DE3843032A1

DE3843032A1 - Scheinwerfer, insbesondere scheinwerfer fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3843032A1
Application number: DE3843032A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Phys Dr Gruenwald
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1990-06-28
Also published as: DE3843032C2

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Kraftfahr zeuge nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein der artiger Scheinwerfer ist aus "Bosch Technische Berichte", Band 7 (1983), Heft 4, Seite 107-120, bekannt. Insbe sondere zur Verbesserung des Kraftfahrzeug-Abblendlichts bezüglich Lichtausbeute und Erzielung einer schärferen Hell-dunkel-Grenze ist bei dem bekannten Scheinwerfer system die Abbildungsoptik als Objektivlinse ausge bildet, die das vom zweiten Brennpunkt ausgehende Licht in der gewünschten Weise bündelt. Im Falle eines Kraftfahr zeugscheinwerfers muß die Straße entsprechend einem vorgegebenen Abblendwinkel gut beleuchtet werden, wobei eine möglichst scharfe Hell-dunkel-Grenze wünschenswert ist, um entgegenkommende Fahrzeuge nicht zu blenden.

Nachteilig an dem bekannten System sind das hohe Gewicht und die hohen Kosten der Objektivlinse, die zur Ver meidung von Farbfehlern sehr hochwertig sein muß. Darüber hinaus erweist sich die auf Grund der Hintereinander schaltung resultierende große Bautiefe bei der Unter bringung im Kraftfahrzeug als nachteilig, da derartige Scheinwerfer sehr weit in den Motorraum hineinragen.

Bei dem im europäischen Raum verbreiteten Scheinwerfer system mit parabolischem Reflektor und Streuscheibe wird fast die Hälfte des Lichts der Abblendwendel abge schattet, um die Hell-dunkel-Grenze projektiv zu erzeugen. Nachteilig ist daher zum einen die schlechte Licht ausbeute und zum anderen die auf Grund der relativ undefinierten Reflexion des abgeschatteten Lichtanteils erzeugte unscharfe Hell-dunkel-Grenze. Um Blendungen des Gegenverkehrs sicher zu vermeiden, muß daher die Reichweite des Abblendlichts stark begrenzt werden.

Vorteile der Erfindung

Durch den erfindungsgemäßen Scheinwerfer wird eine sehr hohe Lichtausbeute bei sehr flacher Bauform des gesamten Systems erreicht, wodurch eine gute Einpassung z. B. in Kraftfahrzeugkarosserien möglich ist. Gegen über dem verbreiteten paraboloidischen Reflektor wird durch den ellipsoidischen Reflektor praktisch der volle Gesamtlichtstrom ausgenutzt. Der zweite Reflektor ist gegenüber einer Linse einfach und kostengünstig herstell bar, z. B. durch Tiefziehen oder Strangpressen. Weiterhin treten bei der abbildenden Spiegeloptik keine Farbfehler auf.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Scheinwerfers möglich.

Eine besonders scharfe und leicht justierbare Hell-dunkel- Grenze wird durch eine Blende im Strahlengang erreicht, die vorzugsweise im konfokalen Bereich der beiden Re flektoren angeordnet ist. Hierdurch kann die Reichweite beispielsweise des Abblendlichts vergrößert werden, ohne daß die Gefahr einer Blendung des entgegenkommenden Verkehrs besteht.

Eine besonders günstige Kombination ergibt sich durch Ausbildung des ersten Reflektors als Rotations-Ellipsoid reflektor und des zweiten Reflektors als parabolischer Zylinder. Dieser läßt sich besonders einfach durch Strangpressen herstellen, und durch Variation des Anstell winkels des parabolischen Reflektors kann auf einfache Weise die Breite des austretenden Lichtbündels verändert werden. Hierdurch kann auf einfache Weise der Quer schnitt des Lichtaustrittsbündels eingestellt werden. Die Länge dieses parabolischen Zylinders wirkt sich vor allem bei kleinem Anstellwinkel nur unwesentlich auf die Bautiefe aus, so daß zur Erhöhung der Licht ausbeute dieser parabolische Reflektor sehr breit ge wählt werden kann, was sich im wesentlichen auf die Breite des Scheinwerfers auswirkt, die weniger zu Einbau problemen führt.

