DE2819539A1 - Reflektor fuer beleuchtungs- und/oder anzeigevorrichtungen, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Reflektor fuer beleuchtungs- und/oder anzeigevorrichtungen, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

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DE2819539A1 DE19782819539 DE2819539A DE2819539A1 DE 2819539 A1 DE2819539 A1 DE 2819539A1 DE 19782819539 DE19782819539 DE 19782819539 DE 2819539 A DE2819539 A DE 2819539A DE 2819539 A1 DE2819539 A1 DE 2819539A1
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Description

Patentanwalt
Dipl. Ing. H Weidmann, Dipl. Ph«. Df. K. Ffnoc-Dipl. Inp. F. A. Weickmenn, Dipl. Chew. B. Kuber
Dr.-Ing. H. Liste
Möhlsfralje 22, SOCO Müntfien 86
I1IAT Societd per Azioni - 3. Mal
Corso Marconi, 10
Turin, Italien
Reflektor"für Beleuchtungs- und/oder Anzeigevorrichtungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
Die Erfindung betrifft einen Reflektor, insbesondere zur Verwendung in den Scheinwerfern, Seitenleuchten und/oder den Anzeigelampen eines Kraftfahrzeuges.
Derzeit werden Reflektoren aus nichttransparenten Materialien wie Metallen, beispielsweise Stahl oder eloxiertem Aluminium hergestellt, die lackiert oder mit einem Metallüberzug versehen, z.B. verchromt werden, um eine blanke Oberfläche zu erhalten. Die Verfahren zu ihrer Herstellung sind jedoch recht kompliziert, so daß derartige Reflektoren vergleichsweise teuer sind. Darüberhinaus besitzen Reflektoren dieser Art den Nachteil, daß sie im Laufe der Zeit durch korrosionsfordernde Wirkstoffe angegriffen werden und ihr Reflexionsvermögen sich nach wenigen- Jahren derart verschlechtert, daß sie sich zur Erfüllung ihrer bestimmungsgemäßen Funktion nicht mehr eignen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Reflektor zu schaffen, der die vorangehend beschriebenen Nachteile nicht aufweist. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
Der Reflektor gemäß der Erfindung besteht also aus einem transparenten Material, beispielsweise aus Glas oder einem Kunststoff, das nach seiner Formung keine weitere Behandlung erfor-
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dert und durch korrosionsfördernde atmosphärische Wirkstoffe nicht wesentlich angegriffen wird. Reflektoren dieser Art können zu niedrigeren Kosten hergestellt werden als konventionelle Reflektoren, da sie außer einem Guß- oder Spritzgußvorgang keine weiteren Bearbeitungsschritte erfordern.Ausserdem ist die Befestigung des Körpers eines solchen Reflektors wesentlich einfacher als die Befestigung konventioneller Metallreflektoren, da das verwendete Material,^insbesondere Kunststoffmaterial, in den Verarbeitungsmöglichkeiten wesentlich vielseitiger ist als Metall, so daß der Reflektor mit Verrippungen und/oder Vorsprüngen versehen werden kann, die seine Montage erleichtern.
Erfindungsgemäß gestaltete Reflektoren, die aus transparentem Material gebildet sind, durch welches das Licht nach Reflektion hindurchtritt, können gleichzeitig als Farbfilter zur Änderung der Farbe des von einer Lichtquelle ausgestrahlten Lichts· dienen, die sich in der Lampe befindet, von der der Reflektor ein Bestandteil ist.
Ein weiterer Vorteil des Reflektors gemäß der Erfindung besteht darin, daß er - falls er aus einem einen Isolator darstellenden Kunststoffmaterial hergestellt ist - als Kontaktträger oder Lampenfassung dienen kann oder daß der Körper der Lampe selbst, von welcher der Reflektor einen Bestandteil bildet, aus demselben transparenten Material wie der Reflektor und gegebenenfalls einstückig mit diesem hergestellt werden kann.
Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert:
Fig. 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung bildenden Reflektor für die Scheinwerfer eines Kraftfahrzeuges,
Fig. 2 zeigt einige Elemente von Fig. 1 in Detaildarstellung, Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellenden Reflektor, der
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ebenfalls für Scheinwerfer eines Kraftfahrzeuges bestimmt ist,
Fig. 4 zeigt die Schnittzeichnung eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das als Kraftfahrzeug-Anzeigelampe dient,
Fig. 5 zeigt einen Teil des Ausführungsbeispiels gemäß Fig.4 in vergrößertem Maßstab.
