DE19741377B4 - Fahrzeug-Scheinwerfer mit einer bewegbaren Lichtquelle - Google Patents

Fahrzeug-Scheinwerfer mit einer bewegbaren Lichtquelle Download PDF

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Abstract

Fahrzeug-Scheinwerfer
– mit einer bewegbaren Lichtquelle (3), wobei die Lichtquelle (3) eine optische Achse (x) definiert,
– einem Sockel (5) zur Befestigung der Lichtquelle (3),
– einem eine optische Achse (Z) aufweisenden Reflektor (4), und
– einer Vorrichtung (2, 6) zur Änderung der Lage der Lichtquelle (3) in Abhängigkeit davon, ob der Fahrzeug-Scheinwerfer aufgeblendet oder abgeblendet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Sockel (5) befestigte Lichtquelle (3) ohne wesentliche Änderung der Ausrichtung ihrer optischen Achse (X) unter Veränderung des Abstandes gegenüber der optischen Achse (Z) des Reflektors (4) bewegbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Fahrzeug-Scheinwerfer, insbesondere einen Kraftfahrzeug-Scheinwerfer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Scheinwerfer mit nur einer Lichtquelle, deren Lage veränderbar ist und der sein Lichtverteilungsmuster in Abhängigkeit davon ändern kann, ob der Fahrzeug-Scheinwerfer auf- oder abgeblendet ist, wie dies die Vorschriften erfordern.
  • Ein herkömmlicher Scheinwerfer ist aus der DE 44 35 507 A1 bekannt. Die Lichtquelle ist mit einem drehbaren vertikalen Hebel verbunden und von ihm gehalten. Die gerade bzw. rechtwinkelige Lage der Lichtquelle ist für die Situation vorgesehen, bei der das Fahrzeug abgeblendet ist. Wenn das Fahrzeug plötzlich aufgeblendet wird, dreht sich der Hebel mit einem vorgegebenen Winkel um die Drehachse des oberen Teils des Hebels rückwärts, und die Lichtquelle wird mit ihm rückwärts und abwärts bewegt.
  • Wenn das Fahrzeug – wie es in 6 dargestellt ist = mit dem zuvor beschriebenen, herkömmlichen Scheinwerfer jedoch aufgeblendet ist, ist die optische Achse X der Lichtquelle 90 um den Winkel alpha relativ zur optischen Achse Z des Reflektors 91 geschwenkt. Dementsprechend wird die Glühwendel oder der Lichtbogen 90a der Lichtquelle 90, der das Licht emittiert, auch geschwenkt und verändert das Lichtverteilungsmuster, was zu den nachfolgend beschriebenen Problemen führt. Erstens ist es schwierig, für beide Situationen, nämlich für das Auf- und das Abblenden des Fahrzeugs ausreichend gute Lichtverteilungsmuster zu erhalten. Zweitens ist es schwierig, den Vorschriften zu entsprechen, wenn eine Metallhalogenidlampe als Lichtquelle verwendet wird. Die optische Achse X der Lichtquelle 90 darf bei aufgeblendetem Fahr zeug nur bis zu einem Winkel von 10° von der optischen Achse des Reflektors geschwenkt sein. Wenn die optische Achse X mehr als 10° geschwenkt ist, wird dadurch die Lebensdauer des Fahrzeug-Scheinwerfers verkürzt. Drittens werden die Abmessungen des gesamten Scheinwerfers bei Verwendung des drehbaren Hebels groß. Der Hebel muß lang genug sein, um die gesetzlichen Bestimmungen zu erfüllen, gemäß. denen die optische Achse X der Lichtquelle 90 um 3 bis 5 mm nach vorn und um 0,5 bis 1,5 mm nach hinten bewegbar sein muß, wenn das Fahrzeug aufgeblendet wird.
  • Aus der DE 37 21 630 A1 ist eine Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeuge mit einem Gehäuse bekannt, in dem ein Reflektor und eine Lampe vorgesehen ist. Ferner ist eine Halterung zum Halten der Lampe vorgesehen, wobei die Halterung mit der Lampe in einer Öffnung in der Mitte des Reflektors in dessen Axialrichtung bewegbar ist. Ein Antriebsmotor ist zur Bewegung der Halterung vorgesehen.
