-
Reflektor. Es gibt bereits Reflektoren, die aus einer Anzahl von Zonen
oder Abteilen, welche aus konkaven Flächen bestehen, zusammengesetzt sind; die Stoßkurven,
an welchen die benachbarten Zonen ineinander übergehen, verlaufen dabei im allgemeinen
senkrecht zu der Ebene, die durch die Brennpunkte der erzeugenden Leitkurve geführt
ist, mit anderen Worten zu der wagerechten Mittelebene. Ein derartiger bekannter,
besonders für Kraftwagen bestimmter Scheinwerfer hat den Zweck, eine wagerechte
Lichtstreuung bei Vermeidung der lotrechten Streuung zu bewirken, d. h. das Licht
in lotrechten Ebenen zu konzentrieren und zu verhindern, daß das Licht nach aufwärts
geworfen werde. Zu diesem Zweck ist die Leitkurve für die oberhalb der wagerechten
Mittelebene befindliche Hälfte jeder Zone eine Ellipse und für die unterhalb dieser
Mittelebene liegende Hälfte eine Parabel, wobei beide Arten der Kurven gemeinsame
Brennpunkte besitzen. Es hat sich bei der praktischen Ausführung dieses vorgeschlagenen
Scheinwerfers herausgestellt, daß es nicht möglich ist, die obere Zonenhälfte elliptisch
auszubauen, wenn man die Stoßkurve als in einer Ebene verlaufend haben will, welche
Bedingung erforderlich ist, wenn man die Zonen oder Abteile aus Platten, z. B. aus
Glas oder Metallblech, ausbiegen und zusammenfügen will. Andererseits eignet sich
dieser bekannte Scheinwerfer nur für Fahrzeuge, nicht aber z. B. für Flugzeugsucher,
Bühnenbeleuchtung, bei welchen ein rasches und sicheres Richten der Längsachsenlinie
des Lichtbündels notwendig ist, weil bei dieser bekannten Vorrichtung das Licht
nur auf dem Rauminhalt eines halben Streukegels projiziert wird.
-
Diesen Nachteilen soll die vorliegende Erfindung abhelfen, und zwar
dadurch, daß die Zonen oder Abteile durchweg, d. h. oberhalb und unterhalb der wagerechten
Mittelebene, parabolische Flächen bilden, deren Brennpunktgeraden sich im gemeinsamen
Mittelpunkt schneiden, und daß die Winkel, welche in wagerechter Projektion die
Endpunkte der einzelnen Abteile mit dem gemeinsamen Schnittpunkt verbinden, einander
gleich sind. Zweckmäßig betragen die betreffenden Winkel d.5°, so daß die Brennweiten
der einzelnen Parabelflächen sich von der Mitte ab nach auswärts wie verhalten.
-
Die Zeichnung
veranschaulicht mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung.
-
Abb. i,. 2 und 3 sind Ansichten der einzelneu Abteile.
Abb.4
sind die Profilkurven, zu welchen die Abteile gekrümmt werden müssen.
-
Abb. 5 ist die Vorderansicht des Reflektors. Abb.6 ist der lotrechte
Schnitt desselben. Abb. 7 und 8 sind wagerechte Schnitte durch die wagerechte Mittelebene.
-
Abb.9 und ro sind ähnliche Schnitte wie Abb. 8 für weitere Ausführungsformen.
-
Abb. r bis 8 zeigen die Anwendung der Erfindung auf einen Reflektor
mit fünf Zonen bzw. zehn Abteilen aus gut poliertem Material, wie z. B. versilbertem
Glas. Zwei Abteile a sind gemäß Abb. z ausgestaltet, und sie werden gemäß der Parabellinie
X-0 (Abb. 4) gekrümmt. Vier weitere Abteile b sind in Abb.2 gezeigt, und sie werden
gemäß der Linie Y-0 (Abb. 4) gekrümmt, während vier Abteile c gemäß Abb.
