DE4302907A1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Kraftfahrzeug-Schein­ werferlampe, welche einen Metallhalogenid-Lampenkolben als Lichtquelle verwendet.

Es sind Kraftfahrzeug-Schweinwerferlampen bekannt, die einen Metallhalogenid-Entladungslampenkolben 50 als Lichtquelle verwenden, wofür Beispiele in den Fig. 8(a) und 8(b) ge­ zeigt sind. In dem Metallhalogenid-Entladungslampenkolben 50 neigt ein Teil des Metallhalogenids dazu, sich auf dem Boden des Entladungslampenkolbens abzulagern (Pfeil A). Die Metall­ halogenidablagerung 51 streut Licht, und das gestreute Licht wird durch den Boden eines Reflektors 52 reflektiert (Pfeil B), was ein nach oben aufleuchtendes oder streuendes Licht G1 erzeugt, wie in den Lichtverteilungsmustern von Fig. 9 ge­ zeigt. Dieses aufleuchtende Licht, das heißt, der Anteil der Lichtverteilung, der dem gestreuten Licht zugeschrieben wird, bei einem Abschnitt rechts von einer Vertikallinie V und über einer Horizontallinie H kann zeitweilig den Fahrer eines ent­ gegenkommenden Fahrzeugs blenden. Andererseits kann der Fah­ rer des Kraftfahrzeugs, das ein solches aufleuchtendes Licht erzeugt, Hindernisse auf der Straße nicht sehen, wenn nicht in bestimmten Abschnitten der Lichtverteilung eine ausrei­ chende Lichtmenge vorgesehen wird. Wie aus Fig. 9 ersicht­ lich, zeigt ferner die Kraftfahrzeug-Schweinwerferlampe die­ ser Art die Probleme, daß die Lichtmenge so groß ist, daß sie ein aufleuchtendes Licht bei einem Abschnitt G2 nahe den sehr intensiven Abschnitten S1 und S2 selbst bei Abwesenheit des aufleuchtenden Lichtes G1 erzeugt, das von der Halogenidabla­ gerung 51 herrührt, und daß die Lichtmenge bei peripheren Ab­ schnitten wie zum Beispiel einem Abschnitt G3 so klein ist, daß die Sichtbarkeit für Hindernisse auf der Straße niedrig ist.

Was seit langem gewünscht wird, ist daher eine Kraftfahrzeug- Schweinwerferlampe einer Art, die einen Metallhalogenid-Ent­ ladungslampenkolben anwendet, welche kein aufleuchtendes oder streuendes Licht G1 erzeugt, das mit durch Halogenidablage­ rungen gestreutem Licht verbunden ist, und eine geringere Lichtverteilung bei dem oberen rechten Abschnitt G2, der von den Linien V und H umgeben ist, und welche eine bestimmte ge­ wünschte Lichtmenge bei dem peripheren Abschnitt G3 liefert.

Die Erfindung ist in Anbetracht der obigen Probleme unternom­ men worden. Ein Ziel der Erfindung ist dementsprechend die Schaffung einer Scheinwerferlampe für ein Kraftfahrzeug, die einen Metallhalogenid-Entladungslampenkolben als Lichtquelle verwendet, welche durch Schaffung eines bevorzugten Lichtver­ teilungsmusters nicht nur aufleuchtendes Licht eliminieren kann, das eine Gefahr für entgegenkommende Fahrzeuge dar­ stellt, sondern auch ein sichereres Fahren sicherstellen kann durch Verbessern der Sichtbarkeit von Hindernissen auf der Straße.

