DE102007046197B4 - Signalleuchte für Kraftfahrzeuge - Google Patents

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Abstract

Signalleuchte für Kraftfahrzeuge, insbesondere eine Kennzeichenleuchte, mit einem stabförmigen Lichtleiter (5) enthaltend – mindestens eine an einer Stirnseite desselben angeordnete Lichteinkoppelfläche (8), – eine sich in Richtung einer Längsachse des Lichtleiters (5) erstreckende; quer zu der Längsachse abstrahlende Lichtauskoppelfläche (12), – eine der Lichtauskoppelfläche (12) gegenüberliegende Reflexionsfläche (11) mit Licht ablenkenden Mitteln zum Reflektieren zumindest eines Teils des über die Lichteinkoppelfläche (8) eingekoppelten Lichtes in Richtung der Lichtauskoppelfläche (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtauskoppelfläche (12) segmentiert ausgebildet ist mit mindestens zwei Flächenabschnitten (13, 19, 21) unterschiedlicher Kontur, – dass eine zu beleuchtende Fläche (2) zu einer Mittelebene der Lichtauskoppelfläche (12) in einem kleinen spitzen Winkel angeordnet ist, – dass die Lichtauskoppelfläche (12) einen ersten Flächenabschnitt (13) aufweist, wobei eine Erstreckungsebene (14) des ersten Flächenabschnitts (13) in einem relativ kleinen spitzen Winkel zu der Reflexionsfläche (11) unter leichter Neigung zu derselben verläuft, – dass der erste Flächenabschnitt (13) derart ausgebildet ist, – dass ein senkrecht zu der Reflexionsfläche (11) von derselben reflektiertes erstes Teillichtbündel (15) an dem ersten Flächenabschnitt (13) in eine erste Vorzugsrichtung (16) gebrochen wird in Richtung eines entfernt von dem Lichtleiter (5) angeordneten Bereich (17) der zu beleuchtenden Fläche (2), – dass ein nicht senkrecht zu der Reflexionsfläche (11) von derselben reflektiertes drittes Teillichtbündel (24) an dem ersten Flächenabschnitt (13) in eine zu der ersten Vorzugsrichtung (16) anderen zweiten Vorzugsrichtung (25) gebrochen wird zur Ausleuchtung eines zu dem Lichtleiter (5) näher liegenden Bereiches (23) der zu beleuchtenden Fläche (2), und – dass ein zweiter Flächenabschnitt (19) und/oder ein dritter Flächenabschnitt (21) derart im Querschnitt kreisbogenförmig ausgebildet ist, dass ein zweites Teillichtbündel (22) in die erste Vorzugsrichtung (16) gebrochen wird zur Ausleuchtung des entfernt von dem Lichtleiter (5) angeordneten Bereichs (17) der zu beleuchtenden Fläche (2).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Signalleuchte für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Aus der DE 100 22 779 A1 ist eine Signalleuchte für Kraftfahrzeuge bekannt, die einen stabförmigen Lichtleiter umfasst, an dem stirnseitig Licht eingekoppelt wird. In Längsrichtung des Lichtleiters erstreckt sich zum einen eine Reflexionsfläche mit Licht ablenkenden Mitteln, die das eingekoppelte Licht auf eine gegenüberliegende Lichtauskoppelfläche lenkt, an der das Licht aus dem Lichtleiter austritt. Die Lichtauskoppelfläche ist im Wesentlichen im Querschnitt kreisbogenförmige ausgebildet. Zur Wirkungsgradsteigerung weist der bekannte stabförmige Lichtleiter defokussierende Seitenflächen auf, die sich jeweils an eine Längsseite der Lichtauskoppelfläche anschließen. Die defokussierende Seitenfläche ist konkavförmig ausgebildet und ermöglicht eine gleichmäßigere Verteilung des eingekoppelten Lichtes über den Querschnitt des stabförmigen Lichtleiters.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Signalleuchte für Kraftfahrzeuge derart weiterzubilden, dass unter Vermeidung hoher Leuchtdichteunterschied eine homogenere Ausleuchtung einer zu beleuchtenden Fläche gewährleistet ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf.
  • Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Segmentierung einer Lichtauskoppelfläche in unterschiedliche Flächenabschnitte, die eine unterschiedliche Konturierung aufweisen, unterschiedlich ausgerichtete Teillichtbündel erzeugbar sind, die zu einer homogenen Ausleuchtung einer zu beleuchtenden Fläche führen. Dadurch, dass an unterschiedlichen Flächenabschnitten gebrochene Teillichtbündel derart gebrochen werden, dass sie dieselbe Vorzugsrichtung aufweisen, kann eine zu einer Mittelebene der Lichtauskoppelfläche in einem kleinen spitzen Winkel verlaufende zu beleuchtende Fläche homogen ausgeleuchtet werden. Ein entfernt von dem Lichtleiter angeordneter Flächenbereich der zu beleuchtenden Fläche kann somit mit der gleichen Intensität bestrahlt werden wie ein zu dem Lichtleiter relativ naher Flächenbereich der zu beleuchtenden Fläche.
  • Nach der Erfindung ist ein erster Flächenabschnitt der Lichtauskoppelfläche derart ausgebildet, dass ein senkrecht zu der Reflexionsfläche reflektiertes erstes Teillichtbündel gemäß einer ersten Vorzugsrichtung und ein nicht senkrecht zu der Reflexionsfläche reflektiertes drittes Teillichtbündel gemäß einer zweiten Vorzugsrichtung gebrochen wird. Vorteilhaft kann hierdurch ein das erste Teillichtbündel mit einem höheren Lichtstrom in einen entfernt angeordneten Flächenbereich der zu beleuchtenden Fläche und das dritte Teillichtbündel mit einem geringeren Lichtstrom an einen näher liegenden Bereich der zu beleuchtenden Fläche abgestrahlt werden. Hierdurch lässt sich eine relativ homogene Ausleuchtung der zu beleuchtenden Fläche erzielen.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Lichtauskoppelfläche des stabförmigen Lichtleiters derart ausgebildet, dass das erste und das zweite und das dritte Teillichtbündel ausschließlich auf die zu beleuchtende Fläche trifft. Hierdurch ist gewährleistet, dass ausschließlich eine Beleuchtung bzw. Ausleuchtung der zu beleuchtenden Fläche und nicht eine Beleuchtung angrenzender Bauteile oder Räume erfolgt. Der Leuchtdichtegradient ist an der Randseite der zu beleuchtenden Fläche relativ hoch.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der erste Flächenabschnitt der Lichtauskoppelfläche im Wesentlichen eben ausgebildet, wobei eine Erstreckungsebene des ersten Flächenabschnittes in einem relativ kleinen spitzen Winkel zu der Reflexionsfläche des stabförmigen Lichtleiters verläuft. Vorteilhaft kann hierdurch eine Aufteilung des auf den ersten Flächenabschnitt auftreffenden Lichtes in zwei Teillichtbündel erfolgen, wobei das erste Teillichtbündel entferntere Bereiche der zu beleuchtenden Fläche und das dritte Teillichtbündel nahe gelegenen Bereichen der zu beleuchtenden Fläche erfasst. Vorzugsweise ist der erste Flächenabschnitt relativ zu der Reflexionsfläche in Richtung der zu beleuchtenden Fläche geneigt ausgebildet.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung schließen sich an den ersten Flächenabschnitt längsseitig ein zweiter Flächenabschnitt und ein dritter Flächenabschnitt an, die jeweils im Querschnitt kreisbogenförmig ausgebildet sind. Die Konturierung der zweiten und dritten Flächenabschnitte ermöglichen eine Erhöhung des Lichtstromes in die eine Vorzugsrichtung, so dass vorteilhaft entfernt angeordnete Bereiche der zu beleuchtenden Fläche in gleicher Intensität ausgeleuchtet werden wie nahe liegende Bereiche der zu beleuchtenden Fläche.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Lichtauskoppelfläche und/oder die Lichtscheibe in Längsrichtung abwechselnd angeordnete transparente Bereiche und nicht transparente Bereiche auf, so dass ein von dem Lichtleiter abgestrahltes Gesamtlichtbündel unterhalb eines vorgegebenen maximalen Lichteinfallswinkels auf die zu beleuchtende Fläche trifft. Vorteilhaft kann hierdurch die Bautiefe einer als Kennzeichenleuchte ausgebildeten Signalleuchte verringert werden.
