DE3232731A1

DE3232731A1 - Scheinwerfer

Info

Publication number: DE3232731A1
Application number: DE19823232731
Authority: DE
Inventors: Georg Ing.(grad.) 2000 Hamburg Ostermann
Original assignee: Ostermann Apparatebau Kiel GmbH
Current assignee: Ostermann Apparatebau Kiel GmbH
Priority date: 1982-09-03
Filing date: 1982-09-03
Publication date: 1984-03-08
Also published as: GB2129535A; GB2129535B

Description

232731

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer, bestehend 'aus einem Gehäuse, einem Haupt-Hohlspiegel, mehreren Hilfs- - Hohlspiegeln und mehreren Lampen als Strahlungsquellen.

Aufgrund bekannter bzw. realisierbarer optischer Gesetzmäßigkeiten ist es zur Erzeugung einer geforderten Scheinwerferlichtverteilung im Lichtstrahl bzw. im angeleuchteten Ziel unter Zugrundelegung eines optimierten Gesamtwirkungsgrades'erforderlich, daß die an der Strahlenbündelung beteiligten Hauptelemente, nämlich der Scheinwerfer-Haupt-Hohlspiegel, vorzugsweise ein Parabolspiegel, die zur Energieumsetzung erforderliche Lampe als Strahlungsquelle und der zur Wirkungsgradoptimierung erforderliche Hilfs-Hohlspiegel optisch und lichttechnisch optimal aufeinander abgestimmt sind. Bei Zugrundelegung eines Haupt-Hohlspiegels mit gegebener Brennweite und Durchmesser, einer Lampe mit gegebenen Abmessungen der an der Emission beteiligten Elemente und zur Optimierung des Wirkungsgrades hierauf angepaßten Hilfs-Hohlspiegels ergibt . sich eine hierdurch bestimmte Lichtverteilung in dem vom Scheinwerfer abgegebenen Lichtstrahl. Diese Lichtverteilung wird bestimmt durch die Brennweite des Haupthohlspiegels und den Abmessungen der an der Emission beteiligten Lampenelemente. Diese sind in der einmal festgelegten Spiegel-Lampenkombination nicht veränderbar und bestimmen somit die Lichtverteilung.

Bekannte Verfahren, wie z.B. die Lichtverteilung durch Defokussierung der Lampe, d.h. Herausrücken des lichtemittierenden Lampenteils aus dem Spiegelbrennpunkt, ergibt nur begrenzte Erfolge, da hierdurch das System nicht mehr aufeinander abgestimmt ist. Dies tritt besonders dann in Erscheinung, wenn

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Ir

ein sehr stark gebündelter Lichtstrahl in einen weit gestreuten Lichtstrahl aufgestreut werden soll. Abgesehen von einem Wirkungsgradverlust ergibt sich hierbei ein Lichtstärkeeinbruch in Strahlenmitte, so daß das Ziel nicht mehr optimal, d.h. gleichmäßig ausgeleuchtet ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Scheinwerfer zu schaffen, bei dem der Scheinwerfer-Haupt-. Hohlspiegel, die zur Energieumsetzung erforderliche Lampe und der zur Wirkungsgradoptimierung erforderliche Hilfs-Hohlspiegel optisch und lichttechnisch optimal aufeinander so abgestimmt sind, daß bei einer dem jeweiligen Verwendungszweck anpaßbaren und in optimaler Art und Weise veränderbaren Lichtverteilung durch Veränderung der Dimensionen der an der Lichtemission beteiligten Elemente das angestrahlte Ziel optimal, d.h. gleichmäßig, ausgeleuchtet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Scheinwerfer gemäß der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, der erfindungsgemäß in der Weise ausgebildet ist,, daß in dem Innenraum des Scheinwerfergehäuses vor.dem Haupt-Hohlspiegel ein Traggestell mit einem von Hand.oder motorisch um eine quer zur optischen Achse des Scheinwerfers verlaufende Drehachse verdrehbaren, kreisscheibenartigen Lampenträger angeordnet ist, der eine Anzahl von einzeln in den Brennpunkt des Haupt-Hohlspiegels verschwenkbaren und in dem Brennpunkt fixierbarer je· nach Lichtverteilung des Scheinwerfers an diese Lichtverhältnisse angepaßten Lampen mit unterschiedlichen lichttechnischen Eigenschaften trägt.

