DE10152474A1

DE10152474A1 - Scheinwerfereinheit für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE10152474A1
Application number: DE10152474A
Authority: DE
Inventors: Karsten Eichhorn; Bernd Giepen; Christian Lueder
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2001-10-24
Filing date: 2001-10-24
Publication date: 2003-05-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Scheinwerfereinheit für Fahrzeuge mit mindestens zwei Lichtverteileruntereinheiten, von denen eine erste Lichtverteileruntereinheit zur Erzeugung eines Basis-Abblendlichtbündels dient und eine zweite Lichtverteileruntereinheit über einen Lichtleiter mit einem Lichterzeuger verbunden ist. Die zweite Lichtverteileruntereinheit weist eine Lichtauskoppelfläche des Lichtleiters, ein Licht sammelndes Optikelement und eine zwischen dem Optikelement und der Lichtauskoppelfläche angeordnete schaltbare Blendenvorrichtung auf. Die Blendenvorrichtung schattet in einer ersten Schaltstellung das gesamte aus dem Lichtleiter austretende Licht ab und gibt in einer zweiten Schaltstellung das gesamte aus dem Lichtleiter austretende Licht frei, das zusammen mit dem Basis-Abblendlichtbündel ein gemeinsames erstes Lichtbündel bildet. Die schaltbare Blendenvorrichtung erzeugt in einer dritten Schaltstellung durch Abschattung eines Anteils des aus dem Lichtleiter austretenden Lichts ein Lichtbündel, das zusammen mit dem Basis-Abblendlichtbündel ein gemeinsames zweites Lichtbündel bildet.

