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Scheinwerfer mit scharfer Hell-Dunkel-Grenzfläche, insbesonder für
das Abblendlicht an Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer mit
scharfer Hell-Dunkel-Grenzfläche, insbesondere für das Abblendlicht an Kraftfahrzeugen,
dessen Reflektor zwei beiderseits der Scheinwerferachse liegende Ausschnitte von
zwei Umdrehungsflächen mit in der etwa horizontalen Grenzfläche liegenden parabolischen
Erzeugenden mit gemeinsamem Brennpunkt aufweist, deren Umdrehungsachsen voneinander
verschieden sind, und dessen zylindrische Abblendwendel geringer Länge durch einen
auf einer Seite der Grenzfläche liegenden, etwa halbzylindrischen Schirm zur Abblendung
der auf dieser Seite liegenden Lichtquellenstrahlung abgeschirmt :ist.
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Es sind bereits Scheinwerfer dieser Art bekannt, bei welchen sich
die den Reflektor bildenden Ausschnitte von Umdrehungsparaboloiden in der Hell-Dunkel-Grenze
längs einer einzigen parabolischen Linie vereinigen und der eine der Ausschnitte
eine mit der Achse der Paraboloidfläche zusamenfallende Umdrehungsachse aufweist,
welche gegenüber der entsprechenden Achse des anderen Ausschnittes geneigt ist.
Scheinwerfer dieser Art dienen dem Zweck, die Dunkelstelle in der Mitte des Abblendlichtkegels
aufzuhellen und den Lichtkegel im asymmetrischen Teil, zumindest in der Nähe der
Hell-Dunkel-Grenze unterhalb der Horizontalen zu verstärken.
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Außerdem sind Scheinwerfer mit mehreren parabolischen Reflektoren
bekannt, ,in denen zusätzliche Abdeckungen seitlich beiderseits der Lichtquelle
vorgesehen sind, die ihrerseits mit einem Schirm versehen .sind.
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Mit diesen bekannten Ausführungsformen von Scheinwerfern ist es nicht
möglich, eine scharfe Begrenzung der Lichtbündel des Scheinwerfers, d. h. eine unbedingt
.scharfe Grenzfläche oder Trennlinie zwischen Licht und Schatten (Hell-Dunkel-Grenze)
zu erzielen. Die Herstellungstoleranzen bei der industriellen Fertigung bedingen
in dieser Hinsicht gewisse Störerscheinungen. Die Beugung an den Rändern der Abblendschirme
und das von den Bildern der Lichtquelle an reflektierenden oder halbreflektierenden
Flächen ausgesandte Licht sind die Ursache für mehr oder weniger stark auf der Schattenseite
der Grenzfläche vorhandenes Licht. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen
Nachteilen bei einem Scheinwerfer mit scharfer Bündelbegrenzung abzuhelfen, insbesondere
bei Kraftfahrzeug-Scheinwerfern für das Abblendlicht.
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Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem Scheinwerfer des eingangs
beschriebenen Aufbaues dadurch, daß die Umdrehungsachsen in der beiderseits der
Scheinwerferachse liegenden Längskante des halbzylindrischen Schirmes verlaufen.
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Im einzelnen kann die Erfindung auf verschiedene Weise verwirklicht
werden. -Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits
des halbzylindrischen Schirmes zusätzlich zwei an sich bekannte parallele, undurchlässige,
nicht reflektierende, senkrecht stehende Schirmstreifen gleich weit von den Umdrehungsachsen
derart angeordnet sind, daß deren Kanten mit den Kanten des halbzylindrischen Schirmes
etwa in der Grenzfläche liegen. Diese Schirmstreifen halten vor allem die Lichtstrahlen
zurück, welche die Schattenseite der Grenzfläche aufhellen würden und aus dem unteren
Teil des Reflektors von Bildern sekundärer Lichtquellen kommen, die von Reflektoren
und Brechungen, z. B. am Kolben der elektrischen Glühlampe oder am Halter des Glühfadens,
herrühren. Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform erstreckt sich die
Glühwendel
von dem gemeinsamen Brennpunkt der Reflektorausschnitte ab senkrecht nach oben.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, @daß die Glühwendel
sich bei konvergierender Einstellung des Lichtbündels von dem gemeinsamen Brennpunkt
ab, oberhalb der Grenzfläche tangential an dieser anliegend, zur Reflektoröffnung
hin erstreckt und sich bei divergierender Einstellung tangential an vier Grenzfläche
anliegend oder koaxial zur Scheinwerferachse vom gemeinsamen Brennpunkt zum Reflektorscheitel
hin erstreckt. Durch .eine solche Anordnung wird die Schärfe der Grenzfläche verbessert.
Nach einem weiteren Vorschlag ist .der Reflektor im beleuchteten, nicht vom Schirm
abgedeckten Teil längs zweier parabolischer Erzeugender, welche um den Grenzhöhenöffnungswinkel
a symmetrisch von der Grenzfläche entfernt sind, abgeschnitten oder zwischen diesen
Erzeugenden nicht reflektierend gemacht. Damit werden Bilder des Glühfadens in diesem
abgeschnittenen oder nicht reflektierend gemachten Reflektorbereich unterdrückt,
soweit sie Anlaß zu einer Aufhellung der Schattenseite der Grenzfläche geben würden.
