DE3209113A1

DE3209113A1 - Kraftfahrzeugleuchte

Info

Publication number: DE3209113A1
Application number: DE19823209113
Authority: DE
Inventors: Norbert 93000 Bobigny Brun
Original assignee: Cibie Projecteurs SA
Current assignee: Cibie Projecteurs SA
Priority date: 1981-03-16
Filing date: 1982-03-12
Publication date: 1982-09-23
Also published as: JPS57162201A; FR2501828A1; FR2501828B1; DE3209113C2

Description

PATENTAN WALTE,* ! !, ! I '. . dr.-ing. franz tuesthopt

WUESTHOFF-v.PECHMANN-b'eHRENS-GOETz" »«·»·"■·'*«>* ™»™of,<,_w-w«>

DIPL.-ING. GERHARD PULS (1952-I971)

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS If dipl.-chem. dr. ε. Freiherr von pechmann

DR.-ING. DIETER BEHRENS

DIPL.-ING.; DIPL.--WIRTSCH.-ING. RUPERT COETZ

1A-55 690

D-8000 MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE

Telefon: (089) 6610 telegramm: protectpatent

TELEX: J 14

12. März 1982

Anmelder:

CIBIE PROJECTEURS
17, rue Henri Gautier 93012 Bobigny, Frankreich

Titel:

Kraftfahrzeugleuchte

DR.-ING. PRANZ

WUESTHOFF - ν. PECHMANM"- BEHRENS - GOETZ

PATENTANWÄLTE·* " ■· * *· ·**· .·" dr.-ing. pranz wuisthoff

Dl 1'1..-ING. GHRHARD PU 1 S (l$>J2-1971)

EUROPEAN PATENTATTORNEYS _d,p_L,chem.„r. η.γηγ.ηρ.κη von pbcmahn

5 DR.-ING. DIETER BEHRENS

D1PL.-ING.; DIPL₁-WIRTSCh₁-INCRUPERT GOETZ

1 -55 690 D-8000 MÜNCHEN 90

SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (089) 66 20 51 telegramm: protectpatent

TELEX: J 24 070

Kraftfahrzeugleuchte

Die Erfindung betrifft Kraftfahrzeugleuchten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Kraftfahrzeugleuchten haben üblicherweise ein offenes Gehäuse, das an seiner Öffnung mit einer lichtdurchlässigen Abdeckscheibe versehen ist. Das Gehäuse enthält eine lichtaussende Lampe und einen konkaven Spiegel, der an der der Abdeckscheibe entgegengesetzten Seite der Lampe angeordnet ist und die Aufgabe hat, den von der Lampe zum hinteren Teil der Leuchte ausgesendeten Lichtstrom in Richtung der Abdeckscheibe zurückzustrahlen. Die Abdeckscheibe ist häufig mit Streurippen versehen, die dazu dienen, den aus der Leuchte austretenden Lichtstrom gleichmäßig zu machen.

Im allgemeinen ist es wünschenswert, aus Gewichts- und Kostengründen und wegen des zur Verfugung stehenden Einbauraumes die Abmessungen und somit den Raumbedarf solcher Leuchten zu verringern.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, den konkaven Spiegel, der eines der Leuchtenbauteile mit dem größten Raumbedarf ist, wegzulassen. Dies führt jedoch zu einem großen Licht-

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Stromverlust, und es besteht bei den so hergestellten Leuchten die Gefahr, daß bei gegebener Leuchtkraft die Normierungsvorschriften nicht mehr eingehalten werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kraftfahrzeugleuchte von verringertem Raumbedarf zu schaffen, die mit einfachen Mitteln und wirtschaftlich herstellbar ist und dabei unter Einhaltung bestehender Normen optisch ebenso wirksam ist wie die herkömmlichen Leuchten.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Kraftfahrzeugleuchte gelöst, die hinter ihrer Lampe ein lichtstromrückgewinnendes und -rückstrahlendes Bauteil aufweist, das von einem rückstrahlenden katadioptrischen Bauteil und einer vor diesem angeordneten Sammellinse gebildet ist, deren Aufgabe darin besteht, die von der Lampe zum katadioptrischen Bauteil ausgesendeten Lichtstrahlen mit einem solchen Einfallswinkel abzulenken, daß sie vom katadioptrischen Bauteil totalreflektiert werden.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung lenkt die Sammellinse die Lichtstrahlen mit einem Einfallswinkel ab, der in bezug auf die Einzelflächen des katadioptrischen Bauteils ungefähr 45° beträgt.

