DE3035005C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Signalleuchte, insbesondere für Zweiradfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es sind solche Leuchten bekannt. Sie finden üblicherweise Ver­ wendung als Fahrtrichtungsanzeige-, Brems-, Schluß-, Nebel­ schluß-, Rückfahrleuchten, aber auch als Fahrtrichtungsanzeige- oder als Rückleuchten für Motor- und Fahrräder, wobei die Leuchtintensität durch den Einsatz des Reflektors erhöht wird und die Richtung der abgegebenen Strahlen durch die Optik der Lichtscheibe beeinflußbar ist.

Nachteilig ist, daß bei solchen Leuchten der von der Lampe direkt auf die Lichtscheibe auftretende Teillichtstrom bestimm­ ter Zonen verloren geht, weil er in nicht für die Signalwirkung der Leuchte relevante Richtungen abgelenkt wird. Bei Leuchten mit sogenannter Lichtschreibenoptik, d. h. also bei Leuchten, die keinen Reflektor besitzen, werden die den direkt von der Lampe ausgehenden Lichtstrom total reflektierenden Prismen so ausgebildet, daß dieser Lichtstrom in Signalrichtung abgegeben wird. Werden solche Leuchten mit Parabelreflektoren kombiniert, so wird der vom Reflektor abgestrahlte Lichtstrom ebenfalls wieder in unbestimmte und für die Signalgebung unwirksame Bereiche abgelenkt. Eine Kombination mit den üblichen Kugel­ reflektoren, die zwar ebenfalls bekannt ist, bewirkt zwar eine gewisse Verstärkung, ist jedoch wirkungsgradmäßig schlecht, weil der erfaßte Lampenlichtstrom zweimal den Glühlampenkolben passieren muß und zum Teil auch auf die Glühlampenwendel auf­ trifft.

Insbesondere für Zweiradfahrzeuge, wie beispielsweise Fahrräder oder Mofas, werden aus Energiegründen Lampen mit geringer Lichtleistung eingesetzt. Sollen solche Leuchten jedoch eine möglichst große Leuchtintensität aufweisen, so kommt es darauf an, ein Höchstmaß an Effizienz von der Leuchte zu fordern. Das gilt insbesondere für Fahrtrichtungsanzeige- und Schlußleuch­ ten.

Eine Signalleuchte der eingangs genannten Art ist in der DE-OS 14 72 560 gezeigt. Dort ist der Reflektor aus einer Vielzahl paraboloidischer Reflektorzonen unterschiedlicher Brennweite aufgebaut, die einen gemeinsamen mit der Glühlampe zusammenfal­ lenden Brennpunkt aufweisen. Bei der bekannten Bauform ist die­ se Aufteilung des Reflektors gewählt worden, weil aufgrund die­ ser Ausgestaltung die Lichtaustrittsfläche des Reflektors be­ liebig groß ausgeführt werden kann, ohne daß sich dadurch die Reflektortiefe zu sehr vergrößert und der Raumbedarf für die Leuchte zu groß wird. Die einer solchen Leuchte zugeordnete Lichtscheibe allerdings besitzt keine zusätzlichen optischen Elemente, die die Lichtabstrahlung beeinflussen können, wenn von dem bei einem Ausführungsbeispiel dort gezeigten in der Lichtaustrittsfläche zusätzlich angeordneten Rückstrahler abge­ sehen wird, der jedoch hinsichtlich der Signalwirkung der Leuchte nur nachteilige Folgen mit sich bringen kann.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Signalleuchte nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 so auszubilden, daß der Wirkungsgrad der Signalleuchte möglichst groß wird und auch bei einer Lampe mit verhältnismäßig geringer Lichtstromabgabe eine verbesserte Signalwirkung der Signalleuchte erreichbar ist, die sonst nur mit Lampen wesentlich höherer elektrischer Leistung erzielbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einer Signalleuchte der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Patent­ anspruches 1 angegebenen Merkmale.