Weiter ist zweckmäßig der unbeleuchtete, im Schatten des Schirmes liegende Teil
des Reflektors längs zweier anderer parabolischer Erzeugender abgeschnitten, welche
vorzugsweise, bezogen auf die Grenzfläche, symmetrisch zur erstgenannten oberen
Erzeugenden liegen. Durch diese Maßnahme entsteht ein Reflektor ,mit einer praktisch
rechteckigen öffnung: In dem beleuchteten, jedoch abgeschnittenen oder nicht reflektierend
gemachten Teil des Reflektors kann ein Zusatzspiegel angeordnet sein. Dieser Zusatzspiegel
.ist zweckmäßig Teil einer Umdrehungsfläche und von einer in einer zur Grenzfläche
etwa senkrechten Ebene verlaufenden parabolischen Erzeugenden durch Drehung um die
Achse oder die untere Erzeugende des Glühfadens gebildet, wobei der Brennpunkt hinter
und über der Hinterkante des Glühfadens bei konvergierender Einstellung des Lichtbündels
und bei divergierender Einstellung hinter und unter der Hinterkante des Glühfadens
liegt. Auf der einen Seite -der von! Brennpunkt beschriebenen Brennlinie des Zusatzspiegels
ist eine Zusatzblende angeordnet, welche die Brennlinie berührt und die von der
Glühwendel ausgehenden und an dieser Seite der Brennlinie vorbeigehenden Lichtstrahlen
zurückhält, wobei die Zusatzblende bei konvergierender Einstellung auf der Seite
zum Reflektorscheitel und bei divergierender Einstellung auf der Seite zur Reflektoröffnung
hin angeordnet ist. Diese Anordnung verhindert den Austritt von auf die Schattenseite
der Grenzfläche fallenden Nutzlichtes. Im ausgeschnittenen unbeleuchteten, im Schatten
des Schirmes liegenden Teil des Reflektors kann ein zweiter Zusatzspiegel angeordnet
sein, der durch ein Fenster im Schirm beleuchtet wird und wieder erste Zusatzspiegel
ausgebildet ist, wobei jedoch seine Brennlinie vor und unter der Vorderkante der
Glühwendel bei konvergierender Einstellung oder hinter und über der Hinterkante
der Glühwendel bei divergierender Einstellung liegt und eine Kante des Schirmfensters
mit dieser Brennlinie zusammenfällt. Auf diese Weise wird .auch nach unten von der
Lichtquelle austretendes Licht bei Aufrechterhaltung einer scharfen Grenzfläche
nutzbar gemacht. Dabei empfiehlt -es sich, auf der einen Seite der Brennlinie des
zweiten Zusatzspiegels eine zweite Zusatzblende anzuordnen, welche diese trennlinie
berührt und die an dieser Seite der Brennlinie vorbeigehenden Lichtstrahlen zurückhält.
Uni die Herstellung von Scheinwerfern mit .einer praktisch kreisförmigen Öffnung
zu ermöglichen, die für den üblichen Einbau verwendbarsind und außer einer scharfen
Lichtbündelbegrenzung eine sehr gute Lichtausbeute zeigen, empfiehlt es sich, daß
wenigstens einer der Zusatzspiegel sich bis zur Öffnungsebene der Reflektorausschnitte
erstreckt. Weiter können zusätzlich Schirme vorgesehen werden, welche zwischen der
Lichtquelle und den Übergängen zwischen Reflektorausschnitten und .den Zusatzspiegeln
liegen, um diese Übergänge gegenüber der Lichtquelle abzudecken.
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Die Umdrehungsachsen der beiden Reflektorausschnitte werden in der
Regel parallel zueinander laufen. Sie können, in einer Ebene liegend, zusammenlaufen,
divergieren oder konvergieren: Auch besteht die Möglichkeit, daß -die Umdrehungsachsen
der bei-a den Reflektörausschnitte nicht 'n einer Ebene liegen. Es ist so ohne weiteres
eine Anordnung möglich, M der auf einer Seite die Grenzfläche angehoben ist, wie
dies den Normen des sogenannten »Europäischen Abblendlichtes« entspricht. Dazu kann
eine der Schirmkanten in bezug auf die Grenzoberfläche in wenigstens einem Teil
ihrer Länge abgesenkt werden, wobei die zugehörende Umdrehungsachse des R:ef(ektorausschnittes
- entsprechend tiefer gelegt wird, so daß die erforderliche Übereinstimmung dieser
Umdrehungsachse mit der Schirmkante aufrechterhalten bleibt. Dabei ist ohne weiteres
möglich, daß ein Teil wenigstens einer der Kanten des Schirmes von der entsprechenden
Umdrehungachse auch entfernt liegt; wie es ebenso möglich ist, daß wenigstens eine
der Kanten des Schirmes nicht geradlinig ist und die entsprechende Umdrehungsachse
nicht vollständig enthält.
