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Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge mit einem Gehäuse, dessen Öffnungskontur gegenüber einer Querebene senkrecht zur Längsachse des Fahrzeugs geneigt ist, einer vor der Öffnungskontur angeordneten Abdeckscheibe, die in entsprechender Weise gegenüber der Querebene geneigt ist, und mit einem im Gehäuse angeordneten Reflektor mit einer Lichtquelle.
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Derartige Scheinwerfer sind bekannt, und zwar sowohl mit einer Neigung der Abdeckscheibe um eine horizontale, zur Fahrzeuglängsachse senkrechte Achse (DE-OS 27 44 921) wie mit einer Schwenkung der Abdeckscheibe um eine lotrechte Achse (DE-AS 25 37 286). Dabei ist jeweils eine Anordnung des Reflektors mit parallel zur Fahrzeuglängsachse ausgerichteter Reflektorachse vorgesehen. Die Schrägstellung der Abdeckscheibe ergibt sich aus einer Anpassung an den Linienfluß der Karosserie und ist für das Aussehen des Fahrzeugs sowie für seine Stromlinienform von Bedeutung. Die Anordnung des Reflektors parallel zur Fahrzeuglängsachse entspricht dem Erfordernis, das Lichtbündel in eine zur Fahrzeuglängsachse im wesentlichen parallele mittlere Richtung abzustrahlen.
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Die Schrägstellung zwischen der Abdeckscheibe und dem Reflektor führt jedoch zu einem keilförmigen Zwickel zwischen der Abdeckscheibe und der Lichtaustrittsöffnung des Reflektors. Dem entspricht eine verhältnismäßige große Gesamttiefe des Gehäuses, das anstelle von einem Scheinwerfertopf auch von einer Vertiefung in der Karosserie des Kraftfahrzeugs gebildet sein kann. Der erhöhte Raumbedarf ist ebenso wie das notwendige, den Zwickel überbrückende Zwischenstück von Nachteil. Die Herstellung und der Einbau des Zwischenstückes erhöhen den Gestehungspreis des Scheinwerfers und eine Verringerung des Raumbedarfs für Scheinwerfer wird generell aus Gewichts- und Kostengründen in der Automobilindustrie erstrebt.
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Es wäre zwar möglich, die Reflektortiefe zu verkleinern, um auf diese Weise zu einer Gehäusetiefe zu kommen, die derjenigen bei senkrecht zur Reflektorachse angeordneter Abdeckscheibe entspricht, in diesem Falle wird jedoch mit der geringeren Reflektortiefe auch die vom Reflektor zurückgestrahlte Lichtmenge verringert, so daß die Lichtausbeute bzw. die optische Leistung zurückgeht, was ebenfalls unerwünscht ist.
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Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Scheinwerfer der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß sich bei einem geringen Raumbedarf eine vergleichsweise große optische Leistung ergibt, also bei gleicher optischer Leistung ein verringerter Raumbedarf bzw. bei gleichem Raumbedarf eine vergrößerte optische Leistung.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Reflektor im Gehäuse derartig angeordnet ist, daß seine optische Achse im wesentlichen parallel zur Flächennormalen der Abdeckscheibe verläuft, und daß zwischen dem Reflektor und der Abdeckscheibe eine durchsichtige Platte mit Prismenstrukturen angeordnet ist, die die Neigung der Reflektorachse gegenüber der Fahrzeuglängsachse kompensiert und das Lichtbündel im wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsachse ausrichtet.
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Diese Ausbildung steht im Gegensatz zur bisherigen allgemeinen Vorstellung, daß bei einem Kraftfahrzeugscheinwerfer wegen der erforderlichen Lichtabstrahlung im wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsachse auch der Reflektor in Richtung der Fahrzeuglängsachse orientiert sein muß. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Orientierung des Reflektors normal zur Abdeckscheibe wird - wie ohne weiteres ersichtlich - eine ungeschmälerte optische Lichtleistung mit einer geringen Bautiefe kombiniert, wobei durch die einfache Maßnahme, eine Prismenplatte zwischen dem Reflektor und der Abdeckscheibe anzuordnen, auch die Lichtabstrahlung im wesentlichen in Richtung der Fahrzeuglängsachse erfolgt.
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Es ist zwar bereits eine schrägstrahlende Leuchte bekannt, bei der eine ebene Prismenplatte zur Ablenkung des ausfallenden Lichts vorgesehen ist, so daß die Abstrahlungsrichtung von der Achse des Reflektors bzw. der Lichtaustrittsöffnung abweicht (DE-GM 17 45 703). Hier handelt es sich jedoch nicht um einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, sondern um eine längliche Leuchtstofflampe, die ein Objekt mit entsprechendem Längsverlauf beleuchten soll, beispielsweise Straßen und Brücken. Hierbei soll durch die schräge Lichtablenkung eine Befestigung der Leuchte am Straßenrand oder an Häuserfronten ermöglicht werden. Hingegen spielt der Raumbedarf der Leuchte keine Rolle.
