DE2940624A1

DE2940624A1 - Scheinwerfersystem fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2940624A1
Application number: DE19792940624
Authority: DE
Inventors: Robert L Vile
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: Philips North America LLC
Priority date: 1978-10-16
Filing date: 1979-10-06
Publication date: 1980-04-24
Also published as: GB2035531B; CA1132955A; FR2439103A1; FR2439103B1; JPS5553801A; NL7907562A; GB2035531A; DE2940624C2; JPS6258081B2

Description

. Ernst Stratmann

PATENTANWALT
D-4OOO DÜSSELDORF I ■ SC H ADOWPLATZ 9

48,098
7965

Düsseldorf, 5. Okt. 1979

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Scheinwerfersystem für Kraftfahrzeuge

• Die Erfindung betrifft ein Scheinwerfersystem für Kraftfahrzeuge.

Bei der Bemühung, maximale Ausleuchtung der Straße unter verschiedenen Fahrbedingungen zu ermöglichen, ohne daß die Fahrer von anderen Fahrzeugen geblendet werden, hat die Autoindustrie traditionsgemäß ein Scheinwerfersystem benutzt, das eine Beleuchtung mit "abgeblendetem" Licht für den Fahrbetrieb in Städten und auf Landstraßen lieferte, wo andere Fahrzeuge vorhanden waren, während der "aufgeblendete" Beleuchtungsbetrieb in ländlichen Gebieten und auf solchen Autobahnen benutzt wurde, wo die Blendung durch das Scheinwerfersystem unproblematisch ist oder keine Sicherheitsgefahr bedeutet. Derartige bekannte Scheinwerfersysteme benutzen entweder zwei oder vier Vorderscheinwerfer, die ausgewählt durch Schaltereinrichtungen innerhalb des Fahrzeugs so erregt werden, daß sie die gewünschte aufgeblendete oder abgeblendete Beleuchtung ergeben. Vordere Lampensysteme beider Baurten sind dem Durchschnittsfachmann bekannt und werden bei gegenwärtig in diesem Lande wie auch im Ausland hergestellten Fahrzeugen angewendet.

Ein duales Vorderscheinwerfer-Autobeleuchtungssystem mit Schal-

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tereinrichtungen und Lampen, die Licht-Gatter-Linsen-Anordnungen aufweisen, die einen Betrieb der Lampen in zwei oder drei unterschiedlichen Betriebsarten ermöglichen, wird in der US-Patentschrift 36 17 795 offenbart. Straßenbeleuchtungssysteme für Fahrzeuge, die vier Vorderlampen umfassen, welche selektiv erregt werden können, um abgeblendeten Lampenbetrieb (niedriger Lichtkegel), aufgeblendeten Lampenbetrieb (hoher Lichtkegel) sowie Autobahnlampenbetrieb ermöglichen, werden in den US-Patentschriften 33 73 311 und 38 18 210 beschrieben.

Duale Vorderlampensysteme für Fahrzeuge, die verschiedene Kombinationen von Linsenbauteilen, Abschirmblechen und Lichtquellen aufweisen, die die Blendung dadurch reduzieren, daß die Lichtstrahlen von einem Quadranten zu einem anderen verschoben werden, um sich überlappende Strahlenbündel zu erzeugen, welche die Lichtstrahlen in konusförmigen Bündeln konzentrieren oder die die Lichtstrahlen mit einem langgestreckten Gehäuse steuern, das mit einer genuteten Linse versehen ist, werden in den US-Patentschriften 13 38 675, 31 02 692 und 32 19 809 offenbart.

Zwar sind die bekannten Vorderlampensysteme vom funktionellen Standpunkt her im allgemeinen zufriedenstellend, weil sie das blendende Licht reduzierten und dem Fahrer des Fahrzeugs ermöglichten, das Strahlungsbündelmuster sowie die Lichtintensität mit den Fahrbedingungen zu ändern,doch waren diese bekannten Systeme doch verhältnismäßig aufwendig und kompliziert und erforderten große Leistungseingänge, die das elektrische System des Fahrzeugs stark belasteten und auf diese Weise den Gesamtwirkungsgrad des Fahrzeugs reduzierten. Noch wichtiger war, daß das Lichtbündelmuster, das durch derartige Vorderlampensysteme erzeugt wurde, keine ausreichende Beleuchtung längs der Kanten der Fahrspur ergab, was dazu führte, daß das Einfahren in eine Linkskurve oder Rechtskurve schwierig und manchmal sogar gefährlich wurde. Die dauernde Notwendigkeit des Umschaltens von einem Beleuchtungsbetrieb zu einem anderen, um die Blendung der Fahrer von anderen Fahrzeugen zu verhindern, stellt ein anderes schwerwiegendes Problem bei den bekannten Systemen

