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Scheinwerfer für Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf Fahrzeugscheinwerfer
sowohl für Fernbeleuchtung als auch für Nahbeleuchtung und ist auch auf Scheinwerfer
für andere Arten von Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen anwendbar.
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je größer die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges ist, desto weiter muß
sich die Beleuchtung über die &vorliegende Fahrbahn aus,-breiten.
' Bei schneller Fahrt ist' die Beleuchtung des unmittelbar vor dem Fahrzeug
liegenden Teils der Fahrbahn dagegen von geringerer Bedeutung. Bei Begegnungen werden
außerdem an die Blendungslosigkeit der Beleuchtung hohe Anforderungen gestellt.
Während die Lichtkegel der Scheinwerfer bei schneller Fahrt ohne Begegnung das Licht
etwas über der Horizontalebene in Scheinwerferhöhe ausstreuen sollen, muß bei Begegnungen
derjenige Teil des Scheinwerferlichtes, der über der erwähnten Horizontebene ausgestrahlt
wird, im wesentlichenganz abgeschirmt werden, um nicht zu blenden.
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Zur Erfüllung dieser Forderungen hat man bereits vorgeschlagen, den
Reflektor der Scheinwerfer derart auszubilden, daß zumindest sein Vorderteil die
Formeines Ellipsoids oder einer ähnlichen - Raumfigur mit im wesentlichen
ellipsenförmigem vertikalemQuerschnitt durch die optische Achse aufweist und daß
zumindest der hintere Teil eine solche Form hat, daß durch ihn die Lichtstrahlen
einer im oder in der Nähe des hinteren Brennpunktes der ellipsenförmigen
Schnittfläche des vorderen Reilektorteils angebrachten Lichtquelle im wesentlichen
parallel gerichtet reflektiert werden. Hierbei ist die Lichtquelle im hinteren Brennpunkt
des Ellipsoids angeordnet, und die durch den ellipsoidförmigen Reflektor zurückgeworfenen
Lichtstrahlen werden im vorderen Brennpunkt
zusammengeführt, um
sich von hier aus in Form eines divergenten Strahlenbündels, auszubreiten.
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Das vom ellipsoidförmigen Teil des Reflektors reflektierte Lichtstrahlenbündel
beleuchtet dann den unmittelbar vor dem Kraft-.` wagen liegenden Teil der Straße,
-während das vom paraboloidförmigen Teil des Reflektors reflektierte Lichtstrahlenbündel
im wesentlichen nur den vom Kraftfahrzeug weiter entfernten Teil der Straße beleuchtet.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß es überaus schwierig ist, eine gleichmäßige Beleuchtung
beider Straßenteile Z> zu erhalten.
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Gemäß der Erfindung werden die Nachteile solcher Scheinwerfer dadurch
beseitigt, daß der Vorderteil des Reflektors dergestalt stetig in seinen Hinterteil
übergeht, daß die Vertikalschnittlinien des übergangsteils Ellipsen darstellen,
während seine Horizontalschnittlinienaus einer Möglichst großen Anzahl sich vertikal
aneinander anschließender Segmente von Ellipsen mit verschiedenen Brennpunktabständen
gebildet sind, derart -, daß die vom oberen Teil des Reflektors reflektierenden
Lichtstrahlen, sich vor dem Reflektor in einem Punkt oder in einer auf der optischen
Achse des Reflektors im wesentlichen zur horizontalen senkrechten Linie treffen,
während die von den Seitenteilen des Reflektors reflektierten Lichtstrahlen sich
vor dem Reflektor in Punkten seiner optischen Achse treffen.
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Der übergangsteil zwischen den beiden Reflektorteilen wird zweckmäßig
verhältnismäßig groß gestaltet, während der ellipsoidförmige Teil ziemlich klein
gehalten wird.
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Nach einem weiteren Erfindungsmerknial ist der Scheinwerfer so ausgebildet,
daß die die Horizontalschnitte des übergangsteils des Reflektors bildenden Ellipser(segmente
derart aneinandergefügt sind, daß ihr Brennpunktabstand nach dem hinteren Teil des
RefIcktors zu stetig zunimmt.
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Der Reflektor der letztgenannten Art kann so aufgefaßt werden, als
ob er aus einer großen Anzahl von verschiedenen S,egmenten verschiedener Ellipsoide
zusammengesetzt wäre, welche den einen Brennpunkt gemeinsam haben, wobei das erstt#
Segment, welches durch einen zur optischen Achse senkrechten schmalen Streifen des
Vorderteils des Reflektors dargestellt wird, den kleinsten Brennpunktabstand aufweist
und der Brennpunktabstand der nach dem hinteren Teil des Reflektors zuaufeinanderfolgenden
Segmente immer größer wird, so daß also der vordere Brennpunkt jedes Reflektorteils
um so weiter vom Wagen entfernt " ist, je weiter zurück der betreffende
Reflektorteil liegt. Der hintere, paraboloidförmige Reflektorteil kann demnach als
ein Segment eines ellipsoidförmigen Reffektors mit unendlich großem Brennpunktabstand
aufgefaßt werden.
