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Die
Erfindung betrifft eine Leuchte für Fahrzeuge mit einer als Glühlampe ausgebildeten
Lichtquelle, einem der Glühlampe
zugeordneten Lichtleiter mit Konturflächen, die auf einer der Glühlampe zugewandten
Seite als eine Lichteinkoppelfläche
und auf einer der Glühlampe
abgewandten Seite als eine Lichtauskoppelfläche ausgebildet sind, wobei
mindestens eine Konturfläche
des Lichtleiters als eine Reflexionsfläche ausgebildet ist, an der
das eingekoppelte Licht totalreflektiert wird in Richtung einer weiteren
Reflexionsfläche
oder in Lichtaustrittsrichtung.
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Aus
der
DE 199 16 843
A1 ist eine Leuchte für
Fahrzeuge bekannt, die im Wesentlichen aus einer als Glühlampe ausgebildeten
Lichtquelle, einem Lichtleiter und einem Reflektor besteht. Der
Lichtleiter ist der Glühlampe
in axialer Richtung vorgelagert und kann eine verspiegelte Fläche aufweisen,
an der das eingekoppelte Licht seitlich in Richtung des den Lichtleiter
umgebenden Reflektors totalreflektiert wird. Die Lichtverteilung
der Leuchte wird im Wesentlichen durch die Kontur des Reflektors
bestimmt.
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Aus
der
DE 202 06 829
U1 ist eine Leuchte für
Fahrzeuge bekannt, die im Wesentlichen aus einer als Glühlampe ausgebildeten
Lichtquelle und einem Lichtleiter besteht. Der Lichtleiter weist
Konturflächen
auf, wobei zum einen eine Lichteinkoppelfläche zur Einkopplung des von
der Glühlampe
ausgesandten Lichtes und zum anderen eine auf einer der Glühlampe abgewandten
Seite angeordnete Lichtauskoppelfläche zur Auskopplung des Lichtes
in Lichtaustrittsrichtung vorgesehen sind. Seitlich ist die Konturfläche als
Reflexionsfläche
ausgebildet, an der eingekoppeltes Licht in Lichtaustrittsrichtung
totalreflektiert wird. Nachteilig ist, dass die Leuchte auf bestimmte
Einsatzfelder, wie beispielsweise als Begrenzungsleuchte, beschränkt ist
und darüber
hinaus einen relativ geringen Wirkungsgrad aufweist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leuchte für Fahrzeuge
derart weiterzubilden, dass das von einer Glühlampe ausgesandte Licht effektiver
zur Bildung einer Lichtverteilung genutzt wird und der herstellungstechnische
Aufwand hierfür
relativ niedrig gestaltet werden kann.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtauskoppelfläche und/oder
die Reflexionsfläche sich
in Lichtaustrittsrichtung zumindest auch in einem hinteren Bereich
bezogen auf eine Brennpunktebene der Glühlampe erstreckt.
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Nach
einem Aspekt der Erfindung erstreckt sich ein Abschnitt des Lichtleiters
in einem in Lichtaustrittsrichtung hinteren Bereich bezogen auf eine
Brennpunktebene der Glühlampe.
Die Brennpunktebene ist dabei definiert als eine vertikale Ebene,
in der eine Glühwendel
der Glühlampe
positioniert ist, wobei diese maßgeblich ist für die Ausrichtung
von optischen Flächen
eines Licht führenden bzw.
Licht leitenden Systems (Lichtleiter). Erfindungsgemäß kann somit
ein nach hinten abstrahlendes Teillichtbündel der Glühlampe in den Lichtleiter eingekoppelt,
geführt
und vorzugsweise in Lichtaustrittsrichtung totalreflektiert werden.
Vorteilhaft kann hierdurch der Wirkungsgrad der Leuchte wesentlich vergrößert werden.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich eine das eingekoppelte
Licht totalreflektierende Reflexionsfläche des Lichtleiter kontinuierlich
in einem hinteren und vorderen Bereich bezogen auf die Brennpunktebene.