Mit einem derart ausgebildeten Scheinwerfer, bei dem der Haupt-Hohlspiegel und mehrere Lampen als Strahlungsqueller.

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die wahlweise in den Brennpunkt des Haupt-Hohlspiegels einbringbar sind, miteinander kombiniert sind, werden die bei • den herkömmlichen Scheinwerfern gegebenen Nachteile vermie- .

den. Wird eine an den jeweiligen Verwendungszweck angepaßte Lichtverteilung gefordert und wird davon ausgegangen, daß der in einem Gerät vorhandene Haupt-Hohlspiegel nicht veränderbar ist, kann die Lichtverteilung in optimaler Art und Weise nur dann verändert werden, wenn die Dimensionen der an der Lichtemission beteiligten Elemente verändert werden und dies wird dadurch erreicht, daß Lampen mit unterschiedlichem Emis.sionsverhalten je nach gewünschter Lichtverteilung in den Brennpunkt des Haupt-Hohlspiegels eingeschwenkt werden,

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 einen Scheinwerfer, teils in Ansicht, teils in einem senkrechten Schnitt,

F i g. 2 den Scheinwerfer in einer Ansicht von- vorn, F i g. 3 und Fig. 4 Lampen mit unterschiedlich gestalteten Filamenten und

F i g. 5 eine Lampe mit einem Gasentladungsbogen mit sehr kleiner Abmessung, aber hoher Leuchtdichte.

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Scheinwerfer 100 besteht aus einem Gehäuse 10, welches vorderseitig mittels eines Abdeckglases 15 verschlossen ausgebildet ist und einem in seinem Innenraum 11 benachbart zur Gehäuserückwand 12 angeordneten Haupt-Hohlspiegel 20, der als Parabolspiegel aus-

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gebildet ist. Die optische Achse des Haupt-Hohlspiegels 20 ist bei 21 und sein Brennpunkt bei 22 in Fig. 1 angedeutet. In dem Innenraum 11 des Scheinwerfergehäuses 10 ist ferner vor dem Haupt-Hohlspiegel 20 ein Traggestell 30 angeordnet, das einen um eine quer zur optischen Achse 21 des Haupt-Hohlspiegels 20 verlaufende Drehachse 32 verdrehbaren Lampenträger 21 trägt, der bei dem in Fig. 1 und 2 darge-. stellten Ausführungsbeispiel als kreisscheibenförmiger Körper ausgebildet ist und auf seinem Umfang eine Anzahl von Lampen 33, 33a,33b,33c als Strahlungsquellen trägt, wobei die Anordnung des Lampenträgers 31 mit seinen Lampen 3.3,33a, 33b,33c vor dem Haupt-Hohlspiegel 20 des Scheinwerfers derart getroffen ist, daß die Lampen 33,33a,33b,33c einzeln in den Brennpunkt 22 des Haupt-Hohlspiegels 20 einschwenkbar sind.

Vorzugsweise ist der Lampenträger 31 in der optischen Achse 21 des Haupt-Hohlspiegels 20 drehbar auf dem Traggestell 30 angeordnet.

Die Lampen 33,33a,33b,33c können gleichartig jedoch auch Verschiedenart ausgebildet sein. So besteht die Möglichkeit, daß die einschwenkbaren Lampen als Glühfadenlampen oder als nach dem Gasentladungsprinzip arbeitende Lampen ausgebildet sind. Die in den Brennpunkt 22 des Haupt-Hohlspiegels 20 einschwenkbaren Lampen können jedoch auch teils als Glühfadenlampen, teils als nach dem Gasentladungsprinzip arbeitende Lampen ausgebildet sein. Wesentlich ist jedoch, daß der Lampenträger 31 unterschiedliche Lampen mit voneinander abweichendem Strahlungsverhalten trägt. Durch Drehen des Lampenträgers 31 in der optischen Achse-21 und Einrasten in