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Versuche haben gezeigt, daß man mittels eines Scheinwerfers, der mit
einem kombinier-Jün paxaboloid- und ellipsoidförmigen Reflek-(tei nach der Erfindung
versehen ist, eine im #wesentlichen gleichförmige Beleuchtung der Fahrbahn von der
unmittelbaren Nähe des Wagens an bis zu einer Entfernung von etwa i5o bis 200m erhält.
Hierbei -war der Scheinwerfer in etwa o"gm Höhe angebracht und mit einer die Blendung
wirksam. verhindernden Abschattungshaube versehen. Der Beleuchtungsbereich des ellipsoidförmigen
Reflektorteils reicht von der unmittelbaren Nähe des Fahrzeuges bis über eine Entfernung
von etwa 15 bis 20m, während die Beleuchtung jenseits dieses Abstandes in der Hauptsache
ganz von dem poraboloidförrnigen Reflektorteil erzeugt wird.
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Die Erfindung soll nachstehend näher beschrieben werden unter Hinweis
auf die Zeichnung, die eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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Abb. i veranschaulicht die all-emeine Wirkungsweise des kombinierten
paraboloid-ellipsoidförmigen Reflektors; Abb. 2a und 2b zeigen den Strahlengang
eines Reflektors, gemäß der Erfindung im Horizontal- bzw. Vertikalschnitt.
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In Abb. i bezeichnet i die -vertikale Schnittfläche eines Reflektors,
dessen hinterer, durch eine stärkere Linie bezeichneter Teil ia paraboloidfö.rrnig
und dessein vorderer Teil ib ellipsoidförniig ist. Die Achsen des Paraboloids
und des Ellipsoids fallen längs einer mit x-x bezeichneten, in der Hauptsache horizontalen
Linie zusammen. Der Brennpunkt des Paraboloids ist Mit 2, und die beiden Brennpunkte
des Ellipsoids sind mit 3 und 4 bezeichnet. Wie aus der Abbildung hervorgeht,
ist der Brennpunkt 2 des Paraboloids etwas hinter dem hinteren Brennpunkt3 des Ellipsoids
gelegen. 5 bezeichnet den Vertikalschnitt durch einen zylinderförmigen, horizontalen
und -zur Papierebene im rechten Winkel angeordneten Glühkörper einer nicht näher
bezeichneten Lichtquelle. Der Glühkörper fällt mit dem hinteren Brennpunkt
3 des ellipsenförmigen Reflektorteils zusammen, wobei derselbe also -etwas
vor dem Brennpunkt des Paraboloids angeordnet ist.
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Sowohl der paraboloid- als auch der ellipsoidförmige Teil des Reflektors
ist nachunten zu von der durch die Linie X-x gehenden Horizontalebene begrenzt.
Der ellipsoidförmige Teil des Reflektors ist ferner nach vorn zu von einer hinter
dem vorderen Brennpunkt dieses Reflektorteils liegenden Vertikalebene begrenzt.
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Ein Teil der von der Lichtquelle ausgehenden
Lichtstrahlen
fällt gegen den ellipsoidförmigen Teil ib des Reflektors i und bildet nach Reflexion
ein konvergierendes Strahlenbündel, das gegen den vorderen Brennpunkt4 des in Rede
stehenden Reflektorteils gerichtet ist, um von hier aus in Form eines schräg nach
unten gerichteten, divergierenden Strahlenbündels weiterzugehen. Die beiden iZn
Vertikalschnitt am weitest-en nach außen zu liegenden Randstrahlen dieses Strahlenbündels
sind mit 6 und 7 bezeichnet.
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Die von der Lichtquelle ausgehenden und auf den paraboloidförmigen
Reflektorteil ja fallenden Lichtstrahlen bilden ein Strahlenbündel., das, weil-
die Lichtquelle etwas vor dem Brennpunkt des Reflektorbeils angebracht ist, schwach
konvergiert. Die im Vertikalschnitt am nächsten gelegene Begrenzungslinie dieses
Strahlenbündels ist mit 8 bezeichnet. Infolge der abschattenden Wirkung des
Glühdrahtes verläuft die untere Begrenzungslinie dieses Strahlenbündels in der Hauptsache
so, entsprechend der Linieg.