  • Aus der Offenlegungsschrift DE 15 97 997 A1 und der Offenlegungsschrift DE 18 09 029 A sind Scheinwerfer mit Halogenlampen bekannt, in denen die Lampen entlang der optischen Achse des Reflektors verschoben werden, um so Fernlicht oder Abblendlicht zu erzeugen.
    •
  • Der Vorliegenden Erfindung lirgt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeug-Scheinwerfer so auszubilden, dass das Lichtverteilungsmuster des Fahrzeug-Scheinwerfers in Abhängigkeit davon, ob der Fahrzeug-Scheinwerfer auf- oder abgeblendet ist, verändert werden kann.
  • Die worliegende Erfindung sieht hierzu einen Fahrzeug-Scheinwerfer mit den Merkmalen des Anspruchs l vor. Weitere vorteilhafte Ausbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Der erfindungsgemäße Scheinwerfer ermöglicht ein ausreichend gutes Lichtverteilungsmuster für beide Situationen, nämlich sowohl bei aufgeblendetem als auch bei abgeblendetem Fahrzeug, ohne daß sich der Winkel der optischen Achse der Lichtquelle bezüglich dem Winkel des Reflektors ändert, so daß der Fahrer eine gute Sicht erhält.
  • Der erfindungsgemäße Fahrzeugscheinwerfer ermöglicht auch eine Verlängerung der Lebensdauer eines Scheinwerfers, der eine Lichtquelle aufweist, in dem eine Änderung des Winkels der optischen Achse der Lichtquelle bezüglich der optischen Achse des Reflektors verhindert wird.
  • Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Scheinwerfer in seiner Gesamtheit kleiner gefertigt werden, wobei Lichtverteilungsmuster möglich sind, die den Vorschriften entsprechen.
  • Der erfindungsgemäße Scheinwerfer ist für die Verwendung einer Metallhalogenidlampe besonders gut geeignet, die es ermöglicht, zwei nahe beieinander liegende Lichtquellen getrennt für die zuvor beschriebenen Situationen, nämlich bei aufgeblendetem oder bei abgeblendetem Fahrzeugs zu ermöglichen.
    •
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Es zeigen:
  • 1 einen Querschnitt durch einen Teil einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Scheinwerfers;
  • 2 einen Querschnitt durch einen Teil einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Scheinwerfers;
  • 3 einen Querschnitt durch eine dritte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, wobei die Lagen ei ner Lichtquelle dargestellt sind, wenn das Fahrzeug abgeblendet und schwer beladen ist;
  • 4 einen Querschnitt einer vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die die Lagen einer Lichtquelle zeigt, wenn das Fahrzeug abgeblendet und schwer beladen ist;
  • 5A eine schematische Darstellung einer Steuereinheit, die im Zusammenhang mit der ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
  • 5B eine schematische Darstellung einer Steuereinheit, die im Zusammenhang mit der dritten und vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird; und
  • 6 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines herkömmlichen Scheinwerfers.
  • 1 zeigt den Fahrzeug-Scheinwerfer 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Fahrzeug-Scheinwerfer 1 umfaßt eine Lichtquelle 3 und die Vorrichtung 2 zum Ändern der Lage der Lichtquelle 3 zum Auf- und Abblenden, wenn ein Fahrer das Kraftfahrzeug steuert. Die Lichtquelle 3 kann zwei Stellungen oder Lagen einnehmen. MP zeigt die Lage der Lichtquelle im aufgeblendeten Zustand. SP zeigt dagegen die Stellung der Lichtquelle im abgeblendeten Zustand.
  • Die Vorrichtung 2 umfaßt einen starren Trägerarm 21, ein Paar beweglicher Arme 22 und 23, die zueinander parallel sind, einen Sockelbefestigungsarm 24, der parallel zum starren Trägerarm 21 angeordnet ist, sowie eine Steuereinheit 27 zum Bewegen der Arme 22, 23 und des Sockelbefestigungsarms 24. Der starre Trägerarm 21 steht mit dem Reflektor 4 in Verbindung und ist parallel zur optischen Achse Z des Reflektors 4 angeordnet. Die Arme 22 und 23 sind an ihren Enden über Nieten 25a, 25b, 26a und 26b drehbar befestigt. Der Arm 23, d. h. der hintere Arm des Armpaars, steht mit der Betätigungs-, Antriebs- oder Steuereinheit 27a in Verbindung, die ein Solenoid oder dergleichen aufweist. Die Arme 22 und 23 können bei Betätigen durch die Steuereinheit 27a zusammen diagonal sanft vorwärts- und rückwärts bewegt werden. Der Sockelbefestigungsarm 24 bewegt sich mit den Armen 22 und 23 parallel zur optischen Achse Z des Reflektors 4. Der Abstand D zwischen den Nieten 25a und 25b, sowie der Abstand L zwischen den Nieten 25b und 26b bleiben zu diesem Zeitpunkt konstant.
