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Die Erfindung betrifft eine Belüftungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Die Belüftungsvorrichtung weist ein Gehäuse mit einem Luftkanal und einem Luftauslass auf, in dem ein Luftleitelement zur Einstellung einer Luftströmung beweglich angeordnet ist, wobei das Luftleitelement eine Sichtseite mit wenigstens einer Leuchtfläche aufweist, wobei ein Leuchtmittel vorgesehen ist, mit Hilfe dessen die Leuchtfläche des Luftleitelements beleuchtbar ist.
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Belüftungsvorrichtungen der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik bekannt. Entsprechende Belüftungsvorrichtungen werden zur Belüftung eines Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs benötigt, um die Fahrgäste des Kraftfahrzeugs mit Frischluft zu versorgen. Belüftungsvorrichtungen müssen einstellbar sein, um die Belüftung den Wünschen der Fahrgäste entsprechend regulieren zu können, beispielsweise um eine zugfreie Innenraumbelüftung zu ermöglichen oder um gezielte Bereiche bewusst anzublasen.
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Die Belüftungsvorrichtungen sollen auch in Dunkelheit gut bedienbar sein, weswegen eine Beleuchtung der Belüftungsvorrichtungen von Vorteil ist, um diese leichter auffindbar zu machen, und um einen Fahrer des Kraftfahrzeugs bei der Einstellung der Belüftung so wenig wie möglich abzulenken.
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So offenbart beispielsweise die
DE 10 2010 036 691 B4 eine Luftdüse zur Führung eines Luftstroms aus einem Luftzuführkanal oder aus einer Luftzuführleitung in Heizungs-, Lüftungs- oder Klimaanlagen, insbesondere für Fahrgasträume in Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem Gehäuse, das in einen Wanddurchbruch einsetzbar oder hinter diesem befestigbar ist und das einen rückseitigen Anschluss für einen Luftzuführkanal oder eine Luftzuführleitung sowie eine vorderseitige Luftausströmöffnung aufweist, wobei im Innenraum des Gehäuses ein den Luftstrom mindestens ablenkender und mindestens in einer Richtung verschwenkbarer Einsatz vorgesehen ist, wobei in dem Einsatz oder rückseitig an dem Einsatz in der Frontansicht schmale Rippen oder Stege, quer zur Längsrichtung des Einsatz verlaufend, vorgesehen sind, die einen Halter aufweisen, an dem ein Leuchtelement befestigt ist. Ein derartiges, bewegliches Leuchtelement zu verwirklichen, ist jedoch aufwendig, was die Herstellkosten einer entsprechenden Luftdüse und deren Defektanfälligkeit erhöht und die Wartbarkeit reduziert.
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Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Belüftungsvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass eine Beleuchtung der Belüftungsvorrichtung mit geringerem Aufwand als bislang möglich ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Belüftungsvorrichtung gemäß Anspruch 1. Weiterführende Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Eine erfindungsgemäße Belüftungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug weist ein Gehäuse auf, das einen Luftkanal bildet. Der Luftkanal in dem Gehäuse verbindet einen Luftzuführkanal oder eine Luftzuführleitung mit einem Luftauslass, der derart anordenbar ist, dass er in einen Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs weist. Ein entsprechender Luftzuführkanal oder eine entsprechende Luftzuführleitung kann mit einer Heizungs- und/oder Klimatisierungsvorrichtung des Kraftfahrzeugs verbunden sein.
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In dem Gehäuse ist des Weiteren ein Luftleitelement zur Einstellung einer Luftströmung beweglich angeordnet. Mit Hilfe des Luftleitelements kann die Luftströmung in seiner Stärke und/oder in seiner Richtung eingestellt werden, um die Luftströmung den Bedürfnissen der Passagiere entsprechend anzupassen.
