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Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf einen
Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge mit zwei wendelförmigen, geraden Glühkörpern zur
Erzeugung eines Abblendbündels, von denen jeder etwa im Brennpunkt eines getrennten,
im wesentlichen parabolischen Reflektors senkrecht zu dessen Achse angeordnet ist,
wobei die beiden Reflektoren nebeneinander angebracht sind.
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Bei den bekannten Scheinwerfern dieser Art wird das Abblendbündel
von einem der Reflektoren in Zusammenwirkung mit einem mattierten Teil der Abschlußscheibe
gebildet. Solche Abblendbündel sind für den heutigen Straßenverkehr ungeeignet,
da sie nicht asymmetrisch sind.
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Es ist ferner ein Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge mit zwei Reflektoren
bekannt, bei dem das leicht asymmetrische Abblendlicht nur von einem einzigen Glühdraht
erzeugt wird. Das so erzeugte Abblendlicht entspricht aber nicht den heutigen Anforderungen.
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Die Erfindung bezweckt, diesem Übelstand abzuhelfen; sie ist dadurch
gekennzeichnet, daß bei einem Scheinwerfer eingangs erwähnter Art zur Erzielung
eines asymmetrischen Abblendbündels die Brennweite des einen Reflektors zur Erzeugung
eines breit gestreuten Teiles dieses Abblendbündels höchstens 75 O/o der maximal
30 mm betragenden Brennweite des anderen Reflektors zur Erzeugung eines konzentrierten,
etwas seitlich und schräg nach oben versetzenden Teiles dieses Abblendbündels beträgt.
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Hierbei wird somit .das Abblendbündel aus zwei Teilen aufgebaut, wodurch
sich eine neuzeitliche asymmetrische Bündelgestalt ergibt. An sich genügt dies jedoch
noch nicht. Es hat sich bei der praktischen Ausbildung der Erfindung herausgestellt,
daß die Brennweiten auf vorstehend erwähnte Weise verschieden gewählt werden müssen,
um eine möglichst zweckmäßige Verwirklichung der Erfindung zu erhalten.
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Wenn man einem Abblendbündel eine größere Streuung erteilen will,
erweist es sich als nötig, einen großen Lichtstrom zu bündeln. Dies erfordert ein
großes Verhältnis zwischen Refiektoröffnung und Brennweite; da die Reflektoröffnung
bei gegebenem Höchstdurchmesser des Scheinwerfers jedoch praktisch festliegt, muß
die Brennweite verhältnismäßig klein werden.
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Für den konzentrierten Teil des Abblendbündels ist eine scharfe Begrenzung
erwünscht. Dies erfordert eine derartige Lage des Brennpunktes im anderen Reflektor,
daß die Abstände des Brennpunktes von den unterschiedlichen Punkten der Reflektoroberfläche
möglichst wenig voneinander abweichen. Dies ist der Fall bei einer im Verhältnis
zur Reflektoröffnung großen Brennweite.
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Aus praktischen Gründen kann in dem in Betracht kommenden Fall eine
Brennweite von höchstens 30 mm gewählt werden.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung beträgt die
Brennweite des Reflektors, der den breit gestreuten Abblendbündelteil bildet, etwa
" 15 mm und die Brennweite des Reflektors, der den konzentrierten Abblendbündelteil
bildet, etwa 25mm.
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Der breit gestreute Bündelteil muß oben scharf begrenzt' sein. Eine
scharfe Begrenzung erfordert jedoch eine verhältnismäßig große Brennweite. Dies
steht im Gegensatz zur Anforderung, einen möglichst großen Lichtstrom zu bündeln.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung läßt sich sowohl
ein großer Lichtstrom bündeln als auch eine scharfe Oberbegrenzung des breit gestreuten
Abblendbündelteiles erzielen, wenn die Achse des mit dem den breit gestreuten Abblendbündelteil
bildenden Reflektor zusammenarbeitenden Glühkörpers in geringer Entfernung oberhalb
der Achse dieses Reflektors liegt, wobei vorzugsweise die Achse des Reflektors die
Unterseite des Glühkörpers berührt.
