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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Um eine linienförmige Signatur von Signalfunktionen in Heckleuchten oder Scheinwerfern zu realisieren, wird in der
DE 10 2008 048 765 A1 eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Anzahl von Lichtquellen sowie einem demselben zugeordneten flächigen Lichtleitelement vorgeschlagen. Das flächige Lichtleitelement weist zwei parallele Flachseiten auf, an denen das eingekoppelte Licht total reflektiert wird in Richtung einer vorderen Schmalseite, an der das Licht ausgekoppelt wird. An einer rückseitigen Schmalseite wird das Licht in das flächige Lichtleitelement eingekoppelt. Die linienförmige vordere Schmalfläche kann geradlinig, geschwungen oder wellenförmig ausgebildet sein, so dass eine Vielzahl von Lichtbandkonfigurationen erstellbar ist, die die Gestaltungsmöglichkeiten einer Beleuchtungsvorrichtung erweitern. Da die Lichtquellen verteilt an der hinteren Schmalseite positioniert sein müssen, ist der Montageaufwand relativ groß.
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Aus der
EP 2 377 721 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle und einem flächigen Lichtleitelement bekannt, das rotationssymmetrisch ausgebildet ist und dass ausgehend von einer lichteinkoppelnden ersten Schmalseite einen Verbreiterungsabschnitt aufweist, der in einen in Hauptabstrahlrichtung verlaufenden geraden Abschnitt übergeht. Der gerade Abschnitt weist eine lichtauskoppelnde zweite Schmalseite auf.
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Aus der
US 2003/0063473 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Anzahl von Lichtquellen und einem denselben zugeordneten flächigen Lichtleitelement bekannt, das auf einer Lichteinkoppelseite eine erste Schmalseite und auf einer Lichtauskoppelseite eine zweite Schmalseite aufweist. An der ersten Schmalseite wird das Licht eingekoppelt. An der zweiten Schmalseite wird das Licht ausgekoppelt. Die erste Schmalseite ist an einem ersten zylindrischen Abschnitt des flächigen Lichtleitelementes angeordnet. Die zweite Schmalseite ist an einem zweiten zylindrischen Abschnitt des Lichtleitelementes angeordnet, wobei der zweite zylindrische Abschnitt einen größeren Durchmesser aufweist als der erste zylindrische Abschnitt.
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Zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt und dem zweiten zylindrischen Abschnitt erstreckt sich ein paraboloidförmiger mittlerer Abschnitt des Lichtleitelementes. Dieser mittlere Abschnitt ist derart konfiguriert, dass eingekoppeltes Licht an den Oberflächen in Richtung des zweiten zylindrischen Abschnitts weitergeleitet wird. Darüber hinaus weist der erste zylindrische Abschnitt eingangsseitig eine Lichteinkoppelstruktur auf, so dass das eingekoppelte Licht parallelisiert wird. Das eingekoppelte parallele Licht wird somit durch den paraboloidförmigen Mittelabschnitt an den zweiten zylindrischen Abschnitt weitergeleitet, von dem aus es in paralleler Richtung ausgekoppelt wird. Die Übergänge zwischen dem mittleren Abschnitt zu dem ersten zylindrischen Abschnitt und dem zweiten zylindrischen Abschnitt weisen Knickstellen auf und sind somit nicht kontinuierlich.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einem flächigen Lichtleitelement derart weiterzubilden, dass der Herstellungsaufwand für an einer Schmalseite verteilt angeordnete Lichtquellen verringert wird, wobei gleichzeitig eine homogene Lichtabstrahlung an der gegenüberliegenden Schmalseite gewährleistet ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf.