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Das Luftleitelement weist eine Sichtfläche auf, die auf der Seite des Luftauslasses des Gehäuses angeordnet ist. An der Sichtseite des Luftleitelements ist wenigstens eine Leuchtfläche vorgesehen, die mittels eines Leuchtmittels beleuchtbar ist. Damit kann die Leuchtfläche durch Anschalten des Leuchtmittels zum Leuchten gebracht werden, was die Auffindbarkeit der Belüftungsvorrichtung in dunkler Umgebung verbessert.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Gehäuse ein Lager aufweist, das eine Lagerfläche besitzt, auf dem das Luftleitelement dreh- und/oder schwenkbar angeordnet ist. Das Lager besitzt einen Lichtauskoppelbereich, wobei das Luftleitelement zumindest abschnittsweise aus lichtleitendem Material besteht, das einen mit der Leuchtfläche lichtleitend verbundenen Lichteinkoppelbereich aufweist, wobei der Lichteinkoppelbereich des Luftleitelements und der Lichtauskoppelbereich des Lagers derart relativ zueinander derart angeordnet sind, dass Licht von dem Lichtauskoppelbereich des Lagers in den Lichteinkoppelbereich des Luftleitelements einkoppelbar ist. Das Luftleitelement kann mehrstückig ausgebildet sein.
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Mit Hilfe der Erfindung wird erreicht, dass ein Leuchtmittel nicht mehr beweglich in einer entsprechenden Belüftungsvorrichtung angeordnet werden muss. Stattdessen kann das Leuchtelement relativ zu dem Gehäuse ortsfest angeordnet sein. Die Lichtführung zu dem Luftleitelement erfolgt über die optische Kopplung des Lichtauskoppelbereichs des Lagers und des Lichteinkoppelbereichs des Luftleitelements. Auf diese Weise kann das Licht mit Hilfe sich in ihrer relativen räumlichen Konfiguration bei Verstellung des Luftleitelements in dem Lichtkoppelbereich nicht ändernder Lichtleitpfade von dem Leuchtmittel zur Leuchtfläche des Luftleitelements geleitet werden.
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In einer ersten weiterführenden Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung kann die Lagerfläche eine zumindest abschnittsweise sphärische Außengeometrie aufweisen, wobei der Lichtauskoppelbereich an der sphärischen Außengeometrie angeordnet ist. Eine derartige zumindest abschnittsweise sphärische Außengeometrie eines Lagers ermöglicht die Ausgestaltung der Belüftungsvorrichtung als Kugeldüse, wobei das Luftleitelement auf der sphärischen Außenfläche dreh- und/oder schwenkbar gelagert ist. Der Luftkanal kann dann im Wesentlichen im Bereich des Luftauslasses zylindrisch ausgestaltet sein und das Lager auf einer Zylinderachse des zylindrischen Luftkanals angeordnet sein.
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Ein anderer weiterführender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass das Leuchtelement im Lager angeordnet ist. Dies ergibt einen kompakten Aufbau des Lagers und damit einen geringen Platzbedarf, was die Gestaltungsfreiheit von Kraftfahrzeugen erhöht.
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Alternativ dazu kann in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen sein, dass das Leuchtelement außerhalb des Lagers angeordnet ist, wobei ein Lichtleiter vorgesehen ist, der das Leuchtelement mit dem Lichtauskoppelbereich verbindet. Die Anordnung des Leuchtelements außerhalb des Lagers erhöht die Wartungsfreundlichkeit, da das Leuchtelement derart angeordnet werden kann, dass es leichter ausgetauscht werden kann.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung sieht vor, dass der Lichteinkoppelbereich des Luftleitelements auf einer zumindest abschnittsweise sphärischen Lagerfläche angeordnet ist. Die sphärische Lagerfläche kann konvex oder konkav sein. Mit Hilfe einer solchen Anordnung lassen sich insbesondere bei einem entsprechend komplementär gestalteten Lager Auskoppel- und Einkoppelflächen im Wesentlichen parallel zueinander anordnen, sodass Reflexionsverluste an optischen Grenzflächen minimiert werden können. Entsprechende sphärische Flächen ermöglichen des Weiteren eine gleichzeitige Verschwenk- und Verdrehbarkeit des Luftleitelements relativ zum Gehäuse der Belüftungsvorrichtung.