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Ferner ist ein auch zur Verwendung bei Kraftfahrzeugen vorgesehener Scheinwerfer bekannt, bei dem eine Prismenablenkung des austretenden Lichts erfolgt (DE-AS 21 59 355). Hier ist ein Gehäuse mit einem halbkugeligen Boden vorgesehen, in dem ein Scheinwerfereinsatz mit Reflektor und Lichtquelle über eine ringförmige Platine befestigt ist, die ihrerseits in geneigter Stellung gegenüber der Achse des Gehäuses und ihrer Lichtaustrittsöffnung befestigbar ist, so daß die Gehäuseachse und die Reflektorachse unter einem Winkel zueinander verlaufen. Das Gehäuse ist durch eine Abdeckscheibe mit Prismen abgeschlossen. Die Prismen sind jedoch so orientiert, daß die Lichtstrahlen noch stärker gegenüber der Gehäuseachse abgelenkt werden, als es der Winkelabweichung zwischen der Reflektorachse und der Gehäuseachse entspricht. Diese Winkelabweichung bedeutet zugleich, daß die Reflektorachse nicht normal zur Abdeckscheibe eingestellt wird, wie es für die Erfindung charakteristisch ist.
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Der erfindungsgemäße Scheinwerfer kann für unterschiedliche Orientierungen am Kraftfahrzeug ausgebildet sein, wie es sich aus den verschiedene Anwendungsfälle betreffenden Unteransprüchen ergibt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden im Vergleich mit dem vorausgesetzten Stand der Technik anhand schematischer Zeichnungen erläutert. Es zeigt
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Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen herkömmlichen Scheinwerfer mit einer Abdeckscheibe, deren Mittelebene gegenüber dem Lot auf die Fahrzeuglängsachse geneigt ist,
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Fig. 2 ein Axialschnitt durch eine Anordnung, bei welcher der Reflektor so befestigt ist, daß seine Achse rechtwinklig zur Mittelebene der Abdeckscheibe ist,
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Fig. 3 einen Axialschnitt durch einen Scheinwerfer gemäß der Erfindung und
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Fig. 4 eine Ansicht zur Verdeutlichung des Gewinns an Gehäusetiefe, die bei unveränderter Lage der Abdeckscheibe 5 durch die Schrägstellung des Reflektors von 10 nach 10 a erzielt wird.
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Bei der in Fig. 1 dargestellten herkömmlichen Ausführungsform ist im Innern eines Gehäuses 1 ein Reflektor 10 so befestigt, daß seine Achse zur Fahrzeuglängsachse A parallel ist, um den Scheinwerferstrahl in eine zur Fahrzeuglängsachse A im wesentlichen parallele mittlere Richtung zu lenken. Bei einer solchen Anordnung ist wegen der Schrägstellung der Mittelebene einer Abdeckscheibe 5 eine verhältnismäßig große Gesamttiefe des Gehäuses 1 erforderlich.
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Durch Schrägstellen der Achse des Reflektors 10 in bezug auf die Fahrzeuglängsachse A in der Weise, daß die optische Achse des Reflektors 10 rechtwinklig zur Grundebene der Abdeckscheibe 5 ist, wird dagegen gemäß Fig. 2 eine Verkleinerung der Gesamttiefe des Gehäuses 1 ermöglicht.
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Fig. 3 zeigt einen in dieser Weise ausgebildeten Scheinwerfer, der ebenfalls ein Gehäuse 1 aufweist, das beim gezeigten Beispiel ein Topf ist und dessen schräger vorderer Abschnitt eine Öffnung bildet. Diese ist mit einer Abdeckscheibe 5 versehen, deren Grundebene (Ebene der Öffnungskontur) gegen die durch die Fahrzeuglängsachse A gehende vertikale Ebene unter einem Winkel von vorzugsweise zwischen 10° und 20° geneigt ist. Im Innern des Gehäuses 1 ist mit bekannten, nicht dargestellten Hilfsmitteln ein Reflektor 10 angeordnet, der eine parabolische Reflexionsfläche bildet. Mit dem Reflektor 10 ist eine Lampe 12 verbunden, die eine übliche Direktlichtblende 11 aufweisen kann.
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Außerdem hat der Scheinwerfer gemäß der Erfindung eine Ablenkvorrichtung in Form einer Platte 20 aus Kunststoff, die angegossene Strukturen 21 mit Prismenwirkung aufweist. Die durchsichtige Platte 20 ist zwischen der Abdeckscheibe 5 und dem Reflektor 10 angeordnet, um reflektierte Strahlen B in die Fahrzeuglängsachse A zu lenken.
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Um eine gleichmäßige Richtungskorrektur der Lichtstrahlen zu erreichen, sollte vermieden werden, daß ein zu großer Anteil des Lichts auf die zurückspringende Fläche oder Freifläche der Prismen bzw. Strukturen 21 fällt, weil sonst dieser Lichtstrahlanteil in eine entgegengesetzte Richtung angelenkt wird, was im Gegensatz zum angestrebten Ergebnis stünde.
