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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus der
DE 101 49 044 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einem langgestreckten Lichtleiter bekannt, an dem stirnseitig Licht eingekoppelt wird. Der Lichtleiter weist einen Eckbereich auf, wobei zwei auf den Eckbereich zulaufende Abschnitte des Lichtleiters einen relativ kleinen bzw. spitzen Winkel einschließen. Damit an einer Außenseite des Eckbereichs kein Licht infolge des steilen Auftreffwinkels, welcher zu einem Lichtaustritt führen würde, austritt, weist die Außenseite des Eckbereichs Streuelemente auf. Die Streuelemente bewirken, dass das auf sie treffende ein gekoppelt Licht zurück reflektiert wird und somit innerhalb des Lichtleiters verbleibt.
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Aus der
DE 10 2013 016 764 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge bekannt, die einen langgestreckten Lichtleiter sowie einen der Kontur des Lichtleiters folgenden langgestreckten Reflektor aufweist. Der Reflektor ist im wesentlichen hinter dem Lichtleiter angeordnet und weist eine Breitenerstreckung auf, die größer ist als eine Breitenerstreckung des Lichtleiters. Eine Reflektorfläche des Reflektors reflektiert das an einer rückseitigen Mantelfläche und einer seitlichen Mantelfläche des Lichtleiters austretende Licht in Hauptabstrahlrichtung, so dass in Hauptabstrahlrichtung ein Leuchtband entsteht, das breiter ist als der Lichtleiter. Der Lichtleiter und der Reflektor weisen einen Eckbereich auf, in dem es aufgrund des aus dem Lichtleiter in Richtung des Reflektors austretenden Lichtes zu einem erhöhten Lichtstrom kommt. Die hierdurch erzeugte Lichtkonzentration im Eckbereich führt zu einer Inhomogenität der Leuchtverteilung des Lichtleiters.
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Aus der
US 2016/0 215 950 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einem langgestreckten Lichtleiter und einem demselben zugeordneten langgestreckten Reflektor bekannt. Stirnseitig des Lichtleiters ist eine Lichtquelle angeordnet, die ein abgestrahltes Licht in den Lichtleiter eingekoppelt wird und an einer dem Reflektor abgewandten vorderen Mantelfläche des Lichtleiters in Hauptabstrahlrichtung der Beleuchtungsvorrichtung ausgekoppelt wird. Der Reflektor weist grafische Elemente, wie beispielsweise ein Modelname des Fahrzeugs, auf, so dass diese im Nichtbetriebszustand des dem Lichtleiter zugeordneten Lichtquelle für einen Betrachter von außen erkennbar sind. Gegebenenfalls kann der Reflektor Lichtquellen aufweisen, so dass eine zusätzliche Lichtfunktion erzeugt werden kann. Der Reflektor weist somit eine Reflektorfläche und bereichsweise lichtabstrahlende Flächen auf.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Beleuchtungsvorrichtung enthaltend einen langgestreckten Lichtleiter und einen langgestreckten Reflektor derart weiterzubilden, dass auf einfache Weise eine homogene Leuchtverteilung in Längsrichtung der Beleuchtungsvorrichtung gewährleistet ist, auch wenn sich der Lichtleiter und der Reflektor kurvenförmig unter einem relativ kleinen Krümmungsradius erstrecken.
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Zur Lösung dieser Aufgabe weist Erfindung die Merkmale des Anspruchs 1 auf.
