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Scheinwerfer Die Erfindung betrifft Scheinwerfer besonders für Kraftfahrzeuge.
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Scheinwerfer mit einer Lichtquelle, die im wesentlichen in der Brennpunktzone
eines flachen konkaven Reflektors mit einer einzigen stetigen Reflexionsfläche angeordnet
ist, sind bekannt. Nach der Erfindung ist der größere Teil der oberhalb und unterhalb
der Achse des Reflektors gelegenen Refl.ektorfläche gegen die Achse gebogen und
der gröl >ere Teil seiner seitlichen Flächen von der Achse weggebogen, hierbei ist
der untere Teil näher zur Achse herangebogen als der obere Teil, so daß zwei Lichtbüschel
entstehen, die sich, und zwar vorzugsweise sichelförmig, überlagern.
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Der Scheinwerfer beleuchtet die Fahrbahn weit voraus sowie auch in
nächster Nähe, ebenso sind Gegenstände, wie Bäume, Kurven, Straßenzeichen usw. in
unmittelbarer Nähe zu beiden Seiten des Fahrzeuges deutlich sichtbar. Ein Wechsel
in der Beleuchtungsstärke tritt nicht auf, so daß alle Gegenstände in der gewünschten
Zone genügend und gl_ichbleibend stark belzuchtet sind.
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Die Lichtstärke im oberen mittleren Teil des erzeugten Strahlenbündels
ist groß genug; um die Straße möglichst weit vor dem Fahrzeug zu beleuchten, während
durch. die allmähliche Abnahme der Lichtstärke an der Oberseite des Büschels die
Empfindung des Fahrens wie durch einen Tunnel vermieden wird. Die Zonen dicht vor
dem Fahrzeug und beiderseits desselben, wie auch der vordere Teil des Fahrzeuges,
sind beleuchtet, so daß der Kontrast zwischen dem stark leuchtenden Reflektor und
der Umgebung so weit verringert ist, daß Führer entgegenkommender Fahrzeuge nicht
geblendet werden, was auch durch Neigung der Achse des Reflektors verhindert wird.
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Durch Überlagerung der Strahlenbüschel der oberen und unteren Reflektorteile
erhält man vorzugsweise ein mondsichelförmiges Strahlenbüschel, das in der oberen
mittleren Zone die stärkste Intensität hat. Durch das direkt von der Lampe durch
eine profilierte Abdeckscheibe fallende Licht, also ohne Mitwirkung des Reflektors,
wird die Fahrbahn in üblicher Weise .dicht vor dem Fahrzeug beleuchtet.
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Die Abdeckscheibe ist auf beiden Seiten der senkrechten Mittelebene
mit Prismen versehen, welche- seitlich auseinanderlaufende Strahlen der Lichtbüschel
nach der Lichtbüschelachse zu ablenken, zwischen diesen unterhalb der waagerechten
Mittelebene befinden sich weitere Prismen zum waagerechten
Ausbreiten
des Lichtes. Hierdurch wird für eisten allmählichen Übergang der Beleuchtung zwischen
dem unmittelbaren Vordergrunde und der Fernbeleuchtung gesorgt.
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Eine weitere Verbesserung der Lichtverteilung wird dadurch erzielt,
daß die Lichtquelle unterhalb der Reflektorachse angeordnet wird. Dies bewirkt ein
leichtes Anheben des vom oberen Teil des Reflektors erzeugten Lichtbüschels und
ein stärkeres Anheben des Lichtbüschels vom unteren Teil, wobei die Lichtintensität
im Büschel gesteigert wird.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt.
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Abb. i ist ein senkrechter Schnitt nach Linie 2-2 der Abb. 2 durch
einen Scheinwerfer, Abb. 2 ein Querschnitt nach Linie 3-3 der Abb. i, Abb. 3 eine
Vorderansicht der vorzugsweise verwendeten Abdeckscheibe um 9o° gegen die Gebrauchslage
gedreht,
Abb. q. ein Schnitt nach Linie 5-5 der Abb. 3, Abb.5 ein Schnitt
nach Linie. 6-6 der Abb. 3, Abb. 6 ein vergrößerter Schnitt nach Linie 7-7 der Abb.3.
