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Die Erfindung betrifft eine Halteanordnung für einen transparenten, lichtemittierenden Flächenstrahler nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Transparente lichtemittierende Flächenstrahler erweitern die gestalterische Freiheit im Bereich der Beleuchtungseinrichtungen für Kraftfahrzeuge.
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Aus der DE 10 2009 09 612 A1 ist eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt. Die Beleuchtungseinrichtung umfasst ein flächiges Leuchtmittel. Eine Halterung weist zwischen einer Offen- und einer Schließstellung aufeinander zu- und voneinander wegbewegbare Teile und ein Trägerteil für die Halteteile. Damit kann ein ebener Flächenstrahler zwischen zwei Halteabschnitten gehalten werden.
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Mithin besteht die Aufgabe der Erfindung darin, nicht auf die Anordnung ebener lichtemittierender Flächenstrahler beschränkt zu sein.
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Es wird eine Halteanordnung vorgeschlagen, bei der eine gekrümmte Kurve einen jeweiligen Halteabschnitt für den transparenten, lichtemittierenden Flächenstrahler in Richtung des jeweiligen anderen Halteabschnitts begrenzt. Die Halteabschnitte sind durch eine Öffnung voneinander getrennt. Die Kurven der Halteabschnitte folgen einer gedachten gemeinsamen gekrümmten Fläche. Die gedachte gemeinsame gekrümmte Fläche umfasst wenigstens zwei gedachte aneinander angrenzende abwickelbare Regelflächen.
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Vorteilhaft wird auf diese Art und Weise der an der Halteanordnung gehaltene Flächenstrahler in die gewünschte Form gemäß der gedachten gemeinsamen gekrümmten Fläche gezwungen. Ebenso wird sichergestellt, dass der lichtemittierende Flächenstrahler weder Falten noch Knicke aufweist. Damit wird eine formstabile Anordnung eines komplex geformten Flächenstrahlers ermöglicht. Gleichzeitig wird eine hohe Flexibilität bei der Gestaltung und Ausformung des Flächenstrahlers gewährleistet.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der lichtemittierende Flächenstrahler mittels der beiden Halteabschnitte der Halteanordnung befestigt ist.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der transparente, lichtemittierende Flächenstrahler im Bereich der Halteabschnitte durch eine gedachte Erzeugende der gedachten gekrümmten Fläche begrenzt ist. Vorteilhaft wird auf diese Art und Weise verhindert, dass sich auch an einem nicht fixierten Rand des Flächenstrahlers Falten bilden und der Flächenstrahler von der gewünschten Form im Sinne der gemeinsamen gekrümmten Fläche abweicht.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die gedachten abwickelbaren Regelflächen in einer gedachten gemeinsamen Erzeugenden in Form einer gedachten geraden Strecke aneinander angrenzen. So kann der Flächenstrahler komplexe Formen annehmen.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der transparente, lichtemittierende Flächenstrahler abschnittsweise entlang der geraden Strecke begrenzt ist. Damit wird eine stabile Anordnung des Flächenstrahlers auch bei einer sprunghaften Dickenänderung gewährleistet.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass ein seitlicher Halteabschnitt die beiden sich gegenüberliegenden Halteabschnitte miteinander verbindet, wobei der seitliche Halteabschnitt eine Kurve umfasst, welche der gedachten gemeinsamen gekrümmten Fläche folgt.
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Ein Verbindungsabschnitt verbindet in einer Ausführungsform die Halteabschnitte einstückig miteinander. Dieses führt insbesondere bei einer Ausführung als Kunststoff-Spritzguss-Teil zu einer Kostenreduktion.
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Vorteilhaften Merkmale und Ausführungsformen finden sich in der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung. In der Zeichnung werden auch für unterschiedliche Ausführungsformen teilweise die gleichen Bezugszeichen verwendet, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird. In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug;
- 2 und 3 jeweils in einer schematischen perspektivischen Ansicht ein Lichtmodul;
- 4 zeigt eine gedachte gekrümmte Fläche;
- 5 eine Halteanordung mit einem Flächenstrahler;
- 6 bis 8 jeweils in schematischer perspektivischer Ansicht eine Ausführungsform der Halteanordnung;
- 9 einen schematischen Schnitt aus 8; und
- 10 ein schematisches Ablaufdiagramm.
