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Die Erfindung betrifft ein lichtemittierendes Profil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie dessen Verwendung.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 10 2008 009 137 A1 ist ein lichtemittierendes Profil bekannt, das aus mehreren seitenemittierenden Stufenindexfasern, die von einem transparenten oder transluzenten Mantel umgeben sind, besteht. Die Stufenindexfasern sind innerhalb des Faserbündels nicht untereinander fixiert, so dass es insbesondere während einer Verformung des lichtemittierenden Profils zu unerwünschten Bewegungen zwischen den Fasern oder von Fasern relativ zum Mantel kommt. Eine Verlagerung der Faserverteilung innerhalb des Mantels kann beispielsweise zu einer unerwünschten Helligkeitsverteilung innerhalb des lichtemittierenden Profils führen. Dies ist besonders nachteilig, wenn die lichtemittierenden Profile zur Konturbeleuchtung dienen und dazu der Kontur von dreidimensional geformten Gegenständen folgen müssen. Auch für eine gezielt ungleichmäßige Verteilung der Fasern im Profil, beispielsweise um unterschiedliche Lichtstärken in unterschiedlichen Richtungen zu erzeugen, ist die Fixierung der Fasern unzureichend.
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Aufgabe
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein lichtemittierendes Profil der eingangs genannten Art zu verbessern, insbesondere eine dauerhafte Fixierung der einzelnen Fasern untereinander zu erreichen. Des Weiteren sollen geeignete lichtemittierende Profile zur Verfügung gestellt werden, die zur Verwendung für eine Konturbeleuchtung oder eine akzentuierte Beleuchtung von Gegenständen, insbesondere in Fahrzeuginnenräumen, geeignet sind.
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Lösung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein lichtemittierendes Profil mit den Merkmalen des Anspruches 1 und die Verwendung eines solchen lichtemittierenden Profils nach Anspruch 10 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Dadurch, dass die mindestens zwei Lichtleiter und/oder die mindestens zwei Leuchtelemente des lichtemittierenden Profils von einer gemeinsamen Matrix aus transparentem oder transluzentem Material vollständig umschlossen sind, sind die Relativpositionen der Lichtleiter beziehungsweise der Leuchtelemente in dem lichtemittierenden Profil zueinander fixiert und zusätzlich vor Beschädigung und Verschmutzung geschützt. Transparent bedeutet, dass die Matrix blickdurchlässig ist; der Begriff der Transluzenz beschreibt eine partielle Lichtdurchlässigkeit. Unter dem Begriff Leuchtelement sind insbesondere aktiv Licht emittierende Leuchtelemente, wie beispielsweise Leuchtdioden und elektrolumineszent ausgerüstete Fäden, zu verstehen.
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Vorzugsweise besteht die Matrix des lichtemittierenden Profils aus einem Kunststoffmaterial. Analog zur Extrusion von elektrischen Kabeln werden die Lichtleiter oder Leuchtelemente zu einem strangförmigen Gebilde mit Matrixwerkstoff umgossen.
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Neben bekannten Kunststoffmaterialien eigenen sich auch andere, an sich bekannte transparente oder transluzente Werkstoffe, wie beispielsweise Glas. Glas kommt dann vorteilhaft zum Einsatz, wenn das lichtemittierenden Profil unter höheren Temparaturen verwendet wird und keine besonderen Anforderungen an die Elastizität des Matrixwerkstoffes gestellt werden.
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Das lichtemittierende Profil ist vorzugsweise strangförmig profiliert, wie dies beispielsweise von Strangpressprofilen bekannt ist. Besonders leicht lassen sich Profile herstellen, deren Querschnitt über die gesamte Länge des lichtemittierenden Profils einen konstanten Querschnitt haben. Es lassen sich jedoch auch gezielt Profilverläufe herstellen, deren Querschnitt entlang der axialen Erstreckung des Profils variiert oder deren Querschnitte zueinander verdreht sind, so dass beispielsweise der optische Eindruck eines tordierten Profils entsteht.
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Gewichts- und kostenoptimierte lichtemittierende Profile werden erreicht, indem im Inneren des lichtemittierenden Profils ein Kern angeordnet ist, der von dem Material der Matrix umgeben ist. Im Bereich des Kerns ist dann vorzugsweise kein Matrixmaterial vorhanden. Wenn der Kern innen hohl ausgeführt ist oder aus einem Material mit einer im Vergleich zum Matrixmaterial geringeren Dichte besteht, erhält man vergleichsweise leichte lichtemittierende Profile.
