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FACHGEBIET
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Das Fachgebiet betrifft Beleuchtungssystem allgemein, im Einzelnen Verkleidungsplatten für Fahrzeuge mit Innenbeleuchtungssystemen.
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HINTERGRUND
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Typischerweise weisen Kraftfahrzeuge (Kfz) Verkleidungsplatten, die Teile der Innenstruktur wie z.B. Armaturenbrett und Türplatten verkleiden. Bei einigen Fahrzeugen sind Innenbeleuchtungssystemen in diese Platten integriert, um im Fahrgastraum die Umgebungsbeleuchtung zu gewährleisten. Es bleibt jedoch schwierig, eine Beleuchtungssystem bereitzustellen, die attraktiv, sogar ästhetisch ansprechend ist und sich für ein Fahrzeug eignet.
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Folglich ist es wünschenswert, verbesserte Verkleidungsplatten für Fahrzeuge mit Innenbeleuchtungssystemen bereitzustellen. Ferner sind weitere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung an der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und diesem Hintergrund der Erfindung erkennbar.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Bereitgestellt wird ein Beleuchtungssystem für das Innere eines Fahrzeugs. Das System enthält ein lichtdurchlässiges Substrat und ein nahe dem lichtdurchlässigen Substrat angeordnetes Lichtrohr, so dass das vom Lichtrohr ausgehende Licht durch das lichtdurchlässige Substrat ins Fahrzeuginnere gelangt.
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Bereitgestellt wird eine Verkleidungsplatte eines Fahrzeugs mit Innen- und Außenseite. Die Verkleidungsplatte enthält eine erste Wand, die ein erstes, dem Fahrzeuginneren zugewandtes Fenster definiert, und eine zweite Wand, die mit der ersten Wand gekoppelt ist, um einen Hohlraum zu bilden. Die Verkleidungsplatte enthält ferner ein Beleuchtungssystem mit einem lichtdurchlässigen Substrat, das am ersten Fenster mit der ersten Wand gekoppelt ist, und ein nahe dem lichtdurchlässigen Substrat angeordnetes Lichtrohr, so dass das vom Lichtrohr ausgehende Licht durch das lichtdurchlässige Substrat und durch das Fenster der ersten Wand ins Fahrzeuginnere gelangt.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Ausführungsbeispiele werden nachfolgend in Verbindung mit den nachfolgenden Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente kennzeichnen, und wobei:
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1 eine schematische Darstellung eines Innenbeleuchtungssystems eines Fahrzeugs zeigt, die in eine Verkleidungsplatte gemäß einer Ausführungsform integriert ist.
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2 eine schematische Darstellung des Innenbeleuchtungssystems der 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt.
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3 eine vordere Seitenansicht des Innenbeleuchtungssystems der 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt;
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4 eine Teilrückansicht des Innenbeleuchtungssystems der 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt;
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5–10 Teilquerschnittansichten von Innenbeleuchtungssystemen gemäß Ausführungsbeispielen zeigen;
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11 eine vordere Seitenansicht des Innenbeleuchtungssystems der 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt;
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12 eine Teilrückansicht der Innenbeleuchtungssystem der 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die nachfolgende ausführliche Beschreibung ist lediglich beispielhaft und nicht als Einschränkung der Anwendung und Einsatzmöglichkeiten aufzufassen. Außerdem wird keine Bindung an eine in den vorstehenden Ausführungen Fachgebiet, Hintergrund, Zusammenfassung oder in der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung ausdrücklich oder konkludent dargestellte Theorie beabsichtigt.
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In der nachfolgenden Beschreibung ist die Rede davon, dass Elemente oder Merkmale miteinander "verbunden" oder "gekoppelt" sind. Im vorliegenden Sinne kann unter "verbunden" zu verstehen sein, dass ein Element/Merkmal unmittelbar an ein weiteres Element/Merkmal – nicht unbedingt auf mechanische Art – anschließt. Ebenso kann unter "gekoppelt" zu verstehen sein, dass ein Element/Merkmal unmittelbar an ein weiteres Element/Merkmal – nicht unbedingt auf mechanische Art – anschließt (oder mittelbar oder unmittelbar damit in Verbindung steht). Es versteht sich jedoch, dass, obwohl zwei Elemente nachfolgend als "verbunden" bezeichnet werden können, ähnliche Elemente gemäß alternativen Ausführungsformen "gekoppelt" sein können, und umgekehrt. Obwohl die vorliegenden schematischen Darstellungen beispielhafte Anordnungen von Elementen darstellen, können gemäß einer realen Ausführungsform weitere zwischengeschaltete Elemente, Geräte, Merkmale oder Komponenten vorhanden sein.