Eine erfindungsgemäße Scheinwerferlampe für ein Kraftfahrzeug wendet einen Metallhalogenid-Entladungslampenkolben als Lichtquelle an, der vor einem Reflektor vorgesehen ist. In der Scheinwerferlampe ist die Spiegelfläche des Reflektors unterteilt in eine untere Reflexionsfläche und eine obere Reflexionsfläche. Die untere Reflexionsfläche, welche im we­ sentlichen den unteren halben Abschnitt der Reflektorspiegel­ fläche bildet, erhält einen gestreuten Lichtstrom, der Metallhalogenidablagerungen in dem Kolben zuzuschreiben ist, wogegen die obere Reflexionsfläche, welche im wesentlichen den oberen halben Abschnitt der Reflektorspiegelfläche bil­ det, einen nichtgestreuten Lichtstrom erhält. Die untere Reflexionsfläche ist ferner unterteilt in eine rechte Refle­ xionsfläche, die den rechten halben Abschnitt der unteren Re­ flexionsfläche umfaßt, und eine linke Reflexionsfläche, die den linken halben Abschnitt der unteren Reflexionsfläche um­ faßt. Die rechte Reflexionsfläche und die linke Reflexions­ fläche sind unter vorbestimmten Winkeln geneigt, so daß die jeweiligen reflektierten Lichtströme in jeweiligen linken und rechten Richtungen geneigt sind. In der erfinderischen Scheinwerferlampe sind Streulinsenstufen ausgebildet in einem bestimmten Bereich des unteren halben Abschnitts einer Vor­ derlinse, die eine Vorderöffnung des Reflektors überdeckt, wobei der Bereich so gewählt ist, daß er die Streuung der Lichtströme von der rechten und der linken Reflexionsfläche in die rechte sowie die linke Richtung bewirkt.

Wie in herkömmlichen Scheinwerferlampen der gleichen allge­ meinen Art sind Metallhalogenidteilchen unvermeidlich auf den Boden des Metallhalogenid-Entladungslampenkolbens abgeschie­ den, nachdem die Lampe über lange Zeit in Betrieb gewesen ist. Der durch diese Ablagerung verursachte gestreute Licht­ strom wird auf die untere Reflexionsfläche gelenkt, die in der unteren Hälfte des Reflektors ausgebildet ist. Der linke halbe Abschnitt dieses Lichtstromes kann durch die linke Re­ flexionsfläche nach links geneigt sein, wogegen der rechte halbe Abschnitt durch die rechte Reflexionsfläche nach rechts geneigt ist. Vorzugsweise wird jedoch der durch die linke Re­ flexionsfläche reflektierte Anteil nach rechts geneigt, woge­ gen der durch die rechte Reflexionsfläche reflektierte Anteil nach links geneigt wird. Die derart geneigten Lichtströme werden auf die Streulinsenstufen der Vorderlinse gerichtet. Von dem durch die Streulinsenstufen empfangenen Lichtstrom wird das nach oben gestreute Licht abgeblendet, da der Licht­ strom durch die Streulinsenstufen in die rechte und die linke Richtung gestreut wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Scheinwerferlampe für ein Kraftfahrzeug, die gemäß einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung aufgebaut ist;

Fig. 2 einen Vertikalschnitt der Scheinwerferlampe von Fig. 1;

Fig. 3 eine Vorderansicht, in welcher eine Vorderlinse von der Scheinwerferlampe abgenommen ist;

Fig. 4(a) und 4(b) eine Vorderschnittansicht bzw. eine Seitenschnittansicht einer Lichtquelle der Schein­ werferlampe;

Fig. 5 ein Diagramm zur Darstellung von Lichtverteilungs­ mustern, welche durch die Scheinwerferlampe ohne die Vorderlinse erzeugt würden;

Fig. 6 ein Diagramm zur Darstellung von Lichtverteilungs­ mustern eines Lichtstromes, der die Vorderlinse passiert hat;

Fig. 7(a) ein Diagramm von Lichtverteilungsmustern, die durch eine Lampe erzeugt werden in dem Fall, in dem eine "heiße" Zone gebildet wird;

Fig. 7(b) ein Diagramm eines Lichtverteilungsmusters, das erzeugt wird in dem Fall, in dem Schirme vorgesehen sind;

Fig. 8(a) und 8(b) eine Vorderansicht einer Lampe, die einen herkömmlichen Metallhalogenid-Entladungslam­ penkolben verwendet, bzw. einen Längsschnitt dieser Lampe; und

Fig. 9 ein Diagramm, das Lichtverteilungsmuster der in den Fig. 8(a) und 8(b) gezeigten Lampe darstellt.

Anhand der Fig. 1 bis 4 wird eine Scheinwerferlampe für ein Kraftfahrzeug beschrieben, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist.