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dar, da dadurch eine zusätzliche Belastung des Fahrers herbeigeführt wird und dies häufig zu gefährlichen Situationen führt, wenn ein Fahrer entweder vergißt, die Scheinwerfer vom aufgeblendeten auf den abgeblendeten Betrieb umzuschalten oder wenn der Fahrer absichtlich die aufgeblendete Arbeitsweise beibehält, um bei einer ihm fremden Straße bei hohen Geschwindigkeiten weit genug voraussehen zu können.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Scheinwerfersystems für Kraftfahrzeuge, das nicht mehr umgeschaltet werden muß, um die Blendung von anderen Verkehrsteilnehmern zu verhindern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs dadurch gelöst, daß das Straßenbeleuchtungssystem für das Kraftfahrzeug ein einziges Paar von Vorderlampen aufweist, die an der Vorderseite des Fahrzeugs an sich gegenüberliegenden Seiten von der Mittellinie des Fahrzeugs derart angebracht sind, daß die eine der beiden Vorderlampen einen "linken" Scheinwerfer und die andere Lampe einen "rechten" Scheinwerfer bezüglich des Betreibers des Fahrzeugs darstellt, wobei eine einzige Lichtquelle innerhalb einer jeden der beiden Vorderlampen angeordnet ist. Des weiteren sind Einrichtungen vorgesehen, um die Vorderlampen zu erregen, einschließlich einem Schalter zum gleichzeitigen Einschalten und Abschalten der Lichtquellen, um dadurch eine einzige Betriebsart der Straßenbeleuchtung zu ermöglichen, welche für alle Fahrbedingungen verwendet wird. Jede der beiden Vorderlampen besitzt eine Reflektorkomponente und eine Linsenkomponente, die ein Gehäuse bilden und die Lichtstrahlen, die von der zugehörigen Lichtquelle erzeugt werden, zu einem Lichtbündel von gesteuerter Intensität und Form derart bündeln,daß (a) die linke Vorderlampe ein Lichtbündelmuster erzeugt, das einen konzentrierten Bereich von maximaler Lichtintensität besitzt, der unterhalb der horizontalen Achse und rechts von der vertikalen Achse angeordnet ist und zusätzliche Umgebungsbereiche von Licht aufweist, die

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eine Fernbeleuchtung der Straße vor dem Fahrzeug liefert, und (b) die rechte Vorderlampe ein Lichtbündelmuster erzeugt, das einen konzentrierten Bereich von maximaler Lichtintensität besitzt, der ebenfalls unterhalb der horizontalen Achse und rechts der vertikalen Achse liegt und zusätzliche ümgebungsbereiche von Licht aufweist, die eine Nahbereichsbeleuchtung der Straße wie auch eine Auffüllbeleuchtung für das Zentrum der Fahrspur zwischen den zwei maximal intensiven Lichtbereichen liefert, wobei die Bündelintensität der rechten Lampe geringer ist als die der linken Lampe.

Ein einziges Paar von Vorderlampen, die jeweils eine Lichtquelle im Brennpunkt enthalten und Reflektor- und Linsenkomponeten aufweisen, wird somit dazu benutzt, ein zusammengesetztes Strahlungsbündelmuster und eine einzige Beleuchtungsbetriebsart zu erzeugen, welche für alle Fahrbedingungen und alle Straßentypen benutzt wird. Die einzelnen Vorderlampen sind so aufgebaut, daß ihre Lichtbündelmuster voneinander unterschiedlich sind, sich aber gegenseitig in einer solchen Weise ergänzen, daß sie sowohl In den Fernbereich als auch in den Nahbereich projiziertes hochintensives Licht längs der Straße vor dem Fahrzeug wie auch den Bereich zwischen den zwei Bündeln ausfüllendes Licht erzeugen, außerdem aber auch periphere Licht-"Schwänze" bilden, die beide Seiten oder Schultern der Straße beleuchten, ohne daß die Fahrer von anderen Fahrzeugen, die sich in der Nähe befinden, geblendet werden. Die Vorderlampen sind daher nicht austauschbar und müssen in der richtigen Anwendung an der Front des Fahrzeugs montiert sein. Da nur eine einzige Lichtquelle (wie beispielsweise eine gewendelte Glühfadenlampe oder eine kompakte Wolfram-Halogen-Glühlampe) in jeder Vorderlampe benutzt wird, läßt sich diese in besonders wirksamer Weise mit einer Reflektorkomponente verbinden, wodurch die geforderte Bündelungsintensität wie auch ergänzendes Licht in kritischen Bereichen der Straße mit niedrigeren Leistungseingängen, erzeugt wird und damit zum einen Energie gespart und zum anderen eine sicherere Straßenbeleuchtung ermöglicht wird.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen dualen Vorderlampensystems, das gegenwärtig bei bestimmten Fahrzeugtypen benutzt wird;

Fig. 2 und 2A

Diagramme mit Linien gleicher Leuchtdichte zur Erläuterung des Abblend- und Aufblendmusters, das von den mit zwei Glühfäden versehenen Vorderlampen erzeugt wird, die bei bekannten Systemen gemäß der Fig. 1 verwendet werden;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen aus vier Vorderlampen bestehenden Systems, das gleichfalls bei bestimmten Fahrzeugtypen gegenwärtig verwendet wird;

Fig. 4, 4A und 4B

Diagramme mit Linien gleicher Leuchtdichte zur Erläuterung der von den verschiedenen Lampen des bekannten Vorderlampensystems der Fig. 3 erzeugten Lichtbündelmuster, wobei das eine ein abgeblendetes Bündel und die beiden anderen aufgeblendete Bündel darstellen;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen, aus zwei Vorderlampen bestehenden Beleuchtungssystems;

Fig. 6 und 6A

Diagramme mit Linien gleicher Leuchtdichte zur Erläuterung der einzelnen Lichtbündelmuster, die von der linken und der rechten Vorderlampe erzeugt werden, die bei dem in Fig. 5 dargestellten Fahrzeugbeleuchtungssystem angewendet werden;

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Fig. 7 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer repräsentativen Vorderlampe des gekapselten Typs (sealed-

beam type), das bei dem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem angewendet wird und als Lichtquelle ein Halogenzyklusglühlampe enthält; und

Fig. 8 eine ähnliche Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Vorderlampe, die als Lichtquelle einen gewendelten Glühfaden benutzt und ebenfalls bei dem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem angewendet werden kann.