3 nach der Parabellinie Z-0 (Abb. 4) gekrümmt werden. Es versteht sich von selbst,
daß der Verlauf der Abteile entsprechend zueinander symmetrisch ist bzw. daß die
Krümmungen entgegengesetzt verlaufen. Gemäß Abb. 4 sind F, F1, F° die Brennpunkte
der mittleren, der zweiten und der dritten Zone, wobei F 0 = FF'
(Abb. 8),
F' 0 - P P1 (Abb. 8) und F2 0
= R R1 (Abb. 8) ist. Die zehn Abteile
werden dann miteinander unter solcher gegenseitigen Lage befestigt, daß die Brennpunktgeraden
sich in einem gemeinsamen Punkt F schneiden, nämlich dem Mittelpunkt der Brennpunktgeraden
der mittleren Zone a, a. F ist somit der gemeinsame Brennpunkt bzw. die Lichtquelle
und A B ist die Basis der mittleren Zone, während B C und
C D die Basen der zweiten und der dritten Zone sind.
-
Die Aufzeichnung der Basen erfolgt mit Bezug auf Abb. 8 in folgender
Weise: A F B
ist ein Winkel von 45°, wobei A F = F B
und F F4 senkrecht
zu A B ist. Die Basis A B des mittleren Abteils bildet eine gerade
Linie oder Erzeugende einer Parabel, welche mit F als Brennpunkt beschrieben wird,
so daß das Abteil mit der Basis A B als -Erzeugende parallel zu sich selbst
beschrieben wird. Der Winkel B F C ist ebenfalls 45°. Um die Länge der Linie
B C als Basis der zweiten Zone und den Winkel, welchen sie mit der Linie
A B bildet, zu bestimmen, wird eine Linie F Pl gezogen, welche den Winkel
B F C
halbiert und eine Linie P1 L'1 wird parallel zu F" L oder
F' F gezogen. P Pl ist dann die Halbierungslinie des Divergenzwinkels
F P1 L' und B C wird senkrecht zu dieser Linie P P1 gezogen.
-
Mit der Linie B C als Erzeugende wird parallel zu F P die Parabel
der zweiten Zone um eine Achse herum beschrieben, die durch P, d. h. auch durch
F hindurchgeht. Diese Zone b, b wird das Licht oder andere Wellen von F in derselben
Richtung reflektieren wie der mittlere Abteil a, a und mit der gleichen Divergenz
des Lichtbündels, und zwar 45°, wobei P P'1 die Brennweite der zweiten Parabel
Y-0 (Abb. 4.) besitzt. In ähnlicher Weise wird C D in Länge und Richtung
bestimmt, wobei der Winkel C F D -45° ist, so daß diese dritte Zone das Licht
von F in der gleichen Richtung und mit demselben Divergenzwinkel reflektiert, wobei
R R1 die Brennweite der dritten Parabel Z-0 (Abb.4) bestimmt. In ähnlicher Weise
wird die zweite und die dritte Zone links aufgezeichnet. Da die Winkel
A F F',
F1 F B, B F P1, P1 F C, C F R1 und R1 F D
sämtlich
gleich 22,5° sind, so läßt es sich leicht ausrechnen, daß die Linien F F1,
P Pl und R R1, d. h. die Brennweiten der Parabeln, zueinander im Verhältnis
von f (Brennweite von F F1)
Um die Gestalt der Abteile derart aufzuzeichnen, daß dieselben krumme Kante an krumme
Kante in der wagerechten Projektion geradlinig, d. h. in einer einzigen Ebene stoßen
und zusammenpassen, wird mit Bezug auf Abb.7 folgendermaßen verfahren: Die Linien
r, 2, 3, . . . gemäß Abb. 4 werden in gleichen Abständen voneinander und parallel
zu F 0 gezeichnet. In Abb. 7 wird zunächst die Linie K G und dann nach dem Ziehen
der weiter erörterten Parallelen zu B C und C D
an den Schnittpunkten
auch die Linien L M und N P senkrecht zu A B bzw. B C bzw.
