CN102980113B - 用于产生发光带的发光装置以及机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在机动车中可沿功能部件（12）轮廓设置的发光装置，使轮廓在黑暗中能作为发光带被识别出。本发明的目的是，沿大面积构件（12）的轮廓产生发光带。用本发明发光装置能沿给定路段（14、20、20’）产生发光带。发光装置具有长形形成的用于沿路段（14、20、20’）分布光的光导体（16、18）和与光导体连接的用于向光导体耦入光的耦入部件（22）。光导体在一区域中用固定支承装置（32）相对构件（12）位置固定地支承。而耦入部件（22）用活动支承装置（36）相对于构件（12）沿至少一个方向（34）可动地支承。本发明另一方面涉及具有至少一个本发明发光装置的机动车。

Description

用于产生发光带的发光装置以及机动车
技术领域
本发明涉及用于沿构件上的给定路段产生发光带/发光条的发光装置以及具有至少一个这样的发光装置的机动车。
背景技术
为了使人员在机动车车厢中即使在黑暗中也能定向，可以规定：在各个功能部件例如杯架(Cupholder)或喇叭中利用光源从内向外照明。由此人员可以识别该功能部件在车厢中位于哪里，而无需照明整个车厢。在此上述的发光装置能够使光源的光沿相应功能部件的轮廓分布，由此在黑暗中可以以发发光带识别轮廓。一般对于环绕的照明使用这种发光装置，即在这里发发光带具有封闭带的形式。
为了产生环绕的发光带可以使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA、)制成的环形光导体，利用两个发光二极管在两端部处向该光导体中耦入光。在此光导体具有要显示的轮廓的形状并且例如可以利用卡锁装置固定在构件上或者围绕该构件固定。发光二极管可以分别安装在耦入部件中，一用于驱动发光二极管的电路位于该耦入部件中，通过该耦入部件使发光二极管的光成束并且对准光导体的耦入面。
光导体沿其纵向在轮廓的走向上具有散射中心，即例如在其外壁上的刻槽或者在其内部的反射颗粒，通过它们分别使部分光偏转并且从光导体射出。由此使发光二极管的光沿路段分布。因此，光导体看上去沿轮廓均匀地发亮。在此利用这种光导体一般可以以均匀发亮的发光带包围直至200mm×150mm的面积。
如果要以环绕的发光带包围更大的面积，必需使光导体具有相应的长度。在此产生问题：热引起的光导体长度变化在其材料中可能引起机械应力，这可能导致材料中的细裂纹或者甚至导致光导体损坏。尤其在机动车中在其车厢中可能产生-40℃至+80℃的温度。
发明内容
本发明的目的是，提供一种发光装置，利用该发光装置可以沿大面积功能部件的轮廓产生均匀发亮的发光带。尤其希望在机动车中也能产生上述形式的发光带。
该目的通过一种发光装置以及通过一种机动车实现，该发光装置包括长形形成的光导体，该光导体用于沿所述路段分布光，与所述光导体连接的耦入部件，该耦入部件用于产生光并且用于将所述光耦入光导体中，固定支承装置，利用所述固定支承装置使所述光导体的一区域相对于所述构件位置固定地被支承，和活动支承装置，利用所述活动支承装置使所述耦入部件相对于所述构件沿至少一个方向可动地被支承。该机动车具有至少一个所述发光装置。
利用按照本发明的发光装置能够在一构件(例如用于活动车顶(推拉式天窗)开口的框架)上沿给定路段产生发光带。为此，发光装置具有长形形成的、用于沿路段分布光的光导体和与光导体连接的、用于产生光并且用于将所述光耦入光导体中的耦入部件。光导体的一区域利用一固定支承装置相对于构件位置固定地被支承。为此光导体可以直接固定在构件本身上或者例如固定在与该构件本身刚性地机械联接的另一部件上。
而所述耦入部件利用一活动支承装置相对于构件沿至少一个方向可动地被支承。按照本发明的发光装置的优点是，所述耦入部件在热引起的光导体长度变化下可以被光导体移动。与位置固定支承的耦入部件不同，长度变化不对光导体施加附加的压力或拉力，通过所述压力或拉力可能损坏光导体。而光导体的固定支承装置保证，使光导体在较多的(热引起的)膨胀过程和收缩过程期间总体上不相对于构件移动。
