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Die
Erfindung betrifft eine Leuchte für Kraftfahrzeuge umfassend
mindestens eine Lichtquelle insbesondere in Form einer LED, wobei
die Lichtquelle mit einer Vorsatzoptik zusammenwirkt, zur Erzeugung
einer definierten Lichtverteilung, die in Lichtabstrahlrichtung
der Lichtquelle nachgeschaltet ist.
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Im
Stand der Technik ist es vorgesehen, dass zur Erzeugung einer definierten
Lichtverteilung bei Einsatz von LEDs diese in der Regel nicht wie herkömmliche
Lichtquellen, beispielsweise Halogenlampen, mit einem Reflektor
zur Erzeugung einer vorbestimmten Lichtverteilung zusammenwirken,
sondern in Lichtabstrahlrichtung den LEDs oder Leuchtdioden Vorsatzoptiken
nachgeordnet sind. Bei derartigen Vorsatzoptiken handelt es sich
in der Regel um Lichtleitkörper,
die aus einem transparenten einstückigen Kunststoffmaterial bestehen,
und wobei in dem Lichtleitkörper
das Licht mittels Totalreflexion umgelenkt wird, bis es die Vorsatzoptik über eine Lichtaustrittsfläche wieder
verlässt.
Die Lichtaustrittsfläche
ist dabei in aller Regel an einer Stirnfläche vorgesehen, wobei die Stirnfläche eben
oder leicht gewölbt
ausgebildet ist gemäß dem Stand
der Technik. An der Rückseite
besitzen die Vorsatzoptiken in der Regel eine Ausnehmung, in welche
zumindest ein Teil der LED, vorzugsweise der LED-Glaskörper, hineinragt.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass eine Ringfläche eines
LED-Sockels plan
an einer korrespondierenden Fläche,
die die Ausnehmung umschließt,
der Vorsatzoptik anliegt. Das durch die LED emittierte Licht wird
nun in die Vorsatzoptik eingekoppelt und verlässt diese, je nach Winkel des
eingekoppelten Lichtes, unmittelbar oder nach Totalreflexion bei Überschreiten
eines sogenannten Grenzwinkels durch die Lichtaustrittsfläche.
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Zur
Festlegung ist es dabei im Stand der Technik vorgesehen, die Vorsatzoptiken
an die Platine anzuheften, wobei in der Platine Öffnungen vorgesehen sind, die
durch Stifte, die an der Vorsatzoptik angeordnet sind, durchgriffen
werden. Ein Festlegen der Platine erfolgt dann durch Heißverprägen, also Verformen
der Teile der Stifte, die die Platine durchgreifen, so dass diese
in der Art einer Vernietung an der Platine festgelegt sind.
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Über diese
Stifte erfolgt auch eine Positionierung der Optiken auf der Platine,
wobei vielfach vorgesehen ist, dass je Optik zwei Positionierstifte
vorgesehen sind.
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Sofern
LEDs im Kraftfahrzeugsektor eingesetzt werden zur Erzeugung einer
Lichtfunktion, wie beispielsweise eines Bremslichts, sonstigen Signallichts
oder auch eines Tagfahrlichts oder Abblendlichts, werden vielfach
mehrere LEDs zu sogenannten LED-Arrays zusammengeschaltet, wobei
die Summe der LEDs die gewünschte
bzw. gesetzlich vorgegebene Lichtverteilung vor einer entsprechenden
Leuchte erzeugt. Hierzu werden mehrere LEDs unmittelbar nebeneinander
hinsichtlich ihrer Vorsatzoptiken auf einer Platine positioniert.
Auf diese Weise lassen sich insbesondere flächige Leuchtenfunktionen realisieren.
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Nachteilig
beim Stand der Technik ist jedoch, dass aufgrund der Positionierung
der Vorsatzoptiken ausschließlich über die
Stifte es vergleichsweise aufwendig ist, bei Verwendung mehrerer
LEDs mit Vorsatzoptik eine gleichmäßige Fläche einer Leuchte ohne störende Spalte
und eine homogene Ausleuchtung sicherzustellen.
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Die
Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine Leuchte für Kraftfahrzeuge
der gattungsgemäßen Art
bereitzustellen, die eine verbesserte Positionierbarkeit und Befestigung
der Vorsatzoptiken ermöglicht.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch eine Leuchte gemäß Anspruch 1, wobei die Vorsatzoptik Zapfen
und/oder Ausbuchtungen aufweist, die mit korrespondierenden Ausbuchtungen
und/oder Zapfen von benachbarten Vorsatzoptiken oder von einem Gehäuse oder
Träger
der Leuchte zusammenwirken zum Positionieren der Vorsatzoptik oder
Vorsatzoptiken.