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Ein anderer Aspekt der erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung sieht in einer weiterführenden Ausgestaltung vor, dass eine von der Leuchtfläche abgegebene Helligkeit abhängig von der Einstellung der Belüftungsvorrichtung ist. Auf diese Weise lässt sich eine aktuelle Einstellung der Belüftungsvorrichtung visualisieren, da die Helligkeiten entsprechend unterschiedlicher Beleuchtungsvorrichtungen für Insassen eines Kraftfahrzeugs gut miteinander vergleichbar sind. Die Insassen bekommen somit eine sehr intuitive Möglichkeit geboten, die aktuelle Einstellung der Belüftungsvorrichtung zu erfassen.
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Zur Verwirklichung der Veränderung der Helligkeit abhängig von der Einstellung der Belüftungsvorrichtung gibt es mehrere Möglichkeiten. So kann beispielsweise ein Sensor vorgesehen sein, der die Einstellung der Beleuchtungsvorrichtung erfasst und die Helligkeit des Leuchtmittels anpasst.
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Eine zusätzliche oder alternative Möglichkeit zur entsprechenden Anpassung der Helligkeit sieht vor, dass der Lichtauskoppelbereich des Lagers eine größere Fläche als der Lichteinkoppelbereich des Luftleitelements aufweist, wobei der Lichtauskoppelbereich eine ungleichmäßige Helligkeitsverteilung besitzt. Abhängig von der Einstellung des Luftleitelements koppelt der Lichteinkoppelbereich des Luftleitelements dann an unterschiedliche Teilbereiche des Lichtauskoppelbereichs an und ergibt somit eine Einkopplung unterschiedlicher Lichtleistungen abhängig von der aktuellen Stellung. Die ungleichmäßige Helligkeitsverteilung kann Resultat der geometrischen Ausgestaltung der Lichtführung im Lager sein. Darüber hinaus kann der Lichtauskoppelbereich speziell so gestaltet werden, dass seine Helligkeitsverteilung ungleichmäßig ist, beispielsweise durch teilweises Abdunkeln des Lichtauskoppelbereichs.
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Ein weiterführender Aspekt der erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung sieht vor, dass das Luftleitelement ein Lichtleitelement aufweist, das den Lichteinkoppelbereich und/oder die Leuchtfläche bildet. Ein entsprechendes Lichtleitelement kann als separates Bauteil des Luftleitelements ausgebildet sein, dass alleine das Luftleitelement bildet, oder dass mit anderen Bauteilen zu dem Luftleitelement montiert wird.
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Alternativ oder zusätzlich dazu ist es möglich, das Lichtleitelement des Luftleitelements im Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren herzustellen, sodass lichtleitende und nicht lichtleitende Materialien einstückig miteinander verbunden werden. Auf diese Weise lässt sich die Leuchtfläche hinsichtlich ihres Designs einfach ansprechend ausgestalten.
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In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann das Lichtleitelement als ein Zylinder oder ein Kegel mit einer konkaven oder konvexen Kugelkappe als Lichteinkoppelbereich ausgebildet sein. Somit kann Licht von der konkaven oder konvexen Kugelkappe über das zylinder- oder kegelartige restliche Lichtleitelement zur Leuchtfläche geleitet werden. Zylinder- oder kegelartig bedeutet in diesem Zusammenhang keine kreisförmigen Querschnitte, stattdessen können die Querschnitte Freiformen aufweisen, die zueinander identisch (zylinderförmig) oder zueinander kongruent (kegelförmig) sind, sodass diese einen gleichbleibenden Durchmesser oder einen abnehmenden Durchmesser aufweisen. Zudem können mehrere Abschnitte miteinander kombiniert werden, zum Beispiel zylindrische und kegelförmige Abschnitte. Eine mögliche Ausgestaltung sieht vor, dass der Querschnitt im Wesentlichen oval ist.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung sieht vor, dass in dem Luftkanal Schließklappen angeordnet sind, die zu der Regulierung eines den Luftaustritt verlassenden Luftstroms dienen. Das Luftleitelement ist mit den Schließklappen derart gekoppelt, dass eine Verstellung des Luftleitelements die Stellung der Schließklappen verändert. Insbesondere kann das Luftleitelement entlang einer zentralen Achse verdreht werden, um die Schließklappen zu betätigen. In diesem Falle kann ein Verschwenken des Luftleitelements den Luftstrom umlenken und ein Verdrehen des Luftleitelements die Schließklappen betätigen. Zur Kopplung von Luftleitelement und Schließklappen können u. a. Verzahnungen, Kardan oder Langloch/Zapfen zwischen Luftleitelement und Schließklappen vorgesehen sein. Die Schließklappen können von dem Lager des Belüftungsvorrichtungsgehäuses beabstandet angeordnet sein und eine Welle kann Drehmoment vom Luftleitelement zu den Schließklappen übertragen.
