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Die Erfindung betrifft eine Scheinwerferanlage, welche durch Licht
entgegenkommender Straßenbenutzer in der Weise gesteuert wird, daß eine Blendung
vermieden wird. Zu diesem Zweck wird bei bekannten Anlagen der Scheinwerfer oder
eine seinen Lichtkegel abdeckende Blende so weit geschwenkt, daß sich die Quelle
des Gegenlichtes im abgeblendeten Raum befindet.
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Eine solche Anlage besteht, grob unterteilt, aus einer fotoelektrischen
Vorrichtung zum Erkennen des Gegenlichtes, einet Antriebsvorrichtung für den Scheinwerfer
oder seine Abdeckblende und einer Verstärkeranlage zwischen diesen beiden Vorrichtungen,
welche die durch Gegenlicht erzeugten Impulse in der richtigen Weise in Steuerimpulse
für den Scheinwerferantrieb umsetzt.
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Besonders vorteilhaft sind bekannte fotoelektrische Vorrichtungen
zum Erkennen des Gegenlichtes, bei denen das Blickfeld des fotoelektrischen Organs
nur auf einen kleinen Teil des gesamten, zu beobachtenden Raumes vor dem Fahrzeug
beschränkt ist und periodisch über diesen Raum geführt wird. Diese Art von Erkennungsvorrichtungen
gestattet es nicht nur, das Vorhandensein von Gegenlicht festzustellen, sondern
auch die Richtung, aus der es kommt. Gemäß einem früheren Vorschlag ist zu diesem
Zweck vor der Fotozelle und der dazugehörigen Optik ein rotierendes Spiegelrad vorgesehen
worden, durch dessen Spiegel das Blickfeld, das die Form eines schmalen Streifens
hat, quer zur Streifenlängsrichtung über den Raum vor dem Fahrzeug geführt wird.
Der Raumbedarf einer solchen Einrichtung ist erheblich, der bauliche Aufwand. kostspielig.
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Läßt man zur Vermeidung des Spiegelrades das fotoelektrische Organ
sich über das feststehende, von der Optik erzeugte Bild des Raumes bewegen, so würden
Schleifkontakte für die äußerst schwachen Ströme des Fotoorgans erforderlich werden,
um diese dem Verstärker zuzuführen. Die Schleifkontakte wären jedoch eine so starke
Fehlerquelle, daß sich eine sichere Funktion einer solchen Anlage nicht erreichen
ließe.
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Der Ausweg liegt gemäß der Erfindung darin, daß das fotoelektrische
Organ, seine Verstärkeranlage und seine Optik zu einem Bauteil zusammengebaut sind,
welcher als Ganzes rotierend angetrieben wird. Die optische Wirkung einer solchen
Vorrichtung ist die gleiche wie die der vorerwähnten Spiegelradvorrichtung; die
elektrischen Verhältnisse sind aber ungleich besser. Denn soweit auch hier Schleifringe
zur Stromzufuhr zu dem rotierenden Bauteil von einer feststehenden Stromquelle erforderlich
sind, handelt es sich um wesentlich stärkere Ströme- als die des fotoelektrischen
Organs, so daß schwankende Übergangswiderstände nicht` zu fehlerhaftem Funktionieren
führen.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung können in übereinstimmung
mit einem früheren Vorschlag des Erfinders als fotoelektrisches Organ eine oder
mehrere Fotodioden verwendet werden, vorzugsweise in Verbindung mit einer astigmatischen
Optik, welche in zur Rotationsrichtung rechtwinkliger Richtung unscharf abbildet,
um ein punktförmiges Gegenlicht unabhängig von seiner Höhenlage mit den sehr kleinen
lichtempfindlichen Zonen der Fotodioden zu erfassen. Da die Ströme einer Fotodiode
ganz besonders gering sind, ist hier die Vermeidung von Schleifringen von erhöhter
Wichtigkeit. Eine weitere Erhöhung der Funktionssicherheit wird erreicht, wenn auch
das übergangsglied von der Verstärkeranlage zur Antriebsvorrichtung für den Scheinwerfer
mit in den rotierenden Bauteil einbezogen wird. Gemäß einem weiteren Merkmal der
Erfindung ist daher bei einer Anlage, in der zur Betätigung des Scheinwerfers mindestens
ein durch die Verstärkeranlage gespeister Schaltmagnet dient, dieser Schaltmagnet
mit dem rotierenden Bauteil zusammengebaut. Es werden dann Schleifringe für die
Stromzuleitung zum Schaltmagnet unnötig.