按照本发明的发光装置的一实施例规定，活动支承装置具有一相对于所述构件位置固定地支承的支架部件，所述耦入部件与所述活动支承装置的一滑块相连接，该滑块能沿一滑动方向相对于所述支架部件移动。由此得到的优点是，即使是形状不以特殊方式匹配的、市场上常见的耦入部件也能被可动地安置。
另一实施例规定，活动支承装置具有至少一个相对于所述构件位置固定地支承的座架装置，所述座架装置在一垂直于所述光导体的纵向延展(纵向长度)方向的平面中至少部分地、优选完全地包围耦入部件。在发光装置颤动/摇晃时、例如在机动车中在不平道路上行驶期间可能引起的颤动时，有利地防止耦入部件在光导体上来回弹动。
按照本发明发光装置的另一实施例，耦入部件在活动支承装置中沿滑动方向的滑动行程由一止挡部件界定，该止挡部件可动支承。因此，在制造或维护发光装置时能方便地将耦入部件压入到活动支承装置中。由此有利地简化了装配和/或维护。优选弹性地支承止挡部件。
如果耦入部件通过卡扣连接装置保持在活动支承装置中，上述的两个实施例(具有座架装置和可动的止挡部件)能够特别简单地组合地实现。
在本发明发光装置的另一实施例中，光导体至少部分地被一透光的散射体包围。光导体支承成能至少部分地沿其纵向延展相对于所述散射体移动。光导体的壁部可以在路段走向上沿散射体内壁滑动。所述散射体能够有利地提供一向外可见的、封闭的表面，该表面沿构件的轮廓延伸并且利用光导体均匀明亮地从内部发光。在此散射体优选由与光导体材料相比具有更小热膨胀系数的材料制成。由此保证，在散射体与周围的构件之间的缝隙尺寸不超过给定的数值。经常伴随低热膨胀系数的散射体材料的低导光能力不起主要作用，这是因为从光耦入部件到各个出光位置的光引导绝大部分通过光导体实现。这些光导体可以在散射体中由于所述的支承而自由地膨胀。
对于希望利用本发明发光装置沿弯曲的路段产生发光带的情况，所述光导体当然也具有相应弯曲的走向。由此在光导体在耦入部件处的纵向延展上的方向矢量与光导体在固定支承装置处的纵向延展上的方向矢量之间形成一角度。这个角度在数值上优选小于40°，尤其小于30°。这便防止了，光导体在升温时弯曲，而光导体使耦入部件移动。如果希望沿需要光导体走向具有更强烈的弯曲的路段产生发光带，有利的是，沿这个路段布置多个按照本发明的发光装置。
在耦入部件由于光导体长度变化而移动时，可以由相对于构件位置固定支承的活动支承装置部分对耦入部件施加导向力。按照本发明发光装置的有利实施例，这个导向力通过两个不同的路径传递，由此通过两个传递区域各使整个导向力的一部分被传递给耦入部件。在此，这样选择传递区域的位置，使两个(分)导向力的数值相等。由此可以避免，耦入装置在运动期间在活动支承装置中倾斜并由此阻止继续运动。
为了产生光所述耦入部件优选具有至少一个发光二极管。所述发光二极管在运行中只略微发热，因此它们不会引起耦入部件组成部分的明显由热引起的变形。
在按照本发明的发光装置中，还优选光导体与另一耦入部件连接。该另一耦入部件利用另一活动支承装置支承成相对于所述构件沿至少一个方向是可动的。通过在光导体的两个不同位置上馈入光能够以特别简单的方式产生均匀明亮的发光带。
本发明的另一方面涉及一种机动车，具有至少一个发光装置，该发光装置对应于按照本发明的发光装置的实施例。所述机动车的优点是，利用均匀明亮的发光带使得能够在黑暗中识别出大功能部件的轮廓，例如仪表盘的操作区、杂物箱或门把手。在此发光装置在高温度波动下也不会由此损坏光导体或者使发光装置变形成，使得在发光装置与接合发光装置的构件之间产生缝隙。
在按照本发明的机动车中尤其可以由所述至少一个发光装置包围机动车的功能部件并由此可以产生一围绕该功能部件的发光带。由此在黑暗中可以识别出功能部件的整个轮廓。
优选地，一封闭的开口被包围。例如可以照亮门框，由此可以避免乘员在上车或下车时碰到头。
优选地所述至少一个发光装置设置在用于活动车顶的顶篷开口的框架中。由此可以扩散地照亮机动车车厢。
对于能利用所述至少一个发光装置产生一发光带的路段具有至少一个直线部段的情况，有利的是在所述直线部段中设置至少一个发光装置的固定支承装置。由此可以使通过这个固定支承装置保持的光导体从固定支承装置开始沿直线部段膨胀。在此只有相邻部件、例如散射体的相对较小的摩擦力作用在光导体上。因此在光导体中产生机械应力的危险也相应很小。
