DE3122726A1 - "optische beleuchtungseinheit, insbesondere fuer scheinwerfer von kraftfahrzeugen" - Google Patents

"optische beleuchtungseinheit, insbesondere fuer scheinwerfer von kraftfahrzeugen"

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DE3122726A1 DE19813122726 DE3122726A DE3122726A1 DE 3122726 A1 DE3122726 A1 DE 3122726A1 DE 19813122726 DE19813122726 DE 19813122726 DE 3122726 A DE3122726 A DE 3122726A DE 3122726 A1 DE3122726 A1 DE 3122726A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine optische Beleuchtungseinheit* Insbesondere fur Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen,
Die optischen Beleuchtungseinheiten bestehen aus einer transparenten Scheinwerferscheibe und aus einem präzis in der Form einer Fläche.2„ Grades ausgebildeten Reflektor (regelmäßiges, schräg abgeschnittenes oder abgestuftes Paraboloid, El 1ipsoid, usw.), der die Beleuchtungslampe(n) trägt, von denen die eine längs der Symmetrieachse so angeordnet ist, daß einer ihrer Faden im Brennpunkt der Fläche 2. Grades liegt, so daß die reflektierten Strahlen parallel austreten (Fernlicht und Nebelleuchte) und daß ein anderer Faden außerhalb des Brennpunktes (vorzugsweise vor dem Brennpunkt) angeordnet ist, so daß die Strahlen konvergent austreten (Abblendlicht).
Außerdem versucht man zur Zeit optische Beleuchtungseinheiten herzustellen, die nur aus Kunststoff bestehen, aber eine annehmbare Lösung ist nocht nicht entdeckt worden, denn die von der Lampe in den durch die optische Einheit dargestellten abgeschlossenen Raum abgestrahlte Wärme verbunden mit der von dem Auftreffen der Lichtstrahlen auf die Scheibe erzeugten Wärme verursacht einen beträchtlichen Temperaturanstieg, so daß, wenn die Scheinwerferscheibe aus Kunststoff besteht, entweder eine Plastlfizierung des Kunststoffes und daher eine größere Abnutzungs- und Erschutterungsempfindlichkelt oder ein Verformen dieser Scheibe, insbesondere auf Ihrer Innenfläche, und daher eine Änderung der optischen Eigenschaften resultierte
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und betrifft eine optische Beleuchtungseinheits insbesondere fCr Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen, die aus einer transparenten Scheinwerferscheibe und einem mit Mitteln fur die Anordnung von mindestens einer Lampe versehenen Reflektor besteht, dadurch gekennzeichneL, daß sie eine reflektierende Metallflache aufweist, die mit Oberfiächenunebenheiten versehen Ist, die Innerhalb der Einheit mindestens die Wärmestrahlung des vom Reflektor reflektierten Strahlenbündel* zerstreuen, wobei diese Metal If!Sehe mindestens in der Nähe des mittleren Bereiches der Scheibe und In der Nähe von/oder auf deren Innenfläche angeordnet ist.
Entsprechend einer anderen Eigenschaft der Erfindung bildet die Metallflache einen Überzug der Innenfläche mindestens im mittleren Bereich der Scheinwerferscheibe«
Entsprechend einer anderen Eigenschaft der Erfindung Ist die Metal 1-flache auf der Innenwandfläche mindestens des mittleren Bereiches der Scheibe aufgedampft.
Entsprechend einer weiteren Eigenschaft der Erfindung ist die Metallfläche in die Mitte der Scheibe so eingesetzt, daß sie deren Innenfläche bildet.,
Entsprechend einer anderen Eigenschaft der Erfindung Ist die Metallfläche mit mindestens einem Verbundwerkstoff anderer Beschaffenheit verbunden, um ein Scheibchen für den Wärmeschutz der Scheibe zu bilden.
Entsprechend einer anderen Eigenschaft der Erfindung ist das Material anderer Beschaffenheit In geringem Abstand zu. der Innenfläche der Scheibe angeordnet,,
In den beigefügten Zeichnungen Ist ein nichteinschränkendes Beispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen :
- Fig. 1 ist ein schematischer Querschnitt einer optischen Beleuchtungseinheit, gemäß der vorliegenden Erfindung»
- FIg. 2 ist eine Seitenansicht von links der Figur 1.
- Die Fig. 3, *» und 5 sind Teilansichten und stellen drei Ausführungsformen der Scheibe im Axialschnitt dar.
