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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Ellipsoid-Scheinwerfer
für Kraftfahrzeuge
und insbesondere einen solchen Scheinwerfer, der zum Erzeugen eines
Fernlichts ausgebildet ist.
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Ein
Ellipsoid-Scheinwerfer umfasst grundsätzlich einen strahlungssammelnden
und -bündelnden
Reflektor vom ellipsoiden Typ, der einen ersten Brennweitenbereich,
in dem eine Lichtquelle angeordnet ist, etwa die Glühwendel
einer Glühlampe oder
der Lichtbogen einer Entladungslampe, und einen zweiten Brennweitenbereich
aufweist, in dem sich ein konzentrierter Lichtfleck nach Reflexion
des von der Lichtquelle abgegebenen Lichts am Reflektor bildet.
Ein derartiger Scheinwerfer weist auch eine in der Nähe des zweiten
Brennweitenbereichs des Reflektors fokussierte, typischerweise plan-konvexe Sammellinse
auf, die den konzentrierten Lichtfleck auf die Straße zu projizieren
vermag.
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Ein
derartiger Scheinwerfer ist zum Erzeugen eines von einer oberen
Hell-Dunkel-Grenze
begrenzten Lichtbündels,
etwa eines Abblendlichts, gut geeignet. Hierzu wird auf Höhe des Lichtflecks
eine Lichtblende vorgesehen, die dazu bestimmt ist, diesen Lichtfleck
teilweise so abzuschatten, dass der obere Rand der Blende in dem
projizierten Lichtbündel
die gewünschte
Hell-Dunkel-Grenze bestimmt.
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Es
wurde auch versucht, einen derartigen Scheinwerfertyp zum Bilden
eines Fernlichts zu verwenden, das heißt eines Lichtbündels, das
eine Konzentrationsspitze in der Straßenachse, aber auch eine gewisse
Breite und eine gewisse Höhe
aufweist.
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Ein
solcher Scheinwerfertyp ist jedoch insbesondere aus den nachstehend
genannten Gründen für eine solche
Anwendung schlecht geeignet.
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Zunächst stellt
die Verwendung eines Reflektors, der in seinem Boden zur Montage
der Lampe eine Lampenöffnung
erheblicher Größe aufweist, auf
Grund der in der Straßenachse
erforderlichen großen
Lichtmenge ein Problem dar.
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Die
vorhandene Lampenöffnung
manifestiert sich in dem projizierten Lichtbündel nämlich als ein Lichtmangel,
welcher der Abbildung der Lampenöffnung
entspricht, die naturgemäß kein Licht
erfasst.
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Um
in der Straßenachse
die größtmögliche Lichtmenge
zu erzielen, ist man nämlich
bestrebt, die Stirnseite der Linse in Bezug auf die Fläche der
Lampenöffnung
größtmöglich auszuführen. Dies
erweist sich umso schwieriger, weil man allgemein bestrebt ist,
den Raumbedarf eines derartigen Schweinwerfers in Höhe und Breite
zu reduzieren und deshalb eine möglichst
kleine Linse zu verwenden, worin insbesondere unter stilistischen
Gesichtspunkten einer der größten Vorteile
dieser Scheinwerfertechnik besteht.
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Es
kann daher versucht werden, die Größe der Lampenöffnung zu
verkleinern, wohl wissend, dass die Montage der Lampe üblicherweise
in Höhe ihres
Sockels erfolgt und dass diese Lampenöffnung somit eine beträchtliche
Fläche
darstellt.
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Eine
Lösung
zur Verringerung der Größe der Lampenöffnung besteht
darin, die Lampe bezogen auf die allgemeine Lichtabgaberichtung
weiter hinten zu montieren, so dass nur ihr Kolben die Lampenöffnung durchqueren
muss, der Sockel jedoch weiter hinten liegt. Hieraus folgt, dass
die Größe der Lampenöffnung verkleinert
werden kann, und zwar auch dann, wenn zur Vermeidung unerwünschter
Erwärmungen
des Reflektors in diesem Bereich um den Lampenkolben herum ein Sicherheitsabstand
eingehalten werden muss.
