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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zu deren Herstellung.
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Die Probleme des Standes der Technik werden gelöst durch: Eine Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Anspruch 1; Ein Verfahren gemäß einem nebengeordneten unabhängigen Anspruch.
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Ein Aspekt der Beschreibung betrifft den folgenden Gegenstand: Eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Leucht- oder Signalfunktion umfassend: wenigstens ein innerhalb eines Gehäuses angeordnetes Lichtmodul zum Abstrahlen einer Zwischenlichtverteilung; und wenigstens eine abschnittsweise transparente Abdeckscheibe, welche eine Öffnung des Gehäuses verschließt, wobei die Abdeckscheibe auf ihrer einem Innenraum zugewandten Seite eine Mehrzahl von optisch wirksamen Ausnehmungen umfasst, welche durch ein abtragendes Verfahren hergestellt wurden, wobei Licht der Zwischenlichtverteilung zumindest zu einem Teil über die optisch wirksamen Ausnehmungen in die Abdeckscheibe eingekoppelt wird und als Teil einer Abstrahllichtverteilung, welche die Leucht- oder Signalfunktion realisiert, an der äußeren Oberfläche der Abdeckscheibe ausgekoppelt wird.
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Vorteilhaft werden Freiheitsgrade bezüglich der Formgebung bzw. Kontur der Abdeckscheibe geschaffen, da die inneren Ausnehmungen es erlauben, die geforderten oder gewünschten Abstrahllichtverteilungen insbesondere gesetzlich vorgegebenen Abstrahlwinkel und Mindestlichtintensitäten zu erreichen. Dadurch entstehen weitere Design-Freiheitsgrade bzgl. der Anordnung und formgebenden Ausgestaltung der Beleuchtungseinrichtung. Weitergehend vorteilhaft erlaubt die Anwendung des abtragenden Verfahrens, dass ungewünschte Entformungsartefakte im Bereich der Ausnehmungen wie beispielsweise Fließhaken und Fließlinien entfallen. Damit ermöglicht das abtragende Verfahren die Herstellung von Abdeckscheiben mit einem Erscheinungsbild, welches Endkunden-seitig nicht als fehlerbehaftet oder beschädigt angesehen wird. Die Reklamationsquote wird dadurch reduziert. Die Präzisionsanforderungen können vorteilhaft untergeordnet werden, da für Signalfunktionen Streulicht in die Außenbereiche der Lichtverteilung, d.h. in das Sichtbarkeitsfeld, eingebracht werden.
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Weitergehend ist ein Beispiel aufgrund dessen vorteilhaft, dass das abtragende Verfahren eine Verwendung eines abtragenden Laserprozesses ist.
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Wird ein Lasertrennprozess verwendet, so können schärfere Kanten am Rande und innerhalb der Oberflächenstrukturen erzeugt werden als Strukturen, die durch die Verwendung von korrespondierenden Strukturen im Werkzeug zur Herstellung des Grundkörpers der Abdeckscheibe. Vorteilhaft werden komplexe Einkoppelflächen durch die Laserbearbeitung ermöglicht.
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Ein anderes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass das Material der Abdeckscheibe Polycarbonat und/oder Polymethylmethacrylat umfasst.
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Vorteilhaft eignen sich PC und PMMA zum Bearbeiten mit einem Laser. Entsprechende Zuschlagstoffe für das Material der Abdeckscheibe können entfallen.
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Ein anderes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass unmittelbar benachbarte Ausnehmungen weiter voneinander beabstandet sind als eine jeweilige kleinste, einer Kontur der Abdeckscheibe folgende Ausdehnung der benachbarten Ausnehmungen.
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Vorteilhaft wird damit die Abdeckscheibe nur abschnittsweise von den Strukturen optisch unterbrochen, wodurch der Anschein eines absichtlich eingebrachten Designs erweckt. Gleichwohl realisieren die Ausnehmungen die Lichtfunktion.
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Vorteile werden dadurch erzielt, dass eine maximale Ausdehnung der Ausnehmungen der Kontur der Abdeckscheibe folgend im Mittel kleiner 5 mm und größer 0.3 mm, insbesondere kleiner 4 mm und größer 0.5 mm, insbesondere kleiner 3 mm und größer 0.7 mm sind.
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Vorteilhaft bildet diese maximale Ausdehnung einen Kompromiss zwischen Herstellbarkeit und optischer Wirksamkeit.
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Ein anderes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass Flächen der Mehrzahl der Ausnehmungen eine Mittenrauheit aufweisen, welche größer ist als eine Mittenrauheit der zwischen benachbarten Ausnehmungen liegenden Flächen der Innenseite der Abdeckscheibe.
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Vorteilhaft wird die Sichtbarkeit der Ausnehmungen von außen erhöht, was die Wirkung als Designelement verstärkt. Im gleichen Zuge wird durch die erhöhte Mittenrauheit die Lichtstreuung durch die Ausnehmungen erhöht.
