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Die
Erfindung betrifft eine Leuchteinheit für Kraftfahrzeuge mit mindestens
einer Lichtquelle, mit einem der Lichtquellen zugeordneten Reflektor
und mit einer dem Reflektor in Lichtabstrahlrichtung vorgelagerten
Abdeckscheibe.
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Aus
der
DE 101 24 539
A1 ist eine Leuchteinheit für Kraftfahrzeuge bekannt, die
ein Leuchtengehäuse
mit einer Lichtquelle und einem Reflektor aufweist. Eine Lichtaustrittsöffnung des
Gehäuses
ist mittels einer Abdeckscheibe verschlossen. Zur Erzeugung eines
optischen Eindruckes, die Leuchteinheit werde mittels einer Vielzahl
von Leuchtdioden betrieben, ist zwischen dem Reflektor und der Abdeckscheibe
eine Lochblende mit einer Mehrzahl von Öffnungen angeordnet. Vermittels
des Reflektors trifft ein paralleles Lichtbündel auf die Lochblende, wobei nur
der Teil des Lichtbündels
abgestrahlt wird, der durch die Öffnungen
der Lochblende hindurchtritt. Nachteilig weist somit die bekannte
Leuchteinheit ein verringerte Lichtstärke auf.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leuchteinheit für Fahrzeuge
derart weiterzubilden, dass kostengünstig zum einen ein modernes, einwandfreies
Aussehen der Leuchteinheit und zum anderen eine hohe Lichtausbeute
gewährleistet
ist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass zum einen Mittel
zur Bündelung
des Lichtes auf eine Mehrzahl von Konzentrationspunkten innerhalb
der Leuchteinheit und zum anderen Mittel zur Streuung des in den jeweiligen
Konzentrationspunkten gebündelten
Lichtes entsprechend einer vorgegebenen Lichtverteilung vorgesehen
sind.
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Der
besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch das Vorsehen
von Mitteln zur Bündelung
des Lichtes quasi der gesamte von dem Reflektor reflektierte Lichtstrom
zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung genutzt werden
kann. Die Mittel zur Bündelung
des Lichtes bündeln
das von dem Reflektor kommende Licht auf mehrere Konzentrationspunkte,
von denen aus das Licht durch die Mittel zur Streuung des Lichtes
entsprechend einer vorgegeben Lichtverteilung gestreut wird. Vorteilhaft
erhält
die Leuchteinheit eine Mehrzahl von quasi Ausleuchtungspunkten des
Leuchtengehäuses,
so dass der Eindruck entsteht, bei den Lichtquellen handelte es
sich um eine Mehrzahl von Leuchtdioden.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind die Konzentrationspunkte auf einer Fläche innerhalb
des Leuchtengehäuses
bzw. unmittelbar an der Abdeckscheibe angeordnet. Vorzugsweise sind
an den Konzentrationspunkten die Mittel zur Streuung des Lichtes
angeordnet. In den Konzentrationspunkten wird das Licht gesammelt und
von da aus getrennt.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung sind die Mittel zur Bündelung
des Lichtes in einer lichtdurchlässigen
ersten Zusatzscheibe integriert, die zwischen dem Reflektor und
der Abdeckscheibe angeordnet ist. Sie weist eine Mehrzahl von Bündelungsabschnitten
auf, deren Anzahl zu der Anzahl der Konzentrationspunkte korrespondiert.
Die Bündelungsabschnitte
sind senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung der Lichtquelle angeordnet,
so dass das vom Reflektor parallelisierte Licht senkrecht auf die
Bündelungsabschnitte
auftrifft. Die Bündelungsabschnitte
erstrecken sich über
eine Fläche,
die der vertikalen Projektionsfläche
des Reflektors entspricht. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass
das gesamte vom Reflektor abgegebene Lichtbündel durch die Bündelungsabschnitte
durchtritt. Die Lichtverluste können hierdurch
minimal gehalten werden.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung sind die Bündelungsabschnitte jeweils
zu einer Hauptabstrahlrichtung der Lichtquelle rotationssymmetrisch ausgebil det,
so dass in den Konzentrationspunkten der Eindruck einer punktuellen
Ausleuchtung des Leuchtengehäuses
gegeben ist. Vorzugsweise liegt der Durchmesser des Konzentrationspunktes
bei ca. 1 cm. Der Durchmesser der Konzentrationspunkte kann aber
auch mehrere cm betragen.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung kann als Mittel zur Streuung des
Lichtes eine lichtundurchlässige
zweite Zusatzscheibe vorgesehen sein, die zwischen der ersten Zusatzscheibe
und der Abdeckscheibe angeordnet ist. An den Konzentrationspunkten
weist die zweite Zusatzscheibe Öffnungen
oder Lichtstreuelemente auf. Mittels der Lichtstreuelementes erfolgt
eine Aufweitung des Lichtbündels
entsprechend vorgegeben Lichtstreuwinkel (Lichtverteilung). Vorteilhaft
wirkt diese zweite Zusatzscheibe als eine Kaschierscheibe, die der
Leuchteinheit durch die Farbgebung das optische Gepräge verleiht.
