-
Scheinwerferglas für parabolische Spiegel. Die Erfindung bezieht sich
auf parabolische Scheinwerfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, und besteht in einem
Scheinwerferglas, das unter vollster Ausnutzung des von der Lichtduelle ausgehenden
Lichtes eine auf kurze Entfernung nicht blendende, auf weite Entfernung hin über
die Straßenbreite genügend stark verteilte Beleuchtung hervorruft.
-
Die Verwendung von ringförmigen, strahlenbrechenden Prismen bei Scheinwerfergläsern
ist an sich bekannt. Gemäß der Erfindung besteht das außen ebene Scheinwerferglas
auf der Innenseite grundsätzlich aus zwei verschiedenen Teilen, von denen der eine
ein fensterartiges Mittelstück und einen gleichfalls nebenflächigen Rand umfaßt,
welche das Licht für die Fernleuchtung ohne seitliche Lichtbrechung durchlassen,
während der andere, aus konzentrischen, ringförmigen, strahlenbrechenden Elementen
bestehende Teil durch Ablenkung von Lichtstrahlenbündeln nach der Seite und zur
Erde die blendlose Beleuchtung auf kurze Entfernung liefert.
-
Gemäß der Erfindung wird die seitliche Streuung des Lichtes und somit
die Beleuchtung auf kurze Entfernung dadurch verstärkt, daß die strahlenbrechenden
halbkreisförmigen Elemente, die durch das horizontale Mittelstück in eine obere
und untere Serie zerlegt sind, ihre beiden Kreismittelpunkte außerhalb des Mittelstückes,
vornehmlich aber auf dessen Randlinien haben.
-
Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß bei den einzelnen
Elementen der oberen Serie die Erzeugenden der Grundflächen nach dem Scheibenmittelpunkt
hin gerichtet sind, während die Elemente der unteren Serie nach dem unteren Scheibenrand
gerichtete Erzeugende ihrer Grundflächen aufweisen.
-
Die Beleuchtung auf eine größere Entfernung vor dem Wagen wird nach
der Erfindung dadurch bewirkt, daß die einzelnen halbkreisförmigen, konzentrischen
Elemente einer jeden Prismenserie untereinander verschiedenes Brechungsvermögen,
und zwar die äußeren Ringelemente ein geringeres Brechungsvermögen als die mittleren
Elemente haben.
-
Die beiden planen Flächen des Mittelstückes bilden denselben Winkel
wie die beiden planen Flächen des Randstreifens, so daß die gleiche Lichtbrechung
bei diesen Teilen erzielt wird.
-
Gemäß der Erfindung können das Mittelstück und der Randstreifen ,auch
aus gewöhnlichem ebenen Glas bestehen.
-
Die Zeichnung zeigt beispielsweise drei verschiedene
Ausführungsformen
des Erfindungsgegenstandes, und zwar in Abb. i bis 9, in Abb. i o und i i und in
Abb. 12.
-
Abb. i ist die Innenansicht des Scheinwerferglases, während Abb.2
ein senkrechter Mittelschnitt desselben ist.
-
Abb.3 zeigt in vergrößertem Maßstab zum Teil das Profil der oberen
prismenförmigen Elementenserie.
-
Abb. q. veranschaulicht die Strahlenwirkung desselben Scheinwerfers
im Vertikalschnitt mit der im Brennpunkt des Lichtspiegels angeordneten Lichtquelle.
-
Abb. 5 und 6 sind Horizontalschnitte nach den Linien 7-7 und 8-8 in
Abb. ¢.
-
Abb.7 zeigt einen den Abb. 5 und 6 ähnlichen Schnitt durch die Mitte
des fensterartigen Mittelstückes.
-
Abb.8 und 9 zeigen an einem vertikal geschnittenen Scheinwerfer dei
Lichtstrahlenverlauf bei einer hinter bzw. vor dem Brennpunkt des Spiegels liegenden
Lichtquelle.
-
Abb. io zeigt ein von Abb. i abweichendes Scheinwerferglas in Innenansicht,
während Abb. i i ein senkrechter Schnitt durch einen mit diesem Glas versehenen
Scheinwerfer ist. Abb.12 zeigt im Vertikalschnitt einen Scheinwerfer mit einer anderen
Ausführungsform des Glases.
-
Bei dem Scheinwerfer nach Abb. i bis 9 sitzt ein auf seiner Außenseite
i i eben gehaltenes Scheinwerferglas io auf einem parabolischen Lichtspiegel 15,
dessen Lichtquelle aus einer Glühlampe 16 besteht.
-
Die Innenseite des Scheinwerferglases io hat ein horizontales fensterartiges
Mittelstück 14, an das sich oben und unten die konzentrischen, prismenförmigen Ringzonen
1 2 und 121 anschließen, und ist am Umfang von einem -ebenflächigen Randstreifen
13 mit beispielsweise mattgeschliffener Oberfläche umgeben.
