DE3843032C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer mit zwei Reflektoren, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nach der Gattung des Hauptanspruches. Ein derartiger Scheinwerfer ist aus der DE-OS 36 08 447 bekannt, welche einen Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge mit einem parabolischen Reflektor und einem elliptischen Reflektor zeigt. Dabei ist in einem Brennpunkt des elliptischen Reflektors eine Lichtquelle angeordnet, während in seinem anderen vorderen Brennpunkt der Brennpunkt des parabolischen Reflektors liegt. Der elliptische Reflektor ist als Halb-Ellipsoid und der parabolische Reflektor als Halb-Paraboloid ausgebildet, wobei die Achse des Paraboloids parallel zur Längsachse des Kraftfahrzeuges verläuft. Durch diese Anordnung, insbesondere durch eine zweckmäßige Abstimmung der Exzentrizität des mit der Lichtquelle zusammenwirkenden elliptischen Reflektors auf die Parameter des parabolischen Reflektors soll erreicht werden, daß die Leistung der Anordnung optimiert wird im Sinne eines parallelen Strahlenganges des aus dem vorgeschlagenen Scheinwerfer heraustretenden Lichtes.

Aus Bosch Technische Berichte, Band 7 (1983), Heft 4, Seite 107-120, ist es bekannt, insbesondere zur Verbesserung des Kraftfahrzeug-Abblendlichts bezüglich Lichtausbeute und Erzielung einer schärferen Hell-Dunkel-Grenze bei einem bekannten Scheinwerfersystem die Abbildungsoptik als Objektivlinse auszubilden, die das vom zweiten Brennpunkt ausgehende Licht in der gewünschten Weise bündelt. Im Falle eines Kraftfahrzeugscheinwerfers 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 Vermeidung von Farbfehlern sehr hochwertig sein muß. Darüber hinaus erweist sich die aus der Hintereinanderschaltung resultierende große Bautiefe bei der Unterbringung im Kraftfahrzeug als nachteilig, da derartige Scheinwerfer sehr weit in den Motorraum hineinragen.

Bei dem im europäischen Raum verbreiteten Scheinwerfersystem mit parabolischem Reflektor und Streuscheibe wird fast die Hälfte des Lichts der Abblendwendel abgeschattet, um die Hell-Dunkel-Grenze projektiv zu erzeugen. Nachteilig ist daher zum einen die schlechte Lichtausbeute und zum anderen die aufgrund 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.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neben einer Verringerung der Einbautiefe und Verbesserung der Lichtausbeute eine teure und schwere Objektivlinse für den Scheinwerfer, insbesondere für den Abblendscheinwerfer eines Kraftfahrzeuges, überflüssig zu machen. Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale gemäß dem Hauptanspruch.

Durch einen solchen Scheinwerfer wird eine sehr hohe Lichtausbeute bei sehr flacher Bauform des gesamten Systems erreicht, wodurch eine gute Einpassung z. B. in Kraftfahrzeugkarosserien möglich ist. Gegenüber dem verbreiteten paraboloidischen Reflektor wird durch den ellipsoidischen Reflektor praktisch der volle Lichtstrom ausgenutzt. Der zweite Reflektor ist gegenüber einer Linse einfach und kostengünstig herstellbar, 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 Reflektoren 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 in Form eines Rotations-Ellipsoids und des zweiten Reflektors als parabolischer Zylinder. Dieser läßt sich besonders einfach durch Strangpressen herstellen, und durch Variation des Anstellwinkels 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 eine elliptische und im Vertikal­ schnitt eine parabolische Krümmung aufweist.

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 F₁ und F₂ aufweist. Im scheitel­ nahen Brennpunkt F₁ 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 F₂ 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 F₂ 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 F₁ 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 F₂ 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 F₂ 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 F₂ 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.

Claims (12)

1. Scheinwerfer mit zwei Reflektoren, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassend einen in Form eines Ellipsoid ausgebildeten ersten Reflektor mit horizontal verlaufender optischer Achse, eine Lichtquelle im Bereich des ersten scheitelnahen Brennpunkts des ersten Reflektors und eine das von seinem zweiten Brennpunkt ausgehende Lichtbündel zur Erzielung einer gewünschten Lichtverteilung erfassende Abbildungsoptik, die einen zweiten Reflektor aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reflektor (11) in Form eines Zylinders mit parabolischem oder elliptischem Querschnitt ausgebildet ist und daß der zweite Reflektor (11) mit horizontal verlaufender Scheitellinie (14) in der Art verschwenkt angeordnet ist, daß seine Scheitellinie (14) mit der optischen Achse (15) des ersten Reflektors (10) in der Horizontalebene einen bestimmten Winkel einschließt und dabei die Brennlinie (16) des zweiten Reflektors (11) durch den zweiten Brennpunkt (F2) des ersten Reflektors (10) verläuft.

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

3. Scheinwerfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (17) im Bereich des zweiten Brennpunktes (F2) des Reflektors (10) angeordnet ist.

4. Scheinwerfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene, in der die Blende (17) angeordnet ist, senkrecht zur horizontalen Meridianschnittebene des Reflekors (10) verläuft.

5. Scheinwerfer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene, in der die Blende (17) angeordnet ist, die Brennlinie (16) des zweiten Reflektors (11) enhält.

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

7. Scheinwerfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenöffnung zur Verwendung bei Abblendscheinwerfern eine randseitige asymmetrische Erweiterung aufweist.

8. Scheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Reflektor (10) mit rotationselliptischer Krümmung ausgebildet ist.

9. Scheinwerfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Horizontalebene von optischer Achse des ersten Reflektors (10) und der Brennlinie (16) des zweiten Reflektors (11) eingeschlossene Winkel 45° ist.

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

11. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reflektor im Horizontalschnitt eine elliptische und im Vertikalschnitt parabolische Krümmung aufweist.

12. Scheinwerfer nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Horizontalebene von optischer Achse des ersten Reflektors und optischer Achse des zweiten Reflektors eingeschlossene Winkel 45° ist.