DE102014103737A1 - Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle und einer der Lichtquelle zugeordneten Lichtleitereinheit, die aus einer Mehrzahl von einstückig miteinander verbundenen Lichtleitern besteht, wobei ein erster Lichtleiter aus einem transparenten Material ohne lichtstreuende Wirkung und ein zweiter Lichtleiter aus einem transparenten Material mit lichtstreuender Wirkung besteht, sodass der zweite Lichtleiter Licht abstrahlt zur Erzeugung einer vorgegebenen Signallichtfunktion.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle und einer der Lichtquelle zugeordneten Lichtleitereinheit, die aus einer Mehrzahl von einstückig miteinander verbundenen Lichtleitern besteht.
  • Aus der DE 10 2006 016 656 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle und einem der Lichtquelle zugeordneten Lichtleiterplatte bekannt, wobei die Lichtleiterplatte aus einem Hauptmaterial und einem punktuell integrierten Nebenmaterial besteht. Das im Wesentlichen aus einem transparenten Material ohne lichtstreuende Wirkung bestehende Hauptmaterial der Lichtleiterplatte weist an einer Flachseite Bereiche aus einem anderen Kunststoffmaterial (Nebenmaterial) auf, das lichtbrechend und/oder reflektierend ist. Das Nebenmaterial ist als ein Lichtauskoppelelement zur Umlenkung des eingekoppelten Lichtes in Richtung einer Lichtauskoppelfläche ausgebildet.
  • Aus der DE 10 2007 035 021 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle und einem der Lichtquelle zugeordneten Lichtleiter bekannt, wobei der Lichtleiter aus mehreren, im Spritzgießverfahren hergestellten Lichtleitersegmenten zusammengesetzt ist. Diese Lichtleitsegmente werden bspw. durch Klebung miteinander verbunden. Hierdurch lassen sich Lichtleiter mit besonders komplexen Geometrien herstellen.
  • Aus der DE 10 2006 034 972 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle und einer der Lichtquelle zugeordneten Lichtleitereinheit bekannt, die aus einer Mehrzahl von einstückig miteinander verbundenen Lichtleitern besteht. Die Lichtleiter unterscheiden sich dadurch, dass sie eine unterschiedliche Eigenschaft hinsichtlich der Temperaturbeständigkeit aufweisen. So soll ein der Lichtquelle zugewandter Lichtleiter temperaturverträglicher bzw. temperaturbeständiger sein. Dadurch soll verhindert werden, dass der von der Lichtquelle entfernt angeordnete Lichtleiter nicht so stark erwärmt wird, was zur unerwünschten Vergilbung desselben führen könnte. Es soll somit die Lebensdauer der Lichtleitereinheit erhöht werden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle und einer der Lichtquelle zugeordneten Lichtleitereinheit derart weiterzubilden, dass auf einfache und effektive Weise eine vorgegebenen Ausleuchtgrafik erzeugt wird.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Lichtleiter aus einem transparenten Material ohne lichtstreuende Wirkung und ein zweiter Lichtleiter aus einem transparenten Material mit lichtstreuender Wirkung besteht, sodass der zweite Lichtleiter Licht abstrahlt zur Erzeugung einer vorgegebenen Signallichtfunktion.
  • Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine Lichtleiterkonfigurationen erstellbar ist, die im ausgeschalteten Zustand einer Lichtquelle ein homogenes Erscheinungsbild und die im eingeschalteten Zustand der Lichtquelle eine vorgegebene Ausleuchtgrafik aufweist. Die Ausleuchtgrafik wird bestimmt durch den mindestens zweiten Lichtleiter, der aus einem transparenten Material mit lichtstreuender Wirkung besteht, wobei die lichtstreuende Wirkung im eingeschalteten Zustand der Lichtquelle sich dahingehend äußert, dass der gesamte zweite Lichtleiter leuchtet zur Erzeugung einer Signalfunktion. Im ausgeschalteten Zustand erscheint der zweite Lichtleiter genauso transparent wie der erste Lichtleiter und bildet mit ihm zusammen vorzugsweise eine homogene Fläche.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der aus dem transparenten Material ohne lichtstreuende Wirkung bestehende erste Lichtleiter auf einer der Lichtquelle zugewandten Seite der Lichtleitereinheit angeordnet, während der aus dem transparenten Material mit lichtstreuender Wirkung bestehende zweite Lichtleiter auf einer der Lichtquelle abgewandten Seite der Lichtleitereinheit angeordnet ist. Der zweite Lichtleiter dient zur Erzeugung der Ausleuchtgrafik. Der erste Lichtleiter dient als Zuführungslichtleiter zu dem zweiten Lichtleiter, wobei die Lichtverluste aufgrund der Materialeigenschaften des ersten Lichtleiters relativ gering sind. Da der als Zuführungslichtleiter dienende erste Lichtleiter keine Lichtauskoppelelemente und keine lichtstreuende Elemente aufweist, kann das eingekoppelte Licht ungestört, d.h. dass ohne das Auftreten von Lichtkonzentrationen, in Richtung des zweiten Lichtleiters weitergeleitet wird.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung können die Lichtleiter der Lichtleitereinheit stab- und/oder flächenförmig ausgebildet sein, so dass unterschiedliche Ausleuchtgrafiken erzeugbar sind.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind der erste und der zweite Lichtleiter der Lichtleitereinheit auf einfache Weise durch Aneinanderspritzen miteinander verbunden. Hierdurch kann eine klare Abgrenzung zwischen einer lichtabgebenden Zone und einer nicht lichtabgebenden Zone der Lichtleitereinheit erfolgen.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung besteht die Lichtleitereinheit aus mehreren flächenhaften Lichtleitern, wobei die Lichtleiter an zueinander gekehrten Schmalseiten miteinander verbunden sind. Hierdurch sind der aus einem transparenten Material ohne lichtstreuende Wirkung bestehende erste Lichtleiter und der aus einem transparenten Material mit lichtstreuender Wirkung bestehende zweite Lichtleiter zumindest teilweise nebeneinander angeordnet. In einem unbeleuchteten Zustand der Lichtleitereinheit, also bei ausgeschalteter Lichtquelle, ergibt sich hierdurch eine durchgehende homogene Fläche. In einem beleuchteten Zustand der Lichtleitereinheit wird mittels des mindestens zweiten Lichtleiters eine vorgegebene Ausleuchtgrafik erzeugt.
  • Da die Lichtleitereinheit in einem Spritzgießprozess hergestellt worden ist, entstehen keine lichtblockierenden Bereiche zwischen dem ersten Lichtleiter und dem zweiten Lichtleiter. Das eingekoppelte Licht kann sich ungehindert durch die flächige Lichtleitereinheit ausbreiten und wird nur in dem Bereich des zweiten Lichtleiters aufgrund der lichtstreuenden Wirkung desselben ausgekoppelt und ist für den Betrachter sichtbar.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Darstellung einer Beleuchtungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform,
  • 2 eine perspektivische Darstellung der Beleuchtungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform,
  • 3 eine perspektivische Darstellung der Beleuchtungsvorrichtung nach einer dritten Ausführungsform und
  • 4 eine perspektivische Darstellung der Beleuchtungsvorrichtung nach einer vierten Ausführungsform.
  • Eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge kann zur Erzeugung einer Signallichtfunktion in einem Bug- oder Heckbereich eines Fahrzeuges eingesetzt werden.
  • Nach einer ersten Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 1 ist eine Lichtleitereinheit 1 vorgesehen, die aus drei stabförmigen Lichtleitern 2, 3, 4 besteht.
  • Ein erster Lichtleiter 2 ist auf einer einer Lichtquelle 5 zugewandten Seite der Lichtleitereinheit 1 angeordnet und weist stirnseitig eine Lichteinkoppelfläche 6 auf. Die Lichtquelle 5 ist als eine LED-Lichtquelle ausgebildet, die auf einer Trägerplatte 7, bspw. eine Leiterplatte, positioniert ist. Der erste Lichtleiter 2 besteht aus einem transparenten Material ohne lichtstreuende Wirkung, bspw. aus einem transparenten Kunststoffmaterial, wie z.B. Polycarbonat (PC).