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In 1 ist eine Beleuchtungseinrichtung für Kraftfahrzeuge in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 101 bezeichnet. Die Beleuchtungseinrichtung 101 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als ein Kraftfahrzeugscheinwerfer ausgebildet. Selbstverständlich kann die Beleuchtungseinrichtung 101 auch als eine Leuchte oder ähnliches, die am Heck oder seitlich am Kraftfahrzeug angeordnet ist, ausgebildet sein. Der Scheinwerfer 101 umfasst ein Gehäuse 102, das vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt ist. In einer Lichthauptaustrittsrichtung 103 weist das Scheinwerfergehäuse 102 eine Lichtaustrittsöffnung auf, die durch eine transparente Abdeckscheibe 104 verschlossen ist. Die Abdeckscheibe 104 ist aus farblosem Kunststoff oder Glas gefertigt. Die Scheibe 104 kann ohne optisch wirksame Profile (zum Beispiel Prismen) als sogenannte klare Scheibe ausgebildet sein. Alternativ kann die Scheibe 104 zumindest bereichsweise mit optisch wirksamen Profilen, die insbesondere eine Streuung des hindurch tretenden Lichts in horizontaler Richtung bewirken, versehen sein.
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Im Inneren des Scheinwerfergehäuses 102 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Lichtmodule 105, 106 angeordnet. Die Lichtmodule 105, 106 sind fest oder relativ zu dem Gehäuse 102 bewegbar angeordnet. Durch eine Relativbewegung der Lichtmodule 105, 106 oder Teilen davon zum Gehäuse 102 in horizontaler Richtung kann beispielsweise eine dynamische Kurvenlichtfunktion realisiert werden. Die Lichtmodule 105, 106 sind zur Erzeugung einer gewünschten Lichtverteilung, beispielsweise einer Abblendlicht-, einer Fernlicht-, einer Stadtlicht-, einer Landstraßenlicht-, einer Autobahnlicht-, einer Nebellicht-, einer statischen oder dynamischen Kurvenlicht- oder einer beliebig anderen statischen oder adaptiven Lichtverteilung ausgebildet. Die Lichtmodule 105, 106 erzeugen die gewünschte Lichtfunktion entweder alleine oder in Kombination miteinander, indem die von jedem einzelnen Lichtmodul 105; 106 gelieferten Teillichtverteilungen zu der gewünschten Gesamtlichtverteilung überlagert werden. Die Lichtmodule 105, 106 können als Reflexionsmodule und/oder als Projektionsmodule ausgebildet sein. Selbstverständlich können in dem Scheinwerfergehäuse 102 auch mehr oder weniger als die dargestellten zwei Lichtmodule 105, 106 vorgesehen sein.
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2 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht das Lichtmodul 105. Das Lichtmodul 105 umfasst eine Halteanordnung 2, an welcher ein transparenter, lichtemittierender Flächenstrahler 4 befestigt ist. Der Flächenstrahler 4 strahlt Licht in die Lichthauptaustrittsrichtung 103 ab. Die Halteanordnung 2 umfasst zwei sich gegenüberliegend angeordnete Halteabschnitte 6 und 8, welche durch eine Öffnung 10 in der Halteanordnung 2 voneinander getrennt sind. Die Öffnung 10 ist insbesondere eine Durchgangsöffnung. Die Halteanordnung 2 umfasst zwei als Stege ausgebildete Verbindungsabschnitte 12 und 14, welche jeweils die Halteabschnitte 6 und 8 im Wesentlichen starr miteinander verbinden. Die Halteanordnung 2 kann somit einstückig als Kunststoff-Spritzgussteil hergestellt werden.
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Der Flächenstrahler 4 folgt im Wesentlichen einer gedachten gekrümmten Fläche, wobei die gedachte gekrümmte Fläche wenigstens zwei gedachte, aneinander angrenzende abwickelbare Regelflächen umfasst. Der Begriff der Regelfläche ist vom englischen Begriff der „ruled surface“ abgeleitet und bezeichnet hier eine Fläche, die durch Bewegung einer geraden, endlich langen Strecke (der Erzeugenden) im Raum erzeugt werden kann. Eine abwickelbare Regelfläche zeichnet sich dadurch aus, dass sie in eine ebene Fläche abgewickelt werden kann. Beispiele solcher abwickelbarer Regelflächen sind die Mantelflächen eines Zylinders und eines Kegels.
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Jedem Punkt einer gegebenen, im Raum gekrümmten Fläche kann man eine Normale und eine Vielzahl von Tangenten zuordnen. Bildet man jeweils mit einer Tangente und der Normalen eine Ebene, schneidet mit dieser Ebene die Fläche und bestimmt die Krümmung der Fläche in diesem Schnitt, so gibt es in der Regel für einen bestimmten ersten Schnitt aller möglichen Schnitte eine maximale Krümmung k1, und für einen bestimmten zweiten Schnitt aller möglichen Schnitte ergibt sich eine minimale Krümmung k2. Das Produkt K = k1 × k2 wird als Gausskrümmung bezeichnet. Nach Gauss ist eine Fläche abwickelbar, wenn für alle Flächenpunkte gilt:
- K = 0, also wenn entweder k1 = 0 oder k2 = 0 oder beide k1, k2 = 0.