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Es besteht weiter im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, die mit
den Glühfäden und den Spiegeln kombinierten Abdeckungen und Schirme beweglich anzuordnen,
so daß sie auf beliebige bekannte Weise zurückgezogen werden können, um nach Belieben
eine Fernlicht- oder Abblendbeleuchtung zu erzeugen. Ferner können die Schirme und
Abdeckungen auch innerhalb des Kolbens der elek-
trischen Glühlampe angeordnet
sein, z. B. in Verbindung mit einem ersten Glühfaden für die Abblendbeleuchtung
und einem zweiten Glühfaden für das Fernlicht, wie dies bei den bekannten Lampen
der Fall ist.
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Es ist schließlich zweckmäßig, den Scheitel des Reflektors mit einem
Führungsbügel zu versehen, der in einiger Entfernung von diesem Scheitel liegt und
eine Öffnung aufweist, deren Form der Querausdehnung der Glühlampe entspricht. Es
wird auf diese Weise verhindert, daß beim Einsetzen einer Lampe in den Scheinwerfer
.die innerhalb des Reflektors angeordneten Schirme oder Abdeckungen verbogen oder
auf andere Weise beschädigt werden.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile bestehen im wesentlichen
darin, daß man ohne Er= schwerung in der Herstellung Scheinwerfer mit schar= fer
Bündelbegrenzung erhält, inbesondere Kraftfahrzeug-Scheinwerfer für Abblendbeleuchtung,
die bei sehr guter Lichtausbeute oberhalb der Grenzfläche keinerlei Störlicht aufweisen
und außerdem je nach den Erfordernissen in einer mehr rechteckigen oder mehr runden
Form hergestellt werden können,
daß ihr Einbau in übliche Fahrzeugkarosserien
keine Schwierigkeiten mehr bereitet.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer lediglich Ausführungsbeispiele
darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt F i g. 1 eine schematische perspektivische
Darstellung eines .erfindungsgemäßen Scheinwerfers mit scharfer Lichtbündelbegrenzung,
F i g. 2 in gleicher Weise ein zweite Ausführungsform; F i g. 3 eine Vorderansicht
des Zusatzspiegels aus dem Scheinwerfer nach F i g. 2, F.ig. 4 die Ausbildung des
Zusatzspiegels nach F i g. 2 und 3 in bezug auf den Brennpunkt im Schnitt durch
die Symmetrieebeno des Scheinwerfers nach F i g. 2, F i g. 5 eine geometrische Darstellung
in einer zu der Symmetrieachse des Scheinwerfers senkrechten, lotrechten Ebene,
welche durch den Brennpunkt der in. der Grundfläche liegenden parabolischen Erzeugenden
des Reflektors geht, F i g. 6 eine geometrische Darstellung in einer Ebene, welche
durch eine der Umdrehungsachsen des Reflektors geht, ,aber um einen gewissen Winkel
gegen die Grenzfläche geneigt ist, F i g. 7 eine F i g. 5 und 6 zugeordnete Projektion
auf eine Fläche, -die auf der Symmetrieachse des Scheinwerfers senkrecht steht und
in einer gewissen Entfernung vor diesem liegt, F i g. 8 entsprechend den F i g.
1 und 2 eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers, F i g.
9 eine Vorderansicht des Scheinwerfers nach F i g. 8, F i g. 10 einen Schnitt durch
den Scheinwerfer nach F i g. 9 in einer zur Grenzfläche senkrechten Ebene, F i g.
11 eine schräg von unten gesehene perspektivische Ansicht eines Scheinwerfers mit
divergierender Einstellung des Lichtbündels, F i g. 12 eine Vorderansicht des Zusatzspiegels
aus dem Scheinwerfer nach F i g. 11, F i g. 13 in einem Schnitt durch die Symmetrieebene
der Anordnung nach F i g. 11 die Ausbildung des Zusatzspiegels in bezug auf den
Brennpunkt, F i g. 14 in einer schematischen Vorderansicht einen Scheinwerfer in
divergierender Einstellung mit einer praktisch kreisförmigen Reflektoröffnung, F
i g. 15 den Scheinwerfer der F i g. 14 im Schnitt durch eine zur Grenzfläche senkrechte
Ebene, F i g. 16 teilweise im Schnitt die Anordnung eines Lampenhalters und ,einer
Führung zur Einführung einer Lampe im Reflektorscheitel eines Scheinwerfers, F i
g. 17 eine schematische Vorderansicht eines Lampenhalters nach F i g: 16.
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Wie aus F i g. 1 hervorgeht, wird ein Scheinwerfer mit scharfer Lichtbündelbegrenzung
durch zwei als Reflektor dienende Umdrehungsflächen 1 und 2 gebildet, deren parabolische
Erzeugende SP und SPl einen gemeinsamen Brennpunkt F und als gemeinsame Symmetrieachse
eine Gerade AA, haben. Die Umdrehungsachse des linken Teils 1 eines derartigen Reflektors
ist .eine Gerade BBI, während die Umdrehungsachse des rechten Teils 2 eine Gerade
CCl ist.