Die Sammellinse kann beispielsweise von einer Fresnel-Linse gebildet sein.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind das katadioptrische Bauteil und die Sammellinse von einem einzigen Formling gebildet, der auf einer seiner Flächen die Strukturen des katadioptrischen Bauteils und auf seiner anderen Fläche die Strukturen der Sammellinse aufweist.

Auiüführungsbei spiele der Erfindung werden im folgenden

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anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Schnitt durch eine Leuchte gemäß der Erfindung

in einer durch die optische Achse der Leuchte gehenden Schnittebene,
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des Abschnittes II in Fig.

des 1ichtstromrückgewinnenden und -rückstrahlenden

Bauteils,
Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts III in Fig.

des 1ichtstromrückgewinnenden und -rückstrahlenden

Bauteils,
Fig. 4 und 5 Teilschrägansichten von lichtstromrückgewinnenden und -rückstrahlenden Vorrichtungen gemäß zwei

Ausführungsformen der Erfindung, Fig. 6 den Schnitt VI-VI in Fig. 7 durch einen Abschnitt einer lichtstromrückgewinnenden und -rückstrahlenden

Vorrichtung,
Fig. 7 eine Vorderansicht einer lichtstromrückgewinnenden und -rückstrahlenden Vorrichtung gemäß einer dritten

Ausführungsform der Erfindung und Fig. 8 den Schnitt'VIII-VIII in Fig. 7.

Die Kraftfahrzeugleuchte von verringertem Raumbedarf gemäß der Erfindung hat ein offenes Gehäuse 1 mit einer lichtaussendenden Lampe, deren Leuchtkörper bzw ^ Glühwendel 2 in Fig. 1 vereinfacht dargestellt ist. An der Öffnungskontur des Gehäuses 1 ist eine Abdeckscheibe 3 befestigt. Die Abdeckscheibe 3 ist eine übliche Abdeckscheibe für Direktlichtleuchten mit starker Gliederung, insbesondere Blockgliederung, deren prismatische Elemente so bestimmt sind, daß unter Einhaltung der Normierungsvorschriften ein gleichmäßiges Lichtbündel austritt.

Im Gehäuse 1 ist an der der Abdeckscheibe 3 abgewandten Seite der Glühwendel 2 eine Vorrichtung 4 zum Rückgewinnen und Rückstrahlen des von der Glühwendel 2 der Lampe zum hinteren

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Louchtenteil ausgesendeten Lichtstromes angeordnet. Die Vorrichtung 4 weist ein katadioptrisches Bauteil 6 auf, das entsprechend Fig. 1 links von einer strichpunktierten Linie angeordnet ist. Das Bauteil 6 ist an seiner Rückfläche mit einer Anordnung von prismatischen 'Strukturen versehen, die Einzel flächen 5 und 5' aufweisen, von denen je zwei einen Winkel von 90° bilden und die wie bei jedem herkömmlichen Katadiopter miteinander zusammenwirken, um das an ihnen auffallende Lichtbündel in der Einfallsrichtung zurückzustrahlen. Ein auf eine der Einzelflächen 5 oder 5¹ des katadioptrischen Bauteils 6 auffallender Lichtstrahl wird somit in Richtung der komplementären Einzelfläche 5' oder 5 reflektiert, die ihn dann parallel zum einfallenden Strahl, jedoch in entgegengesetzter Richtung zurückstrahlt.

Die lichtstromrückgewinnende und -zurückstrahlende Vorrichtung 4 hat ferner eine Sammellinse 7 des Fresnellinsen-Typs, die vor dem katadioptrischen Bauteil 6 angeordnet und entsprechend Fig. 1 rechts von der strichpunktierten Linie 12 dargestellt ist.

Beim gezeigten Beispiel ist die Vorrichtung 4 zum Rückgewinnen und Zurückstrahlen des nach hinten gerichteten Lichtstromes von einem einzigen spritzgegossenen Bauteil gebildet, das auf einer seiner Flächen die Strukturen des katadioptrischen Bauteils 6 und auf seiner anderen Fläche die Strukturen der Sammellinse 7 aufweist. Die Vorrichtung 4 kann auch aus einem katadioptrischen Bauteil 6 und einer getrennten, mit ihm fest verbundenen Sammellinse 7 zusammengesetzt sein.

