DE517813C

DE517813C - Headlights

Info

Publication number: DE517813C
Application number: DEP56350D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1926-11-16
Filing date: 1927-10-28
Publication date: 1931-02-11

Description

Scheinwerfer Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Scheinwerfer, der aus zwei halben Hohlspiegeln zusammengesetzt ist, zwischen deren geometrischen Brennpunkten die Lichtquelle angeordnet ist, aber außerhalb der optischen Achsen liegt. Um bei einem derartigen Scheinwerfer dafür zu sorgen, daß sämtliche von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahlen sich auf eine bestimmt begrenzte Zone im Raum konzentrieren, wird die Einrichtung so getroffen, daß für den einen halben Spiegel sämtliche Brennpunktsstreuungen zwischen seinem theoretischen Brennpunkt und dem Spiegelscheitel und für den anderen Spiegel zwischen seinem theoretischen Brennpunkt und der Spiegelöffnung liegen, was man leicht dadurch erreichen kann, daß man für die beiden halben Spiegel, die theoretisch den gestellten Bedingungen entsprechen, experimentell Richtung und Größe der Brennpunktsstreuungen feststellt und danach die Zusammenstellung der halben Spiegel und der Lichtquelle so wählt, daß auch praktisch den gestellten Bedingungen entsprochen wird.Headlight The subject of the invention is a headlight, which is composed of two half concave mirrors, between their geometrical ones Focal points the light source is arranged, but outside the optical axes lies. In order to ensure with such a headlight that all of the Light rays emanating from the light source are directed to a certain limited area in the room concentrate, the arrangement is made so that half a mirror is used all focus spreads between its theoretical focus and the Mirror vertex and for the other mirror between its theoretical focus and the mirror opening, which can easily be achieved by looking for the two half mirrors, which theoretically correspond to the conditions set, experimentally determines the direction and magnitude of the focus scatter and then choose the combination of the half mirror and the light source so that it is also practical the conditions set are met.

Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung in einigen Ausführungsbeispielen näher beschrieben.The invention is based on the drawing in some exemplary embodiments described in more detail.

Die Abb. i bis 3 einschließlich zeigen im Schnitt durch die optische Achse drei verschiedene Ausführungen des Scheinwerfers.Figs. I to 3 inclusive show a section through the optical Axis three different versions of the headlight.

Erfindungsgemäß wird sowohl. praktisch wie theoretisch den nachfolgenden Ausführungsformen der Vorzug gegeben. Hierbei ist vorausgesetzt, da.ß die Lichtquelle a beispielsweise aus dem Faden einer elektrischen Glühlampe gebildet ist und daß die vom Spiegel reflektierten Strahlen unter die horizontale Linie B Cl(optische Achse des Reflektors) fallen.According to the invention, both. practically and theoretically the following Embodiments given preference. It is assumed here that the light source a is formed, for example, from the thread of an electric incandescent lamp and that the rays reflected by the mirror below the horizontal line B Cl (optical Axis of the reflector).

Im besonderen wird hierbei wie folgt verfahren: Man stellt den Reflektor auf solche )Veise her, daß er aus zwei zu beiden Seiten der Symmetrieachse der Lichtquelle befindlichen Einzelspiegeln besteht, wobei die Symmetrieachse der Lichtquelle gleichzeitig die optische Achse des Scheinwerfers bildet. Die genannten Hohlspiegel können zur Erreichung dieses Zweckes vorteilhaft aus versilbertem Glas hergestellt werden, aber auch aus poliertem Metall oder einem sonstigen Stoff, wie er für Spiegelflächen bereits verwendet ,vird.In particular, the procedure is as follows: The reflector is placed on such) Veise that it consists of two on either side of the axis of symmetry of the light source located individual mirrors, the axis of symmetry of the light source at the same time forms the optical axis of the headlight. The said concave mirrors can be used for To achieve this purpose are advantageously made of silver-plated glass, but also made of polished metal or some other material, such as that used for mirror surfaces already used, vird.

Abb. i zeigt eine Lichtquellen, welche zwischen den beiden Brennpunktend und d' der beiden Spiegelhälften e und e' von parabolischem Querschnitt angeordnet ist, die denselben -Radius haben, deren Scheitel aber in bestimmtem Abstand voneinander steht.Fig. I shows a light source between the two focal points and d 'of the two mirror halves e and e' arranged of parabolic cross-section which have the same radius, but whose vertices are at a certain distance from each other stands.

