DE10158336B4

DE10158336B4 - Leuchte für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE10158336B4
Application number: DE10158336A
Authority: DE
Inventors: Matthias Gebauer; Petra Heinbuch; Kurt Schuster
Original assignee: Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2010-12-30
Anticipated expiration: 2021-11-29
Also published as: US20030099113A1; DE10158336A1; US6871988B2

Abstract

Leuchte für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einer Lichtquelle und mindestens einer der Lichtquelle zugeordneten Lichtleiteranordnung (20) zur Führung des von der Lichtquelle abgestrahlten und in die Lichtleiteranordnung (20) eingekoppelten Lichts (32) in einer vorgegebenen Richtung zu einer Auskopplungsstelle sowie einer Lichtumlenkeinrichtung in der Lichtleiteranordnung (20) zur Umlenkung und/oder Aufspaltung des Lichts (32), wobei die Lichtumlenkeinrichtung als Ausnehmung (30) in der Lichtleiteranordnung (20) ausgebildet ist, und die Umlenkung durch Reflexion des Lichts (32) an einer der Seitenflächen (34) der Ausnehmung (30) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (30) durch ein Abdeckelement (42) derart verschlossen ist, dass die Ausnehmung (30) von der Außenseite (28) der Lichtleiteranordnung (20) her abgedeckt ist, wobei das Abdeckelement (42) ein Einsatz (36) ist, der in Größe und Kontur der Ausnehmung (30) entspricht.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Leuchte für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Leuchte ist aus der EP 1 005 619 B1 bekannt und wird auch in der nicht vorveröffentlichten DE 101 53 543 A1 beschrieben. Darüber hinaus ist eine solche Leuchte aus der DE 197 39 173 A1 bekannt.
Eine solche Leuchte weist eine Lichtquelle und mindestens eine der Lichtquelle zugeordnete Lichtleiteranordnung zur Führung des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichts in einer vorgegebenen Richtung zu einer Auskopplungsstelle sowie eine Lichtumlenkeinrichtung in der Lichtleiteranordnung zur Umlenkung oder Aufspaltung des Lichtes auf. Dabei ist die Lichtumlenkeinrichtung als Ausnehmung in der Lichtleiteranordnung ausgebildet und die Umlenkung erfolgt durch Reflexion des Lichtes an einer der Seitenflächen der Ausnehmung.
Die aus der DE 197 39 173 A1 bekannte Leuchte besitzt ein Gehäuse, in dem mindestens eine Lichtquelle angeordnet ist, einen Lichtleiter, in dem das Licht in Richtung einer vorgegebenen Lichtaustrittsöffnung geführt ist, wobei dem Lichtauskopplungselement ein Lichtumlenkelement zugeordnet ist, das an seiner Vorderseite eine Vertiefung zur Umlenkung um zirka 90° und Aufteilung in zwei Schenkel des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts aufweist. Dabei ist die Vertiefung als Kerbe mit Kerbflächen ausgebildet.
Die bekannte Anordnung besteht insbesondere aus einem Lichtleiter, in den Licht über eine Lichtquelle eingekoppelt wird, wobei der Lichtleiter einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt besitzt und an seiner einen Stirnseite eine Kerbe aufweist. An den Seitenflächen des Lichtleiters, der hier als Lichtumlenkelement dient, sind im Bereich der Kerbe Lichtauskopplungselemente angebracht, in die das Licht nach Auftreffen auf die Kerbflächen umgelenkt wird. Die Lichtauskopplungselemente sind der sichtbare Teil der Leuchte.
