DE406858C - Optische Vorrichtung bei Beleuchtungskoerpern fuer Automobilfahrzeuge u. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung bei Beleuchtungsapparaten für Fahrzeuge, insbesondere für Automobile.

Diese Vorrichtung besteht in der Hauptsache aus einem kugelförmigen Spiegel mit konzentrischen Oberflächen oder einem kugelförmigen Reflektor aus Metall, der infolge seiner besonderen Lage in einem Scheinwerfer imstande ist, einesteils ein konzentriertes, fernleuchtendes Strahlungsbündel und anderseits ein nach, dem Boden gerichtetes Lichtbündel unter Ausnutzung der gesamten Spiegel- oder Reflektoroberfläche zu erzeugen.

Die Vorrichtung nach dieser Erfindung benutzt einen kugelförmigen Reflektor, dessen Achse über der Achse des Scheinwerfers derart geneigt ist, daß der untere Teil dieses Reflektors als Paraboloidoberfläche wirkt, welche parallel der Achse des Scheinwerfers Strahlen in die Ferne wirft, während die anderen Teile der Reflektoroberfläche, außerhalb der paraboloidischen Kugelfläche, Abweichungen von der Kugelform ergeben und nach dem Boden oder den Seiten der Straße geneigte Strahlen werfen. Diese Vorrichtung nutzt so den ganzen Reflektor aus, indem sie alle nach oben gerichtete Strahlen fortfallen läßt, die doch zwecklos wären.

Nach der Erfindung werden diese Spiegel oder kugelförmigen Reflektoren benutzt für

die Beleuchtung der Straße durch die zweckmäßige Verteilung der verschiedenen reflektierenden Strahlen und durch eine besondere Anordnung, welche die Blendwirkung verhindert.

Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel wieder.

Abb. ι ist eine schematische Ansicht -eines Scheinwerfers, dessen kugelförmiger Rerlektor nach der bereits bekannten Art angeordnet ist.

Abb. 2 bis 6 geben schematische Anordnungen nach der Erfindung.

Wenn man einen kugelförmigen, konkaven Spiegel mit konzentrischen Oberflächen, aber von kleiner Abmessung bezüglich seines Krümmungsradius, in Verbindung mit einer im Brennpunkt auf der Umwälzungsachse des Spiegels und in einem Abstand vom Zentrum gleich der Hälfte des Strahles gelegenen Lichtquelle betrachtet, so ist ein solcher Spiegel praktisch als eine Paraboloidkugelfläche zu betrachten, er reflektiert ein konzentrisches Strahlenbündel parallel seiner Achse. as Man benutzt so praktisch Spiegel von allgemeiner Optik, wie man, um ebenfalls einen parallelen Strahlengang zu erreichen, konvergente Linsen von kleinerer Abmessung bezüglich der Krümmungshalbmesser ihrer Diopter anwendet.

Wenn aber der Krümmungsradius der Spiegelfläche die Grenzen überschreitet, die praktisch zum Gleichrichten der Strahlen gegeben sind, wird der an den paraboloidischen Teil des Spiegels anschließende Kranz Strahlen reflektieren, die sich mehr und mehr gegen die optische Achse je nach der Ausdehnung des Kranzes neigen und die zur Bildung des mittleren, parallel der Achse laufenden Strahlenbündels nicht beitragen können.

Wenn man mit D den Durchmesser des die Spiegel letzterer Art begrenzenden Kreises und mit R den Krümmungsradius bezeichnet, so wird das Verhältnis D : R mindestens gleich der Einheit bei Spiegeln nach vorliegender Erfindung. Bei kugelförmigen Spiegeln mit einheitlicher paraboloidischer Wirkung würde das obige Verhältnis praktisch den Wen D : R = 4 : 5 nicht überschreiten können, damit das reflektierte, von der im Brennpunkt liegenden Leuchtquelle ausgehende Strahlenbündel sich auf 100 m vor dem Projektor noch in einem Leuchtkreisdurchmesser ausbreiten kann, der eine etwa 12 m breite Straße deckt.