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Wenn der Scheinwerfer auch zum Erzeugen eines Hauptbündels eingerichtet
ist, ist vorzugsweise im
Scheinwerfer ein zusätzlicher Reflektor
mit einem weiteren etwa im Brennpunkt und senkrecht zu seiner Achse angeordneten,
wendelförmigen graden Glühkörper und einer Brennweite vorhanden, die etwa der Brennweite
des Reflektors zur Erzeugung des breit gestreuten Teiles des Abblendbündels entspricht,
wobei das Hauptbündelmuster mit Hilfe des Reflektors zur Erzeugung des breit gestreuten
Abblendbündelteiles und des zusätzlichen dritten Reflektors gebildet wird.
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Jeder Glühkörper kann in einem eigenen Kolben untergebracht sein,
der gegebenenfalls mit Gas gefüllt ist. Die so gebildeten Lampen können Jodlampen
sein. Diese enthalten in der Regel einen aus Wolfram bestehenden Glühkörper und
etwas freies oder gebundenes Jod; dieses Jod hat die Eigenschaft, das an den kälteren
Stellen der Lampe befindliche verdampfte Glühkörpermaterial aufzunehmen und zu den
wärmsten Teilen des Glühkörpers zurückzuführen, so daß dieser Glühkörper regeneriert
wird.
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Anstatt jeden Glühkörper in einem eigenen Kolben unterzubringen, können
auch sämtliche Glühkörper in einem gemeinsamen, gegebenenfalls gasgefüllten Raum
untergebracht sein, dessen Wände durch die Reflektoren und eine Abschlußscheibe
gebildet sind.
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Der Scheinwerfer nach der Erfindung kann vorzugsweise auch zum Erzeugen
eines Standlichtes eingerichtet sein, d. h. eines in .der Vorwärtsrichtung ausgestrahlten
weißen Lichtes, das bei gelöschtem Haupt- oder Abblendbündel das Kraftfahrzeug an
der Vorderseite kenntlich machen soll.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.
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Die F i g. 1 und 2 stellen eine Ausführungsform eines Scheinwerfers
nach der Erfindung in Vorderansicht bzw. im Schnitt dar.
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In den F i g. 3 und 4 ist in längs den Ebenen III-III bzw. IV IV geführten
Schnitten die in F i g. 1 mit A bezeichneteKombination eines Reflektors und einer
Lampe in vergrößertem Maßstab angegeben.
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Die F i g. 5 und 6 stellen die Bündelmuster der mit dem Scheinwerfer
nach den F i g. 1 und 2 erhaltenen Abblend- und Hauptbündel auf einer vertikalen
Ebene dar, die sich etwa 10 m vor dem horizontal angeordneten Scheinwerfer befindet.
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Der in den F i g. 1 und 2 dargestellte Scheinwerfer weist einen Außendurchmesser
D von 180 mm auf. Er ist auf der Hinterseite des Scheinwerfergehäuses mit Kontaktstreifen
1 versehen, die mit Kontaktbuchsen zusammenarbeiten sollen, die sich im Hohlraum
des Kotflügels eines Kraftfahrzeuges, in dem ein Kraftfahrzeugscheinwerfer angebracht
werden kann, befinden. Das Scheinwerfergehäuse besteht im wesentlichen aus einem
napfförmigen Teil 2, der mit einem Boden 3 versehen ist. An dem Rand 4 dieses Körpers
ist eine Abschlußscheibe 5 befestigt. Diese Abschlußscheibe weist auf der Vorderseite
einen Paßrand 6 auf, der als Anschlagrand für den schematisch angegebenen Befestigungsring
7 dient, mit dessen Hilfe der Scheinwerfer in der Karosserie des Kraftfahrzeuges
festgesetzt wird.
