DE10004701A1 - Scheinwerfer für Fahrzeuge nach dem Projektionsprinzip - Google Patents

Abstract

Der Scheinwerfer weist eine Lichtquelle und einen Reflektor auf, durch den von der Lichtquelle ausgesandtes Licht als ein konvergierendes Lichtbündel reflektiert wird. Im Strahlengang des vom Reflektor reflektierten Lichtbündels ist eine Blende (18) angeordnet, durch die ein Teil des Lichtbündels abgeschirmt wird. In Lichtaustrittsrichtung nach der Blende (18) ist eine Linse angeordnet, durch die eine Oberkante (20) der Blende (18) als Helldunkelgrenze des aus dem Scheinwerfer austretenden Lichtbündels abgebildet wird. Die Blende (18) weist in definiertem Abstand (d) unterhalb ihrer Oberkante (20) eine schlitzförmige Öffnung (40) auf, die zumindest annähernd parallel zur Oberkante (20) verläuft. Durch die Öffnung (40) tritt ein Teil des vom Reflektor (10) reflektierten Lichtbündels hindurch und beleuchtet einen mit Abstand oberhalb der Helldunkelgrenze angeordneten Bereich, so daß dort befindliche Verkehrs- und Hinweisschilder ausreichend beleuchtet werden.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Scheinwerfer für Fahrzeuge nach dem Projektionsprinzip nach der Gattung des Anspruchs 1.

Ein solcher Scheinwerfer ist durch die DE 43 15 401 A1 bekannt. Dieser Scheinwerfer weist eine Lichtquelle und einen Reflektor auf, durch den von der Lichtquelle ausgesandtes Licht als ein konvergierendes Lichtbündel reflektiert wird. Im Strahlengang des vom Reflektor reflektierten Lichtbündels ist eine Blende angeordnet, durch die ein Teil des Lichtbündels abgeschirmt wird. In Lichtaustrittsrichtung nach der Blende ist eine Linse angeordnet, durch die eine Oberkante der Blende als Helldunkelgrenze des aus dem Scheinwerfer austretenden Lichtbündels abgebildet wird. Durch die Helldunkelgrenze wird eine Blendung des Gegenverkehrs vermieden. Durch einen Teil des vom Reflektor reflektierten Lichtbündels wird wenigstens ein mit Abstand oberhalb der Helldunkelgrenze liegender Bereich beleuchtet. Hierdurch wird eine ausreichende Beleuchtung hoch angebrachter Verkehrs- und Hinweisschilder erreicht. Bei dem bekannten Scheinwerfer ist im Strahlengang des vom Reflektor reflektierten Lichtbündels ein Reflexionselement angeordnet, durch das ein Teil des Lichtbündels nach oben abgelenkt wird, so daß dieses den Bereich oberhalb der Helldunkelgrenze beleuchtet. Das Reflexionselement erfordert dabei einen erhöhten Fertigungs- und Montageaufwand und muß sehr exakt justiert werden, um eine Beleuchtung in einem definierten Bereich sicherzustellen. Darüberhinaus wird durch das Reflexionselement ein Teil des vom Reflektor reflektierten Lichtbündels nach oben abgelenkt, der an der Blende vorbeigelangen würde und zur Beleuchtung unterhalb der Helldunkelgrenze beitragen würde, so daß der Wirkungsgrad des Scheinwerfers durch das Reflexionselement verschlechtert wird.

