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Die Erfindung betrifft eine Schienenanordnung für ein Fahrzeugdach, insbesondere mit einer Beleuchtungsvorrichtung sowie ein System mit einer solchen Schienenanordnung.
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Kraftfahrzeuge können im Fahrzeuginnenraum mit einer Umgebungsbeleuchtung ausgestattet sein. Es ist bekannt, eine Umgebungsbeleuchtung mittels einer Vielzahl von Lichtquellen zu realisieren, die überall im Innenraum verteilt sind. Außerdem beschreibt beispielsweise die
DE 19936537 A1 eine Rolloanordnung mit Lichtleitfäden, die in oder an einer Abschirmeinrichtung angeordnet sind und die durch eine Lichtquelle mit Licht beaufschlagt werden können.
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Die
KR 10 2009 0115 543 A und die
DE 20 2014 009 548 U1 beschreiben jeweils eine Schienenanordnung mit einem Lichtleiter in einer Schiene.
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Es ist wünschenswert, eine Schienenanordnung für ein Fahrzeugdach anzugeben, die einen verlässlichen Betrieb ermöglicht.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist eine Schienenanordnung für ein Fahrzeugdach eine entlang einer Längsachse länglich ausgedehnte Führungsschiene auf. Die Schienenanordnung weist einen lichtleitenden Verguss auf, der entlang der Führungsschiene in einem Bereich der Führungsschiene ausgebildet ist, um Licht von einer Lichtquelle entlang der Längsachse zu leiten und quer zur Längsachse auszukoppeln. Der Verguss ist aus einem Kunststoff gebildet, der direkt in den Bereich eingegossen ist.
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Die Verwendung des lichtleitenden Vergusses ermöglicht in der Herstellung einen einfachen Prozess mit wenigen Bauteilen. Im Betrieb werden durch die anmeldungsgemäße Schienenanordnung weniger Geräusche emittiert als bei Schienenanordnungen, die separat ausgebildete Lichtleiter aufweisen. Zudem ist die anmeldungsgemäße Schienenanordnung thermisch stabil. Die Umgebungsbeleuchtung ist direkt in die Führungsschiene integriert. Folglich sind sehr schmale Lichtlinien darstellbar.
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Der Verguss weist insbesondere einen transparenten Kunststoff auf, der in eine Führungsschienennut eingegossen ist. Beispielsweise weist der Verguss PU (Polyurethan) oder Silikon zur Lichtleitung auf.
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Gemäß Ausführungsformen sind in dem Verguss Nanopartikel eingebettet, um das Licht der Lichtquelle zu streuen. Die Lichtauskopplung funktioniert durch Zusätze in dem transparenten Kunststoff, die als lichtstreuende Partikel fungieren.
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Alternativ oder zusätzlich weist der Verguss eine mechanische Strukturierung im Inneren oder an der Austrittsoberfläche auf, um das Licht der Lichtquelle zu streuen. Das Licht der Lichtquelle wird an der mechanischen Strukturierung ausgekoppelt.
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Alternativ oder zusätzlich ist ein Diffusor vorgesehen, der aus einem zweiten Verguss gebildet ist, um das Licht der Lichtquelle zu streuen. Der Diffusor ist insbesondere aus demselben Material gebildet wie der lichtleitende Verguss. Insbesondere weisen der Diffusor und der lichtleitende Verguss den gleichen oder nahezu gleichen Brechungsindex auf, sodass Licht aus dem lichtleitenden Verguss in den Diffusor gelangen kann. Der Diffusor streut das Licht und somit wird es ausgekoppelt.
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Die Lichtquelle ist gemäß Ausführungsformen an einer Querseite des Vergusses angeordnet. Die Querseite ist quer zur Längsachse ausgerichtet. Das Licht der Lichtquelle wird an der Querseite in den Verguss eingekoppelt. Die Lichtquelle ist insbesondere eine LED oder umfasst mehrere LEDs (lichtemittierende Diode). Andere Lichtquellen sind natürlich ebenfalls verwendbar.
