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Reflektor für Scheinwerferlampen u. dgl. Es sind bereits Scheinwerferlampen
bekannt, deren parabolischer Reflektor aus zwei ungleichen Hälften besteht, die
ineinander übergehen. Wenn durch die Verwendung zweier ungleicher Reflektorteile
auch der Vorteil erreicht wird, daß die Lichtstrahlen mehr in der gewünschten Richtung
reflektiert- werden, als es bis dahin möglich war, so ist es doch nicht gelungen,
die Blendwirkung vollkommen zu beseitigen, welche hauptsächlich von den in der Nähe
der Horizontälen liegenden seitlichen Zonen des Reflektors. herrührt. Es wurde ferner
ein Reflektor vorgeschlagen, der aus zwei verschiedenen, durch ein Zwischenstück
miteinander verbundenen Teilen besteht. Dieses Zwischenstück hat dort aber nur die
Bedeutung eines körperlichen Verbindungsmittels der beiden verschieden gekrümmten
Reflektorteile. Es stellt eine in Richtung eines Lichtstrahls liegende Ringfläche
oder, genauer gesagt, einen ringförmigen Abschnitt aus einem Kegelmantel dar. Dieses
Zwischenstück liegt also im wesentlichen in einer Ebene senkrecht zur Hauptachse
des Reflektors, ist eine einzige zusammenhängende Ringfläche und liegt in bezug
auf die Lichtquelle so, daß sie von keinem Strahl getroffen wird. Sie kann also
die optischen Verhältnisse des Reflektors in keiner Weise vervollkommnen.
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Die Erfindung stellt nun eine Verbesserung an einem Reflektor für
Scheinwerferlampen dar, der aus zwei im wesentlichen halbparaboloidalen Flächen
besteht, die einander gegenüber angeordnet sind und deren Brennpunkte derart voneinander
getrennt liegen, daß die Strahlen einer einzigen Lichtquelle, die im wesentlichen
im Brennpunkte der oberen Fläche ,angeordnet ist, durch die untere Fläche abwärts
reflektiert werden. Das Neue an einem solchen Reflektor bekannter Art besteht darin,
daß die Ränder der Parabelflächen miteinander verbunden sind durch seitliche Zwischenstücke,
die so gestaltet und geneigt sind, daß .die auf sie fallenden Strahlen der Lichtquelle
abwärts und vorwärts reflektiert werden. Ein weiteres Kennzeichen des neuen Reflektors
besteht darin, daß die Achsen der halbparaboloidalen Flächen unter einem solchen
Winkel gegeneinander geneigt sind, daß die Lichtquelle, wenn 'sie auf der Achse
der oberen Fläche angeordnet ist, damit über der Achse der unteren Fläche liegt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung kennzeichnet sich
dadurch, daß die obere und die untere paraboloidale Fläche einen gemeinsamen Scheitel
haben, aber verschiedene Brennweiten besitzen.
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Auf den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
sowie schematische Darstellungen veranschaulicht, welche die der Erfindung zugrunde
liegende Theorie zeigen.
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Abb. t ist die schaubildliche Ansicht einer Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.
Abb.2 ist ein in vergrößertem Maßstabe gezeichneter Mittelschnitt durch den Gegenstand
der Abb. t.
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Abb. 3 ist eine Vorderansicht dieses Reflektors.
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Abb. 4 zeigt eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
in schaubildlicher Darstellung.
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Abb. 5 ist ein senkrechter Mittelschnitt durch den Gegenstand der
Abb. 4.
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Abb. 6 ist die schematische Darstellung eines parabolischen Reflektors,
die erkennen läßt, wie die Lichtstrahlen reflektiert werden, welche von Lichtquellen
herrühren, die an verschiedenen Stellen längs der Parabelachse liegen.
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Abb.7 ist ebenfalls die schematische Darstellung eines parabolischen
Reflektors und zeigt, wie die Lichtstrahlen reflektiert werden, die von Lichtquellen
herrühren, welche außerhalb der Parabelachse liegen.
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Abb.8 zeigt in schematischer Darstellung die Hälfte eines parabolischen
Reflektors, bei
dem die Lichtquelle auf der Achse ein wenig vor
dem Brennpunkte angeordnet ist.
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Abb. 9 zeigt ebenfalls in schematischer Darstellung die andere Hälfte
eines parabolischen Reflektors, der ein wenig gegen die Horizontale geneigt ist,
und dessen Lichtquelle sich oberhalb der Achse befindet. In Abb. i o sind die beiden
Reflektorhälften der Abb.8 und 9 miteinander vereinigt mit einer einzigen Lichtquelle
dargestellt.
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Abb. i i zeigt die Anwendung des neuen Reflektors an einem Kraftwagen.
