DE3531955C2

DE3531955C2 -

Info

Publication number: DE3531955C2
Application number: DE3531955A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. 4780 Lippstadt De Weigel
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 1985-09-07
Filing date: 1985-09-07
Publication date: 1987-11-12
Also published as: DE3531955A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Scheinwerfer für Fahrzeuge zum gleichmäßigen Beleuchten einer Arbeitsfläche, bei dem das Licht parallelgerichtet auf die mit Zylinderlinsen besetzte Lichtscheibe auftrifft, die in mehreren Zeilen übereinander angeordnet sind. Derartige Scheinwerfer sind aus der Praxis bekannt.The invention relates to a headlight for vehicles for uniform lighting a work surface where the light is directed in parallel on the lens with cylindrical lenses hits, which are arranged in several lines one above the other are. Such headlights are known from practice.

Aus der DE-PS 24 53 234 ist ein Scheinwerfer bekannt, bei dem das von dem Reflektor parallelgerichtete Licht auf eine Lichtscheibe auftrifft, die auf ihrer Innenseite in mehreren Spalten nebeneinander angeordnete Zylinderlinsen aufweist, die in ihrem Querschnitt einen Ellipsenbogen beschreiben. Diese Zylinderlinse mit einem in einer horizontalen Ebene verlaufenden Ellipsenbogen lenkt das parallelgerichtete Licht bei einer schräg zur Fahrzeugaußenseite geneigten Lichtscheibe gleichmäßig zu beiden Seiten der in Fahrtrichtung verlaufenden Mittelachse des Scheinwerfers. In vertikaler Richtung sind die Zylinderlinsen geringfügig ballig ausgeführt, um eine geringe Höhenstreuung des Lichts zu erhalten. Ein solcher Scheinwerfer erzeugt zwar einen gleichmäßigen Lichtstrom, jedoch weist die von ihm ausgeleuchtete Straßenfläche sehr unterschiedliche Beleuchtungs stärken auf.A headlight is known from DE-PS 24 53 234, at which the light directed in parallel from the reflector onto a Lens hits that on its inside in several Has columns of cylindrical lenses arranged side by side, which describe an ellipse arc in their cross section. This cylindrical lens with one in a horizontal plane running elliptical arch directs the parallel Light when the vehicle is inclined at an angle to the outside of the vehicle Lens evenly on both sides in the direction of travel extending central axis of the headlamp. In vertical In the direction, the cylindrical lenses are slightly spherical designed to minimize light scatter receive. Such a headlight produces one uniform luminous flux, however, the one it illuminates Street area very different lighting strengthen on.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Lichtscheibe des im Gattungsbegriff beschriebenen Scheinwerfers derart auszubilden, daß sie das parallelgerichtete Licht so lenkt, daß auf die weiter von dem Scheinwerfer entfernten Flächenbereiche ein größerer Lichtstrom als auf die näher liegenden Bereiche gerichtet ist, damit die von dem Scheinwerfer ausgeleuchtete Fläche in ihrem gesamten Bereich möglichst diesselbe Beleuchtungsstärke aufweist. The object of the invention is the lens of the im To design the generic term headlights described in such a way that it directs the parallel light so that to the surface areas further away from the headlight a larger luminous flux than on the closer ones Areas are directed to the headlights Illuminated area in their entire area if possible has the same illuminance.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Oberfläche der Zylinderlinsen im vertikalen Querschnitt von einem Ellipsenbogen gebildet wird, der im wesentlichen zwischen der Hauptachse und der Nebenachse der Ellipse liegt und der der Hauptachse der Ellipse benachbarte Abschnitt des Ellipsenbogens in Gebrauchslage des Scheinwerfers im oberen Teil der Zylinderlinsen liegt, und daß die Nebenachse der Ellipse in Lichtaustrittsrichtung gesehen gegenüber dem parallelgerichteten Licht unter einem spitzen Winkel nach oben verläuft. Damit wird erreicht, daß ein großer Teil des Lichtstromes gegenüber der durch die optische Achse des Scheinwerfers gehenden Horizontalebene angehoben wird und damit die vom Scheinwerfer weiter entfernt liegenden Bereiche ausleuchtet.This object is achieved according to the invention in that the surface of the cylindrical lenses in vertical cross section is formed by an ellipse that is essentially between the major and minor axes of the Ellipse lies and the one adjacent to the main axis of the ellipse Section of the ellipse arch in the position of use of the Headlight is in the upper part of the cylindrical lenses, and that the minor axis of the ellipse in the light exit direction seen against the parallel light under one acute angle runs upwards. This ensures that a large part of the luminous flux compared to that through the optical axis of the headlight going horizontal plane is raised and thus further away from the headlight illuminated areas.