Die Sammellinse 7 ist zwischen dem katadioptrischen Bauteil 6 und der Glühwendel 2 der Lampe angeordnet und fängt die von der Glühwendel 2 in der der Abdeckscheibe 3 entgegengesetzten Richtung zum hinteren Leuchtenteil ausgesendeten Lichtstrahlen ab. Ihre Aufgabe besteht darin, diese Lichtstrahlen

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in bezug auf das katadioptrische Bauteil 6 mit solchem Einfallswinkel abzulenken, daß sie vom Bauteil 6 totalreflektiert werden. Dieser Einfallswinkel läßt sich ohne weiteres durch Anwenden der bekannten optischen Gesetze unter Berücksichtigung der Brechzahlen der verschiedenen Medien bestimmen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsfοrm lenkt die Sammellinse die Lichtstrahlen;in bezug auf die Einzelflächen 5 und 5' des katadioptrischen Bauteils 6 mit einem Einfallswinkel von 45° ab.

Bei einer mit einfachen Mitteln herstellbaren und vorteilhaften Ausführungsforrn ist die lichtstromrückgewinnende und -zurückstrahlende Vorrichtung 4 von einem im wesentlichen ebenen Tragkörper gebildet, der auf einer seiner Flächen die Einzelflächen 5 und 5¹ des katadioptrischen Bauteils 6 und auf seiner anderen Fläche eine die Sammellinse 7 bildende Fresnel-Linse aufweist. Diese Fresnel-Linse hat in üblicher Weise eine sammelnde plan-konvexe Zentral1inse, die von kreis runden Ringen umgeben ist, die in ebenfalls plan-konvexe Linsen konzentrisch eingearbeitet sind.

Der Strahlengang der verschiedenen Lichtstrahlen im Innern der Kraftfahrzeugleuchte gemäß der Erfindung wird nun im einzelnen anhand Fig. 2 und 3 erläutert, in denen zwei in Fig. 1 mit II und III bezeichnete Abschnitte der Vorrichtung 4 in größerem Maßstab dargestellt sind.

In Fig. 2 ist somit ein seitlicher Abschnitt II der Vorrichtung 4 dargestellt, der im wesentlichen total reflektierend wirkt. Ein von der Glühwendel 2 der Lampe zum hinteren Leuchtenteil ausgesendeter Einfallsstrahl A. trifft entsprechend Fig. 2 an einer zurückgenommenen Fläche 8 eines der Elemente der Sammellinse 7 auf. Beim Durchtritt durch die Fläche 8 wird der Einfallsstrahl A gebrochen und trifft dann auf eine

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AO

Fläche 9 eines Elementes der Sammellinse 7 mit einem solchen Einfallswinkel, daß er von der Fläche 9 totalreflektiert und in Richtung der Einzelfläche 5 des katadioptrischen Bauteils 6 und in bezug auf diese Einzelfläche 5 mit einem bevorzugten Einfallswinkel von 45° abgelenkt wird. Die Einzelfläche 5 wirft den Lichtstrahl zur komplementären Einzelfläche 5¹ des Bauteils 6 zurück, die ihn zu einer Fläche 9' des dem zuerst genannten Element benachbarten Elementes der Sammellinse 7 mit einem solchen Einfallswinkel zurückstrahlt, daß die Fläche 9¹ den Lichtstrahl durch Totalreflexion in Richtung einer zurückgenommenen Fläche 8' ablenkt, die den Lichtstrahl beim Durchtritt durch sie bricht. Aus der Fläche 8' tritt der reflektierte Strahl B. parallel zum einfallenden Strahl A- aus.

Um eine Unterbrechung des reflektierten Lichtbündels B₁ durch die Glühwendel 2 selbst der Lampe zu vermeiden, hat die Vorrichtung 4 ihren Brennpunkt außerhalb der Glühwendel 2, so daß, wie in Fig. 1 dargestellt, die Gesamtheit der reflektierten Strahlen eine gegenüber der Glühwendel 2 versetzte Abbildung 2' erzeugen.

Der in Fig. 1 mit III bezeichnete, in Fig. 3 in größerem Maßstab dargestellte Abschnitt der Vorrichtung 4 wirkt im wesentlichen dioptrisch, d.h. lichtbrechend. Ein beim Durchtritt durch die Fläche 9 eines der Elemente der Sammellinse 7 gebrochener einfallender Strahl A_? wird somit in Richtung der Einzelfläche 5 des katadioptrischen Bauteils 6 mit einem solchen Einfallswinkel abgestrahlt, daß er von dieser Einzelfläche 5 durch Totalreflexion in Richtung der zu ihr komplementären Einzelfläche 5' zurückgeworfen wird. Die Fläche 5' reflektiert den Strahl in Richtung der Fläche 9' eines der Elemente der Sammellinse 7, das dem mit der zuerst genannten Fläche 9 versehenen Element benachbart ist. Diese Fläche 9' erzeugt eine neuerliche Brechung beim Durchtritt des Llcht-

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Strahls, der aus ihr als reflektierter Strahl B_ parallel zum zuerst genannten einfallenden Strahl A_? austritt.

