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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zur Beleuchtung eines Funktionselementes
in einem Kraftfahrzeug, mit einem Lichtleiter, der Licht von einer Lichtquelle
zu einer Lichtaustrittsfläche
des Funktionselementes leitet. Der Begriff "Funktionselement" ist im Sinne der Erfindung weit zu
verstehen und umfasst alle Arten von Elementen, die von den Insassen eines
Kraftfahrzeugs abgelesen, betätigt,
bedient oder in sonstiger Weise genutzt werden, oder die eine Funktion
beispielsweise zum Halten von Gegenständen haben.
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Diffuse
Beleuchtungseinrichtungen sind im Kraftfahrzeugbau zur Beleuchtung
von Flächen
oder Symbolen von Anzeige-, Bedien- und Funktionselementen seit
langem bekannt und werden in verschiedensten Ausführungsformen
in Land-, Luft- und Wasserfahrzeugen eingesetzt. Bei Fahrzeugneuentwicklungen
werden zur Erhöhung
des Komforts für
den Fahrer und die Passagiere zunehmend mehr derartiger Beleuchtungen
im Bereich des Innenraums vorgesehen. So ist es beispielsweise von
großem
Nutzen Ablagefächer
zur Aufbewahrung von Gegenständen
in Fahrzeugen sowie ihre Funktionselemente direkt oder indirekt
zu beleuchten. Die folgende Darstellung beschränkt sich auf Funktionselemente
von Ablagefächern,
wobei andere Funktionselemente in Kraftfahrzeugen nicht ausgeschlossen
werden. Ablagefächer,
wie z. B. für
Musikkassetten, Compactdiscs, sonstige kleine Gegenstände sowie
Halter für Getränkedosen
oder Getränkebecher,
sind als Teil der Fahrzeuginnenausstattung meistens im Bereich des
Fahrers oder des Beifahrers angeordnet. Um die Ablagefächer auch
bei Fahrten in der Dunkelheit aufzufinden, um Gegenstände in den
Ablagefächern
zu erkennen oder in die Ablagefächer
einzustellen oder einzulegen, ohne die Fahrzeuginnenbeleuchtung einschalten
zu müssen,
sind herkömmliche
Ablagefächer
häufig
mit einer Beleuchtungseinrichtung versehen. Ein Nachteil der bekannten
Ablagefächer
ist darin zu sehen, dass bei offenen Ablagefächern sowie bei Ablagefächern mit
geöffneten
Abdeckungen unerwünschtes
Streulicht oder Fremdlicht durch die Beleuchtungseinrichtung entsteht,
das den Fahrer bei Fahrten in der Dunkelheit irritiert oder stört.
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Aus
der
DE 103 38 898
A1 ist ein beleuchtbares Ablagefach für ein Kraftfahrzeug bekannt,
das zum Beleuchten des Ablagefaches eine Beleuchtungseinrichtung
mit einer elektroluminizierenden Schicht aufweist. Die elektroluminizierende
Schicht ist an einer Innenseite oder Seitenwand des Ablagefaches
angeordnet und umfasst eine lichtemittierende Pigmentschicht, die
durch Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes zur Emission von
Licht stimuliert wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Beleuchtung
von Funktionselementen für
ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, die bei Fahrten während der
Dunkelheit die Funktionselemente und/oder deren Umgebung diffus
ohne Aussendung von störendem
Streulicht beleuchtet und die kostengünstig herstellbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Anordnung in einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung
zum Beleuchten eines oder mehrerer Funktionselemente in einem Kraftfahrzeug
mittels Licht, das von einem Lichtleiter von einer vom Funktionselement
entfernten Lichtquelle zu einer Lichtaustrittsfläche des Funktionselements geleitet
wird, weist ein Funktionselement auf, das den Lichtleiter bzw. einen
Teil des Lichtleiters und die Lichtaustrittsfläche umfasst. Der Lichtleiter
und die Lichtaustrittsfläche
sind Teil des Funktionselements und sind fest mit dem Funktionselement
verbunden. Das Funktionselement kann ganz oder teilweise aus transparenten
Kunststoffmaterial hergestellt sein. Bei mehrstückiger Ausführung ist es möglich, den
Lichtleiter als separates Teil herzustellen und am Funktionselement
zu fixieren oder ihn im Mehrkomponenten-Spritzgießverfahren
mit dem Funktionselement in einem Arbeitsgang herzustellen. So ist
das Funktionselement beispielsweise mehrfarbig ausführbar und
damit an das Design des Fahrzeugs anpassbar. Die Lichtleitgeometrie
des Lichtleiters, der als starres oder elastisches transparentes
Kunststoffspritzgießteil
ausgebildet werden kann, ist an die Geometrie des Funktionselementes anpassbar.