- Die.Fig. 8 ist eine perspektivische Darstellung einer Befestigungsart im mittleren Bereich der Scheibe des Materials.anderer Beschaffenheit als dessen, aus dem die Scheibe besteht,
- Die Fig. 9 ist ein Tellschnitt einer anderen Ausführungsform der Scheibe,,
Aufgabe der vorliegenden Erfindung Ist es daher, eine optische Einheit aus Kunststoff herzustellen, deren Scheibe durch Formen eines Kunststoffes ausgebildet ist und die ohne Verformen, Verbrennen oder Plastifizierung einen beträchtlichen Temperaturanstieg vertragen kann, wobei dieser Temperatur* anstieg übrigens geringer ist als Im Falle der bekannten optischen Beleuchtungseinheiten.
Die vorliegende Erfindung geht von der Beobachtung aus, daß die Temperatur der Scheibe, wenn die optische Beleuchtungseinheit in Betrieb ist, in ihrem mittleren Bereich am höchsten ist und daß sie gegen den Rand geringer wird, so daß die Änderung der Festigkeitseigenschaften des Materials, woraus
die Scheibe besteht, das Verformen oder Verbrennen dieser Scheibe Immer in ihrem mittleren Bereich beginnt, um sich dann in Richtung des Randes auszubreiten.
Erfindungsgemäß ist daher im mittleren Bereich dieser Scheibe ein Material anderer Beschaffenheit vorgesehen als das, woraus der Rest der Scheibe besteht, wobei dieses Material das Verformen, das Verbrennen oder die Änderung der Festigkeitseigenschaften des mittleren Bereiches dieser Scheibe und daher gleichzeitig auch die Ausbreitung dieser Nachteile gegen den Rand der Scheibe verhindert.
So besteht die optische Beleuchtungseinheit der Figur 1 aus einer Scheinwerferscheibe 1 und einem Reflektor 2, der längs seiner Achse X-X eine Lampe trägt, die durch die axiale Öffnung dieses Reflektors in einer Lampenfassung *f befestigt iste
Erfindungsgemäß besteht die Scheinwerferscheibe 1 in ihrem mittleren Bereich I- aus einem Material anderer Beschaffenheit als der den Materialsj" woraus die Scheibe besteht, wobei dieses Material die Innenwand-der Scheibe in diesem Bereich bildet und das Erscheinen von Verformungen, von Verbrennungen oder sogar einer einfachen Plast!fizierung verhindert.
Um dies zu erzielen wird dieses Material entweder wegen seiner mechanischen Festigkeit bei.Temperaturanstieg oder wegen seiner Eigenschaft, diesen Temperaturanstieg zu verringern, gewählt.
So kann man als. bei Temperaturanstieg festes Material Glas oder jedes andere bei hohen Temperaturen feuerfeste Material verwenden, während man, als Material, das dazu geeignet ist, den Temperaturanstieg Im mittleren Bereich der Scheibe, zu verringern!, ein Metall vorsehen kann, das für eine hohe thermische Diffusion sorgt.
Es soll außerdem angemerkt werden, daß dieses Material, woraus der mittlere Bereich I1 besteht,wegen dessen geringer Fläche optisch dicht sein kann, ohne für die Eigenschaften des erzeugten Strahlenbündels nachteilig zu sein«
Die Fig. 2 zeigt die Ausdehnung dieser Fläche 1., Im Verhältnis zu der der gesamten Scheibe 1*
Dieser mittlere Bereich 1. kann auch auf seiner Innenwand Unebenheiten wie Rillen, Rippen, Guillochen usw. aufweisen, die geeignet sind, das Strahlenbündel, das auf diesen mittleren Bereich 1. auftrifft, gegen das Innere der optischen Einheit zu reflektieren und zu zerstreuen.
