DE4121673A1 - Scheinwerfersystem fuer fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Scheinwerfersystem für Fahrzeuge, insbe­ sondere Kraftfahrzeuge, mit wenigstens einem einen Gasentladungs­ strahler als Lichtquelle sowie ein optisches System enthaltenden Lampenhaus, mindestens einem Scheinwerfer zur Abbildung der Licht­ quelle in einem auszuleuchtenden Raum und einer Schalteinrichtung zur Regelung des Lichtaustritts aus dem Scheinwerfer.

Bekannte Scheinwerfersysteme verwenden eine in einem Lampengehäuse an­ geordnete Lichtquelle, wobei das Lampengehäuse optische Bauelemente wie Spiegel und Linsen als optisches System aufweist, das durch eine Lichtaustrittsöffnung mittels einer Schalteinrichtung in einem zu be­ leuchtenden Raum eine fest vorgegebene Leuchtdichteverteilung (Fern- und Abblendlicht) erzeugt. Als Lichtquelle sind sogenannte Halogen­ lampen (H4-Lampen) üblich, deren Leuchtdichte im Falle von kleinen Lichtaustrittsflächen oftmals nicht ausreicht. Hohe Leuchtdichten werden mit Gasentladungslampen bzw. -strahlern, sogenannten Höchst­ drucklampen oder Kurzbogenlampen, erzielt. Die lange Anlaufphase bis zum Erreichen des richtigen Dampfdruckes sowie die unzureichende Schaltbarkeit (Fernlicht/Abblendlicht) haben eine Verwendung dieser Lampen als Lichtquellen in Scheinwerfersystemen für Fahrzeuge im allgemeinen verhindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Scheinwerfersystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das einerseits die hohen Leucht­ dichten an sich bekannter Kurzbogenlampen als Scheinwerfersystem von Fahrzeugen problemlos nutzt und andererseits eine Veränderung der aus dem Scheinwerfersystem austretenden Lichtmenge innerhalb der einzelnen Schaltarten (Abblendlicht/Fernlicht) ermöglicht, wobei die Austritts­ fläche bei insgesamt geringeren Abmessungen des Scheinwerfers wesent­ lich verkleinert ist.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterent­ wicklungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Aufgrund der Übertragung des Lichtstromes von der Lichtquelle zum Scheinwerfer mittels Lichtleitern und der Anordnung eines optischen Schalters kann die Verwendung eines Gasentladungsstrahlers höchster Lichtausbeute (Kurzbogenlampe) in Scheinwerfersystemen für Fahrzeuge realisiert werden. Dabei wird die Lichtquelle bei der Inbetriebnahme des Fahrzeugs, im allgemeinen also beim Starten des Motors, einge­ schaltet. Dadurch, daß das Scheinwerfersystem in drei Baueinheiten unterteilt wird und mittels der Lichtleiter eine flexible Zuordnung derselben vornehmbar ist, kann beispielsweise das Lampenhaus an nahezu beliebigen Stellen im Fahrzeug installiert werden.

Damit verbunden ist ein kleines Volumen des eigentlichen Schein­ werfers, der im wesentlichen nur aus einer gefaßten Linse und den Lichtaustrittsenden der Lichtleiter gebildet ist und dessen Aus­ trittsfläche wesentlich kleiner gehalten werden kann.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung genügt es bei nur einem Scheinwerfer, am Lampenhaus zwei gegenüberliegende Licht­ leiter-Ankopplungen für Abblendlicht und Fernlicht vorzusehen, wobei beim Ausschalten des Fernlichts eine Rückreflektion in das Lampenhaus und eine Einkopplung in den Lichtleiter für das Abblendlicht erfolgt, wenn der Lichtleiter für das Fernlicht mit einem entsprechenden optischen Schalter versehen ist. Auf diese Weise kann das Abblendlicht im Bedarfsfall verstärkt werden. Es versteht sich, daß ein weiteres Lichtleiterpaar des Lampenhauses für einen weiteren Scheinwerfer in gleicher Weise genutzt werden kann.

Als optische Schalter sind Ein/Aus- bzw. Umschalter auf Glasfaserbasis mit zwei Schaltpositionen vorgesehen. Dabei wird entweder das Licht aus dem Eingang in den Ausgang übertragen (Schaltstellung 1) oder aus dem Eingang in denselben zurückreflektiert (Schaltstellung 2), oder aber es werden wahlweise Ausgang 1 und 2 an den Eingang gekoppelt.