Das Funktionselement kann starr mit einem Fahrzeugteil verbunden
oder beweglich geführt, verschieb-
bzw. verschwenkbar, am Fahrzeugteil befestigt sein.
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Um
bewegliche Funktionselemente, wie zum Beispiel einen Aschenbecher,
ein Ablagefach oder dergleichen zu beleuchten, wird das Licht von
einer entfernt angeordneten Lichtquelle durch einen flexiblen Lichtleiter
zum beweglichen Funktionselement geführt. Eine vorteilhafte Weiterbildung
der Erfindung sieht vor, dass das Funktionselement ein beweglich geführtes Element
ist und dass die Anordnung einen elastisch verformbaren Lichtleiter
aufweist, der das Licht zum Funktionselement leitet. Der Lichtleiter kann
langgestreckt oder ringförmig
sein oder wird durch die Bewegung des Funktionselementes in seiner
Geometrie und/oder Lage verändert.
Der Lichtleiter kann der Bewegung des Funktionselements aufgrund
seiner Verformbarkeit ohne Weiteres folgen, wodurch das Funktionselement
in jeder beliebigen Position lichtleitend mit der Lichtquelle verbunden
ist. Der Lichtleiter ist ohne plastische Verformung elastisch verformbar
und besteht aus einem elastischen transparenten Kunststoffmaterial.
Als Kunststoffmaterial für
den Lichtleiter können
thermoplastische Elastomere oder auch andere elastische thermoplastische
Werkstoffe verwendet werden. Das elastische Kunststoffmaterial ist
unter Krafteinwirkung biegsam bzw. dehnbar und strebt bei nachlassender
Krafteinwirkung wieder in seine Ausgangsform zurück. Auch ein biegeschlaffer
Lichtleiter ist möglich.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist das Funktionselement schwenkbar gelagert und weist eine Schwenkachse
auf, über
die ein Lichtleiter Licht axial oder mit Winkelversatz über Stirnflächen der
Schwenkachse in das Funktionselement einkoppelt. Lichteintrittsflächen des
Funktionselementes können
quer oder in einem Winkel schräg
zur Schwenkachse stirnseitig an der Schwenkachse des Funktionselementes
vorgesehen sein. Durch die Lichteintrittsfläche tritt aus dem Lichtleiter
austretendes Licht senkrecht oder in einem Winkelversatz zu einer
Normalen der Lichteintrittsfläche
in das Funktionselement ein. Der Lichtleiter kann starr oder flexibel
sein, wobei zumindest eine Lichtaustrittstelle des Lichtleiters
im Bereich der Stirnflächen
der Schwenkachse starr mit dem Fahrzeugteil verbunden ist, in dem
das Funktionselement schwenkbar gelagert ist. Eine Lichtaustrittsfläche der
Lichtaustrittsstelle des Lichtleiters und die Lichteintrittsfläche des
Funktionselementes fluchten zueinander und sind einander gegenüber angeordnet,
sie verändern
ihre Position beim Verschwenken des Funktionselementes nicht.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die Lichteinkopplungsstelle des Lichtleiters
mit der Lichtquelle und die Lichtaustrittsstelle des Lichtleiters
mit dem Funktionselement lichtleitend verbunden. Das Funktionselement
der Anordnung besitzt lichtleitende Eigenschaften und weist eine
in Bezug zu der Lichtaustrittsstelle des Lichtleiters größere Abstrahlfläche auf,
es strahlt das Licht großflächig und
diffus ab.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Lichtleiter
baumförmig