Durch diese Ausgestaltung wird daher ein Doppeleffekt der Pris­ men- oder Linsenelemente an der Lichtscheibe ausgenutzt. Zum einen nämlich bewirkt die Lichtscheibenoptik zusammen mit der Reflektorausgestaltung, daß sowohl der direkt von der Lampe ab­ gestrahlte Lichtstrom als auch indirekt vom Reflektor erfaßte und abgestrahlte Lichtstrom annähernd in der Hauptstrahlungs­ richtung umgelenkt wird. Dies ist nur möglich, mit den erfin­ dungsgemäß aufeinander abgestimmten Optikelementen. Es hat sich gezeigt, daß Leuchten gemäß der Erfindung einen Leuchtenwir­ kungsgrad bei roter Lichtscheibe von etwa 0,45 aufweisen, wobei unter Wirkungsgrad das Verhältnis des annähernd in Signalrich­ tung abgegebenen Leuchtenlichtstroms, bezogen auf den frei ab­ gestrahlten Lichtstrom der Lampe, verstanden wird. Bekannte Leuchten weisen einen solchen Leuchtenwirkungsgrad (für rote Lichtscheibe) zwischen 0,10 und 0,20 auf. Die Ausgestaltung gemäß der Erfindung bewirkt daher eine deutliche Intensivierung der Lichtwirkung bei gleichbleibender Lampenenergie. Die Erfindung ermöglicht es da­ her, besonders wirksame und leuchtstarke Signalleuchten, insbe­ sondere für Zweiradfahrzeuge, vorzusehen.

Es ist natürlich möglich, die Ausführung des Reflektors auf verschiedene Weise vorzunehmen. Der Reflektor kann aus Segmenten bestehen oder kontinuierlich verlaufend bzw. aus Kombinationen solcher Teile aufgebaut sein und er kann rotations-, achsen-, oder auch asymmetrisch ausgebildet werden, je nach Verwendungs­ zweck der herzustellenden Leuchte. Wenn nur eine verhältnismä­ ßig geringe Bautiefe zur Verfügung steht, so kann der Reflektor auch in Stufen ausgebildet werden. Auch die Lichtscheibe kann auf verschiedene Weise realisiert werden, wobei sie jeweils auf die eingesetzte Parabelkontur und Reflektorform abgestimmt ist. Die Lichtscheibe kann daher ebenfalls rotations-, achsen- oder asymmetrisch ausgestattet werden, wobei die brechenden bzw. totalreflektierenden Elemente ringlinsen-, netzförmig, segmen­ tiert oder kombiniert angeordnet werden können. Die Linsenflä­ chen selbst, d. h. also die für die Erfindung wesentlichen, der Lampe zugewandten bzw. von der Lampe abgewandten wirksamen Flä­ chen der Prismen- oder Linsenelementen, können plan und/oder zur Erreichung einer gewissen Streuung konvex oder konkav aus­ gebildet werden. Allen Bau- und Ausführungsformen ist aber ihre große Leuchtintensität gemeinsam.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung er­ läutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Lichtstrahlenver­ laufes einer der Signal­ leuchte,

Fig. 2 den Strahlenverlauf des vom Reflektor erfaßten und in Signalrichtung abgestrahlten Lichtstromes,

Fig. 3 einen Schnitt durch das Leuchtengehäuse für ein Fahrradrücklicht,

Fig. 4 die Draufsicht auf das Gehäuse der Fig. 3,

Fig. 5 den Schnitt durch eine andere Ausführungsform des Leuchtengehäuses für eine Fahrradrückleuchte mit Rückstrahler,

Fig. 6 die Draufsicht auf die Leuchte der Fig. 5,

Fig. 7 die Ansicht der Lichtscheibe und des Rückstrahlers der Leuchte der Fig. 5,

Fig. 8 eine Ansicht ähnlich Fig. 7, jedoch bei einer anderen Ausführungsform der Lichtscheibe und

Fig. 9 eine Ansicht gem. Fig. 8, jedoch bei einer weiteren Ausführungsform der Lichtscheibe.

