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Die Erfindung betrifft eine Leuchte für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Kraftfahrzeugleuchte ist per se bekannt.
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Aus der
US 5 660 461 A ist ein kostengünstiges LED-Array bekannt, das eine Vielzahl modularer jeweils mehrere Reflektoren aufweisender Bausteine aufweist. Die einzelnen Bausteine können zu einem größeren Verbund zusammengesteckt werden.
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Bei Kraftfahrzeugleuchten 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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Weiterer Stand der Technik hierzu ist in den Druckschriften
US 2006 012993 A1 ,
US 2005 083691 A1 ,
US 2007 070626 A1 ,
EP 15 93 109 B1 und
DE 10 2005 020 908 A1 angegeben. 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.
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Es ist dabei vorgesehen, 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 dem 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 sein, 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 werden. 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.
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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 Bewegen aufeinander zu 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.
