EP0974786B1 - Scheinwerferanordnung nach dem Projektionstyp für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Scheinwerferanordnung nach dem Projektionstyp für ein Kraftfahrzeug

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EP0974786B1
EP0974786B1 EP99111395A EP99111395A EP0974786B1 EP 0974786 B1 EP0974786 B1 EP 0974786B1 EP 99111395 A EP99111395 A EP 99111395A EP 99111395 A EP99111395 A EP 99111395A EP 0974786 B1 EP0974786 B1 EP 0974786B1
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projection
lens
lamp
reflection
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Michael Werner
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Volkswagen AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/67—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors
    • F21S41/675—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors by moving reflectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/36—Combinations of two or more separate reflectors

Definitions

  • the invention relates to a projection system for a motor vehicle with at least one lamp or lamp filament, a reflector system and a projection lens according to claim 1, see e.g. DE 4036031 C.
  • Headlight assemblies for motor vehicles are known in various ways. Nearly all headlamp assemblies for motor vehicles contain two different reflectors for dipped and main beam. The two reflectors mentioned are either arranged side by side in a common headlight housing, or arranged in two separate headlight housings. In both cases, namely the quasi side-by-side arrangement of the reflectors, two light sources or two lamps are also necessary.
  • the provision of low beam and high beam is required by law.
  • the high beam In its geometrical positioning between the light source and the respective reflector, the high beam generates an intense light cone directed across the roadway for illuminating both the roadway and the roadway surroundings in front of the motor vehicle.
  • the said low beam generated in its positioning on the one hand between the lamp and reflector and of course the reflector based on the headlight geometry a cone of light that is directed exclusively at the road and thus has a much shorter range.
  • the so-called dimming of said light on the road should prevent dazzling oncoming traffic.
  • the so-called high beam As soon as the driver visibly approaches a vehicle on the oncoming lane, he switches to low beam to prevent dazzling the oncoming driver.
  • headlight assemblies are known in which two separate light sources are integrated in a common halogen lamp. This said halogen lamp is then assigned to a common reflector. Now changes the driver between dipped beam and high beam, in the manner described above, so only between the two lamp filaments, d. H. the said two light sources switched in the common halogen lamp.
  • this construction described has the advantage that no longer two juxtaposed reflectors are necessary, but that the same function is represented by a common single reflector. This has the consequence that much smaller space in the headlight housing are needed.
  • the two illumination methods are represented by a common reflector because they actually require different reflector geometries. In this respect, such an arrangement is merely a compromise between luminous efficacy and space considerations. The disadvantage, of course, that the luminous efficacy decreases significantly with this quasi-compromise solution, since the reflector can not be optimized for both illumination methods simultaneously.
  • headlight assemblies are known by the so-called projection system.
  • a projection lens is used in particular for generating the high beam, in which the optics in particular the yield of available direct light is significantly increased.
  • Projection lenses are known which have differently ground zones, so that both the dipped beam and the main beam are generated according to the projection type.
  • the invention is therefore the object of developing a headlamp assembly of the generic type such that both the low beam, and the high beam is generated in an efficient manner and directed directed in a corresponding manner and, moreover, the required space is kept compact.
  • the essence of the invention is firstly that two reflector systems are used even in a headlight assembly according to the projection type, namely one for the normal reflection system and the other reflector for the projection system.
  • the projection lens is fixed relative to the reflector of the reflection system.
  • the projection lens is not fixed relative to the reflector of the projection system, but is stationary relative to the reflector of the reflection system.
  • the essential advantage here is that on the one hand, the series arrangement of two reflectors with a common, the two reflectors at a suitable overlapping to each other opening passing, and that exactly such a double reflector system arrangement according to the projection type, d. H. works with a projection lens.
  • said projection lens only collects the light from the projection reflector.
  • the projection reflector is displaceable. That is, not the lens is displaceable together with the projection reflector, but the lens is fixed relative to the reflection reflector and relative to the projection reflector moves. Likewise, an otherwise possible displacement movement of the lamp can be omitted.
  • the lamp, the two reflectors and the lens arranged in alignment on a common optical axis.