ausgebildet und weist mindestens eine Lichteinkopplungsstelle im
Bereich der Lichtquelle sowie eine Anzahl von Lichtaustrittsstellen
an einem von der Lichtquelle entfernten Ende auf. Der Lichtleiter
teilt die von der Lichtquelle emittierte Strahlung auf und leitet
sie an die Lichtaustrittsstellen des Lichtleiters weiter, so dass
zur Beleuchtung mehrerer Funktionselemente eines Fahrzeugs nur eine
Lichtquelle, beispielsweise eine Leuchtdiode, notwendig ist. Die
Form des Lichtleiters, insbesondere dessen Äste und Verzweigungen, sind
an die Form des zu beleuchtenden Fahrzeugteils anpassbar, wobei
die Lichtaustrittsstellen des Lichtleiters bevorzugt gleichmäßig um das
Funktionselement angeordnet sind und/oder das eingekoppelte Licht
an mehrere, gleichartige oder verschiedenartige Funktionselemente
weiterleiten. Am Lichtleiter können
auch Lichteinkopplungsflächen
für mehrere
Lichtquellen, insbesondere auch für verschiedenfarbige Lichtquellen,
angeformt sein. Der Lichtleiter kann starr, flexibel, biegeschlaff
oder elastisch verformbar sein. Das an den Lichtaustrittsstellen
austretende Licht kann entweder das Funktionselement und/oder dessen
Umgebung direkt diffus beleuchten oder in ein lichtleitend ausgebildetes
Funktionselement eingekoppelt sein.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der
Lichtleiter ringförmig
ausgebildet und weist mindestens eine Lichteinkopplungsstelle im
Bereich der Lichtquelle sowie eine Anzahl von Lichtaustrittsstellen
entlang seines Verlaufes auf. Der Lichtleiter verteilt das Licht
der Lichtquelle an die Lichtaustrittstellen. Der als Ring ausgebildete
Lichtleiter umgreift den Aufnahmeraum des Ablagefaches, wodurch
eine besonders gleichmäßige Beleuchtung
des Aufnahmeraums möglich
ist. Der ringförmige
Lichtleiter ist gegenüber
dem baumförmigen Lichtleiter
einfacher herstellbar und montierbar. Ansonsten kann er alle Merkmale
des vorgehend beschriebenen baumförmigen Lichtleiters aufweisen.
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Um
Licht in den Lichtleiter möglichst
effektiv ein- oder auszukoppeln, können an den Lichteinkopplungsstellen
und/oder den Lichtaustrittsstellen optische Hilfsmittel zur Änderung
des Strahlengangs, beispielsweise eine Linse oder ein Umlenkprisma, angeordnet
sein. Zudem ist es möglich,
Befestigungsmittel am Lichtleiter anzuformen.
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Bei
einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Lichtleiter mit einem
nichttransparenten elastischen Kunststoffmaterial zumindest teilweise
ummantelt, wobei die Lichteinkopplungsstelle(n) und die Lichtaustrittsstelle(n)/-fläche(n) frei
liegen. Durch die Ummantelung kann der Lichtleiter an die Form und an
das Design des Funktionselementes und an die Umgebung der Anordnung,
z.B. an das Ablagefach, angepasst werden, ohne die die lichtleitenden
Eigenschaften bestimmende Lichtleitgeometrie des Lichtleiters zu
verändern.
Dabei kann der Lichtleiter in einem Zweikomponenten-Spritzgießverfahren
besonders einfach, kostengünstig
und mit hoher Stabilität durch
Umspritzen hergestellt werden. Weiterer Vorteil ist, dass an den
nichttransparenten Umfangsflächen
des Lichtleiters kein störendes
Streulicht austritt.