Bei einer sehr vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist jeweils zwischen dem der Nebenachse benachbarten Abschnitt des Ellipsenbogens und dem der Hauptachse benachbarten Abschnitt des nächsten Ellipsenbogens ein horizontal verlaufendes Prisma angeordnet, dessen Lichtauftreff-Fläche etwa in Richtung und in einem Abstand vor der an den benachbarten Endpunkt des Ellipsenbogens gezogenen Tangente verläuft. Hierbei hat das Prisma und die darüber angeordnete Zylinderlinse die gleiche Wirkung wie eine Zylinderlinse, deren unterer Abschnitt des Ellipsenbogens entsprechend der vertikalen Länge des Prismas verlängert ausgeführt ist. Es tritt durch das Prisma jedoch der Vorteil auf, daß die Unterschiede in der Dicke der Lichtscheibe an den Stellen des Berührungspunktes des Ellipsenbogens und an den Stellen der Endpunkte des Ellipsenbogens verringert werden. Dieses wirkt sich vorteilhaft bei der Herstellung der Lichtscheibe aus, und die Lichtscheibe weist eine hohe mechanische Festigkeit auf.In a very advantageous embodiment of the invention is between the section adjacent to the minor axis of the ellipse arc and that adjacent to the main axis Section of the next ellipse arc one horizontally arranged prism, the light incident surface approximately in the direction and at a distance in front of the adjacent end point of the ellipse arc Tangent runs. Here the prism and the one above it arranged cylindrical lens the same effect as a Cylindrical lens, the lower section of the ellipse arch lengthened according to the vertical length of the prism is executed. However, the advantage comes through the prism on that the differences in the thickness of the lens at the points of contact of the ellipse arch and reduced at the locations of the end points of the ellipse arc will. This has an advantageous effect on production the lens, and the lens has a high mechanical strength.

Um die Streuung des Lichts in vertikaler Richtung in ein praktikables Maß zu bringen, wird bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das Verhältnis zwischen der Haupt achse und der Nebenachse der Ellipse etwa 2 : 1 gewählt. Ferner hat sich herausgestellt, daß eine besonders gleichmäßige Ausleuchtung einer Fläche erzielt wird, wenn die Nebenachse der Ellipse in Lichtaustrittsrichtung gesehen gegenüber dem parallelgerichteten Licht unter einem spitzen Winkel von etwa 25° nach oben verläuft.To scatter the light in a vertical direction Bringing a practicable measure will be advantageous Embodiment of the invention the relationship between the main axis and the minor axis of the ellipse are selected approximately 2: 1. It has also been found that a particularly uniform Illumination of an area is achieved when the Minor axis of the ellipse seen in the light exit direction compared to the parallel light under a pointed An angle of approximately 25 ° runs upwards.

Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar zeigtThe drawing illustrates two embodiments of the Invention, namely shows

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch einen Scheinwerfer, bestehend aus Reflektor und Lichtscheibe, Fig. 1 is a vertical section through a headlamp, comprising a reflector and lens,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs A der Lichtscheibe und Fig. 2 is an enlarged view of area A of the lens and

Fig. 3 den Strahlenverlauf an einer sich mehrfach wiederholenden Einzelheit der Lichtscheibe, während Fig. 3, while the beam path on a repeating detail of the lens

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Lichtscheibe in einem kleineren Ausschnitt darstellt. Fig. 4 shows a further embodiment of the lens in a smaller section.