  • the relative local strength of the individual elements such as lens and reflection reflector to each other can be done in a preferred embodiment of the invention by a rigid connection.
  • This rigid connection can be given by fixing on a common holding element.
  • This means that the said lens and the reflection reflector are arranged on a common holding frame or holding element.
  • FIG. 1 shows the invention only in its essential elements.
  • the essential elements are the reflection reflector 10, the projection reflector 20, and the lamp 1 and the lens 30.
  • the larger diameter reflection reflector 10 is arranged so that within the same smaller, also parabolic projection reflector 20th Takes place.
  • openings are arranged through which the lamp 1 or the lamp vessel passes.
  • the lens 30 is now positioned at a corresponding distance so that it collects the light reflected from the lamp 1 onto the reflector surface of the projection reflector 20, but not the reflection light of the reflection reflector 10.
  • the arrangement according to the invention is not only functionally advantageous, but it also fulfills the task, keeping the space unaffected compact.
  • Figures 2 and 3 contain only two embodiments of the prior art, which are deliberately avoided with the invention.
  • Figure 2 shows the mobility of the projection reflector, but with the projection lens moves. This leads to a final stroke movement of the lens 30, which protrudes beyond the actually required space in a corresponding position.
  • FIG. 3 shows another possibility in FIG. 3, but due to the movability of the lamp itself, the installation space to the rear must be correspondingly large. This means that even with this design, an increase in the installation space would be the result.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Scheinwerferanordnung nach dem Projektionstyp für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Lampe bzw. Lampenwendel, einem Reflektorsystem und einer Projektionslinse gemäß Anspruch 1, siehe z.B. die DE 4036031 C.
  • Scheinwerferanordnungen für Kraftfahrzeuge sind in verschiedenster Art bekannt. Dabei enthalten nahezu alle Scheinwerferanordnungen für Kraftfahrzeuge zwei unterschiedliche Reflektoren für Abblend- und Fernlicht. Die beiden genannten Reflektoren sind dabei entweder in einem gemeinsamen Scheinwerfergehäuse nebeneinander angeordnet, oder aber in zwei voneinander separierten Scheinwerfergehäusen angeordnet. In beiden Fällen, nämlich der quasi Nebeneinanderanordnung der Reflektoren sind auch zwei Lichtquellen bzw. zwei Lampen notwendig.
  • Grundsätzlich ist die Vorsehung von Abblendlicht und Fernlicht gesetzlich vorgeschrieben. Das Fernlicht erzeugt dabei in seiner geometrischen Positionierung zwischen Lichtquelle und jeweiligem Reflektor einen intensiven, über die Fahrbahn hinweg gerichteten Lichtkegel zur Ausleuchtung sowohl der Fahrbahn, als auch der Fahrbahnumgebung vor dem Kraftfahrzeug. Das besagte Abblendlicht erzeugt in seiner Positionierung zum einen zwischen Lampe und Reflektor und natürlich auch dem Reflektor bezogen auf die Scheinwerfergeometrie einen Lichtkegel, der ausschließlich auf die Fahrbahn gerichtet ist und somit eine sehr viel kürzere Reichweite hat. Das sogenannte Abblenden des besagten Lichtes auf die Fahrbahn soll eine Blendung des Gegenverkehrs verhindern. Üblicherweise wird während einer Fahrt in Nacht- oder Abendstunden, soweit dies notwendig ist, vom sogenannten Fernlicht Gebrauch gemacht. Sobald sich für den Fahrzeugführer sichtbar ein Fahrzeug auf der Gegenfahrbahn nähert, schaltet er auf Abblendlicht um, um eine Blendung des entgegenkommenden Fahrzeugführers zu verhindern.
  • Die besagten Funktionen als solches sind vorgeschrieben. Um dieser Vorschrift genüge zu tun, werden jedoch vielfach Scheinwerferanordnungen wie oben beschrieben konstruiert, die den wesentlichen Nachteil haben, daß sie wegen der doppelten und zum Teil separierten Anordnung erheblichen Bauraum benötigen.