Nachteilig bei einer derartigen Gestaltung ist das unschöne Äußere der Kerbe, die das Erscheinungsbild des Lichtleiters, der beispielsweise zu einem Ring geschlossen sein kann, stört. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Licht über einen Lichtleiter eingeleitet, an den Kerbflächen umgelenkt und dann in einen ringförmigen Lichtleiter eingeleitet wird, über den es über den gesamten Ringumfang ausgekoppelt wird. Die Einkopplungsstelle in den Ring kann dabei von außen bei Kraftfahrzeugscheinwerfern durch die Abdeckscheibe gesehen werden, insbesondere, wenn aus Designgründen klare Abdeckscheiben ohne Optik verwendet werden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Leuchte bereitzustellen, bei der die Einkopplungs- und Umlenkstelle nicht das Erscheinungsbild beeinträchtigt.
Diese Aufgabe wird durch eine Leuchte der eingangs genannten Art gelöst, bei der die Ausnehmung durch ein Abdeckelement derart verschlossen ist, dass die Ausnehmung von der Außenseite der Lichtleiteranordnung her abgedeckt ist, wobei das Abdeckelement ein Einsatz ist, der in Größe und Kontur der Ausnehmung entspricht.
Eine derartige Anordnung bietet den Vorteil, dass die Ausnehmung von der Außenseite der Lichtleiteranordnung nicht gesehen werden kann und somit die beispielsweise Kerbe beziehungsweise das Prisma keinen negativen optischen Einfluss auf das Erscheinungsbild beispielsweise eines Lichtleiterrings besitzt, der um einen regulären, beispielsweise um einen Abblendscheinwerfer herum, angeordnet ist.
Blickt man beispielsweise durch die Abdeckscheibe eines vorderen KFZ-Scheinwerfers, so können die einzelnen Lichtmodule erkannt werden. Es kann hierbei beispielsweise vorgesehen sein, einen derartigen Lichtleiterring um ein Lichtmodul herum anzuordnen. Der Lichtleiter kann hierbei aus einem transparenten Material, insbesondere einem Kunststoffmaterial hergestellt sein, so dass dieser im Scheinwerfer aufgrund seiner annähernd durchsichtigen Gestaltung, insbesondere jedoch aufgrund seiner regelmäßigen Gestaltung, da die Einkopplung des Lichts nicht in der unmittelbaren Nähe des Lichtleiterrings erfolgen muss, ein besonders schönes optisches Äußeres besitzt.
Dadurch, dass als Abdeckelement ein Einsatz vorgesehen ist, der in Größe und Kontur der Ausnehmung entspricht, wird erreicht, dass der Einsatz bündig mit der Außenseite der Lichtleiteranordnung abschließt. Dadurch wird eine einheitliche Oberflächenerscheinung erzeugt.
So kann beispielsweise in eine pyramidenförmige Ausnehmung ein pyramidenförmiger Einsatz eingesetzt werden, der entweder lediglich einen geringen Luftspalt zwischen Ausnehmung und Einsatz lässt oder genau gegen die Seitenwände der Ausnehmung anliegt.
Grundsätzlich besitzen Lichtleiter den Vorteil der relativ freien Gestaltung von länglichen Leuchten, wie beispielsweise Begrenzungs- oder Blinklichtleuchten, ohne jedoch kostspielige Glasfasern verwenden zu müssen. Darüber hinaus ist die Einkopplung beispielsweise von Licht aus LEDs möglich, so dass eine weißere Lichtfarbe erreicht werden kann.
Die Lichtleiteranordnung kann dabei im Querschnitt kreisförmige oder auch ovale Form besitzen, aber auch eckige Formen sind möglich.
Der Vorteil besteht insbesondere darin, dass derartige Signalleuchten keine Reflektorflächeneinbuße und damit keine Lichtausbeuteneinbuße bedeuten, sofern sie als Signalleuchte mit einer weiteren Leuchte gekoppelt sind. Üblicherweise werden derartige Signalleuchten sonst in Ausnehmungen in dem Reflektor eines Scheinwerfers vorgesehen.
Mit Hilfe eines derartigen Lichtleiters können insbesondere beliebige langgestreckte Formen verwirklicht werden, die sich darüber hinaus beliebig innerhalb eines Scheinwerfers positionieren lassen. Die Verwendung von Lichtleiteranordnungen bietet daher ein ganz neues Spektrum an Designmöglichkeiten.