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Abb. 12 stellt den hinteren Teil des Reflektors in vergrößertem Maßstabe
dar und entspricht im wesentlichen der Abb. 2.
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Abb. 13 ist ein wagerechter Querschnitt durch den Gegenstand der Abb.
12.
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Es sei zunächst .auf die schematischen Darstellungen der Abb.6 bis
io eingegangen, welche die theoretischen Grundlagen des Reflektors gemäß der Erfindung
erkennen lassen. Bei dem in Abb.6 gezeigten parabolischen Reflektor A ist a-a die
Achse mit dem Brennpunkt F. Nach bekannten optischen Gesetzen wird das von einer
im Brennpunkte angeordneten Lichtquelle herrührende Licht in genau parallelen Strahlen
nach vorn reflektiert, wie die ausgezogenen Linien in Abb.6 zeigen. Alle Lichtstrahlen,
die von einer Lichtquelle S' herrühren, welche auf der Achse, aber außerhalb der
Brennweite liegt, konvergieren, wie die punktierten Linien zeigen. Alle Lichtstrahlen
dagegen, die von einer Lichtquelle S' herkommen, welche auf der Achse, aber innerhalb
der Brennweite liegt, werden zerstreut, wie durch die strichpunktierten Linien in
Abb. 6 angedeutet ist.
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Liegt die Lichtquelle außerhalb der Achse, etwa im Punkte S-; in der
Brennpunktebene über der Achse (Abb. 7), so werden alle von ihr herrührenden
Strahlen auf die entgegengesetzte Seite der Hauptachse a-a geworfen. Liegt diese
Achse horizontal, so sind die reflektierenden Strahlen nach unten gerichtet ohne
Rücksicht darauf, ob die Lichtquelle sich in dem Punkte S3 oder vor oder hinter
demselben befindet, etwa bei S4 oder S-j, obwohl dabei die Zerstreuung bzw. die
Konvergenz der Lichtstrahlen sich ein wenig ändert.
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Nehmen wir nun einen halbparabolischen Reflektor (B in Abb. 8) und
bringen eine Lichtquelle S auf der Achse b-b außerhalb der Brennweite an, so konvergieren
die Lichtstrahlen. Wird anderseits eine zweite, die erste ergänzende Hälfte eines
ähnlichen parabolischen Reflektors (C in Abb.9) mit ihrer Achse c-c gegen die Horizontale
H-H unter einem Winkel d geneigt angeordnet und eine Lichtquelle in einem Punkte
S vorgesehen, der oberhalb der Achse und innerhalb der Brennweite liegt, so werden
die reflektierten Strahlen aus drei Gründen nach unten gerichtet sein, nämlich wegen
der Neigung der reflektierenden Fläche, der Lage der Lichtquelle oberhalb der Achse
und wegen deren Lage hinter dem Brennpunkte.
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Nun ist es möglich, diese beiden parabolischen Reflektorteile zu einem
einzigen Ganzen miteinander zu vereinigen, wie in Abb. io dargestellt ist. Infolge
der Neigung der beiden Hauptachsen gegeneinander wird eine Lichtquelle S, die genau
auf der Achse b-b der oberen paraboloidalen Fläche liegt, über die Achse c-c der
unteren Fläche zu liegen kommen. Wenn es des besten Ergebnisses wegen nötig ist,
die Lichtquelle vor den Brennpunkt der oberen Parabel und hinter und über den Brennpunkt
der unteren Parabel zu setzen, so läßt sich auch dies praktisch verwirklichen, indem
man die untere Parabel etwas größer macht als die obere, so daß ihr Brennpunkt von
selbst vor. denjenigen der oberen Parabel fällt. Wird in einem derartigen Reflektor
die Lichtquelle dann an irgendeinen Punkt zwischen diesen beiden Brennpunkten gesetzt,
so wird jede der oben angegebenen Bedingungen vollständig erfüllt.
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Diese Erwägungen passen aber nur für den oberen und den unteren Teil
der reflektierenden Flächen. Der im wesentlichen horizontale, von den Linien b-b
und c-c eingeschlossene Zwischenraum (Abb. io) bleibt dabei außer Acht. Würde man
versuchen, die beiden Flächen an dieser Stelle einfach ineinander übergehen zu lassen,
so würde man finden, daß die Lichtstrahlen mit diesen Systemen unsicher und verwirrend
reflektiert werden. Um diesen Nachteil zu vermeiden, werden gemäß der Erfindung
die zwei halbparaboloidalen Flächen durch eine dritte Fläche bzw. zwei Flächen verbunden,
die, im Querschnitt gesehen, in der Richtung von unten nach oben einwärts geneigt
sind (Abb.3 und ¢). Infolgedessen werden die auf diesen Teil des Reflektors fallenden
Strahlen ebenfalls abwärts geworfen, so daß jede Blendwirkung vermieden wird.