Das katadioptrische Bauteil 6 kann in verschiedenen Ausführungsformen ausgebildet sein, die retro-reflektierend wirken, also den größten Teil des auf sie auffallenden Lichtbündels in der Einfallsrichtung zurückwerfen. Das Bauteil 6 kann beispielsweise ein üblicher Rückstrahler sein, der von mehreren katadioptrischen Nadeln gebildet ist, von denen jede als Dreiflächner mit drei rechten Winkeln und drei Facetten bzw. Flächen gestaltet ist, die totalreflektierend wirken. Die auf die Einzelflächen 5 und 5¹ des katadioptrischen Bauteils 6 unter einem Einfallswinkel von 45° auffallenden Lichtstrahlen scheinen jedoch wegen der Verwendung der Sammellinse 7 aus der optischen Achse zu kommen. Folglich ist ein maschinell bearbeiteter echter Rückstrahler entbehrlich und kann durch einen Rückstrahler einfacherer Ausbildung, wie er in Fig. 4 bis 6 dargestellt ist, ersetzt werden.

In Fig. 4 und 5 ist die Sammellinse 7 nicht dargestellt; sie kann, wie weiter oben schon erwähnt, von einer Sammellinse gebildet sein, die mit dem katadioptrischen Bauteil 6 entweder fest verbunden ist oder zusammen mit ihm in einem Stück geformt worden ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist das katadioptrische Bauteil 6 von einer ebenen Platte gebildet, die mit parallelen geraden Leisten 10 von dreieckigem Querschnitt versehen ist. Die Außenflächen der Leisten 10 bilden die zwischen sich einen Winkel von 90° einschließenden Einzelflächen 5 und 5¹. Wie in Fig. 4 vereinfacht dargestellt, wird ein einfallender Strahl A, der von der nicht gezeichneten Sammellinse 7 so abgelenkt worden ist, daß er auf eine der Einzelflächen 5 und 5' mit einem Einfallswinkel von 45° auftrifft, in Richtung der komplementären Einzelfläche 5" oder 5 abge-

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lenkt, die ihn infolge von Totalreflexion als reflektierten Strahl B parallel und entgegengesetzt zum einfallenden Strahl A zurücklenkt.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist das katadioptrische Bauteil 6 von einer vorzugsweise kreisrunden ebenen Platte gebildet, die mit als konzentrische Ringe angeordneten Leisten 11 von dreieckigem Querschnitt versehen ist. Die Außenflächen der Leisten 11 stehen aufeinander senkrecht. Wie in Fig. 5 schematisch dargestellt, wird ein einfallender Strahl A, der von der nicht gezeichneten Sammellinse 7 so abgelenkt worden ist, daß er auf eine der Einzelflächen 5 und 5' unter einem Einfallswinkel von vorzugsweise 45° auftrifft, in Richtung der komplementären Einzelfläche 5' oder 5 zurückgeworfen. Diese strahlt infolge Totalreflexion den reflektierten Strahl B parallel und entgegengesetzt zum einfallenden Strahl A zurück.

Mit anderen Worten, die lichtstromrückgewinnende und -zurückstrahlende Vorrichtung, deren katadioptrisches Bauteil 6 in Fig. 5 dargestellt ist, wird durch Drehen des in Fig. 6 dargestellten Profils um eine Achse 13 erhalten, die zur strichpunktierten Linie 12 rechtwinklig ist und in der Zeichnungsebene liegt.

Die in Fig. 7 und 8 dargestellte Vorrichtung 4 zum Rückgewinnen und Zurückstrahlen von Lichtstrom gemäß einer dritten Ausführungsform ermöglicht einen noch besseren Lichtstromgewinn als die Vorrichtung gemäß Fig. 4 und 5. Der in Fig. 6 dargestellte Schnitt durch die Vorrichtung 4 bildet ihr Grundprofil entsprechend einer Schnittlinie VI-VI in Fig. 7. Die Vorrichtung 4 wird dann durch Schwenken dieses Grundprofils um eine Achse 14 erhalten, die ungefähr mit der Achse der Glühwendel 2 zusammenfällt und zur strichpunktierten Linie parallel ist. Die die Glühwendel 2 zum Teil umschließende

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Vorrichtung 4 ermöglicht somit eine weitere Verbesserung der Lichtstromleistung. Die Vorrichtung 4 ist von einem Abschnitt 15 eines Rotationszylinders um eine mit der Achse der Glühwendel 2 ungefähr zusammenfallende Achse 14 gebildet und hat auf ihrer Außenfläche Abschnitte 10" von ringförmigen Leisten dreieckiger Querschnittsgestalt, die parallel zueinander angeordnet sind, und auf ihrer Innenfläche Elemente 7' einer Fresnel-Linse von ungefähr konkaver Gestalt.