在按照本发明的机动车中，通过在拐角区域中设置至少一个耦入部件，可以沿拐角的轮廓特别简单地提供均匀明亮的发光。在耦入部件附近便可以弯曲地设计光导体，并由此均匀明亮地照明拐角区域。因此由热引起的、光导体在该光导体靠近耦入装置的弯曲区域与耦入装置本身之间的相对长度变化小到使光导体在这个部段中不会损坏。
附图说明
下面借助实施例详细解释本发明。附图中：
图1示出用于乘用车的活动车顶的发光装置的示意图，该乘用车是按照本发明的机动车的一实施例，
图2示出用于另一乘用车的活动车顶的发光装置的示意性透视图，其中示出根据本发明的机动车的另一实施方式，
图3示出图2的发光装置耦入部件的示意性侧视图。
具体实施方式
本示例是本发明的优选实施例。
在基于图1的示例中，在乘用车中围绕活动车顶开口10在乘用顶篷12上设有一(未示出的)框架。由具有包围活动车顶开口10的带状光出口的框架发光装置使发光装置的光进入到机动车车厢中。由此使活动车顶开口10被均匀明亮发光的、封闭的带或条包围。图1示出活动车顶开口10的边缘的圆角式的拐角14，其观察方向为从乘用车内部向上、即在机动车高度方向上观察。在图1中示出框架内部。
为了产生发光带在框架中设有总共四个发光装置光导体，其中在图1中示出光导体16的一部分和光导体18的一部分。活动车顶开口10基本上是矩形的。每个光导体沿活动车顶开口10的直线棱边敷设。在图1中示出顶篷12的边缘20和20’，它们分别形成所述棱边之一。
光导体由透光的材料制成。该材料例如可以是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或者聚碳酸酯(PC)。在两个端部处向每个光导体中馈入光，所述光在相应的光导体中在边缘20、20’的走向上传播。通过光导体的散射中心使部分的光从光导体中转向射出并沿边缘20、20’耦入到透光的散射体中，光导体卡接到该散射体中。通过散射体使发出的光朝向边缘20、20’的方向偏转，在那里光从散射体发出并且进入到车厢中。通过光导体16的光在边缘20上形成发光带。散射体与顶篷12固定连接。
在图1中为清楚起见(仅)示出发光装置的耦入部件中的一个，该耦入部分在这里称为馈入单元22。馈入单元22安装/插套到光导体16的端部区域24上。在馈入单元22中设有发光二极管和相关的电路，通过该电路为发光二极管供应来自乘用车车载电网的电能。为此使该电路通过柔性电缆26连接在车载电网上。发光二极管的光在馈入单元22的光密封的外壳28中成束并且被耦入到光导体16中。其余的耦入部件以与馈入单元22相同的方式构造。耦入单元22与拐角14的距离小于直线边缘20长度的10％。换言之，馈入单元22设置在活动车顶开口10的边缘的拐角区域中。其余的耦入部件同样设置在活动车顶开口10的边缘的相应拐角区域中。
光导体16长形地成形。在所示的示例中光导体16由杆件构成，该杆件例如可以利用注塑工艺制成。在拐角区域中，光导体16具有弯部28。光导体18也在拐角区域中弯曲。光导体16与拐角14的距离和光导体18与拐角14的相应距离由于所述的弯曲而这样地微小，使车厢中的人员看起来觉得发光带在拐角14中与沿直线边缘20和20’处同样地明亮。
光导体16的热(膨胀)系数这样大，使得光导体16的长度由于(在乘用车中例如在夏天或冬天可能出现的)升温或冷却而可能沿光导体16的纵轴线30变化总共大于5mm。在散射体中光导体16在其长度方向上、即在纵轴线30的走向上只在一个位置通过固定装置32固定在散射体中。固定装置32在这里位于直线边缘20的中央五分之一处。通过固定装置32可以例如利用材料结合(stoffsschluessig)的连接(粘接)或形状锁合(formschuessig)的连接来保持光导体16。在散射体的其余部分中、即与固定装置32间隔的部分中，光导体16能沿其纵轴线30在散射体中滑动。
如果光导体16由于升温而膨胀并由此沿纵轴线30伸长，其端部区域24向馈入单元22施加一力F。由此馈入单元22在滑动行程34方向上运动。为此该馈入单元固定在一滑块36上，该滑块相对于顶篷12浮动地支承。馈入单元22例如可以粘接在滑块36上或者卡接到该滑块中。