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Weitergehend ist ein Beispiel aufgrund dessen vorteilhaft, dass die Mehrzahl von Ausnehmungen gemeinsam mit einem Logo, insbesondere gegen Bandende, in die Abdeckscheibe eingebracht wird. Das Logo umfasst beispielsweise ein Markenlogo, ein Prüfzeichen, ein Stylingelement, usw.
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Es gibt also eine Station mit einer Aufnahme, dann wird gelasert und dann findet eine Montage statt.
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Vorteilhaft können damit bereits vorhandene Lasergerätschaften verwendet werden, die bisher lediglich zur Erzeugung eines Logos wie ein Markenlogo oder Prüfzeichen verwendet wurden.
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Ein weiterer Aspekt der Beschreibung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Leucht- oder Signalfunktion umfassend: Anordnen wenigstens eines Lichtmoduls, welches zum Abstrahlen einer Zwischenlichtverteilung ausgebildet ist, innerhalb eines Gehäuses; Abtragen von Material von einer Innenseite einer Abdeckscheibe zur Herstellung von optisch wirksamen Ausnehmungen; und Verschließen einer Öffnung des Gehäuses mit der Abdeckscheibe, wobei die optisch wirksamen Ausnehmungen auf der einem Innenraum zugewandten Seite der Abdeckscheibe angeordnet sind, wobei die Abdeckscheibe dazu eingerichtet ist, Licht der Zwischenlichtverteilung zumindest zu einem Teil über die Ausnehmungen in die Abdeckscheibe einzukoppeln und als Teil einer Abstrahllichtverteilung, welche die Leucht- oder Signalfunktion realisiert, an der äußeren Oberfläche der Abdeckscheibe auszukoppeln.
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Im Folgenden wird auf die Figuren Bezug genommen, wobei diese zeigen:
- 1, 3 und 4 schematische Beispiele für eine Beleuchtungseinrichtung;
- 2 eine perspektivische Ansicht der Beleuchtungseinrichtung; und
- 5 ein schematisches Ablaufdiagramm.
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1 zeigt eine Beleuchtungseinrichtung 100 für ein Kraftfahrzeug in schematischer Form. Die Beleuchtungseinrichtung 100 realisiert eine Leucht- oder Signalfunktion. Wenigstens ein innerhalb eines Gehäuses 102 angeordnetes Lichtmodul 104 ist zum Abstrahlen einer Zwischenlichtverteilung Z ausgebildet. Wenigstens eine abschnittsweise transparente Abdeckscheibe 106 verschließt eine Öffnung des Gehäuses 102. Die Abdeckscheibe 106 umfasst auf ihrer einem Innenraum 108 zugewandten Seite eine Mehrzahl von optisch wirksamen Ausnehmungen 110a-b, welche durch ein abtragendes Verfahren hergestellt wurden.
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Licht der vom Lichtmodul 104 ausgehenden Zwischenlichtverteilung Z tritt zumindest zu einem Teil über die optisch wirksamen Ausnehmungen 110a-b in die Abdeckscheibe 106 ein und wird und als Teil einer Abstrahllichtverteilung A, welche die Leucht- oder Signalfunktion realisiert, an der äußeren Oberfläche der Abdeckscheibe 106 ausgekoppelt.
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Das abtragende Verfahren umfasst eine Verwendung eines abtragenden Laserprozesses. Dabei ist der Fokus des Lasers auf die Innenseite der Abdeckscheibe gerichtet. Durch das abtragende Verfahren werden die Ausnehmungen 110a-b erzeugt, welche gegenüber der Außenkontur der Innenseite der Abdeckscheibe 106 zurückspringen. Damit stellen die Ausnehmungen 110a-b im weiteren Sinne Ausschnitte, Aussparungen oder Sacklöcher dar, die sich von der Innenseite ausgehend in die Abdeckscheibe 106 hinein erstrecken. Die Ausnehmungen 110a-b sind beispielsweise flach ausgebildet, womit die Ausdehnung der Ausnehmungen 110a-b in der Fläche der Innenseite der Abdeckscheibe 106 größer ist als deren Tiefe.
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Weitergehend wird die Mehrzahl von Ausnehmungen 110a-b gemeinsam mit einem Logo, insbesondere gegen Bandende, in die Abdeckscheibe eingebracht.
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Beim Lasertrennprozess wird Energie eines Laserlichts in einem optischen Resonator erzeugt und durch Absorption in Form von Wärme an das Material der Abdeckscheibe abgegeben. Der in das Material gerichtete thermische Abtragevorgang bewirkt bei einer Bewegung des Abtragelasers eine Schnittfuge im Material der Abdeckscheibe. Der Laserfokus wird auf die Innenseite der Abdeckscheibe gerichtet, wobei die äußere Oberfläche nicht tangiert wird. Das aufgeschmolzene, verbrannte oder verdampfte Material der Abdeckscheibe wird durch einen auf einen Arbeitspunkt des Lasers auf der Innenseite der Abdeckscheibe gerichteten Gasstrahl aus der Schnittfuge getrieben.