  • Bei Ausführung der Signalleuchte als Kennzeichenleuchte kann die Justierung des Lichtleiters insofern vereinfacht werden, dass die Reflexionsfläche lediglich parallel zu der Lichtscheibe der Kennzeichenleuchte ausgerichtet werden muss.
  • Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine Vorderansicht einer als Kennzeichenleuchte ausgebildeten Signalleuchte,
  • 2 einen Vertikalschnitt durch die Kennzeichenleuchte gemäß 1,
  • 3 einen vergrößerten Vertikalschnitt durch die Kennzeichenleuchte und
  • 4 einen teilweisen Längsschnitt durch eine Kennzeichenleuchte nach einer zweiten Ausführungsform.
  • Eine erfindungsgemäße Signalleuchte für Kraftfahrzeuge kann beispielsweise als Kennzeichenleuchte 1 ausgebildet sein, die in vertikaler Richtung innerhalb einer Karosseriemulde 3 oberhalb einer zu beleuchtenden Fläche 2, nämlich eines Kennzeichenschildes angeordnet ist.
  • Die Kennzeichenleuchte 1 weist ein Gehäuse 4 auf, in dem ein stabförmiger Lichtleiter 5 angeordnet ist. Das Gehäuse 4 ist auf einer dem Kennzeichenschild 2 zugewandten Seite mit einer transparenten Lichtscheibe 6 abgedeckt.
  • Der stabförmige Lichtleiter 5 erstreckt sich in dem rinnenförmigen Gehäuse 4 über eine gesamte Länge L des Kennzeichenschildes 2. An gegenüberliegenden Stirnseiten des Lichtleiters 5 sind jeweils LED-Leuchtelemente 7 als Lichtquellen positioniert, die Licht durch eine stirnseitige Lichteinkoppelfläche 8 des Lichtleiters 5 einkoppeln.
  • Eine Längsachse 9 des Lichtleiters 5 erstreckt sich parallel zu einer Erstreckungsebene 10 des Kennzeichenschildes 2.
  • Der Lichtleiter 5 weist auf einer dem Kennzeichenschild 2 abgewandten Seite eine Reflexionsfläche 11 auf, die über Licht ablenkende Mittel verfügt. Beispielsweise können die Licht ablenkenden Mittel als Prismenelemente ausgebildet sein, die das eingekoppelte Licht in Richtung einer gegenüberliegenden und auf einer der Lichtscheibe 6 zugewandten Seite verlaufenden Lichtauskoppelfläche 12 reflektierten. An der Lichtauskoppelfläche 12 wird das Licht im Wesentlichen quer zu der Längsachse 9 des Lichtleiters 5 abgestrahlt, wodurch durch Konturierung der Lichtauskoppelfläche 12 gewährleistet ist, dass das Kennzeichenschild 2 homogen ausgeleuchtet wird.
  • Die Lichtauskoppelfläche 12 weist einen mittleren ersten Flächenabschnitt 13 auf, der eben oder im Querschnitt konkavförmig oder im Querschnitt konvexförmig verläuft. Eine Erstreckungsebene 14 des ersten Flächenabschnittes 13 verläuft in einem relativ kleinen spitzen Winkel zu der Reflexionsfläche 11 und ist somit leicht geneigt zu derselben angeordnet. Vorzugsweise ist die Erstreckungsebene 14 des ersten Flächenabschnittes 13 leicht geneigt in Richtung des Kennzeichenschildes 2 angeordnet, so dass die Normale der Erstreckungsebene 14 mit der Erstreckungsebene 10 des Kennzeichenschildes 2 einen größeren Winkel einschließt als die Normale der Reflexionsfläche 11 mit der Erstreckungsebene 10 des Kennzeichenschildes 2.