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Es
kann dabei vorgesehen sein, dass jede Vorsatzoptik mit Mitteln zum
Festlegen der Lichtquelle an einer Platine versehen ist.
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Dabei
dienen die Ausbuchtungen oder Zapfen, die sich insbesondere quer
zur Lichtabstrahlrichtung erstrecken, zu einem puzzleartigen Verbinden von
zwei nebeneinander angeordneten Vorsatzoptiken bzw. zum puzzleartigen
Verbinden einer Vorsatzoptik mit einem Gehäuse oder Träger. Dabei sollen im Folgenden,
sofern eine Verbindung mit einem Träger oder einer anderen Vorsatzoptik
beschrieben ist, stets beide Varianten, nämlich Verbinden der Vorsatzoptiken
miteinander und/oder mit einem Träger bzw. Gehäuse gemeint
sein. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass insbesondere bei
großen
flächigen
Leuchten die Vorsatzoptiken so nah wie möglich aneinander gereiht und
zueinander positioniert werden können,
wobei auf diese Weise minimale Abstände zwischen den einzelnen
Vorsatzoptiken erreichbar sind.
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Insbesondere
kann vorgesehen sein, dass die Ausbuchtungen Hinterschnitte aufweisen,
die die korrespondierenden Zapfen mit entsprechenden Kanten hintergreifen.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Form der Ausbuchtungen und
Zapfen denen eines Puzzlespiels entspricht. D. h., die Ausbuchtungen
und Zapfen können
gerundet ausgebildet sein. Grundsätzlich sind jedoch auch Ausbuchtungen
und Zapfen mit unverrundeten Kanten, die insbesondere wie Pfeilspitzen
oder ähnliches
ausgebildet sind, denkbar. Sofern Hinterschnitte vorgesehen sind,
lassen sich die einzelnen Vorsatzoptiken zu einer anderen Vorsatzoptik
oder zu einem Gehäuse
oder Träger nicht
durch Ineinanderschieben in einer Ebene quer zur Lichtabstrahlrichtung
miteinander verbinden, sondern es muss ein Fügen in eine Richtung der Lichtabstrahlung,
die als Z-Richtung bezeichnet werden soll, erfolgen. Die einzelnen
Vorsatzoptiken können
auf diese Weise vor der Festlegung auf der Platine ineinander gesteckt
werden, indem sie in Z-Richtung zueinander bewegt werden, wobei
die Zapfen in die Ausbuchtungen eingreifen. Es kann dabei insbesondere
vorgesehen sein, dass die Ausbuchtungen die Negativform der Zapfen
darstellen, so dass nach Fügen
keine Freiräume
verbleiben. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass der Fügevorgang unter Überwindung
einer gewissen Fügekraft
erfolgen kann, so dass z. B. zwei nebeneinander positionierte Vorsatzoptiken
beim Fügevorgang
gegeneinander gedrückt
werden und so die Spaltmaße
zwischen den einzelnen Vorsatzoptiken oder der Vorsatzoptik und
einem Träger
oder Gehäuse
weiter verringert werden können.
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Alternativ
können
die Zapfen und Ausbuchtungen derart gestaltet werden, dass die einzelnen Vorsatzoptiken
untereinander verrasten.
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Auf
die vorstehend beschriebene Weise können besonders einfach auch
große
flächige
Leuchten bereitgestellt werden, die eine homogene Ausleuchtung besitzen,
wobei neben der Festlegung der Vorsatzoptiken auf der Platine die
Vorsatzoptiken auch in einer Richtung quer zur Lichtabstrahlrichtung
zueinander fixiert sind.
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Ein
besonderer Vorteil einer erfindungsgemäßen Vorsatzoptik besteht darin,
dass die Zapfen und Ausbuchtungen, die einstückig ohne Grenzfläche an die
Vorsatzoptik anschließen
und insbesondere ebenso wie die Vorsatzoptik transparent oder transluzent
sind, mit durchleuchtet werden, so dass die Homogenität der Ausleuchtung
nicht durch die Zapfen und Ausbuchtungen beeinflusst wird.
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Dabei
kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Vorsatzoptiken eine
gewölbte
oder plane Stirnfläche
als Lichtaustrittsfläche
aufweisen und darüber
hinaus kann eine insbesondere in Lichtabstrahlrichtung versetzt
hierzu angeordnete Lichteintrittsfläche vorgesehen sein, sowie
ein dazwischen angeordneter Lichtleitkörper. Der Lichtleitkörper dient dabei
zur Umlenkung des Lichts mittels Totalreflexion, sofern das Licht
unter einem größeren Winkel
als ein bestimmter Grenzwinkel reflektiert wird.