  • Darüber hinaus sind jedoch Scheinwerferanordnungen bekannt, bei welcher zwei getrennte Lichtquellen in einer gemeinsamen Halogenlampe integriert sind. Diese besagte Halogenlampe ist dann auch einem gemeinsamen Reflektor zugeordnet. Wechselt nun der Fahrzeugführer zwischen Abblend- und Fernlicht, in der oben beschriebenen Weise, so wird lediglich zwischen den beiden Lampenwendeln, d. h. den besagten beiden Lichtquellen in der gemeinsamen Halogenlampe umgeschaltet. Im Hinblick auf die oben genannte Bauweise hat diese beschriebene Bauweise den Vorteil, daß nicht mehr zwei nebeneinander angeordnete Reflektoren notwendig sind, sondern daß die gleiche Funktion über einen gemeinsamen einzigen Reflektor dargestellt wird. Dies hat zur Konsequenz, daß erheblich kleinere Bauräume im Scheinwerfergehäuse benötigt werden. Dennoch ist es von Nachteil, daß die beiden Beleuchtungsmethoden über einen gemeinsamen Reflektor dargestellt werden, weil sie eigentlich unterschiedliche Reflektorgeometrien bedingen. Insofern ist eine solche Anordnung lediglich ein Kompromiß zwischen Lichtausbeute und Bauraumberücksichtigung. Nachteilig ist natürlich, daß sich mit dieser quasi-Kompromißlösung die Lichtausbeute merklich verringert, da der Reflektor nicht auf beide Ausleuchtungsmethoden gleichzeitig optimiert sein kann.
  • Darüber hinaus sind Scheinwerferanordnungen nach dem sogenannten Projektionssystem bekannt. Hierbei wird insbesondere zur Erzeugung des Fernlichtes eine Projektionslinse verwendet, bei welcher durch die Optik insbesondere die Ausbeute beim verfügbaren direkten Licht erheblich gesteigert wird. Dabei sind Projektionslinsen bekannt, die unterschiedlich geschliffene Zonen aufweisen, so daß sowohl das Abblendlicht, als auch das Fernlicht nach dem Projektionstyp erzeugt wird.
  • Es kann jedoch von erheblichem Vorteil sein, dennoch die beiden Ausleuchtmethoden zu separieren und nur eine davon über die Projektionslinse zu gestalten.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Scheinwerferanordnung der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzubilden, daß sowohl das Abblendlicht, als auch das Fernlicht auf effiziente Weise erzeugt und in entsprechender Weise gerichtet abgestrahlt wird und überdies der benötigte Bauraum kompakt gehalten wird.
  • Die gestellte Aufgabe ist bei einer Scheinwerferanordnung der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Scheinwerferanordnung sind in den übrigen abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Der Kern der Erfindung besteht zum einen darin, daß auch bei einer Scheinwerferanordnung nach dem Projektionstyp zwei Reflektorsysteme verwendet werden, nämlich einen für das normale Reflektionssystem und der weitere Reflektor für das Projektionssystem. Dabei ist lediglich der Reflektor des Projektionssystems entlang der optischen Achse verschiebbar und die Projektionslinse ist relativ zum Reflektor des Reflektionssystems ortsfest. Hierbei ist wesentlich deutlich zu machen, daß die Projektionslinse nicht relativ zum Reflektor des Projektionssystems ortsfest ist, sondern relativ zum Reflektor des Reflektionssystems ortsfest ist. Der wesentliche Vorteil ist hierbei, daß zum einen die Hintereinanderanordnung zweier Reflektoren mit einer gemeinsamen, die beiden Reflektoren an einer geeigneten zueinander überlappenden Öffnung hindurchreichend angeordnet ist, und daß genau eine solche doppelte Reflektorsystemanordnung nach dem Projektionstyp, d. h. mit einer Projektionslinse arbeitet. Diese besagte Projektionslinse sammelt natürlich lediglich das Licht aus dem Projektionsreflektor.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Projektionsreflektor verschiebbar. Das heißt, verschiebbar ist nicht die Linse zusammen mit dem Projektionsreflektor, sondern die Linse ist bezogen auf den Reflektionsreflektor ortsfest und dazu relativ bewegt sich der Projektionsreflektor. Ebenso kann eine ansonsten mögliche Verschiebebewegung der Lampe unterbleiben.