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Um die Funktion der Scheinwerferanlage, vor allem wenn diese mit einer
schrittweisen Verschwenkung des Scheinwerfers arbeitet, präzis zu gestalten, hat
es sich als vorteilhaft erwiesen, die Erkennungsphase, in welcher der Raum vor dem
Fahrzeug auf das Vorhandensein von Gegenlicht geprüft wird, und die Phase, in welcher
die Scheinwerferstellung entsprechend dem Resultat der Erkennungsphase verändert
wird, zeitlich voneinander zu trennen. Das wird gemäß einem weiteren Merkmal der
Erfindung dadurch erreicht, daß die Verstärkeranlage für das fotoelektrische Organ
ein Konjunktionsglied aufweist, welches an einem Impulsgeber angeschlossen ist und
den Durchgang für den fotoelektrischen Impuls periodisch für die Dauer öffnet, in
der das Blickfeld sich im Raum vor dem Fahrzeug befindet. Dadurch werden auch Fremdlichter,
die sich seitlich oder hinter dem Fahrzeug befinden, wirkungslos gemacht, so daß
Fehlimpulse nicht eintreten können.
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Um Fehlimpulse auszuscheiden, welche durch Licht des -eigenen Fahrzeuges
entstehen können, wenn es durch vor dem Fahrzeug befindliche Gegenstände reflektiert
wird, ist zweckmäßig ein Unterbrecher für den Strom des eigenen Scheinwerfers vorgesehen,
der diesen während der Erkennungsphase unterbricht, wie es ebenfalls früher bereits
vom Erfinder vorgeschlagen wurde.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. In
der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel in Verbindung mit den
Zeichnungen dargestellt und erläutert.
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Es zeigt durchweg in vereinfachter Prinzip-Darstellung: F i g. 1 eine
fotoelektrische Erkennungsvorrichtung und eine Antriebsvorrichtung für den - nicht
dargestellten - Scheinwerfer in Seitenansicht, F i g. 2 bis 6 Schnitte nach den
Linien II-II bis VI-VI der F i g. 1, F i g. 7 ein Zeitdiagramm der Schaltvorgänge,
F i g. 8 eine Verstärkerschaltung, F i g. 9 eine Schaltung für den Scheinwerfer.
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Nach. F i g. 1 und 2 ist ein Träger 10 um eine mit ihm verbundene,
vertikale Welle 1 drehbar gelagert. Die -Welle 1 trägt- fünf Schleifringe 2 bis
6; deren Zweck später angegeben werden wird. Auf dem Träger 10 ist ein Hohlspiegel
9 befestigt. Dieser ist astigmatisch ausgebildet: Im Schnitt der F i g. 2 liegt
sein Brennpunkt F 1 näher bei der Welle 1 als der Brennpunkt F2, der für die geringere
Wölbung des Spiegels 9 in der Darstellung der F i g. 1 gilt. Vorzugsweise besitzt
der Hohlspiegel einen rechteckigen Umriß. Dieser bewirkt, daß das in der Brennebene
von F 1 als vertikaler Strich abgebildete Bild eines punktförmigen Gegenlichtes
nach den Enden zu einen wesentlich geringeren Helligkeitsabfall hat als bei einem
Spiegel mit ovalem Umriß.
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In der Entfernung des Brennpunktes F 1 des Spiegels
sind
an einem Arm 10' des Trägers 10 zwei Fotodioden 11, 12 übereinander
angeordnet. Vor diesen befindet sich eine Blende 13 (F i g. 3), die ebenfalls an
dem Arm 10' befestigt ist und zwei Löcher aufweist, hinter denen sich die
lichtempfindlichen Zonen der Fotodioden 11, 12 befinden. Auf der Rückseite
des Trägers 10 ist eine Verstärkeranlage 14 angebracht, welche über
die Schleifringe 2
bis 6 mit Spannungsimpulsen versorgt wird.
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Der Träger 10 mit den vorerwähnten Teilen rotiert ständig gleichmäßig
mit der Welle 1, die ihren Antrieb von einem Motor 49 über eine Welle
46 und Zahnräder 47, 48 erhält. Das Blickfeld der Fotodioden
11, 12 wandert dabei periodisch von rechts nach links über den Raum vor dem
Fahrzeug. Der rechte Rand dieses Raumes kann durch eine feste Blende 35 (F i g.
2) exakt markiert sein, welche nicht an der Rotation des Trägers 10 teilnimmt.