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Der dargestellte Scheinwerfer weist drei Kombinationen auf, die mit
A, B und C bezeichnet sind und je aus einem Reflektor und einer mit diesem
zusammenarbeitenden Lampe bestehen. Die Reflektoren sind mit 8, 9 und 10 bezeichnet,
während die Lampen die Bezugsziffern 11, 12 und 13 tragen. Die aufgenommene Leistung
jedes Glühkörpers ist hier 40 Watt.
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In den F i g. 3 und 4 ist die Kombination A in größerem Maßstab in
zwei .Schnitten dargestellt. Der parabolische Reflektor 8 hat eine Brennweite f,
die hier etwa 15 mm beträgt. Diese Brennweite, die für Kraftwagenscheinwerfer außergewöhnlich
klein ist, wird durch die Verwendung der Lampe ermöglicht. Diese Lampe weist einen
kurzen gewendelten Glühkörper 14 auf, dessen Längsachse senkrecht zur Reflektorachse
X-X steht und der hier außerdem oberhalb der Achse dieses Reflektors so angeordnet
ist, daß diese Achse die Unterseite des Glühkörpers berührt. Der Glühkörper 14 ist
in einem aus Quarzglas bestehenden rohrförmigen Kolben untergebracht, der einen
Durchmesser d von etwa 8 mm und eine Länge Z von etwa 24 mm hat. Bei einer Wandstärke
von etwa 1 mm beträgt der innere Flächeninhalt des Kolbens etwa 4 cm2. Dieser Kolben
ist an beiden Enden durch eine Quetschung 15 bzw. 16 verschlossen, in denen die
unter rechtem Winkel abgebogenen Enden der Poldrähte 17 bzw.18 aufgenommen sind.
Der Kolben ist gasgefüllt, wozu sich am Kolben ein abgeschmolzener Pumpstenge119
befindet. Weiter enthält der Kolben Jod oder eine zum beabsichtigten Zweck geeignete
Jodverbindung, die bei Erhitzung durch Dissoziation Jod abgibt. Dieses Jod hat die
Eigenschaft, im Betrieb der Lampe den Glühkörper zu regenerieren. Dies bedeutet,
daß dieser Hilfsstoff verdampftes Glühkörpermaterial (meist Wolfram) von den kälteren
Stellen des Kolbens zu den wärmsten Stellen in der Lampe zurückführt. Diese werden
von den dünnsten Stellen des Glühkörpers gebildet, so daß diese dünnsten Teile des
Glühkörpers durch den Jodkreislauf selbsttätig verstärkt werden. Eine Bedingung
hierfür ist jedoch, daß an den kältesten Stellen des Inneren dieses Lampgefäßes
eine Temperatur von mindestens etwa 250° C herrscht, so daß der Kolben äußerst klein
sein muß. Diese Bedingung wird erfüllt, wenn der Kolben einen Flächeninhalt von
höchstens 1 cm2 je 5 Watt Leistung hat, die vom im Kolben befindlichen Glühkörper
aufgenommen wird.
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Die geringen Abmessungen der Lampen ermöglichen es, sie mit einem
für Autobeleuchtung außergewöhnlich kleinen Refiektordurchmesser zusammenarbeiten
zu lassen. Bei der Ausführungsform der Lampe nach F i g. 1 beträgt der Durchmesser
der Reflektoren 8, 9 und 10 nur etwa 80 mm.