Description

Scheinwerfereinheit für Fahrzeuge mit mindestens zwei Lichtverteileruntereinheiten, von denen eine erste Lichtverteileruntereinheit zur Erzeugung eines Basis-Abblendlichtbündels dient und eine zweite Lichtverteileruntereinheit über einen Lichtleiter mit einen Lichterzeuger verbunden ist, wobei die zweite Lichtverteileruntereinheit eine Lichtauskoppelfläche des Lichtleiters, ein Licht sammelndes Optikelement und eine zwischen dem Optikelement und der Lichtauskoppelfläche angeordnete schaltbare Blendenvorrichtung aufweist, welche in einer ersten Schaltstellung das gesamte aus dem Lichtleiter austretende Licht abschattet und in einer zweiten Schaltstellung das gesamte aus dem Lichtleiter austretende Licht freigibt, das zusammen mit dem Basis-Abblendlichtbündel eine gemeinsame erstes Lichtbündel bildet.
Eine solche Scheinwerfereinheit für Fahrzeuge ist aus der DE-A-43 13 914 bekannt. Die Scheinwerfereinheit besteht aus viel Lichtverteileruntereinheiten, die jeweils einen mit einem Lichterzeuger verbundenen Lichtleiter und ein Licht sammelndes Optikelement aufweisen. Die dem Lichterzeuger zugewandten Enden weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf, während die anderen Enden eine Lichtauskoppelfläche mit kleineren Querschnitt aufweisen, der dem jeweils gewünschten Lichtbündel angepasst ist. Das Lichtbündel einer ersten Lichtverteileruntereinheit erzeugt ein Basis-Abblendlichtbündel, während die Lichtbündel der anderen Lichtverteileruntereinheiten zu dem Basis- Abblendlichtbündel durch Blendenvorrichtungen zuschaltbar sind um Lichtfiguren zu erzeugen durch die die Fernsicht des Fahrzeuglenkers verbessert wird. Die Blendenvorrichtungen weisen jeweils eine horizontal verstellbare Blende auf, die in einer Schaltstellung einen Teil des Lichtbündels abschattet und in der anderen Schaltstellung das gesamte Lichtbündel freigibt. Hierbei ist es nachteilig, dass für alle einstellbaren Lichtbündel jeweils eine Lichtverteileruntereinheit notwendig ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, die im Oberbegriff beschriebene Scheinwerfereinheit für Fahrzeuge derart zu gestalteten, dass die Scheinwerfereinheit bei mindestens drei Lichtfunktionen möglichst klein baut. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die schaltbare Blendenvorrichtung in einer dritten Schaltstellung durch Abschattung eines Anteils des aus dem Lichtleiter austretenden Lichts ein Lichtbündel erzeugt, das zusammen mit dem Basis-Abblendlichtbündel ein gemeinsames zweites Lichtbündel bildet. Dadurch sind mit nur zwei Lichtverteileruntereinheiten drei Lichtverteilungen möglich. Die erste Lichtverteileruntereinheit, welche das Basis-Abblendlicht erzeugt, muss nicht einen Lichtleiter aufweisen, sondern kann selbst mit einem Lichterzeuger und einem Reflektor versehen sein. Für das Basis-Abblendlicht besteht eine scharfe Hell-Dunkel-Grenze, wenn zwischen der Lichtauskoppelfläche und dem Optikelement eine ortsfeste Blende angeordnet ist.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Blendenvorrichtung eine einzige Blende aufweist, die in die erste, zweite und dritte Schaltstellung der Blendenvorrichtung verstellbar ist, wobei die Blende eine Blendenkante aufweist, die in der dritten Schaltstellung eine Hell-Dunkel-Grenze des Lichtbündels erzeugt. Bei einer anderen Blendenvorrichtung ist es vorteilhaft, wenn die Blendenvorrichtung eine erste und zweite verstellbare Blende aufweist, wobei in der ersten Schaltstellung die erste Blende allein oder zusammen mit der zweiten Blende das gesamte aus dem Lichtleiter austretende Lichtbündel abschattet, in der zweiten Schaltstellung beide Blenden das gesamte aus dem Lichtleiter austretende Lichtbündel freigeben und in der dritten Schaltstellung die erste Blende das aus dem Lichtleiter austretende Licht freigibt und die zweite Blende mit einer Blendenkante eine Hell-Dunkelgrenze eines Lichtbündels erzeugt. Durch die Verwendung einer Blende mit einer Blendenkante entsteht eine scharfe Hell-Dunkel-Grenze für ein abgeblendetes Lichtbündel.
Ein weiterer Vorteil ist es, wenn in. Anbaulage der Scheinwerfereinheit und in der das Lichtbündel freigebenden zweiten Schaltstellung die erste Blende oberhalb und die die Blendenkante aufweisende zweite Blende unterhalb des Lichtbündels angeordnet ist. Dadurch ist beim Schalten der beiden Blenden nur ein kurzer Schaltweg bzw. eine kurze Schaltzeit notwendig.