In Fig. 1 bezeichnen das Bezugszeichen 1 einen Reflektor, in welchem ein Metallhalogenid-Entladungslampenkolben 2 angeord­ net ist, das Bezugszeichen 3 eine Vorderlinse, die über der Vorderöffnung des Reflektors 1 angeordnet ist, CL1 die Mit­ telachse der Lampe, CL2 die Mittelachse des Metallhalogenid- Entladungslampenkolbens 2, die so angeordnet ist, daß sie un­ ter einem Winkel R1 ein wenig nach rechts geneigt ist gegen die Mittelachse CL1 der Lampe, und das Bezugszeichen K einen Lichtemissionsbereich des Metallhalogenid-Entladungslampen­ kolbens 2.

Die Reflexionsfläche des Reflektors 1 ist vertikal zweige­ teilt, wobei eine obere Reflexionsfläche 4 und eine untere Reflexionsfläche 5 gebildet werden. Da die untere Reflexions­ fläche 5 in einen Bereich α von Licht fällt, welches durch eine Metallhalogenidablagerung 2a des Entladungslampenkolbens 2 hindurchgeht, und welches je nach der Menge und dem Zustand der Metallhalogenidablagerung 2a variiert, sollte die untere Reflexionsfläche 5 entsprechend der Art des verwendeten Ent­ landungslampenkolbens 2 konstruiert sein. Die untere Reflexi­ onsfläche 5 ist in eine linke Reflexionsfläche 5a und eine rechte Reflexionsfläche 5b unterteilt. Die linke Reflexions­ fläche 5a ist unter einem Winkel R2 nach rechts geneigt gegen die Mittelachse CL2 des Entladungslampenkolbens 2, wogegen die rechte Reflexionsfläche 5b unter einem Winkel R3 nach links geneigt ist.

Ferner weist die Innenfläche der Vorderlinse 3 an ihrem unte­ ren halben Abschnitt Streulinsenstufen 6 auf, die reflek­ tierte Lichtstrahlen L2, L3 von der linken Reflexionsfläche 5a und der rechten Reflexionsfläche 5b in linken und rechten Richtungen streuen. Es sei angenommen, daß die Streuwinkel Φ 2 und Φ3 sind.
Φ3 = R1 + R3 und
Φ2 = R2 - R1 = δ,
wobei δ typisch etwa 2 bis 4° beträgt.

Es ist jedoch Φ MIN (Φ2, Φ3) in den Streulinsenstufen 6, denen beide Lichtstrahlen zugeführt werden.

Die Bezugszeichen 7 bezeichnen Schirme, die auf beiden Seiten des Entladungslampenkolbens 2 angeordnet sind bei Positionen im wesentlichen von 90° bis 150° (3:00 bis 3:30) und von 255° bis 270° (8:30 bis 9:00) um die Mittenachse CL1 herum, von der Vertikalen gemessen, um so Lichtstrahlen in diesen Berei­ chen abzuschirmen.

Muster der so konstruierten Scheinwerferlampe auf dem Schirm sind so, wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt. Fig. 5 zeigt Lichtverteilungsmuster, die nur durch den Reflektor 1 ohne die Vorderlinse 3 gebildet werden, und Fig. 6 zeigt Licht­ verteilungsmuster, die durch den Reflektor 1 mit der Vorder­ linse 3 gebildet werden. Ein in Fig. 5 gezeigtes Lichtver­ teilungsmuster a wird gebildet durch ein Licht, das von der oberen Reflexionsfläche 4 des in Fig. 3 gezeigten Reflektors 1 reflektiert wird. Ferner werden die in Fig. 5 gezeigten Lichtverteilungsmuster b, c gebildet durch Licht, das von der linken und der rechten Reflexionsfläche 5(a) bzw. 5(b) der in Fig. 3 gezeigten unteren Reflexionsfläche 5 reflektiert wird. Aus diesen Lichtverteilungsmustern geht hervor:

• 1) die Lichtmenge, die bei dem Abschnitt G3 benötigt wird, um die Sichtbarkeit zu verbessern, kann erhalten werden, ohne die Menge von aufleuchtendem Licht bei dem Abschnitt G2 zu vergrößern, was in der herkömmlichen Scheinwerferlampe ein Problem war;
• 2) die Lichtmenge bei dem Abschnitt G3 kann eingestellt werden, indem ein Muster b vertikal gestreut wird unter Ver­ wendung der Streulinsenstufen 6 der Vorderlinse 3, ohne das aufleuchtende Licht bei dem Abschnitt G2 zu vergrößern; und
• 3) der Bereich δ bei dem Abschnitt G2 beträgt vorzugsweise 2° bis 4°, obwohl der Bereich variiert in Abhängigkeit von den Lichtverdichtungsraten bei heißen Zonen H1 und H2 sowie von dem Aufbau des Metallhalogenid-Entladungslampenkolbens 2.