Der aus transparentem Material bestehende Lichtleiter leitet dabei das Licht, sofern keine Auskopplungselemente vorgesehen sind, möglichst verlustfrei weiter. An der Seite des Lichtleiters, die der Auskopplungsseite gegenüberliegt, sind zur Auskopplung beispielsweise Prismen angeordnet, mittels derer das Licht in Richtung der Auskopplungsseite durch Reflexion beziehungsweise Totalreflexion ausgekoppelt werden kann.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Lichtleiter um den Scheinwerferreflektor beziehungsweise die Projektionslinsen bei PES-Modulen herum positioniert sein können. Hierdurch wird eine interessante und ansprechende Optik bei Kraftfahrzeugen erreicht.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die Prismen, die als Auskopplungselemente dienen, je nach Abstrahlcharakteristik einen verschiedenen Prismenwinkel und/oder eine unterschiedliche Prismenform, wie beispielsweise konkav, konvex oder eine Freiformfläche besitzen können.
Die Lichteinkopplung kann hierbei über alle möglichen Lampen beziehungsweise lichterzeugenden Einheiten erzielt werden, beispielsweise über Glühlampen, Halogenlampen, LEDs, EL-Folien oder Gasentladungslampen.
Die Lichteinkopplung kann dabei über einen Reflektor in eine Glas- oder Kunststofffaser ausgeführt werden. Die Kunststoff-Faser wird dann an den Lichtleiter angekoppelt. In Fällen, in denen die Lichteinkopplung direkt in den Lichtleiter erfolgen soll, kann ein Infrarotfilter vorgesehen sein, um den Lichtleiter vor der Wärmestrahlung, die von dem Lichtelement ausgeht, zu schützen.
Es kann dabei vorgesehen sein, dass der Lichtquelle ein Reflektor zugeordnet ist, wobei der Fokus des Reflektors im Wesentlichen an der Einkopplungsstelle in den Lichtleiter, beziehungsweise in die davor geschaltete Glasfaser liegt, um möglichst einen großen Lichtanteil der Lichtquelle in den Lichtleiter überführen zu können.
Auf den Infrarotfilter beziehungsweise die Vorschaltung einer geeigneten Glasfaser kann verzichtet werden, wenn die Lichtquelle so gestaltet ist, dass sie den Lichtleiter nicht zerstört. Hierzu eignen sich insbesondere LEDs. Die LED kann dabei direkt an das Ende eines Lichtleiters angesetzt werden, es kann jedoch auch, um die Einkopplungseffizienz zu verbessern, vorgesehen sein, dass man einen kleinen Reflektor auf die LED setzt, der mit dem Lichtleiter abschließt. Hierdurch wird sichergestellt, dass annähernd alles von der LED abgestrahlte Licht in den Lichtleiter eingekoppelt wird.
Insbesondere kann durch im Wesentlichen verlustfreie Führung des Lichtes in der Lichtleiteranordnung, sofern keine Auskopplungselemente vorgesehen sind, erzielt werden, dass die Lichteinkopplung an einer ganz anderen Stelle geschehen kann als die Lichtauskopplung. Zum einen kann dadurch die Optik im Scheinwerfergehäuse verbessert werden, so dass beispielsweise die Lichteinkopplung in den Lichtleiter gar nicht von außen sichtbar im Scheinwerfer stattfindet und es kann so zum anderen der recht begrenzte Bauraum in Scheinwerfern optimaler ausgenutzt werden.
Darüber hinaus besitzen Lichtleiter den Vorteil, dass sie sich im Wesentlichen beliebig krümmen lassen, und das Licht jeweils mit umgelenkt wird.
Nach einer ersten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Ausnehmung eine Prismen- oder Quaderform besitzt. Denkbar sind jedoch auch andere Formen, wie beispielsweise Kegel, Pyramidenstümpfe oder Kegelstümpfe.