Mit einem zweiten Lampenhaus kann die Sicherheit des Scheinwerfer­ systems erhöht werden, wenn die Lichtleiter in der oben beschriebenen Weise im zweiten Lampenhaus verlegt werden. Bei Ausfall einer Lampe werden die Scheinwerfer lediglich etwas dunkel, beide strahlen jedoch noch Licht ab.

Als Spiegellinsen sind vorzugsweise Kaltlichtspiegel verwendet; da­ durch wird erreicht, daß ein erheblicher Teil der von der Lichtquelle ausgestrahlten IR-Strahlung nicht auf die Lichtleiter fokussiert wird.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können vor dem Austrittsende des Lichtleiters transparente Formteile an denselben an­ gekoppelt sein, deren Lichtaustritt ein Brennpunkt der Linse liegt. Dies ergibt eine bestimmte Lichtverteilung in dem auszuleuchtenden Raum. So führt die Ankopplung eines etwa trapezförmigen Formteils zu einem elliptischen Lichtkegel mit symmetrischer Lichtverteilung. Ge­ wünschte Asymmetrie in der Form des Lichtkegels oder des Lichtschwer­ punktes läßt sich durch geeignet ausgebildete Formteile und/oder Lichtleiterankopplungen leicht erzeugen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung schematisch in zwei Ausführungs­ beispielen dargestellt und wird nachfolgend erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Schemadarstellung eines erfindungsgemäßen Scheinwerfersystems mit zwei Lampenhäusern,

Fig. 2 eine vereinfachte Ansicht eines Lampenhauses im Längsschnitt,

Fig. 3a eine Schemadarstellung eines ersten optischen Schalters,

Fig. 3b eine Schemadarstellung eines zweiten optischen Schalters,

Fig. 4 eine Schemadarstellung einer anderen Ausführungs­ form eines erfindungsgemäßen Scheinwerfersystems mit einem Lampenhaus,

Fig. 5a ein Formteil in perspektivischer Ansicht,

Fig. 5b ein anderes Formteil in perspektivischer Ansicht, und

Fig. 5c eine Ausbildung einer Formteil-Ankopplung in schematischer Draufsicht.

Das in Fig. 1 gezeigte Scheinwerfersystem besteht aus zwei Lampen­ häusern 10, 10′, die an einem beliebigen Platz eines hier nicht ge­ zeigten Fahrzeuges installiert sind. Aus jedem der Lampenhäuser 10, 10′ treten flexible Lichtleiter 11, 11′ aus, die Licht über einen optischen Schalter 12 in zwei Hauptscheinwerfer 13, 13′ leiten. Zwei weitere Lichtleiter 11′′, 11′′′ versorgen zusätzliche Scheinwerfer 13′′, 13′′′. So können die zwei Hauptscheinwerfer 13, 13′ für die Ausleuch­ tung eines Raumes mit Fernlicht und die beiden zusätzlichen Schein­ werfer 13′′, 13′′′ für Abblendlicht vorgesehen sein. Die Anzahl der verwendeten Lampenhäuser richtet sich nach der benötigten Lichtmenge und den Sicherheitsanforderungen.

Das Lampenhaus 10 nach Fig. 2 weist insgesamt vier Spiegellinsen 14, 14′ auf, von denen die beiden senkrecht ober- und unterhalb der Zeichenebene liegenden nicht dargestellt sind. Das Licht der als Lichtquelle 15 verwendeten Kurzbogenlampe wird in vier Glasfasern 16, 16′ eingekoppelt, von denen hier wiederum nur zwei gezeigt sind. Diese sind an ihrem der Lichtquelle 15 zu gerichteten Ende mit je einer Linse 17, 17′ versehen. Auf diese Weise wird der Leuchtfleck der Lichtquelle 15 im Verhältnis 2:1 vergrößert abgebildet, wodurch ein Raumwinkel von 2,7 sr in jede Glasfaser koppelbar ist, die sich am Ort des Bildes befindet. Die Anordnung der Spiegellinsen 14, 14′ und der Linsen 17, 17′ ist derart getroffen, daß eine 1:1-Abbildung von einer Lichtleiter-Eintrittslinse zur gegenüberliegenden erfolgt.

Der in Fig. 3a gezeigte fiberoptische Schalter 12 weist zwei Schalt­ stellungen auf. In der einen Schaltstellung wird das Licht aus dem Eingang E in den Ausgang A übertragen. In der anderen Schaltstellung wird das Licht aus dem Eingang E in denselben zurückreflektiert. Der Schalter gemäß Fig. 3b ist ein Umschalter, bei dem wahlweise Ausgang A1 und A2 an den Eingang E gekoppelt sind.