C D
aufgestellt. Es werden Linien r, 2, 3, . . . entsprechend denjenigen der Abb.4 parallel
zu A B gezogen, wobei z. B. der Abstand 5 K in Abb. 7 gleich groß wie 5 A1
in Abb. 4 ist, 7 K in Abb. 7 ist gleich 7 AZ in Abb. 4 usw. Linien
r, 2, 3,. . . entsprechend denjenigen in Abb. 4 werden ferner parallel zu B C gezogen,
wobei der Abstand 4 L (Abb. 7) gleich ist 4 B1 (A,bb. 4) und 6 L (Abb. 7) gleich
ist 6 B2 (Abb. 4) usw. D'_e Punkte, an welchen die Linien i, 2.... der ersten-
Zone mit den entsprechenden Linien der zweiten Zone zusammenstoßen, liefern die
Berührungslinie zwischen den beiden Zonen, und diese Linie ist in wagerechter Projektion
eine Gerade. In ähnlicher Weise ist die Linie, an welcher die zweite Zone mit der
dritten Zone zusammenstößt, in wagerechter Projektion eine gerade Linie
C H. Ferner ist gefunden worden, daß diese Berührungslinien einander parallel
sind (Abb.6). Nachdem diese Linien aufgezeichnet worden sind, wird die abgeflachte
Gestalt der betreffenden Abteile, d. h. Halbzonen, bevor dieselben zum Biegen gebracht
werden, in folgender Weise bestimmt: Auf Abb. z wird eine Linie senkrecht zu der
Basis C D aufgestellt, und es werden Linien i, 2, 3, 4, 5, . . . in rechtem
Winkel zu
K M in solchen Abständen gezogen, daß der Abstand
2-K gleich ist demjenigen Teil der Kurve 0-X (Abb.4), welcher zwischen 0
und dem Punkt liegt, an welchem Linie 2 die Kurve schneidet. In derselben Weise
werden die Linien 4-K, 5-K, 6-K usw. (Abb. i) eingezeichnet, deren Längen gleich
sind den Teilen der Kurve 0-X zwischen dem Scheitelpunkt 0 und den Punkten, an welchen
diese Kurve von den Linien 4, 5, 6.... geschnitten wird. Die Breite der mittleren
Zone wird durch die Linien A J und B R (Abb. ; ) begrenzt, und diese
mittlere Zone ist in bezug auf die Linie I( Cr symmetrisch, welche die Linien 2,
4, 5, 6 halbiert. In Abb. i sind die Längen der Linien i, 2, 3, 4, 5, . .. gleich
groß wie die entsprechenden Linien der Abb.7. In Abb. 2 ist E Feine Linie senkrecht
zu der Basis A B, wobei A E und E B gleich groß sind
C L bzw. L B in Abb. 7, wobei in derselben Weise wie in Abb. 7 Linien
i, 2, 3, . .. parallel zu der Basis A B gezogen werden und E-i gleich groß
ist demjenigen Teil der Parabel 0 Y (Abb. 4), welcher zwischen dem Scheitelpunkt
0 und dem Schnittpunkt der Linie i abgegrenzt ist. In ähnlicher Weise gleicht 2
E (Abb. 2) 2 0 (Abb. 4), und 2 G und 2 H (Abb. 2) gleichen 2 S und 2 T (Abb. 7),
4 J und 4 K (Abb. 2) gleichen 4 S und 4 T (Abb. 7). In derselben Weise wird der
Umriß A B C D (Abb. 2) als Gestalt für das zweite Abteil vor dem Biegen hergestellt.
In ähnlicher Weise wird der Umriß A B C
(Abb. 3) gefunden. Die entsprechenden
symmetrischen Abteile werden in ähnlicher Weise ermittelt.
