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Die
Erfindung betrifft einen Reflektor mit einer Segmente aufweisenden
Reflexionsfläche
zur Erzeugung eines Abblendlichtbündels für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer
gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
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Ein
derartiger Reflektor mit einer Segmente aufweisenden Reflexionsfläche zur
Erzeugung eines Abblendlichtbündels
für einen
Kraftfahrzeugscheinwerfer ist aus der
EP 0 257 946 A2 bekannt.
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Da
Kraftfahrzeuge aufgrund der Anforderungen für aerodynamische Merkmale und
attraktive Gestaltung stromlinienförmig geformt werden, sollten Scheinwerfer
entsprechend der schmalen Frontabschnitte (und zwar schrägem Bug)
von Kraftfahrzeugen konstruiert werden.
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Da
jedoch in den herkömmlichen
Reflektoren Linsenstufen einer äußeren Lichtscheibe
zur Bildung eines Lichtstrahlmusters mit einer für ein Abblendlicht eigentümlichen
Schnittlinie wichtig sind, kann der Winkel der äußeren Lichtscheibe zur optischen Achse
nicht unbeschränkt
vergrößert werden.
Also können
solche Reflektoren nicht adäquat
auf schräge Leuchten
angewendet werden.
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Um
dieses Problem zu lösen,
ist ein Reflektor gewünscht
worden, der mit einer Frontlinse ausgestattet werden kann, die keine
oder nur ein paar Linsenstufen aufweist.
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Ein
Beispiel für
einen solchen Reflektor ist ein sogenannter Multi-Reflektor. In
dem Multi-Reflektor wird die Reflexionsfläche aus Reflexionssegmenten
gebildet. Die Lichtabstrahlung der Reflexionsfläche wird so gesteuert, daß sie ein
Lichtstrahlmuster eines Abblendlichtes oder ein ähnliches Muster bildet.
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8 ist ein schematisches Bild, das ein Beispiel
für solch
einen Reflektor zeigt.
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In 8 bezeichnet das Bezugszeichen a einen
Reflektor, der gebildet wird aus einer großen Zahl von Reflexionssegmenten
b, b, ... auf einer Basisfläche,
die ein Rotationsparaboloid ist. Die Grundgestalt jedes Reflexionssegmentes
ist ein hyperbolisches Paraboloid, ein elliptisches Paraboloid,
ein zweischaliges Hyperboloid oder dergleichen.
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Die
Reflexionsfläche
ist in verschiedene Bereiche zergliedert, um auf diese Weise die
Lichtabstrahlung zu steuern. Ihre Gestalt ist in Anbetracht von
Streuung und Konzentration von Licht für jeden Reflexionsbereich definiert.
Durch Zusammensetzen von Mustern, die von den Reflexionsbereichen
projiziert werden, kann ein vorbestimmtes Lichtstrahlmuster oder
ein diesem ähnliches
Muster gebildet werden. Auf diese Weise kann das Lichtstrahlmuster gesteuert
werden, wobei es durch Linsenstufen der äußeren Lichtscheibe weniger
beeinflußt
wird als in dem herkömmlichen
Reflektor.
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Der
linke Abschnitt von 9 ist eine vergrößerte Ansicht
von Segmenten, die dazu dienen, einen Strahl eines Lichtstrahlmusters
eines Abblendlichtes zu erhalten, der unter einem vorbestimmten Winkel
zu der Horizontallinie zu einer schrägen Schnittlinie hin wandert.
Diese Segmente sind ein Abschnitt, der in 8 durch
eine strichpunktierte Linie bezeichnet ist.
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Ein
fächerförmiger Reflexionsbereich
c ist ein Abschnitt zum Bilden einer schrägen Schnittlinie. Der Reflexionsbereich
c wird gebildet aus Reflexionssegmenten b_c, b_c, ..., die als zweischalige
Hyperboloide oder als ein Rotationsparaboloid geformt sind.
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Ein
Reflexionsbereich d, der direkt über
dem Reflexionssegment c angeordnet ist, ist ein Abschnitt zur Bildung
eines Musters, das unter der schrägen Schnittlinie angeordnet
ist und sich in der Horizontalrichtung ausbreitet. Der Reflexionsbereich
d wird gebildet aus Reflexionssegmenten b_d, b_d, ..., die als elliptische
Paraboloide geformt sind.
