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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinheit für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Stand der Technik
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Aus der Druckschrift
US 020100246205 A1 ist eine Beleuchtungseinheit für ein Kraftfahrzeug mit einem Leuchtmittel und einer Hauptlichtaustrittsöffnung bekannt. Dabei ist die Beleuchtungseinheit mehrstückig aufgebaut. Das Leuchtmittel ist in einem Bauraum der Beleuchtungseinheit angeordnet, wobei der Bauraum von einem Gehäuse umgeben ist. Durch das Leuchtmittel kann emittierbares Licht auf einen Reflektor abgestrahlt werden, wobei durch den Reflektor das emittierbare Licht auf die Hauptlichtaustrittsöffnung umlenkbar ist. Das emittierbare Licht des Leuchtmittels wird in einem gewissen Abstrahlbereich ausgestrahlt, wobei dieser Abstrahlbereich zum Teil von dem Gehäuse begrenzt wird. Die gesamte Beleuchtungseinheit weist dabei separate Bauteile auf, die zusammengesetzt die Beleuchtungseinheit als Funktionseinheit ergeben. Als nachteilig hat sich allerdings herausgestellt, dass das Gehäuse nicht gezielt zur Eingrenzung des Abstrahlbereiches von emittierbarem Licht des Leuchtmittels genutzt werden kann, insbesondere dass das Gehäuse separat von dem Reflektor ausgeführt ist, wobei ein höherer Montageaufwand bei der Zusammensetzung der Beleuchtungseinheit benötigt wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungseinheit für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem Leuchtmittel bereit zu stellen, wobei der Abstrahlbereich von emittierbarem Licht des Leuchtmittels definiert eingrenzbar ist, insbesondere dass die Beleuchtungseinheit einfach und zuverlässig aufgebaut ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Beleuchtungseinheit mit den Merkmalen des Anspruches 1 vorgeschlagen, insbesondere mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen ausgeführt. Dabei können die in den Ansprüchen und der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils für sich oder in Kombination erfindungswesentlich sein. Die Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, gelten dabei selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und umgekehrt. Dabei können die in den Ansprüchen und Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln oder in Kombination erfindungswesentlich sein.
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Die Erfindung offenbart eine Beleuchtungseinheit für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem Leuchtmittel und einer Hauptlichtaustrittsöffnung, wobei das Leuchtmittel einen Abstrahlbereich für emittierbares Licht aufweist. Das emittierbare Licht ist dabei über einen Reflektor auf die Hauptlichtaustrittsöffnung umlenkbar. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass an dem Reflektor ein Abblendelement zur Abgrenzung des Abstrahlbereiches angeordnet ist. Der Reflektor und das Abblendelement sind dabei einstückig als Funktionselement ausgebildet. Das Abblendelement grenzt dabei den Abstrahlbereich ein. Zum einen kann das emittierte Licht des Leuchtmittels derart durch das Abblendelement eingegrenzt werden, dass nur ein bestimmter Teil des Abstrahlbereiches des Leuchtmittels auf den Reflektor abgestrahlt wird. Zum anderen kann das direkt abgestrahlte Licht des Leuchtmittels durch das Abblendelement derart eingegrenzt werden, dass nur über den Reflektor Licht über die Hauptlichtaustrittsöffnung abgestrahlt wird. Eine direkte Lichtabstrahlung des Leuchtmittels auf die Hauptlichtaustrittsöffnung kann damit ausgeschlossen werden, wodurch wirkungsvoll Falschlicht oder auch Blendung vermieden werden kann. Dadurch bedingt kann durch das Abblendelement ebenfalls eine direkte Sichtbarkeit des Leuchtmittels durch die Hauptlichtaustrittsöffnung vermieden werden. Das Leuchtmittel kann dabei eine LED, OLED oder eine Glühlampe sein. Die Nutzung von Standard-LED-Typen kann die Herstellungskosten der Beleuchtungseinheit reduzieren. Darüber hinaus bietet das Abblendelement einen Schutz von Bauelementen in der Beleuchtungseinheit, da das emittierbare Licht des