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Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Dabei zeigen schematisch:
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1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Kugeldüse in einer ersten Ausführungsform;
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2 die Kugeldüse aus 1 in einer anderen Einstellung,
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1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kugeldüse 2 in einem Querschnitt.
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Die Kugeldüse 2 weist ein Gehäuse 4 auf. Das Gehäuse 4 besitzt einen Lufteinlass 6, mit dem die Kugeldüse 2 an eine Luftversorgung eines Kraftfahrzeugs anschließbar ist, beispielsweise an einen Luftzuführkanal oder eine Luftzuführleitung einer Heizung oder einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs.
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Anderen Ends des Gehäuses 4 ist ein Luftauslass 8 vorgesehen. Der Luftauslass 8 ist in verbautem Zustand der Kugeldüse 2 einem Innenraum des Kraftfahrzeugs zugewandt. Das Gehäuse 4 bildet zwischen Lufteinlass 6 und Luftauslass 8 einen Luftkanal 10. Das Gehäuse 4 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgestaltet.
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In dem Gehäuse 4 sind Stützstreben 12 angeordnet, die eine entlang einer Symmetrieachse X verlaufende Achse 14 abstützen. An einem dem Luftauslass 8 zugewandten Ende der Achse 14 ist ein Lager 16 vorgesehen.
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An dem Lager 16 ist ein Luftleitelement 18 verdreh- und verschwenkbar gelagert. Das Luftleitelement 18 weist Lamellen 20 auf, die zur Umlenkung eines Luftstroms dienen, der durch den Luftkanal 10 geführt wird. Das Lager 16 weist eine im Wesentlichen kugelförmige Lagerfläche 22 auf. Das Luftleitelement 18 weist eine Lagerfläche 24 auf, die ebenfalls zumindest abschnittsweise kugelförmig ist. Die Lagerfläche 24 des Luftleitelements 18 stützt sich auf der Lagerfläche 22 des Lagers 16 ab. Durch die sphärische Kontur beider Lagerflächen 22, 24 ist gleichzeitig ein Verdrehen und ein Verschwenken des Luftleitelements 16 relativ zum Gehäuse 4 möglich.
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An der Achse 14 ist eine Welle 26 angeordnet. Die Welle 26 weist eine Koppelelement 28 auf, die mit einer Koppelelement 30 des Luftleitelements 18 zusammenwirkt. An einem lufteinlassseitigen Ende der Welle 26 sind Schließklappen 32 angeordnet, die mittels der Welle 26 betätigbar sind. Die Schließklappen 32 können den offenen Querschnitt des Luftkanals 10 reduzieren oder diesen in manchen Ausgestaltungen komplett abschließen. Hierdurch lässt sich der Luftstrom, der durch die Kugeldüse 2 strömt, regulieren. Ein Verdrehen des Luftleitelements 18 im oder gegen den Uhrzeigersinn öffnet oder schließt, je nach Bewegungsrichtung, die Schließklappen 32, wobei es für die vorliegende Erfindung nicht erheblich ist, welche Verdrehrichtung welche Wirkung hat.
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Die Schließklappen 32 können nach unterschiedlichen Prinzipien arbeiten, vorliegend arbeiten die Schließklappen nach dem Schmetterlingsprinzip und können in Richtung der Symmetrieachse X zusammengeklappt oder in Richtung der Wand des Gehäuses 4 ausgeklappt werden.