Gegenlicht, das sich in dem von der Blende 35 abgedeckten Teil des Raumes befindet,
wird dann von den Fotodioden nicht aufgenommen.
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Konzentrisch zur Welle 1, aber nicht mit ihr verbunden, ist ein Segment
19 drehbar gelagert, welches einen Stift 20 trägt, an dem zwei streifenförmige
Blenden 21, 22 befestigt sind. Diese decken, je nach ihrer Winkelstellung um die
Achse 1, die Löcher der Blende 13 auf einem größeren oder kleineren
Teil ihres Umlaufes ab und verdunkeln dadurch die Fotodioden 11, 12. Durch
ein Gestänge 23 ist das Segment 19 mit einem in F i g. 1 und 2 nicht
dargestellten Scheinwerfer oder mit einer seinen Lichtkegel abdeckenden Blende derart
verbunden, daß die linke Licht-Schatten-Grenze des Scheinwerfers und die rechten
Kanten der Blenden 21, 22 übereinstimmen. Wird die Licht-Schatten-Grenze
des Scheinwerfers geschwenkt, so schwenken auch die Blenden 21, 22
in der
gleichen Richtung. Hierdurch wird erreicht, daß Gegenlicht, welches aus einem vom
Scheinwerfer nicht beleuchteten Teil des Raumes kommt, nicht zu den Fotodioden gelangen
kann und somit wirkungslos bleibt. Die Aufteilung der schwenkbaren Blende in zwei
schmale Streifen 21, 22 ist vorteilhaft, weil dadurch der Lichteinfall auf
den Spiegel 9
weniger beeinträchtigt wird, als durch eine einteilige breite
Blende.
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Am unteren Ende der Welle 1 ist ein Schaltmagnet
15 befestigt, dessen Schaltstift 16 exzentrisch zur Welle
1 angeordnet ist. Erhält der Magnet Strom, so tritt der Schaltstift von oben
in den Bereich einer mit Schlitzen versehenen Schaltscheibe (Malteserkreuz) 34 (F
i g. 4), die am oberen Ende einer Welle 33 sitzt. Ein Zahnrad 32 auf der Welle 33
greift in ein Zahnrad 31 ein, das auf einer zur Welle 33 parallelen
Welle 26 befestigt ist. Ein weiteres Zahnrad 25
auf dieser greift in
eine Verzahnung 24 des Segmentes 19 ein. Bei stromdurchflossenem Magnet
15 wird somit die Schaltscheibe 34 mit jeder Umdrehung der Welle
1 um einen Schlitz weitergeschaltet; diese Bewegung wird durch das vorbeschriebene
Getriebe auf das Segment 19 in der Weise übertragen, daß der Stift 20 mit
den Blenden 21, 22 - und mit diesen die Licht-Schatten-Grenze des Scheinwerfers
-schrittweise nach rechts geschwenkt wird. Dabei dreht sich die Welle 26, von oben
gesehen, entgegen dem Uhrzeigersinn und spannt eine Feder 28, welche in einer Umfangsnut
einer Scheibe 27 liegt und einerseits an dieser Scheibe, andererseits an einem Festpunkt
(F i g. 4) befestigt ist. Tritt der Schaltstift 16
aus dem Schlitz der Schaltscheibe
34 aus, so sucht die Feder 28 die Scheibe 27 im Uhrzeigersinn
zu drehen, bis ein auf ihr angeordneter Stift 29 auf einen ortsfesten Anschlag
30 trifft. Dadurch würden die Blenden 21, 22 in ihre linke Grenzstellung
geschwenkt werden. Um dies zu verhindern, ist die Welle 33 über eine Klinke
37, die an einem Hebel 36
der Welle 33 sitzt, an einem Klinkenrad
38 abgestützt (s. auch F i g. 5). Das Klinkenrad 38 ist auf einer
zur Welle 33 koaxialen Welle 39 angeordnet, welche außerdem ein Sperrad
50 trägt, das ebensoviel Sperrstifte 51 aufweist wie das Klinkenrad
38
Klinkenzähne. Zwischen die Sperrstifte 51 greift die Sperrnase 55
eines Spert'hebels 52 ein, der auf einer Achse 53 schwenkbar gelagert ist.