Hierdurch kann Platz sparend eine gewünschte Lichtverteilung der
Leuchte generiert werden.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Konturfläche des
Lichtleiters als eine Doppelfunktionsfläche ausgebildet, an der zum
einen ein erstes Teil lichtbündel
totalreflektiert wird und zum anderen ein zweites Teillichtbündel aus
dem Lichtleiter austritt. In Verbindung mit der Ausgestaltung anderer Konturflächen des
Lichtleiters kann somit Platz sparend eine vorgegebene Lichtverteilung
erzeugt werden.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung kann einer Reflexionsfläche, an
der das Licht totalreflektiert wird, eine Designblende vorgelagert
sein, so dass der ansonsten nicht nutzbare Abschnitt der Lichtauskoppelfläche zu Designzwecken
verwendet werden kann. Beispielsweise kann die Designblende als
Rückstrahler
ausgebildet sein, so dass sie zusätzlich eine optische Funktion
aufweist.
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Zur
Lösung
der Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter
mindestens zwei Lichtleitelemente aufweist, die in Lichtaustrittsrichtung
hintereinander angeordnet sind, und die jeweils eine unterschiedliche
optische Fläche
aufweisen.
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Nach
einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Lichtleiter mehrteilig
in Lichtleitelemente ausgebildet, die über jeweils optische Flächen mit
unterschiedlichen Funktionen aufweisen. Hierdurch wird ein Baukastensystem
geschaffen, indem unterschiedliche Lichtleitelemente mit unterschiedlichen optischen
Wirkungen zur Erzielung vorgegebener Lichtverteilungen kombiniert
werden können.
Zur Konfektionierung von Leuchten kann der Lichtleiter zum einen
aus mindestens einem Basislichtleitelement bestehen, das in jeder
Leuchte Einsatz findet. Zum anderen kann der Lichtleiter aus Aufbaulichtleitelementen
bestehen, die in Abhängigkeit
von der zu generierenden Lichtverteilung wahlweise mit dem Basislichtleitelement
kombiniert werden. Jedes Lichtleitelement verfügt über mehrere optische Flächen, beispielsweise
eine Vorder- und eine Rücksei te,
die optisch wirksam ausgenutzt werden können. Hierdurch ergibt sich
eine Platz sparende Lichtverteilung bzw. -führung.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der
Leuchte können
die Lichtleitelemente relativ flach ausgebildet sein, so dass sich
die Wandstärken
der Lichtleitelemente minimieren lassen. Vorteilhaft kann hierdurch
die Fertigung der Leuchte vereinfacht werden. Die Lichtleitelemente
weisen dabei jeweils optische Teilwirkungen auf, die durch Zusammenwirken die
vorgegebene Lichtverteilung erzeugen.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung werden die Lichtleitelemente über randseitige
Haltemittel zusammengehalten. Vorteilhaft kann hierdurch der Lichtleiter
größere Kräfte aufnehmen,
wobei die zentrale Lichtführung
bzw. -verteilung nicht gestört
wird.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
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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
schematischen Horizontalschnitt durch eine Leuchte nach einer ersten
Ausführungsform,
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2 einen
schematischen Horizontalschnitt durch eine Leuchte nach einer zweiten
Ausführungsform,
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3 einen
schematischen Horizontalschnitt durch eine Leuchte nach einem dritten
Ausführungsbeispiel,
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4 einen
schematischen Horizontalschnitt durch eine Leuchte nach einem vierten
Ausführungsbeispiel,
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5 einen
teilweisen schematischen Horizontalschnitt durch eine Leuchte nach
einem fünften Ausführungsbeispiel,
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6 einen
schematischen Horizontalschnitt durch eine Leuchte nach einem sechsten
Ausführungsbeispiel,
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7 einen
schematischen Horizontalschnitt durch eine Leuchte gemäß 6,
bevor Lichtleitelemente zusammengesetzt sind, und
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8 einen
schematischen Horizontalschnitt durch eine Leuchte nach einem siebten
Ausführungsbeispiel.
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Eine
erfindungsgemäße Leuchte 1 für Fahrzeuge
kann eingesetzt werden als Bremsleuchte, Schlussleuchte, Fahrtrichtungsanzeigeleuchte,
Nebelschlussleuchte und dergleichen.
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Die
Leuchte 1 besteht im Wesentlichen aus einer Glühlampe 2 als
Lichtquelle und einem Lichtleiter 3 mit Konturflächen 4.