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Alternativ zu dem Lasertrennprozess können auch andere abtragende Verfahren bzw. Trennverfahren eingesetzt werden wie beispielsweise chemisches Abtragen, Scheren oder Schneiden.
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Das Material der Abdeckscheibe 106 umfasst Polycarbonat und/oder Polymethylmethacrylat. Selbstverständlich kann die Abdeckscheibe auch mehrschichtig ausgebildet sein und beispielsweise eine kratzunempfindliche Außenschicht aufweisen.
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Eine Innenfläche 120 der Abdeckscheibe 106 folgt einer gedachten Fläche 122 bzw. Kontur. Die inneren Oberflächenstrukturen im Sinne der Ausnehmungen 110a-b weichen von der gedachten Fläche 122 ab und sind als Rücksprünge an der Innenseite der Abdeckscheibe 106 ausgebildet.
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Die Mindeststärke der Abdeckscheibe 106 beträgt beispielsweise 1,5 mm, was bedeutet, dass zwischen der tiefsten Ausnehmung und der äußeren Oberfläche der Abdeckscheibe 106 die 1,5 mm liegen.
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Zum besseren Verständnis sind in den schematischen 1, 3 und 4 nur wenige Ausnehmungen 110a-b gezeigt. Tatsächlich sind aber eine Vielzahl von Ausnehmungen 110a-b in Form von Linien oder Punktwolken in die Abdeckscheibe 106 eingebracht.
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2 zeigt eine beispielhafte Ausprägung der Abdeckscheibe 106. So sind die Ausnehmungen 110a-g so angeordnet, dass sie einer gedachten Linie folgen.
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Das gezeigte Beispiel betrifft, dass unmittelbar benachbarte Ausnehmungen 110a-g weiter voneinander beabstandet sind als eine jeweilige kleinste, einer Kontur der Abdeckscheibe 106 folgende Ausdehnung der benachbarten Ausnehmungen 110a-g.
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Eine maximale Ausdehnung der Ausnehmungen 110a-g, welche jeweils der Kontur der Abdeckscheibe 106 folgt, ist im Mittel kleiner 5 mm und größer 0.3 mm, insbesondere kleiner 4 mm und größer 0.5 mm, insbesondere kleiner 3 mm und größer 0.7 mm.
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Im gezeigten Beispiel weisen Flächen der Mehrzahl der Ausnehmungen 110a-g eine Mittenrauheit auf, welche größer ist als eine Mittenrauheit der zwischen benachbarten Ausnehmungen 110a-g liegenden Flächen der Innenseite der Abdeckscheibe 106.
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3 zeigt die Beleuchtungseinrichtung in schematischer Schnittansicht als Blinker, der eine Blinkfunktion realisiert. Um in der Horizontalen die Abstrahlwinkel Alpha und Beta zur Fahrtrichtung x zu realisieren sind die Ausnehmungen 110a-b im Schnitt in die Abdeckscheibe 106 eingebracht.
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4 zeigt beispielhaft die Beleuchtungseinrichtung 100 zur Realisierung einer Abblendlichtfunktion. Ein Teil der Zwischenlichtverteilung, weniger als 1 %, trifft auf die Mehrzahl von Ausnehmungen, von denen beispielhaft nur eine Ausnehmung 110z gezeigt ist. Das so nach oben ausgekoppelte Licht wird auch als Mindestblendung bzw. Overhead-Lichtverteilung O bezeichnet. Eine Hauptlichtverteilung H der Abblendlichtverteilung wird hingegen vor dem Fahrzeug auf die Fahrbahn abgestrahlt.
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5 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm zur Herstellung der Beleuchtungseinrichtung. Gezeigt ist ein Verfahren zur Herstellung der Beleuchtungseinrichtung 100 umfassend: Anordnen 502 des wenigstens einen Lichtmoduls 104, welches zum Abstrahlen der Zwischenlichtverteilung Z ausgebildet ist, innerhalb des Gehäuses 102; Abtragen 504 von Material von der Innenseite der Abdeckscheibe 106 zur Herstellung der optisch wirksamen Ausnehmungen 110; und Verschließen 506 der Öffnung des Gehäuses 102 mit der Abdeckscheibe 106, wobei die optisch wirksamen Ausnehmungen 110 auf der dem Innenraum zugewandten Seite der Abdeckscheibe 106 angeordnet sind, wobei die Abdeckscheibe 106 dazu eingerichtet ist, Licht der Zwischenlichtverteilung Z zumindest zu einem Teil über die Ausnehmungen 110 in die Abdeckscheibe 106 einzukoppeln und als Teil einer Abstrahllichtverteilung A, welche die Leucht- oder Signalfunktion realisiert, an der äußeren Oberfläche der Abdeckscheibe 106 auszukoppeln.
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Zum Abtragen 504 des Materials wird die Abdeckscheibe zunächst in einer Montagestation in einer Halterung definiert aufgenommen. Dann findet die Laserabtragung in der Halterung statt und anschließend wird die Abdeckscheibe auf dem Scheinwerfergehäuse montiert.
