DE3320663A1

DE3320663A1 - Abblendscheinwerfer fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3320663A1
Application number: DE19833320663
Authority: DE
Inventors: Marc Livry-Gargan Stephano
Original assignee: Cibie Projecteurs SA
Current assignee: Cibie Projecteurs SA
Priority date: 1982-06-09
Filing date: 1983-06-08
Publication date: 1983-12-22
Also published as: GB2123134B; IT1163481B; IT8321517A0; GB2123134A; GB8315889D0; JPS6355162B2; FR2528537A1; FR2528537B1; JPS595504A

Description

PATENTANWÄLTE* *.-"".. ° *,.**«„"

WUESTHOFF-v. PECHMANN -BEHRENS-GOETZ

EUROPEAN PATENTATTORNEYS

DR.-l NG. FRANZ TUfcSTIIOFF UR. I'll IL. FRIDA ¹BlUSTIIOrF DII'L.-ING. GER)IAHU PULS (1952-1971) DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.; D1PL.-TIRTSCH.-ING. RUPERT GOE'

1A/G-57 240

D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (089) 66 20 ji

TELEGRAMM: PROTECTi¹ATENT TELEX: J 24 070

8. Juni 1983

Anmelder:

CIBIE PROJECTEURS

17, Rue Henri Gautier

F-93012 Bobigny

Titel:

Abblendscheinwerfer für Kraftfahrzeuge

PATENTANJXfXtTJl *..**.. DR.-ING. FRANZ VUESTHOFF

WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOETZ ^DR"^PHIL·^FREDA ™^ESTHO"

DIPL.-ING. GERHARD PULS (19J2-I971)

EUROPEAN PATENTATTORNEYS

DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANI DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.; DIPL.-WIRTSCH.-ING. RUPERT GOE

lA-57 240 D-8000 MÜNCHEN 90

SCHWEIGERSTRASSE 2 telefon: (089) 6610 ji

TELEGRAMM: PROTECTPATENT TELEX: 524070

Abblendscheinwerfer für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge mit einem Hauptsammelspiegel bzw. -reflektor, wenigstens einer mit dem Reflektor zusammenwirkenden Lichtquelle und einer Abdeck- und Streuscheibe.

Der hier verwendete Ausdruck Scheinwerfer deckt sowohl die optischen Blöcke, bei denen die Abdeckscheibe am vorderen Abschnitt des Reflektors befestigt ist, als auch die verwikkelter aufgebauten Systeme, bei denen der Reflektor in einem Scheinwerfertopf angeordnet ist, der von der Abdeckscheibe verschlossen ist und in die Karosserie des Kraftfahrzeuges integriert sein kann.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Abblendscheinwerfer des vorstehend erwähnten Typs, bei denen zum Erzeugen des Abblendlichtes ein längsgerichteter Glühfaden in der Achse eines parabolischen Reflektors etwas vor dessen Brennpunkt angeordnet ist. Es kann sich um Scheinwerfer handeln, die speziell zur Erzeugung von Abblendlicht ausgebildet sind, oder um Scheinwerfer, die eine Funktion Abblendbeleuchtung besitzen, z.B. ein Fern-/Abblendlicht-Scheinwerfer, der so-

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wohl einen Glühfaden für Fernlicht als auch einen solchen für Abblendlicht aufweist.

Bei Sehemnwerfern dieser Bauart konvergiert das vom Reflektor zu rückgestrahlte Lichtbündel in Richtung auf die Abdeckscheibe ziemlich stark, so daß in relativer Nähe zum Reflektor ein Lichtknoten entsteht. Daraus ergeben sich dem Scheinwerferaufbau selbst innewohnende Mangel.

Vor allem sind die Bilder, die durch die Rückwand des Spiegels vom Abblendlicht-Glühfaden erzeugt werden, anfänglich konvergent, und ihre Projektion auf eine zur optischen Achse des Scheinwerfers rechtwinklige Frontebene, insbesondere auf eine entsprechend der Definition der geltenden Vorschriften in 25 m Entfernung vor dem Scheinwerfer angeordnete Frontebene, erscheint als Lichtkranz mit einem dunklen Zentrum oder "schwarzen Loch". Dieses "schwarze Loch" entspricht geometrisch der kreisrunden zentralen öffnung, die in den Reflektor unbedingt eingearbeitet ist, um das Einsetzen einer Lampe zu ermöglichen. Bei der üblichen Ausbildung entspricht das "schwarze Loch" einem Kegel, dessen Scheitel der Scheinwerfer ist und bei dem der halbe Kegelwinkel etwa 3 beträgt. Daraus ergibt sich der Nachteil einer unnötig intensiven Beleuchtung in der Nähe des Scheinwerfers, d.h. auf den ersten zehn Metern vor dem Scheinwerfer, und,eine relativ ungenügende Beleuchtung auf dem zu günstigen Sich tVerhältnissen beitragenden Fahrbahnabschnitt, d.h. in einer Entfernung von bis 60 Metern vom Scheinwerfer.

