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Elektrische Beleuchtungsanlage für Fahrzeuge Die Erfindung betrifft
eine elektrische Beleuchtungsanlage für Fahrzeuge, bei der das Aussetzen einer der
Lichtquelle die Auslösung einer anderen Lichtquelle selbsttätig bewirkt, wodurch
ein Lichtstrahlenbündel entsteht, das von dein gewöhnlich leuchtenden nach Umriß
und/oder Helligkeitsverteilung verschieden ist. Für die Beleuchtungsanlage ist die
Anordnung von Hilfsscheinwerfern oder besonderen Reservefäden entbehrlich, und die
Wirkungsweise wird mit gewöhnlichen elektrischen 'Glühlampen mit zwei Glühfäden
betrieben.
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Ein Kraftfahrzeug ist gewöhnlich mit zwei Scheinwerfern ausgerüstet,
in denen Glühbirnen enthalten sind, die je zwei Glühdrähte für Fern- und Abblendlicht
besitzen. Um nun beim Versagen eines Scheinwerfers die dadurch entstehenden Gefahren
für entgegenkommende Fahrzeuge sofort und selbsttätig auszuschalten, werden nach
der Erfindung in dem Augenblick, in dem ein Glühdraht des einen Scheinwerfers versagen
sollte, die beiden anderen Glühdrähte der beiden Scheinwerfe @ in Tätigkeit gesetzt,
so daß in diesem Augenblick drei Glühdrähte ihre Lichtstrahlen aussenden. Sind beispielsweise
die Scheinwerfer eines Fahrzeuges auf Fernlicht eingestellt und versagt der Glühdraht
des linken Scheinwerfers, so treten selbsttätig die beiden Glühdrähte für Abblendlicht
in Tätigkeit, so daß in diesem Augenblick in dem rechten Scheinwerfer sowohl der
Glühdraht für Fernlicht als auch der für Abblendlicht brennt und im linken Scheinwerfer,
infolge Versagens des Glühdrahtes für Fernlicht, nur der für das Abblendlicht. Ist
bei einem anderen Beispiel der Scheinwerfer im Augenblick einer Störung auf Abblendlicht
eingestellt und versagt im rechten Scheinwerfer der Glühdraht für das Abblendlicht,
so. durchfließt im gleichen Augenblick durch selbsttätige Schaltung der Strom die
Glühdrähte für Fernlicht in beiden Scheinwerfern, und beim linken Scheinwerfer brennt
außerdem das nicht gestörte Abblendlicht.
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Da es auch vorkommen kann, daß in einer Lampe beide Glühdrähte versagen,
wenn also die nach der Erfindung vorgesehene selbsttätige Schaltung infolge Störung
beider Glühdrähte an einer Birne nicht in,Tätigkeit treten kann, ist gemäß der Erfindung
weiter ein akustisches Signal vorgesehen, bei dem ein an dem Relais vorgesehener
Anker in dauernde Hiriundherbewegung gerät.
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Es werden hiernach bei gewöhnlichen, für Fern- und Abblendlicht vorgesehenen
Scheinwerfern, die paarweise brennen, bei Versagen eines Glühdrahtes in einer Birne
selbsttätig und ohne Rücksicht darauf, ob in dem Augenblick
der
Störung Fernlicht oder Abblendlicht brennt, die beiden anderen Glühfäden der paarweise
brennenden Scheinwerfer eingeschaltet.
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Die Erfindung sei an Hand der beiliegenden schematischen Zeichnungen
näher .erläutert. Fig. i zeigt eine elektrische Beleuchtungsanlage mit beispielsweiser
Schaltung, Fig. z zeigt einen Scheinwerfer im Schnitt und den Strahlengang vori
Fernlicht und Abblendlicht, Fig. 3 zeigt eine andere Schaltung, Fig. 4 zeigt die
verschiedenen Lichtbündel einer gewöhnlichen Scheinwerferanlage, Fig. 5 stellt ein
Lichtbündel des Fernlichtes, Fig. 6 des Abblendlichtes dar.