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Bei dem dargestellten Beispiel sind die Geraden BBI, AA,
und CC., parallel und liegen in einer einzigen Ebene, in welcher die Erzeugenden
SP und SPl gestrichelt gezeichnet sind. Diese bilden in dieser Ebene z. B. eine
einzige Parabel. Ein Schirm 3 soll einen Teil des Lichtflusses abblenden, damit
der keflektor im Fall eines Kraftfahrzeug-Scheinwerfers eine Abblendbeleuchtung
ergibt. Dieser Schirm 3 wird durch eine zylindrische Rinne mit geradlinigen Erzeugenden
gebildet. Die Basis der Rinne ist angenähert ein Halbkreis. Die Kanten oder Ränder
des Schirmes 3 werden durch die Geradenabschnitte BB1 und CC, begrenzt.
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Nach F i g. 1 kann die Lichtquelle durch die Wendel 4 einer Glühlampe
oder einer beliebigen anderen Lichtquelle ähnlicher Form gebildet werden, deren
Achse senkrecht auf der Ebene durch die Ränder des Schirmes 3 steht und die in bezug
auf diese Ebene auf der dem Schirm abgewandten Seite liegt, d. h. bei einem Scheinwerfer
für Abblendlicht über dem gemeinsamen Brennpunkt F. Die Ebene durch die Ränder des
Schirmes ist dann etwa waagerecht. Der Reflektor kann auch nach F i g. 2 mit einer
Lichtquelle 5 versehen werden, die, aus einem zylindrischen Teil kleinen Durchmessers
und geringer Länge bestehend, beispielsweise aus der Wendel einer Glühlampe oder
einer Lichtquelle ähnlicher Form, längs der Achse AA 1 angeordnet ;ist und
diese Achse mit einer geradlinigen Erzeugenden berührt. Ein Ende der Lichtquelle
ist in unmittelbarer Nähe des gemeinsamen Brennpunktes F angeordnet, während das
andere Ende zur Seite der Reflektoröffnung hin liegt, d. h. dem Reflektorscheitel
abgewandt.
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In allen Fällen sind zwei undurchsichtige und nicht reflektierende
Schirmstreifen 6 und 7 beiderseits des Schirmes 3 angeordnet, wobei eine Kante jedes
Streifens in der den Umdrehungsachsen gemeinsamen Ebene oder in der Nähe derselben
liegt.
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Eine derartige Ausbildung ergibt eine äußerst scharfe Grenzfläche
des Lichtbündels ohne Störlicht auf der Schattenseite, und zwar unabhängig davon,
ob Störlicht durch Beugung an .den Rändern des Schirmes, durch Reflexionen oder
Brechungen am Kolben der Glühlampe oder am Halter der Wendel erzeugt wird. Die Ausführungsform
der F i g. 2 enthält die gleichen Teile wie die der F i g. 1, wobei entsprechende
Teile reit dem gleichen Bezugszeichen und dem Index a bezeichnet sind. Jedoch ist
in F i g. 2 die Erstreckung der Reflektorausschnitte 1 a und 2a über die Ebene der
Umdrehungsachsen hinaus stärker ausgeprägt, um eine größere Lichtmenge aufzufangen.
Diese Erstreckung in der Höhe wird durch einen in lotrechter Ebene gemessenen Winkel
begrenzt, der Grenzhöhenöffnungswinkel genannt werden kann und in der Zeichnung
mit a bezeichnet ist. In dem oberhalb dieses Winkels liegenden Teil des Reflektors
würden .die Bilder des Glühfadens 5 oberhalb der gewünschten Grenzfläche liegen.
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Die Bestimmung dieses Grenzhöhenöffnungswinkels kann durch Berechnung
unter Bezugnahme auf F i g. 5 bis 7 erfolgen.
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Da der Glühfaden 5 waagerecht tangential zu der Achse AA1 und unmittelbar
vor dem gemeinsamen Brennpunkt F der parabolischen Erzeugenden des Reflektors liegt,
kann geschrieben werden (vgl. F i g. 2, 5 und 6): b= a-acos«=a(1-coscx),
h = a sin a, ,
e= btg0.
In diesen Beziehungen
ist a der Abstand zwischen einer der Umdrehungsachsen von der den Brennpunkt F enthaltenden
parallelen Symmetrieachse AA1.
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h ist der Abstand zwischen der Projektion H des Brennpunktes
F auf :die gegen die Grenzfläche um den Winkel a verdrehte Ebene BB1 M und
dem Brennpunkt F.
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b ist der Abstand zwischen der Projektion H des Brennpunktes
F auf die Ebene BB.M und dem Brennpunkt f der in dieser Ebene BB1M liegenden parabolischen
Erzeugenden, während e der zu der Achse BB1 parallele Abstand zwischen den Brennpunkten
F und f ist.
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O ist der Winkel zwischen dem durch den Brennpunkt F und den gleichzeitig
auf dem Rand des Reflektors in der vorderen Ebene desselben und in der Ebene BB1M
liegenden Punkt M gehenden Radiusvektor und einer zu der Achse BB1 Senkrechten.
