DE376744C - Scheinwerfer, insbesondere fuer Kraftwagen o. dgl. - Google Patents

Description

(B₉₇₉₇I

Gegenstand der Erfindung ist ein Scheinwerfer, der die von einer künstlichen Lichtquelle, wie Glühlampe, elektrischen Lichtbogen, Flamme 0. dgl., herrührenden Lichtstrahlen in bestimmten Richtungen reflektiert. Der Scheinwerfer eignet sich -insbesondere für Kraftwagen o. dgl.

Zweck der Erfindung ist, eine gewisse beschränkte und vorher zu bestimmende Zerstreuung des Lichts in einer Ebene herbeizuführen, während eine genügende Konzentration des Lichts in einer zu der erstgenannten senkrecht stehenden Ebene herbeigeführt wird. Bei der Anwendung der Erfindung auf Scheinwerfer für Kraftwagen und andere Fahrzeuge ist der besondere Zweck der Erfindung, eine bestimmte wagerechte Zerstreuung des Lichts herbeizuführen, derart, daß die Gegenstände, die sich zur Seite der Fahrstraße befinden, noch genügend beleuchlet werden und zu vermeiden, daß alle reflektierten Lichtstrahlen in einem schmalen Lichtbündel von zu großer Lichtstärke in einer Richtung geworfen werden. Diese Wirkung soll erreicht werden, ohne daß gleichzeitig eine Zerstreuung des reflektierten

Lichts in senkrechter Richtung stattfindet und insbesondere, ohne daß reflektierte Lichtstrahlen nach oben geworfen werden.

Die Erfindung· besteht im wesentlichen in einer derartigen Ausbildung des Scheinwerfers und seiner das Licht zurückwerfenden Oberfläche, daß eine Anzahl verschiedener Zonen geschaffen wird, die so in bezug auf die Lichtquelle angeordnet werden, daß Strahlen ίο mit der gewünschten seitlichen Ablenkung reflektiert werden, während anderseits die gewünschte Konzentration der Lichtstrahlen in einer Ebene rechtwinklig zu der wagerechten Zerstreuungsebene herbeigeführt wird. In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.

Abb. ι stellt teilweise im Grundriß und teilweise im wagerechten Schnitt einen Kraftwagenscheinwerfer dar, bei dem das Licht ao wagerecht abgelenkt und gleichzeitig verhindert wird, daß eine Zerstreuung nach oben stattfindet. Die Abbildung zeigt gleichzeitig schematisch die Art und Weise, in welcher das Licht bei der wagerechten Ablenkung reflektiert wird.

Abb. 2 stellt schematisch Schnitte in senkrechten Ebenen durch die verschiedenen Zonen dar und zeigt ebenso die Richtungen, in denen die Lichtstrahlen in der senkrechten Ebene reflektiert werden.

Abb. 3 ist eine Vorderansicht in einer Richtung von ungefähr 45⁰ auf die senkrechte Mittelebene gesehen.

Bei dem Bau von Scheinwerfern für Kraft- | wagen hat man sich zuerst bemüht, eine möglichst starke Konzentration der reflektierten Lichtstrahlen herbeizuführen, zu dem Zwecke, eine starke Beleuchtung der Fahrstraße vor dem Wagen herbeizuführen. Weiter hat man darauf geachtet, daß nicht nach oben gerichtete Lichtstrahlen reflektiert werden, damit die Blendung der Augen entgegenkommender Fahrer vermieden wird. Während diese Wirkungen in befriedigender Weise erzielt worden sind, ist dabei aber gleichzeitig die Wirkung eingetreten, daß das beleuchtete Feld so schmal geworden und der Weg vor dem .Scheinwerfer so überaus hell beleuchtet worden ist, daß der Gegensatz zu der ' Dunkelheit außerhalb des beleuchteten Feldes ganz besonders stark wurde. Dies hat An- j laß zu der Gefahr gegeben, daß der Fahrer des Wagens, dessen Augen sich an die helle Beleuchtung der Strecke vor seinem Wagen gewöhnt hatten und infolgedessen weniger empfänglich für die schwachen Lichtstrahlen geworden waren, die von dem Bereich außerhalb des beleuchteten Feldes herkommen, nunmehr Personen nicht bemerken wird, die gerade im Begriff sind, unachtsam vor dem Wagen vorbeizugehen, und dies hat in der Praxis zu vielen Unglücksfällen geführt. Um derartige Unglücksfälle zu vermeiden, sind verschiedene Vorrichtungen vorgeschlagen worden, um das Licht zu zerstreuen. Die bisher bekannten haben aber einmal eine erhebliche Verringerung der Lichtwirkung auf die Strecke vor dem Wagen herbeigeführt und haben die Zerstreuung anderseits nicht auf die wagerechte Ebene, wo sie allein erforderlich ist, beschränkt, sondern haben Licht nach allen Richtungen zerstreut, was wiederum zu Unzuträglichkeiten geführt hat.