Die Ausführungsform nach Abb.2 zeigt eine Lichtquelle a, welche zwischen den beiden Brennpunktend und d der beiden Spiegelhälften e und e' von parabolischem Querschnitt angeordnet ist, deren ILrümmungsradien verschieden sind, deren Scheitel aber zusammenfallen.The embodiment according to Fig.2 shows a light source a, which is arranged between the two focal points and d of the two mirror halves e and e 'of parabolic cross-section, the radii of curvature of which are different, but whose apices coincide.

Die Abb.3 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Lichtquelle a zwischen den Brennpunktend und d der beiden Spiegel,-hälften e und e' liegt, deren Querschnitt parabolisch gestaltet ist und deren Krümmungsradien verschieden sind, wobei jedoch die Punkte f und f' der beiden Spiegelhälften gleichen Abstand von der Symmetrie- oder optischen Achse B C haben und auf derselben Senkrechten liegen, die auf letzterer errichtet ist.Figure 3 shows an embodiment in which the light source a lies between the focal points and d of the two mirrors, halves e and e ', the cross-section of which is parabolic and the radii of curvature are different, but the points f and f' of the both mirror halves have the same distance from the symmetry or optical axis BC and lie on the same perpendicular that is established on the latter.

Wie alle drei Ausführungsformen zeigen, werden die Lichtstrahlen a g und a g' stets in Richtung der Linien g laund g' It' zurückgew-orfen, so daß der reelle Lichtstrahl nach der Zurückwerfung in jedem Falle die optische Achse B C unterschneidet.As all three embodiments show, the light beams a g and a g 'are always thrown back in the direction of the lines g la and g' It ', so that the real light beam after the rejection always undercuts the optical axis BC.

Wie bereits oben erwähnt, ist die Erfindung nicht auf diese drei Ausführungsformen beschränkt, noch auf die praktische Ausführung dieser Formen; die Erfindung umfaßt im Gegenteil alle jene Varianten, bei denen die oben als parabolisch angenommenen Spiegel durch solche anderen Querschnitts ersetzt sind, jedoch denselben Effekt zu erreichen gestatten; ferner jene Ausführungsformen, bei denen die spiegelnde Fläche entweder durch Drehung ihrer Querschnittskurve um eine Achse oder durch Versetzung dieser Kurve der optischen Achse entlang erhalten wird.As mentioned above, the invention is not limited to these three embodiments limited, nor to the practical execution of these forms; the invention includes on the contrary, all those variants in which those assumed above as parabolic Mirrors are replaced by such other cross-sections, but have the same effect allow to reach; also those embodiments in which the specular Area either by rotating its cross-section curve around an axis or by offsetting it this curve along the optical axis is obtained.

Für die praktische Ausführungsform wird für die unter Abb. z bis 3 genannten Spiegel folgendes zu beachten sein: t. die Benutzung elektrischer Glühlichtlampen, deren Glühfaden nur eine lineare Begrenzung besitzt und durch einen geradlinigen Faden mit kompensierter Ausdehnung gebildet wird; 2. die Herstellung von Spiegeln, welche äußerst genau geschliffen sind, wie die bei der Herstellung von Teleskopen verwendeten.For the practical embodiment, for the under Fig. Z to 3 the following must be observed: t. the use of electric light bulbs, whose filament has only a linear limitation and a straight one Thread with compensated expansion is formed; 2. the manufacture of mirrors, which are ground extremely precisely, like those used in the manufacture of telescopes used.

Derartige für Teleskope verwendete Spiegel von großer Präzision werden jedoch unausführbar, wenn es sich darum handelt, Spiegel für Beleuchtungsapparate, beispielsweise für Scheinwerfer, herzustellen, und zwar sowohl infolge ihres hohen Preises als auch infolge ihrer geringen Lichtabgabe und der Zeit, die zu ihrer Herstellung erforderlich ist.Such mirrors used for telescopes are of great precision but impracticable when it comes to mirrors for lighting equipment, for example for headlights, both as a result of their high Price as well as their low light output and the time it takes to make them is required.

Es ist deshalb zweckmäßig, die Beschreibung dahin zu ergänzen und auch die Zeichnungen dahin zu erläutern, denn diese letzteren sind wohlverstanden nur als Ausführungsbeispiele gedacht.It is therefore advisable to add to the description and also to explain the drawings, because the latter are well understood only intended as exemplary embodiments.