Bevor das verbesserte Vorderlampensystem gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben wird, sei ein kurzer Blick auf die Systeme des Standes der Technik geworfen, die gegenwärtig verwendet werden, weil auf diesem Hintergrund die neuen Merkmale des verbesserten Systems besser verständlich werden.

Eines der üblichen Vorderlampensysteme, die gegenwärtig verwendet werden, ist in Fig. 1 dargestellt und besteht aus einem Paar von Vorderlampen 10 und 12, die jeweils ein Paar von Lichtquellen enthalten, wie gewendelte Glühfaden 13, 14 bzw. 15, 16. Des weiteren sind die üblichen Linsen und Parabolreflektoren vorhanden, die jedoch nicht dargestellt sind. Die Glühfäden 14 und 16 bilden die Lichtquellen für das niedrige Strahlenbündel und sind auf den Brennpunkten der entsprechenden Reflektorkomponenten der Vorderlampen 10 und 12 angeordnet. Die verbleibenden Glühfäden 13 und 15 sind die Glühfaden für das hohe Lichtbündel und außerhalb des Brennpunktes angeordnet und befinden sich im allgemeinen oberhalb der Glühfaden für das niedrige Bündel, wie dargestellt. Beleuchtung mit niedrigem Lichtbündel für die Fahrt im Stadtbereich oder in sehr dichtem Verkehr wird dadurch erhalten, daß die beiden Glühfäden 14 und 16 für das niedrige Lichtbündel (Abblendlicht) erregt werden. Die Beleuchtung mit hochgerichtetem Lichtbündel (Fernlicht) für ländliche Bereiche oder für die Fahrt auf Fernstraßen oder Autobahnen wird dadurch erhalten, daß die Glühfaden für das niedrige

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Bündel abgeschaltet und die beiden Glühfaden 13 und 15 für das hohe Lichtbündel (Fernlicht) erregt werden. Die beiden Vorderlampen sind auf diese Weise zueinander identisch und austauschbar.

Die individuellen Abblendlichtmuster, die von jeder der beiden Vorderlampen 10 und 12 erzeugt werden, sind in Fig. 2 dargestellt und liefern, wie zu bemerken ist, eine konzentrierte Zone von maximaler Lichtintensität in der Größenordnung von etwa 25.000 Candela (cd; in der Zeichnung mit cp = candlepower bezeichnet), die auf der horizontalen Achse H-H der Lampe und etwas rechts von ihrer vertikalen Achse V-V angeordnet ist. Die Lichtintensität vermindert sich progressiv nach außen hin von dieser zentralen Zone, wobei das Licht um die horizontale Achse und rechts von der vertikalen Achse konzentriert ist, wie durch die fünfte Zone der Lichtstärke (ungefähr 5.000 Candela) angedeutet wird, die hauptsächlich im unteren rechten Quadranten liegt und sich etwas über die vertikale und horizontale Achse hinaus erstreckt. Die zusammengesetzte Beleuchtung des Abblendbündels, das von den kombinierten Abblendmustern der zwei Vorderlampen geliefert wird, ist somit zur rechten Seite der Fahrspur (weg von entgegenkommenden Fahrzeugen) gerichtet und knapp oberhalb der horizontalen Achse scharf abgeschnitten.

Im Gegensatz dazu ist das von jeder der herkömmlichen Vorderlampen 10 und 12 des Dual-Lampensystems gelieferte Fernlichtmuster fast genau im Schnittpunkt von vertikaler und horizontaler Achse der Lampe zentriert und liefert somit eine konzentrierte Zone hoher Lichtintensität (in der Größenordnung von etwa 30.000 Candela), die direkt entlang dem Straßenverlauf vor dem Fahrzeug gerichtet ist. Die Zonen von geringerer Lichtintensität breiten sich in beide Richtungen von der zentralen Zone nach außen hin aus, die durch die fünfte Lichtintensitätszone (ungefähr 10.000 Candela) angedeutet wird, welche Zone längs der horizontalen Achse H-H der Vorderlampe sich erstreckt, jedoch um diese zentriert ist.

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Die vorgenannten Lichtintensitäten für das Abblendbündelmuster und das Fernlichtbündelmuster, die von einem herkömmlichen dualen Vorderlampensystem erzeugt werden, sind typisch und erfordern sogenannte "sealed-beam"-Glühfadenlampen, die eine Nennwertspannung von 12V und eine Leistung von etwa 60 W für den Abblendglühfaden und etwa 50 W für den Fernlichtglühfaden aufweisen. Die gesamte Leistung für das System beträgt daher etwa 120 W bei Abblendbetrieb und etwa 100 W bei Fernlichtbetrieb.