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Im weitesten Sinne stellen die vorliegend erläuterten Ausführungsbeispiele verbesserte Beleuchtungssystemen bereit, die in Verkleidungsplatten im Fahrgastraum des Fahrzeugs integriert werden können. Die Innenbeleuchtungssysteme für Fahrzeuge enthalten ein flexibles Lichtrohr, das an einem lichtdurchlässigen Substrat wie z.B. Acrylonitril-Butadien-Styrol (ABS) montiert ist. Auf diese Weise versorgt das flexible Lichtrohr unmittelbar mit Licht. Das lichtdurchlässige Substrat verteilt das Licht nach Bedarf bzw. Wunsch, insbesondere in vorbestimmten dekorativen Mustern, und bietet eine vorteilhafte mechanische und/oder strukturelle Abstützung im Fahrgastraum. Einige Ausführungsformen können einen Deckel zur Befestigung des Rohrs am Substrat und/oder zur Leitung des Lichts vom Lichtrohr zum Substrat aufweisen.
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1 ist eine schematische Darstellung einer Innenbeleuchtungssystem 200 eines Fahrzeugs, die in eine Verkleidungsplatte 100 gemäß einer Ausführungsform integriert ist. Generell ist die Verkleidungsplatte 100 derart konfiguriert, dass sie in eine Fahrzeugkarosserie integrierbar ist, wie z.B. eine Fahrzeugtür, -sitz oder -armlehne. Gemäß verschiedenen anderen Ausführungsformen kann die Verkleidungsplatte 100 in eine zentrale Konsole im Fußboden, A/B/C-Säulengarnituren oder Armaturenbrette integriert werden.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Verkleidungsplatte 100 geeignet, in eine Tür integriert zu werden, und weist eine erste (Innen-)Wand 110 und eine zweite (Außen-)Wand 120 auf, die einen inneren Hohlraum (Raum) 130 definieren. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die erste Wand 110 auf der Innenseite des Fahrzeugs, z.B. innerhalb des Fahrgastraums, angeordnet. Die zweite Wand 120 kann als Außenfläche des Fahrzeugs frei liegen oder anderen, weiter nach außen angeordneten Strukturen oder Komponenten des Fahrzeugs zugewandt sein.
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Generell ist das Beleuchtungssystem 200 innerhalb des inneren Hohlraums 130 zwischen der ersten und zweiten Wand 110, 120 derart positioniert, dass das Beleuchtungssystem 200 innerhalb des Fahrgastraums des Fahrzeugs ein Umgebungslicht erzeugt. Das Beleuchtungssystem 200 kann innerhalb eines Fensters oder Lochs 112 in der ersten Wand 110 angeordnet sein, um Licht direkt in den Fahrgastraum zu strahlen, oder das Beleuchtungssystem 200 kann das Licht durch die erste Wand 110 hindurchstrahlen.
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Wie ebenfalls in der 1 gezeigt, kann das Beleuchtungssystem 200 einen Kabelbaum 202 aufweisen, der das Beleuchtungssystem 200 mit einer Energiequelle (z.B. Fahrzeugbatterie) 140 und einem Steuermodul 142 (z.B. ECU) koppelt. Generell ist die Energiequelle 140 derart konfiguriert, dass sie elektrische Energie einer Lichtquelle des Beleuchtungssystems 200 zuführt, und das Steuermodul 142 ist derart konfiguriert, dass es den Betrieb der Lichtquelle des Beleuchtungssystems 200 steuert. Beispielsweise kann das Steuermodul 142 das Beleuchtungssystem 200 aktivieren (z.B. "ein" oder "aus") und Intensität, Takt und/oder Muster der Beleuchtung steuern. So kann das Steuermodul 142 beliebige geeignete Rechen- und Speichereinheiten, integrierte Schaltungen, und dgl. enthalten. Das Steuermodul 142 kann z.B. eine ECU (Electronic Control Unit) eines Fahrzeugs sein.
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2 ist eine schematische Darstellung der Innenbeleuchtungssystem 200 der 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Beleuchtungssystem 200 enthält einen Träger 210, ein Lichtrohr (bzw. -quelle) 240, eine Musterschicht 250, ein Substrat 260 und einen Vorderdeckel 270. Weiterhin wird auf die 3 und 4 Bezug genommen. 3 ist eine Frontalansicht des Beleuchtungssystems 200 und 4 ist eine Rückansicht des Beleuchtungssystems 200 der 1 mit entferntem Träger 210. Jede Komponente wird vorgestellt, bevor der Betrieb näher beschrieben wird.
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Generell ist der Träger (Rückdeckel) 210 dem Innenraum 130 der Verkleidungsplatte 100 zugewandt (1). Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Träger 210 als "B-Seite" des Beleuchtungssystems 200 bezeichnet werden. Wie gezeigt, definiert der Träger 210 mit dem Substrat 260 einen Hohlraum 218. Generell fungiert der Träger 210 als Gehäuse des Beleuchtungssystems 200 und zur Rückgewinnung von Licht aus dem Lichtrohr 240 durch Abstrahlen dieses Lichts in Richtung des Substrats 260. Außerdem kann die Opazität des Trägers 210 die Lichtabschattung unterstützen, um Lecke aus Bereichen zu verhindern, die nicht beleuchtet werden sollen. So kann der Träger 210 generell derart dimensioniert und ausgestaltet sein, dass er sich über den zu beleuchtenden Bereich erstreckt und das Lichtrohr 240 enthält. Der Träger 210 kann ein weißes oder reflektierendes Substrat wie z.B. Karton oder eine sonstige geeignete Struktur sein. Beim Träger 210 kann es sich z.B. um einen weißen opaken Träger aus LG Chem ABS XR401 handeln.