Durch die DE 195 37 838 ist ein Scheinwerfer nach dem Projektionsprinzip bekannt, der eine Blendenanordnung mit einem feststehenden Blendenteil und einem beweglichen Blendenteil aufweist. Beide Blendenteile weisen mehrere schlitzartige Öffnungen auf, wobei in einer Stellung für Fernlicht durch das bewegliche Blendenteil die Öffnungen des feststehenden Blendenteils freigegeben werden, so daß Licht durch die Blendenanordnung hindurchtreten kann, das Bereiche oberhalb der Helldunkelgrenze beleuchtet. In einer Stellung für Abblendlicht werden durch das bewegliche Blendenteil in einer Stellung für Abblendlicht die Öffnungen des feststehenden Blendenteils vollständig verdeckt, so daß durch die Blendenanordnung kein Licht hindurchtreten kann und nur an der Oberkante der Blendenanordnung Licht vorbeigelangen kann. Eine Beleuchtung eines definierten Bereichs oberhalb der Helldunkelgrenze bei Abblendlicht ist bei diesem Scheinwerfer nicht vorgesehen.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Scheinwerfer mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß der Fertigungs- und Montageaufwand verringert ist, da für die Beleuchtung des wenigstens einen Bereichs oberhalb der Helldunkelgrenze kein zusätzliches Bauteil erforderlich ist. Die wenigstens eine Öffnung in der Blende wird mit der ohnehin erforderlichen Justierung der Blende, um die Helldunkelgrenze exakt einzustellen, gleichzeitig in ihrer Lage korrekt eingestellt. Darüberhinaus wird der Wirkungsgrad des Scheinwerfers nicht nachteilig beeinträchtigt, da durch die wenigstens eine Öffnung ein Teil des vom Reflektor reflektierten Lichtbündels hindurchtritt, der ansonsten durch die Blende abgeschirmt würde, so daß der Wirkungsgrad verbessert ist.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Scheinwerfers angegeben.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Scheinwerfer in einem vertikalen Längsschnitt, Fig. 2 den Scheinwerfer in einem Querschnitt entlang Linie II-II in Fig. 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 3 einen mit Abstand vor dem Scheinwerfer angeordneten Meßschirm bei Beleuchtung durch vom Scheinwerfer gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgesandtes Licht, Fig. 4 den Scheinwerfer in einem Querschnitt entlang Linie II-II in Fig. 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und Fig. 5 den Meßschirm bei Beleuchtung durch vom Scheinwerfer gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgesandtes Licht.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Ein in den Fig. 1, 2 und 4 dargestellter Scheinwerfer für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, ist nach dem Projektionsprinzip aufgebaut. Der Scheinwerfer dient zur Erzeugung eines abgeblendeten Lichtbündels, insbesondere eines Abblendlichtbündels. Der Scheinwerfer weist einen Reflektor 10 auf, der beispielsweise eine ellipsoide oder eine ellipsoidähnliche Form aufweist. Der Reflektor 10 weist in seinem Scheitelbereich eine Öffnung 12 auf, in die eine Lichtquelle 14 eingesetzt ist. Die Lichtquelle 14 kann eine Glühlampe oder eine Gasentladungslampe sein und weist entsprechend eine Glühwendel oder einen Lichtbogen als Leuchtkörper 16 auf. Der Leuchtkörper 16 der Lichtquelle 14 ist etwa im Bereich des inneren Brennpunkts des Reflektors 10 auf der optischen Achse 11 des Reflektors 10 angeordnet. Durch den Reflektor 10 wird von der Lichtquelle 14 ausgesandtes Licht als ein konvergierendes Lichtbündel reflektiert.

Im Strahlengang des vom Reflektor 10 reflektierten Lichtbündels ist eine Blende 18 angeordnet, die sich unterhalb der optischen Achse 11 erstreckt. Die Blende 18 kann beispielsweise etwa im Bereich des äußeren Brennpunkts des Reflektors 10 liegen. Die Blende 18 kann hierbei etwa in der Ebene des in Lichtaustrittsrichtung 13 weisenden Vorderrands des Reflektors 10 angeordnet sein. Durch die Blende 18 wird ein Teil des vom Reflektor 10 reflektierten Lichtbündels abgeschirmt, während ein anderer Teil des Lichtbündels an der Blende 18 vorbeigelangt. Das an der Blende 18 vorbeigelangende Lichtbündel weist eine durch die Oberkante 20 der Blende 18 bestimmte Helldunkelgrenze auf. In Lichtaustrittsrichtung 13 nach der Blende 18 ist eine Linse 26 angeordnet, durch die die Oberkante 20 der Blende 18 als Helldunkelgrenze des aus dem Scheinwerfer austretenden Lichtbündels abgebildet wird. Die Linse 26 ist als Sammellinse ausgebildet und weist beispielsweise eine entgegen Lichtaustrittsrichtung 13 weisende zumindest annähernd ebene Seite 27 und eine in Lichtaustrittsrichtung 13 weisende konvex gekrümmte Seite 28 auf. Die konvex gekrümmte Seite 28 der Linse 26 weist vorzugsweise eine asphärische Krümmung auf und kann auch in mehrere unterschiedliche gekrümmte Segmente unterteilt sein. Die Linse 26 ist in einem tubusförmigen Trägerelement 30 an dessen in Lichtaustrittsrichtung 13 weisendem Endbereich gehalten, wobei das Trägerelement 30 an seinem entgegen Lichtaustrittsrichtung 13 weisenden Endbereich am Reflektor 10, insbesondere an dessen Vorderrand, befestigt ist. Die Blende 18 kann zusammen mit dem Trägerelement 30 am Reflektor 10 befestigt sein.