Die Abschattung des gesamten aus einem Lichtleiter austretenden Lichtbündels ist auch bei kleiner gestalteten Blenden sicher, wenn in einer Schaltstellung der Blendenvorrichtung beide Blenden in der das Lichtbündel abschattenden Stellung angeordnet sind.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das in der zweiten Schaltstellung freigegebene Lichtbündel zusammen mit dem Basis- Abblendlichtbündel ein Fernlicht oder Autobahnlicht und das in der dritten Schaltstellung durch Abschattung erzeugte Lichtbündel zusammen mit dem Basis-Abblendlichtbündel ein asymmetrisches Abblendlicht ist, wobei die Basis- Abblendlichtverteilung symmetrisch ist. Für Fernlicht oder Autobahnlicht muss die zweite Lichtverteileruntereinheit keine Blende mit einer Blendenkante aufweisen, wenn die radiale Ausdehnung des Teil-Fernlichtbündels oder Autobahnlichtbündels durch die Form des Querschnitts der Lichtauskoppelfläche bestimmt ist. Das durch Abschattung des Fernlichts bzw. Autobahnlicht erzeugte Lichtbündel für das asymmetrische Abblendlicht weist wegen der Blendenkante der verstellbaren Blende eine scharfe Hell-Dunkel- Grenze auf.
In diesem Zusammenhang ist es weiterhin vorteilhaft, wenn eine dritte Lichtverteileruntereinheit einen mit dem Lichterzeuger verbundenen Lichtleiter, ein Optikelement und eine Blendeneinrichtung aufweist, die in einer Schaltstellung das gesamte aus dem Lichtleiter austretende Lichtbündel freigibt und in einer anderen Schaltstellung durch Abschattung eines Teils des Lichtbündels ein Lichtbündel erzeugt, das zusammen mit dem symmetrischen Basis-Abblendlichtbündels eine asymmetrisches Abblendlichtbündel ist. Dieser Teil des Lichtbündels ist für Kurvenlicht nutzbar, wenn in Anbaulage der Scheinwerfereinheit dieser Teil des Lichtbündels durch mindestens einen verstellbaren Teil der zweiten bzw. dritten Lichtverteileruntereinheit verstellbar ist. Entweder wird durch eine Steuereinrichtung das die Lichtauskoppelfläche dienende Ende des Lichtleiter, die Blendenvorrichtung und das Optikelement zusammen um eine vertikale Achse geschwenkt oder nur die das Optikelement in der Horizontalen bewegt. Als Steuereinrichtung dient ein fernbetätigbare Steller der dritten Lichtverteileruntereinheit und eine externe elektrische Steuereinheit. Der fernbetätigbare Steller wird durch die externe elektrische Steuereinheit in Abhängigkeit von der Ausrichtung der Vorderräder des Fahrzeugs im Verhältnis zu dessen Achse sowie in Abhängigkeit von anderen Parametern, wie etwa von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, der Betätigung der Blinkleuchten usw., gesteuert. Vorteilhaft ist auch, wenn eine Lichtverteileruntereinheit, welche keine Blendenanordnung aufweist und deren Teillichtbündel zusammen mit dem Basis-Abblendlichtbündel eine gemeinsame Lichtfigur erzeugt, mindestens einen verstellbaren Teil für Kurvenlicht aufweist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen
Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht eine Scheinwerfereinheit für Fahrzeuge und einen Lichterzeuger, der über Lichtleiter mit der Scheinwerfereinheit verbunden ist,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer ersten Scheinwerfereinheit mit dem Lichterzeuger,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Scheinwerfereinheit mit dem Lichterzeuger,
Fig. 4, 5 und 6 in einer perspektivischen Ansicht eine Lichtverteileruntereinheit der Scheinwerfereinheit mit einer Blendenvorrichtung in unterschiedlichen Schaltstellungen und
Fig. 7 bis 11 eine schematische Darstellung von unterschiedlichen Lichtverteilungen.
In Fig. 1 ist eine Scheinwerferuntereinheit für Fahrzeuge mit einem Gehäuse 20, in dessen Inneren nach Fig. 2 eine erste und zweite Lichtverteileruntereinheit 1 und 2 und nach Fig. 3 zusätzlich noch die dritte Lichtverteileruntereinheit 17 angeordnet ist. Die Lichtverteileruntereinheiten 1, 2 und 17 sind über Lichtleiter 3 mit einem externen Lichterzeuger 4 verbunden. Die dem Lichterzeuger 4 zugewandten Enden der Lichtleiter 3 weisen eine kreisrunden Querschnitt auf, während die mit den Lichtverteileruntereinheiten 1, 2 und 17 gekoppelten Enden einen eine Lichtauskoppelfläche 5 bildenden Querschnitt aufweisen, der dem jeweils gewünschten Lichtbündel 14, 15, 16 oder 18 angepasst ist. Die Lichtverteileruntereinheiten 1, 2 und 17 bestehen aus einem Trägerelement 21 für das die Lichtauskoppelfläche 5 aufweisenden Ende der Lichtleiter 3 und einem Optikelement 6, das die aus dem Lichtleiter 3 austretenden Lichtstrahlen bündelt. Das Optikelemente 6 ist von Fresnellinsen gebildet.