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Vorteilhafterweise
wirkt der Lichtleiter als Dämpfungs-
und/oder Federelement in der Anordnung und liegt an einem Funktionselement
und/oder eines Teils der Anordnung federelastisch an. Da der Lichtleiter
aus einem verformbaren elastischen Kunststoffmaterial besteht, kann
er sowohl als Lichtleiter als auch als federndes bzw. dämpfendes
Element wirken. Er kann Kunststoffpuffer, Kunststoffmatten, Federn
oder elastische Kunststoffringe ersetzen bzw. deren Funktion übernehmen,
wodurch die Herstellkosten der Anordnung reduziert werden können.
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Nachfolgend
wir die Erfindung anhand drei in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer ersten erfindungsgemäßen Anordnung
mit einem verformbaren Lichtleiter zur Beleuchtung eines Ablagefaches;
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2 eine
vergrößerte Schnittdarstellung
einer Lichtaustrittsstelle eines Lichtleiters aus 1 gemäß Einzelheit „X";
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3 eine
Achsschnittdarstellung einer zweiten erfindungsgemäßen Anordnung
zur Beleuchtung einer Einlegematte für ein Ablagefach;
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4 eine
perspektivische Ansicht einer dritten erfindungsgemäßen Anordnung
mit einem starren Lichtleiter zur Beleuchtung eines Ablagefaches
mit Blickrichtung schräg
von oben;
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5 eine
perspektivische Ansicht der Anordnung aus 4 mit Blickrichtung
schräg
von unten; und
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6 eine
perspektivische Darstellung eines partiell beleuchteten Haltebackens
aus 4.
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Die 1, 4 und 5 zeigen
zwei erfindungsgemäße Anordnungen
für ein
Ablagefach 1 zum Einstellen eines nicht dargestellten Getränkebehälters, wie
bspw. einen Becher, eine Getränkedose oder
eine Getränkeflasche,
in einem Kraftfahrzeug, wobei das Ablagefach 1 beleuchtbar
ist. Das Ablagefach 1, das auch als Halter für einen
Getränkebehälter bezeichnet
werden kann, weist einen topfförmigen Aufnahmeraum 2 mit
einem Boden 3 und mit einer Einstellöffnung 4 auf. Der
Aufnahmeraum 2 des Ablagefaches 1 verjüngt sich
von der Einstellöffnung 4 zum
Boden 3 und geht an seinem oberen Ende einstückig in
eine rechteckige Blende 5 über. Zur Fixierung des Getränkebehälters sind
Haltebacken 6 ausgebildet, die schwenkbar geführt sind
und in den Aufnahmeraum 2 hineinragen. Die Haltebacken 6 werden
von einem gemeinsamen Federring 7, 13 aus einem
elastischen Kunststoffmaterial in Richtung des Aufnahmeraums 2 des
Ablagefachs 1 gedrückt,
sie stehen in dem Ablagefach 1 durch eine Umfangswand 9 in
den Aufnahmeraum 2 vor. Die Haltebacken 6 werden
beim Einstellen eines Getränkebehälters in das
Ablagefach 1, abhängig
vom Behälterdurchmesser
durch den Getränkebehälter gegen
die Kraft des Federrings 7, 13 radial auseinander
gedrückt
und fixieren den Getränkebehälter. Die
Haltebacken 6 bilden (bewegliche) Funktionselemente der
Anordnung mit dem Ablagefach 1.
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In
Durchbrüchen 8 der
Umfangswand 9 des Ablagefaches 1 sind die drei
Haltebacken 6 über
den Umfang verteilt angeordnet. Die Haltebacken 6 weisen
an einem oberen Ende seitlich abstehende Lagerzapfen 10 auf,
die in in Umfangsrichtung des Ablagefaches 1 verlaufende,
nach außen
offene Führungen 11 der
Umfangswand 9 des Aufnahmeraums 2 eingreifen.