Abb. ,l zeigt deshalb im Schnitt eine Ebene, welche durch die optische Hauptachse des Spiegels geht, für einen Scheinwerfer, wie er gemäß der Erfindung verwendet werden soll.Fig. 1 therefore shows in section a plane which passes through the optical The main axis of the mirror goes for a headlight as it is according to the invention should be used.

Gemäß der Erfindung wird deshalb eine -zweifache Ausführungsform ihrer einzelnen Teile hier gegeben, denen nach der praktischen Erfahrung der Vorzug gegeben wird, wobei vorausgesetzt ist, daß die zur Verwendung gelangende Lichtquelle in ihren größten Ausmaßen die Figur i j h nicht überschreitet, d. h. daß beispielsweise der Faden einer gebräuchlichen elektrischen Glühlichtlampe die angegebenen Grenzen nicht überschreitet, um das Maximum der von der Lichtquelle ausgehenden Strahlen nach ihrer Reflexion unterhalb einer Ebene auszusenden, welche senkrecht auf der Zeichnungsebene steht und von der Geraden D E durchschnitten wird, die parallel mit der Symmetrieachse L nz der Lichtquelle liegt und die optische Achse des Spiegels bildet. -Zu diesem Zweck wird ein Reflektor hergestellt, der aus den beiden Spiegeln besteht, die auf je einer Seite der geraden LinieDE liegen. Diese Spiegel können vorteilhaft aus versilbertem Glas bestehen, aber auch aus poliertem Metall oder sonst einem für Spiegel geeigneten Stoff hergestellt werden. Die Form dieser Spiegel wird nun wie folgt bestimmt: Zunächst ist für diese Bestimmung erforderlich, daß man experimentell die Größe der optischen Abweichungen feststellt, welche sowohl von der Form des Spiegels als auch von ihrer Anordnung und dem Stoff-; aus dem sie hergestellt sind, abhängt.According to the invention, therefore, a twofold embodiment of its individual parts is given here, which, according to practical experience, is given preference, provided that the light source used does not exceed the figure i j h in its largest dimensions, that is, for example the thread of a conventional electric incandescent lamp does not exceed the specified limits in order to emit the maximum of the rays emanating from the light source after their reflection below a plane which is perpendicular to the plane of the drawing and is intersected by the straight line DE, which is parallel to the axis of symmetry L nz the light source and forms the optical axis of the mirror. - For this purpose, a reflector is made, which consists of the two mirrors, which are each on one side of the straight lineDE. These mirrors can advantageously be made of silver-plated glass, but they can also be made of polished metal or some other material suitable for mirrors. The shape of these mirrors is now determined as follows: First of all, for this determination it is necessary to determine experimentally the size of the optical deviations, which depend both on the shape of the mirror and on its arrangement and the material; from which they are made depends.

Sollen die Spiegel aus versilbertem Messing hergestellt werden, das getrieben und poliert ist, so muß man bedenken, daß derartige Spiegelflächen durch Handwerker mittlerer Geschicklichkeit nicht hergestellt werden können, außer wenn der Krümmungsradius für das eine wie das andere herzustellende Stück sich gleichbleiben und selbst für verschiedene Punkte desselben Stückes die Abweichungen nur Bruchteile eines Millimeters betragen dürfen.Should the mirrors be made of silver-plated brass that is driven and polished, it must be remembered that such mirror surfaces through Medium dexterity artisans cannot be crafted unless the radius of curvature for one and the other piece to be produced remain the same and even for different points on the same piece the deviations are only fractions one millimeter.

Man zieht deshalb die Linien Z m n o zur Herstellung eines Rechteckes, dessen vier Ecken wenigstens um 2 mm von der Lichtquelle i j k entfernt sind.The lines Z m no are therefore drawn to produce a rectangle whose four corners are at least 2 mm away from the light source ij k.