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Infolge des kleinen Kolbendurchmessers ergibt sich zunächst der Vorteil,
daß zum Bilden der Bündel ein im Vergleich zu üblichen Kraftwagenscheinwerfern verhältnismäßig
großer Teil des Reflektors zur Verfügung steht. Weiter ist der Nachteil schwer kontrollierbarer
Abweichungen in der vorgeschriebenen Bündelbildung viel kleiner als bei den üblichen
Kraftwagenscheinwerfern, weil die Abmessungen des Lampenkolbens beim Scheinwerfer
nach der Erfindung äußerst gering sind. Schließlich ist die Differenz im Streuungswinkel,
der bei den unterschiedlichen Reflektorteilen auftritt, viel kleiner als bei den
üblichen Kraftwagenscheinwerfern mit Glühkörpern größerer Abmessungen. Insbesondere
muß es als ein Vorteil des Scheinwerfers nach der Erfindung betrachtet werden, daß
bei Verwendung der Lampen, mit denen der Scheinwerfer nach der Erfindung ausgerüstet
ist, jede dieser Lampen mit einem eigenen Reflektor zusammenarbeiten kann, wobei
der von
jedem dieser Reflektoren erhaltene Lichtstrom mit dem der
üblichen Kraftwagenscheinwerfer vergleichbar ist. Der Scheinwerfer nach der Erfindung
hat jedoch nicht den Nachteil der bekannten Scheinwerfer, daß der Reflektor und
gegebenenfalls auch die Abschlußscheibe so gebaut sein müssen, daß sie sowohl mit
dem Glühkörper für das Hauptbündel als auch mit demjenigen für das Abblendbündel
zusammenarbeiten können. Diese Anforderung hat bei den bekannten Scheinwerfern zur
Folge, daß die Gestaltung der Reflektoren und der Abschlußscheibe meist zu einer
Kompromißlösung führt.
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Wie bereits erwähnt, enthält der in den F i g. 1 und 2 dargestellte
Scheinwerfer drei Kombinationen A, B und C, wobei jede Kombination aus einer
Lampe und einem mit dieser zusammenwirkenden Reflektor besteht. Im vorliegenden
Fall sind die Reflektoren 8, 9 und 10 als vertiefte Teile in einem aus Kunststoff
bestehenden Körper 20 ausgebildet, der mit seinem Rand zwischen dem Rand 4 des Körpers
2 und dem Außenrand der Abschlußscheibe 5 befestigt ist. Wie insbesondere aus F
i g. 2 hervorgeht, sind die Poldrähte der Lampen durch öffnungen in .den Reflektoren
hindurchgeführt und in diesen befestigt; sie enden in den vorerwähnten Kontaktzungen
1.
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Wie bereits erwähnt, beträgt der Durchmesser der Reflektoren 8, 9
und 10 etwa 80 mm. Die Brennweiten der Reflektoren 8, 9 und 10 sind
jedoch untereinander nicht gleich, und zwar betragen die Brennweiten der Reflektoren
8 und 10 je etwa 15 mm, während die des Reflektors 9 etwa 25 mm ist. Selbstverständlich
ist es nicht erforderlich, daß die Reflektordurchmesser untereinander gleich sind,
es ist aber erforderlich, daß das Verhältnis Reflektordurchmesser : Brennweite bei
den Reflektoren 8 und 10 größer ist als beim Reflektor 9.
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Die Achsen der gestreckten Glühkörper der Lampen 12 und 13 schneiden
im Gegensatz zur Achse der Lampe 11 die Achsen der zugeordneten Reflektoren in deren
Brennpunkten.
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Mit Rücksicht auf die Bündelerzeugung des Scheinwerfers sei folgendes
bemerkt: F i g. 1 stellt eine Vorderansicht des .Scheinwerfers nach der Erfindung
dar. Jemand, der vor dem Kraftwagen steht, der mit diesen Scheinwerfern ausgerüstet
ist, sieht somit diesen Scheinwerfer auf die in F i g. 1 -dargestellte Weise. Die
Bündelmuster der F i g. 5 und 6 sind so wiedergegeben, wie sie vom Fahrer eines
mit diesem Scheinwerfer versehenen Kraftwagens wahrgenommen werden.