Die zweite Zusatzscheibe kann beispielsweise metallbeschichtet bzw.
aluminiumbedampft sein oder die Fahrzeugfarbe aufweisen.
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Nach
einer Variante der Erfindung sind Lichtstreuelemente einstückig mit
der zweiten Zusatzscheibe verbunden, so dass die Kaschierung einerseits
und die Streuwirkung andererseits durch die zweite Zusatzscheibe
selbst bewirkt wird. Die zweite Zusatzscheibe kann beispielsweise
aus einem transparenten Kunststoffmaterial hergestellt sein, über das
eine Schablone gelegt wird zur Beschichtung der Kaschierbereiche
unter Auslassung der Bereiche der Lichtstreuelemente. Vorteilhaft
kann hierdurch die Anzahl der Bauteile der Leuchteinheit beschränkt werden.
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Nach
einer weiteren Variante der Erfindung können die Lichtstreuelemente
einstückig
mit der Abdeckscheibe verbunden sein. In diesem Fall weist die zweite
Zusatzscheibe lediglich Öffnungen
für den Durchtritt
des Lichtes auf. Dabei sind die Öffnungen der
zweiten Zusatzscheibe derart dimensioniert, dass das durch die Bündelungsabschnitte
der ersten Zusatzscheibe gebündelte
Licht durch die Öffnungen hindurchgelangen
kann.
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Nach
einer alternativen Variante kann auf die zweite Zusatzscheibe verzichtet
werden, wenn die Abdeckscheibe beispielsweise von innen mit einem lichtundurchlässigen Material
beschichtet ist.
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Zur
Lösung
der Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 10 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem
Reflektor und der Abdeckscheibe eine lichtundurchlässige Kaschierscheibe
mit einer Mehrzahl von verteilt in Öffnungen derselben angeordneten einzelnen
Lichtstreuelementen vorgesehen ist.
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Vorteilhaft
ermöglicht
die Leuchteinheit gemäß Patentanspruch
10 eine punktuelle Ausleuchtung des Leuchtengehäuses, wobei durch die in den Öffnungen
der Kaschierscheibe angeordneten einzelnen Lichtstreuelemente eine
Streuwirkung entsprechend einer vorgegeben Lichtverteilung erzeugt wird.
Dabei können
die Lichtstreuelemente in den Öffnungen
der Kaschierscheibe durch Verklebung gehalten sein oder einstückig mit
der Kaschierscheibe verbunden sein.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
Horizontalschnitt durch eine Leuchteinheit nach einer ersten Ausführungsform,
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2 einen
Horizontalschnitt durch eine Leuchteinheit nach einer zweiten Ausführungsform,
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3 einen
teilweisen Horizontalschnitt durch eine Leuchteinheit nach einer
dritten Ausführungsform
und
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4 eine
Vorderansicht einer Kaschierscheibe der Leuchteinheit gemäß 3.
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Eine
Leuchteinheit für
Fahrzeuge, vorzugsweise eine Heckleuchte für Fahrzeuge, besteht im wesentlichen
aus einem Leuchtengehäuse 1 in
dem eine Lichtquelle 2 sowie ein Reflektor 3 angeordnet sind.
Eine Lichtaustrittsöffnung
des Leuchtengehäuses
ist mittels einer Abdeckscheibe 4 verschlossen, die vorzugsweise
optikfrei ausgebildet ist.