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Fig.7 bis io zeigen die verschiedenen Lichtbündel bei vier verschiedenen
Störungsmöglichkeiten.
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Jeder Scheinwerfer io, il, in einem Gehäuse 14, hat einen Reflektor
15 und Linse 16. Die Glühlampe 22 ist in einer Fassung i9 befestigt; sie ist mit
zwei getrennten Glühdrähten 2o und 2i versehen, welche voneinander unabhängige Lichtbündel
gleicher Intensität erzeugen. Der eine Glühdraht ist für Fernlicht, der andere für
Abblendlicht bestimmt.
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Die erzeugten Strahlen sind in den Fig. 2 und 4 und die von den Strahlenbündeln-
erzeugten Lichtbündel in den Fig. 5 und 6 dargestellt.
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Nach der beispielsweisen Schaltung gemäß Fig. i ist eine Akkumulatorenbatterie
25 und ein Dynamo 26 vorgesehen, welcher von dem Motor angetrieben wird und mit
der Akkumulatorenbatterie 25 über den Ausschalter 27 und die Leitung 28 verbunden
ist. Der Stromkreis ist über die Masse 29 geschlossen. Der Startmotor, 3o erhält
über die Leitungen 31 und Schalter 32 seinen Antrieb aus der Akkumulatorenbatterie
25 und ist ebenfalls bei 33 geerdet. Die Glühdrähte 2o und 21 sind mittels der Leitungen
35, 36, 37 und 38 über die Sicherungen 4o verbunden, welche vier Wicklungen 41,
44, 43 und 42 des Relais 45 schützen. Diese sind ihrerseits über den Schalter 55
verbunden, um wahlweise jeden Satz Glühdrähte anschließen zu können. Der Stromkreis
für die Glühdrähte wird durch Erdung z4 geschlossen. Über den Drehpunkt des Schalters
55 ist ein Schlußlicht 34 angeschlossen, das unabhängig von der Stellung des Schalters
55 Strom erhält.
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Die vier Wicklungen des Relais 45 besitzen die gleiche Anzahl Windungen,
und die Wicklungen 41 und 42 sind in der gleichen Richtung gewickelt, während die
Wicklungen 43 und 44 zueinander in der gleichen, aber in bezug auf die vorgenannten
Wicklungen in entgegengesetzter Richtung gewickelt sind. Je ein Ende der Wicklungen
41 und 43 ist mit dem Schaltknopf 47 über die Leitung 48 verbunden, während die
Enden der Wicklungen 42 und 44 untereinander und mit dem Schalterknopf
50 über die Leitung 49 verbunden sind. Durch Betätigung des Schalters 55
aus der voll ausgezeichneten Stellung in die gestrichelte (Fig. i) wird wahlweise
oder abwechselnd je einer der Glühdrahtsätze 2o und 2'i und die zugehörigen Relaiswicklungen
an den Kreis der Stromquellen angeschlossen. Das Relais 45 enthält einen Rahmen
52, welcher einen Kern 56 trägt, auf welchem die vVicklungen 41, 42, 43 und 44 angeordnet
sind. An dem einen Ende des Rahmens 52 ist ein beweglicher Anker 57 angelenkt, der
normalerweise durch die Feder 58 in seiner äußersten Stellung gehalten wird. Der
Anker trägt einen Kontakt 65, welcher mit einem festen Kontakt 61: zusammenarbeitet.
Der Kontakt 61 ist von dem Relaisrahmen 52 isoliert und der Kontakt 65 über den
Anker 57, den Relaisrahmen 52 und Leitung 49 mit dem Schalterknopf 5o verbunden.
Der feste Kontakt 61 ist durch das Isolierstück 62 von dem Relaisrahmen isoliert
und über die Leitungen 63 und 48 an den Schalterknopf 47 angeschlossen.