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Das Luftleitelement 18 schließt bündig mit dem Gehäuse 4 ab, um die Luft durch das Luftleitelement 18 und nicht an dem Luftleitelement 18 vorbeizuführen.
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An dem Gehäuse 4 ist ein Leuchtelement 34, vorliegend eine LED oder eine Anordnung von LEDs, angeordnet. An das Leuchtelement 34 ist ein Lichtleiter 36 angeschlossen. Der Lichtleiter 36 ist im Inneren der Achse bis zur Übergabe-/Lichtkoppelstelle 38 geführt. Der Lichtleiter 36 kann einteilig oder mehrteilig sein. Idealerweise ist er einteilig ausgeführt. Die Führung von der Außenseite des Gehäuses 4 zur Achse 14 kann entlang einer der Stützstreben 12 erfolgen.
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Der Lichtleiter 36 weist im Wesentlichen einen sphärischen Lichtauskoppelbereich 40 auf. Licht, das von dem Leuchtelement 34 emittiert wird, wird über den Lichtleiter 36 im Lichtauskoppelbereich 40 ausgekoppelt.
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Das Luftleitelement 18 weist ein Lichtleitelement 42 auf. Das Lichtleitelement 42 weist einen Lichteinkoppelbereich 44 auf. Der Lichteinkoppelbereich 44 ist im Wesentlichen sphärisch konkav ausgebildet. Der Lichteinkoppelbereich 44 liegt somit dem Lichtauskoppelbereich 40 gegenüber, wobei entsprechende gegenüberliegende Teilbereiche von Lichtauskoppelbereich 40 und Lichteinkoppelbereich 44 stets im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise können Reflexionsverluste an den Grenzflächen reduziert werden.
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Das Lichtleitelement 42 weist des Weiteren eine Leuchtfläche 46 auf, die einer Sichtseite 48, im verbauten Zustand im Wesentlichen dem Innenraum zugewandt ist. Die Leuchtfläche 46 ist von Insassen des Kraftfahrzeugs wahrnehmbar und erlaubt somit in dunkler Umgebung ein leichteres Auffinden der Kugeldüse 2.
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2 zeigt die Kugeldüse aus 1 in einer anderen Konfiguration.
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Das Luftleitelement 18 ist nach oben hin verschwenkt, um Luft nach oben leiten zu können. Lichtauskoppelbereich 40 des Lichtleiters 36 und Lichteinkoppelbereich 44 des Lichtleitelements 42 liegen lichtleitend aneinander, sodass die Leuchtfläche 46 Licht abstrahlt.
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In 2 ist herausgestellt, dass die geometrische Mitte des Lagers 16, welche den Drehmittelpunkt bzw. die Schwenkachse des Luftleitelementes 18 bilden annähernd gleich der Lage von Kugelmittelpunkt bzw. Zylinderachse der Übergabe-/Lichtkoppelstelle 38 der Beleuchtung, d. h. der lichtleitenden Elemente 36 und 46 sind. Theoretisch sollen Schwenk- und Zylinderachse bzw. Dreh- und Kugelmittelpunkt übereinander liegen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Kugeldüse
- 4
- Gehäuse
- 6
- Lufteinlass
- 8
- Luftauslass
- 10
- Luftkanal
- 12
- Stützstreben
- 14
- Achse
- 16
- Lager
- 18
- Luftleitelement
- 20
- Lamellen
- 22
- Lagerfläche Lager
- 24
- Lagerfläche Luftleitelement
- 26
- Welle
- 28
- Koppelelement Welle
- 30
- Koppelelement Luftleitelement
- 32
- Schließklappen
- 34
- Leuchtelement
- 36
- Lichtleiter
- 38
- Übergabe-/Lichtkoppelstelle
- 40
- Lichtauskoppelbereich
- 42
- Lichtleitelement
- 44
- Lichteinkoppelbereich
- 46
- Leuchtfläche
- 48
- Sichtseite
- x
- Symmetrieachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010036691 B4 [0004]