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In 8 bezeichnet das Bezugszeichen feinen
Glühfaden
zum Ausstrahlen eines Abblendlichtes (low beam). Die Mittelachse
des Glühfadens
f verläuft
in der vertikalen Richtung der Zeichnung. Wenn ein Abblendlicht
ausgestrahlt wird, werden Lichtstrahlen, die von dem Glühfaden f
zu einem vorbestimmten Bereich (in 8 durch
A bezeichnet) der Reflexionsfläche
hin wandern, abgeschirmt durch einen Schirm g. Anders ausgedrückt bildet
der in 8 durch B gekennzeichnete Reflexionsbereich
ein Lichtstrahlmuster eines Abblendlichtes.
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Jedoch
werden in dem Reflektor a an Grenzen zwischen den Reflexionssegmenten
b_c, b_c,... die einen Abschnitt in der Nähe der schrägen Schnittlinie bilden, und
den Reflexionssegmenten b_d, b_d, ... (siehe 8 und 9) Zwischenraumabschnitte h, h, ... gebildet.
Also werden Lichtstrahlen bei den Zwischenraumabschnitten diffus
reflektiert, und dadurch tritt blendendes Licht auf.
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Wie
in der rechten Zeichnung von 9 gezeigt,
die ein Schnitt entlang der Linie A-A der linken Zeichnung ist,
wandern Strahlen i, i, ..., die zu den Zwischenraumabschnitten h,
h, ... hin wandern, wenn sie wieder reflektiert werden, in der oberen
Richtung der schrägen
Schnittlinie. Diese Strahlen werden manchmal zu blendendem Licht.
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Wenn
ein Reflektor hergestellt wird, wird eine Unteranstrichschicht j
gebildet. Danach wird eine Reflexionsfläche gebildet, indem Aluminium
oder dergleichen darauf aufgedampft wird. Da die Unteranstrichschicht
j aus einer Farbe gebildet wird, besteht, falls ihre Filmdicke bei
den Zwischenraumabschnitten h, h, ... unregelmäßig ist, eine Neigung zu diffuser Reflexion,
was zu blendendem Licht führt.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Reflektor mit einer
Segmente aufweisenden Reflexionsfläche zur Erzeugung eines Abblendlichtbündels für einen
Kraftfahrzeugscheinwerfer der eingangs genannten Art zuschaffen,
wobei das Auftreten von Blendlichtemissionen verringert ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
einen Reflektor mit einer Segmente aufweisenden Reflexionsfläche zur
Erzeugung eines Abblendlichtbündels
für einen
Kraftfahrzeugscheinwerfer mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1.
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Bevorzugte
Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung gezeigten
Ausführungsbeispiels
näher beschrieben.
In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
Vorderansicht, die schematisch Strahlungssteuerbereiche eines Reflektors
gemäß dem Ausführungsbeispiel
zeigt;
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2 eine
Vorderansicht des Reflektors gemäß dem Ausführungsbeispiel;
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3 eine
schematische Skizze grundsätzlicher
Abschnitte gemäß dem Ausführungsbeispiel;
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4 eine
perspektivische Ansicht der Gestalt eines elliptischen Paraboloids;
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5 eine
schematische Skizze zur Erläuterung
der Bildung einer gekrümmten
Fläche
von Reflexionssegmenten reflektierender Bereiche 2(3), 2(6);
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6 eine
schematische Skizze von Mustern, die von den Reflexionsbereichen 2(3) und 2(6) reflektiert
werden;
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7 eine
schematische Skizze zur Erläuterung
der Bildung einer gekrümmten
Fläche
eines Reflexionssegmentes;
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8 eine Vorderansicht eines herkömmlichen
Reflektors; und
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9 eine schematische Skizze zur Erläuterung
eines Nachteils, den ein Beispiel nach dem Stand der Technik mit
sich bringt Anhand der Zeichnung wird ein Reflektor für einen
Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Das Ausführungsbeispiel
zeigt einen nahezu kreisförmigen
Reflektor.