Kugelförmige Spiegel der obenerwähnten

Art oder solche von D: R >· 1 sind schon bei Projektoren von Automobilen nach der in Abb. ι dargestellten Anordnung verwendet worden.

Bei dieser Anordnung fällt die Umwälzungsachse des Spiegels mit der optischen, Achse x-y des Projektors zusammen, und der Mittelpunkt der Lichtquelle ist auf dieser Achse in F gelegen, in einer Entfernung vom Mittelpunkt C des Spiegels gleich der Hälfte \ des Krümmungsradius.

Man erhält so ein starkes, zentrales . Strahlenbündel, reflektiert von dem nahe dem

Scheitel des Spiegels gelegenen Teil, der als ι Paraboloid wirkt, dann eine andere Gruppe j von Strahlen, die von dem anschließenden Kranz des Spiegels reflektiert wird und sich ! um so mehr gegen die Achse neigt, je mehr j der betreffende Einfallspunkt von dem Schei- ^: tel des Spiegels entfernt ist. ! Diese Strahlen, die gegen die Achse konvergieren, divergieren hernach, indem sie sich um das zentrale Lichtbündel verteilen, einen Teil davon und steuern so sehr zweckmäßig zu der Beleuchtung der unteren Seite des, Weges vor und in der Nähe des Wagens bei. Die anderseits durch den unteren Teil des j Spiegels reflektierten Strahlen sind über den Weg hinaus nach oben gerichtet und so gänzlich zwecklos. Die Erfindung hat u. a. den Zweck, die Vorteile dieses Spiegels (Abb. 1) in der Verteilung des Lichtes auf den Weg zu bewahren, indem sie hierfür die Oberfläche des Spiegels gänzlich ausnutzt.

Die Abb. 2 zeigt die gleichen kugelförmigen Spiegel wie Abb. 1, aber mit einer in dem Scheinwerfergehäuse geneigten Lage.

Die Umwälzungsachse des Spiegels bleibt noch in der durch die horizontale Achse y-y des Projektors gehenden senkrechten Ebene, aber diese beiden Achsen fallen nicht mehr wie in Abb. ι zusammen, sondern bilden miteinander einen nach folgenden Bedingungen bestimmten Winkel:

* Wenn man eine durch das Zentrum C des Spiegels und das Zentrum der Lichtquelle hindurchgehende, horizontale Achse z-z betrachtet, so wird der Schnittpunkt dieser Achse mit dem Spiegel der Scheitel des hier oben darum beschriebenen Teiles sein, welcher an seiner Basis mit der Basis des Spiegels zusammenfällt.

Unter diesen Umständen wird der an der unteren Seite des Spiegels befindliche paraboloidische Teil wie bei Abb. 1 zur Bildung des starken horizontalen Strahlenbündels beitragen.

Der andere, dem paraboloidischen benachbarte Teil des Spiegels wird die Strahlen in den; gegen die Seiten des Weges oder vorn auf den Boden geneigten Richtungen reflektieren.

Diese optische Anordnung behält also die gleiche Stärke des zentralen, parallel der horizontalen Achse laufenden Lichtbündels bei,

gibt aber eine vollständigere Ausnutzung als die Anordnung nach Abb. i, indem alle durch einen kugelförmigen Spiegel reflektierten Lichtstrahlen gänzlich zur Beleuchtung des Weges besonders vor dem Wagen ausgenutzt werden.