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Verständlicherweise
führen
die beiden oben genannten Schwierigkeiten dazu, bei dem Reflektor eine
kurze Brennweite zu verwenden. Eine kurze Brennweite ist nämlich die
unmittelbare Folge einerseits aus einer Verringerung des seitlichen
und vertikalen Raumbedarfs des Scheinwerfers, und andererseits aus
einer bezüglich
des Reflektors nach hinten verschobenen Position der Lampe, wodurch
sich die Lichtquelle im Reflektor weiter hinten befindet.
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Diese
kurze Brennweite führt
dazu, dass der Reflektor auf Grund des nicht punktförmigen Umfangs
der Lichtquelle (typischerweise ein Zylinder von etwa 5 mm Länge und
etwa 1 mm Durchmesser) einen recht großen Lichtfleck erzeugt.
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1 der
Zeichnungen zeigt als Beispiel den Verlauf des Lichtbündels, das
der Projektion dieses Lichtflecks auf die Straße entspricht.
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Verständlicherweise
wird ein derartiges Lichtbündel
auf Grund seiner erheblichen Ausdehnung senkrecht unterhalb der
Straßenachse
die Straße
in unmittelbarer Nähe des
Fahrzeugs so stark beleuchten, dass der Sichtkomfort in der Ferne
erheblich beeinträchtigt
wird.
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Zum
Beheben dieses Nachteils könnte
eine Lösung
darin bestehen, vor der Projektion auf Höhe des Lichtflecks eine Blende
vorzusehen, analog zu den in Abblendlichtscheinwerfern verwendeten
Blenden, allerdings in umgekehrter Stellung, so dass das Licht,
das die Straße
in zu großer
Nähe am
Fahrzeug beleuchtet, abgeschattet wird.
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Für den Sichtkomfort
des Fahrers wäre
eine derartige Lösung
jedoch nicht befriedigend, da sie auf Höhe einer vor dem Fahrzeug auf
der Straße
liegenden imaginären
Linie einen sehr starken Kontrast bewirkt. Dieser Kontrast würde sich
als störend
erweisen, da das Lichtbündel
sowohl als eigenständiges
Fernlicht (Abblendlicht ausgeschaltet) als auch dem Abblendlicht
zugeschaltetes Fernlicht verwendet wird, wobei das Abblendlicht
eingeschaltet bleibt.
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Aus
dem Dokument
EP 1 031 785 ,
das einen Stand der Technik nach Artikel 54(3) und (4) ERÜ darstellt,
ist ein Ellipsoid-Modul mit zwei Blenden bekannt, die übereinander
angeordnet sind. Die obere Blende kann entlang einer Achse solchermaßen gedreht
werden, dass sie wenigstens zwei verschiedene aktive Ränder aufweist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile und Einschränkungen
des Stands der Technik zu beheben.
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Genauer
trachtet die vorliegende Erfindung danach, Mittel vorzuschlagen,
die dafür
sorgen, dass das Licht allmählich
umso schwächer
wird, je näher am
Fahrzeug Straßenbereiche
durch dieses Licht beleuchtet werden.
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Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung besteht darin, diese Aufgabe zu
verwirklichen, ohne hierbei unerwünschte Färbungen des Lichts zu bewirken,
die dadurch verursacht werden, dass eine Linse die Strahlen je nach
ihrer Wellenlänge
naturgemäß unterschiedlich
ablenkt (Phänomen
der chromatischen Aberration). Insbesondere zielt die vorliegende
Erfindung darauf ab, sich einer Lichtabschattung zu bedienen, die
mit Abstand zur Brennebene der Linse erfolgt (die für eine perfekte
Linse eine Ebene ist, für
eine fehlerhafte Linse wie etwa eine plansphärische Linse aber eine Art
Kuppel ist, bei welcher der Brennpunkt FL die Spitze bildet). Gleichzeitig
soll sie aber auch sicherstellen, dass trotz einer derartigen Defokussierung
der Blende keine unerwünschten Farbphänomene im
Lichtbündel
verstärkt
werden.
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Die
vorliegende Erfindung schlägt
hierzu einen Ellipsoid-Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge nach Anspruch
1 vor.