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Der Reflektor i wird so in einen auf dem Kraftwagen o. dgl. angebrachten
Scheinwerfer eingebaut, daß sich die gemeinsame optische Achse der Reflektorteile
ja und Ib ' x-x von der mit io bezeichneten Fahrbahn in einem Abstande.a
befindet. Wie aus der Abbildung ersichtlich, breitet sich hierbei das vom ellipsoidförmigen
Reflektorteil reflektierte Strahlenbündel über eine Wegfläche aus, die mit
b bezeichnet ist. Das vom poraboloidförmigen Reflektorteil reflektierte Strahlenbündel
beleuchtet gleichzeitig eine Wegstreckec. Die Streck-ec ist im wesentlichen vor
der erstgenanntiml gelegen, woraus sich ergibt, daß der paraboloidförmige Reflektorteil
eine bessere Beleuchtung auf längere Entfernung vom Kraftwagen gibt als der ellipsoidförmige
Reflektorteil und umgekehrt.
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Der rechts vom Brennpunkt 4 liegende Teil der Abbildung ist in erheb-]ich
kleinerem Maßstab gezeichnet als der übrige Teil der Ab-
bildung. Die Maßstäbe
verhalten sich zueinander etwa wie i : i oo.
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Um vollkommene Blendungsfreiheit zu erzielen, muß der Reflektor und
die Lichtquelle mittels einer Abschattungshaube oder einer ähnlichen Abschirmvorrichtung
i i abgeschirmt werden, dessen untere Kante etwäs vor dem vorderen Brennpunkt des
ellipsoidförmigen Reflektors und etwas oberhalb der optischen Achse desselben liegt.
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Abb. 2a und 2b! zeigen eine Ausführungsform des Reflektors
im Horizontal- bzw. Vertikalschnitt. Bei dieser Ausführungsform des Reflektors hat
der vordere Teil die Form eines Ellipsoids mit den Brennpunkten 12 -Luid
13. Von einer in dem hinteren Brennpunkt 12 angebrachten Lichtquelle ausgehende
Lichtstrahlen, die auf diesen Reflektorteil fallen, werden gegen den vorderen Brennpunkt
13 reflektiert, um von hier auß in der Form eines divergierenden Strahleilbündels
weiterzugehen. Die in der Horizontalebene am weitesten nach außen liegenden Randstrahlen
dieses Strahlenbündels sind mit 14 und 15
bezeichnet. Die Ellipsoidform des
Reflektors geht nach hinten zu allmälich iii Paraboloidform über, und zwar derart,
daß die auf dessen beide nach unten gebogene Seitenränder fallenden Lichtstrahlen
in desto größerer Entfernung von dem vorderen Brennpunkt zusammengeführt werden,
je näher bei dem Ilinteteren, rein p,araboloidförmigen Reflektorteil sie
reflektiert werden. Die mit 16 und 1.7 bezeichneten Lichtstrahlen treffen sich z.B.
im Punkt 18, während die vom hinteren, in der Hauptsache p,araboloidförmigen
Teil ig des Reflektors reflektierten Lichtstralilen sich erst in einem von Brennpunkt
13 unendlich weit entfernten Punkt treffen, d.h. diese Strahlen sind im wesentlichen
parallel.
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Die ganze vor dem paraboloidförmigen Reflektorteil ig liegende Schnittfläche
gemäß Abb.2bi muß in der Haupt#chse elliptische Form haben. Hierdurch erzielt man
den Vorteil, daß die untere Kante einer vor dem Reflektor angebrachten Abschirmvorrichtungii'
sehr nahe zur optischen Achse des Reillektors angebracht werden kann, ohne daß ein
allzu großer Teil des Strahlenbündels abgeschirmt wird, Der übergangsteil des: Reflektors
stellt keinen Umdrehungskörper dax; vielmehr ist sein Vertikalschnitt von seinem
Horizontalschnitt verschieden, indem der Vertikalschnitt eine reine Ellipse darstellt,
der Horizontalschnitt dagegen aus einer großen Anzahl aneinandergereihter, sich
parallel zur kleinen Achse erstreckender Ausschnitte aus Ellipsen zusam-* mengesetzt
gedacht werden kann, deren Brennpunktabstand voneinander verschieden sind und derart
aneinandergefü#gt sind, daß ihr Brennpunktabstand nach dem hinteren Teil des
* Reflektors zu stetig zunimmt.
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-Wesentlich ist die Bildung des übergangsteils aus Segmenten, welche
zusamm-engenommen im Vertikalschnitt eine Ellipse und im Horizontalschnitt aneinandergereihte
Ellipsenausschnitte verschiedener Brenn-,veiten darstellen, wobdi die Ausbildung
zwecks Vereinfachung der Herstellung vorteilhaft so getroffen wird, daß die Brennweite
der anein-,andergereihten Ellipsenaussthnitte von hinten nach vorn stetig abnimmt.
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Der Scheinwerfer gemäß der Erfindung kann für sich, allein benutzt
werden oder aber in Verbindung mit einem gewöhnlichL Scheinwerfer, wobei er vorteilhaft
als Abblendscheinwerfer benutzt werden kann.