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Wie ebenfalls in der 2 gezeigt, kann der Träger 210 zum Montieren des Beleuchtungssystems 200 in der Verkleidungsplatte 100 eingesetzt werden. Wie gezeigt, kann sich der Träger 210 seitlich über die anderen Komponenten (z.B. Lichtrohr 240, Musterschicht 250 und Substrat 260) hinaus erstrecken und das Beleuchtungssystem 200 an der ersten Wand 110 befestigen. Diese Befestigung kann dauerhafte Verbindungen wie z.B. Kunststoffschweißen (z.B. Wärmekontaktnieten, Ultraschallnieten und dgl.) oder abnehmbare Verbindungen wie z.B. Schrauben oder einrastende Verbindungselemente aufweisen. Der überlappende Bereich des Trägers 210 kann z.b. 15, 25 mm sein und außerdem zum Verschließen des Beleuchtungssystems 200 vor Lichtlecks dienen. Weitere Befestigungs- und Montageanordnungen werden nachfolgend beschrieben.
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Wie oben erwähnt, ist das Lichtrohr 240 im von Träger 210 und Substrat 260 ausgebildeten Hohlraum 218 angeordnet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann es sich beim Lichtrohr 240 um eine extrudierte, flexible Lichtführung, die Licht in einem radialen Muster von 360 ° ausstrahlt. Das Lichtrohr 240 kann z.B. eine beliebige geeignete Anordnung von LEDs und Betriebselektronik in oder nahe einem länglichen Gehäuse oder Träger aufweisen. Hierbei wird auf die 4 Bezug genommen, die das Lichtrohr 240 in gewundener Ausgestaltung zeigt. Beim Lichtrohr 240 kann es sich um ein im Handel erhältliches Lichtrohr wie z.B. ein extrudiertes flexibles Rohr der Marke E-LANTM handeln. Ein derartiges Lichtrohr 240 kann z.B. einen Durchmesser von 3–5 mm aufweisen. In einem weiteren Beispiel kann es sich beim Lichtrohr 240 um ein LWL-Lichtrohr z.B. mit einem Durchmesser von 2,2 mm handeln. Auch andere Arten von Lichtrohr können vorgesehen sein. Bei der dargestellten Ausführungsform weist das Lichtrohr 240 zwei Beine 242, 244, die sich von einer Biegung 246 erstrecken. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann das Lichtrohr 240 zusätzliche Biegungen und Beine (z.B. in einem S-förmigen Muster) aufweisen und/oder ein einziges verlängertes Bein bilden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Beine 242, 244 z.B. voneinander um einen Abstand 248 von 20–25 mm mit einem Biegeradius von 20 mm beabstandet sein. Gemäß weiteren Ausführungsformen können die Beine 242, 244 je nach Art und Größe des Lichtrohrs 240 voneinander um einen Abstand 248 von 10–15 mm beabstandet sein. Obwohl dies nicht gezeigt wird, können auch weitere Lichtrohre in das Beleuchtungssystem 200 integriert werden.
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Das Beleuchtungssystem 200 enthält ferner eine Musterschicht (oder Maske) 250. Generell enthält die Musterschicht 250 lichtundurchlässige Abschnitte 252 und einen oder mehrere Musterabschnitte 254. Die lichtundurchlässigen Abschnitte 252 sind zum Abschatten von Licht konfiguriert, während die Musterabschnitte 254 derart konfiguriert sind, dass sie Licht so übertragen, dass im Betrieb ein dekoratives oder funktionelles Muster sichtbar ist. Der Musterabschnitt 254 kann durch Bohrungen der lichtundurchlässigen Bereiche 252 oder ein durchlässiges oder klares Material, das in ein Fenster oder Leere in den lichtundurchlässigen Bereichen 252 integriert ist, ausgebildet werden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Musterschicht 250 zwischen Lichtrohr 240 und Substrat 260 angeordnet. Gemäß weiteren Ausführungsformen ist die Musterschicht 250 auf der entgegengesetzten Seite des Substrats 260 angeordnet. Außerdem kann die Musterschicht 250 in einigen Ausführungsformen entfallen, wie nachfolgend beschrieben wird.
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Das Substrat 260 ist derart angeordnet, dass es den Hohlraum 218 (mindestens teilweise) abdeckt und sich über das Lichtrohr 240 erstreckt. Wie oben erwähnt, kann die Musterschicht 250 an dem Substrat 260 zwischen Substrat 260 und Lichtrohr 240 befestigt werden.