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Bevorzugte,
aber nicht einschränkende Merkmale
des erfindungsgemäßen Scheinwerfers sind
die folgenden:
- – die voneinander beabstandeten
Abschattungsbereiche bilden jeweils einen scharfkantigen Rand;
- – die
voneinander beabstandeten Abschattungsbereiche bilden jeweils einen
gekrümmten
Rand;
- – die
voneinander beabstandeten Abschattungsbereiche bilden einen scharfkantigen
Rand bzw. einen gekrümmten
Rand;
- – die
beiden Ränder
liegen auf gleicher Höhe;
- – die
Ränder
liegen auf unterschiedlicher Höhe;
- – ein
vorderer Rand liegt tiefer als der hintere Rand;
- – einer
der Ränder
ist im Wesentlichen lotrecht zu einem Brennpunkt der Linse angeordnet;
- – der
im Wesentlichen lotrecht zum Brennpunkt der Linse angeordnete Rand
ist der vordere Rand;
- – die
Ränder
liegen in Richtung der optischen Achse hinter bzw. vor dem Brennpunkt
der Linse;
- – die
Ränder
liegen in Richtung der optischen Achse im Wesentlichen in gleicher
Entfernung zum Brennpunkt der Linse;
- – die
Blende weist einen dritten mittleren Abschattungsbereich zwischen
dem ersten und dem zweiten Abschattungsbereich auf;
- – der
mittlere Abschattungsbereich bildet einen scharfkantigen Rand;
- – der
mittlere Abschattungsbereich bildet einen abgerundeten Rand;
- – der
durch den dritten mittleren Abschattungsbereich gebildete Rand befindet
sich im Wesentlichen auf gleicher Höhe mit einem der beiden Abschattungsbereiche;
- – der
durch den dritten mittleren Abschattungsbereich gebildete Rand liegt
tiefer als jeder der beiden Abschattungsbereiche;
- – die
Blende erstreckt sich in einer allgemein horizontalen Richtung quer
zur optischen Achse und weist über
ihre gesamte Erstreckung den gleichen vertikalen Querschnitt auf;
- – die
Blende erstreckt sich in einer allgemein horizontalen Richtung quer
zur optischen Achse und weist einen vertikalen Querschnitt auf,
der sich entlang ihrer Erstreckung ändert;
- – die
Blende ist aus gefalztem Blech gefertigt;
- – der
Scheinwerfer bildet einen eigenständigen Fernlichtscheinwerfer;
- – der
Scheinwerfer bildet einen Aufschalt-Fernlichtscheinwerfer für ein Abblendlichtbündel.
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Weitere
Merkmale, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
verdeutlicht, die beispielhaft in nicht einschränkender Weise unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen angeführt
ist, in denen:
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1 wie
bereits beschrieben, schematisch anhand einer Reihe von Isocandelakurven
den Verlauf eines Lichtbündels
zeigt, das mit einem Ellipsoid-Scheinwerfer
erzeugt wird, der einen Ellipsoid-Reflektor mit kurzer Brennweite
ohne jede Blende besitzt;
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2 schematisch
im axialen Vertikalschnitt die wesentlichen Bauteile eines erfindungsgemäßen Ellipsoid-Scheinwerfers
zeigt;
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3 eine
erste Ausführungsform
einer Blende des Scheinwerfers aus 1 in einem
axialen Vertikalschnitt des Scheinwerfers zeigt;
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4 eine
Darstellung des optischen Verhaltens eines mit der Blende aus 3 ausgestatteten
Scheinwerfers zeigt;
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5 eine
zweite Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Scheinwerferblende
zeigt;
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6 eine
Darstellung des optischen Verhaltens eines mit der Blende aus 5 ausgestatteten
Scheinwerfers zeigt;
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7 eine
dritte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Scheinwerferblende
zeigt;
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8 eine
Darstellung des optischen Verhaltens eines mit der Blende aus 7 ausgestatteten
Scheinwerfers zeigt;
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9 und 10 eine
Darstellung des optischen Verhaltens eines Scheinwerfers zeigen,
der mit Blenden ähnlich
denen aus 5 und 7 ausges tattet
ist, die sich in Form bzw. Größe jedoch
geringfügig
unterscheiden;
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11 eine
vierte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Scheinwerferblende
zeigt;
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12 und 13 eine
Gesamt- bzw. eine Detaildarstellung des optischen Verhaltens eines
mit der Blende aus 11 ausgestatteten Scheinwerfers zeigen;
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14 eine
fünfte
Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Scheinwerferblende
zeigt;
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15 und 16 eine
Gesamt- bzw. eine Detaildarstellung des optischen Verhaltens eines
mit der Blende aus 14 ausgestatteten Scheinwerfers
zeigen;
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17 eine
sechste Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Scheinwerferblende
zeigt;
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18 eine
Darstellung des optischen Verhaltens eines mit der Blende aus 17 ausgestatteten
Scheinwerfers zeigt;
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19 eine
siebte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Scheinwerferblende
zeigt;
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20 eine
Darstellung des optischen Verhaltens eines mit der Blende aus 19 ausgestatteten
Scheinwerfers zeigt;
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21 eine
achte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Scheinwerferblende
zeigt;
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22 eine
Darstellung des optischen Verhaltens eines mit der Blende aus 21 ausgestatteten
Scheinwerfers zeigt;
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23 eine
neunte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Scheinwerferblende
zeigt;
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24 eine
Darstellung des optischen Verhaltens eines mit der Blende aus 23 ausgestatteten
Scheinwerfers zeigt; und
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25 und 26 eine
Darstellung des optischen Verhaltens von Scheinwerfern zeigen, die
mit zwei Varianten der erfindungsgemäßen Scheinwerferblende ausgestattet
sind.