  • An einer der Lichtquelle 5 abgewandten Stirnseite des ersten Lichtleiters 2 schließt sich ein zweiter Lichtleiter 3 an, der durch Anspritzen mit dem ersten Lichtleiter 2 verbunden ist. Der zweite Lichtleiter 3 besteht aus einem transparenten Material mit lichtstreuender Wirkung. Der zweite Lichtleiter 3 kann bspw. aus einem Kunststoffmaterial bestehen, in dem Aluminiumpartikel oder beschichtete Glaspartikel verteilt angeordnet sind, so dass in den zweiten Lichtleiter 3 eingekoppeltes Licht 9 an einer lichtauskoppelnden Mantelfläche 8 desselben zur Erzeugung der Signallichtfunktion abgestrahlt wird.
  • Nach einer alternativen Ausführungsform kann die Lichtstreuung auch durch vorzugsweise gleichmäßiger Verteilung von lichtstreuenden Nanopartikeln, also Partikeln, deren Durchmesser im Nanobereich liegt, erfolgen. Bei dieser Ausführung sind die lichtstreuenden Partikel für den Betrachter im unbeleuchteten Zustand nicht sichtbar.
  • An den zweiten Lichtleiter 3 schließt sich auf einer dem ersten Lichtleiter 2 abgewandten Seite ein dritter Lichtleiter 4 an, der – wie der erste Lichtleiter 2 – aus einem transparenten Material ohne lichtstreuende Wirkung besteht. Er ist durch Anspritzen mit dem zweiten Lichtleiter 3 verbunden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen der erste Lichtleiter 2, der zweite Lichtleiter 3 und der dritte Lichtleiter 4 den gleichen Querschnitt auf, sodass der erste Lichtleiter 2 in den zweiten Lichtleiter 3 und der zweite Lichtleiter 3 in den dritten Lichtleiter 4 kantenlos übergehen.
  • Im eingeschalteten Zustand der Lichtquelle 5 leuchtet nur der zweite Lichtleiter 3, während der erste Lichtleiter 2 und der dritte Lichtleiter 4 nicht leuchten bzw. von diesen kein Licht ausgekoppelt wird. Der erste Lichtleiter 2 dient als Zuführungslichtleiter für den zweiten Lichtleiter 3, mittels dessen das Licht kaustikfrei in Lichtführungsrichtung 10 zu dem zweiten Lichtleiter 3 geführt wird. Da der erste Lichtleiter 2 und der dritte Lichtleiter 4 nicht Licht zur vorgegebenen Signalfunktion abstrahlen, können Sie wahlweise auch mit einer Sichtblende abgedeckt sein, sodass sie auch im unbeleuchteten Zustand der Lichtleitereinheit 1 nicht sichtbar sind.
  • Nach einer zweiten Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 2 kann eine Lichtleitereinheit 11 vorgesehen sein, die aus flächenhaften Lichtleitern 12, 13, 14 besteht. Ein erster flächenhafter Lichtleiter 12 besteht aus einem transparenten Material ohne lichtstreuende Wirkung und erstreckt sich bogenförmig zwischen einer Lichtquelle 15 zugewandten ersten Stirnseite 16 und einer der Lichtquelle 15 abgewandten zweiten Stirnseite 17. An gegenüberliegenden Schmalseiten 18 des ersten Lichtleiters 12 schließen sich ein zweiter Lichtleiter 13 und ein dritter Lichtleiter 14 an, die jeweils aus einem transparenten Material mit lichtstreuender Wirkung bestehen. Der zweite Lichtleiter 13 und der dritte Lichtleiter 14 sind jeweils mit einer ersten Stirnseite 19 bzw. 20 der Lichtquelle 15 zugewandt, wobei die erste Stirnseite 19, 20 als Lichteinkoppelfläche dient. Eine zu der ersten Stirnseite 19, 20 gegenüberliegende zweite Stirnseite 21, 22 des zweiten Lichtleiters 13 bzw. 14 bilden zusammen mit der zweiten Stirnseite 17 des ersten Lichtleiters 12 eine gemeinsame, vorzugsweise ebene Fläche.