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Innen hohl ausgebildete Kerne haben vorzugsweise eine röhrenförmige Kontur.
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Die Leuchtkraft des lichtemittierenden Profils kann gezielt verändert, insbesondere verstärkt werden, wenn der Kern aus einem reflektierenden Material besteht und/oder mit einer reflektierenden Beschichtung, insbesondere nur auf der Außenseite des Kerns, versehen ist.
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Indem der Kern aus einem nicht lichtleitenden Material besteht, können einzelne Bereiche des lichtemittierenden Profils kontrastreicher gegeneinander abgegrenzt werden.
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Bei Verwendung von mehreren Lichtquellen können einzelne Lichtleiter des lichtemittierenden Profils definiert mit einzelnen Lichtquellen verbunden werden. Dadurch kann ein einfarbiges Muster oder bei Verwendung von Lichtquellen unterschiedlicher Farben ein Muster aus unterschiedlichen Farben über dem Radius oder dem Umfang des lichtemittierenden Profils erzeugt werden.
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Eine Verwendung von mehrfarbigen Leuchtdioden, insbesondere mit automatischem Farbwechsel, zum Einspeisen von Licht in das lichtemittierende Profil ermöglicht einen großen Gestaltungsspielraum für Lichteffekte. Bei einem Einsatz mehrerer Lichtquellen lassen sich so beispielsweise zeitlich limitiert farbige Streifen in einem sonst weiß abstrahlenden Leuchtelement erzeugen.
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Für besondere optische Effekte kann es von Vorteil sein, wenn der Kern selbst aus einem leuchtenden Material besteht. Dabei kann die Mantelfläche des Kerns (oder bei massiven Kernen der gesamte Kern) selbst in der Art eines Lichtleiters ausgeführt sein oder mit Partikeln beschichtet sein, die durch ein Anlegen einer elektrischen Spannung leuchten.
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Die Kontur des lichtemittierenden Profils kann einen integrierten Befestigungsbereich für dessen Befestigung an einem weiteren Bauteil, wie beispielsweise eine Fahrzeugsitz, umfassen. Dieser Befestigungsbereich kann beispielsweise an dem Bauteil angenäht werden oder in sonstiger Weise stoffschlüssig, formschlüssig oder kraftschlüssig daran befestigt werden.
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Besonders eindrucksvoll lassen sich die erfindungsgemäßen lichtemittierenden Profile zur Konturbeleuchtung oder akzentuierten Beleuchtung von Gegenständen verwenden, insbesondere für Anwendungen im Bereich des Interieurs oder des Exterieurs von Fahrzeugen, Flugzeugen und Schiffen. Auch Verwendungen im Bereich Architektur und Möbel sind denkbar.
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Die Lichtleiter oder aktiv Licht emittierenden Leuchtelemente können gleichmäßig oder ungleichmäßig über den Querschnitt des lichtemittierenden Profils verteilt sein. Die gilt für alle Profilformen. Bei lichtemittierenden Profilen mit einem Befestigungsbereich ist es so beispielsweise möglich, die Lichtleiter oder Leuchtelemente nur in dem Querschnittsbereich einzubringen, der nicht dem Befestigungsbereich zugeordnet ist.
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Figuren und Ausführungsformen der Erfindung
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Im Folgenden ist die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Es zeigen:
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1: einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden Profils,
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2: einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden Profils mit einem Kern,
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3: eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden Profils mit einem Befestigungsbereich,
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4: eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein viertes Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden Profils und
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5: eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein fünftes Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden Profils.
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Ein in 1 im Querschnitt dargestelltes lichtemittierendes Profil 1 besteht aus mehreren (vorliegend ungefähr sechzig) Lichtleitern 2 und einer die Lichtleiter 2 vollständig umschließenden Matrix 5. Optional kann das lichtemittierende Profil 1 zusätzlich nicht leuchtende Fasern 3, insbesondere Zugfasern mit hoher Zugfestigkeit aufweisen. Die Fasern 3 verbessern die mechanischen Eigenschaften des lichtemittierenden Profils 1.
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Die räumliche Anordnung der Lichtleiter 2 (und gegebenenfalls der Fasern 3) in der Matrix 5 ähnelt dabei einer Anordnung von Verstärkungsfasern in einem Matrixwerkstoff eines langfaserverstärkten Faserverbundwerkstoffes. Der Begriff des vollständigen Umschließens umfasst auch Lösungen, bei denen die Lichtleiter 2 in einem porösen Matrixwerkstoff eingebettet sind.
