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Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.
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Auf dem Gebiet der Fahrzeuge, beispielsweise Kraftfahrzeuge, nimmt die Variantenvielfalt stetig zu. Gleichzeitig gilt es, die Kosten pro Fahrzeug gering zu halten, wobei das Mittel der Modularisierung und Standardisierung eine bevorzugte Lösung darstellt.
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Beispielsweise offenbart die
US 2008/0068856 A1 ein LED-basiertes Beleuchtungssystem, bei dem eine Vielzahl von LED-Elementen in zwei Dimensionen nebeneinander angeordnet ist.
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Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Beleuchtungssystem anzugeben, welches einfach aufgebaut und flexibel gestaltbar ist.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche 1 und 10 gelöst.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem, umfassend wenigstens zwei Lichtmodule mit jeweils einem Gehäuse und wenigstens einem in dem Gehäuse angeordneten Leuchtmittel.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an einer Außenkante des Gehäuses wenigstens zwei hülsenförmige Verbindungsabschnitte angeordnet sind, die jeweils eine Kontaktoberfläche aufweisen und dass eine elektrisch leitfähige Verbindung von einer positivpoligen Kontaktoberflächen zu einem positiven Anschluss des Leuchtmittels und von einer negativpoligen Kontaktoberfläche zu einem negativen Anschluss des Leuchtmittels vorgesehen ist, und dass das Beleuchtungssystem weiterhin wenigstens zwei Verbindungsstifte und wenigstens ein Abschlusselement umfasst und dass jeweils ein Verbindungsstift durch die Verbindungsabschnitte eines Gehäuses führbar ist und die positivpoligen Kontaktoberflächen und negativpoligen Kontaktoberflächen wenigstens zweier Lichtmodule unter Verbindung der Verbindungsstifte mit dem Abschlusselement aneinander zur Anlage bringbar sind.
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Somit lassen sich die Lichtmodule flexibel im Sinne eines Baukastens aneinander ansetzen und in ihrer Anzahl beliebig erweitern. Durch den beschriebenen Aufbau lässt sich eine elektrische Reihenverschaltung sowie auch eine Parallelverschaltung der in den Gehäusen angeordneten Leuchtmittel realisieren. Vorzugsweise wird der innere Aufbau der Lichtmodule derart gewählt, dass eine Parallelverschaltung erreicht wird. Auf diese Weise bleibt die Funktion der Leuchtmittel auch bei Ausfall einzelner Leuchtmittel erhalten.
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Der Anschluss der Lichtmodule an periphere Einrichtungen, wie beispielsweise eine elektrische Energiequelle, wird durch den vorliegenden Aufbau stark vereinfacht, da dieser über die Kontaktoberflächen eines beliebigen Lichtmoduls erfolgen kann.
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Die einzelnen Lichtmodule können über die Verbindungsstifte rotatorisch zueinander bewegt werden, wobei durch die hülsenförmigen Verbindungsabschnitte stets eine sichere elektrische Kontaktierung gewährleistet ist.
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Aus den Lichtmodulen können so Beleuchtungssysteme unterschiedlichster Gestalt zusammengesetzt werden und beispielsweise für Rücklichter unterschiedlicher Fahrzeugvarianten eingesetzt werden.
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Vorzugsweise sind die Lichtmodule des Beleuchtungssystems alle baugleich ausgebildet, zumindest hinsichtlich des Gehäuses, der Verbindungsabschnitte und des inneren elektrischen Aufbaus.
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Das Gehäuse weist vorzugsweise eine plattenförmige polygonale Gestalt auf, die vorzugsweise symmetrisch ist, beispielsweise eine dreieckige oder quadratische Gestalt. Das Gehäuse kann ein Verbundbauteil sein oder auch ein mehrteiliges Gehäuse.
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Das Leuchtmittel kann ein beliebiges elektrisch betreibbares Leuchtmittel sein, vorzugsweise eine LED.
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Vorzugsweise ist die gesamte außen liegende Kontaktoberfläche des Verbindungsabschnitts elektrisch leitfähig ausgestaltet, wenn sie zur Herstellung eines elektrischen Kontakts dienen soll. Hierfür bietet sich beispielsweise Stahl als Werkstoff an. Somit ist der Verbindungsabschnitt auch widerstandsfähig gegen Abrasion, beispielsweise infolge einer Verdrehung der Lichtmodule zueinander. Vorzugsweise kommt ein korrosionsbeständiges Material zum Einsatz. Hierfür bietet sich beispielsweise Edelstahl an. Ferner können weitere Kontaktoberflächen aus nicht leitfähigem Material vorgesehen sein, die bevorzugt zwischen zwei leitfähigen Kontaktoberflächen angeordnet sind.