Im Falle, wo diese Unebenheiten dieses mittleren Bereiches aus Rillen bestehen,werden diese Rillen vorzugsweise eine geringere Lange und/oder einen spitzeren Winkel aufweisen als die Rillen 1_, 1,, 1·, die auf der Innenwand der Scheibe vorgesehen sind und die das optische Raster bilden, das dem vom Scheinwerfer ausgehenden Lichtbündel die gewünschte Form und Leistung gibto Diese Ausführungsform des Bereiches 1- mit diesen Rillen machteine thermische Diffusion und eine Lichtausstrahlung möglich, wobei die Abnutzung dieses mittleren Bereiches verhindert wird.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 3 besteht das Material anderer Beschaffenheit, das dem mittleren Bereich der Scheibe 1 entsprechend angeordnet ist, aus einem Scheibchen 5, das in die Scheibe, die es vollkommen durchdringt, eingesetzt ist, Scheibchen, das auf seiner Außenseite mit einem Flansch 15« versehen ist, der die Verbindung des Scheibens mit dem Kunststoff, woraus der Hauptteil der Scheibe besteht, verstärken solle
Im Falle der Figur k ist dieses Material anderer Beschaffenheit auch in Form eines Scheibchens 16 ausgeführt, das auch in die Scheibe selbst eingesetzt ist und dessen Seite 16. die Innenwand der Scheibe bildet.
Im AusfUhrungsbeispiel der Figur 5 1st das Scheibchen 17 im mittleren Bereich der Scheibe so angeordnet, daß es mit der Innenwand dieser Scheibe einen leeren, abgeschlossenen Raum 18 bildet, der dazu geeignet ist, die thermische Diffusion zwischen dem Scheibchen 17, das aus einem Material besteht, das gegen Temperatur unempfindlich ist, und der eigentlichen Scheibe aus Kunststoff und daher temperaturempfindlich zu verringern.
Be? allen Ausführungsformen kann das Material anderer Beschaffenheit, in Form eines Scheibchens, mittels einer Klebeverbindung, einer Schweißverbindung, durch Zusammenklammern oder Uberformen, mit dem Material, woraus die Scheibe 1 besteht, verbunden werden.
Im Falle eines Scheibchens, das In geringem Abstand zu der Innenwandfläche der Scheibe angeordnet Ist, kann auch dieses Scheibchen an anderen Stellen als auf der Scheibe 1 befestigt werden.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 6 besteht somit das Material anderer Beschaffenheit aus einer Lamelle 19, die in geringem Abstand zu der Innenwand der Scheibe 1 angeordnet ist.und die die Innenwand einer Hilfsscheibe bildet, die zwischen der Scheibe 1 und der Lampe 3 angeordnet ist und die beispielsweise auf dieser Scheibe mit Befestigungselsen 19. befestigt ist, wobei diese einen senkrechten Kanal fur den Kühl luftumlauf bilden.
In diesem Ausführungsbeispiel, in der Figur 6, bemerkt man auch, daß die Scheibe 1 aus zwei Material starken besteht, die ergänzende Eigenschaften aufweisen, was die Härte, die Formbarkeit und die Farbe betrifft»
Im Ausführungsbeispiel der Figur 7 ist das Scheibchen 20 am Ende eines Armes-2.1 ausgebildet der außerdem auf der Innenfläche des Reflektors 22 befestigt Iste
Im Falle der Figur 8 wird das Scheibchen 23, das in geringem Abstand zu der Innenfläche der Scheibe angeordnet ist, von zwei Stangen Zk getragen, die mit dem Ring 25, der um die Lampenfassung angepasst ist, verbunden sind, und auf dem Reflektor befestigt.
Diese Stangen Zk können auch eine Abdeckkappe 26 tragen, die, wie es bekannt ist, in der Nähe der Lampe angeordnet Ist-, um das von dieser Lampe ausgestrahlte Lichtbündel (direkte Strahlen) in einer bestimmten Richtung zu verdunkeln. .
Im Falle, wo das Material anderer Beschaffenheit aus einem Metall besteht, kann dieses einen Metallstreifen 27 bilden, dessen Oberfläche eventuell mit Unebenheiten vergehen ist und der im mittleren.Bereich der Innenseite der Scheibe 1 durch Klebe- oder Schweißverbindung,, durch Uberformen oder Projektion befestigt Ist.