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1 ist
eine Vorderansicht, die Strahl-Steuerbereiche eines Reflektors 1 zeigt.
Der Reflektor 1 weist eine Reflexionsfläche 2 mit insgesamt
sechs Reflexionsbereichen auf, die durch 2(i) gekennzeichnet sind,
worin i eine Identifikationsnummer ist, die jeden Bereich repräsentiert
(i = 1 bis 6, ganzzahlig). Der Reflektor 1 verwendet ein
orthogonales Koordinatensystem. Die Achse, die durch das Zentrum
der Reflexionsfläche 2 hindurchgeht
und senkrecht zu der Zeichnung verläuft, ist als x-Achse definiert.
Die Achse, die senkrecht zur x-Achse ist und horizontal verläuft, ist
als y-Achse definiert. Die Achse, die senkrecht zur x-Achse ist
und vertikal verläuft,
ist als z-Achse definiert. Das Zentrum der Reflexionsfläche 2 ist
definiert als der Ursprung des orthogonalen Koordinatensystems.
Eine Lampenmontageöffnung 2a ist
im Zentrum der Reflexionsfläche 2 ausgebildet (nämlich im
Ursprung O des orthogonalen Koordinatensystems).
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In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 3 einen Glühfaden zur Ausstrahlung eines
Abblendlichtes. Der Glühfaden 3 ist
in der Lampenmontageöffnung 2a angebracht.
Die Mittenachse des Glühfadens 3 verläuft entlang
der x-Achse. Ungefähr der untere
Halbabschnitt des Glühfadens 3 ist
durch einen Schirm 4 abgedeckt.
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Zwei
Reflexionsbereiche 2(1) sind über und unter der Lampenmontageöffnung 2a angeordnet. Die
Reflexionsbereiche 2(1) nehmen die meisten Abschnitte des
ersten und des zweiten Quadranten der y-z-Ebene und Abschnitte entlang
der z-Achse ihres dritten und vierten Quadranten ein.
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Wie
in 2 gezeigt, wird der Reflexionsbereich 2(1) aus
einer großen
Anzahl von Reflexionssegmenten SEG(1), SEG(1), ... gebildet, die
als hyperbolische Paraboloide geformt sind. Wie in 2 erkennbar;
sind die Reflexionssegmente in Gittergestalt ausgebildet.
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In
dem zweiten und dritten Quadranten der y-z-Ebene ist ein Reflexionsbereich 2(2) angrenzend an
die linke Seite des Reflexionsbereiches 2(1) angeordnet.
Der Reflexionsbereich 2(2) wird aus Reflexionssegmenten
SEG(2) gebildet. In dem ersten Quadranten der y-z-Ebene ist der
Reflexionsbereich 2(3) angrenzend an die rechte Seite des
Reflexionsbereiches 2(1) angeordnet. Der Reflexionsbereich 2(3) wird
aus Reflexionssegmenten SEG(3) gebildet. In dem vierten Quadranten
der y-z-Ebene ist ein Reflexionsbereich 2(4) direkt unter
der x-y-Ebene und benachbart der rechten Seite des Reflexionsbereiches 2(1) angeordnet.
Der Reflexionsbereich 2(4) wird aus Reflexionssegmenten
SEG(4) gebildet. Jedes Reflexionssegment SEG(i) ist als hyperbolisches
Paraboloid geformt (worin i = 2, 3, 4 und 5).
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In
dem vierten Quadranten der y-z-Ebene ist ein Reflexionsbereich 2(6) direkt
unter der x-y-Ebene angeordnet. Wie in 2 gezeigt,
wird der Reflexionsbereich 2(6) aus Reflexionssegmenten
SEG(6), SEG(6), ... gebildet, die radial zum Ursprungszentrum angeordnet
sind.
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Der
Reflexionsbereich 2(6) bildet eine schräge Schnittlinie eines Lichtstrahlmusters
eines Abblendlichtes. Ein Abschnitt, der Teil des Reflexionsbereiches 2(3) ist
und der dem Reflexionsbereich 2(6) benachbart ist, reflektiert
Licht, das einem unteren Teil der schrägen Schnittlinie entspricht.