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Die Wirkungsweise ist derart, daß bei Stellung des Schalters 55 gemäß
der voll ausgezogenen Linien der Strom zu den unteren Glühdrähten 21 über die Wicklungen
41 und 43 des Relais geführt wird. Infolge des Wicklungssinnes und der Stromrichtung
werden die 'durch diese Wicklungen in dem Relais erzeugten elektromagnetischen Kräfte
neutralisiert und der Anker führt keine Bewegung aus, ob nun die Spannung der Stromquelle
schwankt oder nicht. Wenn die unteren Glühdrähte eingeschaltet sind, entsteht auf
einem Schirm 71 etwa das Lichtbündel 70. In Fig. 5 ist die Überdeckung der Lichtflecke
dargestellt, wenn die unteren Glühdrähte beider Scheinwerfer wirksam sind und als
Fernlicht eingestellt ist. Das Lichtbündel des linken Scheinwerfers ist mit 73,
das des rechten mit 74 bezeichnet, und das von beiden Lampen erzeugte mit 75. Der
Teil 76 gehört zu dem durch den linken Scheinwerfer erzeugten, der Teil 77 zu dem
durch den rechten Scheinwerfer erzeugten Lichtbündel.
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Wenn der Schalter 55; in die gemäß Fig. i gestrichelt dargestellte
Lage bewegt wird, fließt der Strom durch die Wicklungen 42 und 44 und speist die
oberen Glühdrähte 2o, wodurch auf dem Schirm 71 das mit 8o bezeichnete Lichtbündel
entsteht, mit der in Fig. 6 dargestellten Überdeckung, wobei der rechte Scheinwerfer
den Lichtfleck 82, der linke Scheinwerfer den Lichtfleck 83 erzeugt
und
der sich aus der Überdeckung beider Lichtflecke ergebende Lichtfleck mit 84 bezeichnet
ist.
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Wird nun einer der eingeschalteten Glühdrähte unwirksam, so wird der
Stromfluß durch die diesem Glühdraht zugeordnete, mit ihm in Reihe geschaltete Wicklung
des Relais unterbrochen, während die entgegengesetzte Wicklung, welche dem anderen
Glühdraht zugeordnet ist, einen elektromagnetischen Kraftfluß in dem Relais erzeugt,
welcher den Anker 57 anzieht und damit die Kontakte 61 und 65 schließt, wodurch
ein Stromkreis zustandekommt, welcher sofort und selbsttätig den anderen Glühdraht
also in beiden Scheinwerferlampen zur Wirkung bringt. Dadurch entsteht ein Lichtbündel,
das in den Fig.7 bis io dargestellt ist, und dessen Aussehen davon abhängt, welcher
Glühdraht gerade gestört ist.
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Sobald also einer der Glühdrähte in den Scheinwerfern aussetzt, werden
die restlichen drei zur Wirkung gebracht. Wenn der Schalter 55 sich in der anderen
Stellung befindet und dann einer der Glühdrähte aussetzt, so wird eine andere Wicklung
des Relais ausgeschaltet, und das Ergebnis ist dasselbe. Zur näheren Erläuterung
sei angenommen, daß die unteren Glühdrähte eingeschaltet sind und der des rechten
Scheinwerfers aussetzt. Hierdurch wird die mit ihm in Reihe geschaltete Wicklung
41 unwirksam, da der durch sie fließende Strom unterbrochen ist. Die durch die Wicklung
43 erzeugte elektromagnetische Kraft bewirkt in dem Kern 56 ein magnetisches Feld,
welches den Anker 57 entgegen der Spannung der Feder 58 anzieht und die Kontakte
65 und 61 schließt, wodurch ein Hilfsstromkreis von der Stromquelle über die Leitungen
48 und 63, Kontakte 61 und 65, Anker 57, Rahmen 52, Leitung 6o, Wicklungen
42 und qq., die ihrerseits über die Leitungen 36 und 38 mit den oberen Leuchtfäden
2o verbunden sind, geschlossen und damit die beiden oberen Glühdrähte zusätzlich
zu dem noch brennenden unteren Glühdraht des linken Scheinwerfers in Wirkung 'gebracht
werden. Es ist ersichtlich, daß die Wicklungen 4.2 und 44 dann in den Stromkreis
eingeschaltet sind und, da sie gegeneinander wirken, die in ihnen erzeugten elektromagnetischen
Kräfte neutralisiert sind, so daß die Störung des Gleichgewichtes in dem Relais
fortbesteht, weil der Strom durch die Wicklung 43 fließt, welche den Anker 57 festhält
und den Kontakt zwischen 65 und 61 aufrechterhält.