Der zentrale Bereich der Sammellinse, der dem Bereich des katadioptrischen Elementes entspricht, bei dem die Neigung der aus der Lampe kommenden Strahlen so ist, daß das katadioptrische Element von selbst totalreflektierend wirkt, kann ausgespart werden, ohne daß die einfallenden Strahlen abgelenkt werden müßten.

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Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE* I !· » · ' ·* dr.-ing. franz xpuesthopf WUESTHOFF-v. PECHMANN -BEHRENS-GOETZ »*■>»'*■■ D1PL.-1NG. GERHARD PULS (1952-I971) EUROPEAN PATENTATTORNEYS !,,pl-chem. dr. ε. Freiherr von pechmann DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPl.-ING.; DIPL.-WIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ 1A-55 690 D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2 telefon: (089)662051 telegramm: protectpatent telex: 524070 Patentansprüche :

1. Kraftfahrzeugleuchte mit einer Abdeckscheibe und einer reflektierenden Vorrichtung, die den von der Glühwendel einer Lampe zum hinteren Teil der Leuchte ausgestrahlten Lichtstrom zur Abdeckscheibe zurückstrahlt, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Vorrichtung (4) von einem rückstrahlenden katadioptrischen Bauteil (6) und einer vor ihm angeordneten Sammellinse (7) gebildet ist, welche wenigstens einen Teil der von der Lampe zum katadioptrischen Bauteil (6) ausgestrahlten Lichtstrahlen zu einem solchen Einfallswinkel ablenkt, daß sie vom katadioptrischen Bauteil (6) totalreflektiert werden.

2. Kraftfahrzeugleuchte nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet , daß die Sammellinse (7) die Lichtstrahlen zu einem Einfallswinkel ablenkt, der in bezug auf die Einzelflächen (5, 5") des katadioptrischen Bauteils (6) ungefähr 45° beträgt.

3. Kraftfahrzeugleuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das katadioptrisch^ Bauteil (6) und die Sammellinse (7) von einem einzigen Formling gebildet sind, der die reflektierende Vorrichtung (4) bildet und auf einer seiner Flächen die Strukturen des katadioptrischen

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Bauteils (6) und auf seiner anderen Fläche die Strukturen der Sammellinse (7) aufweist.

4. Kraftfahrzeugleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das katadioptrische Bauteil (6) einen im wesentlichen ebenen Tragkörper hat und die Sammellinse (7) von einer plan-konkaven Fresnellinse gebildet ist.

5. Kraftfahrzeugleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das katadioptrische Bauteil (6) von einem ebenen Tragkörper gebildet ist, der mit parallelen, geraden Leisten (10) von dreieckigem Querschnitt versehen ist.

6. Kraftfahrzeugleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das katadioptrische Bauteil (6) von einem ebenen Tragkörper gebildet ist, der mit konzentrischen, ringförmigen Leisten (11) von dreieckigem Querschnitt versehen ist".

7. Kraftfahrzeugleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Formling von einem Abschnitt (15) eines Rotationszylinders um eine mit der Achse der Glühwendel (2) der Lampe ungefähr zusammenfallende Achse (14) gebildet ist und auf seiner Außenfläche parallele Abschnitte (H") ringförmiger Leisten von dreieckigem Querschnitt und auf seiner Innenfläche Elemente (7¹) einer Fresnel-Linse von im wesentlichen konkaver Gestalt aufweist.

8. Kraftfahrzeugleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die als Formling ausgebildete Vorrichtung (4), die das katadioptrische Bauteil (6) und die Sammellinse (7) bildet, ihren Brennpunkt

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außerhalb der Glühwendel (2) der Lampe hat.

9. Kraftfahrzeugleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß eine Gruppe (II) von Elementen der Sammellinse (7) im wesentlichen totalreflektierend wirkt, wogegen eine komplementäre Gruppe (III) dieser Elemente im wesentlichen brechende Wirkung hat.

10. Kraftfahrzeugleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß der zentrale Bereich der Sammellinse (7) ausgespart ist.