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Nach der Erfindung weist der Reflektor in einem Eckbereich desselben einen Nichtreflexionsabschnitt auf, an dem von dem zugeordneten Lichtleiter austretenden Licht (Streulicht) nicht in Hauptabstrahlrichtung der Beleuchtungsvorrichtung reflektiert wird. Vorteilhaft kommt es somit zu keiner Lichtkonzentration oder erhöhten Leuchtstärke in dem Eckbereich. Die Beleuchtungsvorrichtung weist somit über ihre gesamte Länge eine homogene Leuchtverteilung auf. Die Reflektorfläche des Reflektors ist vorzugsweise in dem gekrümmten Eckbereich desselben kleiner als in einem geradlinigen Abschnitt des Reflektors. Nach der Erfindung ist der Nichtreflexionsabschnitt als eine Aussparung ausgebildet. Hierdurch strahlt das an der rückseitigen Mantelfläche des Lichtleiters ausgekoppelte Licht nach hinten durch den Reflektor hindurch und wird in einem Gehäuse der Beleuchtungsvorrichtung absorbiert oder in demselben so vagabundieren, dass es nicht mehr in Hauptabstrahlrichtung aus dem Gehäuse der Beleuchtungsvorrichtung austritt. Vorteilhaft kann die Aussparung bereits bei Herstellung des Reflektors (Spritzgießen) hergestellt werden, sodass kein Zusatzteil oder ein Zusatzprozess benötigt wird. Der Lichtleiter braucht ebenfalls nicht verändert werden.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung überstreicht der Nichtreflexionsabschnitt in dem Eckbereich ein Ende eines ersten Abschnitts und ein Ende eines zweiten Abschnitts des Lichtleiters sowie eine den ersten Abschnitt mit dem zweiten Abschnitt verbindende Ecke des Lichtleiters. Eine Dimension und/oder eine Größe des Nichtreflexionsabschnitts ist derart gewählt, dass die Leuchtstärke des Eckbereichs der Beleuchtungsvorrichtung im Wesentlichen mit der Leuchtstärke des angrenzenden ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts der Beleuchtungsvorrichtung übereinstimmt. Die Größe und/oder die Dimension des Nichtreflexionsabschnitts des Reflektors kann beispielsweise auch von dem eingeschlossenen Winkel des Eckbereichs abhängen.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Nichtreflexionsabschnitt in einem scheitelnahen Bereich des Reflektors angeordnet. Der Nichtreflexionsabschnitt erstreckt sich vorzugsweise auf einer entgegen der Hauptabstrahlrichtung liegende Seite des Lichtleiters. Vorteilhaft wird hierdurch verhindert, dass von der rückseitigen Mantelfläche des Lichtleiters austretendes Licht von dem Reflektor zurückreflektiert wird und damit zu einer Lichtstromerhöhung führen würde.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die vorderseitige Mantelfläche des Lichtleiters in dem Eckbereich desselben teilweise von dem Reflektor verdeckt angeordnet. Ein Teil des von dem Lichtleiter an der Vorderseite ausgekoppelten Lichtes kann somit nicht in Hauptabstrahlrichtung/Fahrtrichtung abgestrahlt werden. Der von dem Lichtleiter ausgehende Lichtstrom in dem Eckbereich desselben kann somit reduziert werden auf den Lichtstrom, der von den geradlinigen Abschnitten des Lichtleiters abgestrahlt wird.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Aussparung des Reflektors in dem Eckbereich desselben derart ausgebildet, dass ein Schenkel des Reflektors in Hauptabstrahlrichtung vor dem Lichtleiter verläuft. Der Reflektor ist in dem Eckbereich desselben zumindest teilweise bauchiger angeordnet als in den geradlinigen Abschnitten des Reflektors. Vorzugsweise erstreckt sich die Aussparung zumindest teilweise an einem äußeren Schenkel des Reflektors, der an einem kurvenaussenseitigen Bereich des Reflektors verläuft. Der kurveninnenseitige Bereich des Reflektors verdeckt vorzugsweise den Lichtleiter nicht. Vorteilhaft ist die mechanische Stabilität des Reflektors gewährleistet, da der kurveninnenseitige Bereich des Reflektors mit Material versehen ist bzw. mit Material verstärkt sein kann.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Reflektor in dem Eckbereich desselben einen Krümmungsradius auf, der größer ist als ein Krümmungsradius des Lichtleiters in dem Eckbereich. Der Lichtleiter ist in dem Eckbereich in einem kurvenaußenseitigen Bereich des Reflektors angeordnet, wobei er durch den kurvenäußeren Schenkel des Reflektors zumindest teilweise verdeckt ist.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Lichtleiter an der rückseitigen Mantelfläche Auskoppelelemente auf, die das auf sie treffende eingekoppelt Licht in Hauptabstrahlrichtung umlenken. Vorteilhaft können hierdurch allein durch den Lichtleiter die gesetzlichen Lichtstärke-Mindestanforderungen erfüllt werden. Der Reflektor dient nur zur Unterstützung der Homogenität des abgestrahlten Lichtes, ist für die Lichtfunktion jedoch nicht notwendig.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Lichtleiter Auskoppelmittel auf, sodass auf das Auskoppelmittel auftreffendes eingekoppeltes Licht in Richtung der vorderseitigen Mantelfläche des Lichtleiters umgelenkt wird. Vorteilhaft kann hierdurch der austretende Lichtstrom besser gesteuert bzw. eingestellt werden.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Lichtleiter im Eckbereich desselben keine Auskoppelmittel auf, während er in dem angrenzenden Bereich zu dem Eckbereich Auskoppelmittel aufweist. Vorteilhaft kann hierdurch der Lichtstrom im Eckbereich verringert werden, sodass die Größe des Nichtreflexionsabschnitt des Reflektors verkleinert sein kann, um ein homogene Lichtverteilung der Beleuchtungsvorrichtung über seine gesamte Länge zu gewährleisten.
