DE19724486A1 - Befestigung eines Lichtwellenleiters zur Konturbeleuchtung - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft allgemein das Befestigen eines Lichtwellenleiters zur Konturbeleuchtung von beispielsweise Inneneinrichtungsgegenständen in einem Kraftfahrzeug.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen eines Lichtwellenleiters an beispielsweise einem Randbereich eines Kraftfahrzeugsitzes, einem Bereich einer Instrumentenkonsole oder einer Fahrzeugtür. Ferner bezieht sich die Erfindung sowohl auf ein Verfahren zum Erzeugen von Lichteffekten an Gegenständen wie auch auf die Verwendung eines Lichtwellenleiters als Dekorfaden zur Erzeugung von Lichteffekten an beispielsweise Inneneinrichtungsgegenständen eines Kraftfahrzeuges. Schließlich betrifft die Erfindung auch einen Inneneinrichtungsgegenstand eines Kraftfahrzeuges, an dem ein zumindest über einen Teil seiner Länge sichtbares Licht emittierender Lichtwellenleiter in einer erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung angebracht ist.

Stand der Technik

Es ist bereits bekannt, die Beleuchtung von Konturen mit Lichtwellenleitern im Innenraum von Kraftfahrzeugen vorzunehmen. Beispielsweise ist in einem Sitzschalter, der in einem Serienfahrzeug der Firma Mercedes Benz AG verbaut ist, die Beleuchtung der Sitzschalterkontur mit Hilfe eines Lichtwellenleiters realisiert. Diese bekannte Konturbeleuchtung ist derart aufgebaut, daß der Lichtwellenleiter selbst nicht sichtbar ist, sondern hinter dem Bedienerpanel liegt, das an der zu beleuchtenden Kontur lichtdurchlässig ausgebildet ist. Damit wird der Lichtwellenleiter durch das teilweise lichtdurchlässig ausgebildete Bedienerpanel vor Berührung und Abnützung geschützt.

Als Lichtwellenleiter kommen hauptsächlich hierfür handelsübliche PMMA-Fasern (Polymethylmethacrylat) zum Einsatz. Diese Fasern weisen je nach Länge der zu beleuchtenden Kontur einen Durchmesser von 0,2 bis 3,0 mm auf. Die PMMA-Fasern werden mit einem zusätzlichen Schutzmantel auch in der Automobilindustrie zur Datenübertragung verwendet. Der Vorteil derartiger Kunststoffasern gegenüber Glasfasern liegt in der unproblematischen Bearbeitung und in der hohen Elastizität bei den hier verwendeten dickeren Fasern. Die hohe Elastizität ist notwendig, damit auch kleinere Biegeradien der zu beleuchtenden Kontur möglich sind.

Die Lichteinspeisung erfolgt an den beiden Enden der Lichtleitfaser mit Leuchtdioden (LED). Um bei einer Länge von ca. 0,5 m auch in der Mitte der Kontur noch genügend Intensität zu erhalten, ist ein Faserdurchmesser von etwa 1,5 mm notwendig. Noch dickere Fasern wirken für eine Konturbeleuchtung jedoch zu klobig.

Des weiteren ist für eine konstante Helligkeit entlang der Kontur eine maschinelle Bearbeitung der Oberfläche der Lichtleitfaser notwendig. Dies ist jedoch ein gängiges Verfahren, das von verschiedenen Firmen beherrscht wird. Dabei wird je nach dem im Bereich der Lichtleitfaser gewünschten Biegeradius deren Oberfläche unterschiedlich behandelt. Grundsätzlich ist hierzu anzuführen, daß je enger der Biegeradius ist, desto größer ist bereits die an sich in der Lichtleitfaser per se vorhandene Lichtstreuung an der Oberfläche, so daß dort eine geringere oder gar keine Oberflächenbehandlung notwendig ist. Auf gerade verlaufenden Strecken der Lichtleitfaser muß jedoch die Oberfläche speziell behandelt werden, damit auf dieser Strecke ausreichend Licht nach außen emittiert wird.

