DE960622C

DE960622C - Leuchte, insbesondere Scheinwerfer fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE960622C
Application number: DEB21125A
Authority: DE
Inventors: Richard Mueller; Johannes Rebentisch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1952-07-11
Filing date: 1952-07-11
Publication date: 1957-03-28

Description

AUSGEGEBEN AM 28. MÄRZ 1957

B 21125VIIIc14 b

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere für den Kraftverkehr geeignete Fahrbahnbeleuchtung mit Hilfe eines Lichtbündels zu erzielen, das kein störendes Streulicht aussendet und eine gleichmäßige Lichtverteilung gewährleistet. Bei einem bekannten Scheinwerfer ist zu diesem Zweck in den Gang der einen parabolischen Hohlspiegel verlassenden Strahlen auf zwei zur Strahlenrichtung senkrechten Ebenen je ein System von Linsen vorgesehen. Diese Linsen sind mit ihren Achsen in Richtung des Strahlenbündels orientiert und füllen den Querschnitt des Strahlenbündels möglichst lückenlos aus. Außerdem sind sie so angeordnet und gestaltet, daß je eine Linse des einen Systems im Brennpunkt je einer Linse des anderen Systems liegt. Die beiden Linsensysteme bedingen Lichtverluste, einen hohen Gestehungspreis sowie eine große Baulänge der Leuchte.

Diese Nachteile werden bei einer insbesondere als Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge geeigneten Leuchte, die sowohl je für sich lichtbündelnd wirkende, den Gesamtrenektor bildende Teilflächen als auch lichtdurchlässige Mittel in Form von Linsen enthält, dadurch vermieden, daß gemäß der Erfindung die lichtbündelnd wirkenden Teilflächen derart gestaltet und angeordnet sind, daß sie die Licht-

quelle in je einer lichtdurchlässigen Linse abbilden, die ihrerseits außerhalb der Leuchte ein Bild der ihr zugeordneten lichtbündelnden Teilfläche erzeugt. Ein mit einem derartigen optischen System ausgerüsteter Scheinwerfer, der nur ein einziges als Linsenraster ausgebildetes Lichtfenster hat, ergibt eine bisher nur durch zwei derartige Raster erzielbare gleichmäßige Lichtverteilung. Die dadurch erzielte Vereinfachung bedingt erhebliche Ersparnisse; gleichzeitig wird der Vorteil erreicht, daß die für die neue Beleuchtungsart benötigten optischen Mittel in einem Gehäuse von üblicher Abmessung untergebracht werden können.

Scheinwerfer, deren Reflektor in einzelne, je für sich lichtbündelnde Teilflächen unterteilt ist, sind an sich bekannt. Es ist auch bekannt, diesen Teilflächen einzelne mit dem Lichtfenster baulich vereinigte Streulinsen zuzuordnen, welche das durch die Teilspiegelflächen reflektierte Licht entweder in einzelne Bündel paralleler Lichtstrahlen umlenken oder die durch die Teilflächen erzeugten Lichtbündel noch weiter ausbreiten sollen. Bisher war jedoch nicht erkannt worden, daß durch die die Erfindung bildende neuartige Gestaltung und Anord^a5 nung der reflektierenden Teilflächen und der ihnen zugeordneten Linsenelemente eine bisher nur durch zusätzliche Aufwendungen zu erreichende gleichmäßige und randscharf begrenzte Beleuchtung erzielt werden kann.

In der Zeichnung sind als Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes zwei Fahrzeugscheinwerfer dargestellt. Aus der zugehörigen Beschreibung ergeben sich weitere in den Ansprüchen gekennzeichnete Erfindungsmerkmale. Es zeigt Fig. ι einen Längsschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 ein Schaubild,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform,
Fig. 4 den Hohlspiegel und

Fig. 5 eine Stirnansicht dieser zweiten Ausführungsform, jeweils von vorn gesehen.