Ein herkömmliches aus vier Lampen bestehendes System, das ebenfalls in Verwendung ist, ist in Fig. 3 dargestellt und besteht aus zwei Paaren von Vorderlampen 18, 20 und 22, 24, die an sich gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs angeordnet sind. Die außenliegenden Lampen 18 und 24 enthalten jede einen sich im Brennpunkt befindenden Abblendglühfaden 26 bzw. 30 sowie einen außerhalb des Brennpunktes befindlichen Fernlichtglühfaden 25 bzw. 29. Die innenliegenden Vorderlampen 20 und 22 sind Fernlichtlampen, die jeweils einen einzigen Glühfaden 27 bzw. 28 enthalten, der an den Brennpunkten der Parabolreflektoren angeordnet ist. Eine Abblendbeleuchtung wird dadurch erhalten, daß die zwei im Brennpunkt liegenden Abblendglühfäden 26 und 30 an den äußeren Lampen erregt werden. Eine Fernlichtbeleuchtung wird erhalten, indem bei den äußeren Lampen von den Abblendglühfäden zu den außerhalb des Brennpunktes befindlichen Glühfäden 25, 29 umgeschaltet wird und gleichzeitig die im Brennpunkt befindlichen Glühfäden 27, 28 der inneren Lampen 20 bzw. 22 erregt werden. Somit sind im Abblendbetrieb nur die zwei äußeren Lampen im Betrieb während alle vier Vorderlampen erregt werden, um das Fernlicht zu erzeugen. Wiederum sind die Vorderlampen 18 und 24 (die äußeren Lampen) zueinander identisch und können ausgetauscht werden. Das gleiche gilt für die zwei inneren Lampen 20, 22.

Wie in der Fig. 4 dargestellt ist, ist das Abblendbündel, das von jeder der äußeren Lampen 18 und 24 erzeugt wird, ziemlich ähnlich zu dem Bündel, das von den Abblendglühfäden des dualen

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Vorderlampensystems erzeugt wird, mit der Ausnahme, daß das Licht stärker konzentriert ist und um die horizontale Achse H-H der Lampe gleichförmiger verteilt ist, während jedoch das Licht noch hauptsächlich auf der rechten Seite der vertikalen Achse V-V liegt. Die zentrale Lichtzone besitzt typischerweise eine Intensität von etwa 25.000 Candela und die fünfte Lichtzone ist ziemlich kompakt und besitzt eine Intensität von etwa 8.000 Candela, wie angedeutet.

Das Fernlichtbündel, das von jeder der zweifädigen äußeren Lampen 18 und 24 erzeugt wird, ist in Fig. 4A dargestellt. Wie zu bemerken ist, besitzt die zentrale Lichtzone eine Intensität von etwa 12.000 Candela und ist etwas nach rechts von der vertikalen Achse verschoben und liegt etwas oberhalb der horizontalen Achse. Die fünfte Lichtzone besitzt eine Intensität von etwa 4.000 Candela und ist ähnlich angeordnet, wobei die aufeinanderfolgenden Zonen sich seitlich nach außen in beide Richtungen längs der horizontalen Achse ausbreiten.

Das Lichtmuster, das von jeder der beiden inneren einfädigen Fernlicht-Vorderlampen 20 und 22 erzeugt wird, ist in Fig. 4B dargestellt. Wie zu bemerken ist, liefert jede dieser Lampen ein intensiveres Bündel, das seine zentrale Lichtzone auf dem Schnittpunkt von horizontaler und vertikaler Achse zentriert hat und somit ein sehr kräftiges Lichtbündel liefert, das direkt in Straßenrichtung vor dem Fahrzeug ausgerichtet ist und so ausgeführt ist, daß sich maximale Beleuchtung der Straße ergibt, unabhängig von Blendeffekten auf andere Fahrzeuge. Dies ergibt sich aufgrund der Tatsache, daß die zentrale Lichtzone typischerweise eine Intensität von angenähert 30.000 Candela und die fünfte Lichtzone eine Intensität von etwa 6.000 Candela aufweist, wie angedeutet, wobei das Licht seitlich in im wesentlichen symmetrischer Weise um die horizontale Achse H-H verteilt ist.

Bei einem typischen 12 V-Vorderlampensystem besitzt jeder der Abblendglühfäden eine nominelle Nennleistung von etwa 60 W,

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während die Fernlichtglühfäden der doppelglühfädigen Lampen jeweils eine Nennleistung von etwa 37,5 W aufweisen und der einzelne Fernlichtglühfaden einer jeden der inneren Lampen auch eine Nennleistung von etwa 37,5 W besitzt. Der gesamte Leistungseingang für dieses System ist entsprechend größenordnungsmäßig 120 W für den Abblendbetrieb und angenähert 150W für den Fernlichtbetrieb.

Im Gegensatz zu den oben beschriebenen herkömmlichen Vorderlampensystemen verwendet das verbesserte System gemäß der vorliegenden Erfindung (dargestellt in Fig. 5) ein einzelnes Paar von Vorderlampen 32 und 34, welche Lampen jeweils eine einzelne im Brennpunkt befindliche Lichtquelle aufweisen, wie beispielsweise einen gewendelten Glühfaden 33 bzw. 35 aus geeignetem hitzfestem Metalldraht wie Wolfram. Jede der beiden Vorderlampen besteht aus der üblichen Parabolreflektorkomponente und der das Licht steuernden Linsenkomponente (nicht dargestellt), die längs ihrer Ränder miteinander verbunden sind, um ein Gehäuse für die Lichtquelle gemäß herkömmlicher Lampenherstellungsweise zu bilden.

