, in welchem eine zweite Platte 64, ein zweites
optisches System 65, der Umlenkspiegel 17 und in der Frontseite Streurippen 66 angeordnet
sind. Die Platte 64 ist durch die Leitungen 67, 68 mit einer nicht näher dargestellten
Stromquelle verbunden. Die in der Trennebene 70 befestigte Lichtquelle 69 ist doppelseitig
ausgeführt, so daß durch Feine untere Ausrittsöffnung ein zweites Lichtbündel 71,
welches durch zwei Strahlen dargestellt ist, auf die Platte 64 strahlt. Bei guten
Sichtverhält nissen ist die Platte 64 spannungslos und das auffaRende Lichtbündel
71 wird vollkommen abgeschattet. Bei Nebel und schlechter Sicht wird die Platte
64 zugeschaltet und mithin durchsichtig gemacht. Das hinurchfallende Lichtbündel
71 wird dann am Umlenkspiegel 17 um 9U° abgelenkt, in dem optischen System 65 gebündelt
und gerichtet und durch die Streurippen 66 entsprechend gestreut.
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Das derart erzeugte Lichtbündel für Nebellicht ergibt auf der Projektionswand
22 ein Lichtband, welches durch die Punkte 72,73,74 und 75 begrenzt ist.
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Fig. 4 zeigt eine Anordnung für ein gemeinsames Fern- und Abblendlicht
mit zwei verschiedenen Ausführungen einer Leuchtweite-Regelung. Die grundsätzliche
Anordnung entspricht derjenigen nach Fig. 1, jedoch mit dem Unterschied, daß der
Umlenkspiegel 17 um eine Drehachse 76 in einem gewissen Bereich schwenkbar ist.
An dem schwenkbaren Abschnitt des Spiegels 1 7 ist die Kolbenstange 77 eines Steligliedes
78 angelenkt. Dieses, Stellglied 78 ermöglicht, daß der Spiegel 17 in jeder beliebigen
Lage zwischen zwei Anschlägen festgehalten werden kann. In der Normalstellung kommt
es zu einer Lichtverteilung mit einer auf der Projektionswand 22 dargestellten Hell-Dunkel-Grenze
79. Entsprechend der jeweiligen Belastung
des Fahrzeuges schwenkt
das Stellglied 78 - automatisch mittels nicht dargestellten Niveaugeber gesteuert
oder mittels Handschalter betätigt - mit seiner Kolbenstange den Umlenkspiegel 17,
was zu seiner Verstellung führt, und die Hell-Dunkel-Grenze 79 in dem Bereich zwischen
B0 und 81 verschoben wird.
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Eine zweite Art einer Leuchtweiteregelung ist dann gegeben, wenn die
Kolbenstange 77 des Stellgliedes an der Platte 14 angelenkt ist und diese in Pfeilrichtung
BB bewegen kann. Dabei wird die Platte 14 und gleichzeitig die Scheibe 15 quer zum
Lichtbündel bewegt, so daß die Hell-Dunkel-Grenze 79 innerhalb des Bereiches 80
- 81 stufenlos gehoben oder gesenkt wird. In beiden Ausführungsformen wird das Stellglied
7B durch nicht dargestellte Weggeber über einen Motor oder einen Magneten kontinuierlich
gesteuert. Neben der kontinuierlichen Steuerung ist auch eine Zwei-oder Mehrstufenregelung
möglich.
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Fig. 5 zeigt die prinzipielle Anordnung einer Blink- und Bremsleuchte
für eine Tag- und Nachtschaltung. In dem Reflektor 82 dieser Leuchte ist eine Glühbirne
B9 eingesetzt und eine Streuscheibe 84 mit lichtbrechenden Riffeln 85 schließt das
nicht dargestellte Gehäuse nach vorn hin ab. Zwischen Reflektor 82 und Streuscheibe
84 ist eine elektro-optische Platte 83 eingesetzt, die in der beschriebenen Weise
durch zwei Leitungen 8G, 87 an einer nicht dargestellten Stromquelle angeschlossen
ist. In der Tagschaltung steht die Platte 83 unter Spannung und ist dann vollkommen
lichtdurchlässig, so daß alles vom Reflektor B2 abgestrahlte Licht hindurchgelassen
wird. In der Nachtschaltung hingegen wird nur eine verminderte Spannung angelegt,
so daß nur ein Teil des Lichtbündels hindurchgelassen und der Rest abgeschattet
wird.
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Der Transmissionsgrad der Platte 84 kann dabei durch Spannunsregelung
zwischen völliger Lichtdurchlässigkeit und vollkommener Abschattung verändert werden.
Ein gewünschter Transmissionsgrad
kann auch durch Änderung der
Dipolkonzentration erreicht werden, wobei dann die Spannung nicht geregelt zu werden
braucht. Es können dann zwei Lichtstärken verwendet werden: Hohe Lichtstärke bei
anliegender Spannung; geringe Lichtstärke in stromlosem Zustand der Platte 83. Weiterhin
läßt sich diese Schaltung dadurch aktivieren, daß durch nicht dargestellte Dämmerungsschalter
oder fotoelektrische Empfänger die angelegte Spannung verändert wird.
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Das beschriebene Beleuchtungssystem mit einer vorgeschalteten Platte
kann mit nur einer Lichtquelle alle erforderlichen Lichtbündel erzeugen und die
Lichtstärke des abgestrahlten Lichtbündes kan den jeweiligen Sichtverhältnissen
optimal angepaßt werden.