  • Der erste Flächenabschnitt 13 weist eine solche Kontur bzw. Orientierung zu der Reflexionsfläche 11 auf, dass ein senkrecht zu der Reflexionsfläche 11 von derselben reflektiertes Teillichtbündel 15 an dem ersten Flächenabschnitt 13 entsprechend einer Vorzugsrichtung 16 abgestrahlt wird. Die Vorzugsrichtung 16 bzw. Hauptabstrahlrichtung 16 weist in Richtung eines entfernt angeordneten Bereiches 17 des Kennzeichenschildes 2.
  • Auf einer zur Karosseriemulde 3 hin orientierten Seite des ersten Flächenabschnittes 13 schließt sich an einer ersten Längsseite 18 desselben ein zweiter Flächenabschnitt 19 an. An einer der Karosseriemulde 3 abgewandten Seite schließt sich an einer zweiten Längsseite 20 des ersten Flächenabschnittes 13 ein dritter Flächenabschnitt 21 der Lichtauskoppelfläche 8 an. Der zweite Flächenabschnitt 19 und der dritte Flächenabschnitt 21 sind im Querschnitt vorzugsweise unterschiedlich kreisbogenförmig derart ausgebildet, dass ein zweites Teillichtbündel 22 im Wesentlichen in Vorzugsrichtung 16 zur Ausleuchtung des entfernt angeordneten Bereiches 17 des Kennzeichenschildes 2 abgestrahlt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der zweite Flächenabschnitt 19 eine andere Krümmung auf als der dritte Flächenabschnitt 21. Die Konturen des zweiten Flächenabschnittes 19 und des dritten Flächenabschnittes 21 sind aus einer Kreiskontur K abgeleitet, derart, dass die Lichtstrahlen des zweiten Teillichtbündels 22 in einem virtuellen Brennort P zusammenlaufen, der auf einer der Lichtauskoppelfläche 12 abgewandten Seite der Reflexionsfläche 11 außerhalb des Lichtleiters 5 angeordnet ist, siehe 3.
  • Zur Ausleuchtung eines relativ nahen oberen Bereiches 23 des Kennzeichenschildes 2 wird ein drittes Teillichtbündel 24 an dem ersten Flächenabschnitt 13 entsprechend einer anderen zweiten Vorzugsrichtung 25 (zweite Hauptabstrahlrichtung) abgestrahlt. Das dritte Teillichtbündel 24 wird gebildet aus Lichtstrahlen, die nicht senkrecht zu der Reflexionsfläche 11 von derselben reflektiert werden, siehe gestrichelte Linie 24 in 3.
  • Wie aus 2 ersichtlich ist, werden das erste Teillichtbündel 15 und das zweite Teillichtbündel 22 unter einem ersten Raumwinkelbereich S1 und das dritte Teillichtbündel 24 unter einem zweiten Raumwinkelbereich S2 abgestrahlt, wobei der erste Raumwinkelbereich S1 kleiner ist als der zweite Raumwinkelbereich S2.
  • Das erste Teillichtbündel 15 und das zweite Teillichtbündel 22 treffen entsprechend der Vorzugsrichtung 16 unter einem spitzen Winkel α auf das Kennzeichenschild 2, der größer ist als ein spitzer Winkel β, unter dem das dritte Teillichtbündel 24 entsprechend der zweiten Vorzugsrichtung 25 auf das Kennzeichenschild 2 trifft.