Im Gegensatz zu den vorgenannten herkömmlichen Vorderlampensystemen, die gegenwärtig verwendet werden, besitzen die Vorderlampen 32 und 34 des verbesserten Systems keine identischen Strahlungsbündelmuster, sondern sind mit geeigneten Linsenkomponenten versehen, die Strahlungsbündelmuster erzeugen, welche zueinander unterschiedlich sind, sich jedoch gegenseitig ergänzen, wie noch im folgenden beschrieben wird. Die Vorderlampen sind daher nicht austauschbar und müssen auf der Front des Fahrzeugs an der richtigen Stelle angebracht werden. Da die Lichteffekte der unterschiedlichen Strahlungsbündelverteilungen leichter zu verstehen sind, wenn sie vom Standpunkt des Führers des Fahrzeugs beschrieben werden, wird die Vorderlampe, die auf der linken Seite des Fahrzeugs (gesehen vom Fahrer aus) angeordnet ist, als die "linke" Lampe bezeichnet werden, während die Vorderlampe, die sich auf der rechten Seite des Fahrers befindet, als "rechte" Lampe bezeichnet sei. Wenn das Vorder-

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lampensystem, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, eine Draufsicht auf das System ist (d. h., eine Ansicht, die von einer Stelle vor dem Fahrzeug erlangt wird), würde die Vorderlampe 32 die "rechte" Lampe sein, während die Vorderlampe 34 die "linke" Lampe darstellen würde.

Da die Vorderlampen des verbesserten Systems nicht austauschbar sind, müssen geeignete Maßnahmen getroffen werden, um die Lampen voneinander zu unterscheiden und sicherzustellen, daß sie am Fahrzeug richtig angebracht werden. Beispielsweise können auf dem Reflektorteil der Vorderlampen keilförmige Ansätze unterschiedlicher Form vorgesehen werden, die in entsprechend geformte dazu passende Einsenkungen oder Schlitze in der Lampenfassung oder in dem Teil des Wagens sich einfügen, in den die Vorderlampen montiert werden. Polarisierte Kombinationen von Sockel und Lampenanschluß können gleichfalls für diesen Zweck Verwendung finden, wenn dies zweckmäßiger ist.

Wie in Fig. 6 dargestellt, erzeugt die "linke" Lampe 34 ein Lichtmuster von hoher Intensität, das eine scharfe horizontale Abfallinie aufweist, rechts von der vertikalen Achse V-V der Lampe und etwas unterhalb ihrer horizontalen Achse H-H zentriert ist und eine eigentümliche langgestreckte Lichtzone 36 von reduzierter Intensität besitzt, die sich über die vertikale Achse hinaus erstreckt, jedoch gut unterhalb der horizontalen Achse abgegrenzt ist. Dieser vorspringende "Schwanz" von geringer Lichtintensität liefert die sehr stark benötigte Beleuchtung längs der linken Kante oder Schulter der Fahrspur, ohne daß blendendes Licht erzeugt wird, das entgegenkommende Fahrer blenden würde. Wie angedeutet, besitzt die zentrale Lichtzone eine Intensität in der Größenordnung von annähernd 55.000 Candela und ist im unteren rechten Quadranten unterhalb der horizontalen Achse angeordnet. Die anderen Lichtzonen sind mehr oder weniger konzentrisch zu der zentralen Zone und in Richtung der horizontalen Achse langgestreckt, mit Ausnahme der nichtsymmetrischen Zone oder des "Schwanzes" 36 und der darauffolgenden Zonen, die sich um einiges über die vertikale Achse nach

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links hinaus erstrecken. Die Intensität der äußeren Lichtzonen nimmt in gleichförmiger Weise ab, ist aber noch ausreichend, um eine gute Beleuchtung weit unterhalb auf die Straße vor dem Fahrzeug zu liefern, wie durch die Tatsache angedeutet wird, daß die fünfte Lichtzone eine Intensität von etwa 35.000 Candela und die achte Lichtzone, die den langgestreckten "Schwanz" 36 bildet, eine Intensität von 2.000 Candela aufweist.

Das von der "linken" Vorderlampe 34 erzeugte resultierende Lichtbündel liefert somit weit vor dem Fahrzeug auf der Straße und entlang der linken Seiten der Straße gute Sichtverhältnisse, erzeugt jedoch kein Blendlicht, das andere Fahrer blenden würde, da der intensivste Teil des Lichtbündels unter die horizontale Achse gedrückt ist und zur Fechten der vertikalen Achse liegt. Diese Vorderlampe stellt somit eine Fernlichtlampe dar, die ein leistungsfähiges Lichtbündel der Art erzeugt, die für sicheres Fahren bei hohen Geschwindigkeiten erforderlich ist.