Abb. 7 ein vergrößerter Schnitt nach Linie e-8 der Abb. 3.
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Abb. 8 bis 17 zeigen Lehren für die Herstellung des Gesenkkopfes nach
Abb. 18. Abb.18 ist ein Aufriß des Gesenkkopfes und zeigt außerdem ausgezogene Umrißlinien
und punktierte Kreise, welche jede der Umrißlinien schneiden, zwecks Darstellung
der Abweichungen, die Schnitte nach den verschiedenen Umrißlinien von genauen Kreisen
zeigen.
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Abb. i9 zeigt einen Querschnitt des vom Reflektor erzeugten Büschels,
wenn die Lampe in der Achse steht und just außerhalb der Kantenebene des Reflektors.
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Abb. 2o ist ein Aufriß eines Klemmringes der zweckmäßig ist, um den
Umriß von ähnlichen Reflektoren zu bestimmen, Abb. 2 1 ein senkrechter Mittelschnitt
durch Abb. 2o.
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Das Gehäuse hat einen hinteren Teil 5o und eilte zylindrische Seitenwand
51, die ein Stück bilden können. Ein hohler zylindrischer Schaft 52 an der Rückwand
dient zur Verbindung mit einer Tragstange. Ein ,Türring oder Falz 55 ist an der
Seitenwand 51 durch Gelenk 56 gelagert und wird durch eine Verriegelung 57 in Stellung
gehalten. Die gewölbte Abdeckscheibe 58 sitzt in diesem Ring mittels des Ringes
59, dessen Flansch 6o federnd den Flansch 58' der Abdeckscheibe erfaßt. Die Ringe
55 und 59 sind, z. B. durch Vernietung, am Versteifungsring 61 befestigt, und eine
Unterlagscheibe 62, vorzugsweise aus Gummi, ist zum Schutz gegen Staub, Feuchtigkeit
usw. zwischengelegt.
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Der Reflektor 63 hat einen nach hinten gewendeten Versteifungsring
64. und wird durch Stützen 65 von der Rückwand des Gehäuses getragen. Die Verbindung
zwischen der Stütze und dem Reflektor geschieht durch Schrauben oder Zapfen 66,
die durch den Ring 6.4 und die Stützen 65 ragen. Eine Fassung 67 im Reflektor nimmt
die elektrische Lampe auf und ist, wie üblich, mit einem Pol des Leuchtfadens verbunden
und durch die Metallteile der Lampe am Fahrzeugrahmen an Masse gelegt. Die Lampe
68 hat z. B. den üblichen /-förmigen Faden 69, der außerhalb der Kantenebene des
Reflektors liegt (Abb. i). Ein Kabel 70 o. dgl. speist die Lampe.
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Aus noch zu erläuternden Gründen ist die Achse des Reflektors vorzugsweise
geneigt, so daß sie die Fahrbahn vor dem Fahrzeug schneidet. Zum Festhalten des
Reflektors in geneigter Lage dient z. B. eine Stelleinrichtung mit Schraube 71,
die in der Rückwand des Gehäuses drehbar ist und durch eine Mutter 72 ragt. Diese
erfaßt den abwärts gewendeten Teil 73 einer Stütze 7.4, die am Reflektorflansch
befestigt ist, und eine zwischen die Gehäuserückwimd und den Stützenteil 73 eingeschaltete
Feder 75 sucht die Stütze in Berührung mit der Mutter zu halten. Durch Drehung der
Schraube 71 kann die Mutter 72 weit verstellt werden, und die Neigung des Reflektors
wird durch die Lage der Mutter bestimmt.
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Die Abdeckscheibe kann beliebige Form haben, doch hat sich die nach
Abb. i und 2 bewährt. Sie hat einen flachen, konischen Vorderteil 76 und einen Flansch
77, der etwas zur Achse x-x der Abdeckscheibe geneigt ist.