Zur Verbesserung der Lichtreflexion an der Lichtumlenkeinrichtung, die die Ausnehmung bildet, da an den Seitenkanten der Ausnehmung, die die Grenzfläche zwischen Lichtleiter und einem weiteren Material bilden, die Reflexion stattfindet, die zur Umlenkung führt, kann vorgesehen sein, dass die Seitenflächen der Ausnehmung verspiegelt oder teilverspiegelt oder auf andere Weisen beschichtet sind.
Nach einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Einsatz aus einem anderen Material als der Lichtleiter gebildet ist, zum Beispiel um die Reflexionseigenschaften zu verbessern. Der Einsatz kann dabei materialschlüssig mit der Lichtleiteranordnung verbunden sein, es kann jedoch auch eine formschlüssige beziehungsweise eine kraftschlüssige Festlegung erfolgen. In vielen Fällen kann jedoch der Einsatz beispielsweise in die Ausnehmung eingeklebt werden. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass der Einsatz in die Lichtleiteranordnung eingegossen ist. So kann der Einsatz direkt unmittelbar bei der Herstellung der Lichtleiteranordnung in dieser eingegossen werden und so sicher in dieser gehalten sein. Auf diese Weise wird erzielt, dass die Oberflächen besonders gut miteinander fluchten. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Einsatz vollständig von der Lichtleiteranordnung umschlossen ist. Das heißt, es kann vorgesehen sein, dass der Einsatz nicht mit der äußeren Seite der Lichtleiteranordnung zusammenfällt, sondern weiter im Inneren der Lichtleiteranordnung angeordnet ist.
Darüber hinaus wird auf diese Weise eine besonders sichere Fixierung erzielt.
Grundsätzlich kann jedoch der Einsatz auch aus dem gleichen Material wie die Lichtleiteranordnung bestehen.
Des weiteren kann vorgesehen sein, und dies stellt ebenfalls eine besonders bevorzugte Ausführungsform dar, dass keine der Seitenflächen der Ausnehmung mit einer Außenseite der Lichtleiteranordnung zusammenfällt. Die Ausnehmung stellt sich insoweit als ”Loch” im Lichtleiter dar. Die Ausnehmung ist dabei im Querschnitt vollständig von der Lichtleiteranordnung umschlossen.
Auf diese Weise kann besonders einfach verwirklicht werden, dass die äußere Oberfläche und damit das Erscheinungsbild der Leuchte nicht beeinträchtigt wird. Insbesondere fallen auch keine Materialunterschiede bzw. nicht die Seitenkanten und damit die Grenzflächen ins Auge.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Anmeldungsunterlagen. Die Merkmale können einzeln oder in beliebiger Kombination miteinander für die Erfindung wesentlich sein.
Dabei zeigen in schematischer Darstellung:
1 eine Vorderansicht eines Scheinwerfers mit einer randseitigen Lichtleiteranordnung,
2 eine Seitenansicht einer ersten Lichtumlenkeinrichtung und
3 eine Seitenansicht einer zweiten, nicht erfindungsgemäßen Lichtumlenkeinrichtung.
1 zeigt einen Scheinwerfer in stark schematisierter Darstellung 10 eines Kraftfahrzeugs mit einer ersten Leuchte 12 umfassend einen Reflektor 14 sowie eine erste Lichtquelle 16, die im Brennpunkt des Reflektors 14 angeordnet ist.
Um den Reflektoraußenrand 18 herum ist ein Lichtleiter 20a als Teil einer Lichtleiteranordnung 20 als langgestrecktes Lichtauskopplungselement vorgesehen, das sich kreis- bzw. ringförmig entlang des Randes des Reflektors 14 erstreckt. Für den Lichtleiter 20 ist dabei eine weitere Lichtquelle (nicht dargestellt) vorgesehen, die bei einem Blick von außen in das Scheinwerfergehäuse nicht ersehen werden kann, wobei die Einkopplung des Lichtes in den kreisförmigen Lichtleiter 20a über ein Einkopplungselement und eine Lichtumlenkeinrichtung erfolgt, wie sie beispielsweise in den 2 und 3 gezeigt ist.