  • Die Flächenabschnitte 13, 19, 21 verlaufen in Längsrichtung des Lichtleiters 5. An der Längsseite der Lichtauskoppelfläche 12 schließt sich jeweils eine konkavförmige defokussierende Seitenfläche 26 an, die sich bis hin zu der Reflexionsfläche 11 erstreckt.
  • Die Lichtscheibe 6 und die Lichtauskoppelfläche 12 sind über die gesamte Länge transparent ausgebildet und ermöglichen eine homogene und effektive Ausleuchtung des Kennzeichenschildes 2.
  • Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß 4 ist eine Kennzeichenleuchte 31 vorgesehen, die sich von der Kennzeichenleuchte 1 gemäß den 1 bis 3 dadurch unterscheidet, dass sie eine Lichtscheibe 32 mit in Längsrichtung abwechselnd angeordneten transparenten Bereichen 33 und nicht transparenten Bereichen 34 aufweist. Die transparenten Bereiche 33 der Lichtscheibe 32 sind um ein Mehrfaches länger als die nicht transparenten Bereiche 34. Hierdurch erfolgt eine segmentierte Lichtabstrahlung entlang der Längsachse 9 der Kennzeichenleuchte 31.
  • Gleiche Bauteile bzw. Bauteilfunktionen sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
  • Vorteilhaft können hierdurch die gesetzlichen Vorgaben hinsichtlich des maximalen Lichteinfallswinkels (8°) bezüglich der Erstreckung des Kennzeichenschildes 2 erfüllt werden, da der maßgebliche Lichtbündelbereich auf die durch den transparenten Bereich 33 abgestrahlten Teillichtbündel beschränken lässt. Vorteilhaft kann hierdurch eine Bautiefe D der Kennzeichenleuchte 1, 31 und somit die Tiefe der Karosseriemulde 3 verringert werden.
  • Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann statt der Lichtscheibe 32 auch die Lichtauskoppelfläche 12 des Lichtleiters 5 in Längsrichtung abwechselnd angeordnete transparente und nicht transparente Bereiche aufweisen. Hierdurch ergibt sich der gleiche Effekt.
  • Nach einer nicht dargestellten Ausführungsform kann die Kennzeichenleuchte 31 auch eine Reflexionsfläche aufweisen, die in Längsrichtung abwechselnd angeordnete Licht ablenkende Mittel und nicht Licht ablenkende Mittel aufweist. Hierdurch kann es ebenfalls zu einer Segmentierung der Kennzeichenleuchte 31 führen.
  • Der Lichtleiter 5 ist vorzugsweise PMMA-Material hergestellt.

Claims (9)

  1. Signalleuchte für Kraftfahrzeuge, insbesondere eine Kennzeichenleuchte, mit einem stabförmigen Lichtleiter (5) enthaltend – mindestens eine an einer Stirnseite desselben angeordnete Lichteinkoppelfläche (8), – eine sich in Richtung einer Längsachse des Lichtleiters (5) erstreckende; quer zu der Längsachse abstrahlende Lichtauskoppelfläche (12), – eine der Lichtauskoppelfläche (12) gegenüberliegende Reflexionsfläche (11) mit Licht ablenkenden Mitteln zum Reflektieren zumindest eines Teils des über die Lichteinkoppelfläche (8) eingekoppelten Lichtes in Richtung der Lichtauskoppelfläche (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtauskoppelfläche (12) segmentiert ausgebildet ist mit mindestens zwei Flächenabschnitten (13, 19, 21) unterschiedlicher Kontur, – dass eine zu beleuchtende Fläche (2) zu einer Mittelebene der Lichtauskoppelfläche (12) in einem kleinen spitzen Winkel angeordnet ist, – dass die Lichtauskoppelfläche (12) einen ersten Flächenabschnitt (13) aufweist, wobei eine Erstreckungsebene (14) des ersten Flächenabschnitts (13) in einem relativ kleinen spitzen Winkel zu der Reflexionsfläche (11) unter leichter Neigung zu derselben verläuft, – dass der erste Flächenabschnitt (13) derart ausgebildet ist, – dass ein senkrecht zu der Reflexionsfläche (11) von derselben reflektiertes