Das von der "rechten" Lampe erzeugte Lichtbündel ist in Fig. 6A dargestellt. Es ist recht unterschiedlich und auch nicht so hell, da die zentrale Lichtzone näher liegt, aber immer noch zur rechten Seite der vertikalen Achse V-V der Lampe verschoben ist und eine Intensität von ungefähr 40.000 Candela aufweist. Außerdem wird ein erheblicher Teil des Lichtes dieses Lichtbündels seitlich in beide Richtungen von der zentralen intensiven Zone gestreut, und zwar nach links über die vertikale Achse hinaus und unter die horizontale Achse H-H, wodurch das Auffülllicht auf die Straße nahe dem Fahrzeug und zwischen die beiden von den Vorderlampen erzeugten hochintensiven Zonen erzeugt wird, wie auch die rechte Kante oder Schulter der Straße beleuchtet wird, um eine verbesserte Sichtbarkeit von Fußgängern zu erreichen und eine bessere Sicht auch für den Fall geliefert wird, daß Rechtskurven gefahren werden müssen. Die betonte seitliche Ausbreitung der fünften Lichtzone (4.000 Candela) und sich ergebende langgestreckte "Schwänze" 37 und 38, die diese Lichtzone sowie darauffolgende Lichtzonen bilden, liefern die vorgenannten Auffüll- und Seitenbeleuchtungseffekte.

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Die "rechte" Vorderlampe 32 liefert somit ein Lichtbündel, das intensiv ist, aber unter die Horizontale gedrückt ist und so ausgebildet und ausgerichtet ist, daß es eine Nahbereichsbeleuchtung ergibt, die die Fernbereichsbeleuchtung der "linken" Lampe ergänzt. Das sich ergebende zusammengesetzte Bündel ist entsprechend hell genug, um ausreichende Beleuchtung der mittleren und der beiden seitlichen Teile der Straße bei Geschwindigkeiten bis zu 80 oder 90 km/h zu liefern und ausgezeichnete Sichtbarkeit bei Geschwindigkeiten ergibt, die um 70 km/h liegen. Gleichzeitig wird weniger Blendungslicht durch die neuartige Lampenanordnung erzeugt, als es bei dem Fernlichtbündel herkömmlicher aus zwei oder vier Scheinwerfern bestehender Systeme der Fall ist, die gegenwärtig in Verwendung sind.

Die bei dem verbesserten Vorderlampensystem verwendeten Scheinwerfer gemäß der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise von geschlossener (sealed-beam) Konstruktion und enthalten entweder eine kompakte Halogenzyklusglühlampe oder einen gewendelten Wolframdrahtglühfaden. Die in Fig. 7 dargestellte Vorderlampe ist von der Halogenzyklus-Bauart und besteht entsprechend aus einem glasartigen Reflektorbauteil 40, das aus Glas geformt ist und eine spiegelnde Beschichtung 41 aus Aluminium oder einem ähnlichen reflektierenden Metall aufweist, das auf der inneren Oberfläche abgelagert ist. Eine geeignete Glaslinsenkomponente ist längs ihrer Außenkante mit der Glasreflektorkomponente abdichtend verbunden und so geformt, daß sie eine Reihe von lichtbrechenden Prismen, Rillen usw. (nicht dargestellt) aufweist, die derartig konturiert und angeordnet sind, daß sie die Lichtstrahlen in einer solchen Weise umlenken, daß die vorgenannten Lichtbündelmuster entstehen, gemäß dem Durchschnittsfachmann wohlbekannter optischer Verfahren und Linsenherstellungsverfahren.

Eine röhrenförmige Wolfram-Halogen-Lampe 43 ist innerhalb des parabolförmigen Reflektorbauteils 40 mittels eines Paares von Hauptzuführdrähten 44, 45 gehalten, die sich durch geeignete Öffnungen in dem Hinterteil des Reflektors hindurch erstrecken

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und beispielsweise durch Löten mit einem Paar von Metallbeschlägen 46 elektrisch verbunden sind, die mit Vorsprüngen hermetisch abdichtend verbunden sind, die an der äußeren Oberfläche des Reflektors angebracht sind. L-förmige Metallanschlüsse 47 sind an den entsprechenden Beschlagen befestigt, um einen streifenförmigen Verbinder zu liefern, der so ausgeführt ist, daß er in einen geeigneten Sockel des elektrischen Systems des Fahrzeugs eingeschoben werden kann. Das Gehäuse oder der Kolben, der von den dicht miteinander verbundenen Reflektor- und Linsenkomponenten gebildet wird, wird evakuiert und mit einer geeigneten inerten Atmosphäre wie Stickstoff gefüllt, und zwar durch ein (nicht dargestelltes) Röhrensystem in üblicher Weise, wonach die Röhre abgeschmolzen wird.

Die Halogenglühlampe 43 ist mit den Hauptzuführdrähten 44, 45 mittels Blechmetallclipsen 48, 49 befestigt, die über die Seiten der Preßdichtung geschoben und an den entsprechenden Zuführdrähten befestigt sind. Die Lampenzuführungen 50, 51 sind mit Nasen an den Enden der Metallclipse verbunden, um den Schaltkreis zu schließen und zu ermöglichen, den Lampenglühfaden 52 zu erregen. Die Halogenzykluslampe 43 ist derartig angeordnet, daß ihr gewendelter Glühfaden 52 im wesentlichen sich im Brennpunkt der parabolartigen Glasreflektorkomponente 40 befindet.