-
In Abb.8 und 9 ist der mittlere Lichtstrahl einer jeden Zone, wie
durch Linie F' L, Pl L1 und RI L2 gezeichnet ist, parallel zu demjenigen
der anderen Reflektierung, d. h. daß sämtliche Zonen ihre betreffenden Lichtbündel
in ein und derselben Richtung projizieren und daher auf ein und denselben Gegenstand
konzentrieren.
-
Abb. 9 zeigt einen Reflektor mit siebzehn Zonen, welcher aus vierunddreißig
einzelnen Stücken besteht. Die Winkel A F B, B F C,
C F D usw. betragen
jeder io° und die Totaldivergenz des durch den Reflektor projizierten Lichtbündels
ist ;ebenfalls io°. Gemäß Abb. 8 beträgt die Totaldivergenz dagegen 45°.
-
Der Reflektor kann jedoch auch derart ausgebildet werden, daß die
mittleren Strahlen nicht parallel verlaufen, sondern divergent, wie in Abb. io gezeichnet
ist, und die Zonen sind derart angeordnet, daß die totale Divergenz des Lichtbündels
diejenige überschreitet. welche durch die Breite der Zonen bestimmt ist. In dieser
Abbildung sind zehn Zonen vorhanden, und jede besitzt eine Divergenz von
26°. H List die Achse des ganzen Reflektors mit F als Brennpunkt, in welchem
die Lichtquelle usw. angeordnet wird. Der mittlere Strahl F R wird von der Zone
A B nach R 1l reflektiert, welche Linie mit A L einen Winkel von 6,5°
bildet. Die nächste Zone B C reflektiert den mittleren Strahl F R1 nach R1 iah,
welche Linie finit R 31 einen Winkel von 13' und mit der Achse A L einen
Winkel von i9,5° bildet. Die dritte "Zone C D reflektiert den mittleren Strahl
R= M= um 13'
stumpfer zu der Achse als R1 1171 usw. bei den übrigen Zonen,
wodurch die totale Divergenz des projizierten Lichtbündels für den ganzen Reflektor
Ll° J L11 sein wird, d. h. i4o°.
-
Bei der Benutzung wird der Reflektor vorzugsweise von einem Gestell
getragen, welches auf einem aufragenden Träger angelenkt ist. Die Lichtquelle oder
die Quelle für andere Wellenenergie ist in dem Brennpunkt und die Drehachsenlinie
des Reflektors ist mit dem Brennpunkt zusammenfallend, so dar, bis zu welchem Winkel
der Reflektor auch gedreht werden wird, die Quelle in dem Brennpunkt und in der
lotrechten Lage verbleibt. Diese letztere Lage ist wünschenswert, wenn die Lichtquelle
aus einer lichtstarken Lampe mit gasgefülltem Glähfädenbehälter besteht. Ein Reflektor
gemäß der Erfindung besitzt mehrere Vorteile. Er ist verhältnismäßig billig herzustellen,
und die Größe, bis zu welcher er ausgeführt werden kann, ist praktisch ohne Grenze.
Wenn irgendeine Beschädigung auf einem oder mehreren Abteilen vorkommt, so kann
dieses Abteil mit verhältnismäßig geringen Kostenersetzt werden. Der Reflektor ist
für eine große. Anzahl von Anwendungen nützlich, z. B. zur Fliegerabwehr, Küstenverteidigung,
für Manöver auf Land und See, zur Innen- und Außenbeleuchtung von Häusern, Beleuchtung
von Luftschiffhallen, Bilderausstellungen, Glasfenstern, Treppenbeleuchtung und
in allen Fällen, in welchem das Licht gleichmäßig über eine Fläche mittels eines
schrägen Lichtbündels verteilt werden soll, d. h. von einer Quelle, welche sich
auf einer Seite des zu beleuchtenden Gegenstandes anstatt unmittelbar davor befindet.
Der Reflektor ist auch als Scheinwerfer für Automobile und zum Sammeln und Richten
von Schallwellen, Wärmewellen usw. geeignet.