-
Bei beiden Elementenserien i2 und 121 wird jedes der strahlenbrechenden
Elemente durch Teile von Rotationsflächen begrenzt. Die Rotationsflächen sind einesteils
Zylindermäntel mit Erzeugenden a bzw. a1, andernteils Kegelstumpfmäntel mit Erzeugenden
b bzw. b1. Die durch Rotation der Strecken a bzw. a1 erzeugten Flächen schneiden
die durch Rotation der Strecken b bzw. b1 erzeugten Flächen in -konzentrisch verlaufende
Kreisbogen c bzw. cl. Die Mittelpunkte der Kreisbogen c und cl liegen auf
den beiden Randlinien des Mittelstückes 14. Dadurch erhält man eine in der Praxis
ausreichende seitliche Ausbreitung des Lichtes.
-
Durch entsprechende 'Neigung der Erzeugenden b in bezug auf die ebene
Außenfläche i i erzielt man eine genügende Brechung der Lichtstrahlen nach dem Erdboden
hin. Zu diesem Zweck sind die verschiedenen strahlenbrechenden Elemente so angeordnet,
daß im Vertikalschnitt die Elemente der oberen Serie 12 prismatischen Querschnitt
mit nach unten, d. h. der Mitte der Scheibe gerichteten Grundflächen entsprechend
den Erzeugenden a, die Elemente der unteren Serie 121 ebenfalls prismatischen Querschnitt
mit nach unten, d. h. nach dem unteren Scheibenrand gerichteten Grundflächen entsprechend
den Erzeugenden a1 aufweisen.
-
Die Breite der Ringzonen i-- und i z1 ändert sich mit dem Durchmesser
der Glasscheibe. Zweckmäßig wird jedoch allen ringförmigen Elementen ein und derselben
Glasscheibe eine gleichmäßige Breite gegeben.
-
Die Neigung der Erzeugenden b, bi der beiden Elementenserien 12 und
121 kann innerhalb einer jeden Reihe in engen Grenzen veränderlich sein. Bei prismatischem
Querschnitt der ringförmigen Elemente und einer Breite der Ringe von etwa 7 mm ist
die maximale Neigung der Erzeugenden b, b1 so bemessen, daß die Länge der Erzeugendena
selten o,625 mm übersteigt. Wenn die Erzeugenden b, b1 der Elemente kurvenförmigen
Verlauf aufweisen, verändern sich die Grundflächen dieser Elemente mehr oder weniger
je nach dem Grad der Krümmung dieser Erzeugenden und dem Grad der Ausbreitung, welche
die durch die entsprechenden Elemente gehenden Lichtstrahlen erhalten sollen. Der
Krümmungsradius der Linien b, b1 beträgt praktisch etwa 75 mm und kann jedem gewünschten
Grad der Lichtausbreitung angepaßt werden. Im Zusammenhang mit den durch kurvenförmige
Linien b, b1 erzeugten Rotationsflächen ist die Länge der Erzeugenden
a entsprechend der Krümmung von b
zwischen etwa o,625 mm und etwa o,87
5 mm veränderlich. Die durch die Linien b erzeugten Rotationsflächen -erhalten praktisch
eine Breite von 6 bis 7 mm.
-
Bei Verwendung von Elementen mit kegelstumpfartiger Oberfläche kann
die Länge der Erzeugenden a über eine Strecke von etwa 25 mm vom Rande des Feldes
an gerechnet, von etwa 0,1875 mm am Rande bis auf höchstens o,625 mm nach der Mitte
anwachsen.
-
Ist die Lichtquelle nach Abb. q. im Brennpunkt des Scheinwerfers angebracht,
so ergeben die oberen und unteren strahlenbrechenden Elemente 12 und 121 zwei Lichtkegel,
die sich gegebenenfalls übereinander lagern und eine seitliche Ausbreitung erfahren.
Auf Grund der seitlichen Lichtentfaltung und der Abwärtsbrechung ergeben diese Lichtbündel
nur eine beschränkte Feynbe#
leuchtung des Weges. Im Gegensatz dazu
entfalten sich die durch die mittlere Zone 1.1 hindurchgehenden Strahlen nicht seitlich,
so daß sie, wie üblich, für die Wegbeleuchtung auf weite Entfernungen dienen.
-
Die neutrale Zone 1.1 ist so geformt, drtL> bei einer Brechung der
durch sie hindurchgehenden Strahlender Ablenkungswinkel kleiner ist als derjenige
der Elemente 12 und 121. Das Mittelstück hat also eine derartige Querschnittsform,
daß es nur eine schwache Ablenkung der hindurchgehenden Strahlen zum Erdboden bewirkt.
