DE3127250A1 - Reflektor fuer scheinwerfer von kraftfahrzeugen - Google Patents
Reflektor fuer scheinwerfer von kraftfahrzeugenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
- F21S41/32—Optical layout thereof
- F21S41/323—Optical layout thereof the reflector having two perpendicular cross sections having regular geometrical curves of a distinct nature
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- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Description
ε. 710
21 .5. 1981 Hk/Hm
ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1
Reflektor für Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Reflektor für Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen mit einer in einer Ebene divergierenden
Lichtverteilung. Um eine derartige Lichtverteilung eines Lichtbündels zu erhalten, sind zumeist Zylinderlinsen als
optisch wirksame Mittel an der Innenseite einer Streuscheibe angeordnet, die der Austrittsöffnung des Reflektors vorgesetzt
ist. Bei einer starken Neigung der Streuscheibe bezüglich der optischen Achse des Scheinwerfers in einer oder
in zwei Ebenen sind hierfür optische Mittel mit komplizierter Konfiguration erforderlich. Dies bedingt aufwendige
Preßformen für die Herstellung der Streuscheiben.
•Vorteile der Erfindung
Der Reflektor für Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen nach
der Erfindung bewirkt die in einer Ebene divergierende Licht-'verteilung,
so daß hierfür optische wirksame Mittel und folglich die Streuscheibe nicht mehr erforderlich sind.
Zweckmäßigerweise könnte das Reflektorinnere durch eine planparalle, optisch unwirksame Glasplatte geschützt werden,
deren Neigung praktisch keinen Einfluß auf die Lichtverteilung hätte. Dadurch, daß diese Scheibe keine optischen
Mittel aufweist, ergibt sich eine beachtliche Gewichtseinsparung des Scheinwerfers. Darüber hinaus
ist es vorteilhaft, daß nur noch eine geringe Anzahl von Reflektortypen erforderlich sind, um den Anforderungen
der Kraftfahrzeughersteller zu genügen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Zeichnung
Mehrere Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und in folgender Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen Figur 1 und 2 je einen horizontalen Meridianschnitt durch eine Reflektorfläche, wobei in Figur 1
noch die entsprechenden Horizontalschnitte durch zwei erzeugende konfokale Paraboloide eingezeichnet sind; in
Figur 3 ist der horizontale Meridian als eine beliebige Kurve vorgegeben; Figuren h und 5 zeigen für zwei verschiedene
Randkurven den Verlauf der Höhenlinien eines Reflektors entsprechend einer Randkurve wie in Figur 1;
Figur 6 zeigt die horizontalen Meridianschnitte duch eine Schar von erzeugenden Paraboloiden bei einer Geraden als
Randkurve; Figur T zeigt den entsprechenden Höhenlinienverlauf eines Reflektors gemäß Figur 6; und Figur 8 zeigt
. S.
den Weg einzelner Lichtstrahlen des Reflektors in Figur T in Drauf- und Seitenansicht.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 ist der horizontale Meridansehnitt eines Reflektors
mit einer als Hypberbel ausgebildeten Randkurve 10 dargestellt, wobei diese die horizontale Lichtverteilung
bestimmt. An die Randkurve 10 ist eine Schar von Rotationsparaboloiden derart angelegt, daß diese
einen gemeinsamen Brennpunkt 11 aufweisen und mit ihrem horizontalen Meridianschnitt die Randkurve 10 berühren.
Die nicht dargestellte Reflexionsfläche des Reflektors
ergibt sich als einhüllende Fläche der Schar von Rotationsparaboloiden, von denen der horizontale Meridianschnitt
eines ersten und zweiten Rotationsparaboloids und 13 eingezeichnet ist. Hierbei gilt, daß der Brennpunkt
der die Randkurve 10 bildenden Kegelschnittkurve identisch ist mit den Brennpunkten der erzeugenden Schar
von homofokalen Rotationsparaboloiden.
Die Meridianschnitte 12 und 13 unterliegen folgenden Gesetzmäßigkeiten: Der Winkel zwischen der positiven
x-Achse und dem Berührungspunkt, z.B. sei t. Dann läßt sich der Zusammenhang zwischen dem Drehwinkel r <les zugehörigen
Paraboloids gegen die x-Achse und dem Winkel t durch folgende Bezeichnung beschreiben:
2. £,. sin t ( 1+ £ . cos.'b)
N* (t) = t - arc tan
(1- £ ) + 2 £· cost (1+cos
£ bedeutet die numerische Exzentrizität der Kegelschnittrandkurve
.
3Ϊ27|50
Die Brennweite des zugehörigen'Paraboloids wird beschrieben
durch die Beziehung:
9 P0 (1+ €) (1+ £.cos t)
f (t) τ," = 2~ * (i+2-£«cos t +62)
Po bedeutet den Abstand des Scheitels der Randkurve vom
Brennpunkt.
Die Höhenlinien der Reflexionsfläche des Reflektors ergeben
sich als Einhüllende der Schnittkurven der Gesamtheit dieser Rotationsparaboloxde mit den Ebenen Έ. = konstant,
wobei die z-Achs.e senkrecht zur Zeichnungsebene steht.
In Figur k sind solche Höhenlinien für den Fall dargestellt,
daß die Randkurve 10 eine Hyperbel mit der Exzentrizität £= 1.2 ist, in Figur 5 für eine Ellipse als
Randkurve mit £= 0,8. Der gemeinsame Brennpunkt der Randkurve und der homofokalen Paraboloiden liegt dabei jeweils
im Koordinatenursprung·
In Figur 2 ist ein Beispiel gezeigt, bei dem die horizontale Meridianschnittkurve aus mehreren Kurventeilen zusammengesetzt
ist. Die äußeren Bereiche bestehen jeweils aus Geraden 20 und im Bereich des Reflektorhalses gehen
die Geraden 20 kontinuierlich, d.h. mit gleicher Tangente in einen Kreissektor 21 über. In gleicher Weise könnten
statt des Kreissektors auch ein Sektor eines andersartigen Kegelschnittes wie Ellipse, Parabel oder Hyperbel verwendet
werden. Ändern würde sich dadurch nur die von diesem Bereich vorgegebene horizontale Lichtverteilung
des vom Reflektor ausgesendeten Lichts. Dieser mittlere Bereich um den Lampenhals entspricht damit dem in Figur 1
beschriebenen Beispiel.