Zur Befestigung derartiger Lichtwellenleiter zu diesem Verwendungszweck sind bei der bekannten Sitzschalterkonturbeleuchtung Klipse (Klammern) an das Panel mit angespritzt. Das heißt, der Lichtwellenleiter wird in die Halteklipse eingedrückt, so daß er dort fest sitzt.

Zur Erzielung spezieller designtechnischer Ausgestaltungen - allgemein Lichteffekte an Gegenständen - an der Oberfläche eines Innenausstattungsteils, wie beispielsweise eines Kraftfahrzeuges und insbesondere einer Randkontur eines solchen Ausstattungsteils, ist eine derartige Befestigung jedoch problematisch. Zum einen ist es an sich aus designtechnischen Gründen oftmals unerwünscht, daß Befestigungsklipse sichtbar sind. Zum anderen ist der Lichtwellenleiter bei der bekannten Einrichtung vor direkter Berührung nicht geschützt und unterliegt verschiedensten Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Feuchtigkeit, scharfe Putzlösungsmittel und dergleichen. Derartige Umwelteinflüsse können aber insbesondere bei einem Einsatz in einem Kraftfahrzeug möglicherweise die gewünschte Funktion des Lichtwellenleiters stark beeinträchtigen.

Auf einem völlig anderen Fachgebiet - und zwar der Herstellung von Heißluftballons - wurde bereits das Problem der Führung und Befestigung eines Lichtwellenleiters entlang größerer Weglängen behandelt. In der DE 93 18 356.9 U1 ist eine Vorrichtung zur Führung und Befestigung eines Lichtwellenleiters an der Außenhaut eines Heißluftballons gezeigt. Bei der hieraus bekannten Vorrichtung ist der Lichtwellenleiter in einem Gewebeschlauch mit großem Querschnitt angeordnet. Der Gewebeschlauch selbst ist mit einer Naht mit der Außenhaut des Heißluftballons vernäht. Der Gewebeschlauch soll einen Schutz gegen Beschädigung sowie gegen die von der Hülle ausgehenden Hitze bieten. Hierfür ist der Gewebeschlauch an der Außenseite frei umströmbar ausgebildet. Ferner ist die Innenquerschnittsfläche des Gewebeschlauches weitaus größer als die des Lichtwellenleiter. Dementsprechend kann sich der Lichtwellenleiter im Gewebeschlauch frei bewegen, damit sich beim Zusammenfalten der Ballonhülle der Lichtwellenleiter im Gewebeschlauch frei bewegen kann und nicht durch Knicken beschädigt wird.

Darstellung der Erfindung

Das allgemeinste der Erfindung zugrundeliegende technische Problem besteht darin, neue lichttechnische Effekte zur Hervorhebung von irgendwie gearteten Konturen in beispielsweise dem Innenraum eines Kraftfahrzeuges zu ermöglichen sowie eine Befestigungseinrichtung hierfür bereit zustellen.

Dieses technische Problem wird durch eine Befestigungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß sie einen in seiner Längserstreckungsrichtung ein zur Aufnahme des Lichtwellenleiters dienendes Hohlteil bildenden Materialstreifen umfaßt, der im Querschnitt gesehen ein sich von dem Hohlteil weg erstreckendes, als Befestigungsfahne dienendes Streifenteil aufweist.

Mit einer derartigen Befestigungseinrichtung wird zweierlei erreicht. Zum einen schafft der den Lichtwellenleiter umschließende Hohlteil des Materialstreifens einen Schutz vor direkter Berührung des Lichtwellenleiters, zum anderen wird gleichzeitig eine Befestigungsmöglichkeit mittels der Befestigungsfahne geschaffen. Die Befestigungsfahne kann somit in an sich bekannter Weise vernäht, eingeklemmt oder verklebt werden.