  • Da die erste Stirnseite 16 des ersten Lichtleiters 12 ebenfalls als eine Lichteinkoppelfläche ausgebildet ist, durch die von der Lichtquelle 15 emittiertes Licht eingekoppelt wird, dient der erste Lichtleiter 2 zur Zuführung von Licht zu dem zweiten Lichtleiter 13 und 14. Hierbei wird das Licht an den quasi übergangslosen Schmalseiten 18 an den zweiten Lichtleiter 13 und dritten Lichtleiter 14 übergeben. Im eingeschalteten Zustand der Lichtquelle 15 leuchten allerdings nur der zweite Lichtleiter 13 und der dritte Lichtleiter 14 auf, wobei bspw. eine vorgegebene Signallichtfunktion, wie Schlusslicht, Positionslicht und dergleichen erzeugt wird, s. Pfeile 9. Im nicht eingeschalteten Zustand der Lichtquelle 15, die auf einer Trägerplatte 23 angeordnet ist, bilden die Lichtleiter 12, 13, 14 eine homogene gemeinsame Fläche, die das Erscheinungsbild der Beleuchtungsvorrichtung im ausgeschalteten Zustand prägt.
  • Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann zur Erzeugung lichtstarker Signallichtfunktionen, wie bspw. Bremslicht, Blinklicht oder Tagfahrlicht den Lichtleitern 3, 13, 14 Auskoppelelemente zugeordnet sein, die eine gezielte Lichtauskopplung bewirken. Bspw. kann auf einer der in gewünschter Lichtabstrahlrichtung der Beleuchtungsvorrichtung hinten angeordneten Rückseite der entsprechenden Lichtleiter 3, 13, 14 Auskoppelelemente angeordnet sein.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß 3 ist eine Lichtleitereinheit 31 vorgesehen, die einen flächenhaften ersten Lichtleiter 32, einen flächenhaften zweiten Lichtleiter 33 und einen flächenhaften dritten Lichtleiter 34 aufweist. Der erste Lichtleiter 32 besteht aus einem transparenten Material ohne lichtstreuende Wirkung. Der zweite Lichtleiter 33 und der dritte Lichtleiter 34 bestehen aus einem transparenten Material mit lichtstreuender Wirkung. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 2 ist der zweite Lichtleiter 34 in den ersten Lichtleiter 32 integriert. Er bildet quasi ein Segment des ersten Lichtleiters 32. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine der Lichtquelle 15 zugewandte stirnseitige Schmalseite 35 des zweiten Lichtleiters 34 und eine in Lichtführungsrichtung 10 verlaufende, längsseitige Schmalseite 36 des Lichtleiters 34 mit einer Schmalseite des ersten Lichtleiters 32 verbunden. Der zweite Lichtleiter 34 ist somit teilweise von dem ersten Lichtleiter 32 umgeben und somit nicht direkt der Lichtquelle 15 zugeordnet.
  • Der erste Lichtleiter 32 dient zum einen zur Zuführung des Lichtes zu dem zweiten Lichtleiter 33 bzw. ggf. zu dem dritten Lichtleiter 34. Zum anderen dient der erste Lichtleiter 32 als Umrahmung für den zweiten Lichtleiter 33, sodass die gesamte Lichtleitereinheit 31 ein in dem unbeleuchteten Zustand homogenes flächiges Gebilde darstellt. Grenzübergänge zwischen den unterschiedlichen Lichtleitern 32, 33, 34 sind – wie bei den anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung – im unbeleuchteten Zustand nicht erkennbar.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß 4 kann eine flächige Lichtleitereinheit 41 mehrschichtig ausgebildet sein, wobei ein erster Lichtleiter 42 bestehend aus einem transparenten Material ohne lichtstreuende Wirkung über eine seiner Flachseiten 45 zum einen mit einem zweiten Lichtleiter 43 und zum anderen ist einem dritten Lichtleiter 44 verbunden ist. Der zweite Lichtleiter 43 und der dritte Lichtleiter 44 bestehen jeweils aus einem transparenten Material mit lichtstreuender Wirkung.
  • Der erste Lichtleiter 42 dient als Lichtführung zu dem zweiten Lichtleiter 43 und dem dritten Lichtleiter 44, wobei das Licht aus dem ersten Lichtleiter 42 über seine Flachseite 45 in den zweiten Lichtleiter 43 und den dritten Lichtleiter 44 übergeben wird. Lediglich der erste Lichtleiter 42 und der zweite Lichtleiter 43 sind mit einer Stirnseite der Lichtquelle 15 zugewandt angeordnet. Eine stirnseitige Schmalseite 46 des dritten Lichtleiters 44 ist in einem Abstand zu der Lichtquelle 15 angeordnet.