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Die Lichtleiter
2 sind vorliegend als seitenemittierende Lichtleiterfasern ausgebildet, wie diese beispielsweise aus der
DE 10 2008 009 137 A1 bekannt sind. Bei solchen seitenemittierenden Lichtleiterfasern tritt ein in die Faser in weitgehend axialer Richtung eingespeistes Licht gleichmäßig verteilt über die Länge der Faser seitlich aus der Faser aus. Somit erscheint die seitenemittierende Lichtleiterfaser als eine gleichmäßig leuchtende Linie.
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Die weitgehend parallel zueinander verlaufenden Lichtleiter 2 sind in der Matrix 5 eingebettet. Die Matrix 5 definiert die strangförmig profilierte äußere Kontur des lichtemittierenden Profils 1 und besteht aus einem transparenten oder transluzenten Material, vorliegend aus Kunststoff.
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Der Querschnitt der strangförmig profilierten Kontur des lichtemittierenden Profils 1 ist kreisrund, so dass das lichtemittierende Profil 1 in einem unverformtem Zustand eine weitgehend zylindrische Außenkontur aufweist. Der Mittelpunkt des kreisrunden Querschnitts und eine senkrecht zu dem Querschnitt durch den Mittelpunkt verlaufende Längsachse der strangförmig profilierten Kontur definieren ein Zylinderkoordinatensystem, welches die nachfolgend verwendeten Richtungsangaben definiert.
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Das Material der Matrix besteht vorzugsweise aus einem flexiblen Kunststoff, so dass das lichtemittierende Profil 1 elastisch verformbar ist. Dadurch lässt sich das lichtemittierende Profil 1 vielseitig zur Konturbeleuchtung oder akzentuierten Beleuchtung einsetzen.
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Das lichtemittierende Profil 1 ist in an sich bekannter Weise einseitig über eine von zwei Stirnflächen des lichtemittierenden Profils 1 an eine Lichtquelle angeschlossen. In einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels sind beide Stirnflächen an jeweils einer Lichtquelle angeschlossen.
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Die Leuchtkraft des lichtemittierenden Profils 1 kann variiert werden, indem die Anzahl der Lichtleiter 2 geändert wird. Bevorzugt sind die Lichtleiter gleichmäßig über den Querschnitt des lichtemittierenden Profils 1 verteilt, jedoch kann auch eine ungleichmäßige Verteilung im Einzelfall sinnvoll sein, beispielsweise um unterschiedliche Lichtstärken in unterschiedlichen Richtungen zu erzeugen.
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Besonders abwechslungsreiche Gestaltungsmöglichkeiten des lichtemittierenden Profils 1 lassen sich erreichen, indem das Leuchtelement mehrere Lichtleiter 2 aufweist, die mit mehreren Lichtquellen verbindbar sind und einzelne Lichtleiter 2 definiert mit einzelnen Lichtquellen verbindbar sind. Dadurch kann ein Muster aus unterschiedlichen Farben über dem Radius oder dem Umfang des lichtemittierenden Profils 1 erzeugt werden.
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Die Verwendung von mehrfarbigen Leuchtdioden, insbesondere mit automatischem Farbwechsel, zum Einspeisen von Licht in das lichtemittierende Profil 1 ermöglicht einen großen Gestaltungsspielraum für Lichteffekte. Bei einem Einsatz mehrerer Lichtquellen lassen sich so beispielsweise zeitlich limitiert farbige Streifen in einem sonst weiß abstrahlenden Leuchtelement erzeugen.
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Das nachfolgend beschriebene und in 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden Profils 101 entspricht mit Ausnahme der abweichend beschriebenen Merkmale dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Bezugszeichen sind gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel um 100 erhöht.
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Das lichtemittierende Profil 101 weist in seinem Zentrum entlang seiner Erstreckung einen Kern 107 auf, der von dem Material einer Matrix 105 umgeben ist. Die Matrix 105 ummantelt wie zuvor beschrieben mehrere Lichtleiter 102.
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Optional kann auch das lichtemittierende Profil 101 zusätzlich nicht leuchtende Fasern 103, insbesondere Zugfasern mit hoher Zugfestigkeit aufweisen. Die Fasern 103 verbessern die mechanischen Eigenschaften des lichtemittierenden Profils 101.
