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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Ellipsoid-Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge, die zum Erzeugen eines Fernlichts ausgebildet sind.
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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) EPÜ darstellt, ist ferner 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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Das Dokument des Standes der Technik
US 5,285,358 zeigt einen Scheinwerfer mit allen Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
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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.
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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 ausgestattet 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 Hohe 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 starker 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.