Die schematische Zeichnung in Fig.1 zeigt einen waagerechten Axialschnitt durch einen Abblendscheinwerfer herkömmlicher Ausbildung mit einem parabolischen Reflektor R mit der Rotationsachse A-A und dem Brennpunkt F, einer kreisrunden zentralen Öffnung O, einem vor dem Brennpunkt F ange-

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ordneten Abblendlicht-Glühfaden f , einer Abdeckscheibe G und einer Abblendkappe C, die dafür sorgt, daß die vom Glühfaden f ausgesendeten Lichtstrahlen den Reflektor R nur in dem Bereich treffen, der für die Abblendbeleuchtung benutzt wird. In Fig. 1 sind die Bahnen bzw. Wege verschiedener aus dem Glühfaden f austretender Lichtstrahlen dargestellt, wobei es sich teils um Lichtstrahlen handelt, die auf die Rückwand, also auf den der Öffnung O benachbarten Bereich des Reflektors R auffallen, teils um solche, die den Außenrand bzw. den Umfang des Reflektors R treffen. Die dargestellten Lichtstrahlen verdeutlichen die erste Bündelung der vom Reflektor R zurückgestrahlten Lichtstrahlen in Form eines Lichtknotens N.

In Fig. la ist in herkömmlicher Weise die Lichtprojektion der mit einem solchen Scheinwerfer erzielten Abblendbeleuchtung auf einen in 25 m Entfernung aufgestellten Normschirm dargestellt. Zur Erzeugung des Abblendlichtbundels fängt die Abblendkappe C diejenigen Lichtstrahlen ab, die aus dem Glühfaden f austreten und gegen die Reflektorbereiche gerichtet sind, welche für die Abblendbeleuchtung nicht benutzt werden, insbesondere die gegen den unteren Abschnitt des Reflektors R gerichteten Lichtstrahlen. Die Abblendkappe C hat links und rechts zwei zur Achse A-A parallele waagerechte Ränder, die auf dem Schirm Halbgeraden B, und B bestimmen, welche die Projektion des Abblendlichtbündels links bzw. rechts von der Beleuchtungsachse A-A begrenzen.

Wie bereits angegeben, ist gemäß Fig. la das "schwarze Loch" TN relativ groß und beim gezeigten Beispiel von der Abblendbeleuchtung kreisringförmig umschlossen.

Es sei noch auf einen anderen Zusammenhang hingewiesen. Wenn der durch die Bündelung der vom Reflektor R zurückgestrahlten Lichtstrahlen bedingte Lichtknoten N in der Nähe der Abdeck-

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scheibe G entsteht, wird letztere merklich erwärmt und kann, insbesondere in der Nähe der optischen Achse A-A, Temperaturen von mehr als TOO ⁰C, sogar über 150 ⁰C erreichen. Eine solche Erwärmung ist schädlich: bei einer Abdeckscheibe aus Glas besteht die Gefahr des Scheibenbruchs schon durch kleinste Wasserspritzer, und eine Abdeckscheibe aus Kunststoff wird weich, verformt sich und erfährt eine nicht rückgängig zu machende Güteverschlechterung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile durch eine neue Konstruktion des Reflektors zu überwinden.

Srfindungsgemäß ist in der Rückwand des Reflektors, der eine parabolische Hauptfläche aufweist, eine kreisringförmige Zentrumszone ausgebildet, in welcher der Reflektor von einer parabolischen Fläche gebildet ist, deren Brennpunkt näher am Abblendlicht-Glühfaden angeordnet ist als der Brennpunkt der Hauptumfangsflache. Die Zentrumszone ist vorzugsweise als die Zone des Reflektors definiert, die hinter dem Abblendlicht-Glühfaden angeordnet ist, wobei eine solche Definition bzw. Begrenzung im übrigen nur annäherungsweise erfüllt werden kann, ohne insoweit den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Je nach Bedarf hat die Zentrumszone eine mit der Brennweite des gesamten Reflektors gleiche Brennweite oder eine von ihr verschiedene, insbesondere eine größere Brennweite, und zwischen den beiden Abschnitten des Reflektors kann ein deutlicher Absatz bestehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 2 eine Vorderansicht des Reflektors, welche die Begrenzung der Zentrumszone verdeutlicht, ~.

Fig ο 3a, 3b und 3c waagerechte Axialschnitte in der Schnitt-

ι ζ ι * " ι ιι · ♦ . . .