Die oben beschriebene Ausführungsform wendet die Schirme 7 an. Obwohl die Schirme nicht wesentlich sind, besteht ein durch die Schirme gegebener Vorteil darin, eine Scheinwerfer­ lampe mit weniger streuendem Licht bei dem Abschnitt G zu er­ zielen. Zum Beispiel wird anhand der Fig. 7(a) und 7(b) ein Fall betrachtet, in dem eine heiße Zone H1 von Lichtver­ teilungsmustern durch Abschnitte a1 und a2 nahe den durch die Schirme 7 abgeschirmten Abschnitten an der oberen Reflexions­ fläche 4 des Reflektors 1 gebildet wird.

• 1) Wie in Fig. 7(a) gezeigt, emittieren Abschnitte des Aufbaus des Entladungslampenkolbens 2, der eine Bogenröhre 2b und eine äußere Glasröhre 2c umfaßt, indirekt Licht, während sie einen starken Lichtstrom von dem in der Bogenröhre 2b ge­ bildeten Entladungsbogen empfangen. Dies verursacht auf­ leuchtendes Licht bei einem Abschnitt G1.
• 2) Gegen das aufleuchtende Licht ist nichts einzuwenden, solange die Helligkeit der Lichtquelle nicht zu hoch ist. Wenn andererseits die Helligkeit der Lichtquelle hoch ist, kann die Intensität des indirekten Lichtes derart sein, daß ein Problem verursacht wird.
• 3) Wenn ein Metallhalogenid-Entladungslampenkolben verwen­ det wird, der eine große Lichtmenge liefert, blenden die Schirme 7 das indirekte Licht ab, wie in Fig. 7(b) gezeigt, was vorteilhaft ist.
• 4) Durch Vorsehen von Teilungslinien L zwischen der oberen und der unteren Reflexionsfläche 4 und 5 bei den durch die Schirme 7 abgeschirmten Abschnitten kann das Streuen von Licht von dem abgestuften Aufbau des Reflektors 1 bei solchen Unterteilungen verhindert werden.

Wenn die Schirme 7 nicht angewendet werden, kann ein dunkler Überzug wie beispielsweise ein schwarzer Überzug vorgesehen werden, um das Streuen von Licht von dem abgestuften Aufbau des Reflektors 1 verhindern.

Es wird eine Ausführungsform vorgeschlagen, in welcher die linke Reflexionsfläche 5a und die rechte Reflexionsfläche 5b der unteren Reflexionsfläche 5 so angeordnet sind, daß die linke Reflexionsfläche 5a nach rechts geneigt ist gegen die Mittelachse GL2 des Entladungslampenkolbens 2 und die rechte Reflexionsfläche 5b nach links geneigt ist gegen diese. Ähn­ liche Lichtverteilungsmuster können erhalten werden durch Neigen der linken Reflexionsfläche 5a nach links gegen die Mittelachse CL2 des Entladungslampenkolbens 2 und der rechten Reflexionsfläche 5b nach rechts gegen diese. In diesem Fall wird jedoch der zugeführte Lichtstrom auswärts gelenkt, von der Mittelachse CL1 der Lampe betrachtet. Infolgedessen wer­ den die Lichtströme von der oberen Reflexionsfläche 4 benach­ bart der linken Reflexionsfläche 5a und der rechten Reflexi­ onsfläche 5b auf die gleichen Streulinsenstufen 6 gerichtet, wobei die wechselseitig benötigte Funktion der Streulinsen­ stufen beschränkt wird. Dies macht die Konstruktion der Streulinsenstufen schwierig.