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Gemäß F i g. 7 ist,auf dem Projektionsschirm, welcher durch eine zu
der Achse M. des Scheinwerfers senkrechte und in einiger Entfernung vor dieser liegende
Ebene gebildet wird, der Punkt Q das Bild des erwähnten Punktes M, während der Punkt
P die Projektion des Punktes M auf die Ebene des Schirmes parallel zu der Achse
AA, ist.
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Da aus .dem Reflektor alle Bereiche ausgeschieden werden müssen, die
Licht über die waagerechte Grenzfläche treten lassen würden, deren Spur auf dem
Projektionsschirm durch die Waagerechte XX1 gebildet wird, kann, wenn o der Abstand
zwischen dem Brennpunkt f und dem Punkt M darstellt, geschrieben werden
was bis auf einen Proportionalitätsfaktor gilt, der in der nachstehenden Rechnung
entfernt ist. Damit der Punkt Q unter der Waagerechten XXl liegt, müssen folgende
Beziehungen gelten:
Die üblichen Spiegelöffnungen entsprechen Winkeln O von etwa 45°, so daß man schreiben
kann:
woraus sich, da sin
ist, ergibt:
Daraus folgt: cos a > 0,413, woraus folgt: G 65° 40'. Dieser Winkel ist in F i g.
2 als Grenzhöhenöffnungswinkel a dargestellt, so daß die über die beiden oberen
Parabeln 8 und 9 hinausgehenden Teile des Reflektors entfernt oder nicht reflektierend
gemacht werden können. Der untere Teil des Reflektors empfängt infolge des Schirmes
3 a kein Licht und kann nach Belieben symmetrisch oder angenähert symmetrisch durch
die Parabeln 10 und 11 begrenzt werden, welche in Ebenen liegen; die
einen Winkel -ß mit der Grenzfläche einschließen. Der Winkel ß kann aus Symmetriegründen
.gleich dem Winkel a, aber auch von diesem verschieden gewählt werden. Man erhält
so -einen großen Reflektor mit einer angenähert rechteckigen Öffnung und ;einer
Projektion, welche kein über der Grenzfläche XX1 erscheinendes Bild des Glühfadens
5 enthält. Die obere Zone dieses großen Reflektors .ist für :den Einbau eines optischen
Hilfssystems verfügbar, welches durch einen kleinen Zusatzspiegel gebildet sein
kann.
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Damit dieser Zusatzspiegel 12 kein Licht auf die Schattenseite der
Grenzfläche sendet, ist er, wie in F i g. 2 bis 4 dargestellt, über .dem Glühfaden
5 angeordnet. Er ist ein Abschnitt einer Umdrehungsfläche, welche durch Drehung
einer parabolischen Erzeugenden um die Achse 13 des Glühfadens 5 entsteht. Die z.
B. in der lotrechten, auf der Grenzebene senkrecht stehende Ebene enthaltene Erzeugende
ist eine Parabel, deren Brennpunkt hinter und über der Hinterkante der Lichtquelle
liegt. Der kleine Zusatzspiegel liegt also ebenfalls hinter und über dem Glühfaden
5 und ist .auf einen verhältnismäßig kleinen Winkelabschnitt .begrenzt.
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Die durch den Brennpunkt 14 der Erzeugenden erzeugte Brennlinie dieses
Spiegels 12 kann mit einem kleinen Kreisbogen gleichgesetzt werden, der zur Hinterkante
des Glühfadens 5 konzentrisch ist und dessen Halbmesser z. B. gleich dem Abstand
zwischen -der Achse .des Glühfadens und dem Brennpunkt 14 der erwähnten erzeugenden
Parabel ist. Hinter der Brennlinie ist eine Zusatzblende 15 angeordnet, deren Vorderkante
auf der Brennlinie liegt und die alle Strahlen zurückhalten soll, welche vom Glühfaden
5 kommen und hinter der Brennlinie vorbeigehen würden.
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In gewissen Sonderfällen können zur Erzielung einer zusammengezogenen
oder verbreiterten Beleuchtung die Achsen BB1 und CC, einander schneiden,
divergieren oder konvergieren. Ferner kann für eine unsymmetrische Hell-Dunkel-Grenze
z. B. die Achse BB1 nach unten versetzt werden. Die den Schirm begrenzenden Kanten
können geradlinig sein oder nicht. Der Schirm kann, anstatt sich über die ganze
Tiefe des Reflektors zu erstrecken, wie in F i g. 1 dargestellt, auf eine geringere
Tiefe begrenzt werden, wobei das vordere :Ende geschlossen ist, wie in F i g. 2
dargestellt.
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Die obigen Ausführungsformen können abgewandelt werden.
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So kann z. B. der untere Teil des Schweinwerfers ebenfalls ein optisches
Hilfssystem mit Zusatzblende
der oben beschriebenen Art aufweisen.