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Unter
Bezugnahme auf zunächst 2 ist schematisch
ein Scheinwerfer dargestellt, der in an sich bekannter Weise eine
Lampe 10 aufweist, welche eine Lichtquelle bildet, in diesem
Fall mit ihrer Glühwendel 11.
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Die
Lampe ist in einer Öffnung 21 im
Boden eines Reflektors 20 vom ellipsoiden Typ, etwa ein
Rotationsellipsoid, angebracht. Die Glühwendel 11 ist im
ersten Brennweitenbereich F1 des Reflektors solchermaßen angeordnet,
dass in dessen zweitem Brennweitenbereich F2 ein Lichtfleck gebildet
wird.
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Der
Scheinwerfer umfasst auch eine Linse 30, hier eine plan-konvexe
Linse, deren Achse mit der durch den ersten und den zweiten Brennweitenbereich
verlaufenden Hauptachse des Reflektors zusammenfällt (diese mit x-x gekennzeichnete
Achse wird im Folgenden als optische Achse des Scheinwerfers" bezeichnet) und
deren Brennpunkt FL sich auf Höhe
des zweiten Brennweitenbereichs F2 des Reflektors befindet. Die
Linse 30 projiziert somit den im Bereich F2 vorhandenen
Lichtfleck ins Unendliche auf die Straße, so wie vorstehend mit Bezug
auf 1 beschrieben.
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Erfindungsgemäß ist der
Scheinwerfer mit einer speziellen Blende 40 ausgestattet,
die über
der durch die optische Achse x-x verlaufenden Horizontalebene angeordnet
ist und als Besonderheit wenigstens zwei aktive Ränder aufweist,
um bestimmte Bestandteile des vom Reflektor stammenden Lichts selektiv
abzuschatten (im Gegensatz zu den in Abblendlichtscheinwerfern verwendeten
herkömmlichen
Blenden, die sich allgemein vertikal erstrecken und nur einen einzigen – oberen – optisch
aktiven Rand besitzen).
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Eine
erste Ausführungsform
der Blende ist in 3 dargestellt. Sie weist eine
Stütze 41 auf,
die gegebenenfalls eine abschattende Funktion hat, insbesondere
jedoch den Zweck hat, den mechanischen Halt des wirksamen Teils
der Blende auf der Scheinwerferstruktur zu gewährleisten (zum Beispiel auf
einem nicht beschriebenen aber als solchem herkömmlichen Zwischenstück des Scheinwerfers,
das den Reflektor und die Linse gemeinsam befestigt). Alternativ
kann die Blende 40 einstückig mit diesem Zwischenstück ausgeführt sein.
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Die
Blende 40 weist ferner ein schräg verlaufendes Abschattungsteil 42 auf,
das ausgehend von einem vorderen Rand 43b, der lotrecht
zum gleichzeitig den zweiten Brennpunkt F2 des Reflektors 20 und
den Brennpunkt FL der Linse bildenden Punkt F angeordnet ist, nach
unten und zur Scheinwerferhinterseite und zu einem hinteren Rand 43a verläuft ("vorne" und "hinten" ist in der gesamten
Beschreibung in Bezug auf die allgemeine durch die optische Achse
x-x definierte Lichtabgaberichtung zu verstehen). Festzustellen
ist demnach, dass die beiden Ränder 43a, 43b entlang
der optischen Achse voneinander beabstandet sind.