Die Befestigungseinrichtung an sich kann grundsätzlich aus einem biegsamen Material streifen, wie vorteilhafterweise einer transparenten Folie oder einem Gewebe- oder Fasergeflecht, gebildet werden. Andererseits ist es jedoch genauso möglich, den Materialstreifen als einstückiges, in gewissem Maße flexibles Kunststoff-Spritzgießteil auszubilden, bei dem das Hohlteil und die Befestigungsfahne in einem Spritz- oder Stranggießverfahren hergestellt werden.

Bei der biegsamen Materialstreifenausbildung kann in einfachster Weise der Lichtwellenleiter in Längsrichtung des Streifens eingelegt werden. Nachfolgend wird dann der Materialstreifen umgefaltet und in vorteilhafter Weise durch Verschweißung oder Verklebung in Längsrichtung der Lichtwellenleiter im dadurch gebildeten Hohlteil eingeklemmt. Damit auch Krümmungen, kleinere und größere Radien des derart in der Befestigungseinrichtung eingeklemmten Lichtwellenleiters möglich sind, ist der Lichtwellenleiter vorteilhafterweise im Hohlteil längsverschieblich eingeklemmt.

Eine derartige Befestigungseinrichtung kann problemlos in bekannter Weise wie ein Randverstärkungskeder - d. h. ein Randverstärkungswulst beispielsweise an Fahrzeugsitzpolstern - an der Befestigungsfahne integriert in eine an sich vorgesehene Naht mit eingenäht werden.

Aufgrund der für den vorliegenden Einsatzzweck hervorragenden Eigenschaften ist insbesondere als Lichtwellenleiter eine PMMA-Faser mit einem Durchmesser zwischen 0,2 bis 3,0 mm vorteilhaft.

Im Hinblick auf die Materialien für einen bei der Erfindung verwendbaren Lichtwellenleiter wird insbesondere auf die DE 43 15 645 A1 verwiesen. So ist hierin beispielhaft erläutert, daß einzelne Glas- oder Kunststoffasern mit einem Kern und einem Mantel grundsätzlich als Lichtwellenleiter in Frage kommen. Ausdrücklich wird auf bekannte Materialien zurückgegriffen, wie dünne runde Fasern aus Quarzglas mit Außendurchmessern bis etwa 150 µm oder auch aus Kunststoff mit Durchmessern von etwa 1 mm. Im weiteren werden Stufenprofil-Lichtwellenleiter, d. h. Ein-Moden- oder Mehrmodenlichtwellenleiter, als auch Gradientenlichtleiter erwähnt. Überdies ist angeführt, daß Lichtwellenleiter optisch als auch mechanisch relativ empfindlich sind, so daß es vorteilhaft ist, Lichtwellenleiter mit einer Schutzhülle zu verwenden. Die Schutzhülle wird bekanntermaßen aber durch ein Beschichtungsverfahren der Lichtwellenleiter erzielt. Alle hier erläuterten Arten von Lichtwellenleiter sind grundsätzlich für eine erfindungsgemäße Verwendung zur Erzielung von speziellen Lichteffekten geeignet.

Hinsichtlich der Einspeisung von Licht wird beispielhaft auf die EP 0 515 921 A2 verwiesen. Dort ist eine Innenleuchte für Kraftfahrzeuge erläutert, die in einem Halte- oder Zugriff eingesetzt ist. In dem Zwischenstück des Haltegriffes ist ein Lichtwellenleiter angeordnet, der mit seiner einer Glühlampe zugewandten Stirnfläche in etwa im Brennort eines Reflektors oder einer Linse liegt und der auf der der Lichtaustrittsrichtung abgewandten Längsseite mit Reflexionsmitteln versehen ist. Diese beispielhaften Einspeisungsmöglichkeiten sind auch bei der vorliegenden Erfindung anwendbar.