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Der Kern 107 ist vorliegend innen hohl ausgebildet und hat eine röhrenförmige Kontur. Im Bereich des Kerns befindet sich kein Material der Matrix 105. In einer Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels kann der Kern auch aus Vollmaterial bestehen.
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Der Kern 107 besteht aus reflektierendem Material oder ist mit einer reflektierenden Beschichtung versehen. Dabei ist zumindest die nach außen weisende Mantelfläche des Kerns 107 reflektierend ausgebildet. Besondere Lichteffekte lassen sich erreichen, wenn nur Teilbereiche der Mantelfläche des Kerns 107 reflektierend ausgebildet sind.
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In einer Abwandlung des dritten Ausführungsbeispiels sind die Lichtleiter 102 nur partiell von dem Material der Matrix 105 umschlossen, beispielsweise nur mit einer äußeren Mantelfläche.
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Das nachfolgend beschriebene und in 3 schematisch (ohne Darstellung der einzelnen Lichtleiter) dargestellte dritte Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden Profils 201 entspricht mit Ausnahme der abweichend beschriebenen Merkmale dem ersten Ausführungsbeispiel oder dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Bezugszeichen sind gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel um 200 erhöht.
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Das zweite lichtemittierenden Profil 201 hat im Querschnitt eine kreisrunde Grundform, von der in radialer Richtung ein Befestigungsbereich 210 absteht, der einer Befestigung des lichtemittierenden Profils 201 an einem Gegenstand dient.
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Die Lichtleiter oder aktiv Licht emittierenden Leuchtelemente können gleichmäßig oder ungleichmäßig über den Querschnitt verteilt sein. So ist es möglich, die Lichtleiter oder Leuchtelemente nur im runden Teil des lichtemittierenden Profils 201 einzubringen.
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Das in 4 schematisch dargestellte vierte Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden Profils 301 entspricht mit Ausnahme der abweichend beschriebenen Merkmale dem ersten Ausführungsbeispiel oder dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Bezugszeichen sind gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel um 300 erhöht.
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Der Querschnitt des lichtemittierenden Profils 301 weist die Form eines symmetrischen Trapezes auf. Das lichtemittierende Profil 301 kann somit nach dem Prinzip einer Nut und Feder-Verbindung mit der breiteren Grundseite zur Nut orientiert in eine korrespondierende Nut eines Gegenstandes eingeschoben werden. Alternativ kann das lichtemittierenden Profil 301 – wie auch die lichtemittierenden Profile der übrigen Ausführungsbeispiele – an einen oder mehrere Gegenstände stoffschlüssig, beispielsweise durch Kleben oder Schweißen, kraftschlüssig über eine Klemmung oder formschlüssig befestigt werden.
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Das in 5 schematisch dargestellte vierte Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden Profils 401 entspricht mit Ausnahme der abweichend beschriebenen Merkmale dem ersten Ausführungsbeispiel oder dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Bezugszeichen sind gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel um 400 erhöht.
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Der Querschnitt des lichtemittierenden Profils 401 weist eine T-förmige Geometrie auf. Das lichtemittierende Profil 401 kann somit nach dem Prinzip eines Nutensteins mit der breiteren Grundseite zur Nut hin orientiert in eine korrespondierende Nut eines Gegenstandes eingeschoben werden.
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In Abwandlungen der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele umfasst das lichtemittierende Profil 1, 101, 201, 301, 401 anstelle der Lichtleiter 2 oder zusätzlich zu den Lichtleitern 2 mehrere Leuchtelemente, insbesondere aktiv Licht emittierende Leuchtelemente, wie beispielsweise Leuchtdioden oder elektrolumineszent ausgerüstete Fäden.
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Verwendung finden die zuvor beschriebenen lichtemittierenden Profile 1, 101, 201, 301 und 401 insbesondere zur Konturbeleuchtung oder akzentuierten Beleuchtung in Fahrzeuginnenräumen, beispielsweise zur Konturbeleuchtung von Fahrzeugsitzen, Türverkleidungen oder Armaturenbrettern.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 101, 201, 301, 401
- Lichtemittierendes Profil
- 2, 102
- Lichtleiter
- 3, 103
- Faser, Zugfaser
- 5, 105
- Matrix
- 107
- Kern
- 210
- Befestigungsbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008009137 A1 [0002, 0028]