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Nach
einer ersten Ausführungsform
der Leuchte 1 gemäß 1 besteht
der Lichtleiter 3 aus einem ersten Lichtleitelement 5,
dass auf einer der Glühlampe 2 zugewandten
Seite angeordnet ist, und einem zweiten Lichtleitelement 6,
das auf einer der Glühlampe 2 abgewandten
Seite angeordnet ist. Das erste Lichtleitelement 5 ist
rotationsparaboloidförmig ausgebildet
mit einem radial nach außen
abragenden kreisförmigen
Randschenkel 7, über
den das erste Lichtleitelement 5 klemmend mit dem zweiten
Lichtleitelement 6 verbunden ist. Zu diesem Zweck weisen von
dem zweiten Lichtleitelement 6 entgegen einer Lichtaustrittsrichtung 8 Klemmnasen 9 ab,
an deren Innenrand der Randschenkel 7 klemmend anliegt. Das
erste Lichtleitelement 5 ist als Wärmefilter ausgebildet, das
zur thermischen Entkopplung des Lichtleiters 3 zur Glühlampe 2 dient.
Zu diesem Zweck ist das erste Lichtleitelement 5 im Wesentlichen
beabstandet zu dem zweiten Lichtleitelement 6 angeordnet,
wobei sich zwischen den beiden Lichtleitelementen 5, 6 ein
Luftspalt 10 ausbildet. Hierdurch ist gewährleistet,
dass das im Wesentlichen optisch wirksame zweite Lichtleitelement 6 thermisch
geschützt ist.
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Zusätzlich kann
der Wärmefilter 5 auch
eingefärbt
sein, zur Erzeugung einer vorgegebenen Signalfarbe oder zur Erzeugung
eines vorgegebenen Designeffektes. Das zweite Lichtleitelement 6 ist
im Wesentlichen glasklar und aus einem PMMA-Kunststoffmaterial hergestellt.
Der Wärmefilter 5 ist
beispielsweise aus einem Polycarbonat-Kunststoffmaterial hergestellt.
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Der
Lichtleiter 3, das heißt
das erste Lichtleitelement 5 und das zweite Lichtleitelement 6,
erstreckt sich bezogen auf eine Brennpunktebene 11 in einem
in Lichtaustrittsrichtung vorderen Bereich 12 und einem
hinteren Bereich 13. In der Brennpunktebene 11,
die sich in vertikaler Richtung erstreckt, befindet sich ein Brennpunkt 14,
der mit der Lage einer Glühwendel
der Glühlampe 2 übereinstimmt.
Zu dem Brennpunkt 14 sind die optischen Flächen des
Lichtleiters 3 ausgerichtet zur Erzeugung einer vorgegebenen
Lichtverteilung.
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Wie
aus 1 zu ersehen ist, weist das erste Lichtleitelement 5 im
Wesentlichen brechende optische Flächen auf, wobei eine der Glühlampe 2 zugewandte
optische Fläche
als eine Lichteinkoppelfläche 15 des
Lichtleiters 3 dient. Das zweite Lichtleitelement 6 weist
zum einen auf einer dem ersten Lichtleitelement 5 zugewandten
Seite brechende optische Flächen
sowie auf einer dem ersten Lichtleitelement 5 abgewandten
Seite zum einen Reflexionsflächen 16 auf,
an denen eine Totalreflexion eines Teillichtbündels 17 eintritt,
sowie brechende Flächen 18,
an denen ein Teillichtbündel 19 im
Wesentlichen in Lichtaustrittsrichtung 8 austritt. Die
brechenden Flächen 18 dienen
somit im Wesentlichen als Lichtauskoppelfläche des Lichtleiters 3.
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Eine
seitliche Reflexionsfläche 16' des zweiten
Lichtleitelementes 6 erstreckt sich im Wesentlichen kontinuierlich
und entgegen der Lichtaustrittsrichtung 8 verjüngend im
vorderen und hinteren Bereich 12, 13. Eine Reflexionsfläche 16'' ann an einer Lichtaustrittsrichtung 8 vorderen
Konturfläche 4 des zweiten
Lichtleitelementes 6 angeordnet sein, wobei es ein Teillichtbündel 20 radial
nach außen
hin in Richtung der seitlichen Reflexionsfläche 16' reflektiert, von der aus dasselbe
in Lichtaustrittsrichtung 8 weiter reflektiert wird.
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Während die
Form des zweiten Lichtleitelementes 6 auf einer dem ersten
Lichtleitelement 5 zugewandten Seite der kugelförmigen Form
des ersten Lichtleit elementes 5 angepasst ist, sind die
Konturflächen
auf einer dem ersten Lichtleitelement 5 abgewandten Seite
mit Optikelementen versehen.