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Die
Form der Mantelfläche
des Lichtleitkörpers,
also der Fläche
zwischen Lichteintrittsfläche und
der Lichtaustrittsfläche,
kann entsprechend den Vorgaben der zu erzeugenden Lichtverteilung
geformt sein.
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Des
Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Lichteintrittsfläche in einer
Ausnehmung der Vorsatzoptik ausgebildet ist, in die zumindest ein
Teil der Lichtquelle, insbesondere der Glaskörper der LED, einbringbar ist.
Von der der Lichtaustrittsfläche
gegenüberliegenden
Seite stehen dann die bereits beschriebenen Stifte zur Festlegung
der Vorsatzoptiken an der Platine in Richtung der Lichtabstrahlung,
also einer optischen Achse der Leuchte, ab.
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Die
Ausbuchtungen und/oder Zapfen zum Verbinden von Vorsatzoptiken untereinander
oder von Vorsatzoptiken mit einem Gehäuse oder einem Träger können insbesondere
an den Seitenkanten der Lichtaustrittsfläche vorgesehen sein. Dabei
kann vorgesehen sein, sofern es sich um rechteckige Lichtaustrittsflächen handelt,
dass an allen vier Seiten ein oder mehrere Zapfen bzw. Ausnehmungen angebracht
sind. Insbesondere kann bei einer rechteckigen Ausgestaltung der
Lichtaustrittsfläche
vorgesehen sein, dass von zwei Parallelseiten jeweils die eine Parallelseite
Ausbuchtungen und die andere Parallelseite Zapfen aufweist. Insbesondere
können
pro Seite zwei Elemente, also Zapfen oder Ausbuchtungen, vorgesehen
sein. Auf diese Weise kann eine besonders stabile Festlegung zueinander
erfolgen. Gegebenenfalls können
jedoch drei oder mehr oder auch nur ein Element pro Seite, also
Zapfen oder Ausbuchtung, vorgesehen sein.
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Dabei
können
die einzelnen Ausbuchtungen und Zapfen so ausgebildet sein, dass
lediglich bestimmte Zapfen in bestimmte Ausbuchtungen einfügbar sind,
um so einen Falscheinbau beispielsweise bei quadratischen, aber
auch sechseckigen Vorsatzoptiken etc. zu verhindern.
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Die
Stirnfläche,
die als Lichtaustrittsfläche dient,
kann dabei rund, rechteckig, trapezförmig, sechseckig oder achteckig
ausgebildet sind, wobei solche Formen bevorzugt sind, die sich gut
zu einer Gesamtfläche
ohne Spalten und Lücken
fügen lassen.
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Die
Befestigung der Vorsatzoptik an der Platine kann in herkömmlicher
Weise über
Stifte, die Öffnungen
in der Platine durchgreifen, erfolgen, indem die Stiftenden, die
durch die Platine hindurchragen, mittels Heißprägen verformt werden und so
die Vorsatzoptik formschlüssig
an der Platine verankert wird. Die Platine kann hierbei aus einem
Folienleiter, der flexibel ausgelegt sein kann, und einem Kühlkörper bestehen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
sind die Zapfen und Ausbuchtungen derart gestaltet, dass eine Baugruppe
bestehend aus einer oder mehreren LEDs, wobei jeweils einer LED
eine Vorsatzoptik zugeordnet ist, auf einer Platine oder einem Folienleiter sowie
einem Kühlkörper, mit
einer zweiten und weiteren Baugruppen zusammen gesetzt werden.
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Nach
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
kann vorgesehen sein, dass die Ausbuchtungen in Lichtabstrahlrichtung,
also in Z-Richtung, einen Anschlag aufweisen, so dass ein Verschieben der
Vorsatzoptiken in Z- Richtung
zueinander begrenzt ist. In eine bestehende Vorsatzoptik kann dann
eine weitere Vorsatzoptik durch Bewegen in Z-Richtung entgegen der
Lichtabstrahlrichtung der Vorsatzoptik eingeführt werden, indem die Zapfen
in die Ausbuchtungen eingreifen und hinter den Hinterschnitten festgelegt
sind. Sofern keine Hinterschnitte vorgesehen sind, kann auch ein
Fügen in
der X-/Y-Ebene erfolgen. Durch am Boden der Ausbuchtungen, also
in Richtung der LED, vorgesehene Anschläge wird dann ein weiteres Bewegen
der beiden Vorsatzoptiken oder einer Vorsatzoptik relativ zu einem
Träger
oder einem Gehäuse
vermieden.