Ein derartiger Zusatzspiegel kann durch Drehung einer Pärabel um die Achse der Lichtquelle
gebildet werden, wobei der Brennpunkt der Parabel etwas vor und in einiger Entfernung
unter der Vorderkante der Lichtquelle liegt. Die Brennlinie dieses zweiten Zusatzspiegels
ist ebenfalls ein kleiner zur Achse der Lichtquelle konzentrischer Kreis. Eine diese
Brennlinie berührende Zusatzblende kann vor der Brennlinie angeordnet werden, um
die Lichtstrahlen abzuhalten, welche, von der Lichtquelle kommend, vor der Brennlinie
vorbeigehen würden. Zur Beleuchtung dieses zweiten Zusatzspiegels dient eine Öffnung
im Boden des Schirmes 3. Eine solche Anordnung zeigt F i g. B. Der Scheinwerfer
enthält, wie oben beschrieben, eine Lichtquelle 20, welche aus einem zylindrischen
Teil mit kreisförmiger Basis besteht, der als die Hüllfläche einer Glühfadenwendel
betrachtet werden kann. Diese zylindrische Lichtquelle 20 ist tangential über der
Symmetrieachse 001 angeordnet. Mit dieser Lichtquelle sind zwei seitliche Reflektorauschnitte
21 und 22 kombiniert, deren Flächen durch parabolische Erzeugende mit gleichem Brennpunkt
gebildet werden. Der gemeinsame Brennpunkt dieser Erzeugenden ist ein Punkt F1,
der auf der Achse 001 unmittelbar an der Hinterkante der Lichtquelle 20 liegt. Diese
Parabeln sind in der Grenzfläche gestrichelt gezeichnet, die im beschriebenen Beispiel
eine Ebene ist; welche als praktisch waagerecht angesehen werden kann. Die parabolischen
Erzeugenden des Reflektors 21 drehen sich beispielsweise um eine Achse
MM., welche der Achse 001 parallel ist und in der Grenzebene liegt. Ebenso
dreht sich die parabolische Erzeugende des Reflektors 22 um eine Achse NN" welche
in bezug auf die Achse 001 zu- der Achse MM1 symmetrisch ist. Mit der Lichtquelle
20 ist ein Abblendschirm 23 kombiniert, dessen Ränder durch die Achsen MM, und
NN, gehen. Der Schirm 23 liegt unter der Lichtquelle. Der vordere
Abschnitt des Schirmes 23 wird durch eine Fläche 24 begrenzt, die etwa ein Viertel
einer Kugelfläche darstellt und durch einen in der Grenzebene liegenden Kreis begrenzt
wird.
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Aus den oben erläuterten Gründen ist der Grenzhöhenöffnungswinkel
der Reflektorausschnitte 21 und 22 über der Grenzfläche begrenzt, und insbesondere
aus Symmetriegründen ist die Ausdehnung der Reflektorausschnitte unter der Grenzfläche
gleich der Ausdehnung oberhalb der Grenzfläche.
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Der Reflektor wird durch einen oberen Zusatzspiegel 25 vervollständigt,
der, wie bereits beschrieben, mittels einer halbparabolischen Erzeugenden erhalten
wird, die in einer durch die Achse 001 gehenden, zu der Grenzfläche senkrechten
Ebene gestrichelt gezeichnet ist. Diese Parabelhälfte besitzt einen Brennpunkt F2,
der über der hinteren Zone der Lichtquelle 20 liegt. Der Parabelbogen wird durch
Punkte R1 und S1 (F i g. 10) begrenzt, welche Schnittpunkte dieser Parabel mit Strahlen
sind, die durch den Brennpunkt F2 gehen und von dem hinteren Abschnitt f 1 der Lichtquelle
20 bzw. von dem Vorderende f2 derselben kommen. Die Parabelhälfte dreht sich um
die Umdrehungsachse 001. Eine Zusatzblende 26 ist über und hinter der Lichtquelle
20 angeordnet. Diese Blende wird in ihrem vorderen Abschnitt durch einen kreissektorförmigen
Teil begrenzt, welcher der geometrische Ort des Brennpunktes F2 während seiner Drehung
um die Achse 001 ist. Weiter ist der Scheinwerfer durch einen unteren Zusatzspiegel
27 vervollständigt. Dieser Zusatzspiegel 27 wird ebenfalls durch eine halbparabolische
Erzeugende erhalten, die in einer Ebene gezeichnet ist, welche durch die Achse 001
geht und ebenfalls auf der Grenzfläche senkrecht steht. Diese Parabel besitzt einen
Brennpunkt F3, welcher unter dem hinteren Abschnitt der Lichtquelle 20 liegt. Der
ausnutzbare Bereich wird auf die Länge zwischen den Punkten R2, S2 begrenzt, die
an den Enden des Parabelstückes auf Strahlen liegen, welche durch den Punkt F, gehen
und von den erwähnten Punkten f 1 und f 2 kommen. Das erzeugende Parabelstück
dreht sich ebenfalls um die Achse 001. Der so erhaltene untere Zusatzspiegel 27
wird durch ein im rückwärtigen Abschnitt des Schirmes 23 vorgesehenes Fenster 28
beleuchtet. Der vordere Abschnitt dieses Fensters wird durch eine kreissektorförmige
Linie gebildet, auf welcher sich der Brennpunkt F3 befindet. Dieser Kreissektor
wird von dem Brennpunkt bei der Erzeugung der Fläche des unteren Zusatzspiegels
27 beschrieben.