Leuchtmittels durch das Abblendelement nur direkt auf den Reflektor gelenkt werden kann. Damit können gesetzeskonforme Blendwerte eingehalten werden. Dementsprechend kann die Strahlenblende die Aufgabe erfüllen, Licht des Leuchtmittels derart abzuschirmen, so dass nur gerichtetes Licht auf den Reflektor lenkbar ist. Eine Direktstrahlung bzw. eine Blendung kann damit wirkungsvoll vermieden werden. Natürlich können in der Beleuchtungseinheit auch mehrere Leuchtmittel zum Einsatz kommen. Die einstückige Ausbildung des Reflektors und des Abblendelementes bietet zum einen den Vorteil, dass die geometrische Anordnung von Abblendelement und Reflektor erhalten bleibt. Eine Fehlanordnung des Abblendelementes an den Reflektor wird dadurch wirkungsvoll vermieden. Zum anderen wird damit der Zusammenbau der Beleuchtungseinheit begünstigt, da weniger Bauelemente zur Herstellung der Beleuchtungseinheit benötigt werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, dass das Abblendelement eine Abschatterkante aufweist, wobei die Abschatterkante geriffelt, gezackt oder in einer Freiformkontur ausgeführt ist. Damit lässt sich der Abstrahlbereich des Leuchtmittels derart anpassen, dass dieser der Geometrie des Reflektors genügt. Auch eine konvexe oder konkave Form der Abschatterkante ist dabei denkbar. Damit können unterschiedliche Bereiche des Reflektors gezielt mit einer unterschiedlichen Lichtintensität bestrahlt werden. Kommen mehrere Leuchtmittel zum Einsatz, so ist auch eine Abschatterkante mit rechteckförmigen Vorsprüngen denkbar, wobei jeder rechteckiger Vorsprung direkt vor einem Leuchtmittel angeordnet werden kann.
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Es ist vorteilhaft, dass das Funktionselement monolithisch ausgeführt ist. Damit kann das Funktionselement durch ein Spritzgussverfahren hergestellt werden. Eine ungewollte Fehlstellung zwischen Abblendelement und Reflektor lässt sich dadurch wirkungsvoll vermeiden. Die Strahlenblende wird damit in die Reflektorgeometrie integriert. Weiterhin wird die Anzahl der Montageprozesse verringert, wobei gleichzeitig die Beleuchtungseinheit kostengünstiger aufgebaut werden kann. Zudem kann das Funktionselement in großer Stückzahl kostengünstig hergestellt werden.
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Es ist vorteilhaft, dass das Abblendelement über eine Schraubverbindung oder ein Klebeverfahren kraft- und/oder formschlüssig an dem Reflektor zur Bildung des Funktionselementes angeordnet ist. Der Vorteil einer Schraubverbindung liegt in der reversiblen Anordnung von Abblendelement und Reflektor. Im Falle, dass der Reflektor einen Defekt aufweisen sollte, kann dieser separat ausgetauscht werden. Ein Klebeverfahren bietet dabei den Vorteil, dass die Anbringung des Abblendelementes an den Reflektor kostengünstig erfolgen kann.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, dass ein Montagekörper vorgesehen ist, an den das Leuchtmittel angeordnet ist. Der Montagekörper kann dabei eine Fläche aufweisen, an dem das Leuchtmittel angeordnet ist. Das Leuchtmittel kann dabei als LED-Modul ausgebildet sein, wobei das LED-Modul einen Träger aufweisen kann, der u.a. die energetischen Versorgungsleitungen aufweist. Die Beleuchtungseinheit weist dabei Elemente wie z.B. den Reflektor, den Montagekörper, das Leuchtmittel, das Abblendelement und ein Umgebungsbauteil auf. Das Umgebungsbauteil kann dabei das LED-Modul und den Montagekörper vor ungewollten Krafteinwirkungen schützen. Zudem kann das Umgebungsbauteil den Montagekörper, das Abblendelement und einen Teil des Reflektors verdecken. Der Betrachter der Beleuchtungseinheit wird dementsprechend nur nicht verdeckte Bereiche des Reflektors und/oder des Abblendelementes durch die Hauptlichteintrittsöffnung betrachten können. Eine direkte Sicht durch die Hauptlichtaustrittsöffnung auf das Leuchtmittel kann durch das Abblendelement vermieden werden. Insofern kann eine direkte Lichteinwirkung durch das Leuchtmittel in das Auge des Betrachters der Beleuchtungseinheit, egal aus welchem Winkel der Betrachter die Beleuchtungseinheit wahrnimmt, vermieden werden.