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Vorzugsweise umfasst das Beleuchtungssystem wenigstens zwei Abschlusselemente, um die Verbindung zweier Lichtmodule stabiler zu gestalten. Vorzugsweise ist das Abschlusselement als Kappe ausgebildet, noch bevorzugter als Gummikappe. Gummi oder auch Kunststoff bietet zugleich sicheren Halt und elektrische Isolation. Die Anzahl der benötigten Verbindungsstifte und Abschlusselemente erhöht sich, entsprechend der Anzahl an Lichtmodulen.
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In bevorzugter Ausgestaltung des Beleuchtungssystems der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Gehäuse wenigstens drei hülsenförmige Verbindungsabschnitte angeordnet sind, von deren Kontaktoberflächen zwei als positivpolige Kontaktoberflächen und eine als negativpolige Kontaktoberfläche, oder umgekehrt, ausgebildet sind und die alternierend angeordnet sind.
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Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass bei zwei Lichtmodulen stets sichergestellt ist, dass jeweils die positivpoligen Kontaktflächen zweier Lichtmodule und die negativpoligen Kontaktflächen zweier Lichtmodule miteinander in Kontakt gebracht werden. Dies gilt unabhängig davon, in welcher räumlichen Orientierung die Lichtmodule zueinander montiert werden.
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In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung des Beleuchtungssystems der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Gehäuse wenigstens fünf hülsenförmige Verbindungsabschnitte angeordnet sind, von deren Kontaktoberflächen zwei als positivpolige Kontaktoberflächen ausgebildet sind, zwei als negativpolige Kontaktoberfläche ausgebildet sind und eine als kontrollpolige Kontaktoberfläche ausgebildet ist und die alternierend angeordnet sind, wobei sich die kontrollpolige Kontaktoberfläche mittig befindet und eine elektrisch leitfähige Verbindung zu einem Kontrollanschluss des Leuchtmittels vorgesehen ist.
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Das vorangehend beschriebene Prinzip der sicheren Montage der Lichtmodule aneinander bleibt somit erhalten, während ein weiterer Pol zur Steuerung des Leuchtmittels des Lichtmoduls zur Verfügung steht.
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In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung des Beleuchtungssystems der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbindungsabschnitte an allen Außenkanten des Gehäuses vorgesehen sind.
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Somit wird vorteilhaft erreicht, dass die Lichtmodule über eine beliebige ihrer Außenkanten miteinander verbunden werden können. Haben die Lichtmodule bzw. deren Gehäuse beispielsweise eine dreieckige Form, so kann eine der drei Außenkanten frei gewählt werden.
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In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung des Beleuchtungssystems der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse aus mehreren Schichten aufgebaut ist, wobei elektrisch leitfähige Schichten, die jeweils Teil einer elektrisch leitfähigen Verbindung sind, durch elektrisch nicht leitfähigen Schichten voneinander isoliert angeordnet sind.
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Dies führt zu einem besonders kompakten Aufbau der Lichtmodule, beispielsweise in einem flächigen Design, was sich auf den Bauraumbedarf begünstigend auswirkt. Je nachdem, ob eine serielle oder eine parallele Verschaltung der Leuchtmittel erfolgen soll, können die elektrisch leitfähigen Schichten eine in sich geschlossene, beispielsweise dreieckige Form, aufweisen oder eine mehrteilige Form. Die in sich geschlossene Form ist besonders vorteilhaft, da vorzugsweise eine Parallelverschaltung der Leuchtmittel erfolgen soll. Hier ergibt sich mit anderen Worten ein Ringkontakt, der alle Außenkanten eines Gehäuses innerhalb der elektrisch leitfähigen Schichten miteinander verbindet.
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In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung des Beleuchtungssystems der Erfindung ist vorgesehen, dass die hülsenförmigen Verbindungsabschnitte jeweils Teil einer der Schichten sind.