  • Der erhebliche Vorteil ergibt sich aus der konstruktiven Gegebenheit bzw. den konstruktiven Abmessungen zwischen Projektionsreflektor und Reflektionsreflektor zum einen, und zum anderen aus der entsprechenden erfindungsgemäßen Positionierung bzw. Bewegbarkeit. Da der Projektionsreflektor quasi innerhalb des ebenfalls parabolischen Reflektionsreflektors angeordnet ist und von kleinerem, d. h. erheblich kleinerem Durchmesser ist, benötigt eine verschiebliche Anordnung des Projektionsreflektors keinen zusätzlichen Bauraum im Scheinwerfergehäuse. Eine Bewegbarkeit der Projektionslinse, die deutlich vor den Reflektoren liegt, würde eine Erhöhung der Tiefe des Scheinwerfergehäuses bedingen. Gleiches gilt für den Fall, daß die Lampe selbst verschiebbar sein sollte. Auch dies würde eine Erhöhung der nötigen Tiefe des Scheinwerfergehäuses bedingen.
  • Insgesamt ist durch die erfindungsgemäße Anordnung und Bewegbarkeit der besagten Elemente gewährleistet, daß zum einen zwar einzelne aber ineinander angeordnete Reflektoren mit einer gemeinsamen Lichtquelle vorgesehen werden können, daß diese Anordnung dann zusätzlich nach dem Projektionstyp betreibbar ist und zwischen Fernlicht und Abblendlicht geschaltet werden kann.
  • Hierzu sind in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung natürlich, wie oben bereits ausgeführt, die Lampe, die beiden Reflektoren sowie die Linse auf einer gemeinsamen optischen Achse fluchtend angeordnet. Die relative Ortsfestigkeit der einzelnen Elemente wie Linse und Reflektionsreflektor zueinander kann in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung durch eine starre Verbindung erfolgen. Diese starre Verbindung kann durch Fixieren auf einem gemeinsamen Halteelement gegeben sein. Dies bedeutet, daß die besagte Linse und der Reflektionsreflektor auf einem gemeinsamen Halterahmen oder Halteelement angeordnet sind.
  • Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
  • Es zeigt:
    • Figur 1:
    Erfindungsgemäße Scheinwerferanordnung
    Figur 2:
    Dargestellte Bauraumerhöhung durch gemeinsam bewegliche Linse und Projektionsreflektor.
    Figur 3:
    Bauraumerhöhung durch verschiebbare Lampe
  • Figur 1 zeigt die Erfindung lediglich in ihren wesentlichen Elementen.
  • Die wesentlichen Elemente sind der Reflektionsreflektor 10, der Projektionsreflektor 20, sowie die Lampe 1 und die Linse 30. Wie aus Figur 1 ersichtlich, ist der mit größerem Durchmesser vorliegende Reflektionsreflektor 10 so angeordnet, daß innerhalb desselben der im Durchmesser kleinere, ebenfalls parabolische Projektionsreflektor 20 Platz findet. Im Bereich der tiefsten Stellen der beiden Reflektoren 10 und 20 sind Öffnungen angeordnet, durch die hindurch die Lampe 1 bzw. das Lampengefäß hindurchreicht. Auf der sich ergebenden optischen Achse ist nun in entsprechendem Abstand die Linse 30 so positioniert, daß sie das von der Lampe 1 auf die Reflektorfläche des Projektionsreflektors 20 reflektierte Licht sammelt, nicht jedoch das Reflektionslicht des Reflektionsreflektors 10.