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Das Substrat 260 kann aus einer oder mehreren extrudierten oder spritzgegossenen Komponenten bestehen. Das Substrat 260 führt mehrere Funktionen aus. Gemäß einem Ausführungsbeispiel bietet das Substrat 260 des Beleuchtungssystems 200 strukturelle Abstützung in Form ausreichender Steifheit, Festigkeit und Härte, um den für die Verkleidungsplatte 100 geltenden Richtlinien oder Vorgaben zu genügen (1). Insbesondere kann das Substrat 260 mechanische und strukturelle Eigenschaften aufweisen, die ausreichen, damit es sich für den Einsatz im Fahrzeuginneren eignet. Beispielsweise ist eine in eine Fahrzeugtür integrierte Verkleidungsplatte 100 typischerweise unter Berücksichtigung von Mindestanforderungen an den Seitenaufprallschutz ausgelegt, und eine in die Verkleidung einer Armlehne integrierte Verkleidungsplatte 100 ist typischerweise unter Berücksichtigung von Mindestanforderungen an die vertikale Steifheit ausgelegt. Die strukturellen Eigenschaften des Substrats 260 helfen bei der Einhaltung dieser Vorgaben. Außerdem kann das Substrat 260 v.a. eine relativ steife Struktur bieten, um eine für den Kunden akzeptable "Wahrnehmungsqualität" sowie zufriedenstellende mechanische Verformungsvorgaben infolge spezifischer statischer oder dynamischer Lasten, insbesondere Anforderungen an die Schall- und Schwingungsleistung zu gewährleisten.
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Außerdem weist das Substrat 260 für das Beleuchtungssystem 200 vorteilhafte optische Eigenschaften, wie nachfolgend näher beschrieben wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel handelt es sich beim Substrat 260 um einen Thermoplast wie z.B. Arylonitrol-Butadien-Styrol (ABS), v.a ein natürliches ABS. Beispielsweise kann das Substrat 260 aus ABS-Harzen wie z.B. INEOSTM Lustran Elite HH ABS 1827 und/oder STYRONTM Magnum 3325 MT bestehen. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann es sich beim Substrat 260 um ein Polycarbonat/Acrylonitril-Butadien-Styrol (PC-ABS) handeln.
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Wie oben erwähnt, kann das Substrat 260 aus ABS bestehen, bei dem es sich um einen amorphen Thermoplast mit zufälliger molekularer Struktur handelt. Beim ABS liegt die charakteristische Größe der größten geordneten Region auf der Größenordnung einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung, und diese Dimension ist weitaus kleiner als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts, wodurch die diffusiven und lichtdurchlässigen Eigenschaften des natürlichen ABS gewährleistet werden. So ist das Substrat 260 gemäß einem Ausführungsbeispiel natürliches ABS, in dem keine Farbpigmente oder Zusatzstoffe Verwendung finden. So dient das "natürliche" bzw. "milchige" Erscheinungsbild des ABS zur Diffusion der entsprechenden Lichtmenge, um eine gleichmäßige Beleuchtung zu erzielen. Weitere Einzelheiten zum resultierenden Betrieb des Beleuchtungssystems 200 sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
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Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Substrat 260 Regionen aufweisen, die aus natürlichen ABS bestehen, wie oben beschrieben, sowie Regionen mit lichtundurchlässigem ABS, das aus Farbpigmenten, z.B. Schwarz, besteht. Ein derartiges Substrat mit mehreren Regionen kann im Zwei-Spritzen-Spritzgussverfahren hergestellt werden. Gemäß einigen Ausführungsformen mit einem Substrat aus mehreren Regionen kann die Musterschicht 250 entfallen und das dekorative oder funktionelle Muster kann durch den Kontrast in der lichtdurchlässigen Region aus natürlichem ABS und der lichtundurchlässigen ABS-Region gebildet werden.
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Der Deckel 270 ist über dem Substrat 260 angeordnet. Generell kann der Deckel 270 mit der ersten Wand 110 der Verkleidungsplatte 10 (1) komplanar sein, so dass sich das Beleuchtungssystem 200 ästhetisch mit dem Fahrzeuginneren mischt. Typischerweise ist der Deckel 270 ein durchlässiges oder teildurchlässiges Material, das Licht durchlässt. Wie gezeigt, kann der Deckel 270 eine oder mehrere Schichten, insbesondere eine Isolations- oder Polsterschicht 272 und eine Stoffschicht 274 aufweisen. Die Polsterschicht 272 kann z.B. offenzelliger Schaum, Filz, oder dgl. sein, während die Stoffschicht 274 Stoff oder eine Vinylhaut sein kann. In einem Beispiel kann es sich bei der Polsterschicht 272 ein Polyestergewebe mit einer Dicke von etwa 1–5 mm handeln. Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Stoffschicht 274 mit kleinen Öffnungen auf der Größenordnung von weniger als 1 mm gelocht sein, um die Lichtdurchlässigkeit zu erhöhen, sofern dies erforderlich oder wünschenswert ist. Außerdem können Fadenzahl und Farbe der Stoffschicht 274 aufgrund der Lichtdurchlässigkeit gewählt werden. Gemäß einigen Ausführungsformen können Musterschicht 250 und Deckel 270 eine integrierte Schicht bilden. Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Deckel 270, v.a. die Polsterschicht 272, außerdem zur Diffusion von Licht aus dem Lichtrohr 240 und dem Substrat 260 dienen.