Die Krümmungen
der Reflexionsbereiche 2(6) und 2(3) sind so festgelegt,
daß keine
Zwischenraumabschnitte bei den Grenzabschnitten dazwischen gebildet werden.
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3 ist
eine vergrößerte Draufsicht
von 2. 3 zeigt die Reflexionssegmente
SEG(3), SEG(3), ..., die den Reflexionsbereich 2(3) bilden, und
die Reflexionssegmente SEG(6), SEG(6), ..., die den Reflexionsbereich 2(6) bilden.
Die Reflexionssegmente SEG(6), SEG(6), ... sind mit den Reflexionssegmenten
SEG(3), SEG(3), ... verbunden. In der Figur gibt eine gestrichelte
Linie 5, die horizontal verläuft, eine Grenzlinie der Reflexionssegmente SEG(3)
und SEG(6) wieder. Da die Reflexionssegmente SEG(3) und SEG(6) kontinuierlich
ausgebildet sind, ist jedoch diese Grenzlinie eine Hilfslinie.
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Wie
oben beschrieben, sind die über
der gestrichelten Linie 5 angeordneten Reflexionssegmente
SEG(3), SEG(3), ... als elliptische Paraboloide gestaltet. Wie in 4 gezeigt,
sind der horizontale und der vertikale Querschnitt der Reflexionssegmente SEG(3),
SEG(3), ... als Parabeln gestaltet. In dem oben beschriebenen Koordinatensystem,
in dem die Achse, die sich von dem Ursprung in der Normalenrichtung
erstreckt, als x-Achse definiert ist, die Achse, die senkrecht zur
x-Achse ist und horizontal verläuft, als
y-Achse definiert ist und die Achse, die senkrecht zur x-Achse ist
und vertikal verläuft,
als z-Achse definiert ist, sind die Parabeln an den horizontalen
und den vertikalen Querschnitten in der Plusrichtung der x-Achse
U-förmig
gestaltet.
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Die
Reflexionssegmente SEG(6), SEG(6), ... weisen gekrümmte Formen
auf, worin Parabeln, die Grenzlinien mit den Reflexionssegmenten
SEG(3), SEG(3), ... bilden, um die Rotationsmittenachsen der Reflexionssegmente
SEG(6), SEG(6), ... gedreht werden.
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Nun
sind die Reflexionssegmente SEG(3), SEG(3), ... definiert als Reflexionssegmente SEG(3a),
SEG(3b), SEG(3c), .,., wobei das Reflexionssegment SEG(3), das der
optischen Hauptachse (x-Achse) des Reflektors 1 am nächsten ist,
SEG(3a) ist, das Reflexionssegment SEG(3), das der optischen Hauptachse
am zweitnächsten
ist, SEG(3b) ist, und so weiter. Ebenso sind die Reflexionssegmente
SEG(6), SEG(6), ..., die den Reflexionssegmenten SEG(3a), SEG(3b),
SEG(3c) benachbart sind, jeweils als SEG(6a), SEG(6b), SEG(6c) und
so weiter definiert. Unter dieser Bedingung ist das Reflexionssegment
SEG(6a) eine Rotationsfläche,
wobei eine Parabel PARA_a, die eine Grenzlinie mit dem Reflexionssegment
SEG(3a) bildet, um eine (mit A bezeichnete) Rotationsmittenachse
gedreht wird. Die Mittenachse A ist in einem Bereich in der Nachbarschaft
der x-Achse angeordnet (dieser Bereich ist durch eine doppelt gestrichelte
Linie in 3 bezeichnet) und verläuft entlang
der x-Achse.
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In
gleicher Weise sind die Reflexionssegmente SEG(6b) und SEG(6c) Rotationsflächen, wobei
Parabeln PARA_b und PARA_c, die Grenzlinien mit den Reflexionssegmenten
SEG(3b) und SEG(3c) bilden, jeweils um ihre (mit B und C bezeichneten) Rotationsmittenachsen
gedreht werden.