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Zu diesem Zweck ist der Rückspring- oder Freiwinkel praktisch Null, die Freifläche ist also so ausgebildet, daß sie im wesentlichen rechtwinklig zur Platte 20 ist. Auf diese Weise trifft nur ein sehr kleiner Anteil des einfallenden Lichtstrahls auf diese Freifläche.
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Die Teilung der Strukturen 21 ist so festgelegt, daß die Dicke der Platte 20 einen akzeptablen Wert nicht überschreitet.
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Je nach der gewünschten Konfiguration des Lichtbündels kann es zweckmäßig sein, einen Teil der Lichtstrahlen in ihrer anfänglichen Richtung zu belassen. Die Platte 20 kann im entsprechenden Bereich, beispielsweise im axialen Mittelabschnitt, unverrippt (glatt) oder mit einer Aussparung versehen sein.
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Es wird nun ein Zahlenbeispiel für eine Ausführungsform des Scheinwerfers gemäß Fig. 3 gegeben:
- - Winkel der Grundebene der Abdeckscheibe 5 in bezug auf das Lot auf die Fahrzeuglängsachse A = 15°,
- - Scheinwerferöffnung, waagerecht = 220 mm,
- - Scheinwerferöffnung, senkrecht = 110 mm,
- - Brennweite des Reflektors = 26,5 mm,
- - Scheitelwinkel der Strukturen 21 an der Platte 20 aus Kunststoff = 27°,
- - Teilung der Strukturen 21 = 5 mm,
- - Dicke der Platte 20 = 2,5 mm.
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Die Gesamttiefe des Gehäuses 1 gemäß der Erfindung beträgt bei diesem Beispiel 173 mm, wogegen bei der herkömmlichen Ausführungsform eines Scheinwerfers mit einem parabolischen Reflektor gleicher Merkmale und einer Abdeckscheibe 5 mit ebenfalls unter einem Winkel von 15° schräggestellter Grundebene die Gesamttiefe des Gehäuses 1 200 mm betragen würde. Die Anordnung gemäß der Erfindung ermöglicht also die Ausführung von Scheinwerfern mit gleichen Merkmalen wie die herkömmlichen Scheinwerfer, jedoch mit einer um 27 mm kleineren Tiefe. Dieser Gewinn an Tiefe ist in Fig. 4 veranschaulicht, in der die herkömmliche Anordnung des Reflektors 10 mit ausgezogenen Linien und die erfindungsgemäße Anordnung des Reflektors 10 strichpunktiert eingezeichnet sind.
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Es ist auch möglich, im Innern des mit üblichen Abmessungen ausgebildeten Gehäuses 1 einen Reflektor mit größerer Tiefe als die herkömmlichen Reflektoren anzuordnen, dessen Brennweite also kleiner ist. Da sich der reflektierte Lichtstrom im umgekehrten Verhältnis zur Brennweite ändert, wird somit bei gleichem Raumbedarf des Gehäuses 1 eine beträchtliche Zunahme des reflektierten Lichtstroms erreicht.
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Unter Beibehaltung einer Gesamttiefe des Gehäuses 1 von 200 mm ist es somit beispielsweise möglich, einen parabolischen Reflektor mit einer Brennweite von 33 mm durch einen parabolischen Reflektor mit einer Brennweite von 26,5 mm zu ersetzen, wodurch sich eine Lichtstromzunahme von etwa 25% erzielen läßt.
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Die Erfindung sieht insbesondere folgende Alternativen vor:
- - vertikale, schräggestellte Abdeckscheiben (Eckscheiben), die mit Reflektoren zusammenwirken, deren Achse waagerecht und rechtwinklig zu ihnen verläuft;
- - geneigte Abdeckscheiben, die quer zur Fahrzeuglängsachse angeordnet sind und mit Reflektoren zusammenwirken, deren Achsen entsprechend geneigt sind und in einer zur Abdeckscheibe rechtwinkligen vertikalen Ebene liegen, also im Grundriß zur Fahrzeuglängsachse im wesentlichen parallel sind und
- - zur Fahrzeuglängsachse schräggestellte und zur Vertikalen geneigte Abdeckscheiben mit Reflektoren, deren Achsen in vertikalen Ebenen entsprechend geneigt angeordnet sind, die rechtwinklig zur Abdeckscheibe sind.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele und Zahlenangaben beschränkt, welche die Grundlage für weitere Ausgestaltungen und Ausführungsformen bilden können, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Die Erfindung ist auf alle Neigungswinkel der Abdeckscheibe in bezug auf die Senkrechte und/oder die Waagerechte anwendbar.
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Die Erfindung ist ebenso bereits dann angewendet, wenn die Achse des Reflektors von der Längsrichtung des Fahrzeuges weg und näher an die Normale auf eine schräge Öffnungskontur herangerückt wird, die beispielsweise nach links oder nach rechts gerichtet ist, wobei eine solche Abweichung zumindest teilweise mit einer Ablenkvorrichtung ausgeglichen wird. Selbst wenn eine solche Richtungsänderung der Reflektorachse nur in begrenztem Maße vorgenommen wurde, wird hinsichtlich des Raumbedarfs immer noch ein beträchtlicher Vorteil erzielt.