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ebene H-H durch je eine andere Ausführungsform des Reflektors gemäß der Erfindung,

Fig. 4 ein grafischer Vergleich zwischen den Lichtstärken eines herkömmlichen Scheinwerfers und eines erfindungsgemäß modifizierten Scheinwerfers und

Fig. 5 eine im gleichen Maßstab wie Fig. la dargestellte Projektion des erfindungsgemäß modifizierten Abblendlichtbündels auf einen Normschirm.

Die Erfindung besteht im wesentlichen in der Modifikation einer Zentrumszone Z, die in dem Bereich 100 des Reflektors R, welche zur Erzeugung des Abblendlichtbündels dient, kreisringförmig um die Öffnung O des Reflektors R angeordnet ist.

In Fig. 2, die eine Vorderansicht des Reflektors R zeigt, ist die Zentrumszone Z mit Schraffur dargestellt. Der nur als Beispiel mit rechteckiger Öffnung dargestellte Reflektor R ist oben und unten durch zwei waagerechte Wangen-Jl und J2 begrenzt. Die Zentrumszone Z erstreckt sich oberhalb von zwei die Begrenzungsebene bzw. die Hell-Dunkel-Grenze definierenden Halbebenen 110 und 120, wobei die Halbebene 110 zumindest annähernd in einer durch die Achse A-A gehenden waagerechten Ebene H-H liegt und die Halbebene 120 gegen die Ebene H-H etwa 15° geneigt ist. Der Bereich 100 des Reflektors R, der zur Erzeugung des Abblendlxchtbündels beiträgt, wird bekanntlich durch die Abblendkappe C begrenzt, deren zur Achse A-A parallelen Ränder die Hell-Dunkel-Grenze definieren.

Außerhalb der Zentrumszone Z hat der Reflektor R die in Fig. 1 dargestellten Merkmale. Er ist ein parabolischer Reflektor mit der Achse A-A und einem hinter dem Glühfaden f angeordneten Brennpunkt F.

Die Zentrumszone Z weicht von der geometrischen Form des

Reflektors R ab. Es handelt sich um eine parabolische Zone mit der Achse A-A, deren Brennpunkt F jedoch näher am Glühfaden f ^.angeordnet ist als der Brennpunkt F der Hauptumfangsfläche des Reflektors R. Die Brennweite f der Zentrumszone

Z kann gleich oder verschieden von der Brennweite f des Reflektors R sein.

Bei dem in Fig. 3a dargestellten Beispiel hat die Zentrumszone Z die gleiche Brennweite wie der Hauptreflektor R. Ihr Brennpunkt F liegt vor dem Brennpunkt F des Reflektors R, dadurch näher am vorderen Ende des Glühfadens f . Zwischen den beiden parabolischen Flächen besteht ein Absatz D.

Bei dem Beispiel gemäß Fig. 3b ist die Brennweite f der Zentrumszone Z größer als die Brennweite f des Reflektors R. Wie beim vorstehend beschriebenen Beispiel ist der Brennpunkt F näher an das vordere Ende des Glühfadens f herangerückt

Z C

und vor dem Brennpunkt F des Reflektors R angeordnet. Zwischen den beiden parabolischen Flächen der Zentrumszone Z und des Hauptreflektors R besteht ein Absatz D.

Bei dem in Fig. 3c dargestellten Beispiel hat die Zentrumszone Z einen Brennpunkt F , der in der Nähe des vorderen Endes des Glühfadens f angeordnet ist, wobei die Brennweiten f und f voneinander verschieden sind. Die beiden parabolischen Flächen haben in bezug zueinander keine Unstetigkeit. Ein solcher Reflektor läßt sich durch Tiefziehen aus Blech sehr bequem herstellen.

Bei den drei Beispielen gemäß Fig. 3a, 3b und 3c läßt sich die Zentrumszone Z hinsichtlich ihrer Begrenzungen als diejenige Zone definieren, die sich um die in Fig. 3a, 3b und 3c nicht dargestellte hintere öffnung O des Reflektors R und hinter dem Glühfaden f erstreckt.

Bei allen für &bhlendscheinwerfer verwendeten Brennweiten f beträgt in der Praxis die radiale Abmessung der kreisring-

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förmigen Zentrumszone Z zwischen 15 mm und 35 mm. Dieses Maß entspricht der Differenz zwischen dem Radius r, einer Begrenzungslinie 130 der Zentrumszone Z und dem Radius r der Öffnung 0 (s. Fig. 2).