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Alle gängigen Flächenstrahler sind als Folien lieferbar. Das bedeutet, dass man sie über abwickelbare Flächen aufwickeln kann. Da man im Normalfall keine mathematische Darstellung einer Fläche besitzt und somit das obige Gausskriterium nicht sehr hilfreich ist und da man einer gegebenen Fläche die Eigenschaft, abwickelbar zu sein, nicht ansieht, werden vorliegend mehrere Teile von Flächen, deren Abwickelbarkeit bekannt ist, entlang ihrer Erzeugenden aneinandergefügt und auf diese Weise komplex dreidimensional geformte leuchtende Strukturen generiert.
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Beispielsweise sind die Flächen von Zylindern und Kegeln, aber auch weitere Regelflächen abwickelbar. Unter einer Regelfläche wird hierbei eine Fläche verstanden, bei der man durch jeden Punkt eine Gerade ziehen kann, die ganz in der Fläche liegt, so dass man die Fläche also durch Bewegung der Geraden im Raum erzeugen kann. Aus diesem Grund heißt die Gerade auch „Erzeugende“. Die Existenz einer Erzeugenden ist eine notwendige, nicht aber hinreichende Bedingung für eine Abwickelbarkeit.
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Als Flächenstrahler 4 kommen die oben erwähnten Beispiele (OLed-Folien, Lumineszenz-Folien) in Frage, ohne dass die vorliegende Beschreibung auf diese Beispiele beschränkt ist. Es wird eine Wickelbarkeit des Flächenstrahlers 4 vorausgesetzt und schließt insofern auch Ausgestaltungen mit künftigen Flächenstrahlern mit ein.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine der abwickelbaren Regelflächen eine Kegelfläche oder ein Teil einer Kegelfläche ist. Bevorzugt ist auch, dass wenigstens eine der abwickelbaren Regelflächen eine Zylinderfläche oder ein Teil einer Zylinderfläche ist. Ferner ist bevorzugt, dass der Flächenstrahler 4 eine OLed-Folie umfassend zumindest eine organische Halbleiterlichtquelle ist. Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der Flächenstrahler 4 eine Lumineszenzfolie ist.
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Die Halteabschnitte 6, 8 weisen jeweils eine Haltefläche 16, 18 auf, wobei die jeweiligen Halteflächen 16, 18 der gemeinsamen gedachten gekrümmten Fläche folgen. In Richtung der Öffnung 10 sind die Halteflächen 16, 18 durch eine jeweilige gekrümmte Kurve 26, 28 begrenzt. Die Kurven 26 und 28 folgen ebenso der gemeinsamen gedachten gekrümmten Fläche. Ein jeweiliger Randabschnitt 36, 38 des Flächenstrahlers 4 liegt an der jeweiligen Haltefläche 16, 18 und damit auch an der Kurve 26, 28 an und ist an dem Halteabschnitt 6, 8 befestigt. Die Befestigung des Flächenstrahlers 4 an der Halteanordnung kann auf vielerlei Art geschehen, beispielsweise durch Klemmen, kleben, usw.
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Die Erzeugenden des Flächenstrahlers 4 sind in 2 gepunktet eingezeichnet. Seitenränder 22 und 24 des Flächenstrahlers 4 fallen mit einer gedachten Erzeugenden der gedachten gekrümmten Fläche zusammen. Damit ist der transparente, lichtemittierende Flächenstrahler 4 im Bereich der Halteabschnitte 6 und 8 durch die gedachten Erzeugenden 22 und 24 der gedachten gekrümmten Fläche begrenzt.
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Selbstverständlich kann eine weitere Befestigung entlang einer Erzeugenden am Rand oder zwischen den Rändern den Flächenstrahler 4 weiter stabilisieren. Dies kann beispielsweise mit einem zusätzlichen Befestigungssteg zwischen den beiden Halteabschnitten 6 und 8 realisiert werden, wobei dieser zusätzliche Befestigungssteg eine Anlagefläche bereitstellt, welche im Wesentlichen der gemeinsamen gekrümmten Fläche folgt.
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3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Lichtmoduls 106. Im Unterschied zum Lichtmodul 105 umfasst das Lichtmodul 106 eine weitere Lichtquelle 30 oder die Lichtquelle 30 ist Teil eines weiteren Lichtmoduls. Die Lichtquelle 30 ist so angeordnet, dass diese Licht in eine weitere Lichthauptabstrahlrichtung 113, welche mit der Lichthauptabstrahlrichtung 103 übereinstimmen kann, durch den transparenten Flächenstrahler 4 hindurch abstrahlt.