Werden schmalere Lichtbündel gefordert, so kann der zweite Reflektor zweckmäßigerweise auch als dreiachsiger Ellipsoidreflektor oder als Reflektor ausgebildet sein, der im Horizontalschnitt elliptisch und im Vertikal schnitt parabolisch ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich nung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Ausführungsbeispiel im meridianen Horizontal schnitt und

Fig. 2 eine Schnittdarstellung des parabolischen Zylinders entlang der Schnittlinie A-A in Fig. 1.

Der in den Fig. 1 und 2 als Ausführungsbeispiel darge stellte Scheinwerfer besteht im wesentlichen aus einem ersten Reflektor 10 und einem zweiten Reflektor 11. Der erste Reflektor 10 besitzt die Gestalt eines in der Figur nach rechts offenen Rotations-Ellipsoids, das zwei Brennpunkte F ₁ und F ₂ aufweist. Im scheitel nahen Brennpunkt F ₁ ist als Lichtquelle eine Glühlampe 12 angeordnet, die mittels einer Fassung 13 am Reflektor 10 befestigt ist. Selbstverständlich kann es sich hierbei auch um eine andere Lichtquelle, wie eine Quarzlampe, eine Quecksilberhochdruckdampflampe od.dgl., handeln.

Der zweite Reflektor 11 ist als parabolischer Zylinder ausgebildet, dessen Scheitellinie 14 um einen Winkel ψ relativ zur optischen Achse 15 des ersten Reflektors 10 geneigt angeordnet ist. Dabei verläuft die Brenn linie 16 des zweiten Reflektors 11 durch den zweiten Brennpunkt F ₂ des ersten Reflektors 10. Der Winkel ψ ist vorzugsweise 45° und dient zu Einstellung des Quer schnitts des Lichtaustrittsbündels sowie von dessen Richtungsverteilung.

Eine je nach Verwendung als Nebel- oder Abblendlicht unterschiedlich ausgebildete Blende 17 ist im konfokalen Bereich der beiden Reflektoren 10, 11 angeordnet, das heißt an einer Stelle, an der der zweite Brennpunkt F ₂ des ersten Reflektors 10 auf der Brennlinie 16 des zweiten Reflektors 11 zu liegen kommt. Dabei ist diese Blende 17 senkrecht zur horizontalen Schnittebene und parallel zur Brennlinie 16 angeordnet.

Gemäß dem eingangs angegebenen Stand der Technik kann diese Blende 17 auch geringfügig in Richtung zum ersten Brennpunkt F ₁ verschoben angeordnet sein. Die Blenden öffnung weist z.B. bei einem Nebelscheinwerfer eine Rechteckform, insbesondere abgeflachte Rechteckform auf, während die Blendenöffnung bei einem Abblendschein werfer zur Erzielung einer asymmetrischen Lichtverteilung die rechteckige Grundform entsprechend asymmetrisch modifiziert wird, z.B. durch Anfügung einer nach einer Seite sich erweiternden Dreiecksausnehmung.

Das von der Glühlampe 12 ausgehende Licht wird im zweiten Brennpunkt F ₂ fokussiert, wobei die Blende 17 zur Ver besserung der Schärfe der Abbildung und damit zur Er zeugung einer sehr scharfen Hell-dunkel-Grenze dient. Von diesem zweiten Brennpunkt F ₂ aus gelangt das Licht auf den geneigt angeordneten zweiten Reflektor 11 und wird von dort aus als Strahlenbündel auf den zu beleuch tenden Gegenstand gerichtet, im Falle eines Kraftfahr zeugs die Straße. Durch den parabolischen Querschnitt des zweiten Reflektors 11 verläßt das Licht diesen Reflektor bezüglich der vertikalen Achse nahezu parallel. Ein gewünschter Winkel des erzeugten Strahlenbündels kann dabei durch Verschiebung des zweiten Reflektors 11 relativ zum Brennpunkt F ₂ des ersten Reflektors 10 erzeugt werden. Ein Schwenken des zweiten Reflektors 11 um seine Brennlinie 16 führt zu einer vertikalen Verschiebung des erzeugten Strahlenbündels, so daß sich der Scheinwerfer allein durch Verstellung des zweiten Reflektors 11 praktisch beliebig einstellen läßt.