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Mit anderen Worten sind die hülsenförmigen Verbindungsabschnitte also entweder Teil einer elektrisch leitfähigen oder elektrisch nicht leitfähigen Schicht. Sind sie Teil einer elektrisch leitfähigen Schicht, so sind sie entweder Teil einer positivpoligen oder negativpoligen leitfähigen Schicht, oder auch einer kontrollpoligen Schicht.
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Auf diese Weise wird eine besonders einfache und kompakte Bauweise bei gleichzeitiger elektrischer Sicherheit erreicht.
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In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung des Beleuchtungssystems der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Vielzahl von Lichtmodulen in wenigstens zwei Dimensionen aneinander angeschlossen sind. Bezogen auf ein Lichtmodul, kann sich das nächste Lichtmodul beispielsweise quer oder längs an das erste Lichtmodul anschließen. Dadurch, dass die Lichtmodule über die Verbindungsstifte verdrehbar sind, können diese zusätzlich zueinander vertikal verwinkelt werden.
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Somit lässt sich eine dreidimensionale Struktur des Beleuchtungssystems flexibel gestalten.
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In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung des Beleuchtungssystems der Erfindung ist vorgesehen, dass das Beleuchtungssystem eine elektrische Energiequelle umfasst, deren positiver Pol an wenigstens einer positivpoligen Kontaktoberfläche wenigstens eines Lichtmoduls angeschlossen ist und deren negativer Pol an wenigstens einer negativpoligen Kontaktoberfläche wenigstens eines Lichtmoduls angeschlossen ist.
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Unabhängig von der Größe des Beleuchtungssystems bleibt der Anschlussaufwand der Elektrik somit sehr gering, bei Gewährleistung der erforderlichen elektrischen Sicherheit.
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In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung des Beleuchtungssystems der Erfindung ist vorgesehen, dass das Beleuchtungssystem weiterhin eine Steuerungseinrichtung umfasst, deren Kontrollpol an einer kontrollpoligen Kontaktoberfläche wenigstens eines Lichtmoduls angeschlossen ist.
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Auf diese Weise lassen sich die Leuchtmittel der Lichtmodule flexibel ansteuern, so dass das Funktionsspektrum des Beleuchtungssystems signifikant erweitert wird.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, umfassend ein erfindungsgemäßes Beleuchtungssystem gemäß der vorhergehenden Beschreibung.
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Vorzugsweise kann das Beleuchtungssystem ein Rücklicht des Kraftfahrzeugs bilden.
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Der Einsatz des Beleuchtungssystems der Erfindung ist aber nicht auf den Kraftfahrzeugbereich beschränkt, sondern ist überall dort vorteilhaft, wo kostengünstig flexible Beleuchtungsvorrichtungen eingesetzt werden sollen.
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Noch einmal mit anderen Worten zusammengefasst, betrifft die Erfindung modular miteinander kombinierbare Lichtmodule, in deren Gehäuse ein Leuchtmittel angeordnet ist und wobei elektrische Kontakte für das Leuchtmittel mit einzelnen Platten realisiert sind, aus denen das Gehäuse zusammengesetzt ist. Die Platten sind durch Isolationsschichten voneinander getrennt. Die elektrischen Kontakte schließen sich nach außen hin scharnierartig an die Platten an, wobei die Verbindung zweier Lichtmodule durch Verbindung von Scharnierstiften der jeweiligen Lichtmodule erfolgt.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 den Aufbau eines Lichtmoduls eines erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems;
- 2 ein erfindungsgemäßes Beleuchtungssystem;
- 3 ein erfindungsgemäßes Beleuchtungssystem in einer weiteren Ausführungsform;
- 4 ein erfindungsgemäßes Beleuchtungssystem in einer weiteren Ausführungsform; und
- 5 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.
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1 zeigt den Aufbau eines Lichtmoduls 10 eines erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems 12 (vergleiche übrige Figuren). Das Lichtmodul 10 umfasst ein Gehäuse 14. Dieses ist in 1 als Explosionsdarstellung gezeigt.
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Das Gehäuse 14 ist aus mehreren Schichten 16 aufgebaut, von denen einige elektrisch leitfähige Schichten 18 und andere elektrisch nicht leitfähige Schichten 20 sind. Durch die gezeigte alternierende Anordnung sind die elektrisch leitfähigen Schichten 18 isoliert voneinander angeordnet. In der Explosionsansicht von unten nach oben beschrieben, handelt es sich bei der untersten Schicht beispielsweise um eine Kunststoffschicht 22, bei der folgenden elektrisch leitfähigen Schicht 18 um eine Edelstahlschicht 24, bei der wiederum folgenden nicht elektrisch leitfähigen Schicht 20 wiederum um eine Kunststoffschicht 22, gefolgt von einer weiteren Edelstahlschicht 24 und einer weiteren elektrisch nicht leitfähigen Schicht 20 in Form einer farbigen transluzenten Linse 26.