Die Außenseite des Metal Istreifens 27, das sich immer gegenüber der Lampe befindet, wird vorzugsweise reflektierend ausgebildet, um die Lichtstrahlen gegen das Innere der optischen Einheit zu reflektieren und zu zerstreuen«,
Dieser Metallstreifen kann auch im mittleren Bereich der Innenwand der Sehe S Se aufgedampft werdenβ
Dieses Material anderer Beschaffenheit, aus dem das Scheibchen besteht, das im mittleren Bereich der Innenseite der Scheibe angeordnet ist, kann aus mehreren miteinander verbundenen Materialien, so zoB. aus einem bei hohen Temperaturen feuerfesten Material (z.B0 Glas), das mit einem zerstreuenden .und reflektierenden Material so wie einem Metall, bestehen»
In allen oben genannten Fällen kann der Belag aus einem Metal!überzug oder einer Metalloxidschicht und mindestens einer Schicht eines dielektrischen Materials, die zu diesem Überzug oder dieser Schicht benachbart ist, bestehen, um durchschnittlich mehr als ca„ 80 % der Energie, die im Infrarotbereich von dem Faden erzeugt wird, gegen den das Lichtbündel ausstrahlenden Faden zu reflektieren und um durchschnittlich mehr als ca„ 60 % der Energie, die vom Faden im sichtbaren Bereich erzeugt wird, durchzulassen.
Dieses Hauptkriterium für die Auswahl der Bestandteile der Überzüge, das für andere Ausführungsformen und Ergebnisse wie Z0B0 die Ausführung von transparenten Wärmespiegeln zur Anwendung auf die Solarenergie bekannt ist, besteht in der Tatsache, daß der Absorptionskoeffizient der Lichtenergie der dielektrischen Schicht im In Frage stehenden Wellenlängebereich dem des benachbarten Metalls entspricht« Als mögliche Dielektrika können wir beispiels-» weise das Titandioxid, das Zinksulfat, das Kadmiumsulfat, das Glas und das Magnesiurnfluorid angeben.
Die Stärke der Schichten wird so gewählt, daß die Reflexion der Infrarotenergie und die Übertragung der sichtbaren Energie optimiert werden und daß eine Kombination erhalten wird,wie die, die aus den 3 untengenannten übereinanderliegenden Schichten besteht (dieses Beispiel ist nichteinschränkend) :
- 1 Schicht Titandioxid, Koeffizient 2,6, in einer Stärke von 13 bis 28 Nanometer ;
- 1 Schicht Silber, Koeffizient 2,3, in einer Stärke von h bis 9 Nanometer ;
- 1 Schicht Titandioxid, Koeffizient 2,6, in einer Stärke von 39 bis 8*1 Nanometer.

Claims (1)

  1. Patentansprüche:.
    Optische Beleuchtungseinheit, insbesondere für Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen, die aus einer transparenten Scheibe und einem mit Mitteln für die Anordnung von mindestens einer Lampe versehenen Reflektor besteht, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine reflektierende Metal 1-fläche aufweist, die mit Oberflächenunebenheiten versehen ist, die geeignet sind, um innerhalb der Einheit mindestens die Wärmestrahlung des vom Reflektor reflektierten Lichtbtindels zu zerstreuen, wobei diese Metal If lache mindestens in der Höhe des mittleren Bereiches der Scheibe und in der Nähe von/oder auf deren Innenfläche angeordnet ist.
    2, Optische Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfläche einen Überzug der Innenfläche mindestens im mittleren Bereich der Scheibe bildet0
    3» Optische Beleuchtungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallflache auf der Innenwandfläche mindestens des mittleren Bereiches der Scheibe aufgedampft ist«
    Optische Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metal 1 fläche in die Mitte der Scheibe so eingesetzt ist, daß sie deren Innenfläche bildet.
    5.· Optische Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfläche in geringem Abstand zu der Innenfläche der
    Scheibe angeordnet ist.
    6. Optische Beleuchtungseinheit.nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Metal If lache von der Scheibe von mindestens einem seitlichen Befestiguagseisen getragen wird, dessen Ende mit der Innenfläche der Scheibe verbunden ist.
    Optische Beleuchtungseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das seitliche Befestigungsetsen, das die Metal If lache mit der
    Innenfläche der Scheibe verbindet, senkrecht orientiert ist, um den Kanal für den Kühl luftumlauf zu bilden.
    8. ■ Optische Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Metall fläche von dem Reflektor getragen wird.
    9. Optische Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfläche von dem Mittel für die Befestigung einer Lampe getragen wird.
    10. Optische Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallflache von dem Mittel für die Befestigung einer
    ■Abdeckkappe für das direkte Licht getragen wird0
    11. Optische Beleuchtungseinheit nach irgendeinem der o.g. Ansprüche,
    ' dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfläche mit mindestens einem
    Verbundwerkstoff anderer Beschaffenheit verbunden ist, um ein Scheibchen für den Wärmeschutz der Scheibe herzustellen.
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