In der Fig. 1 ist der schematische Grundaufbau einer erfindungs­ gemäßen Leuchte gezeigt. Sie besteht im wesentlichen aus einem in der Fig. 1 nicht näher gezeigten Leuchtengehäuse, in dem eine Glühlampe 1 vorgesehen ist sowie einem in Fig. 1 nur zur Hälfte gezeigten Parabolreflektor 2 und einer die Leuchte nach vorne abschließenden Lichtscheibe 3. Im Brennpunkt F des Parabol­ reflektors 2, dessen Aufbau noch im einzelnen erläutert werden wird, ist die nicht gezeigte Glühwendel der Lampe 1 angeordnet und der von dort ausgehende Lichtstrom läßt sich in drei Teil­ bereiche aufteilen, die jeweils mit Φ₁, Φ₂ und Φ₃ bezeichnet sind. Der Lichtstrom Φ₁ wird dabei in einem etwa kegelförmig um die Achse 4 der Lampe 1 rotationssymmetrisch verlaufenden Bereich abgegeben, von dem in Fig. 1 nur die linke Hälfte gezeigt ist. Dabei wird von der Voraussetzung ausgegangen, daß in Fig. 1 sowohl der Parabolreflektor 2 als auch die Lichtscheibe 3 rotationssymmetrisch zur Achse 4 ausgebildet sind. Wie später noch erläutert werden wird, ist eine solche rotationssymmetrische Ausgestaltung jedoch nicht Bedingung für die Erfindung.

Die im Bereich Φ₁ abgegebenen Lichtstrahlen werden von den Linsenelementen 5 so gebrochen, daß sie in etwa parallel zur Achse 4 nach außen abgestrahlt werden.

An den Bereich Φ₁ schließt sich der Bereich Φ₂ der Strahlen an, die ausgehend vom Brennpunkt F der Lampe 1 schräg auf die Prismenelemente 6 der Lichtscheibe 3 auffallen und von diesen ebenfalls etwa in der Signalrichtung abgegeben werden, die in Richtung der Achse 4 verläuft. Die entsprechenden Licht­ strahlen sind mit a bezeichnet. Man kann erkennen, daß diese Lichtstrahlen a zunächst auf die der Lampe 1 zugewandte Fläche 6a der Prismenelemente 6 auftreffen, innerhalb der Prismen­ elemente gebrochen und an der gegenüberliegenden Innenfläche 6b der Prismenelemente 6 totalreflektiert werden und dann als die Lichtstrahlen a₁ aus der Lichtscheibe 3 etwa in Signal­ richtung 4 austreten.

An den Bereich Φ₂, der dem Bereich entspricht, in dem Licht­ strahlen von der Lampe 1 unmittelbar auf die Lichtscheibe auf­ treffen, schließt sich der Bereich Φ₃ an, der bei Leuchten ohne Reflektor vollkommen und bei Leuchten mit üblicherweise ausge­ bildeten Parabolreflektoren im wesentlichen für die Signal­ richtung verlorengeht, weil die vom Reflektor auf die Licht­ scheibe auftreffenden Lichtstrahlen an den in üblicherweise ausgebildeten Prismenelementen gebrochen und so gestreut abge­ geben werden, daß sie in der Signalrichtung, d. h. also etwa parallel zur Achse 4 keine Wirkung mehr ausüben. Das ist im wesentlchen dadurch bedingt, daß übliche Parabolreflektoren die vom Brennpunkt F ausgehenden Lichtstrahlen parallel zur Licht­ achse 4 auf die Lichtscheibe 3 auftreffen lassen, wo sie dann aber von den zur Erfassung des Bereiches Φ₂ ausgebildeten Prismenelementen in unkontrollierter Weise gestreut abgegeben werden.