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Weitere Vorteile der Findung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung,
- 2 eine schematische Rückansicht der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung.
- 3 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung in einem geradlinigen Abschnitt derselben und
- 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in 1.
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Eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge dient vorzugsweise zur Erzeugung einer Taglichtfunktion oder einer Positionslichtfunktion oder einer Fahrtrichtungsanzeigerlichtfunktion. Sie ist vorzugsweise in einem Bugbereich des Fahrzeugs angeordnet.
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Die Beleuchtungsvorrichtung ist in einem nicht dargestellten Gehäuse angeordnet, in dem vorzugsweise weitere Leuchtmodule zu Erzeugung von Abblendlicht, Fernlicht und dergleichen angeordnet sind.
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Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung weist einen langgestreckten Lichtleiter 1 sowie einen der Erstreckung des Lichtleiters 1 folgenden langgestreckten Reflektor 2 auf.
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Der Lichtleiter 1 weist einen geradlinigen ersten Abschnitt 3 sowie einen geradlinigen zweiten Abschnitt 4 auf, wobei der erste Abschnitt 3 und der zweite Abschnitt 4 in einen Eckbereich 5 zusammenlaufen. Der Reflektor 2 weist einen geradlinigen ersten Abschnitt 6 und einen geradlinigen zweiten Abschnitt 7 auf, wobei der erste Abschnitt 6 und der zweite Abschnitt 7 in einem Eckbereich 8 zusammenlaufen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel schließen der erste Abschnitt 3 und der zweite Abschnitt 4 des Lichtleiters 1 sowie der erste Abschnitt 6 und der zweite Abschnitt 7 des Reflektors 2 jeweils einen rechten Winkel φ ein. Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführung Ausführungsform der Erfindung können die jeweiligen Abschnitte 3, 4 bzw. 6, 7 auch einen stumpfen Winkel oder einen spitzen Winkel φ einschließen. Der Lichtleiter 1 und der Reflektor 2 sind somit gekrümmt ausgebildet bzw. weisen in Längsrichtung eine Kurve auf.
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Einem freien Ende des ersten Abschnitts 3 und einem freien Ende des zweiten Abschnitts 4 des Lichtleiters 1 ist jeweils eine Lichtquelle 9 zugeordnet, die an einer Stirnfläche 10 des freien Endes des ersten Abschnitts 3 und des zweiten Abschnitts 4 angeordnet ist. Die Lichtquelle 9 kann beispielsweise eine als eine LED-Lichtquelle ausgebildet sein. Die Stirnfläche 10 kann vorzugsweise eine Einkoppeloptik aufweisen. An die Stirnfläche 10 des Lichtleiters 1, die als Lichteinkoppelfläche dient, schließt sich eine Mantelfläche 11 an, an der das an der Stirnfläche 10 in Einkoppelrichtung E eingekoppelte Licht 12 totalreflektiert wird und in Längserstreckung des Lichtleiters 1 somit weitergeführt wird. Ein weiterer Teil des eingekoppelten Lichtes wird an der Mantelfläche 11 ausgekoppelt, da die entsprechenden Lichtstrahlen steiler auf die Mantelfläche 11 treffen als die an der Mantelfläche 11 totalreflektierten Lichtstrahlen. Der Einfallswinkel der an der Mantelfläche 11 gebrochenen Lichtstrahlen ist kleiner als der Grenzwinkel für die Totalreflexion.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Lichtleiter 1 im Querschnitt kreisförmig ausgebildet. Der Reflektor 2 ist im Querschnitt U-förmig ausgebildet. Der Reflektor 2 ist in einem Abstand zu dem Lichtleiter 1 angeordnet. Eine dem Lichtleiter 1 zugewandte Flachseite des Reflektors 2 ist als eine Reflektorfläche 13 ausgebildet, an der ein von einer rückseitigen Mantelfläche 11' des Lichtleiters 1 ausgekoppeltes Licht 12' sowie ein von einer seitlichen Mantelfläche 11" ausgekoppeltes Licht 12" in Hauptabstrahlrichtung H der Beleuchtungsvorrichtung reflektiert wird.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Reflektor 2 von einer ersten langen Randkante 14 zu einer zweiten langen Randkante 15 in einem Öffnungswinkel α von 180°. Wenn der Reflektor 2 den Lichtleiter 1 lediglich in einem spitzen oder rechten Winkel α umfasst, kann von dem Reflektor 2 nur das von der rückseitigen Mantelfläche 11' ausgekoppelte Licht 12' reflektiert werden. Alternativ kann der Öffnungswinkel α des Reflektors 2 auch ein stumpfer Winkel sein.