Die erste Lichtverteileruntereinheit 1 weist eine Lichtauskoppelfläche 5 auf, die ein symmetrische Basis-Abblendlichtbündel 16 formt. Zwischen der Lichtauskoppelfläche 5 und dem Optikelement 6 kann eine ortsfeste Blende angeordnet sein, die eine scharfe Hell-Dunkel-Grenze 22 erzeugt.
Die zweite Lichtverteileruntereinheit 2 der Scheinwerfereinheit nach den Fig. 3 bis 6 weist eine Lichtauskoppelfläche 5 auf, die ein Lichtbündel 14 für einen Fernlichtanteil formt. Benachbart zur Lichtauskoppelfläche 5 ist eine Blendenvorrichtung 7 mit einer ersten und zweiten Blende 11 und 12 angeordnet. In einer ersten Schaltstellung 8 der Blendenvorrichtung 7 schirmen beide Blende 11 und 12 zusammen das gesamte Lichtbündel 14 ab. In einer zweiten Schaltstellung 9 der Blendenvorrichtung 7 geben beide Blenden 11 und 12 das Lichtbündel 14 frei. Dabei ist die erste Blende 11 oberhalb der Lichtauskoppelfläche 5 und die zweite Blende 12 unterhalb dieser angeordnet. In der dritten Schaltstellung 10 der Blendenvorrichtung 7 schirmt die zweite Blende 12 einen Teil des Lichtbündels 14 ab und erzeugt ein in Fig. 10 dargestelltes Lichtbündel 15 für einen Autobahnlichtanteil. Die zweite Blende 12 weist an ihrem oberen Rand eine Blendenkante 13 zur Erzeugung einer Hell- Dunkel-Grenze 23 auf. Eine dritte Lichtverteileruntereinheit 17 weist eine schaltbare Blendenvorrichtung 19 mit einer verstellbaren Blende (nicht dargestellt) auf. Durch die Blendenvorrichtung 19 kann ist in einer Stellung der Blende ein Lichtbündel 18 für einen asymmetrischen Anteil eines Abblendlichts vollständig abschirmbar, während in der anderen Stellung der Blende das gesamte Lichtbündel 18 freigegeben ist. Die dritte Lichtverteileruntereinheit 17 muss nicht eine schaltbare Blendenvorrichtung aufweisen. Zwischen dem Optikelement 6 und der Lichtauskoppelfläche 5 des Lichtleiters 3 kann eine ortsfeste Blende (nicht dargestellt) angeordnet sein, die mit ihrer Blendenkante eine Hell-Dunkel-Grenze 24 erzeugt. Die dritte Lichtverteileruntereinheit 17 ist mit einem nicht dargestellten fernbetätigbaren Steller gekoppelt, der mit einer externen Steuereinheit gekoppelt ist. Der fernbetätigbare Steller wird durch die externe Steuereinheit in Abhängigkeit von der Ausrichtung der Vorderräder des Fahrzeugs im Verhältnis zu dessen Achse sowie in Abhängigkeit von anderen Parametern, wie etwa von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, der Betätigung der Blinkleuchten usw., gesteuert. Der fernbetätigbare Steller verstellt zumindest einen Teil der dritten Lichtverteileruntereinheit 17 und somit ist das Lichtbündel 18 für Kurvenlicht in Richtung der Pfeile 25 schwenkbar.
Die zweite Lichtverteileruntereinheit 2 der Scheinwerfereinheit nach der Fig. 2 weist im Unterschied zur der Fig. 3 nur eine erste und zweite Lichtverteileruntereinheit 1 und 2 auf. Die erste und zweite Blende 11 und 12 der zweiten Lichtverteileruntereinheit 2 geben in der zweiten Schaltstellung der Blendenvorrichtung 7 ein Lichtbündel 14 für einen Fernlichtanteil oder ein in Fig. 10 dargestelltes Lichtbündel 15 für einen Autobahnlichtanteil frei. In der dritten Schaltstellung 10 schirmt die zweite Blende 12 einen Teil des Lichtbündels 14 oder 15 ab und gibt ein Lichtbündel 18 für einen asymmetrischen Anteil für Abblendlicht frei. Das Lichtbündel 18 ist wie bei der Scheinwerfereinheit nach Fig. 3 für Kurvenlicht schwenkbar. Bezugszeichenliste 1 erste Lichtverteileruntereinheit
2 zweite Lichtverteileruntereinheit
3 Lichtleiter
4 Lichterzeuger
5 Lichtauskoppelfläche
6 Optikelement
7 Blendenvorrichtung
8 erste Schaltstellung
9 zweite Schaltstellung
10 dritte Schaltstellung
11 erste Blende
12 zweite Blende
13 Blendenkante
14 Lichtbündel (Fernlichtanteil)
15 Lichtbündel (Autobahnlichtanteil)
16 Basis-Abblendlichtbündel
17 Lichtverteileruntereinheit
18 Lichtbündel (asymmetrischer Anteil Abblendlicht)
19 Blendenvorrichtung
20 Gehäuse
21 Trägerelement
22 Hell-Dunkel-Grenze
23 Hell-Dunkel-Grenze
24 Hell-Dunkel-Grenze
25 Pfeil