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Es ist vorteilhaft, dass der Montagekörper als Kühlkörper ausgebildet ist. Das Betreiben von Leuchtmitteln bzw. LEDs oder LED-Modulen verursacht eine Wärmeentwicklung, die weit über 100 °C betragen kan n. Um das Leuchtmittel bzw. die LED vor einer Zerstörung durch Hitze zu schützen, kann das Leuchtmittel auf den Kühlkörper über ein Kleb-, Schweiß- oder Schraubverfahren angebracht sein. Bei einem Klebeverfahren des Leuchtmittels, insbesondere eines LED-Moduls, kann dabei ein wärmeleitender Kleber zum Einsatz kommen. Das LED-Modul weist dabei einen Träger auf, an dem die LED angeordnet ist. Der Träger kann aus einem wärmeleitenden Material hergestellt sein. Dadurch wird ein ausreichender Wärmeübergang von der LED über den Träger auf den Kühlkörper gewährleistet. Vorteilhaft ist es dabei, dass der Montagekörper wenigstens eine Kühlrippe aufweist. Dadurch kann wirkungsvoll die entstehende Wärme, verursacht durch den Betrieb des Leuchtmittels, an die Umgebung abgeführt werden.
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Es ist vorteilhaft, dass das Abblendelement eine Oberfläche aufweist, wobei die Oberfläche des Abblendelementes gewellt und/oder geriffelt ausgeführt ist. Eine gewellte oder geriffelte Ausführung des Abblendelementes ermöglicht eine Streuung des Lichtes. Dadurch wird eine direkte Reflektion des Lichtes über die Oberfläche des Abblendelementes durch die Hauptlichtaustrittsöffnung vermieden. Die Oberfläche kann auch kissenförmig ausgestaltet sein, um eine Streuung des auf die Oberfläche des Abblendelementes fallenden Lichtes zu ermöglichen. Auch ist es denkbar, dass die Oberfläche des Abblendelementes aufgeraut oder gekörnt ausgebildet ist. Auch hier wird der Effekt der Streuung wirkungsvoll erreicht.
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Es ist vorteilhaft, dass die Oberfläche des Abblendelementes eine glänzende Oberfläche aufweist. Eine glänzende Oberfläche kann dabei das Licht, welches vom Reflektor auf die Oberfläche reflektiert wird, gewollt und definiert durch die Hauptlichtaustrittsöffnung reflektiert werden. Es kann dadurch eine gewollte definierte Streuung des austretenden Lichtes durch die Hauptlichtaustrittsöffnung erzielt werden, wodurch geforderte vorgegebene Blendwerte eines Gesetzgebers eingehalten werden können. Dabei kann die Oberfläche metallisch ausgeführt sein, was wiederum den Vorteil einer besseren Wärmeableitung der auftretenden Wärme durch die LED mit sich bringt. Allerdings können auch glänzende Oberflächen über einen glänzenden Kunststoffüberzug erreicht werden.
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Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei können die in den Ansprüchen und der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
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1 einen schematischen Schnitt durch eine Beleuchtungseinheit und
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2 eine schematische Ansicht einer Beleuchtungseinheit.
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In 1 ist schematisch ein Schnitt durch eine Beleuchtungseinheit 1 dargestellt (s. 2). Ein Leuchtmittel 10 kann dabei sichtbares Licht auf einen Reflektor 12 emittieren. Das emittierte Licht wird dabei von dem Reflektor 12 umgelenkt und durch eine Hauptlichtaustrittsöffnung 11 abgestrahlt. Der Abstrahlbereich des Leuchtmittels 10 wird dabei durch ein Abblendelement 14 eingegrenzt. Das Abblendelement 14 weist hierfür eine Abschatterkante auf, welche in unterschiedlichen Konturen ausgeführt sein kann. Das Abblendelement 14 weist zudem eine Oberfläche 26 auf, die glänzend oder matt ausgeführt sein kann. Eine matte Ausführung der Oberfläche 26 ermöglicht eine Streuung des auf die Oberfläche 26 fallenden reflektierten Lichtes durch den Reflektor 12. Das Leuchtmittel 10, das als LED ausgeführt sein kann, kann dabei auf einem Träger 28 angeordnet sein. Dabei bilden die LED 10 und der Träger 28 ein LED-Modul. Allerdings können auch andere Leuchtmittel, wie z.B. eine OLED oder eine Glühlampe an dem Träger angeordnet sein. An dem Modul können Leiterbahnen zur energetischen Versorgung angeordnet sein. Der Träger 28 kann dabei aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit ausgebildet sein. Damit ist die Weitergabe der Wärmeentwicklung des Leuchtmittels 10, insbesondere der LED 10, durch den Träger 28 an einen Montageträger 22 möglich. Dabei kann der Montageträger 22 Kühlrippen aufweisen, um die Wärme an die Umgebungsluft abzuführen.