Nach der Erfindung wird die gewünschte seitliche Ablenkung des Lichts, ohne gleichzeitig eine Ablenkung in senkrechter Richtung vorzunehmen oder starke Lichtstrahlen auszusenden und ohne daß eine praktische Verringerung der Wirksamkeit des Scheinwerfers eintritt, dadurch erreicht, daß die reflektierende Oberfläche in eine Mehrzahl von Zonen geteilt wird, welche aus konkaven Flächen bestehen, die im wesentlichen als Zylindersegmente ausgebildet sind. Aus Abb. ι ist zu ersehen, daß der Scheinwerfer zu beiden Seiten einer senkrechten Mittelebene symmetrisch gestaltet ist, und daß auf einer Seite der Ebene die Zonen A. B und C, auf der anderen Seite der Ebene die Zonen A¹, B¹ und C¹ angeordnet sind. Diese Zonen sind, wie oben erwähnt, Segmente zylindrischer Flächen, deren jede also durch Bewegung einer geraden Linie erzeugt ist, welche beständig eine gegebene Kurve berührt, wobei die gerade Linie (Erzeugende) in allen Stelhingen parallel zu einer gegebenen geraden Linie ist, die nicht in der Ebene der Kurve liegt. Der Teil von Abb. 1, der im Schnitt gezeichnet ist, zeigt die Erzeugenden der Zonen in der wagerechten Ebene, welche durch die Lampe oder eine andere Lichtquelle hindurchgeht. Die so bestimmte zylindrische Fläche braucht nicht notwendigerweise die Fläche eines Zylinders mit Kreisbasis zu sein, sondern kann einer Kurve von jeder anderen Form entsprechen. Die ansteigenden Kanten der Zonen brauchen nicht notwendigerweise senkrecht auf den Einzelflächen dieser Flächen zu stehen, sondern können in Wirklichkeit verschieden stark zu den Einzelflächen geneigt sein, wie in dem Teil der Abb. 1 zu sehen ist, welcher einen Grundriß darstellt, so daß die Zonen zueinander passen.

Die Breite der verschiedenen Zonen und die Winkel, welche die Einzelflächen mit der senkrechten Mittelebene bilden, können verschiedene Werte haben und werden gemäß der Größe des Scheinwerfers und der gewünschten Breite des Bereichs des zerstreuten Lichts bestimmt. Für die praktische Bemessung dieser Werte kommen insbesondere die zulässige Größe des Scheinwerfergehäuses und

die Entfernung/ welche zwischen der Lampe und dem nächsten Punkt des Scheinwerfers bleiben muß, in Betracht. Die Lage der Lampe oder anderen Lichtquelle ist bei L in Abb. ι angegeben.