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Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Positionierung der Lichtquellen variabler gestaltet sein kann, und zwar unabhängig von der Lage einer lichtauskoppelnden zweiten Schmalseite. Die der ersten Schmalseite zugeordneten Lichtquellen können abhängig von dem rückwärtigen Bauraum in Projektion seitlich versetzt zu der zweiten Schmalseite positioniert sein. Wenn ein Abstand der ersten Schmalseite zu einer Bezugsachse kleiner ist als ein Abstand der zweiten Schmalseite zu derselben Bezugsachse oder einer parallel zu derselben versetzten Bezugsachse, ist vorteilhaft der Bauraumbedarf an der lichteinkoppelnden ersten Schmalseite geringer ist als an der lichtauskoppelnden zweiten Schmalseite. Eine Länge der ersten Schmalseite ist kleiner als eine Länge der lichtauskoppelnden zweiten Schmalseite. Die für die Bereitstellung der Lichtquellen erforderliche Fläche kann somit wesentlich verringert werden. Insbesondere kann die Anzahl der Leiterplatten verringert werden, wenn die Lichtquellen auf einer Leiterplatte angeordnet sind. Hierdurch kann der Kosten- bzw. Montageaufwand verringert werden. Wenn sich der Abstand der ersten Schmalseite und der zweiten Schmalseite jeweils auf unterschiedliche Bezugsachsen, vorzugsweise auf parallel zueinander versetzte Bezugsachsen, bezieht, kann sich das Lichtleitelement schräg zu einer Hauptabstrahlrichtung erstrecken. Hierdurch kann beispielsweise die zweite lichtauskoppelnde Schmalseite in einem besonders weit ausliegenden Seitenbereich eines Fahrzeugkotflügels angeordnet sein, während die Lichtquellen an der ersten Schmalseite in einem vergleichsweise inneren Bereich, das heißt zur Fahrzeugmittelachse hinweisenden Bereich angeordnet, sein können.
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Nach der Erfindung weisen die Flachseiten einen Verbreiterungsabschnitt auf, der sich stetig und kontinuierlich zwischen der ersten Schmalseite und der zweiten Schmalseite erstreckt. Hierdurch wird eine vollständige Weiterleitung des eingekoppelten Lichtes in Richtung der zweiten Schmalseite ermöglicht. In Richtung der zweiten Schmalseite erfolgt somit eine geometrische Erweiterung des flächigen Lichtleitelementes, wobei ausschließlich das Licht an der vorderen zweiten Schmalseite ausgekoppelt wird.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verläuft die erste und die zweite Schmalseite jeweils entlang mindestens eines Bogens, wobei ein Bogen der ersten Schmalseite im Vergleich zu einem Bogen der zweiten Schmalseite zu einer Bezugsachse hin quer versetzt angeordnet ist. Der Bogen der ersten Schmalseite weist eine größere Krümmung auf als der Bogen der zweiten Schmalseite. Gegebenenfalls kann die erste Schmalseite und/oder die zweite Schmalseite auch aus mehreren Bogenabschnitten gleicher oder unterschiedlicher Krümmungen bestehen, wobei stets die Länge der Bogenabschnitte an der ersten Schmalseite kleiner ist als die Länge der Bogenabschnitte an der zweiten Schmalseite.
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Vorteilhaft ermöglicht die Erfindung eine konzentrierte Lichteinkopplung, da aufgrund er vergleichsweise geringen Länge der ersten Schmalseite der Abstand benachbarter Lichtquellen geringer ist. Die konzentrierte Positionierung der Lichtquellen führt in Verbindung mit dem Geometrieverlauf der Beleuchtungseinrichtung zu einer guten Überdeckung des von den einzelnen Lichtquellen zur Verfügung gestellten Lichts und dadurch zu einer homogenen Ausleuchtung der zweiten Schmalseite.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die erste Schmalseite in einer Erstreckungsebene angeordnet, die quer zu einer Hauptabstrahlrichtung der Beleuchtungsvorrichtung verläuft. Die Lichtquellen können somit auf einem gemeinsamen ebenen Träger angeordnet sein.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich die zweite Schmalseite in einer Ebene, die schräg zu der Hauptabstrahlrichtung der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist. Beispielsweise kann somit die zweite Schmalseite der Kontur einer die Beleuchtungsvorrichtung aufnehmenden Karosserieöffnung angepasst angeordnet sein.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
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Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Vorderansicht einer Beleuchtungsvorrichtung mit einem rinnenförmigen flächigen Lichtleitelement, das sich in Hauptabstrahlrichtung der Beleuchtungsvorrichtung quer zu einer Hauptabstrahlrichtung derselben erweitert,
- 2 eine Vorderansicht der Beleuchtungsvorrichtung und
- 3 eine Draufsicht der Beleuchtungsvorrichtung.
