CS253224B1 - Světlomet pro motorová vozidla - Google Patents

Abstract

Řešení se týká zlepšení svítivosti a zmenšení rozměrů světlometu, zejména pro motorová vozidla, jehož reflektor má odraznou plochu tvaru spojitého nebo segmentového rotačního elipsoidu, se zdrojem světla v prvním ohnisku a s lineární clonou s horizontální řeznou hranou v druhém ohnisku v horizontále nebo pod ní. Za clonou je uložen horizontálně ploskovypuklý refraktor cylindrického tvaru. Využitelnost řešení je v silniční dopravě, zejména na osobních a nákladních automobilech.

Description

Vynález se týká světlometu, zejména pro motorová vozidla, který je složen z elipsoidního reflektoru, lineární clony s horizontální řeznou hranou, zdroje světla a horizontálně uloženého refraktoru cylindrického typu. Účelem vynálezu je zvětšení světelné účinnosti světlometu, zmenšení jeho rozměrů a zlepšení prostorového rozložení svítivosti ve svazku světla.

Běžné typy světlometů používají pro zvýšení směrové svítivosti reflektor paraboloidního tvaru, který má při daném úhlu záběru relativně velký výstupní rozměr. To má za následek zhoršení možností integrace takového světlometu v karosérii vozidla v důsledku jeho velké šířky a zejména výšky, zvětšení jeho hmotnosti a poměrně malý stupeň dědičnosti a normalizovanosti dílců světlometu na různých, aerodynamicky jinak tvarovaných vozidlech.

Tyto nedostatky jsou odstraněny u světlometu podle vynálezu, jehož reflektor elipsoidního tvaru usměrňuje světelný tok od zdroje světla do konvergentního svazku, který je potom horizontálním cylindrickým refraktorem transformován do svazku vertikálně přibližně rovnoběžných paprsků. V blízkosti společné ohniskové roviny reflektoru a refraktoru je uložena lineární clona s horizontálně vedenou řeznou hranou. Vzniklý kontras jasu je potom promítán zobrazením ohniskové roviny refraktorem na vozovku. Tak se vytvoří požadované rozhraní světla a tmy, zvýší se světelná účinnost a výkon světlometu v důsledku zvětšení úhlu záběru elipsoidního reflektoru, zlepší se rovnoměrnost prostorového rozložení svítivosti ve světelném svazku, jakož i ostrost rozhraní světla a tmy při dosažení nižší úrovně oslňující svítivosti nad tímto rozhraním. Vyšší integrační účinek elipsoidního reflektoru se odrazí ve zmenšení úhlu tečen odrazné plochy v tangenciálních řezech a tím i ve zmenšení jeho výstupních rozměrů. Snížení výšky světlometu potom umožní navrhnout čelní část karosérie nízkou a klínovitě zkosenou. To přispěje ke sníženi součinitele čelního odporu vozidla, přičemž i značný vertikální náklon krycího skla zde nezpůsobí charakteristické aberace světelného svazku, vyvolané náklonem krycích skel běžných světlometů.

Detailní charakteristiky vynálezu budou dále objasněny pomocí přiložených vyobrazení, kde na obr. 1 je znázorněna optická soustava světlometu, na obr. 2 je vertikální a na obr. 3 horizontální řez světlometem, obr. 4 představuje příklad tvarového řešení elipsoidního homofokálního reflektoru v čelním pohledu a na obr. 5 je horizontální řez tímto reflektorem.

Na obr. 1 je znázorněn světlomet, jehož zdroj světla £ o příčném rozměru je uložen v prvním ohnisku reflektoru 1. Odrazná plocha reflektoru \1 je tvaru rotačního elipsoidu uloženém vrcholem do počátku souřadného systému os x, y, z, kde osa x je osou rotace elipsoidu a osou světlometu. Tvořící profil elipsoidu je dán

P 2

Y = 2px - - x² (1) kde p - parametr elipsoidu a - hlavní poloosa elipsoidu nebo + ε . cosV (2) kde p- polární průvodič elipsoidu ε- číselná excentricita elipsoidu (ε < 1)

Ohnisko je od vrcholu elipsoidu ve vzdálenosti x^, která je

(3) a hlavní poloosa a je dána (4) x

CS 253 224 Bl (5) kde e - lineární excentricita elipsoidu e = e .a

Ve vzdálenosti x₂ ^x2 ^{= x}o ^{+ 2,e (6)} je druhé ohnisko F₂ reflektoru 2» ve kterém, nebo za kterým ve vzdálenosti x_c ^xc^^x2 <⁷>

je uložena clona 2 s lineární a horizontálně vedenou řeznou hranou 5, která se nalézá v horizon tále světlomeru (y = 0) nebo pod ní.