Bei dem gewählten dargestellten Beispiel ist angenommen, daß die horizontale Zerstreuung des reflektierten Lichts 45° sein soll, d. h. 22¹J₂ ⁰ nach jeder Seite von der senkrechten Mittel ebene aus gerechnet. Infolgedessen sind die Zonen so breit gewählt und haben ihre wagerechten Oberflächen in einem solchen Winkel zur Mittel ebene angeordnet, daß die Lampenstrahlen, die von dem Scheinwerfer von den gegenüberliegenden Kanten jeder Zone reflektiert werden, dies unter dem oben genanntenZerstreuungswinkel erfahren. Wenn man beispielsweise die Zone B¹ der Abb. 1 betrachtet, so stellt die Linie b¹ den von der Lampe kommenden Strahl dar, welcher die der Mittelebene am nächsten gelegene Kante der Zone S¹ trifft. Dieser Strahl wird längs der Linie b³ in einem Winkel von 22¹J₂ ⁰ nach der linken Seite der Achse des Scheinwerfers reflektiert. Der Strahl b², der von der Lampe kommt, trifft die äußere Kante der Zone B¹ und wird.längs der Linie &⁴, und zwar um 22¹/.,⁰ nach rechts von der Achse des Scheinwerfers reflektiert. Die Strahlen, welche von den anstoßenden Kanten der Zonen A und A¹ reflektiert werden, werden unter längs auseinanderlaufenden Linien al· und a² reflektiert, welche dieselben obengenannten Winkel von 22¹/,⁰ mit der Achse des-Scheinwerfers bilden und infolgedessen den vorerwähnten Strahlen b³ und fr⁴ parallel laufen. Es ist dabei zu bemerken, daß der reflektierte Strahl α¹ von der Zone A¹ zurückgeworfen und daß der Strahl a² von der Zone A zurückgeworfen wird. Der Lampenstrahl a^z trifft die von der Mittelachse entfernte Kante der Zone A¹ und wird längs der Linie α·* wiederum parallel zu den reflektierten Strahlen a² und b^A zurückgeworfen. In gleicher Weise wird der von der Lampe kommende Strahl c¹, der die der Mittelachse zunächst liegende - Kante der äußersten Zone C¹ trifft, längs der Linie c^s parallel den Strahlen b" und a¹ zurückgeworfen. Der entgegengesetzt liegende Grenzstrahl, der von der Zone C¹ reflektiert wird, ist nicht dargestellt, weil die Begrenzung des äußeren Umfangs des Scheinwerfers es verbietet, daß diese Zone bis zu dem Punkt geführt wird, wo ein von der Lampe kommender Strahl unter "einem so großen Winkel wie 22¹Z₂ ⁰ reflektiert wird. Die Linien a^a, b⁵ und c' stellen die Lichtstrahlen dar, welche nach dem Auffallen auf die verschiedenen Zonen geradeaus reflektiert werden; die entsprechenden reflektierten Strahlen sind als a^e, b° und c° bezeichnet. Es ist ersichtlich, daß die Strahlen; welche auf die Zonen A, B und C auftreffen, in der entsprechenden Weise, aber in umgekehrter Richtung, wie oben beschrieben, reflektiert werden. Alle reflektierten Strahlen, d. h. die Strahlen, die von samt- jliehen Zonen zurückgeworfen werden, liegen innerhalb des vorbeschriebenen Ablenkungswinkels des Lichtbündels. Es reflektiert also jede Zone.die Lichtstrahlen fächerförmig, und diese von verschiedenen Zonen reflektierten Strahlen nehmen teilweise dasselbe Feld ein. Zu dem aus reflektierten Strahlen zusammen-, gesetzten Lichtfächer kommt noch das Licht der unmittelbar von der Lampe herrührenden Strahlen hinzu, und alle Strahlen zusammen -. geben genügend Licht, um Gegenstände und Personen an den Seiten der Fahrbahn in einer kurzen Entfernung vor dem Wagen sichtbar zu machen, so daß der Fahrer sie rechtzeitig sehen kann, um Unglücksfälle zu vermeiden.

Die besten Ergebnisse werden nach der Eiv findung dann erhalten, wenn die Erzeugenden der reflektierenden Zonen gerade Linien sind, so- daß wirkliche Zylinderflächen entstehen. Man kann aber auch als Erzeugende schwach ,.. gekrümmte Linien nehmen und die Zylinderflächen oder zylinderähnlichen Flächen _;init anderen, z. B. Rotationsflächen, kombinieren.

In den senkrechten Ebenen der reflektierenden Zonen kann jede Krümmung gewählt _; werden, die die gewünschte Reflektion und Zerstreuung des Lichts gibt. So sind·,beispielsweise in Abb. 2 Krümmunigsformen dargestellt, welche den einzelnen Zonen gegeben werden können. Man kann auch -die unteren -. Strahlen geradeaus und die oberen Strahlen der Lampe abwärts reflektieren lassen, um die Fahrbahn weit voraus zu erleuchten und hochgehende Lichtstrahlen auszuschalten; welche dazu dienen könnten, die Fahrer entgegen- ^ kommender Fahrzeuge zu blenden. In der Abb. 2 stellt die Kurve A² einen senkrechten Schnitt durch die Zone A dar (und entsprechend durch die Zone A¹) in einer Ebene, die senkrecht zu den Elementen dieser Zonen -liegt. Die Kurve B² stellt einen ähnlichen senkrechten Schnitt durch die Zonen B und B¹ dar und die Kurve C^z einen ebensolchen Schnitt durch die Zonen C und C¹. Be^Betrachtung der Kurve A² und der Strahlen, .λ welche dort als von der Lichtquelle L herkommend und von der Kurve reflektiert-gezeichnet sind, ist zu ersehen, daß der untere Teil der Kurve eine Parabel ist, die zu" dem. Zwecke gewählt ist, die Lichtstrahlen wagerecht vor- --auszuwerfen. Der obere Teil der Kurve, ist elliptisch, damit die Lichtstrahlen nach unten zu konvergieren. Die Kurven B² und C² sind nach ähnlichen Grundsätzen, aber unter Benutzung anderer Brennweiten gewählt, weil ihre Elemente in anderen Entfernungen von