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Nun wird kurz auf die 3 Bezug genommen, die eine Frontalansicht des Beleuchtungssystems 200 ist. In der 3 ist das Muster 300 von der Vorderseite des Beleuchtungssystems aus sichtbar. Wie oben erwähnt, wird das beleuchtete Muster 300 durch das Licht gebildet, das durch die Musterabschnitte 254 der Musterschicht 250 hindurchstrahlt. So ist das Beleuchtungssystem 200 im Betrieb derart konfiguriert, dass sie das Muster 300 mit einer vorbestimmten Helligkeit und gleichmäßig beleuchtet. Das Muster 300 kann auch als "Durchscheinbereich" bezeichnet werden, was sich auf den beabsichtigten Beleuchtungsbereich bezieht. Das Muster 300 kann dadurch eine beliebige Form annehmen, dass z.B. die Musterabschnitte 254 der Musterschicht 250 modifiziert werden. Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Musterschicht entfallen und das Muster (z.B. Muster 300) kann durch die Eigenschaften des Lichtrohrs 240, Trägers 210 und Substrats gebildet werden, wie weiter unten beschrieben. Obwohl das Muster 300 mit einer erkennbaren Grenze bzw. einem erkennbaren Umriss dargestellt wird, kann das Muster 300 gemäß einigen Ausführungsformen mit Lichtübertragungsverläufen ausgestaltet werden, so dass das beleuchtete Muster auf die lichtundurchlässigen Abschnitte "überblendet".
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So beleuchtet das Beleuchtungssystem 200 ein vorbestimmtes Muster bzw. einen vorbestimmten Bereich mit einer direkten Hintergrundbeleuchtungskonfiguration beleuchtet. Weiterhin verläuft in der 2 ein Teil des Lichts (durch Pfeile gekennzeichnet) aus dem Lichtrohr 240 unmittelbar durch Substrat 260, Musterschicht 250 und Deckel 270 hindurch. Der Teil des Lichts, der ins Substrat 260 eintritt, wird gestreut, um das von dem Beleuchtungssystem 200 ausgehende Licht gleichmäßiger zu verteilen. Insbesondere wird das Substrat 260 für die entsprechenden optischen Eigenschaften ausgewählt. Wie oben erwähnt, kann das Substrat 260 aus natürlichem ABS bestehen, um die entsprechende Lichtmenge zu streuen, um eine gleichmäßige Beleuchtung zu gewährleisten. Wie oben erwähnt, wird ein evtl. Teil des Lichts, das auf den Träger 210 einstrahlt, in den Hohlraum 218 in Richtung des Substrats 260 zurückgestrahlt.
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Die Anordnung des Beleuchtungssystems 200 kann als Anordnung mit direkter Beleuchtung betrachtet werden, da das Lichtrohr 240 das Licht in einen dem zu beleuchtenden Bereich nahe liegenden Bereich ausstrahlt. Da das Lichtrohr 240 dem gewünschten Bereich nahe liegen kann und das Licht gleichmäßig verteilt wird, können erhebliche Vorteile bezüglich des Gewichts, der Komplexität und der Leistung verwirklicht werden.
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Die Luftspalten oder Abstände zwischen Lichtrohr 240 und Substrat und zwischen Lichtrohr 240 und Substrat 260 können auch die Optik beeinflussen. Als Beispiele – unter Bezugnahme auf die 2 – kann der Abstand zwischen Lichtrohr 240 und Substrat 260 und zwischen Lichtrohr 240 und Träger 210 1,5–3 mm betragen.
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Weitere Ausführungsbeispiele für Beleuchtungssysteme zeigen die 5–10, die Teilquerschnittansichten anderer Anordnungen sind. Sofern nicht etwas anderes angegeben wird, haben die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele Strukturen und Funktionen, die der oben beschriebenen Fahrzeug-Beleuchtungssystem ähnlich sind. Insbesondere zeigen 5–7 Ausführungsformen mit einem Substrat mit verdickten Bereichen, um eine noch gleichmäßigere Lichtverteilung durch Reduzieren oder Vermindern möglicher ungleicher heller oder heißer Punkte infolge der direkten Beleuchtungsanordnung des Lichtrohrs und des Substrats zu gewährleisten. Beispielsweise zeigt die 5 ein Substrat 560 mit einem verdickten Bereich 562, der an das Lichtrohr 540 grenzt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der verdickte Bereich 562 generell flach und kann eine Dicke z.B. von etwa 2,5 mm aufweisen. Die 6 zeigt ein Substrat 660 mit einem verdickten Bereich 662, der an das Lichtrohr 640 grenzt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der verdickte Bereich 662 generell konkav und kann eine Dicke z.B. von etwa 2,5 mm aufweisen. Die 7 zeigt ein Substrat 760 mit einem verdickten Bereich 762, der an das Lichtrohr 740 grenzt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der verdickte Bereich 762 generell flach und kann eine Dicke z.B. von etwa 2,5 mm und eine Muldendicke z.B. von etwa 0,5 mm aufweisen. Die verdickten Bereiche 562, 662, 762 der 5–7 können Breiten aufweisen, die in etwa gleich den entsprechenden Lichtrohren 540, 640, 740 sind.