Grundsätzlich ist aber auch bereits das Übernähen eines Lichtwellenleiters zur Befestigung desselben ausreichend, um neue lichttechnische Effekte an Oberflächen von irgendwie gearteten Gegenständen zu ermöglichen. Dabei wird dann natürlich zumindest an einem Ende des Lichtwellenleiters Licht eingespeist.

Ohne weitere Befestigungsmittel sind lichttechnische Effekte entsprechend der vorgenannten Art bereits dadurch möglich, daß eine dünne Lichtfaser selbst als Dekorfaden in Gegenstände eingenäht wird.

Im übrigen können selbstverständlich verschiedenste Farbeffekte bei der erfindungsgemäßen Befestigung wie auch bei der Verwendung und den beschriebenen Verfahren zur Erzeugung von speziellen Lichteffekten dadurch ermöglicht werden, daß farbige Kunststoffolien oder Materialien für eine erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung verwendet werden. Es könnte aber auch daran gedacht werden, den Lichtleiter selbst farbig auszugestalten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im folgenden sind zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme zu den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht auf eine erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung mit in dessen Hohlteil eingeschobenen Lichtwellenleiter,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht durch eine Trägeranordnung mit darauf befindlichen Bezugteilen, in deren Verbindungsnaht eine erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung mit eingeschobenem Lichtwellenleiter mit integriert ist,

Fig. 3 eine schematische perspektivische Ansicht, die eine weitere Befestigungsmöglichkeit einer erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung für einen Lichtwellenleiter mittels einer Klemmleiste zeigt,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer Befestigungsmöglichkeit eines Lichtwellenleiters in einer Ausnehmung eines Trägerteils, das mit Bezugteilen kaschiert ist, und

Fig. 5 eine Draufsicht auf die schematische Darstellung der Befestigung einer Lichtleitfaser gemäß der Fig. 4.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung

Unter Bezugnahme zu den Fig. 1 bis 3 wird eine erste Ausführungsform einer Befestigungseinrichtung für einen Lichtwellenleiter näher erläutert. Wie in der Fig. 1 sehr gut ersichtlich ist, ist ein länglicher Materialstreifen 3 aus einer Kunststoffolie um einen Lichtwellenleiter 1 herumgelegt. Zur Bildung eines Hohlteils 2, in dem der Lichtwellenleiter 1 liegt, sind Überstände 5, 6 an einer Verbindungslinie 7 miteinander verschweißt. Es ist somit eine Befestigungsfahne 4 durch die Überstände 5, 6 der Folie geschaffen.

Der Lichtwellenleiter 1 ist im Hohlteil 2 der Kunststoffolie eingeklemmt, kann jedoch noch in Längsrichtung des Hohlteils 2 verschoben werden.

In der Fig. 2 ist eine beispielhafte Befestigung der Befestigungseinrichtung gemäß der Fig. 1 im Querschnitt gezeigt. Zwei aufeinander stoßende Trägerteile 13, 14, die beispielsweise Bestandteile einer Instrumentenkonsole sind, sind jeweils mit Bezugteilen 11, 12 kaschiert. In luxuriöseren Inneneinrichtungen bestehen die Bezugteile 11, 12 aus Leder.

Die Trägerteile 13, 14 mit den jeweils aufkaschierten Bezugteilen 11, 12 weisen an ihren Stoßstellen eine in etwa halbkreisförmige Rillennut auf, die leicht größer ist als der Durchmesser eines Lichtwellenleiters 1. Der in einer Befestigungseinrichtung gemäß der Fig. 1 eingeschobene Lichtwellenleiter 1 ist an der Befestigungsfahne 4 in die Nahtverbindung 15 der Bezugteile 11, 12 integriert. Das heißt, der Lichtwellenleiter 1 ist in geschützter Weise nach außen hin in etwa ebenflächig in die Oberfläche der Trägerteile 13, 14 mit den darauf aufkaschierten Bezugteilen 11, 12 integriert. Auch wenn anstelle aneinanderstoßender Trägerteile 13, 14 ein durchgehendes Trägerteil mit einer entsprechenden Aufnahmenut vorliegt, kann die Befestigungsfahne mit eingeschobenem Lichtwellenleiter in die Nahtverbindung 15 der Bezugteile 11, 12 integriert werden.