在这里滑块36被推套到两个与顶篷12固定连接的(未示出的)导轨上。在滑块36运动期间，由这两个导轨对滑块36施加导向力F1和F2。在此馈入单元22、滑块36和导轨这样相对设置，使产生的导向力F1、F2的值大小接近。由此使滑块36不会在导轨上倾斜。为了得到大小接近的导向力F1、F2，使馈入单元22这样固定在滑块36上，使得在端部区域24中在滑块36上的导向力F1、F2有效作用点38、40距光导体16的纵轴线30的距离A1、A2相同。
即使在非常高的温度下、例如在70℃下，在光导体16几乎达到其最大的预给定的膨胀的情况下，力F也总是沿滑动行程34起作用。为此这样选择弯部28，使得在纵轴线30在固定装置32处的走向与纵轴线30在端部区域24中的走向之间形成的角度小于40°。该角度最好不大于30°。
在光导体16中在其另一端部上同样设有一耦入部件，该耦入部件以与耦入部件22相同的方式相对于顶篷12支承。乘用车发光装置的其余光导体也被分别从两个浮动支承的耦入部件馈入光。在此，其余的光导体同样在活动车顶开口10的直线边缘的相应中央区域中相对于顶篷12固定。
下面借助于图2和图3描述馈入单元22的另一活动支承装置42。例如代替滑块36，该另一活动支承装置可以安装在乘用车中。为了更好地了解，在图2和图3中工作原理对应于图1部件的部件以与图1相同的附图标记表示。
活动支承装置42与支架部件12’固定连接，该支架部件固定在乘用车的顶篷12上。活动支承装置42例如可以通过注塑在注塑工艺中与支架部件12’连接。
活动支承装置42包括一具有平面表面46的块体44，在该活动支承装置上通过卡扣连接装置保持馈入单元22。该卡扣连接装置通过柔性的塑料臂48实现，该塑料臂形成在支承装置42的框架50上。
在表面46上，馈入单元22可以沿滑动行程34滑动。塑料臂48的凸肩52形成弹性支承的止挡部件，通过该止挡部件沿两个可能的滑动方向56之一限制滑动行程34。馈入单元22可以在表面46上只沿光导体16的一个端部区域24的纵轴线30的走向运动。光导体16的该端部区域24与馈入单元22连接。
垂直于仅两个可能的滑动方向，一方面通过表面46和塑料臂48并且另一方面(与其垂直地)通过框架50并通过侧壁54限制馈入单元22的运动。在图2和图3中只示出侧壁54中的一个。另一侧壁54在图2和图3的视图中被馈入单元22遮盖。总体上，馈入单元22在垂直于纵轴线30的平面中的横向运动被阻止。在此，与纵轴线30垂直的平面指的是如下的平面：其法向矢量平行于纵轴线30的方向矢量地设置在端部区域24中。
馈入单元22在活动支承装置42中通过框架50支承成不能相对于光导体16转动，即，馈入单元22不能围绕光导体16的纵轴线30转动。
因此，总体上即使在馈入单元22运动时也不改变光导体16端部区域24和馈入单元22的相对位置。由此，在馈入单元22工作时进入光导体16的光流总是保持相同。
在馈入单元22沿滑动行程34运动时，关于纵轴线30对称的导向力作用在馈入单元22上。由此馈入单元22在活动支承装置42中不倾斜。
通过塑料臂48形成的卡口连接实现了，在馈入单元22失效时能简单地将其从活动支承装置42中拆下并替换成新的馈入单元。
通过示例表示出，如何通过固定支承装置和活动支承装置实现发光装置在温度波动时的膨胀。在应用直接发光、即由乘用车中的人员可以看到的发光时，在具有更小的热膨胀系数的散射片中以可纵向移动的方式导引光导体。由此，光源、即耦入部件在一些情况下必须浮动支承。为此，在支架部件上浮动地接纳耦入部件连同发光二极管。在这里描述了两种技术上的应用可能性：或者由一浮动地支承在支架部件中的滑块接纳标准耦入部件连同发光二极管，或者使支架部件具有用于以足够的游隙接纳耦入部件的锁止接纳部。
所述发光装置能够实现大面积构件的环绕发光，而沿出光表面不形成可见的中断。

Claims (17)

1.一种用于沿一构件(12)上的给定路段(14、20、20’)产生发光带的发光装置，包括：
-长形形成的光导体(16、18)，该光导体用于沿所述路段(14、20、20’)分布光，