Beim in Fig. 4 gezeigten Scheinwerfersystem werden für einen Schein­ werfer 13 zwei am Lampenhaus 10 gegenüberliegende Lichtleiter-Ankopp­ lungen eingesetzt. Der eine Lichtleiter 18 führt unmittelbar zum Ab­ blendlicht, der andere 19 über den optischen Schalter 12 der in Fig. 3a gezeigten Art zum Fernlicht. Beim Ausschalten des Fernlichts wird das dort hingeleitete Licht zurück in das Lampenhaus reflektiert und dort in den Abblend-Lichtleiter 18 eingekoppelt, so daß das Abblend­ licht verstärkt wird.

Zur Erzielung einer bestimmten Lichtverteilung im auszuleuchtenden Raum ist das Austrittsende des Lichtleiters 11 mit Vorteil mit einem transparenten Formteil 20, 20′, versehen (Fig. 5a und b). Der Licht­ austritt desselben befindet sich im Scheinwerfer 13 am Austrittsende des Lichtleiters 11, im Lampenhaus 10, 10′. Für die Erzeugung eines elliptischen Lichtkegels ist ein trapezförmiges Formteil 20 gemäß Fig. 5a geeignet, während das Formteil 20′ (Fig. 5b) einen asymmetrischen Lichtkegel ergibt. Die Ankopplung der Formteile an den Lichtleiter ist schematisch in Fig. 5c gezeigt.

Die Umschaltung des optischen Schalters 12 kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung auch mittels eines hier nicht gezeigten Sensors anstelle einer Umschaltung durch den Fahrer erfolgen. Dieser Sensor kann an einer das reflektierte Licht bevorzugt beaufschlagenden Stelle des Fahrzeugs angebracht sein.

Claims (8)

1. Scheinwerfersystem für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit wenigstens einem einen Gasentladungsstrahler als Lichtquelle sowie ein optisches System enthaltenden Lampenhaus, mindestens einem Schein­ werfer mit einer Linse zur Abbildung der Lichtquelle in einem auszu­ leuchtenden Raum und einer Schalteinrichtung zur Regelung des Licht­ austritts aus dem Scheinwerfer, dadurch gekennzeichnet, daß das Lampenhaus (10, 10′) und der Scheinwerfer (13, 13′, 13′′, 13′′′) räum­ lich getrennt voneinander angeordnet sind, im Lampenhaus (10, 10′) Lichtleiter (11, 11′, 11′′, 11′′′) zur Einkoppelung von Licht und zur Übertragung an den Scheinwerfer (13, 13′) vorgesehen sind und als Schalteinrichtung ein optischer Schalter (12) mit mindestens zwei definierten Schaltpositionen verwendet ist.

2. Scheinwerfersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Lampenhaus (10, 10′) das Licht der Lichtquelle (15) über Spiegellinsen (14, 14′) in die eintrittsseitig mit je einer Linse (17, 17′) ver­ sehenen Lichtleiter (11-11′′′) eingekoppelt wird und Spiegellinsen (14, 14′) sowie Linsen (17, 17′) derart angeordnet sind, daß der Abbil­ dungsmaßstab von einer Lichtleiter-Eintrittslinse zur gegenüber­ liegenden 1:1 beträgt.

3. Scheinwerfersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für einen einzigen Scheinwerfer (13) zwei am Lampenhaus (10) gegenüber­ liegende Lichtleiter-Ankopplungen vorgesehen sind, wobei der eine Lichtleiter (18) Abblendlicht und der andere (19) über den optischen Schalter (12) Fernlicht erzeugt und beim Ausschalten des letzteren dessen Lichtstrom in das Lampenhaus (10) zurückreflektiert und in den Lichtleiter (18) für das Abblendlicht eingekoppelt wird.

4. Scheinwerfersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lampenhäuser (10, 10′) mit jeweils vier Spiegellinsen (14, 14′) vorgesehen sind, die das Licht der Lichtquelle (15) in vier Licht­ leiter (11-11′′′) einkoppeln und zum optischen Schalter (12) leiten, welcher das Licht auf mehrere Lichtaustrittsöffnungen verteilt.

5. Scheinwerfersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Austrittsende des Lichtleiters (11-11′′′) mit einem transparenten Form­ teil (20, 20′) versehen ist.

6. Scheinwerfersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Spiegellinsen (14, 14′) Kaltlichtspiegel verwendet sind.

7. Scheinwerfersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtleiter (11-11′′′) flexible Faserbündel verwendet sind.

8. Scheinwerfersystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung des optischen Schalters (12) mittels eines Sensors auslösbar ist.