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Wenn die oberen Leuchtfäden eingeschaltet sind, entsprechend der gestrichelt
dargestellten. Lage des S'c'halters 5 5, und der obere Glühdraht im linken Scheinwerfer
aussetzt, dann wird die mit diesem Glühdraht in Serie geschaltete Wicklung 42 unwirksam,
da der Stromfluß unterbrochen ist. Die in der Wicklung 44, welche mit dem anderen
oberen Glühdraht in Reihe geschaltet ist, erzeugte elektromagnetische Kraft bewirkt
in dem Kern 56 ein magnetisches Feld, welches den Anker 57 wiederum anzieht und
die Kontakte 65 und 61 schließt, wodurch ein Hilfsstromkreis von der Stromquelle
über die Leitungen 49, damit verbundenen Rahmen 52, Anker 57, Kontakte 65
und 61, Leitungen 63 und 48, Wicklungen 41 und 43 geschlossen wird, die ihrerseits
mit den unteren Glühdrähten 21 über die Leitungen 35 und 37 verbunden sind, so daß
die beiden unteren Glühdrähte zusätzlich zu dem einen noch wirksamen oberen Glühdraht
des rechten Scheinwerfers geschaltet werden. Es ist ersichtlich, daß dann die Wicklungen
41 und 43 sich in dem Stromkreis befinden, daß aber, da sie gegeneinander wirken,
ihre elektromagnetischen Kraftwirkungen neutralisiert sind, so daß die Störung des
Gleichgewichtes in dem Relais wiederum fortbesteht, weil der Strom durch die Wicklung
44 fließt, die den Anker 57 festhält und die Kontakte 65 und 61 schließt. Jetzt
entsteht das in Fig. 9 dargestellte Lichtbündel.
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In den Fig.7 bis io sind, die vier möglichen Fälle dargestellt, die
sich bei Aussetzen je eines der vier Glühdrähte ergeben. Die Fig.7 zeigt das Lichtbündel,
das entsteht, wenn der untere Glühdraht des linken Scheinwerfers aussetzt. Die oberen
Glühdrähte beider Scheinwerfer treten dann zusätzlich zu dem noch brennenden unteren
Glühdraht in Wirkung. Die drei Lichtbündel sind durch die Lichtflecke 74, 8a und
83 dargestellt, wobei die Lichtbündel 82 und 83 entsprechend der größeren
Intensität mit starken Linien, der nur einem Glühdraht entsprechende Lichtfleck
74 mit schwachen Linien dargestellt sind.
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Die Fig.8 zeigt das Lichtbündel, welches sich ergibt, wenn der untere
Glühdraht des rechten Scheinwerfers aussetzt.
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Die Fig. 9 zeigt den sich ergebenden Lichtfleck, wenn der obere Glühdraht
der linken Scheinwerferlampe aussetzt, wodurch der Lichtfleck 8a nach rechts verschoben
wird. Die Fig. io zeigt den gleichen, aber umgekehrten Fall, wenn der obere Glühdraht
des rechten Scheinwerfers aussetzt, wodurch ein Schwenken des Lichtflecks 83 nach
links bewirkt wird. Die sichtbare Anzeige macht den Führer des Fahrzeuges darauf
aufmerksam, daß ein Glühdraht aussetzt oder daß irgendeine Störung vorhanden ist.
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Mit der Schaltung kann auch unter gewissen Störbedingungen eine hörbare
Anzeige bewirkt werden. Wenn nämlich beide Glühdrähte eines Scheinwerfers aussetzen,
dann erzeugt das Zusammenwirken der verschiedenen
magnetischen
Felder in dem Anker 57 des Relais 45 zusammen mit der den Anker normalerweise abziehenden
Feder 58 eine schnelle Vibration des Ankers von der geöffneten in die geschlossene
Stellung bzw. umgekehrt und gibt damit ein akustisches Signal.