  • Der Sockel 5 ist auf dem Sockelbefestigungsarm 24 so befestigt, daß die optische Achse X der Lichtquelle 3 parallel zum starren Befestigungsarm 21 liegt. Daher bewegt sich die Lichtquelle 3 parallel zur optischen Achse Z des Reflektors 4, wenn sich die Arme 22 und 23 diagonal vorwärts- und rückwärts bewegen. Der Ort der Lichtquelle 3 beschreibt einen Kreisbogen mit einem Radius L, nämlich dem Abstand zwischen den Nieten 25b und 26b.
  • Die Lage der Niete 25a ist dafür vorgesehen, den Hub der Steuereinheit 27a so einzustellen, daß die Lichtquelle 3, die auf dem Sockels 5 befestigt ist, sich zwischen SP und MP, also den Stellungen bewegt, die bei aufgeblendetem bzw. bei abgeblendetem Fahrzeug eingenommen werden.
  • 5A zeigt schematisch die Anordnung und Funktionsweise der Steuereinheit 27a. Die Steuereinheit 27a umfaßt eine Spule C1 und einen Tauchkolben P1. Der Tauchkolben P1 bewegt sich sanft in die Spule C1 hinein oder aus ihr heraus, wenn eine einzige Lichtquelle des Scheinwerfers seine Lage ändert. Wenn sich die Lichtquelle 3 in der Stellung SP befindet, ist der Tauchkolben P1 bezüglich der Spule C1 in seiner Außenstellung. Wenn sich die Lichtquelle 3 dagegen in der Stellung MP befindet, befindet sich der Tauchkolben P1 in der Spule C1.
  • Nachfolgend werden die Funktionsweisen und Vorteile des Fahrzeug-Scheinwerfers 1 gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Erstens, da sich die optische Achse X der Lichtquelle 3 nicht neigt oder verschwenkt, wenn die Lage der Lichtquelle geändert wird, bewegt sich die Lichtquelle 3 aus der Stellung SP in die Stellung MP sanft und parallel zur opischen Achse Z des Reflektors 4 ohne wesentliche Änderung des Lichtverteilungsmusters für beide Scheinwerferstellungen, nämlich der Auf- und der Abblendstellung gemäß den Vorschriften. Dementsprechend wird dem Fahrer eine gute Sicht oder Ausleuchtung geschaffen. Zweitens ist es mit der Vorrichtung 2 möglich, den Vorschriften zu entsprechen, wonach der Neigungswinkel der optischen Achse der Lichtquelle 3 kleiner als 10° bezüglich der optischen Achse Z des Reflektors 4 sein muß, wenn eine Metall-Halogenid-Lampe als Lichtquelle 3 verwendet wird. Darüber hinaus trägt dies zur Verlängerung der Lebensdauer des Scheinwerfers bei.
  • 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die sich von der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Erfindung durch die Vorrichtung 6 zur Änderung der Lage der Lichtquelle 3 unterscheidet. Bei dieser Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung 6 zur Änderung der Lage der Lichtquelle 3 ein Gleitelement 61, einen Gleiter 62, an dem ein Sockel 5 befestigt ist, sowie eine Antriebseinheit 63a, um den Gleiter 62 zu schieben und zu ziehen. Der Gleiter 62 bewegt sich durch Betätigung der Antriebseinheit 63a auf einer Schräge 61' diagonal vorwärts und rückwärts. Die Schräge 61' weist dieselbe Länge wie die Linie auf, die zwischen der Stellung MP und SP der Lichtquelle 3 gezogen ist, und ist parallel zu dieser Linie. Die optische Achse X der Lichtquelle 3 verläuft parallel zur optischen Achse Z des Reflektors 4. Daher bewegt sich die auf dem Sockel 5 angebrachte Lichtquelle 3 sanft und diagonal entlang der Schräge 61' parallel zur Achse Z des Reflektors 4 dia gonal vorwärts und rückwärts, wenn der Fahrer das Fahrzeug steuert, und zwar ohne daß dabei eine wesentliche Änderung des Lichtverteilungsmusters für beide Situationen, also beim Auf- und beim Abblenden des Fahrzeugs auftritt, wie dies die Vorschrift erfordert.