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8 eine Teilquerschnittansicht einer Innenbeleuchtungssystem 800 eines Fahrzeugs der 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Gemäß der dargestellten Ausführungsform enthält das Beleuchtungssystem 800 einen Träger 810, ein Lichtrohr 840 und ein Substrat 860 innerhalb einer Verkleidungsplatte 804. Das Beleuchtungssystem 800 enthält ferner einen Deckelteil 870, der eine Polsterschicht 872 und einen Deckel 874 aufweisen kann. Wie oben erwähnt, kann der Deckelteil 870 mit dem Beleuchtungssystem 800 integriert sein und/oder als Teil der Verkleidungsplatte 804 betrachtet werden.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel befindet sich der Träger 810 in unmittelbarer Nähe des Lichtrohrs 840. Insbesondere kann der Träger 810 durch Formen an Anordnung und Form des Lichtrohrs 840 angepasst werden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann eine Musterschicht (z.B. die Musterschicht 250 der 2) entfallen, da das Licht im kleineren Spalt bzw. Hohlraum vor dem Eintritt ins Substrat 860 in beschränkterem Umfang verteilt wird.
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Die 8 zeigt ferner die Montage- und Installationsmerkmale. Insbesondere kann der Träger 810 mit Schrauben (oder Klammern) 880 mit dem Substrat 860 verbunden werden. Durch diese Anordnung wird auch das Lichtrohr 840 fixiert und mechanisch befestigt, indem das Lichtrohr 840 zwischen Träger 810 und Substrat 860 festgehalten wird. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann das Lichtrohr 840 relativ zum Substrat 860 mit Klammern, Klebstoffen oder beliebigen geeigneten Verbindungselementen mechanisch festgehalten werden.
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9 ist eine Teilquerschnittansicht einer weiteren Anordnung einer Innenbeleuchtungssystem 900 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Gemäß der dargestellten Ausführungsform enthält das Beleuchtungssystem 900 einen Träger 910, ein Lichtrohr 940 ein Substrat 960 und einen Deckelteil 970.
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Die 9 zeigt v.a. einen Teil des Beleuchtungssystems 900, die den Zugriff auf das Lichtrohr 940 ermöglicht und in einer beliebigen der oben beschriebenen Ausführungsformen ausführbar ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das Lichtrohr 940 nicht vom Träger 910 umhüllt. Stattdessen erstreckt sich der Träger 910 beiderseits des Lichtrohrs 940 und das Lichtrohr 940 kann von einer vorübergehenden oder dauerhaften Abdeckung wie z.B. Klebeband 942 abgedeckt werden. Das Band 942 kann Lichtlecks aus dem Hohlraum 912 verhindern. Der Träger 910 kann eine V-förmige Öffnung bzw. Hohlraum 912 aufweisen, um eine Verlagerung des Lichtrohrs 940 zu verhindern. Das Ausführungsbeispiel der 9 kann in Verbindung mit den anderen oben beschriebenen Ausführungsformen entlang einem Teil des Beleuchtungssystems 900 Einsatz finden, um den Zugriff auf das Lichtrohr 940 zu ermöglichen. Insbesondere können Kabel (z.B. Kabelbaum 202 der 1) und/oder weiteres Zubehör in der Anordnung der 9 mit dem Lichtrohr 940 gekoppelt werden, ohne dass dies vom Träger 910 gestört wird, was eine einfache Installation und Wartung ermöglicht.
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10 ist eine Teilquerschnittansicht einer weiteren Anordnung eines Innenbeleuchtungssystems 1000 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Gemäß der dargestellten Ausführungsform enthält das Beleuchtungssystem 1000 einen Träger 1010, ein Lichtrohr 1040 ein Substrat 1060 und einen Deckelteil 1070.
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Das Ausführungsbeispiel ist dem der 9 in dem Sinne ähnlich, dass ein Teil des Beleuchtungssystems 1000 dargestellt wird, der den Zugriff auf das Lichtrohr 1040 zu ermöglicht. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das Lichtrohr 1040 nicht vom Träger 1010 umhüllt. Stattdessen erstreckt sich der Träger 1010 beiderseits des Lichtrohrs 1040 und das Lichtrohr 1040 kann von Vorsprüngen 1062 abgedeckt werden, die vom Substrat 1060 hervorragen, wodurch der Zugriff zu Installation und Kopplung von Kabeln und/oder sonstigem Zubehör erleichtert wird.