Durch die Modifikation gemäß der Erfindung, also durch die Ausbildung einer Zentrumszone Z mit in der Nähe des vorderen Endes des Abblendlicht-Glühfadens f angeordnetem Brennpunkt F , wird die Abblendbeleuchtung verbessert. Diese Verbesserung ist in Fig. 4 verdeutlicht, in welcher der Lichtstrom in Lumen dargestellt ist, berechnet auf waagerechte Bänder von 3/4° Breite, die mit dem in Grad gemessenen Winkel bezeichnet sind, um den sie aus der Achse des Scheinwerfers herausgeschwenkt sind (entsprechend der Entfernung zum Scheinwerfer) .

Mit durchgezogener Linie ist die Kurve gezeichnet, die sich bei dem nicht modifizierten Reflektor R ergibt, mit gestrichelter Linie die Kurve, die sich mit einem erfindungsgemäß modifizierten Reflektor R mit einer sich hinter dem Abblendlicht-Glühfaden erstreckenden Zentrumszone Z erzielen läßt.

Gegenüber der Beleuchtung, die allein mit dem Reflektor R erzielt wird, bietet der erfindungsgemäß modifizierte Reflektor R zwei Vorteile:

- hinsichtlich der Beleuchtung über eine kurze Entfernung vom Scheinwerfer, also auf weniger als etwa 8 Meter, ist der Beleuchtungsgrad herabgesetzt;

- über die größeren Entfernungen ist der Beleuchtungsgrad erhöht.

Diese beiden Ergebnisse sind sehr vorteilhaft, weil die Beleuchtung in der Nähe des Scheinwerfers nur von geringem Viert ist, wogegen es wichtig ist, daß über weitere Entfernungen der Beleuchtungsgrad zur Verbesserung der Sichtverhältnisse erhöht wird.

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Die vorstehend genannten zwei Vorteile werden bei einem Vergleich der Fig. la und 5 deutlich. Gegenüber dem Reflektor R gemäß Fig. la besteht bei dem in Fig. 5 dargestellten erfindungsgemäß modifizierten Reflektor R eine Bildverlagerung, wodurch das Licht vom Fahrzeug weggerückt wird und sich gemäß Fig. 5 eine Verkleinerung der Abmessungen des schwarzen Loches TN ergibt.

Schließlich bildet das Vorhandensein einer in bezug auf die geometrische Form des Reflektors R modifizierten Zentrumszone Z einen Vorteil hinsichtlich der Erwärmung. Die Modifikation der Zentrumszone Z macht sich in einer Verbreiterung bzw. Verteilung des Lichtes gegenüber dem Lichtknoten N bemerkbar. Wenn also die Abdeckscheibe G des Scheinwerfers in der Nähe des vom Reflektor R erzeugten Lichtknotens N angeordnet ist, mindert die erfindungsgemäße Modifikation durch Herabsetzen der Lichtkonzentration auf den Lichtknoten N die Erwärmungsgefahr für die Abdeckscheibe G, weil sich mit der Zentrumszone Z eine andere Bündelung der vom Glühfaden f ausgesendeten Lichtstrahlen ergibt als beim Reflektor R.

Wenn eine weitergehende Minderung der schädlichen Lichtkonzentration an der Abdeckscheibe G angestrebt wird, kann die Zentrumszone Z mit rippen- oder rillenförmigen Streuelementen versehen sein.

Claims

1A-57 240 D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2 telefon: (089)662051 telegramm: protectpatent Telex: 524070 Patentansprüche :

1. Abblendscheinwerfer für Kraftfahrzeuge mit einem Reflektor in Form eines Rotationskörpers um eine Mittelachse (A-A), der eine parabolische Hauptumfangsflache (R) mit einem Brennpunkt (F) aufweist, einem vor dem Brennpunkt (F) angeordneten Abblendlicht-Glühfaden (f ) und einer Abdeckscheibe (G), dadurch gekennzeichnet , daß die hinter dem Abblendlicht-Glühfaden (f ) gelegene Zentrums-

zone (Z) des Reflektors von einer parabolischen Fläche gebildet ist, deren Brennpunkt (F ) näher am Glühfaden (f ) angeordnet ist als der Brennpunkt (F) der parabolischen Hauptfläche (R).

2. Scheinwerfer nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeicnnet , daß der Brennpunkt (F ) der Zentrumszone (Z) des Reflektors näher an das hintere Ende des Abblendlicht-Glühfadens (f )

herangerückt ist.

3. Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden reflektierenden Flächen (R,Z) die gleiche Brennweite (f, f ) haben.

Z.

4. Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die reflektierenden Flächen (R,Z) verschiedene Brennweiten (f, f ) haben.

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5. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden reflektierenden Flächen (R,Z) durch einen Absatz (D) miteinander verbunden sind.

6. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden reflektierenden Flächen (R,Z) stetig ineinander übergehen.