In Fig. 1 und 2 sind eine Glühbirne 2 zur Lichterzeugung sowie ein erfindungsgemäß gestalteter Reflektor 4 dargestellt, der eine im wesentlichen parabolische Form besitzt.
Die optische Achse der Lampe 2 und des Reflektors 4 ist durch eine Linie 6 gekennzeichnet, die durch das Zentrum der Glühbirne 2 verläuft.
Die innere Oberfläche 8 des Reflektors 4 ist mit einer Vielzahl konzentrischer kreisringförmiger Rippen mit dreieckförmigem Querschnitt ausgestattet. Sie ergeben eine Reflektionswirkung, die der Reflektion gleicht, die bei bekannten Reflektoren durch Metallisierung der inneren Oberfläche des parabolischen Körpers erzielt wird.
Jeder der kreisringförmigen Rippen mit dreieckförmigem Querschnitt ist durch zwei Flächen begrenzt. Einige dieser Flächen sind in Fig. 2 mit Bezugszeichen versehen. Die Bezugszeichen 10, 12 und 14 bezeichnen radial nach innen zu der Glühbirne 2 weisende Flächen, während die Bezugszeichen 16, 18 und 20 Flächen bezeichnen, die von der Glühbirne 2 wegweisen.
Die Flächen 10, 12 und 14 der kreisringförmigen Rippen, die radial nach innen zu der Glühbirne 2 weisen, sind jeweils Teil einer Schar von Zylinderflächen, deren gemeinsame Achse mit der optischen Achse 6 der Lampe und des Reflektors zusammenfällt. Die anderen Flächen 16, 18 und 2o der Rippen, die von der glühbirne wegweisen, sind Teile von Kegelflächen,
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deren Scheitel in der Nähe des Fadens der Glühlampe liegt und deren Achse im wesentlichen mit der optischen Achse der Lampe und des Reflektors zusammenfällt.
Über der Öffnungsfläche des parabolischen Reflektors 4 befindet sich ein transparentes Element 26, durch das bei Betrieb der Lampe Licht von der Glühbirne und dem Reflektor hindurchtritt.
Der Reflektor arbeitet in folgender Weise:
Es sei ein einzelner von der Glühbirne 2 emittierter Lichtstrahl 24 betrachtet. Ferner sei angenommen, daß die Lichtquelle in einem einzigen Punkt 22 konzentriert ist. Der Strahl 24 trifft auf die zylindrische nach innen weisende Fläche 10, der innersten der konzentrischen kreisförmigen Rippen mit dreieckförmigen Querschnitt und wird beim Eintritt in das den parabolischen Reflektor bildende transparente Material gebrochen.
Die Position der Glühlampe muß so gewählt sein, daß der Einfallswinkel auf der Oberfläche 10 einen solchen Wert hat,daß der Lichtstrahl 24 nach seiner Brechung an dieser Oberfläche die äußere Oberfläche 9 des Reflektors mit einem Einfallswinkel erreicht, der größer ist als der Grenzwinkel der Totalreflektion, so daß er an dieser äußeren Oberfläche 10 totalreflektiert und durch das Reflektormaterial zu der anderen Oberfläche 16 der dreieckförmigen Rippe gelangt, auf welche er aufgetroffen ist. Wenn der Lichtstrahl 24 die Fläche 16 erreicht, ist sein Einfallswinkel gegenüber dieser kleiner als der Grenzwinkel, daher wird er gebrochen, wenn er bei dem Durchtritt durch diese Fläche in den Innenraum des Scheinwerfers selbst gelangt. Alle auf die Fläche 10 auftreffenden Lichtstrahlen verlaufen auf einem ähnlichen Pfad mit Ausnahme derjenigen, die vor ihrer Reflektion an der Oberfläche 9 sehr nahe der Fläche 16 auftreffen. Diese treten durch die Fläche 18 der benachbarten Rippe aus und sind daher nicht ge-
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nau parallel zur optischen Achse 6: Dies betrifft jedoch nur einen kleinen Teil des Lichts und die Abweichung von dem gewünschten Pfad ist sehr klein. Lichtstrahlen, die'auf die anderen zylindrischen Flächen des Reflektors auftreffen, folgen ähnlichen Pfaden, indem sie an der Oberfläche 9 eine Totalre-1" flektion erfahren und sodann durch Brechung in einen Pfad umgelenkt werden, der parallel oder zumindest im wesentlichen parallel zur optischen Achse des parabolischen Reflektorkörpers verläuft.