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Gemäß Ausführungsformen weisen der Verguss und die Führungsschiene eine gemeinsame Kontaktfläche auf. Das Material des Vergusses ist wie bereits ausgeführt direkt in den Bereich eingegossen. Der Verguss ist während der Herstellung zunächst flüssig und härtet in der Führungsschiene aus. Der Bereich der Führungsschiene gibt insbesondere die äußere Form des lichtleitenden Vergusses zumindest an den gemeinsamen Kontaktflächen vor.
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Der Bereich der Führungsschiene, in dem der lichtleitende Verguss angeordnet ist, ist insbesondere lichtreflektierend ausgebildet. Zudem ist ein ausreichend hoher Brechungsindexsprung zwischen dem Material der Führungsschiene und dem lichtleitenden Verguss gewählt, um eine Totalreflektion des in dem Verguss geleiteten Lichts an der Führungsschiene zu ermöglichen. Somit wird Licht effizient an einer Lichtauskoppelseite des Vergusses ausgekoppelt und in dem Fahrzeuginnenraum ausgestrahlt.
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Die Führungsschiene ist beispielsweise dazu ausgebildet, eine Bewegung eines beweglichen Dachelements zu führen. Das bewegliche Dachelement ist beispielsweise ein Deckel eines Schiebedachs. Alternativ oder zusätzlich ist das bewegliche Dachelement ein Beschattungselement wie beispielsweise ein Rollo oder ein Schiebehimmel.
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Ein System umfasst gemäß Ausführungsformen eine anmeldungsgemäße Schienenanordnung. Weiterhin weist das System ein Beschattungselement für das Fahrzeugdach auf, das von der Führungsschiene gehalten ist. Das Beschattungselement ist gemäß Ausführungsformen relativ zu der Führungsschiene beweglich. Gemäß weiteren Ausführungsformen ist das Beschattungselement unbeweglich relativ zu der Führungsschiene mit der Führungsschiene gekoppelt. Insbesondere ist gemäß Ausführungsbeispielen eine zerstörungsfreie Demontage des Vergusses aus der Führungsschiene nicht möglich.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden in Verbindung mit den Figuren erläuterten Beispielen. Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente können in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die gezeigten Elemente und ihre Größenverhältnisse zueinander sind nicht zwingend maßstabsgerecht. Vielmehr können einzelne Elemente beispielsweise zur besseren Darstellbarkeit oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dargestellt sein.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs,
- 2 eine schematische Darstellung einer Schienenanordnung gemäß Ausführungsformen,
- 3 eine schematische Darstellung eines Systems gemäß Ausführungsformen,
- 4 eine schematische Darstellung eines Systems gemäß Ausführungsformen, und
- 5 eine schematische Darstellung eines Systems gemäß Ausführungsformen.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 300. Das Kraftfahrzeug 300 weist ein Kraftfahrzeugdach 101 auf. Das Kraftfahrzeugdach 101 weist eine Dachöffnung 115 auf. Die Dachöffnung 115 ist durch einen Deckel 113 verschließbar. Der Deckel 113 ist gemäß Ausführungsformen relativ zum übrigen Fahrzeugdach 101 beweglich angeordnet. Dadurch ist es möglich, mittels des Deckels 113 die Dachöffnung 115 wahlweise zu verschließen oder zumindest teilweise freizugeben. Beispielsweise ist der Deckel 113 Teil eines Panoramadachs, eines Spoilerdachs, eines Schiebedachs, beispielsweise eines außen geführte Schiebedachs und/oder eines Schiebehebedachs und/oder eines Festglaselements.