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Nach
einer zweiten Ausführungsform
der Leuchte 1 gemäß 2 kann
ein zweites Lichtleitelement 21 vorgesehen sein, dessen
Konturflächen
so ausgebildet sind, dass eine Doppelfunktionsfläche 22 gebildet ist.
Die Doppelfunktionsfläche 22 ist
auf einer der Glühlampe 2 abgewandte
Seite des zweiten Lichtleitelementes 21 angeordnet. Die
Doppelfunktionsfläche 22 wirkt
mit insbesondere einer seitlichen Reflexionsfläche 23 des zweiten
Lichtleitelementes 21 derart zusammen, dass sie ein erstes
Teillichtbündel 24 im
Wesentlichen radial nach außen
totalreflektiert, so dass es von einer weiteren außen liegenden Reflexionsfläche 25 in
Lichtaustrittsrichtung 8 totalreflektiert werden kann.
Zum anderen ist die Doppelfunktionsfläche 22 derart ausgebildet,
dass ein zweites Teillichtbündel 26 unter
Brechung und/oder Streuung an derselben in Lichtaustrittsrichtung 8 ausgekoppelt
wird.
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Die
Reflexionsfläche 23, 25 kann,
wie die Reflexionsfläche 16, 16'' nach dem ersten Ausführungsbeispiel
gemäß 1,
ellipsoidförmig
oder parabelförmig
und zumindest rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Alternativ
kann der Lichtleiter 3 auch nicht rotationssymmetrisch
ausgebildet sein, wobei er in vertikaler Richtung nach oben und
unten abgeschnitten ist.
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In 2 ist
der Einfachheit halber das erste Lichtleitelement 5 nicht
dargestellt. Die Konturflächen des
zweiten Lichtleitelementes 21 sind derart ausgebildet,
dass eine vorgegebene Lichtverteilung erzeugt wird.
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Nach
einer dritten Ausführungsform
der Leuchte 1 gemäß 3 kann
ein erstes Lichtleitelement 27 aus stilistischen Gründen eine
seitliche Reflexionsfläche 28 eines
zweiten Lichtleitelementes 29 umgeben. Hierdurch ergibt
sich im Wesentlichen ein geänderter
Designeffekt.
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Im
Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen kann das zweite
Lichtleitelement 29 auf einer dem ersten Lichtleitelement 27 zugewandten
Seite mit einer Fresneloptik 30 versehen sein. Das erste
Lichtleitelement 27 ist auf dem zweiten Lichtleitelement 29 aufgesteckt,
das mit abragenden Stegen 31 in Aufnahmen 32 eines
Gehäuses 33 eingreift.
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Nach
einer vierten Ausführungsform
der Leuchte 1 gemäß 4 kann
ein zweites Lichtleitelement 34 in dem hinteren Bereich 13 zum
einen ein von der Glühlampe 2 nach
hinten emittiertes erstes Teillichtbündel 35 mittels eines
Innenabschnittes 36 brechen und dasselbe mittels eines
Außenabschnittes 37,
das in radialer Richtung nach außen zu dem Innenabschnitt 36 angeordnet
ist, in Lichtaustrittsrichtung 8 reflektieren. Der Außenabschnitt 37 ist
von dem Innenabschnitt 36 beabstandet angeordnet, so dass
vorteilhaft das zweite Lichtleitelement 34 Material sparend
ausgebildet sein kann und zum anderen eine vergrößerte leuchtende Fläche des
zweiten Lichtleitelementes 34 gewährleistet ist. Gegebenenfalls
kann ein Teil des ersten Teillichtbündels 35 auch zur
Seite hin zur Bildung einer Seitenmarkierungsfunktion weitergeleitet
werden. Es kann ein Sichtbarkeitswinkel bis zu 45° bzw. 80° erzielt
werden. Durch die Vergrößerung der
leuchtenden Fläche
kann die Flächenforderung
für ein
Brems- und Blinklicht einfacher erfüllt werden. Die Konturen einer
Lichtauskoppelfläche 38 des
zweiten Lichtleitelementes 34 bestimmen die gewünschte Lichtverteilung
mit. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
liegen im hinteren Bereich 13 sowohl eine Reflexionsfläche 39' des Innenabschnitts 36 als
auch eine Reflexionsfläche 39'' des Außenabschnitts 37.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung gemäß 5 kann
einer totalreflektierenden Reflexionsfläche 40 eines zweiten
Lichtleitelementes 41 eine Designblende 42 vorgelagert
sein, die sich im Wesentlichen bündig
zu einer Lichtauskoppelfläche 43 des
zweiten Lichtleitelementes 41 anschließt. Die Designblende 42 kann
aus einem Metall- oder Kunststoffmaterial bestehen und vorzugsweise
eingefärbt
sein. Beispielsweise kann die Designblende 42 auch als
Rückstrahlelement
ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Designblende 42 in
einer vorderen Ausnehmung 44 des zweiten Lichtleitelementes 41 eingesteckt
oder eingeklebt angeordnet.