Um einen regelmäßigen "Verlauf der Lichtstrahlen zu erzielen, ist es erforderlich, daß sie bei ihrem Weg von der Glühbirne zu der äußeren Oberfläche 9 des Reflektors nicht auf die äusseren radialen Flächen 16, 18 und 20 der·Rippen mit dreieckförmigem Querschnitt auftreffen. Dies ist der Grund dafür,daß diese Flächen im wesentlichen den Mantelflächen von Kegelstümpfen entsprechen, da sie somit in jedem Punkt im wesentlichen parallel zur Richtung der von der Glühbirne ausgehenden Lichtstrahlen liegen.' Falls Abweichungen hiervon unvermeidlich sind, müssen sie so sein, daß die Oberfläche in Bezug auf die Lichtstrahlen derart geneigt ist, daß ihre Projektion die optische Achse 6 auf der Seite der Lichtquelle in größerer Nähe zum Scheitel des Parapoloids schneidet.
Außerdem dürf_en die von der äußeren Oberfläche 9 des Reflektors reflektierten Strahlen nicht wieder auf die radial nach innen weisenden Flächen 10, 12 und 14 auftreffen. Dies ist der Grund dafür, daß diese Flächen im wesentlichen als zylindrische Flächenelemente ausgebildet sind, deren Achsen im wesentlichen parallel zur optischen Achse 6 verlaufen.
Die von der in Fig. 1 und 2 dargestellten Lampe ausgehenden Lichtstrahlen laufen damit alle im wesentlichen parallel zur optischen Achse durch das transparente Element 26. Wenn der Reflektor 4" aus einem in geeigneter Weise eingefärbten Material hergestellt ist, kann er also sowohl als Reflektor wie auch als Farbfilter dienen. Dies ist besonders dann von Nut-
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zen, wenn die gewünschte Farbänderung, beispielsweise aus ästhetischen Gründen oder aus Gründen der Zulassung nicht durch Einfärbung des äußeren transparenten Elementes 26 erzielt werden kann. Wenn beispielsweise der Reflektor 4 eine leicht blaue Farbe besitzt, das transparente Element 26 färb-" los ist und die Glühbirne 2 zu einer gelben Farbe tendiert, führt das Zusammenwirken all dieser Elemente zur Erzeugung eines (aus dem transparenten Element26 austretenden) Lichts von vollständig weißer Farbe mit einem kontinuierlichen linearen Spektrum über einen großen Wellenlängenbereich.
Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem es sich wiederum um einen Scheinwerfer handelt. Mit Elementen von Fig. 2 übereinstimmende Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen wie diese. Man erkennt, daß bei diesem Ausführungsbeispiel die kreisringförmigen Rippen modifiziert "sind und flache Rückenflächen, also im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt, besitzen. Zwei dieser Rückenflächen, die mit 28 und 30 bezeichnet sind, werden ausführlich erläutert.
Diese flachen Rückenflächen dienen zur Erzeugung einer diffuseren Reflektion und einer Teilbrechung der von der Lichtquelle 22 ausgesandten Strahlen. Statt flache Rückenflächen vorzusehen, kann dieses Ergebnis auch dadurch erzielt werden, daß die Oberfläche der Rippen in geeigneter Weise z.B.. durch Einritzen oder Eingravieren bearbeitet wird oder dadurch, daß linsenförmige Ansätze oder Vorsprünge vorgesehen sind. Diese können entweder an den inneren oder den äußeren Oberflächen des parabolischen Reflektors 4 angebracht sein.
Die in Fig. 3 dargestellte Variante arbeitet in folgender Weise: Einige der von der Lichtquelle 22 ausgesandten Straheln, z.B. der Strahl 24, werden in derselben Weise reflektiert wie dies anhand von Fig. 1 und 2 beschrieben wurde, da sie auf die zylindrischen nach innen weisenden Flächen der kreisförmigen Rippen auftreffen und innen an der äußeren Oberfläche
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des parabolischen Reflektors 4 reflektiert werden. Andere mit 32 und 34 bezeichnete Strahlen treffen auf die flachen Rückenflächen 28 und 30 auf und werden derart gebrochen, daß sie auf der äußeren Oberfläche 9 mit einem Einfallswinkel auftreffen, der kleiner ist als der Grenzwinkel. Infolgedessen werden die Strahlen an dieser Oberfläche nicht reflektiert sondern gebrochen und treten aus der Rückseite des Reflektors aus. Diese Strahlen können bei VorderScheinwerfern zur Beleuchtung des Motorraumes dienen. Bei Rücklichtern oder rückseitigen Anzeigelampen können sie zur Beleuchtung des Kofferraumes dienen. (Bei Kraftfahrzeugen mit Heckmotor sind diese Rollen selbstverständlich vertauscht).