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In 2 ist schematisch eine Beleuchtungseinheit dargestellt. Die gestrichelte Linie zeigt dabei eine Schnittebene, welche zu der schematischen Ansicht der 1 führt. Ein Leuchtmittel 10 kann dabei emittierbares Licht abstrahlen, welches durch einen Reflektor 12 umlenkbar ist. Die Beleuchtungseinheit kann dabei mehrere Leuchtmittel 10 aufweisen. Der Reflektor 12 kann mehrere Bereiche aufweisen, wobei ein Bereich des Reflektors 12 jeweils einem Leuchtmittel 10 zugeordnet ist. Das Abblendelement 14 schattet dabei den Abstrahlbereich des Leuchtmittels 10 ab. Damit wird wirkungsvoll verhindert, dass durch die Hauptlichtaustrittsöffnung 11 eine ungewollte Blendung durch eine direkte Lichtabstrahlung des Leuchtmittels 10 für einen Betrachter der Beleuchtungseinheit 1 erfolgt. Das Abblendelement 14 weist dabei eine Abschatterkante 18 auf, die in unterschiedlichen Konturen ausgeführt sein kann. Denkbar sind hier geriffelte oder gewellte Formkonturen, als auch gezackte bzw. rechteckige Konturen. Damit können bestimmte Bereiche des Reflektors 12 mit einer unterschiedlichen Lichtintensität durch emittierbares Licht des Leuchtmittels 10 angestrahlt werden. Die gesamte Beleuchtungseinheit 1 weist dabei ein Umgebungsbauteil 20 auf, welches den Reflektor 12 und den entsprechend angeordneten Bauelementen vor mechanischen Beschädigungen schützt. Durch das Umgebungsbauteil 20 kann auch die Größe der Hauptlichtaustrittsöffnung 11 bestimmt werden. Somit lässt sich auch dadurch der Abstrahlbereich der Beleuchtungseinheit 1 bzw. die Lichtintensität bestimmen. Das Abblendelement 14 und der Reflektor 12 bilden durch ihre Einstückigkeit ein Funktionselement 16, wobei das Funktionselement 16 an einen Montagekörper 22 angeordnet ist. Die Anordnung kann über ein Schraubverfahren 24 erfolgen. Allerdings ist auch ein Klebeverfahren denkbar. Auch ist eine reversible Rastanordnung denkbar, wobei das Funktionselement 16 Rasthaken aufweisen kann, die mit komplementären Gegenmitteln des Montagekörpers 22 zusammenwirken. Das Leuchtmittel 10 ist auf einem Träger 28 angeordnet, wobei der Träger 28 alle erforderlichen energetischen Funktionsmittel aufweisen kann. Hierzu gehört insbesondere die Integration von Leiterbahnen zu den Leuchtmitteln 10. Zudem kann das Leuchtmittel 10 über eine elektrische Kontaktsteckverbindung mit dem Träger 28 energetisch verbunden werden. Dies ermöglicht einen leichteren Austausch des Leuchtmittels 10. Das Leuchtmittel kann auch ein Gewinde oder einen Bajonettverschluss aufweisen, wobei durch Zusammenschluss des Gewindes bzw. des Bajonettverschlusses mit einem komplementären Gegenmittel die Herstellung eines elektrischen Kontaktes zwischen Leuchtmittel 10 und Träger 28 ermöglicht werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Beleuchtungseinheit
- 10
- Leuchtmittel
- 11
- Hauptlichtaustrittsöffnung
- 12
- Reflektor
- 14
- Abblendelement
- 16
- Funktionselement
- 18
- Abschatterkante
- 20
- Umgebungsbauteil
- 22
- Montagekörper
- 26
- Oberfläche
- 28
- Träger
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 020100246205 A1 [0002]