Eine andere Befestigungsmöglichkeit für einen Lichtwellenleiter in einer Befestigungseinrichtung gemäß der Fig. 1 ist in der Fig. 3 gezeigt. Dort ist in beispielhafter Weise ein Türtaschen-Außenteil 18 am oberen Randbereich in etwa viertelkreisförmig ausgenommen. Die Ausnehmung entspricht in etwa dem Außendurchmesser des Lichtwellenleiters 1 mit darum gewickelter Folie. Nachdem die Befestigungseinrichtung gemäß der Fig. 1 mit dem darin eingeschobenen Lichtwellenleiter 1 in die viertelkreisförmige Ausnehmung angelegt ist, wird eine Klemmleiste 16 so auf die Innenseite des Türtaschen-Außenteils 18 angelegt, daß die Befestigungsfahne, die durch die Überstände 5, 6 der Kunststoffolie gebildet ist, zwischen Türtaschen-Außenteil 18 und der Klemmleiste 16 eingeklemmt ist. Die Fixierung erfolgt dann mittels Befestigungsstiften 17. Damit ist eine sichere Halterung des Lichtwellenleiters 1 am Türtaschen-Außenteil 18 erzielt.

Eine grundsätzlich andere Befestigungsart für einen Lichtwellenleiter 1 ist in der schematischen Querschnittsansicht gemäß der Fig. 4 gezeigt. Der grundsätzliche Aufbau aus Trägerteilen 13, 14 und darauf aufkaschierten Bezugteilen 11, 12 entspricht dem der Fig. 2. In der hier gezeigten Befestigungsart für einen Lichtwellenleiter 1 ist jedoch der Lichtwellenleiter 1 mittels einer auf einer Seite des Lichtwellenleiters 1 beispielsweise im Zick-Zack hin- und herlaufenden Faden 19 in der Nut festgehalten. Der Verlauf des Fadens 19 ist insbesondere in Draufsicht aus der Fig. 5 gut ersichtlich. Damit wird der Lichtwellenleiter 1 wiederum in eine Oberfläche integriert gehalten.

Allen Ausführungsformen gemäß der Fig. 1 bis 5 ist gemein, daß zumindest an einem Ende die Einkoppelung von Licht über eine Leuchtdiode (LED) oder eine Laserdiode erfolgt. Bei größeren Längen des Lichtwellenleiters 1 erfolgt eine Einspeisung von Licht an beiden Enden des Lichtwellenleiters 1. Damit wird dann eine gleichmäßige Helligkeit über die gesamte Länge des Lichtwellenleiters 1 erzielt. Die Einspeisung und die dafür notwendigen Mittel entsprechen dem Stand der Technik. Somit wird hierzu nicht ausdrücklich Stellung genommen.

Eine zwar hier nicht dargestellte, aber noch erwähnenswerte Ausführungsform zur Erzielung von speziellen Lichteffekten an einer Oberfläche mittels eines Lichtwellenleiters ist dadurch gegeben, daß der Lichtwellenleiter selbst wie ein Faden in Bezugteilen 11, 12 hin- und her verlaufend geführt wird, wodurch er durch die Einbeziehung als Faden in die Bezugteile 11, 12 an der Oberfläche fixiert ist.