der Lichtquelle liegen als diejenigen der Zone A. Abb. ι zeigt diese Unterschiede. Durch die gestrichelte Linie/ ist die senkrechte Entfernung von der Lampe zu dem nächsten Punkt der Zone A augedeutet, also die Brennweite der Kurve A*. Die gestrichelte Linie f¹ zeigt die senkrechte Entfernung von der Lampe zu der Verlängerung des nächstliegenden Elementes der Zone B, also ίο die Brennweite dieser Zone. /² ist die nächste Entfernung von der Lampe zu der Verlängerung des nächstliegenden Elementes der Zone C der Lampe, also die Brennweite dieser Zone C. Da die Zonen zylindrisch sind, so haben die Schnitte jeder reflektierenden Fläche mit allen Ebenen, die senkrecht zu ihren Erzeugenden stehen, dieselbe Krümmung.

Da die zylindrischen Zonen gerade Linien ao als Erzeugende haben, liegen ihre Brennpunkte auf geraden Linien und nicht in einem" Tunkt. Die vorbeschriebene Lage und Anordnung der verschiedenen Zonen bewirkt, daß alle ihre Brennlinien sich in einem gemein-S5 schaftlichen Punkt schneiden, und in diesem Punkt ist die Lichtquelle angeordnet.

In dem besonderen Fall eines Scheinwerfers, der eine wagerechte Zerstreuung des Lichts herbeiführen soll, wie dies im einzelnen bei dem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, sind die Elemente der reflektierenden Zonen wagerecht gelagert und die Mittelebene steht senkrecht.

Der Scheinwerfer nach der Erfindung kann zweckmäßig aus Blech hergestellt werden, das zwischen entsprechend gestalteten Stempeln und Matrizen bearbeitet wird.

Claims (10)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Scheinwerfer, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Oberfläche zu l>eiden Seiten einer Alittelebene in eine Anzahl von Zonen geteilt ist, die in Ebenen aneinanderstoßen, welche parallel zu der genannten Mittelebene sind, und daß die Zonen mit Bezug auf einen gemeinsamen Brennpunkt so angeordnet sind, daß sie in einer Ebene, die senkrecht zu der erstgenannten Mittelebene steht,

   5σ- eineZerstreuung der reflektierten, von einer im Brennpunkte angeordneten Lichtquelle kommenden Strahlen verursachen, während die reflektierende Oberfläche in Ebenen, die senkrecht zu der Zerstreuungsebene liegen, so gekrümmt ist, daß die reflektierten Lichtstrahlen in diesen senkrecht zur Hauptzerstreuungsebene stehenden Ebenen konzentriert werden.
2. 2. Scheinwerfer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Oberfläche aus einer Mehrzahl von konkaven zylindrischen Zonen besteht, welche verschiedene Brennweiten haben, und deren Brennlinien sich im wesentlichen in einem Punkt schneiden.
3. 3. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Zonen im Querschnitt einander gleich sind.
4. 4. Scheinwerfer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugenden der reflektierenden Flächen der Zonen in parallelen Ebenen liegen.
5. 5. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zonen zu beiden Seiten der mittleren Ebene des Scheinwerfers so angeordnet sind, daß die Erzeugenden der reflektierenden Flächen verschiedene Winkel zu dieser Ebene bilden, aber in Ebenen liegen, die senkrecht dazu stehen.
6. 6. Scheinwerfer nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zonen, welche von dem gemeinschaftlichen Brennpunkt entfernter liegen, größere Brennweiten haben als die dem gemeinschaftlichen Brennpunkt näher liegenden.
7. 7. Scheinwerfer nach Anspruch 1 bis 4, insbesondere für Kraftwagen o. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugenden der reflektierenden Flächen der verschiedenen Zonen im wesentlichen wagerecht liegen und verschiedene Zonen in bezug auf Kurven vorhanden sind, welche einen gemeinschaftlichen Brennpunkt, aber verschiedene Brennweiten haben.
8. 8. Scheinwerfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkurven im wesentlichen Parabeln sind.
9. 9. Scheinwerfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkurven der verschiedenen Zonen unterhalb der wagerechten Ebene, in der der Brennpunkt liegt, parabolisch und oberhalb der Ebene elliptisch gestaltet sind.
10. 10. Scheinwerfer nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Zonen in bezug auf die Erzeugenden der reflektierenden Flächen unter solchen Winkeln zu der mittleren Ebene des Scheinwerfers und in solchen Entfernungen davon liegen und so breit sind, 'IaI! die reflektierten Lichtbündel von allen Zonen im wesentlichen dieselbe Lage im Raum einnehmen.

    Hierzu ι Blatt Zeichnungen.