In Fig. 1 ist ein aus Reflektor (1) und Lichtscheibe (2) gebildeter Scheinwerfereinsatz dargestellt, der in ein Gehäuse einsetzbar ist, welches über einen Halter mit der Tragfläche verbindbar ist. Der Reflektor (1) ist als Rotationsparaboloid ausgeführt, der das aus der Glühlampe (3) austretende Licht (4 a, 4 b, 4 c) parallelgerichtet auf die Lichtscheibe (2) wirft.In Fig. 1 a formed of reflector (1) and lens (2) light insert is shown, which is insertable into a housing, which is connectable via a holder to the supporting surface. The reflector ( 1 ) is designed as a paraboloid of revolution, which throws the light ( 4 a , 4 b , 4 c ) emerging from the incandescent lamp ( 3 ) in a parallel direction onto the lens ( 2 ).

Die Lichtscheibe (2) weist Zylinderlinsen (5) und Zylinderprismen (6) auf, die zeilenförmig übereinander, miteinander abwechselnd und horizontal verlaufend angeordnet sind. Die Zylinderlinsen (5) weisen eine Oberfläche auf, die in Anbaulage des Scheinwerfers im vertikalen Schnitt einen Ellipsenbogen bildet. Dieses ist im wesentlichen ein solcher Ellipsenbogen, der zwischen der Hauptachse (9) und der Nebenachse (10) der Ellipse (8) liegt. Dabei liegt der der Hauptachse (9) der Ellipse (8) benachbarte Abschnitt (12) des Ellipsenbogens bei Gebrauchslage des Scheinwerfers im oberen Teil der Zylinderlinse (5). Damit wird das auf den oberhalb des Berührungspunktes (7) einer parallel zur Außenseite der Lichtscheibe (2) verlaufenden Tangente des Ellipsenbogens liegenden Abschnittes (12) des Ellipsenbogens auftreffende Licht (4 a) nach unten hin abgelenkt und leuchtet die in unmittelbarer Nähe vor dem Scheinwerfer liegenden Flächenbereiche aus. Das Licht (4 b), welches auf den unterhalb des Berührungspunktes (7) liegenden Abschnitt (13) des Ellipsenbogens auftrifft, und das Licht (4 c), welches auf die Prismen (6) auftrifft, wird nach oben hin angehoben und leuchtet damit die weiter vor dem Scheinwerfer liegenden Flächenbereiche aus.The lens ( 2 ) has cylindrical lenses ( 5 ) and cylindrical prisms ( 6 ) which are arranged one above the other in a row, alternating with one another and running horizontally. The cylindrical lenses ( 5 ) have a surface which, when the headlamp is mounted, forms an elliptical arc in vertical section. This is essentially such an ellipse arch that lies between the main axis ( 9 ) and the minor axis ( 10 ) of the ellipse ( 8 ). The section ( 12 ) of the ellipse arc adjacent to the main axis ( 9 ) of the ellipse ( 8 ) lies in the upper part of the cylindrical lens ( 5 ) when the headlight is in use. This deflects the light ( 4 a ) of the section ( 12 ) of the elliptical arch above the point of contact ( 7 ) of a section of the elliptical arch parallel to the outside of the lens ( 2 ) and deflects it downwards and illuminates it in the immediate vicinity of the headlight lying surface areas. The light ( 4 b ), which strikes the section ( 13 ) of the elliptical arch lying below the point of contact ( 7 ), and the light ( 4 c ), which strikes the prisms ( 6 ), is lifted upwards and shines with it the surface areas further in front of the headlight.

Die Abschnitte (12 und 13) des Ellipsenbogens nehmen eine solche Lage ein, daß der Berührungspunkt (7) den Ellipsenbogen (12, 13) etwa halbiert. Oberhalb und unterhalb einer jeden Zylinderlinse (5) verläuft ein Prisma (6). Die Lichtauftreff-Fläche (14) eines jeden Prismas (6) verläuft in der Richtung der Tangente (15), die im Bereich des unteren der beiden Endpunkte (16, 17) des Ellipsenbogens an die Ellipse (8) angezogen ist. Die Lichtauftreff-Fläche (14) der Prismen (6) verläuft weiterhin in einem Abstand (18) zur Tangente (15), so daß sich zwischen dem unteren Endpunkt (16) eines jeden Ellipsenbogens und der Lichtauftreff-Fläche (14) der Prismen (6) eine zur Glühlampe hin erhabene Stufe ergibt.The sections ( 12 and 13 ) of the elliptical arch occupy such a position that the point of contact ( 7 ) roughly halves the elliptical arch ( 12, 13 ). A prism ( 6 ) runs above and below each cylindrical lens ( 5 ). The light incident surface ( 14 ) of each prism ( 6 ) runs in the direction of the tangent ( 15 ) which is attracted to the ellipse ( 8 ) in the region of the lower of the two end points ( 16, 17 ) of the ellipse arch. The light incident surface ( 14 ) of the prisms ( 6 ) continues at a distance ( 18 ) from the tangent ( 15 ) so that there is between the lower end point ( 16 ) of each ellipse arc and the light incident surface ( 14 ) of the prisms ( 6 ) gives a step up to the incandescent lamp.