Um zu verhindern, daß Lichtstrahlen direkt von der Halogenzykluslampe 43 durch die Linsenkomponente 42 nach außen treten und dadurch Blendungslicht erzeugen, wird ein geeignetes Abschirmblech 53 aus Metallblech o. dgl. vorzugsweise vor und in maskierender Beziehung zu dem Glühfaden 52 gehalten, und zwar durch einen Streifen, der sich von der Abschirmung weg erstreckt und beispielsweise mittels Punktverschweißung an einer Erstrekkung eines der Hauptzuführdrähte 45 befestigt ist, wie in Fig. 7 dargestellt.

Alternativ kann die Lichtquelle aus einem gewendelten Wolframdrahtglühfaden 54 bestehen, wie es beispielsweise in Fig. 8 dargestellt ist, welcher Glühfaden innerhalb des hermetisch

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abgedichteten Kolbens der Vorderlampe La dadurch gehalten wird, daß die Glühfadenbeine mit den Enden der Hauptzuführdrähte 44a, 4 5a verbunden werden, welche ihrerseits an den Metallbeschlägen 46a der Reflektorkomponente 40a befestigt sind. Wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform ist der Glühfaden 54 am Brennpunkt des Parabolreflektor angeordnet und eine Metallabschirmung 53a an einer der Hauptzuführungen 44a angebracht, um direkte Lichtstrahlen zu unterbinden und einen Blendungseffekt zu verhindern. Der Kolben, der von dem miteinander verbundenden Glaslinsen- und Reflektorbauteil gebildet wird, ist in diesem Falle mit einer Mischung aus Stickstoff und Argon mit einem geeigneten Druck gefüllt, um eine Glühfadenoxidation zu verhindern,

Wenn gewünscht, können die Vorderlampen auch in einer solchen Weise hergestellt werden, daß die Linse von der Reflektorkomponente entfernt werden kann, um ein Gehäuse zu schaffen, das nicht hermetisch abgedichtet ist und auseinandergenommen werden kann, um ein Auswechseln der Halogenzykluslampe (oder einer herkömmlichen Glühlampe) zu ermöglichen. Der Lampenaustausch kann auch durch eine geeignete Konstruktion der Anschlußanordnung der Vorderlampe bewerkstelligt werden, wenn z. B. die Anschlußanordnung von dem Reflektor entfernt und dann wieder eingesetzt werden kann, in welchem Falle Linse und Reflektor permanent miteinander verbunden sein können.

Für den Durchschnittsfachmann ist es selbstverständlich, daß die Vorderlampen durch geeignete Formung von Reflektor- und Linsenkomponente eine kreisförmige oder rechteckige Form erhalten können, so daß ihre Umfange die gewünschte Form aufweisen. Wenn kreisförmig geformte Vorderlampen benutzt werden, können sie von der Bauart PAR 56 (Durchmesser 17,78 cm) sein. Eine geeignete Größe für rechteckig geformte Vorderlampen ist 10,16 χ 16,5 cm.

Da in jeder der Vorderlampen des verbesserten Beleuchtungssystems nur ein Glühfaden vorhanden ist und dieser im Brennpunkt des Reflektors angeordnet ist, können Lichtbündel mit Lichtintensitäten der vorerwähnten Größe für 12 V-Systeme erzeugt werden,

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deren Gesamtleistungseingang in der Größenordnung von 100 bis 120 W liegen (ungefähr 50 bis 60 W pro Lampe). Wegen des höheren Wirkungsgrades, der mit Halogenzyklusgluhlampen erreicht wird, lassen sich vermutlich vergleichbare Bündelintensitäten mit Vorderlampen erreichen, die derartige Halogenlichtquellen mit einem Gesamtleistungseingang in der Größenordnung von 70 bis 100 W bei einem 12 V-System erreichen (pro Halogenzykluslampe also etwa 35 bis 50 W).

In Ländern wie England oder Japan, wo die Fahrzeuge auf der linken Seite der Straße statt auf der rechten Seite fahren (Linksverkehr), müssen die Linsenkomponenten der "linken" und der "rechten" Vorderlampe des verbesserten Systems, wie es oben beschrieben ist, natürlich entsprechend umgesetzt und die optischen Vorschriften der Linsen genau umgekehrt angewendet werden, um die richtigen individuellen und zusammengesetzten Bündelmuster zu erhalten (d. h., Lichtbündelmuster, bei denen der nach unten gedrückte "Schwanz" des Lichtes 36 sich zur Rechten der vertikalen Achse erstreckt und einen Teil des Lichtbündelmusters bildet, der von der "rechten" Lampe erzeugt wird, statt von der "linken" Lampe, usw.).