Oberhalb dieser Lichtquelle wird nun ein parabolischer; getriebener, versilberter Messingspiegel h q angeordnet, dessen optische Achse mit der Symmetrieachse D E zusammenfällt und dessen Brennpunkt bei o liegt. Theoretisch und praktisch werden alsdann alle Lichtstrahlen, z. B. der Strahl hq, welche von der Lichtquelleijk ausgesandt werden und einen beliebigen Punkt des Spiegels p g treffen, derart zurückgeworfen oder gespiegelt, daß sie sich der optischen Achse dieses Spiegels nähern. Geht man von dem Punkt p aus, um den Spiegel bis g zu verlängern, so zeigt sowohl die Rechnung wie auch die Erfahr ung, daß es notwendig ist, ein anderes Fabrikationsverfahren als das Treiben anzuwenden und ferner einen anderen Stoff als versilbertes Messing für die Ausführung des Spiegels zu benutzen, denn zwischen der theoretischen Berechnung des Spiegels und oder durch Treiben erhaltenen Form desselben bestehen Unterschiede, welche nach Millimetern rechnen, so daß, wenn man vom Punkt p ausgeht, Verschiebungen des Brennpunktes nach oben bis 2 mm auftreten, wodurch man Strahlen erhält, die von der Lichtquelle i j k ausgehen und nach ihrer Spiegelung sich von der Achse D E entfernen.Above this light source there is now a parabolic; driven, silver-plated brass mirror h q arranged, whose optical axis coincides with the axis of symmetry DE and whose focal point is at o. Theoretically and practically all light rays, e.g. B. the beam hq, which are emitted by the Lichtquelleijk and hit any point on the mirror pg, reflected or reflected in such a way that they approach the optical axis of this mirror. If one starts from point p in order to lengthen the mirror to g, then both calculations and experience show that it is necessary to use a manufacturing process other than forging, and also to use a material other than silver-plated brass for the execution of the mirror, because there are differences between the theoretical calculation of the mirror and the shape obtained by drifting, which are calculated in millimeters, so that, starting from point p, there are upward displacements of the focal point of up to 2 mm, which results in rays received, which emanate from the light source ijk and after their reflection move away from the axis DE.

Hat man daher im Punkt p die Senkrechte an das Parabol p g gelegt, so wird auf dieser Senkrechten ein Punkt r bestimmt, der als Krümmungsmittelpunkt für den oberen Teil des Spiegels dient und dessen halbe Länge p r als Strahl (Radius) das Rechteck L m tt o nicht berührt; dieser Punkt r wird dann als Mittelpunkt für einen Kugelspiegel aus getriebenem :Messing benutzt, das versilbert wird und die Fortsetzung des Spiegels p bildet bis zu dem Punkt, wo die Krümmttngslinie die Achse D E schneidet.If, therefore, the perpendicular to the parabolic pg has been placed at point p, a point r is determined on this perpendicular, which serves as the center of curvature for the upper part of the mirror and whose half length pr as a ray (radius) the rectangle L m tt o not touched; this point r is then used as the center point for a spherical mirror made of embossed brass, which is silver-plated and forms the continuation of the mirror p up to the point where the line of curvature intersects the axis DE.

Unterhalb der Lichtquelle ist ein zweiter Parabolspiegel angeordnet, der gleichfalls aus getriebenem Messing besteht und versilbert und poliert ist. Dieser Spiegel ta v, dessen optische Achse mit der Haupt- oder Symmetrieachse D E zusammenfällt und dessen Brennpunkt der Punkte ist, dient dazu, um, vom Punkt tt ausgehend, den Spiegel zu verlängern, bis daß er die Achse D E schneidet. Die Verlängerung geschieht hier also ebenfalls durch einen Kugelspiegel tt tv mit dem Krümmungsmittelpunlu x, so daß sein Radius gleich x ta ist, wobei der Schnittpunkt x auf der Symmetrieachse D@ E liegt und gleichzeitig auf der Senkrechten im Punkt tt des Parabols tt v. Wie ersichtlich, trifft auch hier der Radius x tt nicht das von der Lichtquelle begrenzte Rechteck L m t2 o. Below the light source there is a second parabolic mirror, which is also made of chased brass and is silver-plated and polished. This mirror ta v, the optical axis of which coincides with the main or symmetry axis D E and the focal point of which is the points, is used, starting from point tt, to lengthen the mirror until it intersects the axis DE. The lengthening is also done here by a spherical mirror tt tv with the center of curvature x, so that its radius is equal to x ta, where the intersection x lies on the axis of symmetry D @ E and at the same time on the vertical at point tt of the parabolic tt v. As can be seen, here too the radius x tt does not meet the rectangle L m t2 o delimited by the light source.