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Bei der bevorzugten Ausführung der Abdeckscheibe 78 nach Abb. 3 bis
7 hat sie einen Vorderteil 79, der mehr oder weniger die Form eines abgeflachten
Kegels hat, dessen Rundspitze 8o aber etwas unterhalb der Scheibenachse sitzt, so
daß diese Spitze ziemlich genau vor dem Glühfaden bei Neigung des Reflektors nach
Abb. i liegt.
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Eine Reihe von Brechungsprismen verläuft waagerecht über die Wölbung,
während die Prismen selbst senkrecht gerichtet sind. Wie Abb. 3 zeigt, erstreckt
sich die Prismenreihe an den Seiten wesentlich in gleicher Art oberhalb und Lmterhalb
der waagerechten Mittellinie der Abdeckscheibe, und die oberen Enden der Zwischenprismen
enden etwas unter dieser Linie. Ein beträchtlicher Teil der Abdeckscheibe hat also
keine besonderen Einrichtungen, um die Strahlen vom Reflektor erheblich zu beeinflussen.
Abb.
5 und 6 zeigen, daß die Prismen 8 1 an den Seiten der Abdeckscheibe innerhalb
der Klammern 82 so beschaffen sind, daß sie das auftreffende Licht stark nach der
Mitte des Büschels ablenken. Die Abflachungen 83 dieser Prismen bewirken aber die
Ablenkung eines Teils des Lichtes von der Mitte des Büschels hinweg. Die in der
Klammer 8.1 liegenden und in Abb. 7 in größerem Maßstabe gezeigten Prismen sind
symmetrisch zu senkrechten Achsen und suchen das Licht waagerecht in beiden Richtungen
zu verteilen. Das Zusammenwirken von Abdeckscheibe und Reflektor wird weiter unten
beschrieben.
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Die Form des Reflektors wird durch die Schablonen nach Abb.8 bis 17
und deren Endansicht nach Abb. i 8 und des zur Herstellung einer Ausführungsform
des Reflektors benutzten Gesenkes oder Ziehstempels, der vorzugsweise aus Gußeisen
besteht, erläutert. Die Kurve 85 der Schablone nach Abb.8 zeigt die Krümmung der
Linie, die durch die Linie o- 18 in Abb. 18 parallel zur Achse des
Reflektors geht, also senkrecht zur Zeichenebene der Abb. 18 steht. Entsprechend
zeigen die Kurven 86 bis 94 der Abb. 9 bis 17 die Krümmungen des Gesenkes nach den
LiIiieii I- I 7, 2-16, 3-15, 4-14 llsw. bis zur Linie 9-9 für die Kurve 9¢.
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Die Abb. 8 bis 18 sind wesentlich im Maßstabe i : z und sind so genau
wie möglich gehalten. Zu leichterer Kontrolle sind aber noch Abmessungen eingeschrieben.
Es sei allenfalls noch erwähnt, daß die waagerecht über die Schablonen laufenden
Linien außer den äußeren beiden den Schnitt einer durch den rechtwinklig zu seiner
Achse gelegten Ebene andeuten.
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Die punktierten Kreise in Abb. 18 haben nichts mit der Form
des Ziehkopfes oder Reflektors zu tun, sondern sollen nur den Betrag andeuten, um
den irgendein Teil des Reflektors senkrecht zu seiner Achse von einem genauen Kreise
abweicht, wie er sich ergeben würde, wenn der Reflektor eine genaue Umdrehungsfläche
wäre. Es sei betont, daß die Gestalt eines Reflektors zur Erzeugung des beschriebenen
Lichtbüschels bestimmt wurde, indem man zunächst einen flachen Hyperboloidreflektor
von etwa I2° Erstreckung beiderseits der Achse herstellte und ihn in einen Klemmblock
nach Abb. 2o und 21 einsetzte. Dieser Block 95 hat eine Mittelöffnung 96, um welche
herum eine Reihe von Pfosten 97 angeordnet sind, durch welche die Klemmschrauben
98 ragen, die an den inneren Enden Anlagestücke 99 zum Erfassen der Kante des Reflektors
haben. Dieser Block wurde nicht bloß zum direkten Verzerren des ursprünglichen Hyperboloidreflektors
benutzt, sondern auch zum Festhalten des Reflektors, nachdem er durch Druck mit,
den Fingerspitzen verzerrt worden war. Mittels eines solchen Klemmblocks kann man
die Form eines Reflektors zur Erzeugung der obigen erwünschten Eigenschaften experimentell
bestimmen.