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Da die Reflektorfläche 13 in Umfangsrichtung stets beabstandet zu dem Lichtleiter 1 angeordnet ist, weist der Reflektor 2 eine größere Breitenerstreckung bR auf als eine Breitenerstreckung bL des Lichtleiters 1. Dadurch, dass die Reflektorfläche 13 derart ausgebildet ist, dass auf sie treffendes Licht 12', 12'' in Hauptabstrahlrichtung H reflektiert wird, wird mittels der Beleuchtungsvorrichtung ein Leuchtband 16 erzeugt, das sich zum einen aus einem von einer vorderseitigen Mantelfläche 11 des Lichtleiters 1 abgestrahlten Lichtanteils 16' und zum anderen aus einem von dem Reflektor 2 an dem Lichtleiter 1 vorbeistrahlenden Lichtanteil 16" zusammensetzt. Die Breite des Leuchtbandes entspricht der Breite bR des Reflektors 2 und ist damit größer als die breite bL des Lichtleiters 1.
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Damit über die gesamte Länge der Beleuchtungsvorrichtung relativ homogenes Licht 16, welches sich aus dem ersten Lichtanteil 16' und 16'' zusammensetzt, abgestrahlt wird, weist der Reflektor 2 in dem Eckbereich 8 einen Nichtreflexionsabschnitt 17 auf. Würde der Reflektor 2 in dem Eckbereich 8 die gleichen Reflexionseigenschaften aufweisen, wie in den langgestreckten Abschnitten 6, 7, würde es in dem Eckbereich 8 zu einer Lichtauskopplung mit einem erhöhten Lichtstrom kommen, was zu einer unerwünschten Lichtkonzentration bzw. Lichtinhomogenität führen würde.
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Wie aus 2 ersichtlich ist, überstreicht der Nichtreflexionsabschnitt 17 in dem Eckbereich 8 ein nicht freies Ende 18 des ersten Abschnitts 3 des Lichtleiters 1, ein nicht freies Ende 19 des zweiten Abschnitts 4 des Lichtleiters 1 sowie eine die beiden Enden 18, 19 verbindende Ecke 20 des Lichtleiters 1. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Nichtreflexionsabschnitt 17 als eine Aussparung bzw. als eine Durchbrechung ausgebildet.
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Der Nichtreflexionsabschnitt 17 ist als eine trapezförmige Fläche ausgebildet, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel offen ausgebildet ist. Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann der Nichtreflexionsabschnitt 17 als eine nicht reflektierende, beispielsweise dunkle Fläche, ausgebildet sein. In diesem Fall wäre nicht die gesamte Vorderseite des Reflektors 2 mit einer spiegelnden Schicht versehen.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Beleuchtungsvorrichtung 11 L-förmig in Längsrichtung , wobei der einschließende Winkel φ im Eckbereich 8 in einer Ebene verläuft, die senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung H angeordnet ist.