Fig. 4 und 5 zeigen Querschnittszeichnungen eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das sich insbesondere zur Verwendung als Anzeigelampe eignet. Fig. 4 zeigt eine Lampe 35 mit einem Grundkörper 36 an dem ein transparentes Element 38 befestigt ist, das als Linse dient. In einer Lampenfassung 40 ist eine Glühbirne 42 montiert. Zur Erläuterung sei angenommen, daß das Licht dieser Glühbirne von einer Punktquelle 44 ausgehe.
In dem Lampenkörper ist ein aus transparentem Kunststoffmaterial gefertigter Reflektor 48 montiert. Er besitzt eine gekrümmte Innenfläche 42 mit sphärischer Form, deren Krümmungszentrum näherungsweise im selben Punkt liegt wie die Lichtquelle 44 und deren durch eine unterbrochene Linie 46 angedeutete optische Achse durch dieses Zentrum 44 verläuft. Der Reflektor ist an dem Körper 36 mittels einer Schraube 50 befestigt.
Die äußere Oberfläche des allgemein mit 54 bezeichneten Reflektors ist mit einer Vielzahl von Rippen 54a versehen, die sich um den Reflektor in konzentrischen Kreisen erstrecken, und deren Querschnitt im wesentlichen dreieckförmig ist, derart daß sich eine Reflektionswirkung ergibt, wie sie bei Anzeigelampen bekannter Art durch Metallisierung der inneren
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Oberfläche des Reflektors erzielt wird. Aus Fig. 5 ist erkennbar, daß nur die in radialer Richtung außen Hegenden Rippen wirklich dreieckförmigen Querschnitt haben, während die beiden in radialer Richtung innen liegenden Rippen flache Rückenflächen 62 und 64 besitzen und durch eine Talfläche voneinander getrennt sind, die ebenfalls flach ist und parallel zu den Rückenflächen liegt. Die Rückenlinien der äußeren Rippen sind mit 61 bezeichnet.
Die Rippen 54a mit dreieckförmigem Querschnitt sind so geformt, daß sowohl die in radialer Richtung außen liegende Fläche 58 als auch die nach innen weisende Fläche 56 mit einer von der Lichtquelle 44 ausgehenden und durch die Rückenlinie 61 laufenden geraden Linie einen Winkel bilden, der zwischen 39° und 49° liegt, so daß ein Lichstrahl 60 der Lichtquelle 44, der im wesentlichen senkrecht auf die Innenfläche 52 auftrifft, in den Körper 48 des Reflektors eindringt und auf die radial nach innen v/eisende Fläche 56 mit einer Neigung auftrifft, die größer ist als der Grenzwinkel. Dieser Strahl wird infolgedessen von der Fläche 56 zu der Fläche 58 reflektiert auf die er ebenfalls mit einem Winkel auftrifft, der größer ist als der Grenzwinkel, so daß er zur Lichtquelle zurückgeworfen wird. Lichtstrahlen der Quelle 44, die nach dem Durchtritt durch die innere Oberfläche 52 auf eine radial nach außen weisende Fläche 58 einer Rippe 54a auftreffen,werden entsprechend zu der in radialer Richtung inneren Fläche 56 und von dort zurück zur Lichtquelle 44 reflektiert. Lichtstrahlen, die auf die Seiten der beiden innersten Rippen auftreffen, werden in gleicher Weise reflektiert. Lichtstrahlen jedoch, die wie die mit 70, 72 und 74 bezeichneten Strahlen auf eine der flachen Rückenflächen 62 und 64 oder auf die flache Talfläche 68 auftreffen, werden lediglich gebrochen und treten aus der Rückseite der Lampe aus, so daß sie als Beleuchtung für den dahinterliegenden Fahrzeugraum dienen können, d.h. des.Motorraumes bzw. des Kofferraumes bei einem Kraftfahrzeug mit Frontmotor, wenn die Lampe eine vordere bzw. hintere Anzeigeleuchte ist.
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Die rückwärtige Lichtstreuung kann alternativ auch dadurch erreicht werden, daß die innere oder äußere Oberfläche des sphärischen Reflektors 48 in geeigneter Weise bearbeitet wird. Dies kann beispielsweise durch Einritzen oder Eingravieren oder dadurch geschehen, daß linsenförmige Vorsprünge oder Ausnehmungen angebracht werden.