Die von der Lichtquelle ausgehenden Strahlen, beispielsweise i i- und i w, treffen auf den Spiegel v tt tv, werden dort zurückgeworfen und entfernen sich dabei immer mehr von der Hauptachse D E. Hat man die Querschnittsform der beiden Spiegel p gs und v tt tv einmal festgelegt, wie dies oben beschrieben ist, so erhält man spiegelnde Flächen, wenn man in diesem besonderen Fall die Kurven p g s und ,tt v tv um die HauptaChse D, E dreht, welche somit hier die Drehungsachse bildet, und jede Kurve eine Drehung von 9o nach beiden Seiten hin ausführen läßt, so erhält man die gewünschte Spiegelfläche.The rays emanating from the light source, for example i i- and i w, hit the mirror v tt tv, are thrown back there and move more and more away from the main axis D E. If you have the cross-sectional shape of the two mirrors p gs and v tt tv once established, as described above, one obtains reflective surfaces if, in this particular case, the curves p g s and, tt v tv are rotated around the main axis D, E, which thus forms the axis of rotation here, and every curve a rotation of 9o to both sides can be carried out, the desired mirror surface is obtained.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die oben angegebene Ausführung beschränkt noch auch auf die praktische Durchführung, wie sie zuletzt angegeben ist. Sie umfaßt vielmehr im Gegenteil alle Varianten, wie etwa die folgenden: t. diejenigen Ausführungen, bei welchen für den angestrebten Zweck sowohl das Material, welches den Spiegel bildet, als auch seine Herstellungsart verändert wird; a. diejenigen Ausführungen, bei welchen bestimmte Teile der Spiegeloberfläche die abirrenden Strahlen aussenden, abgeblendet oder sonstwie unterdrückt werden, statt mehrere Spiegel von verschiedener Form zu benutzen; ;. diejenigen Ausführungen, bei welchen ein Teil der Spiegeloberfläche nicht als Scheinwerfer, sondern zur Herstellung eines reellen Bildes dienen soll und praktisch nicht mit der Lichtquelle zusammenfallen darf; diejenigen Ausführungen, bei welchen die Spiegel weder parabolisch noch kugelförmig gestaltet sind, sondern eine andere beliebige Form zur Erreichung des gleichen Zweckes besitzen; 5. endlich diejenigen Ausführungen, bei denen die spiegelnden Flächen nicht durch Drehung einer Kurve um die Hauptachse erzeugt sind, sondern durch Verschiebung der Kurve der Hauptachse entlang oder auch endlich durch Verschiebung einer Geraden auf einer oder mehreren Kurven. Die letzteren Ausführungen dienen für solche Spiegel, bei denen die Lichtquelle a oder ; ctn an Umfang übersteigt, und zwar nach jeder Richtung hin.Of course, the invention is not restricted to the embodiment indicated above, nor is it restricted to the practical implementation as last indicated. On the contrary, it includes all variants, such as the following: t. those designs in which both the material that forms the mirror and its method of manufacture are changed for the intended purpose; a. those designs in which certain parts of the mirror surface emit the stray rays, masked or otherwise suppressed, instead of using several mirrors of different shapes; ;. those designs in which part of the mirror surface is not intended to serve as a headlight, but to produce a real image and in practice must not coincide with the light source; those designs in which the mirrors are neither parabolic nor spherical, but have any other shape to achieve the same purpose; 5. Finally, those versions in which the reflective surfaces are not created by rotating a curve around the main axis, but by shifting the curve along the main axis or, finally, by shifting a straight line on one or more curves. The latter versions are used for those mirrors in which the light source a or; ctn in circumference, in every direction.

In dem letztgenannten Fall bestimmt ntan die Achse, nach welcher die Lichtquelle die größte Ausdehnung besitzt. Darauf bestimmt man den Umdrehungszylinder um diese Achse, welcher die Lichtduelle einhüllt. Senkrecht zu der Achse dieses Zylinders wird dann in analoger Weise, wie oben beschrieben, das Profil der spiegelnden Flächen bestimmt, worauf dieses durch Verschiebung der optischer. Achse entlang für die untere Hälfte des Spiegels vervollständigt wird, wobei die Achse des Spiegels parallel der Achse der Lichtquelle verläuft, welche gleichzeitig die größte Achse der Lichtduelle ist.In the latter case, ntan determines the axis according to which the Light source has the largest extent. The cylinder of revolution is then determined around this axis, which envelops the light duels. Perpendicular to the axis of this The profile of the reflective cylinder is then made in a manner analogous to that described above Areas determines what this is done by shifting the optical. Along the axis for the lower half of the mirror being completed, being the axis of the mirror runs parallel to the axis of the light source, which is also the largest axis the light duel is.

Claims

PATENT CLAIM: Headlight composed of two half concave mirrors is, between the geometric focal points of which the light source is arranged, but lies outside the optical axes, characterized in that for one Mirrors all focus scatter between its theoretical focus and the mirror vertex and for the other mirror between its theoretical one Focal point and the mirror opening lie.