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Es können ferner zusätzliche Schirme vorgesehen werden, welche gegenüber
der Lichtquelle die Übergangsbereiche zwischen den Reflektorausschnitten und den
Zusatzspiegeln abdecken. Die Form der Öffnung des so ausgebildeten Reflektors nähert
sich einem Kreis, so daß der Scheinwerfer zu einer entsprechenden Form gestaltet
werden kann. Die Unterbrechung des Lichtbündels erfolgt mit großer Schärfe, und
die Schattenzone enthält kein merkliches Störlicht.
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Der Scheitel des Reflektors besitzt eine kreisförmige Öffnung, die
von einem Bund 33 zur Anbringung eines Lampenhalters eingefaßt wird. Die Lampen
können daher die gegenwärtig benutzte Bauart mit einem praktisch axialen Glühfaden
und innerhalb eines Lampenkolbens angeordneten Abblendschalen und -schirmen haben
oder auch eine andere Bauart aufweisen.
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Die in F i g. 11 dargestellte Ausführung enthält wie die oben beschriebenen
Fälle einen Reflektor mit zwei Umdrehungsflächen 41 und 42, deren in der Grenzebene
gestrichelt gezeichnete parabolische Erzeugende T1 und T2 die beiden Äste derselben
Parabel mit der Achse U1 U2 und dem Brennpunkt F5 bilden. Der in F i g. 11 linke
Ast T1 erzeugt den Reflektorausschnitt 41 durch Drehung um die zu der Achse U1 U2
parallele Achse X,X2, während der rechte Ast T2 den Reflektorausschnitt 42 durch
Drehung um die zu der Achse U1 U2 parallele Achse Y1 Y2 erzeugt. Alle diese drei
Achsen X1 X2, U1 U2 und Y1 Y2 liegen in der Grenzebene und haben außerdem gleichen
Abstand voneinander. Für den Fall der betrachteten divergierenden Einstellung ist
die Lichtquelle, z. B. eine Glühfadenwendel 43 od. dgl., deren geometrische Hülle
als ein kleines Zylinderelement angesehen werden kann, koaxial auf der Symmetrieachse
U1 U2 angeordnet, wobei die Vorderkante der Lichtquelle 43, d. h. die vom Reflektorscheitel
abgewandte Kante im Brennpunkt F5 liegt. Ein Schirm 44 zur teilweisen Abblendung
ist über der Lichtquelle 43 angeordnet. Dessen Ränder 45 und 46 sind in den Achsen
X1 X2 bzw. Y1 Y2 enthalten. Zwei seitliche Schirmstreifen 47 und 48 fassen den Schirm
44 in einiger Entfernung symmetrisch ein, und die Unterkanten dieser Streifen liegen
in der Grenzebene, d. h. in der durch die beiden Parabeläste T1 und T2 definierten
Ebene. In einem solchen Scheinwerfer kann
auch ein kleiner Zusatzspiegel
49 angeordnet werden, welcher unter der Lichtquelle 43 zwischen den Unterkanten
der beiden Reflektorausschnitte 41 und 42 liegt. Damit dieser Zusatzspiegel 49 kein
Licht auf die Schattenseite der Grenzebene fallen läßt, ist er bei divergierender
Einstellung unter der Lichtquelle 43 angeordnet. Er wird durch einen Abschnitt einer
Umdrehungsfläche gebildet, die durch Drehung einer parabolischen Erzeugenden um
die Achse U1 U2 der Lichtquelle 43 erzeugt wird. Diese Erzeugende 50 (F i g. 13)
ist in einer zu der Grenzebene senkrechten, z. B. lotrechten Ebene mit einem unter
der Lichtquelle 43 liegenden Brennpunkt F6 dargestellt. Eine Zusatzblende 51 ist
zweckmäßig vor dem Brennpunkt F, so angeordnet, daß ihre Kante in diesem Brennpunkt
liegt, um jeden Lichtstrahl zurückzuhalten, welcher vor dem Brennpunkt vorbeigehen
und auf den Spiegel 49 fallen würde.
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Die in F i g. 14 und 15 dargestellte Ausführungsform enthält die in
F i g. 11 und 12, 13 dargestellten Teile, d. h. zwei Reflektorausschnitte 41 und
43, welche mit einem unteren Zusatzspiegel 49 a kombiniert sind, der dem Spiegel
49 in F i g. 11 entspricht, aber ausgedehnter ist. Der Spiegel 49 a ist nämlich
so weit vergrößert, daß er die Unterkanten der Reflektorausschnitte 41 und
42 berührt, und wird durch eine Öffnungskurve 60 begrenzt, welche etwa in
der gleichen Ebene wie die Öffnungskurven der Reflektorausschnitte 41 und 42 liegt.