In Fig. 4 ist eine Lichtscheibe (19) mit zeilenförmig angeordneten und horizontal verlaufenden Zylinderlinsen (20) dargestellt. Diese Zylinderlinsen (20) haben eine Oberfläche, die im vertikalen Schnitt einen Ellipsenbogen (21) zeigt, der im wesentlichen so verläuft wie der Ellipsenbogen (12, 13) in Fig. 2. Der Unterschied besteht lediglich darin, daß bei der Ausbildung gemäß Fig. 4 das Prisma (6) entfällt und dafür der Ellipsenbogen (21) verlängert ausgeführt ist. Bei dem Ellipsenbogen (21) teilt der Berührungspunkt (7) ihn in einem Verhältnis von 2 : 1, wobei der kürzere Abschnitt des Ellipsenbogens der Hauptachse (9) benachbart ist. Hierbei übernimmt das untere Drittel der im Querschnitt elliptischen Zylinderlinsen (20) die gleiche Funktion wie das Prisma (6) bei der Ausführung gemäß Fig. 2.In Fig. 4, a lens ( 19 ) with linearly arranged and horizontally extending cylindrical lenses ( 20 ) is shown. These cylindrical lenses ( 20 ) have a surface which, in vertical section, shows an elliptical arch ( 21 ) which essentially runs in the same way as the elliptical arch ( 12, 13 ) in FIG. 2. The only difference is that in the embodiment according to FIG eliminates the prism (6). 4 and is designed extended for the elliptical arc (21). In the case of the ellipse arc ( 21 ), the point of contact ( 7 ) divides it in a ratio of 2: 1, the shorter section of the ellipse arc being adjacent to the main axis ( 9 ). The lower third of the cylindrical lenses ( 20 ) elliptical in cross section performs the same function as the prism ( 6 ) in the embodiment according to FIG. 2.

Claims

1. Headlights for vehicles for uniformly illuminating a work surface, in which the light strikes in parallel on the lens fitted with cylindrical lenses, which are arranged one above the other in several lines, characterized in that the surface of the cylindrical lenses ( 5, 20 ) in vertical cross section of one Ellipse arc ( 12, 13 and 21 ) is formed, which is substantially between the major axis ( 9 ) and the minor axis ( 10 ) of the ellipse ( 8 ) and the main axis ( 9 ) of the ellipse ( 8 ) adjacent section ( 12 ) of Ellipse arc in the position of use of the headlamp in the upper part of the cylindrical lenses ( 5 ), and that the minor axis ( 10 ) of the ellipse ( 8 ) seen in the light exit direction runs upwards at an acute angle with respect to the parallel light.

2. Headlamp according to claim 1, characterized in that between the minor axis ( 10 ) adjacent portion ( 13 ) of the ellipse arc and the main axis ( 9 ) adjacent portion ( 12 ) of the next ellipse arc, a horizontally extending prism ( 6 ) is arranged , whose light incident surface ( 14 ) runs approximately in the direction and at a distance ( 18 ) in front of the tangent ( 15 ) drawn to the adjacent end point ( 16 ) of the ellipse arc.

3. Headlight according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio between the main axis ( 9 ) and the minor axis ( 10 ) of the ellipse ( 8 ) is approximately 2: 1.

4. Headlight according to one of claims 1 to 3, characterized in that the minor axis ( 10 ) of the ellipse ( 8 ) seen in the light exit direction compared to the parallel light ( 4 a , 4 b , 4 c ) at an acute angle of about 25 ° runs upwards.