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Auf
diese Weise können
besonders einfach Vorsatzoptiken zueinander, aber auch zu einem
Träger
oder Gehäuse,
fixiert werden.
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Dabei
können
neben flächigen
Anordnungen insbesondere auch langgestreckte Anordnungen, bei denen
jeweils in einer Reihe Vorsatzoptiken miteinander verbunden werden
und so gerade oder gebogene linienförmige Leuchten verwirklicht
werden können,
realisiert werden.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Anmeldungsunterlagen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei
zeigen:
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1 den
Aufbau einer Vorsatzoptik mit eingesetzter LED,
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2 mehrere
miteinander verbundene Vorsatzoptiken,
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3 ein
Beispiel für
eine Anbindung einer Vorsatzoptik an einen Träger und
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4 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
für die
Anbindung von Vorsatzoptiken an einen Träger und
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5 eine
schematische Darstellung mit Anschlag in Z-Richtung.
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1 zeigt
eine LED 10, die in eine Aufnahme 12 einer Vorsatzoptik 14 eingesetzt
ist, und zwar dergestalt, dass sich ihr Sockel 13 gegen
einen Bereich der Vorsatzoptik in Richtung einer optischen Achse 16 abstützt und
darüber
hinaus durch Rippen 18 auch seitlich fixiert und geführt ist.
Die Vorsatzoptik 14 weist hierbei eine Form ähnlich einem
Reflektor einer herkömmlichen
Halogenlampe auf. Die Vorsatzoptik 16 umfasst dabei eine
Lichtaustritts- oder Stirnfläche 20,
die flach ausgebildet ist, und eine rechteckige Form besitzt. Im
Bereich der Lichteintritts- oder
Lichteinkoppelfläche
ist im Lichtleitkörper 22 der
Vorsatzoptik 14 eine Ausnehmung vorgesehen, in die der
nicht dargestellte Glaskörper
der LED 10 eingreift, und so das Licht in den Lichtleitkörper 22 der
Vorsatzoptik 14 einkoppelt. Darüber hinaus weist entgegen der
Lichtabstrahlrichtung, die auf der optischen Achse 16 mit
dem Pfeil gekennzeichnet ist, die Vorsatzoptik 14 zwei
Stifte 24 auf, mit denen die Vorsatzoptik auf einer Platine
fixiert werden kann, indem die Stifte 24 Öffnungen
in der Platine durchgreifen und die freien Enden 26 der
Stifte mittels Heißprägen so verformt
werden, dass sie ähnlich
einer Vernietung die Vorsatzoptik 14 an der Platine formschlüssig festlegen.
Ferner weist die Vorsatzoptik 14 an jeder ihrer vier Seitenkanten
der Lichtaustrittsfläche 20 Vorsprünge 28 bzw.
Ausbuchtungen 30 auf, wobei von zwei zueinander parallel
verlaufenden Seiten jeweils eine Seite Ausbuchtungen 30 und
die andere Seite Zapfen 28 aufweist. Die Ausbuchtungen
und Zapfens sind hierbei analog zu den Ausbuchtungen und Zapfen
bei einem Puzzlespiel gestaltet, so dass die Ausbuchtungen Hinterschnittbereiche
aufweisen, in die entsprechende Kanten der Zapfen 28 eingreifen
und diese Hinterschnitte so hintergreifen, dass in der Ebene der
Lichtaustrittsfläche 20 keine
Bewegung von zwei so miteinander verbundenen Vorsatzoptiken 14 mehr
möglich
ist. Das Fügen
von zwei Vorsatzoptiken ineinander, wie es 2 zeigt,
erfolgt hierbei durch Einsetzen von Zapfen 28 in Ausbuchtungen 30 einer
benachbarten Vorsatzoptik entgegen der mit 16 gekennzeichneten
Richtung der optischen Achse. Diese Richtung wird auch als Z-Richtung
bezeichnet.
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Darüber hinaus
ist vorgesehen, dass die Ausbuchtungen Anschläge aufweisen, die ein zueinander
Bewegen entgegen der mit Pfeil 16 in 1 und 2 gekennzeichneten
Richtung begrenzen. Auf diese Weise kann besonders einfach eine
nach außen
hin plane Fläche
von Vorsatzoptiken, wie sie in den 2 und 3 gezeigt
ist, erreicht werden.
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Durch
die Verwendung von puzzleartigen Zapfen und Ausbuchtungen können die
einzelnen Vorsatzoptiken 14 mit einer gewissen Vorspannung gegeneinander
in X-/Y-Richtung fixiert werden und durch die Anschläge (nicht
dargestellt) wird auch in Z-Richtung auf einfache Weise realisiert,
dass sich die Lichtaustrittsflächen 20 sämtlicher
Vorsatzoptiken 14 in einer Ebene befinden.