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2 zeigt eine Schienenanordnung 100 gemäß einer Ausführungsform. Die Schienenanordnung 100 weist eine Führungsschiene 102 auf. Die Führungsschiene 102 weist einen Bereich 104 auf. Der Bereich 104 ist beispielsweise als Nut ausgebildet. In den Bereich 104 ist ein Verguss 103 aus einem lichtleitenden Kunststoff eingebracht. Der Verguss 103 weist beispielsweise PU, PC, PMMA und/oder Silikon auf. Der Verguss ist insbesondere klar und ausreichend transparent, um insbesondere sichtbares Licht einer Lichtquelle 105 entlang einer Längsachse x zu leiten. An den Außenkanten des Vergusses 103 tritt zunächst eine Totalreflektion des Lichts auf, sodass das Licht innerhalb des Vergusses 103 geleitet wird. Wie nachfolgend in Verbindung mit den 3 bis 5 näher erläutert, weist der Verguss 103 Auskoppelelemente auf, um das Licht entlang einer Querachse y, die quer zur Längsachse x verläuft, an einer Auskoppelseite 111 aus dem Verguss 103 auszukoppeln.
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Die Lichtquelle 105 ist an einer Querseite 110 des Vergusses 103 angeordnet. Die Querseite 110 verläuft insbesondere quer zur Auskoppelseite 111. Die Querseite 110 ist insbesondere gleichgerichtet zur y Richtung. Der Verguss 103 weist an der Querseite 110 eine kleinere Ausdehnung auf als an der Auskoppelseite 111. Gemäß Ausführungsbeispielen ist an der in x-Richtung gegenüberliegenden Querseite zusätzlich eine weitere Lichtquelle angeordnet.
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Jeweils eine Führungsschiene nach Art der Führungsschiene 102 ist insbesondere beidseitig der Dachöffnung 115 am Fahrzeugdach 101 angeordnet. Die Führungsschiene 102 ist beispielsweise dazu ausgebildet, den Deckel 113 zu halten und eine Bewegung des Deckels 113 relativ zum Fahrzeugdach 101 zu führen. Beispielsweise ist hierzu in der Führungsschiene 102 eine Ausstellmechanik angeordnet, die mit dem Deckel 113 verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich ist die Führungsschiene 102 dazu ausgebildet ein Beschattungselement 114 (3 bis 5) zu halten. Das Beschattungselement 114 ist beispielsweise ein Rollo, ein Schiebehimmel und/oder ein Dachhimmel. Das Beschattungselement 114 kann relativ zu der Führungsschiene 102 verschiebbar angeordnet sein. Dann ist die Kopplung zwischen Führungsschiene 102 und Beschattungselement 114 derart, dass die Bewegung des Beschattungselements 114 von der Führungsschiene 102 geführt ist. Gemäß weiteren Ausführungsformen ist das Beschattungselement 114 relativ zu der Führungsschiene 102 unbeweglich mit der Führungsschiene 102 gekoppelt.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 200 mit der Führungsschiene 102 und dem Verguss 103. Der Verguss ist im Bereich 104 der Führungsschiene 102 angeordnet. Der Bereich 104 ist wie in 3 im Querschnitt gezeigt beispielsweise nutenförmig ausgebildet und bedeckt den Verguss 103 an drei Seiten. Die Auskoppelseite 111 ist frei und nicht von Elementen der Führungsschiene 102 bedeckt. Somit kann Licht 112 an der Auskoppelseite 111 den Verguss 113 verlassen und den Innenraum des Kraftfahrzeugs 300 beleuchten. Beispielsweise wird eine dem Innenraum zugewandte Seite des Beschattungselements 114 von dem Licht 112 angestrahlt. Zum Innenraum ist das System beispielsweise zumindest teilweise von einem Innenhimmel 116 verdeckt.
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Zur Herstellung des Systems 200 wird der Kunststoff des Vergusses 103 in einem flüssigen beziehungsweise niedrig viskosen Zustand in den Bereich 104 eingegossen. Der Verguss 103 bildet eine gemeinsame Kontaktfläche 117 mit der Führungsschiene 102 aus. Die Führungsschiene 102 und der Verguss 103 bilden insbesondere eine stoffschlüssige Verbindung miteinander aus. Der Verguss 103 füllt den Bereich 104 bis zur Auskoppelseite 111 insbesondere vollständig aus. Der Verguss 103 ist insbesondere relativ zur Führungsschiene 102 unbeweglich, insbesondere in x, y und z Richtung. Wird eine entlang der Längsachse x gebogene Führungsschiene 102 verwendet, folgt der Verguss 103 dieser Biegung.
