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Scheinwerfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft
einen Scheinwerfer, insbesonderefürKraftfahrzeuge, undbezweckt die Bildung eines
Strahlenbündels, das von einer bestimmten Entfernung ab vor dem Automobil der Breite
der Straße entspricht, unter Manneshöhe liegt und aus einem hellen Kernbündel für
die Fernbeleuchtung und mehreren nach unten gerichteten Strahlenbündeln zur Nahbeleuchtung
besteht.
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Diese besondere Aufgäbe wird gemäß- der Erfindung durch gleichzeitige
Anwendung mehrerer an sich bekannter Einzelmaßnahmen gelöst, und zwar durch einen
das Scheinwerfergehäuse bildenden Reflektor, dessen unterer vor der Lichtquelle
liegender Teil nicht reflektierend ist und durch eine Linse von möglichst geringer
sphärischer Aberration, die die Austrittsöffnung des Reflektors abschließt, und
dadurch; daß gleichzeitig die Lichtquelle aus einer Glühfadenspirale besteht, deren
Achse in der durch den, gemeinsamen Brennpunkt von Reflektor und Linse gelegten
Horizontalebene und senkrecht zur Reflektorachse verläuft.
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Mit einem derartigen Scheinwerfer werden zwei in Form und Intensität
verschiedene Lichtkegel erzeugt, von denen der eine durch das unmittelbar auf die
Linse geworfene Licht gebildet wird und zur Beleuchtung des entfernteren Vordergrundes
dient. Der zweite Lichtkegel rührt von dem von der oberen Reflektorhälfte reflektierten
Licht her.
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Er beleuchtet lediglich die unmittelbar vor dem Fahrzeug gelegenen
Teile der Straße. Da die Linse eine geringe Aberration aufweist, erzeugt dieser
zweite Kegel keinerlei nach oben gerichtete, blendende Strahlen. Die Verminderung
der Aberration kann auch noch durch beliebige an sich bekannte Mittel unterstützt
werden, beispielsweise dadurch, daß der untere Linsenrand abgeblendet oder die Linse
nach vorn geneigt wird. Die geringe- Aberration hat bezüglich des ersten Lichtkegels
überdies den Vorteil, dessen Divergenz nicht zu erhöhen.
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Auf diese Weise ist die Lichtverteilung längs und quer zur Straße
die denkbar beste und genügt, wie eingehende Versuche gezeigt haben, allen Anforderungen.
Sie kann noch dadurch verbessert werden, daß man den Scheinwerfer noch mit einem
zweiteiligen sphärischen Reflektor hinter der Lichtquelle ausstattet.
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Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der Abb.
z einen senkrechten Längsschnitt durch den Scheinwerfer darstellt, während Abb.
a eine Vorderansicht im Schnitt vor der Lichtquelle zeigt, hinter welcher zwei Halbspiegel
angebracht sind.
Die Abbildungen 3 bis 7 veranschaulichen die verschiedenen
Lichtbündel, in welche die von der Lichtquelle ausgesandten Strahlen zerlegt werden.
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Abb.8 läßt in schematischer Weise einen Scheinwerfer erkennen, dessen
Reflektor durch Rotation einer Viertelellipse einer nach abwärts gerichteten Achse
um eine durch den Brennpunkt der Ellipse gelegten Horizontale entstanden ist.
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Der Scheinwerfer besteht aus einem Metallgehäuse i von im wesentlichen
parabolischer und in der Längsrichtung verlängerter Form. Seine Austrittsöffnung
ist in an sich bekannter Weise mit einem Linsensystem a versehen, welches beispielsweise
aus einer plankonvexen Linse geringen Durchmessers und großer Brennweite besteht,
in deren Brennpunkt die Lichtquelle 3, beispielsweiseeine elektrische Lampe mit
sich in der Querrichtung erstreckendem Faden 4-5, angebracht ist. Der spiralförmig
gewickelteFaden verläuft horizontal und senkrecht zur Achse.6 des Scheinwerfers.
Hinter und oberhalb der Lampe 3 befindet sich ein sphärischer Halbspiegel 7, der
mit der durch die Achse 6 hindurchgehenden waagerechten Ebene abschneidet und dessen
Mittelpunkt in 8, also vor dem Glühfaden 4-5, liegt. Unterhalb und hinter der Lampe
3 befindet sich ein zweiter sphärischer Halbspiegel 9, der -ebenfalls mit der Horizontalebene
der Achse 6 abschneidet, dessen Mittelpunkt io aber hinter dem Glühfaden 4-5 liegt.
Das von den Glühfäden 4-5 kommende Licht wird in folgender Weise zerlegt: i. In
einen direkt durch das Linsensystem 2 (Abb. 3 und 4.) ausgesandten Lichtstrom; 2.
In einen durch das Gehäuse des Scheinwerfers reflektierten Lichtstrom (Abb. 5);
3. In durch den oberen sphärischen Halbspiegel reflektierte Lichtstrahlen, dessen
Mittelpunkt 8 vor dem Glühfaden 4-5 liegt; 4. In durch den unteren sphärischen Halbspiegel
9 reflektierte Lichtstrahlen, deren Mittelpunkt io hinter der Lichtquelle 4-5 liegt.
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'Zu i.