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4 zeigt zur Erläuterung des vorliegend beschriebenen Prinzips die gedachte gekrümmte Fläche 24, welche aus einer Anzahl von aneinander angrenzenden abwickelbaren Regelflächen gebildet ist. Vorliegend sind drei Teil-Kegelflächen aneinander angeordnet. Die zugehörigen Kegel weisen Mittenlängsachsen 32a, 32b und 32c auf. Zwei der gedachten abwickelbaren Regelflächen grenzen in einer gedachten gemeinsamen Erzeugenden 34 aneinander. Der Flächenstrahler 4 ist vorliegend als Ausschnitt aus der gedachten Fläche 24 dargestellt. 4 soll die Gestaltungsmöglichkeiten illustrieren und gleichzeitig die Randbedingungen, wie beispielsweise, dass die Seitenränder 22 und 24 entlang einer Erzeugenden verlaufen, illustrieren.
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5 zeigt ein weiteres Beispiel einer Halteanordnung 2 mit einem Flächenstrahler 4 in schematischer Ansicht. Die erzeugenden der jeweiligen Teilflächen im Sinne der abwickelbaren Regelflächen sind unterschiedlich dargestellt, beispielsweise durchgezogen, gepunktet, gestrichelt. Der Flächenstrahler 4 ist durchgängig ausgeführt und umfasst in der gezeigten Ansicht im Uhrzeigersinn gedachte abwickelbare Regelflächen 40, 42, 44 und 46. Die Regelflächen 40 und 42 sind zwischen Halteabschnitten 6a und 8a eingespannt. Die Regelfläche 40 ist mit einem freien Seitenrand 21, welcher entlang einer Erzeugenden verläuft, abgeschlossen. Die Regelflächen 40 und 42 weisen eine gemeinsame Erzeugende 48 auf. Die Regelfläche 42 und 44 weisen eine gemeinsame Erzeugende 50 auf. Der Flächenstrahler 4 ist abschnittsweise entlang einer geraden Strecke, welche entlang der gemeinsamen Erzeugenden 50 verläuft, begrenzt. Im Bereich der Regelflächen 46 und 44, welche eine gemeinsame Erzeugende 52 aufweisen, ist der Flächenstrahler 4 zwischen Halteabschnitten 6b und 8b eingespannt. Ein seitlicher Halteabschnitt 60 verbindet die Halteabschnitte 8b und 6b und hält gleichzeitig den Flächenstrahler 4 in seinem vorgespannten Zustand. Der seitliche Halteabschnitt 60 ist durch eine Kurve begrenzt, welche der gedachten gemeinsamen gekrümmten Fläche folgt. Der Flächenstrahler 4 liegt an der Kurve des Halteabschnitts 60 an.
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6 zeigt in schematischer perspektivischer Ansicht eine Ausführungsform Halteanordnung 2 mit den Verbindungsabschnitten 12 und 14. Im gezeigten Zustand ist in der Öffnung 10 eine Montagehilfe 62 angeordnet, welche der gedachten gemeinsamen gekrümmten Fläche folgt. Die Haltefläche 16 bildet mit einer Fläche 66 eine erste Klemmnut 76. Im Bereich des der Klemmnut 76 gegenüberliegenden Halteabschnitts 8 wird analog eine Klemmnut 78 bereitgestellt.
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7 zeigt ausgehend von 6 die Anordnung des Flächenstrahlers 4 zu der Halteanordnung 2.
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8 zeigt in schematischer perspektivischer Ansicht, wie ein Klemmmittel 80 mit seinen Klemmenden 82 und 84 in die Klemmnuten 76 und 78 der Halteanordnung 2 eingebracht ist. Das Klemmmittel 80 legt den Flächenstrahler 4 zu der Halteanordnung 2 fest. Nach der Anordnung des Klemmmittels 80 wird die Montagehilfe 62 aus der Öffnung 10 entfernt.
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9 zeigt einen schematischen Querschnitt der Anordnung aus 8. Durch die Anordnung des Klemmmittels 80 in den Klemmnuten 76 und 78 wird der Flächenstrahler 4 zwischen dem Klemmmittel 80 und den jeweils zugeordneten Haltefläche 16 und 18 verklemmt. Der Flächenstrahler 4 folgt dem Verlauf der jeweiligen Kurven 26 und 28. So wird der Flächenstrahler 4 ohne Falten oder Knicke in die gewünschte gedachte gemeinsame gekrümmte Fläche gezwungen.
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10 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm 90. In einem ersten Schritt 92 wird die Montagehilfe 62 in der Öffnung 10 angeordnet. In einem zweiten Schritt 94 wird der lichtemittierende Flächenstrahler 4 an der Halteanordnung 2 angeordnet. In einem dritten Schritt 96 wird der lichtemittierende Flächenstrahler 4 zu der Halteanordnung 2 festgelegt. In einem vierten Schritt 98 wird die Montagehilfe 62 aus der Öffnung 10 entfernt.