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In den Abb. i bis 5 sind zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. In den Abb. i bis 3 entspricht die Fläche i dem Teil B, die Fläche
2 dem Teil C in Abb. i o. Jede dieser beiden paraboloidalen Flächen endet, ehe sie
die Horizontale erreicht, und zwar der obere Reflektorteil an der Linie 3-3, der
untere :an der Linie 4-4, die einen Winkel miteinander bilden. Der von diesen Linien
eingeschlossene Winkelraum wird von dem Reflektorteil bzw. den Reflektorteilen 5,
5 eingenommen. Diese Teile sind naturgemäß in der Richtung von unten nach oben einwärts
geneigt, weil die Parabel 2 größer ist als die Parabel i. Der Größenunterschied
der beiden Parabeln und demgemäß die Neigung der beiden
Flächen
5, 5 sind der größeren Klarheit wegen auf der Zeichnung sehr übertrieben dargestellt.
In der Praxis werden die Vorteile aus der Erfindung mit Neigungen und Abweichungen
erreicht, die wesentlich kleiner sind.
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Auf der Zeichnung ist die die Lichtquelle bildende Glühlampe 6 in
einer Fassung angeordnet, die von einer in der Reflektorachse liegenden Hülse 7
aufgenommen wird. Diese Hülse kann aber auch durch andere Teile der Wandung hindurchgehen,
ohne daß dadurch vom Wesen der Erfindung abgewichen würde.
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In Abb. 2 ist a der Brennpunkt der Fläche i, b derjenige der Fläche
2. Da die durch eine Glühlampe gebildete Lichtquelle keinen geometrischen Punkt
darstellt, sondern einen Raum von merklicher Größe einnimmt, obgleich die für diesen
Zweck bestimmten Lampen sehr gedrungen gebaut sind, können die vorstehend erläuterten
theoretischen Anforderungen nicht genau erfüllt werden. Indessen wird das praktisch
Mögliche erreicht, wenn die Glühlampe so angeordnet wird, daß der hintere oder innere
Teil des Leuchtfadens im wesentlichen durch den Punkt a hindurchgeht, während der
äußere Teil des Fadens oberhalb und möglichst innerhalb des Punktes b liegt, eine
Bedingung, die leicht zu erfüllen ist (vgl. Abb. 12 und 13).
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In den Abb. q. und 5 ist eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
gezeigt, die sich von der vorher beschriebenen dadurch unterscheidet, daß die beiden
halbparaboloidalen Flächen i o und i i von gleicher Größe sind. Die Achse der unteren
Fläche ist hierbei in gleicher Weise gegen die Horizontale geneigt wie bei der ersten
Ausführung. Um die die Blendwirkung vermeidenden, geneigten, seitlichen Reflektorteile
zu schaffen, die für die Erfindung kennzeichnend sind, ist der Rand des unteren
bei 12, 12 etwas auswärts gebogen, der Rand des oberen Teils bei 13, 13 ein wenig
einwärts. Auf diese Weise erhalten die Verbindungsteile 14, 1 ¢ die erforderliche
Neigung.
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Auch in den Abb. q. und 5 ist die Darstellung der Klarheit wegen sehr
übertrieben. Bei dieser Anordnung liegt der Brennpunkt der oberen Fläche bei c,
derjenige der unteren Fläche bei d (Abb. 5). Die Glühlampe 15 ist so angeordnet,
daß ihr Faden gerade vor und über den Brennpunkt c fällt, wenn auch zum Teil vor
den Brennpunkt d. In diesem Falle werden die auf den oberen Reflektortenl fallenden
Strahlen- durch die konvergierende Wirkung nach unten geworfen, die von dem unteren
Teile reflektierten Strahlen haben ebenfalls, und zwar wegen der Neigung der unteren
Parabel und wegen der Lage der Lichtquelle über deren Achse die Richtung nach unten.
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In Abb. i -i ist die Wirkung eines an einem Kraftwagen angebrachten
Reflektors 21 gemäß der Erfindung dargestellt. Man erkennt, daß die konvergierende
Wirkung des oberen Reflektorteiles die Strahlen 22 nach unten, aber auf bedeutende
Entfernung vor den Wagen wirft. Die divergierende Wirkung des unteren Reflektorteils
sendet die Strahlen z3 ebenfalls nach unten, aber diese Lichtstrahlen sind unterhalb
der vorerwähnten über die Bodenfläche ausgebreitet. Die Seitenteile des Reflektors
richten die auf sie fallenden Strahlen noch etwas schärfer nach unten, wie bei 24
gezeigt ist. Diese Strahlen bedecken den Boden dicht vor dem Wagen und zu beiden
Seiten desselben. Auch in dieser Abbildung ist die Wirkungsweise zum besseren Verständnis
und wegen Mangel an Platz stark übertrieben gezeichnet.