Die bei der unteren Hälfte der Vorderlinse 3 gebildeten Lin­ senstufen 6 können entweder innerhalb oder außerhalb der Lin­ senfläche angeordnet sein. Als alternative Anordnung kann in­ nerhalb der Lampe ein Lichtdurchlaßglied angeordnet sein, an welchem die Linsenstufen 6 ausgebildet sind.

Die Kraftfahrzeug-Schweinwerferlampe gemäß der Erfindung ist durch den obigen Aufbau gekennzeichnet. Das heißt, in einer Lampe mit einem Metallhalogenid-Entladungslampenkolben wird ein durch Metallhalogenidablagerung in dem Kolben gestreuter Lichtstrom auf die Streulinsenstufen der Vorderlinse gerich­ tet, indem mit der unteren Reflexionsfläche des Reflektors ein linker Lichtstrom nach rechts und ein rechter Lichtstrom nach links gelenkt werden. Folglich kann das nach oben ge­ streute Licht abgeblendet werden, um ein aufleuchtendes Licht zu eliminieren, welches den Fahrer eines entgegenkommenden Fahrzeugs blenden könnte. Zusätzlich benötigt die Scheinwer­ ferlampe der Erfindung nicht das Abschirmen des gesamten ver­ teilten Lichtes in dem oberen halben Abschnitt über dem Hori­ zont, wodurch nicht nur eine bestimmte Lichtmenge erhalten wird, sondern auch die Sichtbarkeit von Hindernissen in dem oberen Teil der Straße verbessert wird.

Claims (4)

1. Kraftfahrzeug-Schweinwerferlampe mit einem Metallhalogenid-Entladungslampenkolben als Lichtquelle, der vor einem Reflektor angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Reflexionsfläche des Reflektors (1) unterteilt ist in eine untere Reflexionsfläche (5) und eine obere Refle­ xionsfläche (4), wobei die untere Reflexionsfläche (5) im we­ sentlichen der untere halbe Abschnitt der Reflexionsfläche des Reflektors (1) ist, welche einen gestreuten Lichtstrom empfängt, der Metallhalogenidablagerungen des Kolbens (2) zuzuschreiben ist, wobei die obere Reflexionsfläche (4) im wesentlichen der obere halbe Abschnitt der Reflexionsfläche des Reflektors (1) ist, welche einen nichtgestreuten Licht­ strom empfängt, wobei die untere Reflexionsfläche (5) ferner unterteilt ist in eine rechte Reflexionsfläche (5b), die den rechten halben Abschnitt der unteren Reflexionsfläche (5) um­ faßt, und eine linke Reflexionsfläche (5a), die den linken halben Abschnitt der unteren Reflexionsfläche (5) umfaßt, wo­ bei die rechte Reflexionsfläche (5b) und die linke Reflexi­ onsfläche (5a) unter vorbestimmten Winkeln (R3, R2) geneigt sind, um Lichtströme von diesen in jeweiligen linken und rechten Richtungen zu reflektieren,
und daß Streulinsenstufen (6) über einem vorbestimmten Bereich des unteren halben Abschnitts einer Vorderlinse (3) gebildet sind, die eine Vorderöffnung des Reflektors (1) überdeckt, wobei der Bereich so bestimmt ist, daß er jeden der Lichtströme von der rechten Reflexionsfläche (5b) und der linken Reflexionsfläche (5a) in beiden rechten und linken Richtungen streut.

2. Kraftfahrzeug-Schweinwerferlampe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Paar Schirme (7), die an jeweiligen Seiten des Metallhalogenid-Entladungslampenkolbens (2) ange­ ordnet sind, um Lichtstrahlen in vorbestimmten Bereichen um den Kolben (2) herum abzuschirmen.

3. Kraftfahrzeug-Schweinwerferlampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirme (7) Positionen im wesentli­ chen von 90° bis 150° bzw. von 255° bis 270° um eine Mittel­ achse des Schweinwerfers herum abschirmen, gemessen von einer vertikalen Linie.

4. Kraftfahrzeug-Schweinwerferlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen den vorbestimmten Winkeln, unter denen die rechte und die linke Reflexionsflä­ che geneigt sind, in einem Bereich von 2° bis 4° liegt.