Za clonou 2 je uložen ploskovypuklý refraktor 2 cylindrického typu s horizontálně uloženou osou 2, přičemž jeho plochá stěna E je na straně clony 2.

Na obr. 2 je vertikální v provedení, kdy reflektor 2 nímu úhlu konvergence, kde ]e horizontální rez B-B timto světlometem rez A-A a na obr.

má rozdílný vertikální úhel záběru φ_?, rozměr D_v a úhel konverv.h ²·Ρ„ (8) i + . .cos ev,h <pv,h a

-___._ cv,h'^s^ⁿ<pv,h cv,h (pv,h ’ ! ₊ .cos ev,h <pv,h

Za účelem zvýšení světelné účinnosti je zde reflektor 2 metru (p_v = P_h = p) a o stejné číselné excentricitě (e_v = je opatřen výstupním otvorem vystouplým v horizontálním řezu spojitého tvaru o stejném para= c) v obou řezech A-A, B-B a B-B vzhledem k řezu A-A vertikálnímu, takže ν' “ν' ’h’ (10)

Reflektor 2 ° osové síle d a indexu lomu n je na své ploché stěně E alternativně opatřen pásovými cylindrickými čočkami £ o šířce t a poloměru r, a poměr t/2r je (0,5 - 40) sin (t/2r)' = 4 arctg (ε ) - π/2 + 2 arctg arcsin (t/2r) c π/2 (11) ^pv kde - číselná cexentricita elipsy ve vertikálním řezu A-A reflektorem 2

P_v - parametr elipsy ve vertikálním řezu A-A reflektorem 2

Tvořící profil T_ refraktoru 2 í^e kruhový o poloměru R a středu C, nebo je tato kružnice kružnicí oskulační ve vrcholu y₂ a tvořící profil T_ je vzhledem k ní vysouplý směrem k okrajům refraktoru 2 tak, že jeho normála N je skloněna vzhledem k ose x světlometu pod úhlem Θ, kde sin i7

Θ = arctg -(12) cos ij - n kde ij - úhel lomu na ploše refraktoru 2

CA 253 224 Bl

1Γ - acesin/n \sin (arctg ——) / ^XF kde h - pádová výška refraktoru 2

Xp - vzdálenost ohniskové roviny refraktoru 2 _v _ n.R - (n - 1).d F (η - 1) ,n (13) (14)

Refrektor 2 je ve světlomeru uložen tak, že jeho plochá stěna E je od druhého ohniska F₂ reflektoru 1 ve vzádlenosti x_ a větší.

— —r

Vedle spojitého typu reflektoru 1_ může být ve světlometu aplikován reflektor 1. homofokálního tvaru podle obr. 4, 5, u kterého je odrazná plocha tangenciálně rozdělena na několik elipsoidních segmentů 8^, £, IQ, jejichž parametr roste a číselná excentricita ε- klesá od segmentu £ ve vertikálním řezu C-C reflektorem 1_ k segmentu 10 v řezu horizontálním D-D. Délka a^ hlavní poloosy tvořící elipsy i-tého elipsoidního segmentu je

- Pv^av>

1/2 (15) kde p^ - parametr í-tého elipsoidního segmentu 2 reflektoru 2 a„ - délka hlavní poloosy elipsoidního segmentu 2 ^ve vertikálním řezu reflekotorem 2 P_v - parametr elipsoidního segmentu 2 ^ve vertikálním řezu C-C reflektorem 2

Číselná excentricita r, i-tého elipsoidního segmentu 2 reflektoru 2 je· <2 = ⁽¹ - p_i/a_i)^1/2 (16) a tvořící profil i-tého elipsoidního segmentu 9 je v řezu osou x světlometu spojitého tvaru 11, nebo je tvaru stupňovitého 12, složeného z několika tvořících elips se stejnou lineární excentricitou e.

^ei ^{= e}i’^ai ⁼ k°ⁿst. (17) a je radiálně propojen průvodiči 1_3, jejichž úhel β je stejný nebo menší než úhel záběru <P_z v bodě Q proniku

P < φ_ζ (18)

Výhodou tohoto řešení je zejména zvýšení gradientu jasu nad řeznou hranou 2 clony 2» což se projeví zvýšením svítivosti v prostoru přilehlém rozhraní světla a tmy a tím i zvýšením fotometrické dálky viditelnosti svazku světla podle vynálezu.