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Bei der Verwendung des Scheinwerfers nach der Erfindung wird das Bündelmuster
jedes Bündels durch die gleichzeitige Einschaltung zweier der im Scheinwerfer nach
der Erfindung vorhandenen Kombinationen erhalten. Das in F i g. 5 dargestellte Bündelmuster
des Abblendbündels ergibt sich durch Einschaltung der Kombinationen A und
B der F i g 1. Der Lichtfleck A' der F i g. 5 rührt von der Kombination
A der F i g. 1 her, der Lichtfleck B' der F i g. 5 von der Kombination
B. Da der Teil der Abschlußscheibe 5, der vor der Kombination A liegt, mit senkrechten
Riffeln 21 versehen ist, ist der Lichtfleck A' seitlich stark gestreut. Der Teil
der Abschlußscheibe, der vor der Kombination B liegt, ist glatt, so daß der Lichtfleck
B' durch nahezu nicht gestreute Abbildungen des in der Lampe 12 befindlichen Glühkörpers
erzeugt wird. Das in F i g. 5 angegebene Bündelmuster ist für Abblend'beleuchtung
äußerst geeignet, weil nur an der dem entgegenkommenden Verkehr (bei Rechtsverkehr)
abgewendeten Seite der vertikalen Ebene P-P sich ein Teil des Bündelmusters befindet,
der oberhalb der Ebene Q-Q liegt, die die für Abblendbeleuchtung vorgeschriebene
Licht-Dunkel-Grenze bestimmt. Die schräge Hauptrichtung des Lichtfleckes B' ergibt
sich durch schräge Anordnung der Lampe 12 in der Kombination B. Erforderlichenfalls
kann der gegenüber der vertikalen Ebene P-P asymmetrisch liegende Lichtfleck
B' auch horizontal gerichtet sein..
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Die obere Begrenzung des Lichtfleckes A' ist schärfer als die untere.
Dies ist eine Folge der Tatsache, daß die Unterseite des Glühkörpers 14 der Lampe
11 von der Symmetrieachse des Reflektors 8 berührt wird.
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Wie aus F i g. 6 hervorgeht, wird das Bündelmuster für die Hauptbeleuchtung
.dadurch erhalten, daß die Kombinationen A und C eingeschaltet werden. Hierdurch
ergeben sich übereinander die Lichtflecke C und A' des Bündelmusters,
die beide symmetrisch gegenüber der Ebene P-P liegen. Weil auch der vor der Kombination
C liegende Teil der Abschlußscheibe 5 mit vertikalen Riffeln 22 versehen ist, weist
der Teil C des Bündelmusters des Hauptbündels eine gewisse horizontale Streuung
auf, die jedoch infolge einer kleineren Dichte der Riffeln 22 a
rinaer als
die Streuung des Lichtfleckes A' ist.
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Die gegenseitige Verschiebung der Teile des Bündelmusters in seitlicher
Richtung und in Höhenrichtung ist auf einfache Weise :dadurch erzielbar, daß die
Achsen der Reflektoren .in dem im Scheinwerfer vorhandenen Formstück einen kleinen
Winkel miteinander einschließen.
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Der Scheinwerfer nach der Erfindung kann somit erfolgreich an Stelle
der üblichen Scheinwerfer, mit denen Kraftwagen ausgerüstet sind, Verwendung finden.
Man braucht somit einen Kraftwagen mit nur zwei der in der Zeichnung dargestellten
Scheinwerfern zu versehen, um ein Beleuchtungssystem zu erhalten, .das eine Straßenbeleuchtung
einer Güte erzeugt, die erheblich besser als diejenige der bestehenden Fahrzeugbeleuchtung
ist. Der Kompromißcharakter der bestehenden Fahrzeugbeleuchtung ist nämlich beim
System nach der Erfindung völlig verschwunden.
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Erforderlichenfalls kann der Scheinwerfer auch zum Erzeugen eines
Standlichtes eingerichtet sein. Hierfür genügt ein Reflektor mit einem Durchmesser
von z. B. nur 40 mm, der zwischen und über den Reflektoren 8 und 10 im gemeinsamen
Reflektorkörper 20 angebracht und mit einem mit diesem zusammenwirkenden Glühkörper
von z. B. 2 Watt versehen ist.