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Bei
dieser Ausführungsform,
und vorteilhafterweise bei allen nachfolgenden, ist der Abschattungsteil
der Blende ein Profil, das in einer horizontalen Richtung quer zur
optischen Achse x-x verläuft, das
heißt
die Ränder 43a, 43b sind
selbst horizontal und zur optischen Achse parallel.
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3 zeigt
anhand des Verlaufs einer Reihe von Lichtstrahlen R, dass die beiden
Ränder 43a, 43b des
Abschattungsteils 42 bezüglich der Lichtstrahlen zwei
voneinander unabhängige
Funktionen erfüllen,
da der hintere Rand 43a eine Abschattung (Schattenbereich
Z0) auf einer Höhe
vornimmt, die für
die nach unten gerichteten Strahlen bestimmt ist, während der
vordere Rand 43b eine Abschattung ZO auf einer Höhe vornimmt,
die für
die nach oben gerichteten Strahlen bestimmt ist.
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Diese
neue Blendenform wurde hauptsächlich
deswegen konzipiert, um eine allmähliche Lichtdämpfung zu
erzielen. Das heißt,
obgleich eine Fülle von
Lichtstrahlen – nach
oben oder nach unten gerichtet – vorhanden
ist, die zum Bilden des Lichts auf einer gegebenen Höhe im Lichtbündel beitragen,
erlaubt es eine derartige Blende, eine allmähliche Abschattung des Lichts
auszuführen,
wobei auf die nach oben gerichteten Strahlen und auf die nach unten
gerichteten Strahlen unterschiedlich eingewirkt wird.
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4 ist
eine grafische Darstellung, in welcher auf der Abszisse die Neigung
des Lichts nach unten angegeben ist (0° entspricht dem Horizont und die
angegebenen Werte entsprechen der Neigung des Lichts unterhalb des
Horizonts), und in welcher auf der Ordinate der Anteil des beim
Austreten aus dem Scheinwerfer (nach der Linse 30) übertragenen Lichts
in Abhängigkeit
der vorgenannten Neigung angegeben ist, wobei Ziffer 1 den Durchlass
des gesamten Lichts und Ziffer 0 überhaupt keinen Lichtdurchlass
kennzeichnet.
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Es
wurde daher der Verlauf von drei Kurven ("Alpha"-Verlauf) dargestellt, die dem optischen
Verhalten der Einheit Reflektor-Blende-Linse für Rot, Blau und im Median entsprechen.
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Es
ist festzustellen, dass sich die Dämpfung des Lichts in Abhängigkeit
von dessen nach unten gerichteter Neigung für den Medianwert ebenso wie für Rot und
Blau allmählich ändert (die
Kurve verläuft schräg), was
auf eine unscharfe Hell-Dunkel-Grenze des
Lichts infolge der Defokussierung der Blende hindeutet.
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Nachvollziehbarerweise
ist bei der Ausführungsform
der 3 die Lage der Ränder 43a und 43b maßgeblich,
während
die Blendenform zwischen den beiden Rändern beliebig sein kann, da
diese keine Wirkung auf das Abschattungsprofil hat. So könnte zum
Beispiel eine Blende 42 mit kreisbogenförmigem oder dreieckigem Querschnitt
oder mit jeder anderen Form vorgesehen werden, sofern sich dieser Querschnitt
zum Beispiel über
dem die Ränder 43a, 43b verbindenden
Geradenabschnitt erstreckt, um die ausgeführte Abschattung nicht zu beeinflussen.
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5 zeigt
eine zweite Ausführungsform
der Erfindung, die darauf abzielt, die chromatische Aberration insbesondere
im unteren Bereich des Lichtbündels
zu verringern.
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Anzumerken
ist diesbezüglich,
dass die Dämpfungskurven,
wenn sie für
verschiedenen Farben (Rot und Blau in der vorliegenden Beschreibung) beträchtlich
voneinander entfernt sind, zu einer Färbung des Lichtbündels führen können. So
wenig sichtbar die je nach Farbe beträchtlichen Dämpfungsunterschiede für den Fahrer
in der Straßenachse
(0°) sind,
da hier der Fernbereich beleuchtet wird, so wenig erwünscht können derartige
Unterschiede im unteren Bereich des Lichtbündels sein, da sie zu einer
wahrnehmbaren Färbung
in dem Teil des Lichtbündels
führen,
der die Straße
im Nahbereich des Fahrzeugs beleuchtet.