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Eine
derartige Ebene kann gut in 3 ersehen
werden, wobei die Spalte zwischen den einzelnen Vorsatzoptiken 14 so
gering wie möglich
gehalten werden können.
Indem die Ausbuchtungen und Zapfen unmittelbar und einstückig mit
der Vorsatzoptik 14 verbunden sind und insbesondere aus
dem gleichen transparenten Material bestehen, kann erreicht werden,
dass die Grenzflächen
zwischen den einzelnen Vorsatzoptiken 14 für einen
Betrachter aufgrund der glatten geraden Oberfläche und der geringen Spaltmaße als einheitliche
Fläche
erscheinen. Es kann dabei ebenfalls vorgesehen sein, wie in 3 gezeigt,
dass die Vorsatzoptiken 14 mittels der Zapfen 28 in
Ausbuchtungen 30 eines Halters 32 eingreifen und
so an einem Gehäuse
einer Leuchte festgelegt sind.
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Dabei
kann insbesondere, wie in 4 vorgesehen,
auch ein ringförmiger
Halter 32 eingesetzt werden, der über Elemente 34 am
Gehäuse
einer entsprechenden Leuchte festgelegt ist. Die Vorsatzoptiken
sind hier ebenfalls mit 14 bezeichnet und folgen dem ringförmigen Halter 32,
so dass durch die Optiken 14 ebenfalls eine Ringform erzeugt
wird, die sich innerhalb des Halters befindet, und mit diesem über die
Zapfen 28, die in Ausbuchtungen 30 des Halters 32 eingreifen,
verbunden sind. Darüber
hinaus sind die Vorsatzoptiken 14 auch untereinander verbunden
und bilden so eine ringförmige
Gestaltung. Auf diese Weise können
optisch neuartige Gesichtspunkte realisiert werden.
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5 zeigt
nun eine schematische Darstellung zweier Vorsatzoptiken 14 im
Schnitt, wobei die Vorsatzoptiken 14 lediglich ausschnittsweise
gezeigt sind und der Schnitt im Bereich einer Ausbuchtung bzw. eines
Zapfens liegt. Dabei trägt
die Vorsatzoptik 14' eine
Ausbuchtung 30, die sich in Z-Richtung nicht über die
gesamte Höhe
H der Vorsatzoptik in diesem Bereich erstreckt. So kann insbesondere
vorgesehen sein, dass an der Stirnfläche 20 keine Ausbuchtungen
erkennbar sind. Es kann dann ein Fügen mit einer zweiten Vorsatzoptik 14'' erfolgen, die ebenfalls eine Höhe H im
Randbereich aufweist, so dass die Stirnflächen 20 der beiden
Vorsatzoptiken 14' und 14'' nach dem Fügen eine einheitliche Oberfläche bilden.
Dabei trägt
die Vorsatzoptik 14'' einen Zapfen 28,
der sich ebenfalls nicht über
die gesamte Höhe
H im Randbereich der Vorsatzoptik 14'' erstreckt,
sondern eine Höhe
aufweist, die mit der Höhe
in Z-Richtung der Ausbuchtung 30 korrespondiert. Auf diese Weise
wird ein Anschlag in Z-Richtung
bei einem Fügevorgang
geschaffen, so dass ein weiteres Verschieben in Z-Richtung der Vorsatzoptiken 14 zueinander
nicht möglich
ist und so eine ebene Oberfläche gebildet
aus den Stirnflächen 20 der
miteinander verbundenen Vorsatzoptiken 14 sichergestellt
werden kann.
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Darüber hinaus
bietet dies den Vorteil, dass auf der Stirnfläche 20 die einzelnen
Zapfen und Ausbuchtungen, die in der Regel eine geschwungene Form,
wie in 1 und 3 gezeigt, besitzen, nicht erkennbar
ist, sondern die Oberflächen 20 der
verschiedenen Vorsatzoptiken 14 lediglich durch gerade Linien
voneinander getrennt sind. Hierdurch wird der optische Eindruck
weiter verbessert.
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Die
Erfindung bietet somit Vorteile bei der Festlegung von Vorsatzoptiken
und ermöglicht
so, die Vorsatzoptiken 14 so nahe wie möglich aneinander gereiht zu
positionieren und zu befestigen, um so eine homogene Ausleuchtung
durch die LEDs, die eine leuchtende Fläche oder einen leuchtenden
Ring bilden, sicherzustellen.