In Fig. 2 ist der Scheinwerfer in einem Querschnitt dargestellt mit der Blende 18 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Anhand der Fig. 2 wird zunächst die Ausbildung der Oberkante 20 der Blende 18 erläutert, die auch für das nachfolgend noch erläuterte zweite Ausführungsbeispiel der Blende 18 gemäß Fig. 4 gilt. Die Oberkante 20 der Blende 18 weist unterschiedliche Abschnitte 21, 22 auf, die sich etwa in einer die optische Achse 11 enthaltenden vertikalen Mittelebene 23 treffen. Die dargestellten Ausführungsbeispiele des Scheinwerfers sind für Rechtsverkehr vorgesehen, so daß vor dem Fahrzeug die eigene Verkehrsseite rechts ist und die Gegenverkehrsseite links ist. Die Abschnitte 21, 22 der Oberkante 20 der Blende 18 sind derart angeordnet, daß die Helldunkelgrenze auf der eigenen Verkehrsseite vor dem Fahrzeug höher angeordnet ist als auf der Gegenverkehrsseite. Beispielsweise verläuft der Abschnitt 21 der Oberkante 20 der Blende 18 zumindest annähernd horizontal und etwa auf Höhe einer die optische Achse 11 enthaltenden horizontalen Mittelebene 24. Der Abschnitt 22 verläuft beispielsweise ausgehend von der vertikalen Mittelebene 23 nach unten geneigt. Der Winkel, unter dem der Abschnitt 22 zur horizontalen Mittelebene 24 geneigt verläuft, beträgt vorzugsweise etwa 15°. Die Oberkante 20 der Blende 18 wird durch die Linse 26 höhen- und seitenverkehrt abgebildet, so daß der Abschnitt 21 einen horizontalen Helldunkelgrenzenabschnitt auf der Gegenverkehrsseite bildet und der Abschnitt 22 einen ansteigenden Helldunkelgrenzenabschnitt auf der eigenen Verkehrsseite bildet. Die Helldunkelgrenze des aus dem Scheinwerfer austretenden Lichtbündels weist damit einen Verlauf auf wie er in europäischen Vorschriften vorgegeben ist. Alternativ kann der Abschnitt 22 der Oberkante 20 der Blende 18 wie in Fig. 2 mit gestrichelter Linie angedeutet auch zumindest annähernd horizontal und tiefer als der Abschnitt 21 verlaufen, wobei die beiden Abschnitte 21, 22 durch einen vertikalen oder geneigten Zwischenabschnitt miteinander verbunden sind.

In Fig. 3 ist ein mit Abstand vor dem Scheinwerfer angeordneter Meßschirm 80 dargestellt, der durch das vom Scheinwerfer ausgesandte Licht beleuchtet wird. Der Meßschirm 80 repräsentiert die Projektion einer vor dem Scheinwerfer liegenden Fahrbahn, die entsprechend beleuchtet würde. Die horizontale Mittelebene des Meßschirms 80 ist mit HH bezeichnet und die vertikale Mittelebene ist mit VV bezeichnet. Die horizontale Mittelebene HH und die vertikale Mittelebene VV schneiden sich in einem Punkt HV. Das vom Reflektor 10 reflektierte, an der Blende 18 vorbeigelangende, durch die Linse 26 hindurchtretende und aus dem Scheinwerfer austretende Licht beleuchtet den Meßschirm 80 in einem Bereich 82. Der Bereich 82 ist nach oben durch die Helldunkelgrenze begrenzt, die durch die Oberkante 20 der Blende 18 erzeugt wird. Die Helldunkelgrenze weist auf der Gegenverkehrsseite einen horizontalen Abschnitt 83 auf, der durch den Abschnitt 21 der Oberkante 20 der Blende 18 erzeugt wird. Auf der eigenen Verkehrsseite weist die Helldunkelgrenze einen ansteigenden Abschnitt 84 auf, der durch den Abschnitt 22 der Oberkante 20 der Blende 18 erzeugt wird. Die Verteilung der Beleuchtungsstärke im Bereich 82 ist durch mehrere Linien 85 gleicher Beleuchtungsstärke verdeutlicht. Im Bereich 82 ist in einer Zone 86 dicht unterhalb der Helldunkelgrenze 83, 84 und etwas rechts der vertikalen Mittelebene VV die höchste Beleuchtungsstärke vorhanden. Oberhalb der Helldunkelgrenze 83, 84 wird der Meßschirm 80 durch das an der Oberkante 20 der Blende 18 vorbeigelangende Licht nicht oder nur sehr schwach beleuchtet. Die Schärfe der Abbildung der Oberkante 20 der Blende 18 als Helldunkelgrenze 83, 84 ist unter anderem abhängig von den Abbildungseigenschaften der Linse 26. Es ist vorteilhaft, die Helldunkelgrenze 83, 84 mit einer gewissen Unschärfe zu erzeugen, um einen zu starken Kontrast zu vermeiden, der störend sein könnte.