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Wie oben erwähnt, kann die oben beschriebene Beleuchtungssystem 200 zur Bildung eines beleuchteten Musters einer beliebigen Art verwendet werden. In einem weiteren Beispiel zeigen die 11 und 12 jeweils eine Frontal- und eine Rückansicht (mit entferntem Träger) einer Innenbeleuchtungssystem 1100 eines Fahrzeugs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Sofern nicht etwas anderes angegeben wird, kann das Beleuchtungssystem 1100 Strukturen und Funktionen aufweisen, die der oben beschriebenen Beleuchtungssystem 200 ähnlich sind. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich beim beleuchteten Muster 1102 um ein "vollflächiges" Muster, in dem ein ganzer Bereich gleichmäßig beleuchtet wird. Wie vorstehend kann das Muster 1102 aus einer Kombination aus Lichtrohr, Substrat, Musterschicht, Deckel und Träger bestehen. Insbesondere kann das Muster 1102 im Beispiel der 11 durch ein Lichtrohr 1140 gebildet werden, das Licht durch ein lichtdurchlässiges Substrat 1160 hindurchstrahlt. In der 11 wird die Lage des Trägers allgemein durch die Linie 1112 gekennzeichnet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die äußeren Dimensionen des Musters 1102 durch den Träger 1112 definiert werden, wie gezeigt, und/oder durch eine lichtundurchlässige Musterschicht.
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Es sind also verbesserte Innenbeleuchtungssysteme für Fahrzeuge beschrieben worden, die mit relativ geringen Kosten verbunden sind und eine vereinfachte Beleuchtungslösung für den Fahrgastraum – v.a. gegenüber herkömmlichen Beleuchtungssystemen – schaffen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ergibt sich die gleichmäßige Lichtverteilung aus dem Material des Substrats, z.B. ABS, sowie der Anordnung des Substrats relativ zu Lichtrohr und Träger. Typischerweise benötigen herkömmliche Beleuchtungssysteme weitere Komponenten, Bearbeitung und Kosten, v.a. in Form zusätzlicher Linsen und Optik aus verschiedenen Materialien und mit verschiedenen Merkmalen, um das Licht genügend zu streuen. Beispielsweise können Ausführungsbeispiele der beschriebenen Beleuchtungssystem zusätzlich den Einsatz geformter Lichtleiter überflüssig machen, die typischerweise als klare Platten zur Beförderung des Lichts von einem Lichtrohr auf der Seite in einem Abstand zum Beleuchtungsbereich mit komplizierten Extraktionsmerkmalen, mit denen die Abblendung des Lichts entlang der Länge nach Maß ausgelegt werden. Geformte Lichtleiter der herkömmlichen Systeme sind mit Investitionen in maßgefertigte Spritzgusswerkzeuge und mit Mehrgewicht verbunden. Demgegenüber ermöglichen die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele die Anordnung einer Lichtquelle in Form eines Lichtrohrs an einer beliebigen gewünschten Stelle und/oder in einer beliebigen gewünschten Orientierung im Fahrgastraum. Derartige extrudierte Lichtrohre haben den Vorteil, dass die Entwicklung und Herstellen von Produktionswerkzeugen und die damit verbundenen Kosten vermieden werden.
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Beispiele
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Beispiel 1. Beleuchtungssystem für das Innere eines Fahrzeugs, umfassend:
ein lichtdurchlässiges Substrat; und
ein nahe dem lichtdurchlässigen Substrat angeordnetes Lichtrohr, so dass das vom Lichtrohr ausgehende Licht durch das lichtdurchlässige Substrat ins Fahrzeuginnere gelangt.
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Beispiel 2. Beleuchtungssystem nach Beispiel 1, wobei das lichtdurchlässige Substrat aus einem thermoplastischen Material besteht.
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Beispiel 3. Beleuchtungssystem nach Beispiel 1 oder 2, wobei das lichtdurchlässige Substrat aus einem Acrylonitril-Butadien-Styrol-Material (ABS) besteht.
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Beispiel 4. Beleuchtungssystem nach einem der Beispiele 1–3, ferner umfassend einen Träger, der das Lichtrohr am lichtdurchlässigen Substrat befestigt.
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Beispiel 5. Beleuchtungssystem nach Beispiel 4, wobei das Lichtrohr zwischen lichtdurchlässigem Substrat und Träger derart angeordnet ist, dass der Träger mindestens einen Teil des Lichts vom Lichtrohr in Richtung des lichtdurchlässigen Substrats zurückstrahlt.
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Beispiel 6. Beleuchtungssystem nach einem der Beispiele 1–5, ferner umfassend eine zwischen Lichtrohr und lichtdurchlässigem Substrat angeordnete Musterschicht, die ein vorbestimmtes Beleuchtungsmuster definiert.
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Beispiel 7. Beleuchtungssystem nach einem der Beispiele 1–6, wobei der Träger ein Fenster nahe einem Bereich des Lichtrohrs definiert.
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Beispiel 8. Beleuchtungssystem nach einem der Beispiele 1–7, wobei das lichtdurchlässige Substrat nahe mindestens einem Bereich des Lichtrohrs einen verdickten Bereich aufweist.