Der Hohlspiegel 5 des als erstes Ausführungsbeispiel dargestellten Scheinwerfers hat die Form eines Paraboloids, in dessen Brennpunkt 6 sich eine Lichtquelle in Gestalt des annähernd punktförmigen Glühfadens einer Glühlampe 7 befindet. Dieser Hohlspiegel enthält vier flache Kreisrillen 9, 11, 13 und 15, die Zonen von vier Rotationsellipsoiden sind. Diese vier Ellipsoidzonen haben als gemeinsamen Brennpunkt den Paraboloidbrennpunkt 6 (vgl. Fig. 2). Der zweite Ellipsenbrennpunkt jeder dieser Zonen befindet sich in der Mitte je einer Ringlinse 10, 12, 14 und 16. Diese Ringlinsen werden gebildet durch Ringwulste auf einer lichtdurchlässigen Abdeckscheibe 18. Die Lichtquelle der Glühlampe 7 wird über die reflektierenden Hohlspiegelflächen in jeder der Ringlinsen abgebildet. Die Brennweiten dieser Linsen sind so gewählt, daß mindestens über eine gewünschte Entfernung vom Scheinwerfer ein scharf begrenztes Lichtbündel von sehr gleichmäßiger Lichtverteilung entsteht, das beim Auftreffen auf eine senkrechte Fläche oder auf die Fahrbahn ein vergrößertes Bild des Hohlspiegels ergibt. -

Um das Auftreten von Streulicht zu vermeiden, das beispielsweise von den Begrenzungszonen je zweier benachbarter Ellipsoidflächenteile herrühren könnte, ist bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel zwischen dem Spiegel 5 und den Ringlinsen eine Blende 17 mit Ringschlitzen 19 angeordnet. Durch diese Ringschlitze können im wesentlichen nur die von den Ellipsoidringzonen 9, 11, 13 und 15 reflektierten kom^rergierenden Strahlenbündel auf die Ringlinsen auftreffen. Trotz der aus lichtundurchlässigem Stoff bestehenden Blende werden also praktisch fast alle vom Hohlspiegel 5 erfaßten Lichtstrahlen durch die Ringlinsen hindurch ausgestrahlt.

Infolge dieser Eigenschaft ist das optische System gemäß der Erfindung auch für Signalleuchten sehr geeignet. Bei einer derartigen Leuchte wird die Ringschlitzblende 17, 19 mit Vorteil außen an der Abdeckscheibe 18 angebracht. Die Stirnwand.. einer solchen Leuchte hat dann nur schmale und noch dazu hinter der Blende geschützt angeordnete Lichtaustrittsflächen; somit können durch Sonnenbestrahlung oder durch von außen einfallendes Scheinwerferlicht anderer Fahrzeuge keine irreführenden Lichtwirkungen an der Abdeckscheibe 18 entstehen. Die zur Vermeidung des unerwünschten Streulichtes dienende Blende 17 kann selbstverständlich auch durch eine andere Abdeckung, beispielsweise durch einen auf die Scheibe 18 aufgetragenen Lacküberzug, ersetzt werden, der nur die für den Lichtdurchgang benötigten Stellen dieser Scheibe frei läßt.

Die zweite Ausführungsform nach Fig. 3 bis 5 unterscheidet sich von der ersten zunächst dadurch, daß der Hohlspiegel S in viereckige, entsprechend gewölbte Flächenteile 21 aufgeteilt ist, deren Langseiten waagerecht verlaufen. Die Wölbungsscheitel dieser reflektierenden Flächenteile liegen ebenfalls auf einem Rotationsparaboloid, dessen Rotationsachse die optische Achse der Leuchte ist und in dessen Brennpunkt 6 sich die Lichtquelle befindet. Die einzelnen Spiegelflächen 21 sind wie beim ersten Ausführungsbeispiel Flächenausschnitte von Rotationsellipsoiden, in deren einem gemeinsamen Brennpunkt 6 sich die Lichtquelle und in deren zweiten Brennpunkten sich die Mitte je einer Linse befindet. Die Rotationsachse jeder dieser Ellipsoidflächen ist die Verbindungslinie des Brennpunktes 6 mit der Mitte der zugeordneten Linse 20. Diese Linsen projizieren die von den Spiegelflächen reflektierten konvergierenden Lichtbündel und erzeugen damit ein gleichmäßig ausgeleuchtetes Bild des Hohlspiegels 5.