Um eine ausreichende Beleuchtung oberhalb der Helldunkelgrenze 83, 84 zu erreichen ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Blende 18 unterhalb ihrer Oberkante 20 wenigstens eine Öffnung aufweist, durch die vom Reflektor 10 reflektiertes Licht hindurchtreten kann. In Fig. 2 ist die Blende 18 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Hierbei ist eine Öffnung 40 vorgesehen, die schlitzförmig ausgebildet ist. Die Erstreckung der Öffnung 40 in etwa horizontaler Richtung ist dabei größer als in vertikaler Richtung. Die Längserstreckung der Öffnung 40 ist zumindest annähernd parallel zur Oberkante 20 der Blende 18, so daß der Abstand d des oberen Rands des Öffnung 40 von der Oberkante 20 zumindest annähernd konstant ist. Die Erstreckung der Öffnung 40 in vertikaler Richtung ist zumindest annähernd konstant. Die Öffnung 40 weist entsprechend den Abschnitten 21, 22 der Oberkante 20 einen etwa horizontalen Abschnitt und einen geneigten Abschnitt auf. Die Öffnung 40 ist in einem mittleren Bereich der Blende 18 beiderseits der vertikalen Mittelebene 23 ausgebildet, wobei die Erstreckung der Öffnung 40 auf beiden Seiten der Mittelebene 23 etwa gleich oder unterschiedlich sein kann. Der Abstand d des oberen Rands der Öffnung 40 von der Oberkante 20 der Blende 18 ist vorzugsweise in Abhängigkeit der Brennweite f der Linse 26 derart gewählt, daß d etwa das 0,02- bis 0,05-fache, insbesondere zumindest annähernd das 0,035-fache der Brennweite f beträgt. Der Abstand d ist dabei senkrecht zum jeweiligen Abschnitt 21, 22 der Oberkante 20 gemessen.

Das vom Reflektor 10 reflektierte, durch die Öffnung 40 der Blende 18 und die Linse 26 hindurchtretende und aus dem Scheinwerfer austretende Licht beleuchtet auf dem Meßschirm 80 einen in Fig. 3 dargestellten Bereich 88. Die Form des Bereichs 88 ist entsprechend der Form der Öffnung 40, so daß der Bereich 88 zumindest annähernd parallel zu den Abschnitten 83, 84 der Helldunkelgrenze verläuft. Der Abstand h des Bereichs 88 von den Abschnitten 83, 84 der Helldunkelgrenze ist durch den Abstand d der Öffnung 40 von der Oberkante 20 der Blende 18 bestimmt. Durch den Abstand h zwischen dem Bereich 88 und den Abschnitten 83, 84 der Helldunkelgrenze ist sichergestellt, daß direkt oberhalb der Helldunkelgrenze keine Beleuchtung oder eine Beleuchtung mit nur sehr geringer Beleuchtungsstärke erfolgt und eine Blendung entgegenkommender Fahrzeuglenker mit Sicherheit vermieden ist. Jedoch werden in größerer Höhe angeordnete Verkehrs- oder Hinweisschilder, die im Bereich 88 liegen, ausreichend beleuchtet. Die Größe und Form des Bereichs 88 kann durch entsprechende Wahl der Größe und Form der Öffnung 40 in der Blende 18 variiert werden.

In Fig. 4 ist die Blende 18 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei die Blende 18 wie beim ersten Ausführungsbeispiel die Oberkante 20 mit den Abschnitten 21 und 22 aufweist. Die Blende 18 weist unterhalb ihrer Oberkante 20 mehrere Öffnungen 42 auf, die entlang einer zumindest annähernd parallel zu den Abschnitten 21, 22 der Oberkante 20 verlaufenden Linie verteilt angeordnet sind. Die Öffnungen 42 können beispielsweise in Form runder Bohrungen ausgebildet sein oder auch beliebige andere Querschnittsformen aufweisen, die beispielsweise durch Stanzen in die Blende 18 eingebracht werden können. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Öffnungen 42 vorgesehen, wobei eine mittlere Öffnung 42 etwa im Bereich der vertikalen Mittelebene 23 angeordnet ist und die beiden anderen Öffnungen 42 etwa mit gleichem Abstand von der Mittelebene 23 angeordnet sind. Der Abstand d zwischen den oberen Rändern der Öffnungen 42 und den Abschnitten 21, 22 der Oberkante 20 der Blende 18 beträgt wie beim ersten Ausführungsbeispiel vorzugsweise etwa das 0,02- bis 0,05- fache, insbesondere zumindest annähernd das 0,035-fache der Brennweite f der Linse 26.