Die einem kleinen Zylinder vergleichbare Lichtquelle 43 b ist so angeordnet, daß
ihre obere Mantellinie mit der Achse U1 U2 zusammenfällt. Außerdem ist ein" oberer
Zusatzspiegel 61 vorgesehen, der eine solche Ausdehnung hat, daß er sich praktisch
an die Oberkanten der Reflektorausschnitte 41 und 42 anschließt, und daß seine öffnungskurve
62 in der gleichen Ebene wie die öffnungskurven der Reflektorausschnitte 41 und
42 liegt. Die Erzeugung dieses oberen Zusatzspiegels 61 entspricht der des unteren
Zusatzspiegels 49 a. Der Brennpunkt F$ der Erzeugungsparabel 63, die in einer durch
die Achse Ui U2 gehenden, zu der Grenzfläche senkrechten Ebene liegt, liegt über
dem hinteren Abschnitt der Lichtquelle 43 b. Der Brennpunkt der in der Grenzfläche
liegenden Erzeugungsparabel für die Reflektorausschnitte 41 und 42 liegt vor der
Lichtquelle 43 b und z. B. an dem Punkt F9 auf der Achse U, U2. Der Scheinwerfer
wird durch einen Schirm 44a und eine Zusatzblende 51a der unter Bezugnahme
auf die F i g. 12 und 13 beschriebenen Art ergänzt. Dieser Schirm 44a und die Zusatzblende
51a
können im vorderen Abschnitt durch einen undurchsichtigen Teil 64 verbunden
werden, welcher etwa die Form einer Kugelkappe hat und die unmittelbare Strahlung
der Lichtquelle 43 b und diejenigen Strahlen zurückhalten soll, welche einen oder
mehrere der Reflektorausschnitte oder Zusatzspiegel erreichen und konvergierende
Strahlen ergeben können. Der Verbindungsteil 64 liegt vor dem Brennpunkt F9, wie
auch die Zusatzblende 51a vor dem Brennpunkt F7 liegt. Zur Beleuchtung des oberen
Zusatzspiegels 61 ist der Schirm 44 a mit einem Fenster 65 versehen. Dieses Fenster
endet etwas vor dem Brennpunkt F9 an der Begrenzung des Teils 64, und sein hinterer
Abschnitt besitzt eine kreissektorförmige Kante 66, welche mit der vom Brennpunkt
F8 bei der Erzeugung des Zusatzspiegels 61 beschriebenen Brennlinie zusammenfällt.
Hinter dieser Kante 66 besitzt der Schirm 44 a einen undurchsichtigen Teil 67, welcher
zur Grenzfläche hin umgebogen ist und so die Hinterkante der Lichtquelle teilweise
abdeckt.
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Wenn mit den obigen Schirmen und Blenden von einer einzigen Lichtquelle
aus abwechselnd eine Beleuchtung mit scharfer Bündelbegrenzung und mit vollem Bündel
erzielt werden soll, können die Schirme und Blenden an beweglichen Haltern angebracht
werden, welche ein Zurückziehen auf beliebige bekannte Weise ermöglichen. Ebenso
kann das System aus Schirmen und Blenden in den Kolben einer Scheinwerferlampe,
welche wie die üblichen bekannten Lampen mit einem oder mehreren Glühfäden ausgestattet
ist, oder in eine andere geeignete Lichtquelle eingebaut werden.
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Ferner kann die Symmetrie in bezug auf eine z. B. lotrechte Ebene
zur Grenzfläche Abweichungen aufweisen, um bei einem Bündel mit divergierender Einstellung
eine Beleuchtung der unter dem Namen »Europäisches Abblendlicht« bekannten Art zu
erhalten, d. h. eine Beleuchtung, die in Richtung auf den Randstreifen der von einem
Fahrzeug befahrenen Straße über die Grenzebene angehobene Einzellichtbündel aufweist.
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Wenn eine Lichtquelle benutzt wird, die durch eine strichpunktiert
in F i g. 16 dargestellte zylindrische Lampe 70 gebildet wird und eine verhältnismäßig
große Länge und einen nicht vernachlässigbaren Durchmesser aufweist, und wenn die
festen oder beweglichen Schirme und Blenden am Reflektor befestigt sind, besteht
beim Einsetzen oder Herausnehmen einer solchen Lampe in den bzw. aus dem Reflektorscheitel
die Gefahr von Stößen auf die Schirme oder Blenden, was Beschädigungen oder Verbiegungen
zur Folge haben kann. Um dies zu vermeiden und eine schiefe Einführung der Lampe
70 oder ihre Einführung in einer falschen Winkelstellung zu verhindern, ist innerhalb
des Reflektors 71 die von einem Bund 74 zur Abstützung des Lampensockels 75 eingefaßte
Öffnung 72 des Reflektorscheitels 73 von einem Bügel 76 überdeckt, dessen
Schenkel am Boden 73 befestigt sind und dessen Steg 77 in einiger Entfernung vom
Bund 74 eine öffnpng 78 aufweist, die dem Querschnittsprofil einer Lampe und der
von ihre getragenen Zubehörteile entspricht. Die hierdurch erreichte Führung verhindert
ein schiefes Einsetzen oder ein Einsetzen mit einer falschen Winkelstellung, insbesondere
am Ende des Einsetzvorganges.
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Die Erfindung kann natürlich abgewandelt werden. So können die oben
beschriebenen optischen Systeme auch für geschlossene Scheinwerfer der unter dem
Namen »Sealed Beams« bekannten Art verwendet werden.