Die Auskopplung des Lichtes erfolgt über regelmäßig angeordnete, vorzugsweise unmittelbar aneinander anschließende Reflexionsflächen 22, wobei die Reflexionsflächen 22 die Seitenflächen von Prismen 24 sind. Die Prismen sind dabei an der der Lichtauskopplungsfläche gegenüberliegenden Seite des Lichtleiters angeordnet. An den Prismen wird das auftreffende Licht derart reflektiert, dass es auf der gegenüberliegenden Seite, also der Lichtauskopplungsseite aus dem Lichtleiter 20a austritt. Die Lichtauskopplungsseite ist hierbei die in Richtung auf eine Abdeckscheibe eines Scheinwerfers weisende Seite 28.
Wird nun das Licht in die Lichtleiteranordnung 20 derart eingekoppelt, dass sich die Lichtquelle bei 1 in einer Ebene hinter der dargestellten befindet, so ist es zur Lichtumlenkung notwendig, Lichtumlenkflächen, beispielsweise in Form einer Ausnehmung bzw. Prismen vorzusehen. Eine derartige Ausnehmung im Lichtleiter 20 wäre jedoch in der in 1 gezeigten Darstellung als Unterbrechung des Ringerscheinungsbildes des Lichtleiters 20 im beleuchteten und unbeleuchteten Zustand zu sehen. Eine derartige Unterbrechung ist aber aus Designgesichtspunkten unerwünscht.
Die 2 und 3 zeigen nun alternative Ausgestaltungen, zur Vermeidung von derartigen Unterbrechungen in der Sichtseite 28 des Lichtleiters 20, wobei die Sichtseite 28 die in 1 dargestellte Seite ist.
In 2 ist ein Lichtleiter 20 dargestellt, der aus einem kreisförmigen Auskopplungsabschnitt 20a besteht, wobei hierbei lediglich die zwei von der Einkopplungsstelle des Lichtes in den Kreisring abgehenden Arme gesehen werden können. Diese fügen sich (nicht dargestellt) zu einem Ring zusammen.
Im Bereich der Lichteinkopplung in die Lichtleiteranordnung 20 von einem ersten Einkopplungsbestandteil 26 des Lichtleiters in die Lichtauskopplungselemente 20a ist an der Sichtseite 28 der Lichtleiteranordnung 20 eine Ausnehmung 30 vorgesehen, die verspiegelt ist zur besseren Reflexion des Lichtes. Ein Lichtstrahl 32, der von einer Lichteinkopplungsstelle (nicht dargestellt) durch den Lichtleiter geführt wird und auf die Seitenflächen 34 (Reflexionsflächen) der als Prisma ausgestalteten Ausnehmung 30 trifft, wird durch die Seitenflächen derart reflektiert, dass er in den Auskopplungsteil 20a des Lichtleiters 20 umgelenkt wird. Dabei soll bei der Reflexion der Lichtverlust möglichst gering sein.
Damit nun die Ausnehmung 30 in der Sichtseite 28 nicht gesehen werden kann, ist in die Ausnehmung 30 ein Prisma 36 eingesetzt worden, das hinsichtlich Form und Kontur geringfügig kleiner ist als die Form und Kontur der Ausnehmung 30. Insbesondere schließt jedoch die Außenseite 38 des Einsatzes 36 bündig mit der Sichtseite 28 der Lichtleiteranordnung ab.
Auf diese Weise besteht zwischen Ausnehmung 30 und Einsatz 36 lediglich ein kleiner Spalt 40, so dass die äußere Erscheinung des Lichtleiterrings 20 im wesentlichen nicht gestört ist. Das eingesetzte Prisma 36 kann dabei aus dem gleichen Material bestehen wie die Lichtleiteranordnung 20 oder auch aus einem anderen Material gefertigt sein.