Bei einem Winkel ψ von beispielsweise 45° ergibt sich eine Einbautiefe des gesamten Scheinwerfers, die im wesentlichen seiner Ausdehnung senkrecht zur optischen Achse 15 des ersten Reflektors 10 in horizontaler Rich tung entspricht. Aus Fig. 1 geht die geringe Bautiefe des Scheinwerfers deutlich hervor, insbesondere beim Vergleich mit entsprechenden, den Stand der Technik darstellenden Figuren. Dabei ist selbstverständlich prinzipiell auch noch eine Verkürzung des zweiten Zylin ders 11 zur weiteren Reduzierung der Einbautiefe möglich.

In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann der erste Reflektor 10 auch als dreiachsiges Ellipso id oder als Polyellipsoid ausgebildet sein. Hierdurch kann zusätzlich eine Optimierung des gewünschten Licht bündels erreicht werden.

Weiterhin kann der zweite Zylinder 11 prinzipiell durch ein dreiachsiges Ellipsoid oder durch ein sogenanntes Parellipsoid (Parellipse) ersetzt werden, wie es z. B. in der DE-OS 31 39 943 beschrieben ist. Ein der artiges Parellipsoid weist eine Gestalt auf, deren Vertikalschnitt eine Parabel und deren Horizontalschnitt eine Ellipse ist. Durch derartige Geometrien lassen sich Lichtbündel mit sehr geringem Querschnitt erzeugen, wie dies für Spezialzwecke erforderlich sein kann.

Claims

1. Scheinwerfer, insbesondere Scheinwerfer für Kraft fahrzeuge, mit einem im wesentlichen als Ellipsoid- Reflektor ausgebildeten ersten Reflektor, mit einer Lichtquelle im Bereich des ersten scheitelnahen Brenn punkts dieses Reflektors und mit einer das vom zweiten Brennpunkt ausgehende Lichtbündel zur Erzielung einer gewünschten Lichtverteilung erfassenden Abbildungs optik, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsoptik als zweiter Reflektor (11) mit parabolischem und/oder elliptischem Querschnitt ausgebildet ist, der zur opti schen Achse (15) des ersten Reflektors (10) geneigt und im wesentlichen konfokal zu diesem angeordnet ist.

2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Blende (17) im Strahlengang zwischen den beiden Reflektoren (10, 11) vorgesehen ist.

3. Scheinwerfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (17) im konfokalen Bereich der beiden Reflektoren (10, 11) angeordnet ist.

4. Scheinwerfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenebene senkrecht zur horizontalen Meridian schnittebene angeordnet ist.

5. Scheinwerfer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Blendenebene im wesentlichen senkrecht zur optischen Achse oder längs der Brennlinie (16) des zweiten Reflektors (11) angeordnet ist.

6. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (17) eine läng liche, insbesondere im wesentlichen rechteckförmige Blendenöffnung aufweist.

7. Scheinwerfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß die Blendenöffnung zur Verwendung bei Abblend scheinwerfern eine randseitige asymmetrische Erweiterung aufweist.

8. Scheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Reflektor (10) als Rotations-Ellipsoidreflektor ausgebildet ist.

9. Scheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reflektor (11) als parabolischer Zylinder ausgebildet ist.

10. Scheinwerfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß der Neigungswinkel zwischen der optischen Achse des ersten Reflektors (10) und der Brennlinie (16) des zweiten Reflektors (11) 45° ist.

11. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reflektor als dreiachsiger Ellipsoidreflektor ausgebildet ist.

12. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reflektor eine Gestalt aufweist, die im Horizontalschnitt elliptisch und im Vertikalschnitt parabolisch ist.

13. Scheinwerfer nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel zwischen der optischen Achse des ersten Reflektors und der optischen Achse des zweiten Reflektors 45° ist.