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Die durch Abb.8 bis 18 veranschaulichte Ausführungsform eines Reflektors
ist mehr oder weniger kegelig, ist aber keine genaue Umdrehungsfläche. Abb. i8 zeigt
im besonderen, daß die oberen Teile des Reflektors sich der Achse mehr ,als die
Seitenteile nähern, .aber weniger als die unteren Teile. Die Seitenteile sind nicht
symmetrisch um eine mit der Linie 9-9 der Abb. 18 zusammenfallende Achse,
insofern die höchste Auswärtsverlagerung der Seiten gegenüber einer genauen Umdrehungsfläche
längs Linien geschieht, welche der Linie 7-I i der Abb, i 8 entsprechen.
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Abb.I8 könnte den Eindruck erwecken, daß die Abweichung des Reflektors
vom ursprünglichen Hyperboloidreflektor nicht groß ist. Nachstehend wird aber gezeigt,
daß die Abweichungen sehr markante Änderungen im Charakter des Lichtbüschels hervorbringen.
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Ein Hyperboloidrefl.ektor mit der Lichtquelle im Brennpunkt erzeugt
einen divergierenden Lichtbüschel, in dessen Mitte das Licht weniger stark als nahe
der Außenfläche ist, was vielleicht hauptsächlich auf der Schattenwirkung des Lampenglases
beruht. Wird die Lichtquelle vom Reflektorbrennpunkt nach rückwärts, also näher
an den Reilektor heranbewegt, so entsteht ein Bestreben, immer mehr von dem Licht
nach der Außenseito des Kegels zu richten unter entsprechender Verminderung der
Intensität des Lichtes in der Mitte oder Achse des Kegels oder nahe daran. Ein solches
Lichtbüschel ist bei Scheinwerfern ziemlich nutzlos, da es das Licht an Punkten
konzentriert, wo es praktisch von keinem Wert ist mit Ausnahme vielleicht desjenigen
Teils des Büschels, der die Straße weit voraus zu beleuchten strebt, und die Intensität
des Lichtes in diesem Teile reicht nicht aus, um diesem Zweck zu genügen. Bei dem
Reflektor nach Abb. 8 bis i 8 aber hat die Niederdrückung oder Verzerrung des oberen
Teils des Reflektors nach der Achse zu die Wirkung. eines sehr erheblichen Herunterdrückens
des oberen Teils des Büschels und einer Konzentrierung des Lichtes im oberen Teil
des Büschels, obschon die Niederdrückung nicht weit genug geht, um die Strahlen
zur Parallelität mit der Reflektorachse zu bringen. Wird aber der Reflektor in obiger
Art etwas geneigt, so werden die Strahlen im oberen Teile des Büschels etwas nach
unten gerichtet, so daß sie die Führer
entgegenkommender Wagen nicht
blenden können.
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Bei dem Reflektor nach Abb. 8 bis 18 erzeugt die Hebung der unteren
Teile des Reflektors eine noch ,ausgesprochenere Veränderung im Charakter des Büschels
vom unteren Teile des Reflektors als die Herabdrükkung des oberen Teils des Reflektors
auf das Büschel vom oberen Teil des Reflektors hat, weil die Hebung nicht bloß stärker
als die Senkung der oberen Teile ist, sondern auch Druck auf den Unterteil des Reflektors
an Punkten zwischen dem Rand und der Achse ausgeübt wurde, so daß in Wirklichkeit
wesentlich alle unteren Teile des Reflektors vorgeschoben sind. Dies bewirkt, daß
der untere Teil der Kante des Reflektors über die seitlichen und oberen Teile zunächst
hinwegragt. Der Überstand wird aber nachträglich so abgeschnitten, daß alle Teile
der Kante des Reflektors wesentlich in gleicher Ebene liegen. Dieses Vorschieben
der unteren Teile des Reflektors im Verein mit dem Anheben derselben läßt das vom
unteren Teile reflektierte Licht eine aufwärts statt abwärts geneigte Richtung einschlagen.