Obwohl die durch die Flächen 10, 12, 14, 16, 16 und 20 von Fig. 2 und 56 und 58 von Fig. 5 definierten Oberflächenmerkmale als Rippen mit dreieckförmigern Querschnitt beschrieben wurden, können sie ebensogut als dreieckförmige Nuten angesehen werden, in-dem man die entsprechenden Flächen zu verschiedenen Paaren gruppiert. Dies trifft insbesondere auch auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 zu, bei dem die Innenfläche des Reflektors als eine mit in gegenseitigem Abstand angeordneten dreieckförmigen Nuten versehene Fläche beschrieben werden kann, statt sie als eine mit im wesentlichen trapezförmigen Rippen versehene Fläche zu betrachten.
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Claims (15)

  1. Patentansprüche
    Reflektor für Beleuchtungs- und/oder Anzeigevorrichtungen, insbesondere für Lampen von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Körper (4, 48) aus transparentem Material besitzt, der auf wenigstens einer seiner Oberflächen (9, 8, 27, 52, 54) eine Vielzahl kreisringförmiger Rippen (8, 58) oder Nuten mit im wesentlichen dreieckförmigen Querschnitten besitzt,, die durch zwei 'Gruppen von gegeneinander geneigten Flächenscharen (10, 12, 14;16, 18,20; 56, 58) definiert sind.
  2. 2. Reflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (4) aus transparentem Material in axialer Richtung gekrümmt ist und daß die in radialer Richtung nach innen weisenden Oberflächen jeder der dreieckförmigen Rippen im wesentlichen die Form elementarer Zylinder aufweisen, deren Achsen parallel zur optischen Achse des Reflektors liegen.
  3. 3. Reflektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in radialer Richtung nach außen weisenden Oberflächen (16, 18, 20) die Form elementarer Kegelstümpfe besitzen, deren Scheitel in der Nachbarschaft der angenommenen Position der Lichtquelle der Lampe liegt, und deren Achsen im wesentlichen parallel zur optischen Achse des Reflektors verlaufen.
  4. 4. Reflektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß auf wenigstens einer der äußeren oder inneren Oberflächen des Körpers aus transparentem Material eine Vielzahl von Oberflächenunregelmäßigkeiten angebracht sind, die von der Form der genannten dreieckförmigen Rippen oder Nuten abweichen. . .
  5. 5. Reflektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche zur Erzeugung der genannten Unregelmäs-
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    sigkeiten mit Einschnitten oder Einritzungen versehen ist.
  6. 6. Reflektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unregelmäßigkeiten der Oberflächen aus linsenartigen Vorsprüngen oder Ausnehmungen bestehen.
  7. 7- Reflektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unregelmäßigkeiten der Oberflächen aus Kerben bestehen.
  8. 6. Reflektor nach einem der Ansprüche 1 bis7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der mit im wesentlichen dreieckförmigem Querschnitt versehenen Rippen flache Rückenflächen besitzen, derart daß für einige der von der Lichtquelle einer den Reflektor beinhaltenden Lampe ein optischer Pfad gebildet ist, über den diese Strahlen durch den Körper aus transparentem Material hindurchtreten,statt von ihm reflektiert zu werden.
  9. 9. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das den Reflektor bildende transparente Material eingefärbt ist, derart daß das Spektrum des auftreffenden Lichts bei der Reflektion geändert wird.
  10. 10. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Seite der dreieckförmigen Rippen oder Nuten begrenzenden Flächen Teile einer Schar von Kegelflächen sind, deren gemeinsame Achse im wesentlichen mit der optischen Achse des Reflektors zusammenfällt.
  11. 11. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Seiten der. dreieckförmigen Rippen oder Nuten gebildeten Winkel gegenüber einer Linie, die den Brennpunkt des Reflektors mit dem Rücken oder Scheitel der Rippe bder Nut verbinder, zwischen 39° und 49° liegen.
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  12. 12. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er Bestandteil einer Kraftfahrzeuglampe ist.
  13. 13. Kraftfahrzeuglampe nach Anspruch 12, dadurch ge-" kennzeichnet, daß der Reflektor mit Mitteln zur Halterung der Glühbirne der Lampe versehen ist.
  14. 14. Kraftfahrzeuglampe nach Anspruch 12 oder 13? dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor mit Mitteln ausgestattet ist, die unmittelbar die mit den Kontakten einer auswechselbaren Glühbirne zusammenwirkenden Kontaktelemente tragen.
  15. 15. Kraftfahrzeuglampe nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor einstückig mit einer transparenten Frontscheibe der Lampe ausgebildet ist.
    8O98AS/0S19
DE2819539A 1977-05-10 1978-05-03 Reflektor für Scheinwerfer, insbesondere für Kraftfahrzeugleuchten Expired DE2819539C2 (de)

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