Claims (14)

1. Befestigungseinrichtung zum Befestigen eines Lichtwellenleiters (1) an beispielsweise einem Randbereich eines Kraftfahrzeugsitzes, einem Bereich einer Instrumentenkonsole oder einer Fahrzeugtür, mit einem in seiner Längserstreckungsrichtung ein zur Aufnahme des Lichtwellenleiters dienendes Hohlteil (2) bildenden Materialstreifen (3), der im Querschnitt gesehen ein sich von dem Hohlteil (2) weg erstreckendes, als Befestigungsfahne (4) dienendes Streifenteil aufweist.

2. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialstreifen (3) zur Bildung des Hohlteils (2) längs seiner Längserstreckungsrichtung umgefaltet ist und die einander gegenüberliegenden Streifenteile (5, 6) zumindest linienartig miteinander verbunden sind.

3. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die linienartige Verbindung (7) der Streifenteile (5, 6) durch zumindest punktartige Verschweißung oder bereichsweise Verklebung erzielt ist.

4. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialstreifen (3) eine transparente Folie ist.

5. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialstreifen (2) ein Gewebe- oder Fasergeflecht ist.

6. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialstreifen (3) ein den Hohlteil (2) und die Befestigungsfahne (4) einstückig aufweisendes Kunststoffteil ist.

7. Befestigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtwellenleiter (1) eine PMMA-Faser (Polymethylmethacrylat) mit einem Durchmesser zwischen 0,2-3,0 mm in das Hohlteil (2) eingebracht ist.

8. Verfahren zum Erzeugen von Lichteffekten an Gegenständen, beispielsweise an Inneneinrichtungsgegenständen eines Kraftfahrzeuges, bei dem

• - ein zumindest über einen Teil seiner Länge abstrahlender Lichtwellenleiter (1) unter einer Haltenaht (10) zumindest teilweise von außen einsichtbar an dem Gegenstand angenäht wird, und
• - Licht zumindest an einem Ende des Lichtwellenleiters (1) in den Lichtwellenleiter eingespeist wird.

9. Verfahren zum Erzeugen von Lichteffekten an Gegenständen, beispielsweise an Inneneinrichtungsgegenständen eines Kraftfahrzeuges, bei dem

• - ein zumindest über einen Teil seiner Länge sichtbares Licht emittierender Lichtwellenleiter (1) selbst zumindest teilweise von außen einsichtbar an dem Gegenstand vernäht wird, und
• - Licht zumindest an einem Ende des Lichtwellenleiters (1) in den Lichtwellenleiter eingespeist wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtwellenleiter (1) eine PMMA- Faser (Polymethylmethacrylat) mit einem Durchmesser zwischen 0,2-3,0 mm angenäht oder selbst vernäht wird.

11. Verwendung eines Lichtwellenleiters als Dekorfaden zur Erzeugung von Lichteffekten an beispielsweise Inneneinrichtungsgegenständen eines Kraftfahrzeuges durch Anbringen einer Sichtnaht mit dem Lichtwellenleiter (1) als Nahtmaterial.

12. Inneneinrichtungsgegenstand eines Kraftfahrzeuges, wie beispielsweise ein Kraftfahrzeugsitz, eine Instrumentenkonsole, eine Fahrzeugtür-Innenverkleidung oder dgl., der einen zumindest über einen Teil seiner Länge sichtbares Licht emittierenden Lichtwellenleiter (1) in einer Befestigungseinrichtung (2, 3) gemäß einem der Ansprüche 1-7 an der Befestigungsfahne (3) befestigt aufweist, und bei dem an zumindest einem Ende des Lichtwellenleiters (1) eine Lichteinspeiseinrichtung zum Einbringen von Licht in den Lichtwellenleiter (1) vorhanden ist.

13. Inneneinrichtungsgegenstand nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichteinspeiseinrichtung eine Leuchtdiode oder eine Laserdiode umfaßt.

14. Inneneinrichtungsgegenstand nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Befestigungseinrichtung (2, 3) liegende Lichtwellenleiter (1) anstatt eines Randverstärkungskeders eines Fahrzeugsitzpolsters an der Befestigungsfahne (3) mit eingenäht ist.