  • Wenn eine Metall-Halogenid-Lampe als Lichtquelle verwendet wird, kann die Lichtquelle 3 darüberhinaus eine Stellung für die Situation einnehmen, bei der das Fahrzeug schwer beladen ist.
  • 3 zeigt einen Teil der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn das Fahrzeug schwer beladen und abgeblendet ist. Die Stellung SP in 3 entspricht der Stellung SP in 1. Bei dieser Ausführungsform kann die Lichtquelle 3 drei Stellungen in Abhängigkeit davon haben, ob das Fahrzeug aufgeblendet, abgeblendet oder schwer beladen ist. Mit dem Bezugszeichen CP ist die Stellung der Lichtquelle 3 versehen, wenn das Fahrzeug schwer beladen ist. Da die Stellung CP höher und weiter vorn als die Stellungen SP und MP liegt, wird die Lichtverteilung des Scheinwerfers 1 bei schwer beladenem Fahrzeug wesentlich geringer als bei einem Scheinwerfer, der keine Lichtquellen-Stellung für diese Situation aufweist.
  • 4 zeigt einen Teil einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn das Fahrzeug schwer beladen und abgeblendet ist. Die Stellung SP in 4 entspricht der Stellung SP in 2. Diese Ausführungsform kann auch drei Stellungen der Lichtquelle in Abhängigkeit davon aufweisen, ob das Fahrzeug aufgeblendet, abgeblendet oder schwer beladen ist.
  • Bei dieser Ausführungsform ist die Schräge 61'' länger als die Schräge 61 gemäß der zweiten Ausführungsform, sodaß eine einzige Lichtquelle 3 sich in einer Länge zwischen den Stellungen CP und MP bewegt.
  • 5B zeigt eine Anordnung und Funktionsweise der Steuereinheiten 27b und 63b des ersten und vierten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Steuereinheiten 27b und 63b umfassen jeweils zwei Spulen C2 und C3, sowie einen Tauchkolben P2. Der Tauchkolben P2 bewegt sich sanft in die Spulen C2 und C3 hinein oder aus ihnen heraus, wenn eine einzige Lichtquelle des Scheinwerfers ihre Position ändert. Wenn sich die Lichtquelle 3 in der Stellung SP befindet, ist der Tauchkolben P2 außerhalb und nahe der Spule C2. Wenn sich die Lichtquelle 3 in der Stellung MP befindet, ist der Tauchkolben P2 vollständig in den Spulen C2 und C3. Wenn sich die Lichtquelle dagegen in der Stellung CP befindet, ist der Tauchkolben P2 außerhalb und entfernt von der Spule C2.
  • Die Spulen C2 und C3 sind mit einem Sensor verbunden, der die Neigung oder Schräge eines Fahrzeugkörpers detektiert. Dies ist an sich bekannt und in 5B nicht dargestellt. Der Tauchkolben P2 bewegt sich in Abhängigkeit von einer an die Spulen C2 und C3 angelegten Spannung in die Spulen C2 und C3 hinein und aus ihnen heraus, wobei die Spannung einem von einem Sensor bereitgestellten Signal entspricht, der zur Feststellung der Neigung des Fahrzeugkörpers dient. Wenn die an die Spulen C2 und C3 angelegte Spannung den Wert Null Volt aufweist, bewegt sich der Tauchkolben P2 in seine CP-Stellung und damit bewegt sich auch die Lichtquelle 3 in ihre CP-Stellung.