erstes Teillichtbündel (15) an dem ersten Flächenabschnitt (13) in eine erste Vorzugsrichtung (16) gebrochen wird in Richtung eines entfernt von dem Lichtleiter (5) angeordneten Bereich (17) der zu beleuchtenden Fläche (2), – dass ein nicht senkrecht zu der Reflexionsfläche (11) von derselben reflektiertes drittes Teillichtbündel (24) an dem ersten Flächenabschnitt (13) in eine zu der ersten Vorzugsrichtung (16) anderen zweiten Vorzugsrichtung (25) gebrochen wird zur Ausleuchtung eines zu dem Lichtleiter (5) näher liegenden Bereiches (23) der zu beleuchtenden Fläche (2), und – dass ein zweiter Flächenabschnitt (19) und/oder ein dritter Flächenabschnitt (21) derart im Querschnitt kreisbogenförmig ausgebildet ist, dass ein zweites Teillichtbündel (22) in die erste Vorzugsrichtung (16) gebrochen wird zur Ausleuchtung des entfernt von dem Lichtleiter (5) angeordneten Bereichs (17) der zu beleuchtenden Fläche (2).
  2. Signalleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der stabförmige Lichtleiter (5) in einem Abstand zu der zu beleuchtenden Fläche angeordnet ist und dass die erste Vorzugsrichtung (16) des ersten Teillichtbündels (15) und des zweiten Teillichtbündels (22) einen spitzen Winkel (α) zu der zu beleuchtenden Fläche (2) bildet, der kleiner ist als ein spitzer Winkel (β), der von der zweiten Vorzugsrichtung (25) des dritten Teillichtbündels (24) mit der zu beleuchtenden Fläche (2) eingeschlossen wird.
  3. Signalleuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der stabförmige Lichtleiter (5) parallel zu einer Randseite der zu beleuchtenden Fläche (2) verläuft, wobei die Lichtauskoppelfläche (12) auf einer der zu beleuchtenden Fläche (2) zugewandten Seite angeordnet ist und wobei die Flächenabschnitte (13, 19, 21) der Lichtauskoppelfläche (12) derart ausgebildet sind, dass das erste Teillichtbündel (15) und das zweite Teillichtbündel (22) und das dritte Teillichtbündel (24) ausschließlich auf die zu beleuchtende Fläche (2) trifft.
  4. Signalleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenabschnitte (13, 19, 21) der Lichtauskoppelfläche (12) in Längsrichtung des Lichtleiters (5) verlaufen.
  5. Signalleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flächenabschnitt (13) eben oder im Querschnitt konkavförmig oder im Querschnitt konvexförmig verläuft mit einer Erstreckungsebene (E), die in einem Winkel zu der Reflexionsfläche verläuft.
  6. Signalleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich an einer ersten Längsseite (18) des ersten Flächenabschnittes (13) der zweite Flächenabschnitt (19) und an einer zweiten Längsseite (20) des ersten Flächenabschnittes (13) der dritte Flächenabschnitt (21) anschließen, wobei der dritte Flächenabschnitt (21) im Querschnitt kreisbogenförmig ausgebildet ist.
  7. Signalleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (5) in einem Gehäuse (4) angeordnet ist, das auf einer der zu beleuchtenden Fläche (2) zugewandten Seite mit einer Lichtscheibe (6) abgedeckt ist.
  8. Signalleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters (5) und/oder die Lichtscheibe (32) in Längsrichtung derselben vorzugsweise abwechselnd angeordnete transparente Bereiche (33) und nicht transparente Bereiche (34) aufweist.
  9. Signalleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsfläche des Lichtleiters (5) in Längsrichtung desselben vorzugsweise abwechselnd angeordnete Bereiche mit Licht ablenkenden Mitteln und Bereiche mit nicht Licht ablenkenden Mitteln aufweist.
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