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Nach
einer ersten Ausführungsform
der Leuchteinheit 1 ist zwischen dem Reflektor 3 und
der Abdeckscheibe 4 eine erste Zusatzscheibe 5 und eine
zweite Zusatzscheibe 6 angeordnet. Die erste Zusatzscheibe 5 ist
zwischen dem Reflektor 3 und der zweiten Zusatzscheibe 6 angeordnet.
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Die
erste Zusatzscheibe 5 ist lichtdurchlässig ausgebildet und weist
Mittel zur Bündelung
des von dem Reflektor 3 kommenden parallelen Lichtes 7 auf. Zu
diesem Zweck weist die erste Zusatzscheibe 5 eine Mehrzahl
von Bündelungsabschnitten 8 auf,
die das Licht 7 jeweils in Richtung eines zu dem Bündelungsabschnitt 8 korrespondierenden
Konzentrationspunkt 9 der zweiten Zusatzscheibe 6 bündeln.
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Da
im vorliegenden Fall die Leuchteinheit 1 windschief angeordnet
ist, ist die erste Zusatzscheibe 5 stufenförmig ausgebildet,
wobei die Bündelungsabschnitte 8 senkrecht
zu einer Hauptabstrahlrichtung 10 der Lichtquelle 2 angeordnet
sind. Die Bündelungsabschnitte 8 weisen
jeweils optische Elemente 11 auf, mittels derer die Bündelung
des Lichtes 7 bewirkt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
weisen die optischen Elemente 11 eine Fresnelstruktur auf.
Alternativ kann das optische Element 11 eine andere Formgebung,
wie beispielsweise Prismenformen, aufweisen.
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Die
Bündelungsabschnitte 8 sind
rotationssymmetrisch ausgebildet, so dass der punktuelle Leuchtcharakter
des Konzentrationspunktes 9 unterstützt wird. Die Fläche der
Bündelungsabschnitte 8 entspricht
im wesentlichen der Projektion der Flächen des Reflektors 3 in
einer Vertikalen, so dass das gesamte vom Reflektor 3 reflektierte
Licht 7 von den Bündelungsabschnitten 8 erfasst
bzw. für
die punktuelle Ausleuchtung in dem Konzentrationspunkt 9 genutzt
werden kann.
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Die
zweite Zusatzscheibe 6 ist als Kaschierscheibe ausgebildet,
die an den Konzentrationspunkten 9 Lichtstreuelemente 12 als
Mittel zur Streuung des Lichtes 7 aufweist, so dass das
Licht 7 entsprechend einer vorgegebenen Lichtverteilung
beispielsweise für
den Einsatz als Bremsleuchte, Fahrrichtungsanzeigeleuchte, Schlussleuchte
eingesetzt werden kann. Die Lichtstreuelemente 12 sind
von lichtundurchlässigen
Kaschierbereichen 13 umgeben, die den farblichen Eindruck
der Leuchteinheit 1 maßgeblich
mitprägen.
Beispielsweise können
die Kaschierbereiche 13 verspiegelt oder in der Fahrzeugfarbe
ausgebildet sein.
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Die
Lichtstreuelemente 12 sind als Lichtstreuzylinder ausgebildet
mit einer der ersten Zusatzscheibe 5 zugewandten ersten
planen Stirnseite 14 und einer der Abdeckscheibe 4 zugewandten
konvexen Stirnseite 15. Die Formgebung des Lichtstreuelementes 12 ist
derart ausgebildet, dass die in denselben gebündelten Lichtstrahlen 7 entsprechend
einer vorgegebenen Lichtverteilung gestreut werden.
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Die
zweite Zusatzscheibe 6 ist einstückig ausgebildet. Sie wird
aus einem transparenten Kunststoffmaterial durch Spritzgießen hergestellt. Nachfolgend
wird auf einer der Abdeckscheibe 4 zugewandten Seite der
zweiten Zusatz scheibe 6 eine Schablone aufgelegt unter
Freilassung der Kaschierbereiche 13. Von dieser Seite wird
die zweite Zusatzscheibe 6 mit Metall beschichtet oder
mit Aluminium bedampft oder mit einer Fahrzeugfarbe versehen, so dass
lediglich die Lichtstreuelemente 12 lichtdurchlässig sind.