Claims (15)

  1. Fahrzeug-Scheinwerfer – mit einer bewegbaren Lichtquelle (3), wobei die Lichtquelle (3) eine optische Achse (x) definiert, – einem Sockel (5) zur Befestigung der Lichtquelle (3), – einem eine optische Achse (Z) aufweisenden Reflektor (4), und – einer Vorrichtung (2, 6) zur Änderung der Lage der Lichtquelle (3) in Abhängigkeit davon, ob der Fahrzeug-Scheinwerfer aufgeblendet oder abgeblendet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Sockel (5) befestigte Lichtquelle (3) ohne wesentliche Änderung der Ausrichtung ihrer optischen Achse (X) unter Veränderung des Abstandes gegenüber der optischen Achse (Z) des Reflektors (4) bewegbar ist.
  2. Fahrzeug-Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse (X) der Lichtquelle (3) der optischen Achse (Z) des Reflektors (4) parallel liegt.
  3. Fahrzeug-Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (3) vorwärts nach oben und rückwärts nach unten bewegbar ist, wobei ihre optische Achse (Z) parallel zur optischen Achse (Z) des Reflektors (4) ist.
  4. Fahrzeug-Scheinwerfer nach einem, der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) zur Änderung der Lage der Lichtquelle (3) einen mit dem Reflektor (4) verbundenen starren Trägerarm (21), einen Sockelbefestigungsarm (24), an dem der Sockel (5) befestigt ist, ein Paar beweglicher Arme (22, 23) zum Schieben und Ziehen des Sockelbefesti gungsarms (24), Nieten (25a, 25b, 26a, 26b) zum drehbaren Verbinden der Arme (22, 23) an ihren Enden, sowie eine Steuereinheit (27) aufweist, die mit dem hinteren Arm (23) des Armpaars (22, 23) verbunden ist.
  5. Fahrzeug-Scheinwerfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der starre Trägerarm (21) und der Sockelbefestigungsarm (24) parallel zur optischen Achse (Z) des Reflektors (4) angeordnet sind.
  6. Fahrzeug-Scheinwerfer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Arme (22, 23) des Armpaars zueinander parallel sind.
  7. Fahrzeug-Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der starre Trägerarm (21), der Sockelbefestigungsarm (24) sowie das Paar beweglicher Arme (22, 23) an ihren Enden mittels Nieten (25a, 25b, 26a, 26b) drehbar verbunden sind.
  8. Fahrzeug-Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Paar der beweglichen Arme (22, 23) vorwärts nach oben und rückwärts nach unten bewegbar ist und dabei die Abstände (D, L) zwischen den Nieten (25a, 25b, 26a, 26b) zum drehbaren Verbinden der Arme (22, 23) an ihren Enden während des Betätigens der Steuereinheit (27) gleich bleiben.
  9. Fahrzeug-Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockelbefestigungsarm (24) während seiner Bewegung durch Betätigen der Steuereinheit (27a, 27b) parallel zur optischen Achse (Z) des Reflektors (4) ist.
  10. Fahrzeug-Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) zur Änderung der Lage der Lichtquelle (3) ein Gleitelement (61), einen Gleiter (62) und eine Antriebseinheit (63a, 63b) aufweist, die mit dem Gleiter (62) verbunden ist.
  11. Fahrzeug-Scheinwerfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleiter (62) auf einer Schräge (61', 61'') des Gleitelements (61a) bei Betätigen der Antriebseinheit (63a, 63b) vorwärts nach oben und rückwärts nach unten bewegbar ist.
  12. Fahrzeug-Scheinwerfer nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schräge (61', 61'') des Gleitelements (61) zu einer Linie parallel ist, die zwischen den Stellungen (MP, SP, CP) der Lichtquelle (3) verläuft, wenn das Fahrzeug aufgeblendet, abgeblendet und oder schwerbeladen ist.
  13. Fahrzeug-Scheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (27, 63) ein Solenoid (27a, 27b, 63a, 63b) aufweist.
  14. Fahrzeug-Scheinwerfer nach einem de der hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,dass die Vorrichtung (2, 6) eine Spule (C1, C2, C3) und einen beweglichen Tauchkolben (P1, P2) aufweist, der in die Spule (C1, C2, C3) hinein und aus ihr heraus bewegbar ist.
  15. Fahrzeug-Scheinwerfer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Tauchkolben (P1, P2) diesselbe Anzahl an Stellungen einnimmt, wie die bewegliche Lichtquelle (3).
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