Insbesondere bei der Verwendung des gleichen Materials ergibt sich jedoch ein besonders unauffälliges Erscheinungsbild des Einsatzes 36.
Nach einer zweiten, nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Ausnehmung 30 in Form eines ”Loches” in der Lichtleiteranordnung 20 vorgesehen ist und in der dargestellten Ansicht von allen Seiten durch die Lichtleiteranordnung 20 umschlossen ist.
In diesem Fall ist es nicht notwendig, einen Einsatz 36 vorzusehen, damit die Sichtseite 28 keine Unterbrechung aufweist. Vielmehr ist die Sichtseite 28 hier durchgehend gestaltet. Durch die Einarbeitung des Auskopplungsprismas direkt in die Lichtleiteranordnung 20 wird das Erscheinungsbild des Ringes nicht gestört. Als Abdeckelement 42 dient hier die Sichtseite 28 der Lichtleiteranordnung 20 selber.
Die Ausnehmung 30 ist hier wiederum in Prismaform vorgesehen.
Dadurch, dass keine der Seitenflächen 34 der Ausnehmung mit der Sichtseite 28 bzw. Außenseite der Lichtleiteranordnung 20 zusammenfällt, bleibt die sichtbare Seite 28 der Lichtleiteranordnung völlig unverletzt, so dass annähernd nicht erkannt werden kann, wie das Licht in die ringförmige Lichtleiteranordnung 20 eingeleitet wird.
Auch hier ist beispielhaft ein Lichtstrahl 32 gezeigt.
Das Licht 32, das über den Einkopplungsbestandteil 26 der Lichtleiteranordnung 20 eingekoppelt und durch die Ausnehmung 30 in den Auskopplungsteil 20a der Lichtleiteranordnung 20 umgelenkt wird, verläuft dann entlang der Krümmung des Lichtleiters, wobei eine Reflexion an den Seitenwänden des Lichtleiters entlang dessen Form erfolgt. Eine Auskopplung erfolgt wiederum über die Auskopplungsprismen 24, die der Auskopplungsseite, die der Sichtseite 28 entspricht, gegenüberliegen.

Claims

Leuchte für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einer Lichtquelle und mindestens einer der Lichtquelle zugeordneten Lichtleiteranordnung (20) zur Führung des von der Lichtquelle abgestrahlten und in die Lichtleiteranordnung (20) eingekoppelten Lichts (32) in einer vorgegebenen Richtung zu einer Auskopplungsstelle sowie einer Lichtumlenkeinrichtung in der Lichtleiteranordnung (20) zur Umlenkung und/oder Aufspaltung des Lichts (32), wobei die Lichtumlenkeinrichtung als Ausnehmung (30) in der Lichtleiteranordnung (20) ausgebildet ist, und die Umlenkung durch Reflexion des Lichts (32) an einer der Seitenflächen (34) der Ausnehmung (30) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (30) durch ein Abdeckelement (42) derart verschlossen ist, dass die Ausnehmung (30) von der Außenseite (28) der Lichtleiteranordnung (20) her abgedeckt ist, wobei das Abdeckelement (42) ein Einsatz (36) ist, der in Größe und Kontur der Ausnehmung (30) entspricht.
Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (30) eine Prismen- oder Quaderform besitzt.
Leuchte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (36) aus einem anderen Material als die Lichtleiteranordnung (20) gebildet ist.
Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Ausnehmung (30) und Einsatz (36) ein Spalt (40) verbleibt.
Leuchte nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (36) materialschlüssig mit der Lichtleiteranordnung (20) verbunden ist.
Leuchte nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (36) in die Lichtleiteranordnung (20) eingegossen ist.
Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (30) so in der Lichtleiteranordnung (20) angebracht ist, dass keine der Seitenflächen (34) der Ausnehmung (30) mit einer Außenseite (28) der Lichtleiteranordnung (20) zusammenfällt.
Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (30) und/oder das Abdeckelement (42) verspiegelt oder teilverspiegelt ist.