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Das Resultat dieser Anordnung ist bei Anbringung der Lampe in einem
Punkte, der bei einem genauen Hyperboloidreflektor mit dem Brennpunkte mehr oder
weniger zusammenfallen würde, ,also in einem Punkt, der auf der Achse außerhalb
der Kantenebene des Reflektors liegt, daß das von der oberen Hälfte des Reflektors
erzeugte Lichtbüschel in einer etwa 31n vor dem Reflektor liegenden Ebene einen
Querschnittsumriß ähnlich dem nach Abb. i9 hat. Solch ein Büschel hat wertvolle
Eigenschaften, da es oben konvex ist und daher entgegenkommende Fahrer nicht stört,
und da ein gut Teil des Lichtes, das ein genauer Hyperboloidreflektor auf die Straße
dicht vor dem Fahrzeug werfen würde, wo es nicht verlangt wird, in die Felder seitlich
der Straße, mehr oder weniger nach dem oberen Teil des Büschels geleitet wird, wo
es von Nutzen ist, um die Straße weiter voraus zu beleuchten. Um dort eine nützliche
Lichtstärke zu erzielen, muß natürlich die Intensität der Strahlen in diesem Teile
des Büschels stärker sein.
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Die Lichtbüschel sind nicht über die ganzen Querschnitte hin von gleicher
Intensität, da die Lichtquelle unter die Achse eines Reflektors nach Abb. 8 bis
18 verstellt ist. Dies hat die Wirkung eines leichten Anhebens der Strahlen
in dem von den oberen Teilen des Reflektors erzeugten Büschel, aber eines weit stärkeren
Anhebens der Strahlen in dem vom unteren Teil des Reflektors erzeugten Büschel,
so daß im Endergebnis die von den oberen und unteren Teilen des Reflektors erzeugten
Büschel nicht so tief sind, ,als wenn die Lichtquelle in der Achse des Reflektors
liegt, aber die Lichtintensität im Büschel ist gesteigert.
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Die Auswärtsverlagerung der Reflektorseiten, die am größten in den
allgemeinen Richtungen der Linien ist, die von der Achse des Reflektors zu den Zahlen
7 in Abb. 18
verlaufen, erzeugt die Wirkung eines Auswärtsstreuens der unteren
Seitenteile der mondsichelförmigen Lichtbüschel nach den Straßenseiten zu und eines
allmählichen Abschwächens der Intensität dieser Teile des Büschels in Richtung von
der Straßenmitte hinweg. Dadurch werden in erwünschter Weise die Seiten der Straße,
Zäune, Gräben usw. in einigem Abstand vor dem Wagen beleuchtet. Zwischen diesen
Teilen des Lichtbüschels ist eine Zone relativ schwacher Beleuchtungsintensität,
und zum Ausgleich dieses Mangels dienen die Brechungsprismen der Abdeckscheibe nach
Abb.3 bis 7. Die Seitenprismen besonders dienen dazu, Strahlen aus, den Endteilen
des Büschels in eine sonst dunklere Zone zu lenken und sie auch teilweise nach den
Seiten der Straße zu brechen. Es ist zu beachten, daß die mittleren Teile des Büschels
die .Teile sind, die zum Beleuchten der Straße am weitesten voraus und näher am
Wagen wirksam sind, während die Teile der Straße unmittelbar vor dem Wagen durch
die direkten Strahlen beleuchtet werden, welche den Reflektor nicht berühren und
mehr oder weniger gleichmäßig durch die mittleren Brechungsprismen der Abdeckscheibe
verteilt werden.
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Der Reflektor erzeugt mit seinen oberen und unteren Teilen Strahlenbfischel,
die im allgemeinen divergent, aber wechsels°itig konvergent sind, d. h. daß das
von der Unterhälfte des Reflektors .erzeugte Büschel mit dem vom oberen Reflektorteil
erzeugten Büschel konvergiert und sich mit ihm überlagert oder zusammenfällt.