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Wenn die unteren Glühdrähte bei Stellung des Schalters 55 in der voll
ausgezeichneten Lage über die Relaiswicklungen eingeschaltet sind und wenn der untere
Glühdraht 21 des rechten Scheinwerfers unwirksam wird, dann zieht die elektromagnetische
Kraft der Wicklung 43, die mit dem unteren Glühdraht des linken Scheinwerfers verbunden
ist, den Anker 57 an und schließt damit die Kontakte 65 und 61. Dadurch wird ein
Hilfsstromkreis über die Leitungen 63, fester Kontakt 61, beweglichen Kontakt 65,
Anker' 57, Rahmen des Relais 45 und Leitung 6o geschlossen und die Wicklungen 42
und 44 mit der Stromquelle verbunden. Die oberen Glühdrähte werden hinzugeschaltet
und das Lichtbündel (Fig. 8) gebildet. Da die Wicklungen 42 und 44 in entgegengesetzter
Richtung wirken, wird der Anker durch die in diesen Wicklungen erzeugten magnetischen
Kräfte nicht bewegt, 'und die Spule 43 hält den Anker in der angezogenen Stellung.
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Wenn dagegen der obere Glühdraht 2o des rechten Scheinwerfers unwirksam
wird, dann wird der Stromkreis der Wicklung 44 unterbrochen und durch diese Wicklung
in dem Kern 56 des Relais keine elektromagnetische. Kraft erzeugt. Der resultierende
magnetische Fluß, welcher auf den Anker 57 und den Kern 56 wirkt, ist dann neutralisiert,
weil die magnetischen Flüsse der Wicklungen 43 und 42 einander entgegengesetzt sind
und keine magnetische Kraft auf den Anker 57 einwirkt, um die Spannung der Feder
58 zu überwinden, welche nun den Hilfsstromkreis durch Öffnen der Kontakte 61 und
65 unterbricht. In diesem Fall wird, da der Anker sich in der geöffneten Stellung
befindet, der untere Glühdraht des linken Scheinwerfers sich in dem Stromkreis befinden,
und damit wird sofort wieder der Hilfsstromkreis durch die in der diesem Heizfaden
zugehörigen Wicklung 43 erzeugte elektromagnetische Kraft geschlossen, wodurch der
Anker 57 angezogen wird. Infolge der Neutralisation der magnetischen Felder der
nunmehz eingeschalteten 'Wicklung 42 und 43 wird die Zugkraft der Feder den Anker
wieder in die normale, geöffnete Stellung ziehen, und dadurch wird ein Schwingen
des Ankers erzeugt, welches sich durch einen Ton oder hörbare Anzeige kenntlich
macht. Dieser Zustand bleibt so lange, bis die Lampe ausgewechselt bzw. der Stromkreis
repariert ist. In der Fig.3 ist eine abgeänderte Ausführungsform dargestellt. Die
Scheinwerfer ioo .und ioi sind mit Glühdrähten 104 und =o5 versehen und über die
Leitungen tob, 107, =o8 und iog und Sicherungen iio mit auf Wärmewirkung ansprechenden
Einrichtungen lla und 114 verbunden, die ihrerseits über die Leitungen 115, 116,
Zweiwegeschalter 118 verbunden sind. Der Schalter ist z. B. an die Batterie 1a5
oder Dynamo 126 durch die Leitungen 121 und 122 angeschlossen. - Der -Anlasser 128
ist über den Schalter r27 an die Stromquelle angeschlossen, und das Schlußlicht
129 ist ebenfalls in den Stromkreis des Schalters 118 eingefügt.
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Beide Thermostaten sind gleichmäßig ausgeführt und enthalten ein Paar
auf Wärmewirkung ansprechende Bimetallstreifen 130
und 131. Diese sind auf
einem Isolierblock 134 befestigt und von den Wicklungen 136 und 137 umgeben. Die
Wicklungen des einen Thermostaten sind in Reihe mit den oberen Glühdrähten, die
des anderen mit den unteren Glühdrähten geschaltet. Die Streifen 131 jedes Thermostaten
sind an ihrem unteren Ende beweglich und besitzen einen Kontakt ?39, welcher innerhalb
der Ausdehnung eines U-förmigen Kontaktes 140 angeordnet ist, der seinerseits durch
einen Isolierblock 141 an dem unteren Ende des anderen Streifens 13o befestikt ist.