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der jeweiligen Position, die eine eindeutige Lage der Strahlungselemente der Lampe zum Brennpunkt 22 des Haupt-Hohlspiej gels 20. gewährleistet, ist die jeweilige Lichtverteilung des Scheinwerfers wählbar. Hierbei werden beispielsweise Lampen mit unterschiedlichen Filamenten verwendet (Fig. 3 und 4). Bei der in Fig. 5 gezeigten Lampe handelt es sich um eine Ausgestaltung mit einem Gasentladungsbogen mit sehr kleiner Abmessung, jedoch hoher Leuchtdichte. Durch Einschwenken einer Lampe entsprechend der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform würde das Ziel mit einem sehr breiten,aber wenig hohen und mit einer Lampe entsprechend Fig. 4 mit einem sehr schmalen, aber sehr hohen und mit einer Lampe entsprechend Fig. 5 mit einem sehr engen konzentrischen Lichtstrahl ausgeleuchtet. Die Erzeugung der jeweiligen Lichtverteilungen erfolgt hierbei durch optimale Anpassung der jeweiligen optischen Komponenten zueinander bei bestmöglichem Wirkungsgrad.

Die in den Brennpunkt 22 des Haupt-Hohlspiegels 20 einzuschwenkenden Lampen 33,33a,33b,33c sind mit einem jeweils an die Lichtverteilungsverhältnisse der Lampe angepaßten Hilfs-Hohlspiegel 40 versehen. Lampe und Hilfs-Hohlspiegel stellen vorzugsweise eine Steck-Baueinheit dar, so daß ein Auswechseln der einzelnen Lampen mit ihren Hilfs-Hohlspiegeln in dem Lampenträger 31 möglich ist.

Das Einschwenken der einzelnen Lampen 33,33a,33b,33c in den Brennpunkt 22 des Haupt-Hohlspiegels 20 erfolgt durch Verdrehen des Lampenträgers 31 von Hand oder mittels einer elektromotorischen Antriebseinrichtung 36. Diese Antriebseinrichtung 36 steht über eine Antriebswelle 37 mit dem bei

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angedeuteten Zahnradtrieb in Verbindung. Neben dem Einschwenken der Lampen außerhalb des Gehäuses von Hand ist auch eine Fernbedienung vermittels einer elektrischen Fernsteuereinrichtung 60 möglich (Fig. 1).

Alle Lampen 33,33a,33b,33c stellen mit ihren jeweiligen Hilfs-Hohlspiegeln 40 eine Raumwinkelergänzung dar, die eine optimale Ausnutzung des imitierten. .Lichtstromes gewährleistet. Mit dem Einschwenken der jeweiligen Lampe erfolgt gleichzeitig das Zu- bzw. Umschalten der für die Lampe erforderlichen Spannungsversorgung. Jede Lampe 33,33a,33b,33c sreht somit mit einer für sie erforderlichen Spannungsversorgungseinrichtung_ 50 in Verbindung.

Da hinsichtlich des Einsatzes eines Scheinwerfers gegebenenfalls unterschiedliche Lichtverteilungskombinationen und damit unterschiedliche Lampenkombinationen gewünscht werden, ist der gesamte Lampenträger 31 als Baueinheit ausgebildet und auswechselbar gegen eine Baueinheit mit einer anderen Lampenkombination. Durch entsprechende elektrische Schaltelemente, die mit ihren Steuerfunktionen in dem Lampenträger 31 bzw. dem Traggestell 30 für den Lampenträger 31 vereinigt sind, werden die jeweiligen Lampen bei Einbringen in den Brennpunkt des Haupt-Hohlspiegels 20 ein- bzw. bei Umschaltung ausgeschaltet.