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Die
Blende 40 aus 5 besitzt einen allgemein horizontalen
Abschattungsteil 42, der sich über dem Brennpunkt F erstreckt
und dessen erster Rand 43a bezogen auf den Brennpunkt hinten
angeordnet ist und dessen zweiter Rand 43b bezogen auf
denselben Brennpunkt vorne angeordnet ist.
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Zur
Realisierung des mechanischen Halts der Blende kann eine abgewinkelte
Stütze
in zwei Teilen 41a, 41b ausgeführt sein (jede andere für das Abschattungsprofil
nicht wirksame Form kann verwendet werden).
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Festgestellt
wurde, dass diese Blendenform die chromatischen Aberrationserscheinungen
noch besser einschränkt.
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6 zeigt
demnach, dass die drei Dämpfungskurven
(Rot, Blau, Median) über
die gesamte Winkelerstreckung der unscharfen Hell-Dunkel-Grenze
und insbesondere nahe 0° äußerst dicht beieinander
liegen, so dass vom Fahrer praktisch keine chromatische Aberrationserscheinung
in der Straßenachse
wahrgenommen wird.
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7 zeigt
eine dritte Ausführungsform
der Blende, die sich von der der 5 hauptsächlich dadurch
unterscheidet, dass die Blende 42 bezüglich der durch die optische
Achse x-x verlaufenden Horizontalebene eine sehr geringe nach unten
und vorne verlaufende Neigung aufweist.
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Das
entsprechende Verhalten hinsichtlich einer allmählichen Dämpfung ist in 8 dargestellt,
in der ein Resultat ähnlich
wie in 6 festzustellen ist, jedoch besser dahingehend,
dass für
eine Neigung von 3° nach
unten die Übereinstimmung
der Kurven für
Rot und für
Blau perfekt ist.
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Die 9 und 10 zeigen
ihrerseits die hinsichtlich einer Dämpfung erzielten Verhalten
für verschiedene
Parametrierungen der Blenden aus 5 und 7.
Festzustellen ist, dass der Winkel, ab dem die Lichtdämpfung beginnt,
verändert
werden kann (hier 0°,
um eine größere Lichtmenge
in der Straßenachse
zu belassen).
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11 zeigt
eine vierte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Blende,
bei welcher sich der Abschattungsteil 42 durch drei wirksame
Ränder 43a, 43b, 43c auszeichnet.
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Genauer
weist die Blende insgesamt die Form eines asymmetrischen V auf,
mit einem hinteren oberen Rand 43a, einem mittleren unteren
Rand 43b und einem vorderen oberen Rand 43c, wobei diese
Ränder
in diesem Fall durch Abschnitte 42a, 42b mit geraden
Querschnitten miteinander verbunden sind. Der vordere Rand 43c befindet
sich hier lotrecht zum Brennpunkt F, wobei sich der gesamte Abschattungsteil 42 ausgehend
von diesem Brennpunkt nach hinten erstreckt.
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Nachvollziehbarerweise
wirkt der hintere Rand 43a auf die Strahlung, die stärker nach
unten geneigt ist als der Abschnitt 42a, während der
vordere Rand 43c auf die Strahlung wirkt, die stärker nach oben
geneigt ist als der Abschnitt 42b, und wirkt schließlich der
mittlere Rand 43b auf die Strahlung, die eine Neigung aufweist,
die zwischen diesen extremen Neigungen liegt.
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Dieser
Ansatz erlaubt es, wie in 12 und 13 dargestellt,
einen gesamten, einer Sinuskurve ähnlichen Dämpfungsverlauf und somit ein
sehr gutes Fortschreiten der Unschärfe der Hell-Dunkel-Grenze
zu erzielen.
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14 zeigt
eine fünfte
Ausführungsform der
Erfindung, die der aus 11 gleicht, sich jedoch von
dieser dadurch unterscheidet, dass die Abschnitte 42a, 42b des
Abschattungsteils der Blende nicht auf Höhe eines scharfkantigen Rands 43b zusammentreffen,
sondern auf Höhe
eines sanften, gebogenen Übergangs
(Bereich 42c, zum Beispiel mit kreisbogenförmigem Querschnitt).