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Eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge kann für Signalfunktionen in Heckleuchten oder Scheinwerfern eingesetzt werden.
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Die Beleuchtungsvorrichtung kann rinnenförmig und in Hauptabstrahlrichtung H der Beleuchtungsvorrichtung räumlich erweitert ausgebildet sein. Die Beleuchtungsvorrichtung weist ein flächiges Lichtleitelement 1 sowie eine Anzahl von Lichtquellen 2 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Mehrzahl von Lichtquellen 2 vorgesehen, die sich ringförmig auf einer gemeinsamen Trägerplatte bzw. Leiterplatte 3 erstrecken. Die Leiterplatte 3 ist quer zu einer Bezugsachse A angeordnet, die in Hauptabstrahlrichtung H verläuft.
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Das flächige Lichtleitelement 1 weist auf einer Lichteinkoppelseite eine lichteinkoppelnde erste Schmalseite 4 auf, an die sich in Hauptabstrahlrichtung H zwei gegenüberliegende Flachseiten 5, 5' des flächigen Lichtleitelementes 1 anschließen. Das über die erste Schmalseite 4 eingekoppelte Licht wird an den Flachseiten 5, 5' total reflektiert und in Richtung einer zweiten Schmalseite 6 weitergeleitet, an der das Licht ausgekoppelt wird.
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Das flächige Lichtleitelement 1 weist einen Verbreiterungsabschnitt 7 zwischen der ersten Schmalseite 4 und der zweiten Schmalseite 6 auf, so dass eine Länge 12 der zweiten Schmalseite 6 größer ist, als eine Länge 11 der ersten Schmalseite 4. Da die erste Schmalseite 4 und die zweite Schmalseite 6 jeweils eine konstante Dicke d, vorzugsweise eine gleichgroße Dicke d, aufweisen, ist die lichtauskoppelnde zweite Schmalseite 6 großflächiger als die lichteinkoppelnde erste Schmalseite 4. Alternativ können sich die Flachseiten 5, 5' auch zur ersten Schmalseite (4) oder zu der zweiten Schmalseite (6) hin verjüngen oder verdicken.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt sich das flächige Lichtleitelement 1 rinnenförmig bzw. rohrförmig, wobei das so gebildete Rohr zu einer Seite hin, vorzugsweise zu einer vertikal oberen Seite hin, abgeschnitten ausgebildet ist. Die Schnittfläche kann in horizontaler Richtung verlaufen.
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Die erste Schmalseite 4 und die zweite Schmalseite 6 verlaufen entlang eines Bogens. Der Bogen der ersten Schmalseite 4 kann kreisförmig verlaufen mit einem Radius r1 bezüglich der Bezugsachse A. Der Bogen der zweiten Schmalseite 6 kann kreisförmig verlaufen mit einem Radius r2 bezüglich der Bezugsachse A. Da sich die Flachseiten 5, 5' in dem Verbreiterungsabschnitt 7 in Hauptabstrahlrichtung H kontinuierlich zu der Bezugsachse A hin verbreitern, ist der Radius r2 der zweiten Schmalseite 6 größer als der Radius r1 der ersten Schmalseite 4. Die erste Schmalseite 4 weist eine größere Krümmung auf als die zweite Schmalseite 6.
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Gegebenenfalls kann die erste Schmalseite 4 und/oder die zweite Schmalseite 6 auch aus mehreren Bögen gleicher und/oder unterschiedlicher Krümmung bestehen. Die erste Schmalseite 4 und/oder die zweite Schmalseite 6 können beispielsweise statt C-förmige auch S-förmig oder wellenförmige Bogenabschnitte aufweisen oder eine kreisförmige, geschlossene Kontur aufweisen. Vorzugsweise ist der Abstand r1 dieser Bogenabschnitte der ersten Schmalseite 4 stets kleiner oder größer als der Abstand r2 der Bogenabschnitte der zweiten Schmalseite 6.
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Vorzugsweise ist das flächige Lichtleitelement 1 einstückig als ein Spritzgießteil ausgebildet. Es kann aus einem transparenten Kunststoffmaterial hergestellt sein.