Die Lichtquelle ist in den Ausführungsbeispielen durch eine elektrische Birne wiedergegeben, die in AbIb. 2 auf einem in der Höhe verstellbaren, senkrechten Sockel und in Abb. 3 auf einem geneigten Sockel befestigt ist. Diese Sockel sind in ihrer Längsachse derart beweglich, daß man beliebig den Mittelpunkt der Lichtquelle in 1 auf der horizontalen · optischen Achse Z₁-Z₁ (Abb. 4) oder in einem Punkt 2 etwas über diese Achse legen kann. In dieser zweiten Lage wird die neue optische Achse Z₂-Z*, welche durch Punkt 2 der Lichtquelle und.

das Zentrum des Spiegels festgelegt ist, eine gegen den Boden geneigte Richtung haben. Unter diesen Umständen folgt das ganze durch die Gesamtfläche des Spiegels reflektierte Lichtbündel der Neigung der neuen optischen Achse und wird vor den Wagen projiziert unter Vermeidung aller für die Beleuchtung des Weges unnützen Strahlung.

Die Verschiebung der Lichtquelle von der horizontalen optischen AChSeZ₁-Z₁ auf die andere, geneigte optische Achse Z₂-Z₂ und umgekehr kann durch eine Längsverstrebung; des Lampensockels erreicht werden, entweder durch Regulierung am Projektor oder von dem Sitze des Führers aus durch mechanische oder elektromagnetische Fernsteuerung.

Man kann die angegebenen Wirkungen auch erreichen, wenn man das optische System des Spiegels mit geneigter Lage verbindet mit einer elektrischen Lampe, die zwei Glühfaden besitzt (Abb. 5 und 6). Der Glühfaden 1 für die starke Beleuchtung liegt auf der horizontalen optischen Achse, und der Glühfaden 2 für die nicht blendende Beleuchtung nach Erlöschen des ersteren liegt über der horizontalen optischen Achse und bildet mit dem Zentrum des Spiegels eine zweite, und zwar geneigte optische Achse.

Die von einem zum anderen Glühfaden wechselnde Einschaltung gestattet je nach Be- i lieben die verstärkte oder die nicht blendende Beleuchtung.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die Erfindung verschiedene Ausführungsformen erhalten kann, ebenso zahlreiche Abänderungen der Teile in deren Zusammenbau.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Optische Vorrichtung an Beleuchtungskörpern für Fahrzeuge, insbesondere Automobile, dadurch gekennzeichnet, daß der sphärische Scheinwerferspiegel so bemessen ist, daß dessen reflektierende Oberfläche sehr groß ist im Verhältnis zu deren Krümmungsradius, indem das Verhältnis (D : R) des Durchmessers (D) des den Scheinwerferspiegel begrenzenden Kreises zu dem Krümmungsradius (R) der reflektierenden Oberfläche gleich oder größer als ι ist, und daß außerdem die in der gleichen senkrechten Ebene mit der Projektorachse gelegene Umwälzungsachse des Spiegels gegen die erstere geneigt ist, wobei das Zentrum der Lichtquelle auf dem wagerechten Radius des Spiegels parallel der Projektorachse und in einer Entfernung vom Zentrum des Spiegels gleich der Hälfte des Krümmungsradius gelegen ist, und der wagerechte Radius gleichzeitig die optische Achse und die Umwälzungsachse einer Teilkalotte ist, deren Basis mit derjenigen des Spiegels zusammenfällt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel der als Lichtquelle dienenden elektrischen Lampe in senkrechter Richtung verschiebbar ist, damit die Lichtquelle aus ihrer ersten Stellung auf der wagerechten optischen Achse in eine zweite Stellung auf einer leicht geneigten, nach dem Boden gerichteten optischen Achse gebracht werden kann, derart, daß in der zweiten Stellung der durch den Spiegel reflektierten Strahlen keine für die Fußgänger Wendenden Strahlen aufkommen läßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlegung des Lichtzentrums erreicht wird durch eine mit zwei voneinander unabhängigen Glühfäden, von denen der eine auf der horizontalen optischen Achse gelegen ist, der zweite dagegen darüber auf einer zweiten, geneigten optischen Achse, um nach Belieben vom Führersitze aus entweder die starke zentrale Beleuchtung oder die nach unten gerichtete, nicht blendende Beleuchtung einschalten zu können.

Hierzu r Blatt Zeichnungen.