Beide durch Wärme beeinflußten Streifen 130 und 131 eines jeden der Thermostaten
besitzen den gleichen Ausdehnungskoeffizienten. Selbstverständlich besitzen die
Wicklungen 136 und 137 die gleiche Anzahl von Windungen, und die durch Stromfluß
erzeugte Hitze in jeder der Wicklungen ist gleich groß, wenn jeder der Glühdrahtsätze
mit Strom gespeist ist. Bei gewöhnlichem Betrieb, wenn beide Glühdrähte brennen,
tritt keine Pelativbewegung der auf Wärme ansprechenden Elemente =3o und 131 auf,
da sich beide in dem gleichen Abstand und in der gleichen Richtung bewegen. Die
unteren Enden der Wicklungssätze sind untereinander und mit dem Kontakt 139 auf
der Stromschiene g31 verbunden.
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Sobald die Schaltung gestört wird, oder ein Glühdraht ausfällt, wird
die Einschaltung des anderen Elementsatzes bewirkt. Wenn z. B. die unteren Glühdrähte
beider Scheinwerfer wirksam sind (ausgezogen dargestellte Lage), dann besteht ein
Stromkreis von der Stromquelle über die Leitung i 16, Wicklungen 136 und 137, Leitungen
=o7 und iog zu den unteren Glühdrähten beider Scheinwerfer, während der Rückstrom
durch die in der Fig.3 dargestellten Erdverbindungen stattfindet. Wenn aber der
untere Gliihdraht der rechten Scheinwerferlampe .aussetzt und damit der zugehörige
Stromkreis gestört ist,
dann wird der Stromfluß 137 unterbrochen,
und es wird keinerlei Wärmeeinwirkung auf den Streifen 131 erzeugt. Dieser wird
also sofort in seine normale Lage zurückkehren und, da der andere Streifen
130 unter der durch die Wicklung 136 erzeugten Wärmeeinwirkung sich
bewegt hatte, so wird der Kontakt 139 auf der Schiene 131 eine Seite des U-förmigen
Kontaktes i4.o berühren, wodurch ein Stromkreis über die Leitungen i i9 und i 15
zustande kommt und damit die Wicklung des anderen Thermostaten mit dem Stromkreis
verbunden wird. Die Verbindung von der Stromquelle zu den oberen Glühdrähten läßt
diese sofort aufleuchten und einen Lichtfleck gemäß Fig. ä entstehen. Wenn der untere
Glühdraht aussetzt, entsteht in der Thermostatenanordnung eine ähnliche Störung,
aber in diesem Falle bewegt sich der Bimetallstreifen 130 im Verhältnis zu
dem Bimetallstreifen 131 infolge der entstehenden Wärmedifferenz, wodurch dann der
andere Satz der Glühdrähte sofort eingeschaltet wird und ein Lichtfleck gemäß Fig.
7 entstellt. Die Relativbewegungen der Thermostaten dienen zur Einschaltung der
Hilfsstromkreise, wie oben beschrieben, und der andere Thermostat 112 wirkt in gleicher
Weise, wenn einer der oberen Leuchtfäden aussetzt oder sein zugehöriger Stromkreis
gestört wird. Der durch den Thermostaten 112 zustande kommende Hilfsstromkreis enthält
den beweglichen Kontakt 139, eine Flanke des U-förmigen Kontaktes 14o, Leitung i
2o, welche an den U-förmigen Kontakt angeschlossen und mit der Leitung 116 verbunden
ist, die Wicklungen 136 und 137 des Relais 114 und die Leitungen 107 und
io9, welche mit den unteren Glühfäden io5 der Scheinwerfer verbunden sind, während
der Rückfluß des Stromes durch die dargestellten Erdungen erfolgt.