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Die zweite Schmalseite 6 weist vorzugsweise optische Elemente, wie Kissenoptiken, Streifenoptiken oder Prismen als optische Strukturelemente zur Streuung des Lichtes auf oder besitzt eine Licht streuende Strukturierung, wie eine Erodier- Ätz- oder Laserstruktur. Die erste Schmalseite 4 kann in einem zu den Lichtquellen 2 nahen Lichteintrittsbereich optische Strukturen aufweisen, wenn lichtstarke Lichtsignalfunktionen, wie Brems-, Blink- oder Tagfahrlicht erzeugt werden. Wenn relativ lichtschwache Signalfunktionen, wie Positions- oder Schlusslicht erzeugt werden sollen, kann die erste Schmalseite 4 vollständig optikfrei ausgebildet sein.
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Gegebenenfalls kann die Leiterplatte 3 in einem zentralen Bereich mit weiteren Lichtquellen versehen sein, so dass eine zusätzliche Signallichtfunktion erzeugbar ist.
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Der Verlauf der ersten Schmalseite 4 und der zweiten Schmalseite 6 ist stetig. Der Verlauf der Flachseiten 5, 5' von der ersten Schmalseite 4 zu der zweiten Schmalseite 6 verläuft stetig, wobei ein vorderer Bereich 9 des flächigen Lichtleitelementes 1 bauchig und ein hinterer Bereich 8 des flächigen Lichtleitelementes 1 teilzylinderförmig ausgebildet ist.
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Die vordere zweite Schmalseite 6 kann abgeschrägt zu der Bezugsachse A ausgebildet sein und damit einer Kontur einer Karosserieöffnung folgen. Der Verbreiterungsabschnitt 7 des flächigen Lichtleitelementes 1 verbindet den der ersten Schmalseite 4 zugewandten schmalen Abschnitt 8 des flächigen Lichtleitelementes 1 mit dem der zweiten Schmalseite 6 zugewandten breiten Abschnitt 9 des flächigen Lichtleitelementes 1.
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Die Lichtquellen sind vorzugsweise als LED-Lichtquellen ausgebildet.
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Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann der Abstand r1 der ersten Schmalseite 4 auch größer sein als der Abstand r2 der zweiten Schmalseite 6. Das Lichtleitelement 1 verläuft somit in Hauptabstrahlrichtung H domförmig.
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Nach einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung bemisst sich der Abstand r1 der ersten Schmalseite 4 zu einer ersten Bezugsachse, während der Abstand r2 der zweiten Schmalseite 6 sich zu einer zweiten Bezugsachse bemisst. Die erste Bezugsachse und die zweite Bezugsachse können parallel versetzt zueinander jeweils in Hauptabstrahlrichtung H verlaufen. Die erste Schmalseite 4 ist in Projektion auf einer senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung H verlaufenden Ebene seitlich versetzt zu der zweiten Schmalseite 6 angeordnet, so dass die Lichtauskopplung seitlich versetzt zu der Lichteinkopplung erfolgt.
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Wenn die erste Bezugsachse zu der zweiten Bezugsachse in einem Winkel angordnet ist, ist die erste Schmalseite 4 und/oder die zweite Schmalseite 6 nicht senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung H angeordnet. Die Lichteinkopplung und/oder die Lichtauskopplung kann somit in einem Winkel zu einer Fahrzeuglängsrichtung oder zu einer Hauptachse der Lichtquellen 2 oder zu einer Fläche der zweiten Schmalseite 6 erfolgen. In diesem Fall verlaufen die Flächen der ersten Schmalseite 4 und der zweiten Schmalseite 6 nicht parallel zueinander.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- flächiges Lichtleitelement
- 2
- Lichtquellen
- 3
- Leiterplatte
- 4
- 1. Schmalseite
- 5, 5'
- Flachseiten
- 6
- 2. Schmalseite
- 7
- Verbreiterungsabschnitt
- 8
- schmaler Abschnitt
- 9
- breiter Abschnitt
- H
- Hauptabstrahlrichtung
- A
- Bezugsachse
- r1, r2
- Abstand
- d
- Dicke