Die Lagerzapfen 10 und die Führungen 11 bilden
Schwenklager, die eine Schwenkbewegung der Haltebacken 6 um
die Lagerzapfen 10 nach außen und nach innen ermöglichen.
Am Aufnahmeraum 2 des Ablagefaches 1 ist außen eine
Lichtquelle 12, vorzugsweise eine Leuchtdiode, zum Beleuchten des
Aufnahmeraums 2 vorgesehen. Die Lichtquelle 12 wird über nicht
dargestellte Leitungen sowie einen nicht dargestellten Schalter
mit elektrischen Strom versorgt. Das von der Lichtquelle 12 emittierte
Licht wird über
einen Lichtleiter 13 zu den Haltebacken 6 geleitet
und in diese eingekoppelt. Der Lichtleiter 13 verbindet
die Lichtquelle 12 und die Haltebacken 6 lichtleitend
miteinander.
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Der
Federring 7 bildet zugleich auch einen Lichtleiter 13,
der aus einem transparenten Kunststoffmaterial hergestellt ist und
eine Lichteinkopplungsstelle 14 im Bereich der Lichtquelle 12 sowie drei
Lichtaustrittsstellen 15 im Bereich der Haltebacken 6 aufweist.
Der Lichtleiter 13 leitet Licht von der Lichtquelle 12 zu
den drei Haltebacken 6. Die Haltebacken 6 haben
lichtleitende Eigenschaften. Sie leiten das über die Lichtaustrittsstellen 15 des
Lichtleiters 13 in Lichteintrittsflächen 16 der Haltebacken 6 eingekoppelte
Licht zu Lichtaustrittsflächen 17 der Haltebacken 6 weiter.
Die Haltebacken 6 beleuchten den Aufnahmeraum 2 des
Ablagefaches 1 indirekt und diffus. Die Haltebacken 6 können ganz
oder teilweise aus einem transparenten unelastischen Kunststoffmaterial
hergestellt sein. 6 zeigt einen Haltebacken 6,
der nur partiell lichtleitend ausgeführt ist.
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Im
Unterschied zu 1 zeigen die 4 und 5 ein
Ablagefach 1 mit einem baumförmigen starren Lichtleiter 13.
Der Lichtleiter 13 ist außen an der Umfangswand 9 des
Aufnahmeraumes 2 angeordnet und erstreckt sich von einer
Unterseite des Bodens 3 des Aufnahmeraumes 2 bis
zu den Lagerzapfen 10 der Haltebacken 6. Er ist
fest mit der Umfangswand 9 des Aufnahmeraums 2 verbunden und
leitet Licht, das von der am Boden 3 des Aufnahmeraumes 2 vorgesehenen
Lichtquelle 12 über
die Lichteinkopplungsstelle 14 in den Lichtleiter 13 eingekoppelt
wird, zu den Haltebacken 6. Den Lichtaustrittstellen 15 des
Lichtleiters 13 gegenüber
sind Lichteintrittsflächen 16 der
Haltebacken 6 angeordnet, die von Stirnflächen der
Lagerzapfen 10 gebildet werden. Die Lagerzapfen 10 sind
Teil des Schwenklagers der Haltebacken 6, um die die Haltebacken 6 verschwenkbar
sind. Die Lichtaustrittstellen 15 des Lichtleiters 13 und
die Lichteintrittsflächen 16 der Lagerzapfen 10 der
Haltebacken 6 fluchten miteinander, wodurch der Lichtleiter 13 und
die Haltebacken 6 in jeder Schwenkstellung der Haltebacken 6 lichtleitend
miteinander verbunden sind. Der Lichtleiter 13 leitet Licht
axial zur Schwenkachse des Haltebackens 6 in den Haltebacken 6 ein,
wobei die Lichteintrittsflächen 16 quer
zur Schwenkachse des Haltebackens 6 angeordnet sind. Die
Lichteintrittsflächen 16 der
Haltebacken 6 sind parallel zu den Lichtaustrittsflächen 15 des
Lichtleiters 13.