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Verständlicherweise
kommt den Rändern 43a, 43c die
gleiche Aufgabe zu wie zuvor, jedoch tritt an Stelle des Rands 43b ein
Bereich 42c, der tatsächlich
eine Unmenge von Abschattungsrändern 43b bildet,
die je nach Neigung des angrenzenden Lichts unterschiedlich sind.
Insbesondere der untere Punkt des Bereichs 42c bildet gegenüber den
sich horizontal ausbreitenden Strahlen einen Abschattungsrand.
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Es
versteht sich, dass ein solches Vorgehen eine größere Menge Licht passieren
lässt,
das sich in der Nähe
des Punkts F und somit in unmittelbarer Nähe der Straßenachse befindet.
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15 zeigt
somit, dass der Dämpfungsverlauf
hier einen ganz anderen Verlauf nimmt als in 12, mit
einer zunächst
begrenzten Dämpfung
in unmittelbarer Nähe
der Straßenachse
(0°), die
dann jedoch umso stärker
wird, je weiter sich die projizierten Strahlen nach unten neigen.
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Diese
Ausführungsform
erlaubt es daher, eine größere Lichtmenge
in unmittelbarer Nähe
der Straßenachse
zu belassen, um dem Fahrer einen guten Sichtkomfort zu bieten.
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Anzumerken
ist hier, dass entsprechend einer Variante der in 14 dargestellten
Ausführungsform
der Blende vorgesehen werden kann, dass sich der durch den Abschnitt 42c der
Blende gebildete gekrümmte
Rand 43b bis zu dem vorderen freien Ende der Blende ausdehnt,
wobei in diesem Fall der Abschnitt 42b nicht vorhanden
ist. In diesem Fall ist das freie Ende je nach Ausführung wirksam oder
unwirksam.
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Die
in 17 wiedergegebene sechste Ausführungsform gleicht wiederum
dahingehend der aus 11, als der Abschattungsteil 42 drei
optisch aktive, scharfkantige Ränder 43a, 43b und 43c besitzt. Der
entscheidende Unterschied beruht darin, dass sich der vordere Rand 43c einerseits
auf einer ähnlichen
Höhe wie
der mittlere Rand 43b über
der optischen Achse x-x befindet, und sich andererseits bezüglich der
Lage des Brennpunkts F auf der Achse x-x davor befindet. Ziel ist
es hier, Dämpfungskurven analog
zu denen aus 12 und folgende zu erhalten,
hierbei aber gleichzeitig unerwünschte
Färbungen
des Lichtbündels
insbesondere in dessen unterem Bereich einzuschränken oder zu vermeiden.
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Anzumerken
ist hier, dass in diesem Fall die Form eines auf dem Kopf stehenden
V der Abschnitte 42b1, 42b2, welche die Ränder 43b, 43c miteinander verbinden,
nicht wirksam ist; es könnte
sich zum Beispiel auch um eine Gerade oder einen Kreisbogen mit
nach unten gewandter Konkavität
handeln.
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Verständlicherweise
bewirkt eine derartige Blende ein Verhalten, das zwischen dem der
Ausführungsformen
aus 5 und 7 (Ränder 43a, 43c analog
beiderseits des Brennpunkts F entlang der Achse x-x und auf ähnlicher
Höhe angeordnet)
und dem der Ausführungsform
der 11 liegt (hinterer Rand 43a deutlich
höher als
der Rand 43b, beide hinter dem Brennpunkt F).
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Die
jeweiligen Dämpfungsverläufe sind
in 18 dargestellt. Festzustellen ist ein allgemeiner Verlauf,
der das Licht in unmittelbarer Nähe
der Straßenachse
verstärkt,
und gleichzeitig ähnliche
Verläufe
für Rot,
Blau und Grün,
so dass die chromatische Aberration deutlich verringert ist.
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Die
in 19 gezeigte siebte Ausführungsform stellt eine Ausführung dar,
die zwischen der aus 14 (abgerundeter Rand) und der
aus 17 (Anordnung einer Gruppe von Rädern) liegt.
Der Abschattungsteil 42 besitzt demnach einen hinteren Rand 43a,
einen vorderen Rand 43c und einen gekrümmten mittleren Bereich 42c,
der eine Unmenge von Abschattungsrändern 43c bildet,
je nach Neigung des Lichts, das in seiner Nähe verläuft (siehe weiter oben).