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Nach
einem weiteren Ausführungsbeispiel der
Leuchte 1 gemäß den 6 und 7 besteht ein
Lichtleiter 101 aus einem der Glühlampe zugewandten ersten Lichtleitelement 102,
einem zweiten Lichtleitelement 103, einem dritten Lichtleitelement 104,
einem vierten Lichtleitelement 105 und einem fünften Lichtleitelement 106.
Die Lichtleitelemente 102, 103, 104, 105, 106 sind
durch randseitige Haltemittel 107, die vorzugsweise als
Schrauben ausgebildet sind, zusammengefügt bzw. an ein nicht dargestelltes
Gehäuse
befestigt. Wie insbesondere aus 7 ersichtlich
ist, weist jedes Lichtleitelement 102, 103, 104, 105, 106 eine
Vorder- und eine Rückseite auf,
die gegebenenfalls mit optischen Elementen, wie beispielsweise Streuelementen,
versehen sein können.
Beispielsweise können
das erste Lichtleitelement 102, das zweite Lichtleitelement 103 und
das dritte Lichtleitelement 104 als Basislichtleitelemente ausgebildet
sein, wo hingegen das vierte und fünfte Lichtleitelement 105, 106 in
Abhängigkeit
von der zu erzeugenden Lichtverteilung variiert werden können. Beispielsweise
kann das vierte Lichtleitelement 105 auf einer in Lichtaustrittsrichtung
vorderen Seite eine Prismenoptik 108 und in einem zentralen
Bereich eine Linsenoptik 109 aufweisen. Gemäß einer
alternativen Ausführung
nach 8 kann ein alternatives viertes Lichtleitelement 105' lediglich die
Prismenoptik 108 aufweisen, wo hingegen im zentralen Bereich die
Kontur an die Kontur des dritten Lichtleitelementes 104 angepasst
ist und somit keine Streuung erfolgt. In 6 ist beispielhaft
ein Teillichtbündel 110 dargestellt,
das an der Linsenoptik 109 des vierten Lichtleitelementes 105 gebrochen
wird. Ein entsprechendes Teillichtbündel 111 in 8 wird
nicht durch das vierte Lichtleitelement 105' gebrochen.
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Wie
weiterhin zu sehen ist, weisen das zweite Lichtleitelement 103,
das dritte Lichtleitelement 104 und das vierte Lichtleitelement 105, 105' Reflexionsflächen 112, 112', 112'' auf, an denen weitere Teillichtbündel 113, 113', 113'' in Lichtaustrittsrichtung totalreflektiert
werden. Die Reflexionsfläche 112, 112' erstrecken
sich in dem hinteren Bereich 13, während die Reflexionsfläche 113'' sich in dem vorderen Bereich 12 erstreckt.
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Im
Montagezustand sind die Lichtleitelemente 102, 103, 104, 105, 105', 106 aufeinander
geschichtet unter gegebenenfalls Ausbildung eines Luftspaltes 114.
Das erste Lichtleitelement 102 ist als ein Wärmefilter
ausgebildet. Das zweite Lichtleitelement 103 erstreckt
sich im Wesentlichen beabstandet zu dem ersten Lichtleitelement 102 ebenfalls
kuppelförmig
in einem zentralen Bereich. Das dritte Lichtleitelement 104 weist
eine zentrale Aussparung 115 auf, so dass lediglich die
Reflexionsfläche 112' optisch wirksam
ist. Das vierte Lichtleitelement 105, 105' weist an einer
Vorder- und Rückseite
optische Mittel zum Streuen und Sammeln auf. Das fünfte Lichtleitelement 106 ist
mit seinen Konturflächen
beabstandet zu dem vierten Lichtleitelement 105, 105' angeordnet,
wobei eine Brechung der Teillichtbündel 110, 113, 113', 113'' eintritt.