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In
der 3 ist eine weitere erfindungsgemäße Anordnung
für ein
Ablagefach 1 zum Einlegen von kleinen Gegenständen in
einem Kraftfahrzeug dargestellt, die eine diffuse Beleuchtung des
Ablagefaches 1 ermöglicht.
Das Ablagefach 1 ist Teil einer Konsole 18 eines
Kraftwagens und weist eine elastische Einlegematte 19 mit
einem topfförmigen,
nach oben offenen Aufnahmeraum 2 auf. Die Einlegematte 19 ist
in einer Vertiefung 20 der Konsole 18, die aus aus
einem formstabilen Kunststoffmaterial hergestellt ist, lose eingelegt.
Der Vertiefung 20 der Konsole 18 verbreitert sich
von unten nach oben und geht an ihrem oberen Ende einstückig in
eine Blende 5 der Konsole 18 über. Die Einlegematte 19 ist
aus einem elastischen Kunststoffmaterial hergestellt und nimmt die
zu verwahrenden Gegenstände
in dem Aufnahmeraum 2 rutschhemmend auf, sie dämpft die
durch die einliegenden Gegenstände
verursachten Vibrationsgeräusche
beim Fahren.
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Eine
Außenkontur
der Einlegematte 19 ist an die Form der Vertiefung 20 der
Konsole 18 angepasst, wodurch die Einlegematte 18 mit
einem Boden 3 und einer Umfangswand 9 des Aufnahmeraums 2 innen
an einem Boden 3' und
einer Umfangswand 9' der
Vertiefung 20 anliegt, sie kleidet die Vertiefung 20 der
Konsole 18 vollständig
aus. An den Boden 3' der Vertiefung 20 ist
gegenüber
der Einlegematte 19 eine zentral angeordnete Lichtquelle 12 zum
gleichmäßigen Ausleuchten
Aufnahmeraumes 2 des Ablagefaches 1 vorgesehen.
Die Lichtquelle 12 ist über
nicht dargestellte elektrische Leitungen mit einer Fahrzeugbeleuchtung
verbunden. Die Einlegematte 19 ist aus zwei unterschiedlichen
Kunststoffmaterialien gefertigt. Ein unterer, dem Boden 3' der Vertiefung 20 und
der Lichtquelle 12 zugewandter Bereich des Bodens 3 der
Einlegematte 19 ist aus einem transparenten elastischen
Kunststoffmaterial hergestellt und bildet einen Lichtleiter 13.
Der Lichtleiter 13 ist mit einem undurchsichtigen, ebenfalls
elastischen Kunststoffmaterial teilweise ummantelt, wobei eine Lichteinkopplungsstelle 14 und
eine Vielzahl von Lichtaustrittsstellen 15 ausgespart sind.
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Eine
Ummantelung 21 der Einlegematte 19 deckt den Lichtleiter 13 auf
seiner oberen, von der Vertiefung 20 der Konsole 18 abgewandten
Seite bis auf die Lichtaustrittsstellen 15 vollständig ab.
Der Lichtleiter 13 erstreckt sich vom Zentrum des Bodens 3 bis
annähernd
zum oberen Ende der Umfangswand 9 des Aufnahmeraumes 2,
wobei Lichtaustrittsflächen 17 der
Lichtaustrittsstellen 15 innen an der Umfangswand 9 der
Einlegematte 19 angeordnet sind und in Richtung einer Mittelachse
der Einlegematte 19 weisen. Die Lichtaustrittsflächen 17 sind
gleichmäßig über den
Umfang der Umfangswand 9 verteilt und ermöglichen
eine gleichmäßige Ausleuchtung des
Ablagefachs 1. Die Einlegematte 19 ist in einem Zwei-Komponenten-Spritzgußverfahren
kostengünstig
hergestellt.