Erfindungsgemäß wird nun die Ausbildung des Parabolreflektors im wesentlichen so vorgenommen, daß die vom Reflektor erfaßten Lichtstrahlen b der Lampe 1, wenn die Wirkung der Lichtscheibe 3 nicht berücksichtigt wird, einen Reflektor mit annähernd ring­ förmiger Brennlinie außerhalb der Leuchte ergeben, die mit F′ gekennzeichnet ist. Diese annähernd ringförmige Brennlinie stellt sich nur bei dem in Fig. 1 zur Erläuterung dargestellten Fall der rotationssymmetrischen Ausbildung des Reflektors 2 ein. Sie erhält bei anderer Form des Reflektors ebenfalls andere Konturen. Wesentlich ist jedoch, daß der Parabolreflektor 2 gem. der Erfindung eine außerhalb der Lichtscheibe vorhandene Brennlinie besitzt, was bei bekannten Parabolreflektoren nicht der Fall ist.

Wesentlich ist außerdem, daß die im Bereich Φ₃ von der Lampe 1 abgegebenen Lichtstrahlen c vom Parabolreflektor 2 jeweils so auf die Prismenelemente 6 auftreffen, daß sie an den Flächen 6b zunächst gebrochen und dann an den der Lampe 1 zugewandten Innenflächen 6a der Prismenelemente 6 totalreflektiert und, wie anhand der beiden in Fig. 1 eingezeichneten Austrittsstrahlen c₁ zu sehen ist, ebenfalls im wesentlichen in der Signalrichtung von der Lichtscheibe 3 nach außen abgegeben werden. Diese Ausge­ staltung weist den großen Vorteil auf, daß der gesamte Be­ reich Φ₃ der von der Lampe 1 ausgehenden Lichtstrahlen, der bei bekannten Bauarten nur zum geringen Teil oder gar nicht für die Signalwirkung ausgenutzt werden kann, nun ebenfalls als Signallichtstrom genutzt wird. Das ist darauf zurückzu­ führen, daß eine Art überkreuzte Totalreflexion zwischen den von der Lampe abgegebenen Lichtstrahlen a, c eintritt dadurch, daß die Prismenelemente 6 mit ihren beiden Seitenflächen 6a und 6b totalreflektierend wirken, und zwar für verschiedene Strahlen­ bereiche. Die Prismenelemente 6 des Bereiches Φ₂ werden daher doppelt ausgenutzt, was zu einer wesentlich besseren Licht­ intensität der Leuchte führt. Es hat sich gezeigt, daß der sogenannte Leuchtenwirkungsgrad einer so ausgebildeten Leuchte (bei roter Lichtscheibe 3) etwa bei 0,45 liegt, im Gegensatz zum Leuchtenwirkungsgrad bekannter Leuchten, der ebenfalls bei roter Lichtscheibe zwischen 0,1 und 0,2 liegt.