Obwohl die Linsen 20 in Durchbrüche einer lichtundurchlässigen Stirnwand 22 eingesetzt sind, wird praktisch der gesamte von den Flächenteilen des Hohlspiegels 5 reflektierte Lichtstrom ausgenutzt. Da nun aber die Flächen aller Linsen nur einen Bruchteil der gesamten Stirnwandfläche (beim Ausführungsbeispiel nur etwa 40 °/o) beträgt, wird auch bei diesem Ausführungsbeispiel von

außen einfallendes Licht keine irreführenden Reflektionswirkungen ergeben. Somit ist auch diese Leuchte für die Erzeugung von Lichtsignalen gegen grelles Gegenlicht sehr geeignet.
Aber auch für Fahrzeugscheinwerfer ist diese Ausführungsform vorteilhaft, da die Linsen geometrisch genaue Lichtbündel erzeugen und das Bild des Hohlspiegels 5 dergestalt auf die Fahrbahn projizieren, daß eine gleichmäßige Flächenbeleuchtung gewährleistet ist. Störendes Streulicht tritt daher auch bei nebligem Wetter kaum auf.

Die beschriebene Verwendung gewölbter Ellipsoidzoneno,, 11, 13 und 15 (Fig. 1) sowie 21 (Fig. 3 und 4) erscheint deswegen besonders vorteilhaft, weil dabei die sphärische Aberration vermieden wird. Selbstverständlich können aber auch Spiegelteilflächen mit anderen Wölbungen in Frage kommen, sofern sie so gestaltet und angeordnet sind, daß sie die Lichtquelle in je einer zugeordneten Linse genau genug abbilden.

Falls der Scheinwerfer ein Lichtbündel aussenden soll, das (beispielsweise nach einer Richtung) Streulicht ergibt, so können Teile der lichtbündelnden Spiegelflächen bzw. der Linsen in an sich bekannter Weise mit lichtstreuenden Mitteln, beispielsweise mit Streuriffeln, versehen werden, oder es kann eine Streuscheibe an sich bekannter Art, z. B. eine Riffelscheibe, vor dem Linsensystem angeordnet sein. Schließlich braucht gegebenenfalls auch nur ein Teil der Hohlspiegelfläche aus lichtbündelnden Flächenteilen zu bestehen, die mit Sammellinsen der beschriebenen Art zusammenwirken, während der restliche Teil der reflektierenden Fläche einen normalen, beispielsweise parabolisehen Reflektor bildet, dem eine lichtdurchlässige Abdeckscheibe üblicher Art zugeordnet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Leuchte, insbesondere Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge, die sowohl je für sich lichtbündelnd wirkende, den Gesamtreflektor bildende Teilflächen als auch lichtdurchlässige Mittel in Form von Linsen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtbündelnd wirkenden Teilflächen (9, 11, 13, 15 bzw. 21) derart gestaltet und angeordnet sind, daß sie die Lichtquelle in je einer lichtdurchlässigen Linse (10, 12, 14, 16 bzw. 20) abbilden, die ihrerseits außerhalb der Leuchte ein Bild der ihr zugeordneten lichtbündelnden Teilfläche erzeugt.
2. Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennweite jeder Linse gleich dem mittleren Abstand dieser Linse von der zugeordneten lichtbündelnden Teilfläche (9, 11, 13, 15 bzw. 21) ist.
3. Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtbündelnden Teilflächen (9, 11, 13, 15 bzw. 21) einem gemeinsamen Hohlspiegel angehören.
4. Leuchte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlspiegel (5) lichtbündelnde Ringflächen (9, 11, 13, 15) enthält, denen Ringlinsen (10, 12, 14, 16) einer lichtdurchlässigen Abdeckscheibe (18) zugeordnet sind.
5. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierenden Oberflächenteile Ausschnitte aus Rotationsellipsoidflächen sind.
6. Leuchte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem einen Ellipsoidbrennpunkt jeder Teilfläche die Lichtquelle, im zweiten Brennpunkt dagegen die Mitte der zugeordneten Linse befindet.
7. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbungsscheitel der lichtbündelnden Flächenteile auf einer Paraboloidfläche liegen, in deren Brennpunkt sich die Lichtquelle befindet.
8. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Hohlspiegel und den Linsen eine Blende befindet, die mit Aussparungen (19) für das gebündelte Licht versehen ist und welche die nicht für den Lichtdurchgang bestimmten Teile der Querschnittsfläche abdeckt.

In Betracht gezogene Druckschriften;
Deutsche Patentschriften Nr. 375 649, 656 609, 702681, 829433;

britische Patentschrift Nr. 413937;
USA.-Patentschrift Nr. 2 415 120.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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