Die Oberfläche des Mittelstückes beträgt ungefähr 1,',; der Oberfläche des ganzen
Scheinwerferglases. Das Scheinwerferglas liefert-also einmal unter dem Einfluß der
mittleren Zone 1 ¢ ein genügend starkes Licht auf große Entfernungen, anderseits
infolge der quer durch die zwei Reihen von Elementen 12 und 121 Ober- und unterhalb
der mittleren Zone hindurchgehenden Strahlenbündel eine -seitliche Nahbeleuchtung.
-
Wie Abb..l deutlich zeigt, werden alle durch die Elemente 12 und 121
hindurchgehenden Strahlen nach unten abgelenkt, während im Gegensatz dazu die durch
die Zone 1 4 hindurchgehenden Strahlen .auf eine beträchtliche Entfernung vor dem
Scheinwerfer einen horizontalen oder annähernd horizontalen Verlauf haben.
-
Abb. 5 und 6 zeigen, wie diese seitliche Entfaltung der durch die
Elemente 12 und 121 hindurchgehenden Strahlenbündel vor sich geht. Aus der Abb.
7 ist ersichtlich, daß die Strahlen, welche durch die Zone 14 gehen, nur eine sehr
beschränkte seitliche Ausbreitung erfahren, zu dem Zweck, die maximale Beleuchtung
des Weges unmittelbar vor dem Fahrzeug und auf eine beträchtliche Entfernung voi
demselben zu sichern.
-
In den Abb..l bis 7 ist die Lichtquelle dem Brennpunkt des Reflektors
so nahe als möglich gebracht. ändert man die Lage der Lichtquelle in bezug auf den
Reflektor, so erzielt man damit, daß die durch die obere oder untere Reifte von
Elementen gehenden Lichtstrahlen ein auf eine weite Entfernung gerichtetes Lichtstrahlenbündel
bilden. So zeiht die Abb. 8 den Verlauf der Lichtstrahlen bei der Artordnung der
Lichtquelle dicht hinter dem Brennpunkt, während die Abb.9 ein =i1t111iches Bild
von dem Verlauf der Lichtstrahlen bei Anordnung der Lichtquelle kurz vor dem Brennpunkt
gibt.
-
Wie beschrieben, können alle strahlenbrechenden, halbringförmigen
Elemente 12 und 121 so ausgebildet sein, daß sie voneinander verschiedene strahlenbrechende
Eigenschaften besitzen. Beispielsweise können die strahlenbrechenden. der :litte
der Scheibe am nächsten liegenden Elemente, wie oben beschrieenen, angeordnet sein
und die folgenden Elemente von dem elften ab ein geringeres Strahlenbrechungsvermögen
haben.
-
Gemäß Abh.Io sind die halbringförmigen Elemente 12 und 121 in verringerter
Zahl von einem Peripherierand 16, 161 .umgeben, dessen innere Oberfläche iit Verlängerung
der inneren Oberfläche des Ivlittelstücks liegt. Hierbei werden die auf das Mittelstück
und den Rand des Glases auftreffenden Strahlen in der gleichen Weise abgelenkt.
-
Man kann in der Tat feststellen, daß bei der Benutzung eines Glühfadens
und eines geeigneten Reflektors alle vom Reflektor 15 zurückgeworfenen, auf die
Zonen 14, 16 und 161 auftreffenden Lichtstrahlen eine geringere aufsteigende Neigung
besitzen als die auf die Zonen der Elemente 12 und 121 auftreffenden Strahlen: diese
Neigung beträgt im Höchstfalle etwa 1` 9'. Daraus folgt, daß es bei der Bildung
der Zonen 14, 16 und 16j des Glases aus einem einzigen Prisma (Abb. 11 i, welches
alle diese Strahlen in beliebiger Menge nahezu parallel weiterleitet, möglich-ist,
vor- dem Scheinwerfer und vor den durch die halbringförmigen Elemente 12 und 121
gebildeten halben Lichtkegeln eine Beleuchtung auf lange Entfernung des Weges zu
erzielen. Die Abweichung der auf die halbringförmigen Elemente 12 und 121 auftreffenden
Strahlen ist größer als diejenige der im vorhergehenden erwähnten Strahlen und beträgt
beispielsweise bis zu 2@ 18'.
-
Anstatt diesen Zonen 14, 16 und 161 die Gestalt eines Prismas zu geben,
kann man dieselben auch als Glas mit parallelen Oberflächen ausbilden (vgl. Abb.
12), wobei alsdann der Reflektor 15 so aufgestellt ist, daß seine Achse nicht mehr
horizontal, sondern etwas geneigt zur Horizontalen verläuft.