  • Der erste Lichtleiter 42 dient somit als Basisfläche für die weiteren Lichtleiter 43, 44. Im unbeleuchteten Zustand der Lichtleitereinheit 41 weist diese einen profilierten Charakter auf.
  • Gleiche Bauteile bzw. Bauteilfunktionen der Ausführungsbeispiele sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 11, 31, 41
    Lichtleitereinheit
    2, 3, 4; 12, 13, 14; 32, 33, 34; 42, 43, 44
    Lichtleiter
    5, 15
    Lichtquelle
    6
    Lichteinkoppelfläche
    7; 23
    Trägerplatte
    8
    Mantelfläche
    9
    Pfeile
    10
    Lichtführungsrichtung
    18, 35, 36, 46
    Schmalseiten
    16, 17; 19, 20; 21, 22
    Stirnseite
    45
    Flachseite
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006016656 A1 [0002]
    • DE 102007035021 A1 [0003]
    • DE 102006034972 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle und einer der Lichtquelle zugeordneten Lichtleitereinheit, die aus einer Mehrzahl von einstückig miteinander verbundenen Lichtleitern besteht, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Lichtleiter (2, 12, 32, 42) aus einem transparenten Material ohne lichtstreuende Wirkung und ein zweiter Lichtleiter (3, 4, 13, 14, 33, 34, 43, 44) aus einem transparenten Material mit lichtstreuender Wirkung besteht, sodass der zweite Lichtleiter (3, 4, 13, 14, 33, 34, 43, 44) Licht (9) abstrahlt zur Erzeugung einer vorgegebenen Signallichtfunktion.
  2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitereinheit stabförmige Lichtleiter (2, 3, 4) aufweist, wobei der aus dem transparenten Material ohne lichtstreuende Wirkung bestehende erste Lichtleiter (2) auf einer der Lichtquelle (5) zugewandten Seite und der aus dem transparenten Material mit lichtstreuender Wirkung bestehende zweite Lichtleiter (3) auf der der Lichtquelle (5) abgewandten Seite angeordnet sind.
  3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitereinheit (11, 31, 41) flächenhafte Lichtleiter (12, 13, 14, 32, 33, 34) aufweist, wobei der aus dem transparenten Material ohne lichtstreuende Wirkung bestehende erste Lichtleiter (11, 31, 41) an einer Schmalseite (18) desselben mit dem aus dem transparenten Material mit lichtstreuender Wirkung bestehenden zweiten Lichtleiter (13, 14, 33) verbunden ist.
  4. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Lichtleiter (32) an den zweiten Lichtleiter (33) zumindest an einer in Lichtführungsrichtung (10) verlaufenden Schmalseite (36) und an einer der Lichtquelle (15) zugewandten Schmalseite (35) des zweiten Lichtleiters (33) anschließt.
  5. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die flächige Lichtleitereinheit (41) mehrschichtig ausgebildet ist, wobei der zweite Lichtleiter (43, 44) bereichsweise durch Spritzgießen an einer Flachseite (45) des ersten Lichtleiters (42) mit demselben verbunden ist.
  6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitereinheit (1, 11, 31, 41) durch Zwei-Komponenten-Spritzgießen hergestellt ist.
  7. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Lichtleiter (3, 13, 33, 34) zusätzlich mit einer Anzahl von Auskoppelelementen versehen ist zur geführten Umlenkung eines in denselben eingekoppelten Lichtes in Richtung der Lichtauskoppelfläche desselben.
  8. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Lichtleiter (3, 13, 14, 33, 34, 43, 44) aus einem transparenten Kunststoffmaterial besteht, das mit Nanopartikeln zur Lichtstreuung durchsetzt ist.
  9. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte flächenhafte Lichtleiter (12, 13, 14, 32, 33, 34) der Lichtleitereinheit (11, 31) über zueinander gekehrte Schmalseiten (18, 36) miteinander verbunden sind.
  10. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiter (12, 13, 14, 32, 33, 34) an den zueinander gekehrten Schmalseiten (18, 36) die gleiche Wandstärke aufweisen.
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