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Die in der Explosionsdarstellung ganz unten angeordnete Kunststoffschicht 22 trägt ein Leuchtmittel 28. Bei diesem handelt es sich exemplarisch um eine flache LED, so dass das Gehäuse 14 insgesamt auch sehr flach ausgebildet sein kann.
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An Außenkanten des Gehäuses 14, gebildet durch Außenkanten der Schichten 16, sind hülsenförmige Verbindungsabschnitte 30 vorgesehen. Das Gehäuse 14 hat vorliegend eine plattenförmige dreieckige Gestalt und die Verbindungsabschnitte 30 sind an jeder der drei Außenkanten einer Schicht 16 vorgesehen.
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Die Verbindungsabschnitte 30 sind jeweils integraler Bestandteil der jeweiligen Schicht 16, an welcher sie vorgesehen sind. Die Verbindungsabschnitte 30 an den elektrisch leitfähigen Schichten 18 sind somit ebenfalls elektrisch leitfähig. Die an den nicht elektrisch leitfähigen Schichten 20 vorgesehenen Verbindungsabschnitte 30 sind entsprechend elektrisch nicht leitfähig. Somit bilden die Verbindungsabschnitte 30 der elektrisch leitfähigen Schichten 18 Kontaktoberflächen 32, über die eine elektrische und mechanische Kontaktierung möglich ist. Die Verbindungsabschnitte 30 der elektrisch nicht leitfähigen Schichten 20 hingegen bilden eine Kontaktoberfläche 34, über die lediglich eine mechanische Kontaktierung möglich ist.
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In dem gezeigten Beispiel ist die weiter oben in der Explosionsdarstellung liegende Kontaktoberfläche 32 als positivpolige Kontaktoberfläche 36 ausgebildet, in dem eine elektrisch leitfähige Verbindung 38 an einen positiven Anschluss 40 des Leuchtmittels 28 geführt ist. Aufgrund der Explosionsdarstellung ist die elektrisch leitfähige Verbindung 38 lediglich prinzipskizzenhaft angedeutet.
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Die andere Kontaktoberfläche 32 ist durch eine elektrisch leitfähige Verbindung 38 mit einem negativen Anschluss 42 des Leuchtmittels 28 verbunden und so zu einer negativpoligen Kontaktoberfläche 44 ausgebildet.
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In dem gezeigten Beispiel umfasst das Gehäuse 14 also an jeder Außenkante drei Verbindungsabschnitte 30 mit elektrisch leitfähigen Kontaktoberflächen 32, von denen über die jeweilige elektrisch leitfähige Schicht 18 zwei als positivpolige Kontaktoberflächen 36 ausgebildet sind und eine als negativpolige Kontaktoberfläche 44 ausgebildet ist.
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Die nicht elektrisch leitfähigen Kontaktoberflächen 34 der nicht leitfähigen Schichten 20 sind, wenn das Gehäuse 14 zusammengebaut ist, zwischen benachbarten leitfähigen Kontaktoberflächen 32 angeordnet und isolieren diese voneinander.
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1 zeigt darüber hinaus exemplarisch drei Verbindungsstifte 46 für das Beleuchtungssystem 12. Die Verbindungsstifte 46 sind durch die Verbindungsabschnitte 30 des Gehäuses 14 hindurchführbar, wenn die Schichten 16 zusammengesetzt sind und verbinden diese dann miteinander.
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Ferner sind in 1 Abschlusselemente 48 für das Beleuchtungssystem 12 gezeigt, vorliegend als Gummikappen.
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Im Folgenden wird auf 2 Bezug genommen, in welcher das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem 12 gezeigt ist.
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Dieses umfasst zwei Lichtmodule 10 gemäß der Beschreibung zu 1. Diese sind miteinander derart verbunden, dass ihre Verbindungsabschnitte 30 über die Kontaktoberflächen 32, 34 aneinander zur Anlage gebracht sind.