In Fig. 2 ist im einzelnen dargestellt, daß der Parabol­ reflektor 2 aus verschiedenen Reflektorzonen 2a, 2b, 2c usw. aufgebaut ist, die jeweils eine unteschiedliche Brennweite, aber einen gemeinsamen Brennpunkt F aufweisen, der mit der Glühlampe 1 bzw. mit deren Glühwendel, zusammenfällt. Jede der einzelnen Reflektorzonen 2a, 2b, 2c ist dabei einer be­ stimmten Prismenzone, beim gezeigten Ausführungsbeispiel sogar ausschließlich einem einzelnen Prismenelement 6 zugeordnet, wobei die Reflektorzone 2a dem Prismenelement 6′, die Reflektor­ zone 2b dem Prismenelement 6′′ und die Reflektorzone 2c dem Prismenelement 6′′′ zugeordnet ist. Der Reflektor 2 besteht noch aus weiteren Reflektorzonen, die jeweils den dazwischen­ liegenden Prismenelementen zugeordnet sind. Die Zuordnung er­ folgt dabei so, daß die in dem vorher erwähnten Bereich Φ₃ vom Brennpunkt F ausgehenden Lichtstrahlen c, c′ bzw. c′′ jeweils auf die von der Lampe 1 weggewandte Fläche 6b des zuge­ ordneten Prismenelementes 6′ bzw. 6′′ und 6′′′ auftreffen, dort, wie schon anhand von Fig. 1 erläutert, gebrochen und dann an der der Lampe 1 zugewandten Innenfläche 6a des zugeordneten Prismenelements totalreflektiert werden, so daß diese Strahlen als Strahlen c₁ bzw. c₁′, c₁′′ etwa in der Signalrichtung aus der Lichtscheibe 3 austreten. Da die Länge der Fläche 6a begrenzt ist, können nicht alle von der Reflektorzone 2a, 2b bzw. 2c reflektierten Strahlen in der Signalrichtung abgegeben werden. Es ist zu erkennen, daß die Strahlen c′′, in einem Bereich auf die Fläche 6b des zugeordneten Prismenelementes 6′ auftreffen, in dem sie nicht mehr so gebrochen werden können, daß eine Totalreflexion an der gegenüberliegenden Fläche 6a möglich ist. Dieser Lichtstrahlenanteil läßt sich daher nicht mehr so erfassen, daß er in jedem Fall in Signalrichtung abgegeben wird. Aus Fig. 2 ist aber zu erkennen, daß auch diese Lichtstrahlen noch annähernd in der Signalrichtung austreten können, wenn die Formgebung der Fläche 6b entsprechend gewählt wird. Die Fläche 6b, aber auch die Flächen 6a der Prismenelemente 66′ können dabei konkav oder konvex, gegebenenfalls auch plan ausge­ bildet werden. Maßgebend ist, daß, so wie in Fig. 1 gezeigt, die im Bereich Φ₂ abgegebenen Lichtstrahlen an der Innenfläche der Seite 6b totalreflektiert und die vom Bereich Φ₃ abgehenden Strahlen c an der Innenseite der Flächen 6a totalreflektiert und beide somit in Signalrichtung austreten.

In den Fig. 3 und 4 ist ein Teil eines Leuchtengehäuses für eine Fahrrad- oder Mofaschlußleuchte gezeigt. Es ist zu erkennen, daß hier die Lampe 1 mit ihrem Brennpunkt F von einem Reflektor 2 umgeben wird, der nicht rotationssymmetrisch zur Achse 4 aus­ gebildet ist, sondern lediglich symmetrisch zu der Gehäuse­ mittelebene 7 ausgebildet ist. Die Lichtscheibe 3 ist weggelassen. Der Reflektor 2 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem oberhalb der Lampe 1 gelegenen, aus nicht im einzelnen darge­ stellten Reflektorzonen aufgebautem Teil 2 sowie aus unterhalb der Lampe 1 angeordneten, in Stufen verlaufenden Reflektorteilen 2a, 2b, 2c, deren Reflektorzonen ebenfalls, so wie anhand von Fig. 2 erläutert, auf die Prismen- oder Linsenzonen der nicht gezeigten Lichtscheibe abgestimmt sind. Diese gestufte Ausbil­ dung wird deshalb vorgesehen, damit der gesamte Reflektorteil 8 keine allzu große Bautiefe erhält. Um bestimmte Bereiche der Lichtscheibe noch gesondert auszuleuchten, ist der Reflektor 2 auch noch mit Segmentbereichen 2d versehen, die ebenfalls aus einzelnen Reflektorzonen aufgebaut sind. Aus Fig. 2 ergibt sich auch, daß der Reflektorbereich 2a in den oberhalb der Lampe 1 gelegenem Bereich 2 stufenlos übergeht.