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5 ist
eine konzeptionelle Ansicht der Reflexionsbereiche SEG(6a), SEG(6b),
SEG(6c), die durch solche Rotationsoperationen gebildet werden.
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Da
die Reflexionsbereiche SEG(6a), SEG(6b) und SEG(6c) gebildet werden,
indem Parabeln, die untere Endgrenzen, der Reflexionssegmente SEG(3a),
SEG(3b) und SEG(3c) sind, um die Rotationsmittenachsen A, B bzw.
C gedreht werden, treten keine Zwischenraumabschnitte an der gestrichelten
Linie 5 in 3 auf. Also ist es möglich, die
Reflexionssegmente SEG(3a) und SEG(6a) als eine kleine Reflexionsfläche zu behandeln.
Dies trifft auch auf die Beziehung zwischen den Reflexionssegmenten
SEG(3b) und SEG(6b) sowie die Beziehung zwischen den Reflexionssegmenten
SEG(3c) und SEG(6c) zu. Obwohl die Rotationsmittenachsen A, B und
C manchmal mit der x-Achse übereinstimmen, werden
sie allgemein für
jedes Reflexionssegment in der Nähe
der x-Achse definiert.
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6 ist
eine schematische Skizze eines Musters 6, das von dem Reflexionssegment
SEG(3) projiziert wird, und eines Musters 7, das von dem
Reflexionssegment SEG(6) projiziert wird. Die Muster 6 und 7 werden
auf einen von dem Reflektor 1 beabstandeten Schirm projiziert,
der vor dem Reflektor 1 angeordnet ist. In 6 repräsentieren
H-H eine horizontale Linie und V-V eine vertikale Linie.
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Die
Muster 6 und 7 sind links von der vertikalen Linie
V-V angeordnet. Außerdem
ist das Muster 6 direkt unter der horizontalen Linie H-H
angeordnet. Das Projektionsmuster 7 ist über dem
Muster 6 angeordnet, so daß sich das Muster 7 in
einer oberen linken Richtung erstreckt.
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Wenn
die Grenze zwischen den Reflexionsbereichen SEG(3) und SEG(6) diskontinuierlich
ist, werden Lichtstrahlen, die bei dem Zwischenraumabschnitt reflektiert
werden und die zu einem oberen Abschnitt der schrägen Schnittlinie
hin wandern, zu blendendem Licht für die entgegengesetzten Kraftfahrzeuge.
Da jedoch gemäß dem Ausführungsbeispiel
die Grenze zwischen den Reflexionsbereichen SEG(3) und SEG(6) kontinuierlich
ist, tritt ein solcher Nachteil nicht auf.
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Das
Reflexionssegment SEG(3) und das damit verbundene Reflexionssegment
SEG(6) werden im Wesentlichen als eine kleine Reflexionsfläche behandelt.
In der kleinen Reflexionsfläche
können
der Grad der Ausbreitung in horizontaler Richtung, bezeichnet durch
den Pfeil I, und der Grad der Ausbreitung in Richtung der schrägen Schnittlinie,
bezeichnet durch den Pfeil J, vollständig gesteuert werden.
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In
der oben beschriebenen Ausführungsform ist
die Rotationsmittenachse für
jedes Reflexionssegment definiert. Jedoch kann jedes Reflexionssegment
in mehrere Bereiche unterteilt werden, und es können lokale Rotationsmittenachsen
definiert werden, um auf diese Weise die Lichtabstrahlungssteuerung
genauer durchzuführen.
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Anders
ausgedrückt
wird, wie in 7 gezeigt, die Parabel PARA_a,
die die untere Grenzlinie des Reflexionssegmentes SEG(3a) ist, um
die Rotationsmittenachse A1 unter einem Winkel θ1 gedreht. Zusätzlich wird
die Parabel PARA_a um die Rotationsmittenachse A2 unter einen vorbestimmten
Winkel θ2
gedreht. Auf diese Art werden verschiedene Rotationsmittenachsen
bei individuellen Abschnitten definiert, um so das Reflexionssegment
SEG(6a) zu bilden. In diesem Fall verlaufen die Rotationsmittenachsen
A1, A2 und so weiter in der Nähe
und entlang der x-Achse.