Claims (5)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Světlomet, zejména pro motorová vozidla, složený z konkávniho reflektoru, clony, refraktoru a zdroje světla vyznačený tím, že zdroj světla (4) je uložen v prvním ohnisku (Fp reflektoru (1), jehož odrazná plocha je tvaru rotačního elipsoidu s osou symetrie totožnou s optickou osou (x) světlometu, přičemž u druhého ohniska (F^) reflektoru (1) je uložena lineární clona (2) s horizontální řeznou hranou (5) ležící v horizontále (y = 0) světlometu a/nebo pod ní, a refraktor (3), je uložený za clonou (2), je cylindrického typu s horizontálně uloženou osou (q) a ploskovypuklým tvořícím profilem (7).
2. 2. Světlomet podle bodu 1, vyznačený tím, že plochá stěna (E) refraktoru (3) je opatřena vertikálními pásovými cylindrickými čočkami (6) o šířce (t) a poloměru (r) tak, že poměr (t/2r) je

   CS 253 224 Bl (0,5 - 40).arcsin (t/2r) = 4 arctg (e_y) - π/2 + 2 arctg ~— arcsin (t/2r)<n/2 (1) ^v kde: ε_ν = číselná exeentricita elipsy ve vertikálním· řezu reflektorem (1)

   P_v = parametr elipsy ve vertikálním řezu reflektorem (1) s = příčný rozměr zdroje světla (4)
3. 3. Světlomet podle bodů 1 a 2 vyznačený tím, že refraktor (3) o osové síle (d), poloměru (R) oskulační kružnice ve vrcholu (v₂) tvořícího profilu (7) a indexu lomu (n) je od druhého ohniska (F_n) reflektoru (1) svou plochou stěnou (E) ve vzdálenosti (x„) ve vzdálenosti

   Z r (Xp) a menší, kde a tvořící profil (7) refraktoru (3) je kruhový o poloměru (R), nebo je vzhledem k této kružnici vystouplý tak, že jeho normála (N) je pro pádovou výšku (h) skloněna vzhledem k ose (x) světlometu pod úhlem (Θ) sin iΘ - arctg --— (3) cos i' - n kde: ij - úhel lomu na první ploše refraktoru (3) ίΓ - arcsin/n \sin (arctg ——) i (4) ^{1 x}p
4. 4. Světlomet podle bodů 1, 2 a 3, vyznačený tím, že reflektor (1) má spojitou odraznou plochu se stejným parametrem (p) a číselnou excentricitou (¢) ohraničenou na výstupu tak, že úhel zábětu (φ) , výstupní rozměr (D) a úhel konvergence (a) je ve vertikálním řezu (A-A) menší než v řezu (B-B) horizontálním ctyi D , , <p_h (5)
5. 5. Světlomet podle bodů 1, 2 a 3 vyznačený tím, že reflektor (1) je homofokálního tvaru, kde odrazná plocha je rozdělena tangenciálně do elipsoidních segmentů (8, 9, 10), jejich parametr (p^) roste a číselná exeentricita (ε^) klesá od segmentu (8) ve vertikálním řezu (C-C) reflektorem (1) k segmentu (10) v horizontálním řezu (D-D) reflektorem (1) a délka hlavní poloosy (a^) i-tého elipsovitého segmentu (9) reflektoru (1) je + <- p .a ) ^ťv v'

   1/2 (6) kde: p^ - parametr,i-tého segmentu (9) reflektoru (1), a_v - délka hlavní poloosy elipsy segmentu (8) ve vertikálním řezu C-C reflektorem (1), P_v - parametr elipsy segmentu (8) ve vertikálním řezu (C-C) reflektorem (1) a číselná exeentricita (e^) i-tého elipsoidního segmentu (9) je (1 (7) přičemž tvořící profil i-tého elipsoidního segmentu (9) je v řezu osou (x) světlometu spojitého tvaru (11), nebo· je tvaru stupňovitého (12), složeného z několika tvořících elips o stejné lineární excentricitě (e^) e^ = e^.a^ ~ konst. (8) které jsou napojeny průvodičem (13), jeho úhel (β) s osou (x) světlometu je stejný nebo menší, než úhel záběru (<p_z) v bodě (Q) proniku.

   ΡέΦ_ζ (9)

   3 výkresy

   OBR.1

   N

   0BR.3

   253 224

   0BR,5

   Severografia, n. p., MOST

   Cena 2,40 Kčs

   Opravy ve vytištěných popisech vynalezl

   Popis vynálezu k autorskému osvědčení č 253 224 Í?V 6211-85) vydaný tiskem dne 15.6.1988 je vzhledem k závažným chybám neplatný. Správn·* znění popisu vynálezu bude vytištěno znovu.