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Nach
einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung gemäß 2 ist
im Vergleich zu der ersten Ausführungsform
eine zweite Zusatzscheibe 16 und eine Abdeckscheibe 17 unterschiedlich
ausgebildet. Die weiteren Bauteile bzw. Ausgestaltungen derselben,
die mit der ersten Ausführungsform
gemäß 1 übereinstimmen,
sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die
zweite Zusatzscheibe 16 ist als Kaschierscheibe ausgebildet,
die lediglich Öffnungen 18 zum Durchtritt
des Lichtes 7 in Richtung der verteilt auf der Abdeckscheibe 17 angeordneten
Konzentrationspunkten 19 ermöglicht. Dabei sind die Öffnungen 18 vorzugsweise
kreisförmig
ausgebildet mit einem solchen Durchmesser, dass das gesamte durch
einen Bündelungsabschnitt 8' erfasste Lichtbündel 7' durch die Öffnung 18' durchtreten
kann. Die Kaschierscheibe 16 ist vorzugsweise als aluminiumbedampfte Scheibe
ausgebildet. Sie kann auch andere Ausgestaltungen bzw. Farben aufweisen,
wie bereits zu der ersten Ausführungsform
beschrieben.
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Die
Abdeckscheibe 17 weist in den Konzentrationspunkten 19 auf
einer der Kaschierscheibe zugewandten Innenseite linsenförmige Erhebungen 20 auf,
die eine Streuung des Lichtes in der gewünschten Art und Weise ermöglichen.
Diese Erhebungen 20 bilden die Lichtstreuelemente, die
einstückig
mit der Abdeckscheibe 17 verbunden sind. Die Abdeckscheibe 17 ist
vorzugsweise transparent entsprechend einer vorgegebenen Farbe ausgebildet.
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Nach
einer nicht dargestellten Ausführungsform
der Erfindung kann in Abwandlung der zweiten Ausführungsform
gemäß 2 auf
eine zweite Zusatzscheibe 16 verzichtet werden. Die Kaschierwirkung
wird dann durch eine Beschich tung der Abdeckscheibe 17 auf
ihrer Innenseite mit Ausnahme der linsenförmigen Erhebungen 20 bewirkt.
Vorteilhaft kann hierdurch eine Zusatzscheibe eingespart werden.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
gemäß 3 ist
zwischen dem Reflektor 3 und der Abdeckscheibe 4 lediglich
eine einzige Kaschierscheibe 23 vorgesehen mit einer Mehrzahl
von Öffnungen 24, in
denen jeweils ein Lichtstreuelement 25 angeordnet ist.
Die Kaschierscheibe 23 ist – wie bereits beschrieben – lichtundurchlässig ausgebildet.
Das Lichtstreuelement 25 ist kegelförmig ausgebildet und weist
eine sich in rückwärtiger Richtung
zum Reflektor 3 hin öffnende
Mantelfläche 26 sowie
eine zur Abdeckscheibe 4 hin konvexförmig ausgestaltete Basisfläche 27 auf.
Die Basisfläche 27 wirkt
als Linse mit streuender Wirkung auf das Licht 7. Die seitlich
ausladenden Mantelflächen 26 bewirken,
dass ein über
den Durchmesser der Öffnung 24 hinausgehender
Bereich des parallel von dem Reflektor 3 reflektierten
Lichtes 7 erfasst und zur Beleuchtung genutzt wird. Die
Mantelflächen 26 weisen
dabei eine Lichtleitfunktion auf, wobei das Licht 7 durch
Totalreflexion weitergeleitet und an der Basisfläche 27 in Richtung
der Abdeckscheibe 4 wieder austritt.
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Vorzugsweise
sind die Lichtstreuelemente 25 einstückig mit der Kaschierscheibe 23 verbunden, wobei
das Lichtstreuelement 25 einfassende Kaschierbereiche 28 – wie bereits
beschrieben – durch Beschichtung
mit einem lichtundurchlässigen
Material erzeugt werden.
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Alternativ
können
die Lichtstreuelemente 25 auch durch Verklebung mit den
Rändern
der Öffnung 24 verbunden
sein. Zu diesem Zweck werden die Lichtstreuelemente 25 einzeln
in die Öffnungen 24 der
Kaschierscheibe 23 positioniert, wobei die Basisfläche 27 im
wesentlichen eine Ebene zu den Kaschierbereichen 28 bildet.