In den Fig. 5 bis 7 ist eine für ein Fahrrad oder für ein Mofa o. dgl. gedachte Rückleuchte gezeigt, in deren Gehäuse 9, das auf dem Schutzblech aufgeschraubt wird, der in den Fig. 3 und 4 gezeigte einstückige Reflektorteil 8 eingesetzt ist. Das Leuchtengehäuse 9 ist nach außen von der Lichtscheibe 3 abgedeckt und außerdem noch mit einem Schutzbügel 10 gegen mechanische Beschädigung ausgerüstet. Wie aus Fig. 4 zu erkennen ist, schließt sich an die in diesem Beispiel rotations­ symmetrisch zu der Achse 4 ausgebildeten Lichtscheibe 3 eine Freifläche für die Anordnung bekannter Rückstrahler 11 an. Die Prismenelemente 6 der Lichtscheibe 3 des Ausführungsbei­ spieles der Fig. 7 sind ringförmig um die Achse 4 herum ange­ ordnet.

Wie aus den Fig. 8 und 9 hervorgeht, können die Prismenelemente 6 aber auch in der Form von einzelnen Segmenten um die Achse 4 ange­ ordnet sein. Sie können aber auch netzförmig, so wie in Fig. 9 angedeutet, angelegt sein, wobei dann die entsprechenden Reflektorzonen 2a, 2b, 2c entsprechend ausgelegt sein müssen. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Prismenelemente 6 asymmetrisch anzuordnen, wenn das gewünscht sein sollte. Die erfindungsgemäß ausgestalteten Leuchten zeichnen sich in allen Fällen durch ihre hohe Signalwirkung aus.

Claims (6)

1. Signalleuchte, insbesondere für Zweiradfahrzeuge, be­ stehend aus einer mit einem Reflektor versehenen Lampe, deren Licht über eine mit Prismen oder Linsenzonen versehene optisch wirksame Lichtscheibe abstrahlt, wobei der Reflektor (2) aus einer Vielzahl paraboloidischer Reflektorzonen (2a, 2b, 2c) unterschiedlicher Brennweite aufgebaut ist, die einen gemein­ samen, mit der Glühlampe (1) zusammenfallenden Brennpunkt (F) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektorzonen (2a, 2b, 2c) unterschiedliche Abstrahlungsrichtungen haben und daß jede Reflektorzone einer bestimmten Prismen- oder Linsenzone (6′, 6′′, 6′′′) der Lichtscheibe (3) zugeordnet ist, deren Prismen- oder Linsenelemente auf ihren von der Lampe abge­ wandten Eintrittsseiten (6b) relativ zu den von der zugeord­ neten Reflektorzone kommenden Lichtstrahlen (c) so geneigt ange­ ordnet sind, daß bei den an den Eintrittsseiten (6b) zunächst gebrochenen Lichtstrahlen (c) an der der Lampe (1) zugewandten Innenseite (6a) der Prismen- oder Linsenelemente (6′, 6′′, 6′′′) Totalreflexion erfolgt und diese dann in Signalrichtung (4) austreten.

2. Signalleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektorzonen (2a, 2b, 2c) jeweils einer Gruppe von Prismen- oder Linsenelementen zugeordnet sind.

3. Signalleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektorzonen (2a, 2b, 2c) jeweils nur einem Prismen- oder Linsenelement (6′, 6′′, 6′′′) zugeordnet sind.

4. Signalleuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Reflektor (2) in Teilflächen gestuft ausgebildet ist.

5. Signalleuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Reflexionsfläche des Reflektors mit Segmenten versehen ist.

6. Signalleuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die optisch wirksamen Flächen, nämlich Innenseite und Eintrittsseite, (6a, 6b) der Prismen- bzw. Linsenelemente (6) der Lichtscheibe (3) mindestens teilweise gekrümmt ausgebildet sind.