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Die in 2 nicht erkennbaren Verbindungsstifte 46 der beiden Lichtmodule 10 sind durch die beiden Abschlusselemente 48 miteinander verbunden.
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Wie in 2 ersichtlich, sind jeweils die positivpoligen Kontaktoberflächen 36 und die negativpoligen Kontaktoberflächen 44 der Lichtmodule 10 miteinander verbunden.
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Ferner ist in 2 gezeigt, dass das Beleuchtungssystem 12 eine elektrische Energiequelle 50 umfasst. Ein positiver Pol der Spannungsquelle 50 ist mit den positivpoligen Kontaktoberflächen 36 des einen Lichtmoduls 10 verbunden. Ein negativer Pol der Energiequelle 50 ist an der negativpoligen Kontaktoberfläche 44 des anderen Lichtmoduls 10 angeschlossen.
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3 zeigt das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem 12 in einer weiteren Ausführungsform. Erkennbar ist, dass eine Vielzahl von Lichtmodulen 10 vorgesehen ist. Die Lichtmodule 10 erstrecken sich ausgehend voneinander in mehreren Dimensionen X, Y und Z.
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4 zeigt das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem 12 in einer weiteren Ausführungsform, wobei die Darstellung lediglich prinzipskizzenhaft erfolgt ist. Dort ist gezeigt, dass das Lichtmodul 10 in seiner Grundform zwei negativpolige Kontaktoberflächen 44, zwei positivpolige Kontaktoberflächen 36 sowie eine als kontrollpolige Kontaktoberfläche 52 ausgebildete Kontaktoberfläche 32 umfasst.
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Die positivpoligen Kontaktoberflächen 36, die negativpoligen Kontaktoberflächen 44 und die kontrollpolige Kontaktoberfläche 52 sind alternierend angeordnet, wobei sich die kontrollpolige Kontaktoberfläche 52 mittig befindet.
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Analog zu den Beschreibungen aus 1 gehört zu der kontaktpoligen Kontaktoberfläche 52 eine weitere elektrisch leitfähige Schicht 18. Gemäß dem in 1 dargestellten Prinzip weist auch die kontrollpolige Kontaktoberfläche 52 eine elektrisch leitfähige Verbindung 38 auf, in diesem Fall zu einem nicht weiter dargestellten Kontrollanschluss des Leuchtmittels 28.
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Mit dem Pfeil 54 in 4 ist eine Drehbewegung angedeutet, die ausdrückt, dass durch die beschriebene Anordnung der Kontaktoberflächen 36, 44 sowie der kontrollpoligen Kontaktoberfläche 52 Lichtmodule 10 gleicher Bauart flexibel aneinander ansetzbar sind, wobei sich gleichartige Kontaktoberflächen 36, 44, 52 stets kontaktieren.
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In 4 ist ferner gezeigt, dass das Beleuchtungssystem 12 auch eine Steuerungseinrichtung 56 umfasst. Die Steuerungseinrichtung 56 ist über ihren Kontrollpol 58 mit der kontrollpoligen Kontaktoberfläche 52 des links abgebildeten Lichtmoduls 10 verbunden.
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Schließlich zeigt 5 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 60. Das Kraftfahrzeug 60 umfasst ein erfindungsgemäßes Beleuchtungssystem 12, welches vorliegend als Rücklicht 62 ausgebildet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lichtmodul
- 12
- Beleuchtungssystem
- 14
- Gehäuse
- 16
- Schicht
- 18
- elektrisch leitfähige Schicht
- 20
- elektrisch nicht leitfähige Schicht
- 22
- Kunststoffschicht
- 24
- Edelstahlschicht
- 26
- transluzente Linse
- 28
- Leuchtmittel
- 30
- Verbindungsabschnitt
- 32
- Kontaktoberfläche
- 34
- Kontaktoberfläche
- 36
- positivpolige Kontaktoberfläche
- 38
- elektrisch leitfähige Verbindung
- 40
- positiver Anschluss
- 42
- negativer Anschluss
- 44
- negativpolige Kontaktoberfläche
- 46
- Verbindungsstift
- 48
- Abschlusselement
- 50
- Energiequelle
- 52
- kontrollpolige Kontaktoberfläche
- 54
- Pfeil
- 56
- Steuerungseinrichtung
- 58
- Kontrollpol
- 60
- Kraftfahrzeug
- 62
- Rücklicht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2008/0068856 A1 [0003]