  • Um nun zwischen Fernlicht und Abblendlicht hin- und herschalten zu können, ist lediglich der Projektionsreflektor 20 entlang der optischen Achse um einen bestimmten Betrag verschiebbar. Dieser Betrag muß so groß sein, daß der Hauptteil des von der Lampe 1 emittierten Lichtes auf den Reflektionsreflektor 10 fällt. Hierbei ist wesentlich, daß sowohl die Lampe 1, als auch die Linse 30 sowie auch der Reflektor 10 ortsfest bleiben. Das heißt, die Projektionslinse 30, und im wesentlichen der Reflektionsreflektor 10 sind zueinander relativ gesehen ortsfest. Das heißt, die Linse 30 kann relativ zum Reflektionsreflektor 10 nicht bewegt werden, wobei aber durch die Verschiebbarkeit des Projektionsreflektors 20 eine Relativbewegung zwischen Linse 30 und Projektionsreflektor 20 entsteht. Diese Defokussierung im Hinblick auf das Fokuslicht der Lampe auf den Projektionsreflektor begünstigt hier das Auskoppeln des Lichtes aus dem Projektionsbereich, so daß der überwiegende Teil des Lichtes für den Reflektionsreflektor 10 übrig bleibt. Hierbei ist bereits zu erkennen, daß eine axiale Verschiebung der Linse 30 und/oder der Lampe 1 gänzlich vermieden wird. Durch die lediglich realisierte Verschiebbarkeit einzig des Projektionsreflektors wird aber kein zusätzlicher Bauraum benötigt. Dies ergibt sich aus der Konkavität des parabolischen Projektionsreflektors, der sich zwar in Richtung Linse 30 bewegt, aber in seiner Hubbewegung von der Linse nicht behindert wird. Im übrigen erreicht der Projektionsreflektor mit einer seiner Körperkanten in keiner Position eine der Bauraumbegrenzungen nahe der Linse 30 oder nahe dem Lampengefäß 1. Hingegen eine Hubbewegung der Lampe 1 oder der Linse 30 würde eine Bauraumerhöhung bedingen.
  • Somit ist die erfindungsgemäße Anordnung nicht nur funktionsmäßig vorteilhaft, sondern sie erfüllt auch die aufgabengemäße Maßgabe, den Bauraum unbeeinflußt kompakt zu halten.
  • Figur 2 und 3 enthalten lediglich zwei Ausgestaltungen aus dem Stand der Technik, die mit der Erfindung bewußt vermieden sind. Figur 2 zeigt die Bewegbarkeit ebenfalls des Projektionsreflektors, wobei aber sich die Projektionslinse mitbewegt. Dies führt zu einer letztendlichen Hubbewegung der Linse 30, die bei entsprechender Stellung über den eigentlich benötigten Bauraum hinausragt. Eine andere Möglichkeit zeigt Figur 3, wobei aber durch die Bewegbarkeit der Lampe selbst der Bauraum nach hinten entsprechend groß ausgebildet werden muß. Das heißt, auch bei dieser Bauform würde eine Erhöhung des Bauraumes die Folge sein.
  • Somit zeigt sich, daß auf sehr effiziente einfache Weise ein entsprechend umfangreiches technisch gut ausgestattetes Scheinwerferelement auch kompakt sein kann.

Claims (4)

  1. Scheinwerferanordnung nach dem Projektionstyp für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Lampe bzw. Lampenwendel (1), einem Reflektorsystem und einer Projektionslinse (30), wobei ein Reflektor (10) für das Reflektionssystem und ein weiterer Reflektor (20) für das Projektionssystem vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß lediglich der Reflektor (20) des Projektionssystems entlang der optischen Achse verschiebbar und die Projektionslinse (30) relativ zum Reflektor (10) des Reflektionssystems ortsfest ist.
  2. Scheinwerferanordnung nach dem Projektionstyp, nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Lampe (1) die beiden Reflektoren (10, 20) sowie die Linse (30) auf einer gemeinsamen optischen Achse fluchtend angeordnet sind.
  3. Scheinwerferanordnungen nach dem Projektionstyp, nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Linse (30) starr mit dem Reflektor (10) des Reflektionssystemes verbunden ist.
  4. Scheinwerferanordnungen nach Projektionstyp, nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die starre Verbindung von Reflektor (10) und Linse (30) durch Fixierung auf einem gemeinsamen Halteelement gegeben ist.
EP99111395A 1998-07-18 1999-06-11 Scheinwerferanordnung nach dem Projektionstyp für ein Kraftfahrzeug Expired - Lifetime EP0974786B1 (de)

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EP0974786A2 EP0974786A2 (de) 2000-01-26
EP0974786A3 EP0974786A3 (de) 2001-09-26
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