Claims

1. Scheinwerfereinheit für Fahrzeuge mit mindestens zwei Lichtverteileruntereinheiten (1 und 2), von denen eine erste Lichtverteileruntereinheit (1) zur Erzeugung eines Basis- Abblendlichtbündels (16) dient und eine zweite Lichtverteileruntereinheit (2) über einen Lichtleiter (3) mit einen Lichterzeuger (4) verbunden ist, wobei die zweite Lichtverteileruntereinheit (1) eine Lichtauskoppelfläche (5) des Lichtleiters (3), ein Licht sammelndes Optikelement (6) und eine zwischen dem Optikelement (6) und der Lichtauskoppelfläche (5) angeordnete schaltbare Blendenvorrichtung (7 oder 19) aufweist, welche in einer ersten Schaltstellung (8) das gesamte aus dem Lichtleiter (3) austretende Licht abschattet und in einer zweiten Schaltstellung (9) das gesamte aus dem Lichtleiter (3) austretende Licht freigibt, das zusammen mit dem Basis-Abblendlichtbündel (16) ein gemeinsames erstes Lichtbündel bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Blendenvorrichtung (7) in einer dritten Schaltstellung (10) durch Abschattung eines Anteils des aus dem Lichtleiter (3) austretenden Lichts ein Lichtbündel (18 oder 15) erzeugt, das zusammen mit dem Basis-Abblendlichtbündel (16) ein gemeinsames zweites Lichtbündel bildet.

2. Scheinwerfereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenvorrichtung (7) eine einzige Blende aufweist, die in die erste, zweite und dritte Schaltstellung der Blendenvorrichtung (7) verstellbar ist, wobei die Blende eine Blendenkante aufweist, die in der dritten Schaltstellung eine Hell-Dunkel-Grenze des Lichtbündels (18 oder 15) erzeugt.

3. Scheinwerfereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenvorrichtung (7) eine erste und zweite verstellbare Blende (11 und 12) aufweist, wobei in der ersten Schaltstellung (8) die erste Blende (11) allein oder zusammen mit der zweiten Blende (12) das gesamte aus dem Lichtleiter (3) austretende Lichtbündel (14 oder 15) abschattet, in der zweiten Schaltstellung (9) beide Blenden (11 und 12) das gesamte aus dem Lichtleiter (3) austretende Lichtbündel (14 oder 15) freigeben und in der dritten Schaltstellung (10) die erste Blende (11) das aus dem Lichtleiter (3) austretende Lichtbündel (14 oder 15) freigibt und die zweite Blende (12) mit einer Blendenkante (13) eine Hell-Dunkelgrenze eines Lichtbündels (15 oder 18) erzeugt.

4. Scheinwerfereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Anbaulage der Scheinwerfereinheit und in der das Lichtbündel (14 oder 15) freigebenden zweiten Schaltstellung (9) der Blendenvorrichtung (7) die erste Blende (11) oberhalb und die die Blendenkante (13) aufweisende zweite Blende (12) unterhalb des aus dem Lichtleiter (3) austretenden Lichtbündels (14) angeordnet ist.

5. Scheinwerfereinheit nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Schaltstellung (8) der Blendenvorrichtung (7) beide Blenden (11 und 12) in der das Lichtbündel (14 oder 15) abschattenden Stellung angeordnet sind.

6. Scheinwerfereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das in der zweiten Schaltstellung (9) freigegebene Lichtbündel (14 oder 15) zusammen mit dem Basis-Abblendlichtbündel (16) ein Fernlicht oder Autobahnlicht ist, wobei die Basis- Abblendlichtverteilung (16) symmetrisch ist.

7. Scheinwerfereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das in der dritten Schaltstellung (10) durch Abschattung erzeugte Lichtbündel (18 bzw. 15) zusammen mit dem Basis-Abblendlichtbündel (16) ein asymmetrisches Abblendlicht bzw. ein Autobahnlicht ist, wobei die Basis-Abblendlichtverteilung (16) symmetrisch ist.

8. Scheinwerfereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Lichtverteileruntereinheit (17) einen mit dem Lichterzeuger (4) verbundenen Lichtleiter (3), ein Optikelement (6) und eine Blendenvorrichtung (7 oder 19) aufweist, die in einer Schaltstellung das gesamte aus dem Lichtleiter (3) austretende Lichtbündel (14 oder 15) freigibt und in einer anderen Schaltstellung durch Abschattung eines Teils des Lichtbündels (14 oder 15) ein Lichtbündel (18) erzeugt, das zusammen mit dem symmetrischen Basis- Abblendlichtbündels (16) ein asymmetrisches Abblendlicht ist.

9. Scheinwerfereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Anbaulage der Scheinwerfereinheit mindestens ein Lichtbündel (14, 15 oder 18), welches zusammen mit dem Basis- Abblendlichtbündel ein gemeinsames Lichtbündel erzeugt, durch mindestens einen verstellbaren Teil einer Lichtverteileruntereinheit (2 oder 17) für Kurvenlicht verschwenkbar ist.