Auch an dem äußeren geraden Teil der Randkurve kann wieder eine Schar von homofokalen Paraboloiden so gelegt werden,
daß sie die Geraden 20 berühren.
3-1Z 725
Figur 6 zeigt - analog zu Figur 1 - die horizontalen Meri
dianschnitte dieser Paraboloide. Daraus ist ersichtlich, •wie sich als Einhüllende dieser Kurvenschar gerade die
■vorgegebene Ggerade als Randkurve ergibt. Kennzeichnet ob den Winkel des Radiusreflektors, bei dem der Kreis in
Figur 2 in die Gerade übergeht, so gilt im Bereich der Geraden zwischen dem Drehwinkel "ψ des Paraboloids gegen
die x-Achse und dem Winkel des Radiusvektors zum Berührungspunkt des Paraboloids mit der Geraden der Zusammenhang
:
γ =
Die Brennweite des zugehörigen Paraboloids beträgt:
= R . cos (t - eL) ·
1 ρ
Damit ist die Reflektorfläche festgelegt und die Höhenlinien
des Reflektors können berechnet werden, wie das am Beispiel in Figur 7 gezeigt ist. Der Verlauf einiger
Strahlen in einem solchen Reflektor ist in Figur 8 in Drauf- und Seitenansicht dargestellt. Die Horizontalstreuung
reicht von -U 5 Grad bis +i+5 Grad, während
die Vertikalstreuung 3JuIl ist, d.h. die Strahlen treten
breitgefächert ohne Vertikalstreuung aus dem Reflektor aus. Eine solche Lichtverteilung ist z.B. für Nebelscheinwerfer
wünschenswert.
Wie aus Figur 7 hervorgeht, verlaufen die Höhenlinie 71 des Reflektors im Bereich des geraden Teils 72 der Randlinien
parallel zu dieser. Das bedeutet, daß die Schnittkurven der Reflektorfläche mit Ebenen senkrecht zur Randkurve
Parabeln sind. Die Spur 73 einer solchen Schnitt-
'. ·- 31ΠΪ50
- tr-
.2-
ebene ist in Figur 7 eingezeichnet. Die Brennweite dieser Parabeln ist nach Figur 2 gegeben durch den Abstand R der
Eandkurre vom gemeinsamen Brennpunkt der Schar der Rotationsparaboloide,
der in Figur 2 mit dem Koordinatensystem zusammenfällt.
Ist der horizontale Meridianschnitt des Reflektors keine Gerade mehr, sondern eine beliebig geformte Randkurve 30
** = Ϊ* ( "t ) - wie in Figur 3 dargestellt - so kann man sich
diese Randkurve aus differentiell kleinen Abschnitten 31
as zusammengesetzt denken und das eben beschriebene
Prinzip auf jeden einzelnen Abschnitt c|$ anwenden.
Am Beispiel des Punktes P sieht das folgendermaßen aus:
Im Punkt P wird die Hormalebene 32 zur Tangente an die Rundkurve 33 gelegt. Der Abständiger Tangente vom festgelegten
Koordinatenursprung, (der gleichzeitig Ort der Lampenwendel
ist), gibt die Brennweite der Parabel, die in P ihren Scheitel hat und in der iJOrmalebene 32 zur Tangente
33 in P liegt. Die Achse der Parabel liegt senkrecht zur Tangente in P j in der Horizontale'
Parabel berührt die Reflektorfläche.
Tangente in P j in der Horizontalebene. Die so gewonnene
Eine ähnliche Parabel läßt sich auch für P benachbarte Punkte der Randkurve 30 konstruieren. Die innere Einhüllende
all dieser Parabeln bildet dann die Reflektorfläche, die ohne Vertikalablenkung die horizontale Lichtverteilung
bewirkt.
Claims (8)
- R. -'--.
21.5. 1981 Hk/HmROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1Ansprüchenj Reflektor für Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen mit einer in einer Ebene streuenden Lichtverteilung, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsfläche des Reflektors als einhüllende Fläche einer Schar von homofokalen Rotationsparaboloiden gebildet wird und daß jedes Rotationsparaboloid eine die Lichtverteilung des Reflektors bestimmende Randkürve berührt. - 2. Insbesondere Reflektor mit einer horizontalen Streuung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Randkurve die Lichtverteilung in horizontaler Richtung bestimmt.
- 3. Reflektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Randkurve eben ist.
- k. Reflektor nach, einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Randkurve wenigstens· teilweise eine Kegelschnittlinie ist. - 5. Reflektor nach Anspruch k, dadurch gekennzexchnet, daß der Brennpunkt der die Randkurve "bildenden Kegelschnittlinien identisch ist mit den Brennpunkten der erzeugenden Schar Ton homofokalen Rotationsparaboloiden.
- 6. Reflektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Randkurve eine Ellipse ist.
- 7· Reflektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Randkurve eine Hyperbel ist.
- 8. Reflektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Randkurve ein Kreisabschnitt mit je einem
seitlichen geraden Astist. j»
Priority Applications (4)
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DE19813127250 DE3127250A1 (de) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | Reflektor fuer scheinwerfer von kraftfahrzeugen |
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