Eine weitere Ausführungsform ermöglicht eine ständige motorisch angetriebene Rotation des Lampenträgers 31 bei gleichzeitigem Einschalten aller Lampen 33 , 33a,33b,33c. Erfolgt die Umdrehung des Lampenträgers 31 mit einer Umdrehungszahl, die oberhalb des zeitlichen Auflösungsvermögens -des

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Auges liegt, ergibt sich im Ziel eine durch die energetische Integration der Lampenemissionen hervorgerufen durch die Integrationsfähigkeit des Auges eine optimale Lichtverteilung mit integriertem, ständig wechselndem Breitenmaxima und Breitenminima.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorangehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen. Abweichungen in der Anordnung, Ausgestaltung und Zuordnung des Lampenträgers 31 zum Haupt-Hohlspiegel 20 liegen ebenso im Rahmen der Erfindung wie eine andere Anzahl von auf dem Lampenträger 31 angeordneten Lampen, wobei jedoch die Gesamtanordnung immer so getroffen sein muß, daß die einzelnen Lampen in den Brennpunkt 22 des Haupt-Hohlspiegels 20 einschwenkbar sind.

Der besondere Vorteil der Verwendung eines in der optischen Achse des Haupt-Hohlspiegels drehbar angeordneten Lampenträgers besteht darin, daß dieser einerseits eine Vielzahl von Lampen mit unterschiedlichen lichttechnischen Eigenschaften aufnehmen kann und andererseits sind im Strahlengang des Haupt-Hohlspiegels keine den Strahlengang beeinflussenden Bauteile angeordnet.

Claims

Ostermann Apparatebau Kiel GmbH,
2080 Pinneberg

Titel
Scheinwerf ei·

10

15

Patentansprüche

(1A Scheinwerfer, bestehend aus einem Gehäuse, einem Haupt-Hohlspiegel, mehreren Hi Ifs-Hohlspiegeln und mehreren Lampen als Strahlungsquellen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Innenraum (11) des Scheinwerfergehäuses (10) vor dem Haupt-Hohlspiegel (20) ein Traggestell (30) mit einem von Hand oder motorisch um eine quer zur optischen Achse (21) des Scheinwerfers (100) verlaufende Drehachse (32). verdrehbaren, kreisscheibenartigen Lampenträger (31) angeordnet ist, der eine Anzahl von einzeln in den Brennpunkt (22) des Haupt-Hohlspiegels (20) verschwenkbaren und in dem Brennpunkt fixierbaren, je nach Lichtverteilung des Scheinwerfers an diese Lichtverhältnisse angepaßten Lampen (33,33a,33b,33c) mit unterschiedlichen lichttechnischen Eigenschaften träqt.

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2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der einschwenkbaren Lampen (33,33a,33b,33c) mit einem jeweils an die Lichtverte\1ungsverhältnisse der Lampe angepaßten Hi1fs-Hohlspiegel (40) versehen ist.
3. Scheinwerfer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einschwenkbaren Lampen (33,33a,33b,33c) als Glühfadenlampen ausgebildet sind.
4. Scheinwerfer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einschwenkbaren Lampen (33,33a,33b,33c) als nach dem Gasentladungsprinzip arbeitende Lampen ausgebildet sind.
5. Scheinwerfer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einschwenkbaren Lampen (33,33a,33b,33c) teils als Glühfadenlampen, teils als nach dem Gasentladungsprinzip arbeitende Lampen ausgebildet sind.
6. Scheinwerfer nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede in den Brennpunkt (22) des Haupt-Hohlspiegels (20) eingeschwenkte Lampe (33,33a,33b,33c) mit einer für sie erforderlichen Spannungsversorgungseinrichtung (50) verbunden ist.
7. Scheinwerfer nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lampenträger (31) mittels einer Fernsteuereinrichtung (60) verschwenkbar ausgebildet ist.

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8. Scheinwerf ei' nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lampen (33,33a,33b,33c) des Lam-

penträgers (31) mit ihren Hi Ifs-Hohlspicgeln (40) als mit dem Lampenträger (31) lösbar verbundene Steckbaueinheiten ausgebildet sind.
9. Scheinwerfer nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Lampenträger (31) mit seinen Lampen (33, 33a,33b,33c) als auswechselbare Baueinheit in dem Traggestell

(30) angeordnet ist.
10. Scheinwerfer nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Lampenträger (31) mit eingeschalteten Lampen (33,33a,33b,33c) ständig umlaufend mit einer oberhalb des zeitlichen Auflösungsvermögens des Auges liegenden Umdrehungszahl angetrieben ausgebildet ist.

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