-与所述光导体连接的耦入部件(22)，该耦入部件用于产生光并且用于将所述光耦入光导体(16、18)中，
-固定支承装置(32)，利用所述固定支承装置使所述光导体(16、18)的一区域相对于所述构件(12)位置固定地被支承，和
-活动支承装置(36、42)，利用所述活动支承装置使所述耦入部件(22)相对于所述构件(12)沿至少一个方向可动地被支承。
2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述活动支承装置(36)具有一相对于所述构件(12)位置固定地支承的支架部件，所述耦入部件(22)与所述活动支承装置(36)的滑块相连接，该滑块能沿滑动行程(34)相对于所述支架部件移动。
3.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述活动支承装置(42)具有至少一个相对于所述构件(12)位置固定地支承的座架装置(44、48、50、54)，所述座架装置在一垂直于所述光导体的纵向延展方向(30)的平面中至少部分地(44、48、54)包围所述耦入部件(22)。
4.如权利要求3所述的发光装置，其特征在于，所述座架装置在垂直于所述光导体的纵向延展方向(30)的平面中完全地(50)包围所述耦入部件(22)。
5.如权利要求3所述的发光装置，其特征在于，所述耦入部件(22)在活动支承装置(42)中沿滑动方向(56)的滑动行程(34)由一止挡部件(52)界定，该止挡部件可动地被支承。
6.如权利要求5所述的发光装置，其特征在于，该止挡部件弹性地被支承。
7.如权利要求3所述的发光装置，其特征在于，所述耦入部件(22)通过一卡扣连接装置(48)保持在所述活动支承装置(36、42)中。
8.如权利要求1至7中任一项所述的发光装置，其特征在于，所述光导体(16、18)至少部分地被一透光的散射体包围，所述光导体(16、18)支承成能至少部分地沿其纵向延展方向(30)相对于所述散射体移动。
9.如权利要求1至7中任一项所述的发光装置，其特征在于，由于所述光导体(16、18)的弯曲走向(28)而形成的角度(W)在数值上小于40°，该角度在一给出光导体(24)在耦入部件(22)处的纵向延展方向(30)的方向矢量与一给出光导体(16、18)在固定支承装置(32)处的纵向延展方向(30)的方向矢量之间形成。
10.如权利要求9所述的发光装置，其特征在于，由于所述光导体(16、18)的弯曲走向(28)而形成的角度(W)在数值上小于30°。
11.如权利要求2所述的发光装置，其特征在于，在所述活动支承装置(36、42)中，在由于光导体(16、18)的长度变化而引起耦入部件(22)沿相对于所述构件(12)位置固定的活动支承装置(36、42)部分(44)运动时，能够通过两个传递区域(38、40)分别将一导向力(F1、F2)传递给耦入部件(22)并且这两个导向力(F1、F2)的数值相等。
12.如权利要求1至7中任一项所述的发光装置，其特征在于，所述光导体(16、18)与另一耦入部件连接，该另一耦入部件利用另一活动支承装置支承成相对于所述构件(12)沿至少一个方向是可动的。
13.一种机动车，具有如上述权利要求中任一项所述的、至少一个发光装置。
14.如权利要求13所述的机动车，其特征在于，由所述至少一个发光装置包围机动车的一功能部件(10)，由此能产生一包围所述功能部件(10)的发光带。
15.如权利要求13或14所述的机动车，其特征在于，所述至少一个发光装置设置在用于活动车顶的顶篷开口(10)的框架中。
16.如权利要求13或14所述的机动车，其特征在于，利用所述至少一个发光装置能沿路段(14、20、20’)产生一发光带，该路段具有至少一个直线部段(20、20’)，在所述直线部段(20、20’)中设置固定支承装置(32)。
17.如权利要求13或14所述的机动车，其特征在于，利用所述至少一个发光装置能沿路段(14、20、20’)产生一发光带，该路段具有至少一个拐角区域(14)，在所述拐角区域(14)中设置至少一个耦入部件(22)。
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