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Auch das Klinkenrad 38 wird periodisch durch ein Schrittschaltwerk
angetrieben, das phasengleich zu dem Schrittschaltwerk 16, 34 läuft. Das
Schaltwerk für das Klinkenrad 38 besteht aus einer mit Schlitzen versehenen
Scheibe 40 (F i g. 6) auf der Welle 39 in Verbindung mit einer Schaltscheibe
41 auf einer Welle 42, welche über Zahnräder 43, 44 und
45, letzteres auf der Welle 46 angeordnet, vom Motor 49
angetrieben
wird. In das Klinkenrad 38 greift ein Schaltstift der Scheibe 41 ein.
Durch eine Exzenterkurbel 54 auf der Welle 42 wird der Sperrhebel
52
periodisch in der Weise angetrieben, daß die Sperrnase 55 aus den
Sperrstiften 51 ausgehoben wird, solange sich der Schaltstift 41 in
einem Schlitz der Scheibe 40 befindet.
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Der vorbeschriebene Mechanismus arbeitet in folgender Weise: Durch
das Schrittschaltwerk 40, 41
wird das Klinkenrad 38 fortlaufend in Schritten
entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben. Es gestattet der Klinke 37, unter
dem Einfluß der Feder 28 dem Klinkenrad 38 schrittweise zu folgen
und dadurch die Blenden 21, 22 - und mit ihnen die Licht-Schatten-Grenze
des Scheinwerfers - schrittweise nach links zu schwenken, bis die Federkraft durch
den Anschlag 30 aufgenommen wird, d. h. bis die Licht-Schatten-Grenze des
Scheinwerfers sich in ihrer linken Grenzstellung befindet.
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Wird bei Auftreten von Gegenlicht der Magnet 15 betätigt, so übernimmt
jeweils in der zugehörigen Schaltperiode .das Schrittschaltwerk 16, 34 die
schrittweise Bewegung der Blenden 21, 22 und der Licht-Schatten-Grenze des
Scheinwerfers, die nunmehr aber nach rechts erfolgt. Dabei springt, da das Klinkenrad
38 nach wie vor gleichzeitig im Uhrzeiger-Gegensinn angetrieben wird, die Klinke
37 um zwei Klinkenzähne weiter.
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F i g. 7 zeigt den zeitlichen Ablauf, F i g. 8 und 9 die zugehörigen
Schaltungen. Die Gesamttaktzeit für eine Periode ist T. Ein Teil davon ist die Erkennungsphase
E. Darauf folgt die Schaltphase S des Magneten 15 und die Bewegungsphase
B der Blenden 21, 22. Diese kann sich etwas mit der Erkennungsphase E überschneiden,
da durch die laufende Drehung der Erkennungsvorrichtung die linke Lage im allgemeinen
erst am Ende der Erkennungsphase erreicht wird.
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Die Fotodioden 11, 12 wirken parallel über einen Verstärker
60 und ein Konjunktionsglied 61 auf ein Flip-Flop 62. Das Glied 61
wird über den Kollektor 2 während der Erkennungsphase E freigegeben. Nach Beendigung
der Erkennungsphase E wird über den Kollektor 3 ein Schaltimpuls gegeben, der zeitlich
in unmittelbar aufeinander folgende Impulse 3.1,
3.2 und
3.3 aufgeteilt wird. Dies geschieht- über Verzögerungsglieder 65, 66 und über ein
Sperrglied, das aus einem Konjunktionsglied 68 in Verbindung mit einem Negationsglied
67 besteht. Der Impuls 3.1 setzt über das Glied 68 das Flip-Flop 64 auf 0. Der verzögerte
Impuls 3.2 überträgt über das Konjunktionsglied 63 die Einstellung des Flip-Flop
62 auf das Flip-Flop 64 und sperrt zugleich über das Negationsglied 67 das Glied
68. Der abermals verzögerte Impuls 3.3 setzt anschließend das Flip-Flop 62 auf 0.
Das Flip-Flop 64 speichert somit die Position des Flip-Flop 62 während der Schalt-
und Bewegungsphase. Vom Flip Flop 64 wird der Magnet 15 geschaltet, und zwar wird
während der Schaltphase S die Ansprechwicklung 15.1 über ein Konjunktionsglied 69
und einen starken Verstärker 71, gesteuert durch den Kollektor 4, an Spannung gelegt.
Die Haltewicklung 15.2 wird über einen schwächeren Verstärker 72 durch das Flip-Flop
64. während seiner ganzen Einschaltzeit an Spannung gehalten.
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F i g. 9 zeigt die Steuerung der Lampe 70 des Scheinwerfers, deren
durch den Kollektor 5 zugeführter Strom über den Kollektor 6 während der Erkennungsphase
unterbrochen wird.