In Fig. 5 ist der Meßschirm 80 bei Beleuchtung durch das vom Scheinwerfer mit der Blende 18 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgesandte Licht dargestellt. Durch das vom Reflektor 10 reflektierte, an der Oberkante 20 der Blende 18 vorbeigelangende, durch die Linse 26 hindurchtretende und aus dem Scheinwerfer austretende Licht wird wiederum der Bereich 82 beleuchtet, der nach oben durch die Helldunkelgrenze 83, 84 begrenzt ist. Das durch die Öffnungen 42 der Blende 18 und die Linse 26 hindurchtretende Licht werden Bereiche 90 des Meßschirms 80 beleuchtet. Die Form und Lage der Bereiche 90 ist entsprechend der Form und Lage der Öffnungen 42 der Blende 18, so daß die Bereiche 90 zumindest annähernd entlang der Abschnitte 83, 84 der Helldunkelgrenze verteilt sind. Der Abstand h der Bereiche 90 von den Abschnitten 83, 84 der Helldunkelgrenze ist durch den Abstand d der Öffnungen 42 von der Oberkante 20 der Blende 18 bestimmt. Durch den Abstand h zwischen den Bereichen 90 und den Abschnitten 83, 84 der Helldunkelgrenze ist sichergestellt, daß direkt oberhalb der Helldunkelgrenze keine Beleuchtung oder eine Beleuchtung mit nur sehr geringer Beleuchtungsstärke erfolgt und eine Blendung entgegenkommender Fahrzeuglenker mit Sicherheit vermieden ist. Jedoch werden in größerer Höhe angeordnete Verkehrs- oder Hinweisschilder, die in den Bereichen 90 liegen, ausreichend beleuchtet. Die Größe, Form und Lage der Bereiche 90 kann durch entsprechende Wahl von Größe, Form und Lage der Öffnungen 42 der Blende 18 variiert werden.

Es kann auch vorgesehen werden, daß die Blende 18 in einem mit Abstand unterhalb von deren Oberkante 20 liegenden Bereich mit einer Vielzahl von Öffnungen, beispielsweise in Form einer Perforation, versehen ist. Zusätzlich zu den vorstehend erläuterten Ausführungen der Blende 18 mit der Öffnung 40 bzw. den Öffnungen 42 können weitere Maßnahmen zur Beleuchtung des Meßschirms 80 oberhalb der Helldunkelgrenze 83, 84 vorgesehen werden.

Claims (4)

1. Scheinwerfer für Fahrzeuge nach dem Projektionsprinzip mit einer Lichtquelle (14), mit einem Reflektor (10), durch den von der Lichtquelle (14) ausgesandtes Licht als ein konvergierendes Lichtbündel reflektiert wird, mit einer im Strahlengang des vom Reflektor (10) reflektierten Lichtbündels angeordneten Blende (18), durch die ein Teil des Lichtbündels abgeschirmt wird, und mit einer in Lichtaustrittsrichtung (13) nach der Blende (18) angeordneten Linse (26), durch die eine Oberkante (20) der Blende (18) als Helldunkelgrenze (83, 84) des aus dem Scheinwerfer austretenden Lichtbündels abgebildet wird, wobei durch einen Teil des vom Reflektor (10) reflektierten Lichtbündels wenigstens ein mit Abstand (h) oberhalb der Helldunkelgrenze (83, 84) angeordneter Bereich (88; 90) beleuchtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (18) in definiertem Abstand (d) unterhalb ihrer Oberkante (20) wenigstens eine Öffnung (40; 42) aufweist, durch die ein Teil des vom Reflektor (10) reflektierten Lichtbündels hindurchtritt und den wenigstens einen Bereich (88; 90) oberhalb der Helldunkelgrenze (83, 84) beleuchtet.

2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Öffnung (40) schlitzförmig ausgebildet ist und zumindest annähernd parallel zur Oberkante (20) der Blende (18) verläuft.

3. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Öffnungen (42) vorgesehen sind, die entlang einer zumindest annähernd parallel zur Oberkante (20) der Blende (18) verlaufenden Linie angeordnet sind.

4. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (d) der wenigstens einen Öffnung (40; 42) von der Oberkante (20) der Blende (18) senkrecht zur Oberkante (20) das 0,02- bis 0,05-fache, vorzugsweise zumindest annähernd das 0,035-fache der Brennweite (f) der Linse (26) beträgt.