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Die Kontaktfläche 117 der Führungsschiene 102 ist beispielsweise hochglanzpoliert und/oder beschichtet, um Licht in Richtung des Fahrzeuginnenraums zu reflektieren.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 3 sind in den Verguss Partikel 106 eingebettet. Die Partikel sind beispielsweise aus Titandioxid und/oder weiße Pigmente. Licht, das von der Lichtquelle 105 in den Verguss 103 eingekoppelt wird und entlang der Längsachse x geleitet wird, wird an den Partikeln 106 gestreut und somit aus dem Verguss 103 ausgekoppelt.
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4 zeigt das System 200 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Das System 200 gemäß 4 entspricht im Wesentlichen dem System 200 gemäß 3. Im Unterschied zu 3 sind keine Partikel 106 vorgesehen. Das System 200 gemäß 4 weist einen Diffusor 108 auf, der aus einem zweiten Verguss 109 ausgebildet ist. In der Herstellung wird zunächst der Verguss 103 in den Bereich 104 eingegossen. Nachfolgend wird der zweite Verguss 109 eingegossen, sodass der zweite Verguss mit der Auskoppelseite 111 des Vergusses 103 in direktem Kontakt ist. Der zweite Verguss 109 ist insbesondere aus demselben Material wie der Verguss 103, weist jedoch andere Parameter auf. Insbesondere ist der zweite Verguss 109 ein diffuser Verguss, in dem Licht gestreut wird. Im Betrieb wird somit Licht der Lichtquelle 105 in dem Verguss 103 entlang der x-Achse geleitet. Licht, das aus dem Verguss 103 in dem zweiten Verguss 109 gelangt, wird dort gestreut und koppelt somit in Richtung des Fahrzeuginnenraums aus.
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5 zeigt das System 200 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Das System 200 der 5 entspricht im Wesentlichen dem System 200 der 3. Im Unterschied zur 3 sind keine Nanopartikel 106 vorgesehen. Das System 200 wie in 5 dargestellt weist eine mechanische, chemische oder mittels Druckverfahren aufgebrachte Strukturierung 107 an der Auskoppelseite 111 des Vergusses 103 auf. Die mechanische Strukturierung 107 ist insbesondere während der Herstellung in den Verguss 103 eingebracht, bevor dieser vollständig ausgehärtet ist. Hierzu wird beispielsweise ein Stempel an der Auskoppelseite 111 auf den Verguss gedrückt. Die Strukturierung weist alternativ oder zusätzlich Kratzer oder andere Einkerbungen auf, die mittels chemischen oder mechanischen Verfahren eingebracht werden, sodass keine Totalreflektion an der Auskoppelseite 111 auftritt. Alternativ kann eine Strukturierung 107 beispielsweise in Druckverfahren nach dem Aushärten des Vergusses 103 aufgebracht werden. Somit tritt Licht aus der Auskoppelseite 111 aus dem Verguss 103 in Richtung des Fahrzeuginnenraums aus. Eine mechanische Strukturierung kann alternativ oder zusätzlich auch im Inneren des Vergusses beispielsweise mittels Laserstrukturierung eingebracht werden.
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Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen sind auch Kombinationen unterschiedlicher Auskoppelelemente möglich, beispielsweise die Nanopartikel 106 zusammen mit der mechanischen Strukturierung 107 und weitere Kombinationen.
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Die Führungsschiene 102 mit dem in den Bereich 104 unmittelbar eingegossenen Verguss 103 ermöglicht eine Führungsschiene mit direkt integriertem Lichtleiter. Die Führungsschiene 102 und der Verguss 103 sind somit insbesondere als ein einziges gemeinsames Bauteil realisiert. Somit ist für die Umgebungsbeleuchtung für den Kraftfahrzeuginnenraum eine Bauteilreduzierung ermöglicht. Während des Betriebs weisen der Verguss 103 und die Führungsschiene 102 eine geringe Geräuschemission durch zueinander bewegliche Einzelteile sowie eine gute thermische Stabilität auf. Somit ist ein verlässlicher Betrieb ermöglicht.