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Der
Verlauf der erzielten Dämpfung
ist in 20 dargestellt und zeigt ein
Verhalten, das zwischen dem der Blenden aus 14 und 17 liegt.
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21 zeigt
eine achte Ausführungsform der
Erfindung, die in ihrem Ausführungsprinzip
der aus 17 gleicht, jedoch mit einer
anderen Parametrierung. Insbesondere auf Grund des geringeren horizontalen
Abstands zwischen den Rändern 43b und 43c gegenüber dem
in 17 dargestellten Fall ist die erzielte Dämpfung (siehe 22)
bis etwa 1° unterhalb
des Horizonts praktisch null, um in der Straßenachse noch mehr Licht zu
belassen, dann, in einem engen Winkelintervall, gleicht der Verlauf
jedoch dem aus 18, und zwar für alle Wellenlängen, so
dass keinerlei Färbung
des Lichtbündels
zu Beginn der Dämpfung
auftritt.
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Die
in 23 dargestellte neunte Ausführungsform der Erfindung greift
das in 19 dargestellte Ausführungsprinzip
auf, wobei ein wesentlicher Unterschied darin besteht, dass der
Abschnitt 42b, der den mittleren gekrümmten Rand 43b und den
vorderen Rand 43c verbindet, leicht nach oben geneigt und
kürzer
ist als im Fall der 19, und dass gleichzeitig der
Abschnitt 42a stärker
geneigt ist.
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Der
Verlauf der erzielten Dämpfung
ist in 24 wiedergegeben.
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Darüber hinaus
kann die Blende 40 auch dazu ausgebildet sein, eine Dämpfung ausgehend von
negativen Neigungswerten des Lichts (nach oben gerichtetes Licht)
zu realisieren, insbesondere wenn die maximale Konzentration des
Lichtbündels ohne
Blende sich nicht in der Straßenachse
(0°) befindet,
sondern geringfügig
darüber
(zum Beispiel etwa 1° darüber). Insbesondere
kann die Ausführungsform
aus 5 solchermaßen
parametriert werden, dass eine Dämpfung
erzielt wird, die bei Neigungswerten des projizierten Lichts von
etwa –1° beginnt.
Beispiele für
derartige Dämpfungen
sind in 25 und 26 dargestellt.
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Zahlenbeispiele
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Für die verschiedenen
vorstehend beschriebenen Blendenbeispiele wurden in den entsprechenden
Figuren Millimetermaßstäbe angegeben.
Die Dämpfungskurven
wurden mit den Blendenformen, so wie genau dargestellt, modelliert,
zum Beispiel für eine
Glaslinse 30 mit planer Innenseite und sphärischer
Außenseite,
mit einem wirksamen Linsenradius von 72 mm, einer mittleren Ausdehnung
von 44 mm, einer Ausdehnung von 44,5 mm für Rot und einer Ausdehnung
von 43,5 mm für
Blau.
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Die
Zahlenwerte (Lagen, Längen,
Winkel, Krümmungsradien
usw.) die den einzelnen Figuren entnommen werden können, sind
als der vorliegenden Beschreibung zugehörig zu verstehen.
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Der
Fachmann kann natürlich
diese einzelnen Werte, insbesondere durch sukzessive Näherungen,
an Linsen mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften anpassen.
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Was
die praktische Realisierung der Blende anbelangt, so zeigen die
einzelnen dargestellten Ausführungsbeispiele,
dass es allgemein möglich
ist, diese durch einfaches Biegen eines dünnen Blechs, etwa eines Stahlblechs,
auszuführen.
Jede andere Herstellungsweise und jedes andere Material kann selbstverständlich insbesondere
in Abhängigkeit
der erforderlichen Präzision
und der Beständigkeit
gegenüber
der im Scheinwerfer herrschenden hohen Temperatur in Betracht gezogen
werden.
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Auch
wenn vorstehend Blenden beschrieben wurden, die alle einen gleichmäßigen Querschnitt entlang
ihrer horizontalen Erstreckung quer zu Achse x-x haben, so kann
ferner natürlich
vorgesehen werden, diesen Querschnitt in Form, Größe, Lage
usw. zu verändern,
sofern dies längs
der Blende horizontal und quer zur Achse x-x geschieht.