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Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Patentansprüche :

\λ^ Scheinwerfersystem für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß das System ein einziges Paar von Vorderlampen (32, 34) aufweist, die an der Vorderseite des Fahrzeugs an gegenüberliegenden Seiten von dessen Mittellinie derart angebracht sind, daß die eine der beiden Vorderlampen eine linke Vorderlampe (34) und die andere Vorderlampe eine rechte Vorderlampe (32) bezüglich des Betreibers des Fahrzeugs bildet, daß eine einzige Lichtquelle (z. B. 43 oder 54 innerhalb einer jeden der Vorderlampen (32, 34) angeordnet ist und daß Einrichtungen zum Erregen der Vorderlampen vorhanden sind, einschließlich einem Schalter zum gleichzeitigen Einschalten und Abschalten der Lichtquellen, um dadurch eine einzige Betriebsart für die Straßenbeleuchtung zu erhalten, die für alle Fahrbedingungen benutzt wird, daß die Vorderlampen (32, 34) eine Reflektorkomponente (40) und eine Linsenkomponente (42) aufweisen, die ein Gehäuse bilden und die Lichtstrahlen, die von der zugehörigen Lichtquelle erzeugt werden, zu einem Lichtbündel von gesteuerter Intensität und Konfiguration derart erzeugen, daß (a) die linke Vorderlampe (34) ein Lichtbündel erzeugt, das einen konzentrierten Bereich von maximaler Lichtintensität aufweist, welches unterhalb der horizontalen Achse und rechts von der vertikalen Achse angeordnet ist und von weiteren Bereichen Licht umgeben wird,

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derart daß eine Fernbeleuchtung der Straße vor dem Fahrzeug sich ergibt und (b) die rechte Vorderlampe (32) ein Lichtbündel erzeugt, das einen konzentrierten Bereich von maximaler Lichtintensität erzeugt, der ebenfalls unter der horizontalen Achse und zur Rechten der vertikalen Achse angeordnet ist und zusätzliche umgebende Bereiche von Licht aufweist, die eine Nahbereichsbeleuchtung der Straße wie auch eine Ausfüllbeleuchtung für das Zentrum der Fahrspur zwischen den beiden Lichtbereichen mit maximaler Intensität liefert, wobei die Bündelintensität der rechten Vorderlampe (32) geringer ist als die der linken Vorderlampe (34).
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Vorderlampen (32, 34) auch eine Abschirmung (53) aufweist, die vor der zugehörigen Lichtquelle und in maskierender Beziehung zu dieser steht.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenkomponente (42) zumindest von einer der Vorderlampen (32, 34) entfernbar an der zugehörigen Reflektorkomponente (40) angebracht ist und ein Gehäuse für die zugehörige Lichtquelle liefert, das geschlossen, aber nicht hermetisch oder permanent abgedichtet ist.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Vorderlampen (32, 34) von der nicht hermetisch geschlossenen Bauart ist und daß jede der Lichtquellen in den Vorderlampen eine kompakte Halogenglühlampe (4 3) darstellt.
5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Reflektorkomponenten (40) hermetisch mit der zugehörigen Linsenkomponente (42) verbunden ist und daß beide Vorderlampen (32) somit von der geschlossenen Bauart sind.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Lichtquellen einen gewendelten Glühfaden aus hitzefes-

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tem Metalldraht (54) umfaßt.
7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Reflektorkomponenten (40) von parabolartiger Konfiguration ist, daß jede der Lichtquellen im wesentlichen im Brennpunkt der zugehörigen parabolartigen Reflektorkomponente (40) angeordnet ist, daß das Lichtbündelmuster, das von der linken Vorderlampe (34) erzeugt wird, einen langgestreckten Bereich von weniger intensivem Licht umfaßt, der sich zur Linken von der maximal intensiven Region und über die vertikale Achse der Vorderlampe hinaus erstreckt und somit eine Beleuchtung für Linkskur ven des Fahrzeugs liefert, und daß zusätzliche Umgebungsbereiche von Licht in dem Bündelmuster der rechten Vorder lampe (32) seitlich in jede Richtung von dem Bereich maximaler Intensität sich weg erstrecken und somit eine Beleuchtung nach rechts von dem Fahrzeug ergeben und eine verbesserte Sichtbarkeit der rechten Peripherie der Fahrspur zusätzlich zu einem Ausfüllen im Nahbereich ergeben.
8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Lichtquellen (43, 54) von einer Abschirmeinrichtung (53) maskiert ist, die an einer Stelle relativ zu der Lichtquelle und der zugehörigen Linsenkomponente (42) gehalten wird, derart, daß es Lichtstrahlen der Lichtquelle, die ansonsten direkt durch die Linsenkomponente hindurchtreten würden, unterdrückt.
9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die peripheren Teile der Reflektor- (40) und der Linsenkomponente (42) von rechteckiger Form sind.
10. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die peripheren Teile von Linsen- (42) und Reflektorkomponente (40) von kreisförmiger Form sind.
11. System nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,

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daß jede der Lichtquellen eine kompakte Wolfram-Halogen-Glühlampe (43) von röhrenförmiger Konfiguration umfaßt.
12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Vorderlampen eine Nennleistung von 35 bis 50 W aufweist,
13. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die parabolartigen Reflektorkomponenten (40) aus glasartigem Material hergestellt sind, die mit einem spiegelnden Film aus Metall (41) beschichtet sind, und daß die Linsenkomponenten (42) ebenfalls aus glasartigem Material gefertigt und mit dem zugehörigen Reflektor (40) hermetisch dicht verbunden sind, so daß die Vorderlampen von der geschlossenen Bauart sind.
14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Lichtquellen einen Glühfaden aus gewendeltem hitzefestem Draht aufweist.
15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Vorderlampen eine Nennleistung von 50 bis 60 W aufweist.

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