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Beispiel 9. Beleuchtungssystem nach Beispiel 8, wobei der verdickte Bereich eine erste Breite und ein Lichtrohr eine zweite Breite aufweisen, wobei die erste Breite etwa gleich der zweiten Breite ist.
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Beispiel 10. Beleuchtungssystem nach Beispiel 8, wobei der verdickte Bereich konkav oder konvex ist.
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Beispiel 11. Verkleidungsplatte eines Fahrzeugs mit einer Innere und einer Außenseite, umfassend:
eine erste Wand, die ein erstes, dem Fahrzeuginneren zugewandtes Fenster definiert;
eine zweite Wand, die mit der ersten Wand gekoppelt ist, um einen Hohlraum zu bilden, und
eine Beleuchtungssystem, umfassend:
ein lichtdurchlässiges Substrat, das am ersten Fenster mit der ersten Wand gekoppelt ist, und
ein nahe dem lichtdurchlässigen Substrat angeordnetes Lichtrohr, so dass das vom Lichtrohr ausgehende Licht durch das lichtdurchlässige Substrat und durch das Fenster der ersten Wand ins Fahrzeuginnere gelangt.
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Beispiel 12. Verkleidungsplatte nach Beispiel 11, wobei das lichtdurchlässige Substrat aus einem thermoplastischen Material besteht.
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Beispiel 13. Verkleidungsplatte nach Beispiel 11 oder 12, wobei das lichtdurchlässige Substrat aus einem Acrylonitril-Butadien-Styrol-Material (ABS) besteht.
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Beispiel 14. Verkleidungsplatte nach einem der Beispiele 11–13, ferner umfassend einen Träger, der das Lichtrohr am lichtdurchlässigen Substrat befestigt.
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Beispiel 15. Verkleidungsplatte nach Beispiel 14, wobei der Träger Bereiche aufweist, die sich mit dem lichtdurchlässigen Substrat überlappen und das Beleuchtungssystem an der ersten Wand befestigen.
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Beispiel 16. Verkleidungsplatte nach Beispiel 14 oder 15, wobei das Lichtrohr zwischen lichtdurchlässigem Substrat und Träger derart angeordnet ist, dass der Träger mindestens einen Teil des Lichts vom Lichtrohr in Richtung des lichtdurchlässigen Substrats zurückstrahlt.
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Beispiel 17. Verkleidungsplatte nach einem der Beispiele 11–16, wobei der Träger ein Fenster nahe einem Bereich des Lichtrohrs definiert.
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Beispiel 18. Verkleidungsplatte nach einem der Beispiele 11–17, wobei das lichtdurchlässige Substrat nahe mindestens einem Bereich des Lichtrohrs einen verdickten Bereich aufweist.
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Beispiel 19. Verkleidungsplatte nach Beispiel 18, wobei der verdickte Bereich eine erste Breite und ein Lichtrohr eine zweite Breite aufweisen, wobei die erste Breite etwa gleich der zweiten Breite ist.
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Beispiel 20. Verkleidungsplatte eines Fahrzeugs mit einer Innere und einer Außenseite, umfassend:
eine erste Wand, die ein erstes, dem Fahrzeuginneren zugewandtes Fenster definiert;
eine zweite Wand, die mit der ersten Wand gekoppelt ist, um einen Hohlraum zu bilden, und
eine Beleuchtungssystem, umfassend:
ein lichtdurchlässiges Substrat, das am ersten Fenster mit der ersten Wand gekoppelt ist, wobei das lichtdurchlässige Substrat aus ABS-Material besteht;
ein nahe dem lichtdurchlässigen Substrat angeordnetes Lichtrohr, so dass das vom Lichtrohr ausgehende Licht durch das lichtdurchlässige Substrat und durch das Fenster der ersten Wand ins Fahrzeuginnere gelangt, und
einen Träger, der mit dem lichtdurchlässigen Substrat einen Hohlraum zur Aufnahme des Lichtrohrs definiert, wobei der Träger Bereiche aufweist, die sich mit dem lichtdurchlässigen Substrat überlappen und das Beleuchtungssystem an der ersten Wand befestigen, und wobei der Träger nahe einem Bereich des Lichtrohrs ein Fenster definiert.
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Zwar wurde in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung mindestens ein Ausführungsbeispiel dargestellt, es versteht sich jedoch, dass eine Vielzahl von Variationen existiert. Ferner ist anzumerken, dass die jeweiligen Ausführungsbeispiele lediglich Beispiele sind und nicht als Einschränkung des Umfangs, der Anwendung oder der Konfiguration des Offenbarungsgehalts aufzufassen sind. Vielmehr ergibt sich aus der vorstehenden ausführlichen Beschreibung für den Fachmann ein bequemer Plan zur Umsetzung des Ausführungsbeispiels. Es versteht sich, dass verschiedene Veränderungen der Funktionen und Anordnung der Elemente möglich sind, ohne den in den beigefügten Patentansprüchen und rechtlich gleichwertigen Unterlagen festgelegten Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