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Der Nichtreflexionsabschnitt 17 umfasst vorzugsweise einen Scheitelbereich des Reflektors 2. Auf einer inneren Seite 22 des Eckbereichs 8 erstreckt sich der Reflektor 2 durchgehend von dem ersten Abschnitt 6 zu dem zweiten Abschnitt 7 des Reflektors 2. Auf einer äußeren Seite 23 des Eckbereich 8 erstreckt sich der Reflektor 2 mit seiner Reflektorfläche 13 ebenfalls durchgehend von dem ersten Abschnitt 6 zu dem zweiten Abschnitt 7 des Reflektors 2, sodass in dem Eckbereich 5 der Beleuchtungsvorrichtung eine gleich große Breite des Leuchtbandes gewährleistet ist wie in den geradlinigen Abschnitten 3,4;6,7 der Beleuchtungsvorrichtung. Die erste Randkante 14 und die zweite Randkante 15 der Reflektorfläche 13 des Reflektors 2 verläuft somit kontinuierlich und durchgehend ohne schlagartige Richtungsänderung. Die Aussparung 17 weist somit einen durchgehenden Öffnungsrand 24 auf, der nicht unterbrochen ist. Der Öffnungsrand 24 wird vorzugsweise durch Schnittkanten des Reflektors 2 gebildet.
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Die Aussparung 17 des Reflektors 2 ist im Bereich der äußeren Seite 23 des Eckbereich 8 angeordnet bzw. ist im Bereich eines äußeren bzw. kurvenäußeren Schenkels 26 des Reflektors 2 angeordnet, wobei ein scheitelferner Rand 27 des Reflektors 2 in Hauptabstrahlrichtung H vor dem Lichtleiter 1 bzw. vor der vorderseitigen Mantelfläche 11''' angeordnet ist. Hierdurch wird der Lichtleiter 1 teilweise verdeckt, sodass er an der vorderseitigen Mantelfläche 11''' nicht einen solch großen Lichtstrom abstrahlen kann, der bei Nichtverdeckung durch den Reflektor 2 möglich wäre. Ein innerer bzw. kurveninnenseitiger Schenkel 28 des Reflektors 2 ist im wesentlichen in Hauptabstrahlrichtung H gesehen neben dem Lichtleiter 1 angeordnet und verdeckt damit den Lichtleiter 1 nicht.
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Vorzugsweise weist der Reflektor 2 einen größeren Krümmungsradius rR in dem Eckbereich 8 auf als ein Krümmungsradius rL des Lichtleiters 1 in demselben Eckbereich 3.
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Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Beleuchtungsvorrichtung auch eine andere Form aufweisen, beispielsweise eine Z-Form oder U-Form oder dergleichen. Wesentlich ist, dass in einem Eckbereich der Beleuchtungsvorrichtung der Reflektor 2 einen die Lichtstromerhöhung kompensierende Nichtreflexionsabschnitt 17 aufweist.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Beleuchtungsvorrichtung weist der Lichtleiter 1 Auskoppelmittel bzw. Auskoppelelemente 25 an der rückseitigen Mantelfläche 11' auf. Trifft das eingekoppelte Licht auf ein solches Auskoppelmittel 25, wird es durch das Auskoppelmittel 25 in Hauptabstrahlrichtung H umgelenkt zur Lichtauskopplung an der vorderseitigen Mantelfläche 11'''. Die Auskoppelmittel 25 können als eine Prismenstruktur ausgebildet sein.
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Nach einer alternativen Ausführungsform weist der Lichtleiter 1 in dem Eckbereich 5 desselben keine Auskoppelmittel auf. Hierdurch wird die Lichtauskopplung in dem Eckbereich 5 desselben verringert.
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Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Beleuchtungsvorrichtung ein streifenförmiges Vorsatzoptikelement 29 aufweisen, dass in Hauptabstrahlrichtung H vor dem Lichtleiter 1 und dem Reflektor 2 angeordnet ist. In 3 ist das Vorsatzoptikelement 29 beispielhaft gestrichelt dargestellt. Das Vorsatzoptikelement 29 weist eine ebene Rückseite 30 auf, die nicht nur den Lichtleiter 1, sondern auch den Reflektor 2 abdeckt. Hierzu liegt die Rückseite 30 an den Randkanten 14, 15 des Reflektors 2 an. Das Vorsatzoptikelement 29 weist eine Vorderseite 31 auf, die gestuft ausgebildet ist. Da sich das Vorsatzoptikelement 29 durchgehend über die gesamte Länge der Beleuchtungsvorrichtung erstreckt, wird insbesondere der Eckbereich 5, 7 des Lichtleiters 1 bzw. des Reflektors 2 kaschiert.