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Da der Glühfaden 4-5 sich wesentlich in der Nähe des Brennpunktes
der Linse 2 befindet, so wird das austretendeStrahlenbündel in der Höhenrichtung
durch zwei waagerechte Ebenen i i und 12 und nach den Seiten (infolge der Breitenausdehnung
des senkrecht zur Achse 6 liegenden Glühfadens) durch zwei leicht divergierende
Ebenen 13 und 14 begrenzt. Das Linsensystem 2, welches am vorderen Ende des Gehäuses
angebracht ist, kann aus einer einfachen Linse bestehen oder aus einer Doppellinse.
Bekanntlich geben Linsen geringen Durchmessers und langer Brennweite wenig Aberration,
besonders wenn dieselben doppelt angewendet werden. Das austretende Lichtbündel'
wird also ziemlich begrenzt sein.
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Zu 2.
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Da der untere Teil 15 des parabolischen Reflektors absorbierend, z.
B. geschwärzt ist, werden die darauf fallenden Strahlen vollständig zurückgehalten.
Man kann diesen unteren Teil auch diffundierend, z. B. mattiert, ausbilden, um lediglich
diffuses nicht blendendes Licht zurückzuwerfen. Der obere Reflektorteil 16 kann
in bekannter Weise aus der metallischen Wandfläche selbst bestehen, welche poliert
oder mit einem Niederschlag von Silber, Nickel o. dgl. versehen wird. Sämtliche
von der Lichtquelle 4-5 nach dem oberen Teil 16 des Mantels gesandten Lichtstrahlen
-,werden wesentlich parallel zur Achse 6 reflektiert, und da dieselben hauptsächlich
oberhalb der Achse verlaufen, so geben sie bei ihrem Austritt aus der Linse
2 ein Lichtbündel 17, welches nach unten gerichtet ist und den Weg vor dem Automobil
beleuchtet. Man kann die Fläche 16 jedoch auch mattieren, in welchem Falle sie auf
die Linse diffuses Licht wirft und als Lichtquelle großer Oberfläche wirkt. Die
Helligkeit dieser Oberfläche wechselt mit ihrer Entfernung von der Lichtquelle und
gibt infolgedessen dem aus der Linse austretenden Strahlenbündel eine abnehmende
Intensität der Beleuchtung der entfernter liegenden Teile der Straße, Zu 3.
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Diese Lichtstrahlen bilden ein Bündel, welches durch den Punkt 7'
hindurchgeht. Der Punkt 7' ist das Bild des Glühfadens 4-5 im Spiegel 7. Das Lichtbündel
trifft lediglich den unteren Teil' der Linse 2 und verläuft ausschließlich unterhalb
der Horizontalebene der Achse 6.
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Zu q..
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Diese Lichtstrahlen bilden ein Bündel, das beim Passieren des Punktes
g', welcher das Bild 4-5 im Spiegel 9 darstellt, lediglich auf den oberen Teil der
Linse 2 fällt und bei seinem Austritt aus derselben ausschließlich nach unten verläuft.
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Hieraus ergibt sich, daß die durch den Scheinwerfer ausgesandten Lichtstrahlen
ein mittleres Kernbündel großer Lichtintensität liefern, das nach oben und unten
durch die beiden waagerechten Ebenen i i und 12 und in der Breite, d. h. nach den
Seit-en, durch zwei leicht divergierende Ebenen 13 und 14 begrenzt wird, und da&
dieses Kernbündel durch mehrere nach unten gerichtete Lichtbündel vervollständigt
wird.
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Die Reflexion des Scheinwerfergehäuses und die Reflexion der am hinteren
Ende des
Scheinwerfers liegenden Spiegel können sowohl zusammen
als auch einzeln verwendet «-erden.
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Um einen Scheinwerfer mit im wesentlichen den gleichen Vorteilen zu
erzielen, kann man, wie in Abb. 8 dargestellt,. die beiden sphärischen Spiegel auch
durch eine einzige Rotationsfläche ersetzen, welche dadurch erzeugt wird, daß man
um eine horizontale Achse z1-22 einen Ellipsenbogen (eine Viertelellipse) dreht,
dessen Hauptachse 25-26 leicht nach vorn und nach unten geneigt ist und unterhalb
der Drehachse 2i-22 liegt. Der Brennpunkt 27 der Ellipse liegt auf der Rotationsachse.
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Dreht man den Ellipsenbogen 23-24 um die Achse 21-22, so beschreibt
er eine Fläche, die im unteren Schnitt derselben Vertikalebene mit 23' bis 24 bezeichnet
ist. Die Punkte 23 und 23' sind durch einen Kreis-. bogen verbunden, dessen Mittelpunkt-
bei 27 liegt. Diese kleine Kugelkalotte spielt die gleiche Rolle wie die der beiden
Hüfshalbspiegel. Die Strahlen 27, 28 z. B. werden nach oben reflektiert und werden
sämtlich ungefähr in der Richtung des Punktes 27', welcher den zweiten Brennpunkt
der Ellipse bildet, zurückgeworfen.
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Nachdem die Strahlen die Linse passiert haben, nehmen sie bei ihrem
Austritt aus derselben eine nach unten geneigte Richtung entsprechend 28', 29. Die
kleine Kugelkalotte 23, 23' ist poliert und entsprechend dem oben Gesagten auch
der obere Gehäuseteil 23-2a, dagegen ist der untere Teil 23'-24' matt gemacht. Fängt
man auf einem zu seiner Achse senkrechten Schirm die Lichtstrahlen eines Scheinwerfers
der beschriebenen Art auf, so erhält man einen waagerecht verbreiterten elliptischen
grellen Lichtfleck, der von einem schwächeren kreisförmigen Lichtring, dessen Durchmesser
der großen Achse der Ellipse entspricht, umschlossen wird.