DE10006804C2 - Reflektor für eine lichttechnische Einrichtung und dessen Verwendung in flächigen Leuchtenkammern, insbesondere Fahrzeugsignalleuchten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reflektor für eine lichttechnische Einrichtung, vorzugswei­ se in Kraftfahrzeugen, wobei ein Leuchtmittel im Brennpunkt des Reflektors anbringbar ist, sowie dessen Verwendung in flächigen Leuchtenkammern, insbesondere Fahrzeugsignalleuchten.

Derartige Reflektoren sind bekannt (z. B. DE 197 13 559 A1). Sie werden insbesondere in Fahrzeugsignalleuchten eingesetzt. Die Reflektoren sind überwiegend parabelförmig ausgeführt, wobei die Reflektorfläche selbst auch in sog. Freiformtechnik (im Winkel angestellte Miniatur-Spiegel-Segmente) ausgeführt sein kön­ nen. Allen Reflektoren ist gemeinsam, dass das jeweilige Leuchtmittel exakt im Brennpunkt der Pa­ rabel angebracht ist. Kleinste geometrische Abweichungen im Brennpunkt ziehen erhebliche Licht­ austrittsverluste nach sich.

Bei Beleuchtungseinrichtungen für Fahrzeuge kommen alternative Leuchtmittel zum Einsatz:

• - Glühlampen (Standard)
• - Miniaturglühlampen (Mehrfachbestückung)
• - Hochleistungs-Leuchtdioden (LED)
• - Neonstäbe
• - Miniatur-Neonstäbe
• - Miniatur-Kaltlichtröhren (bspw. aus der Instrumentenbeleuchtung)

Diese Leuchtmittel unterscheiden sich in Bauform, Lichtstärke und Kosten. Prozessbedingt haben diese Lichtquellen häufig unterschiedliche Lichtstärken, was dazu führt, dass ein derartiges techni­ sches System entsprechend für die am schwächsten vorkommende Lichtstärke ausgelegt wird, was hohe Werkzeug- und Bauteilekosten zur Folge hat.

Derartige Signalleuchten werden in zunehmendem Maß mit Halbleiter-Lichtquellen (Punktlicht­ quellen) aufgebaut. Reflektoren für LED sind beim derzeitigen Stand der Technik als sog. Tütenre­ flektoren ausgebildet. Es entspricht dem Stand der Technik, dass hierzu für jede Punktlichtquelle ein eigener Reflektor verwendet wird. Insbesondere bei Halbleiter-Leuchtmitteln (LED) sind die pro­ zessbedingten Schwankungen der Lichtstärke besonders groß (Faktor 2 bis 3). Vom Gesetzgeber sind aber für Fahrzeugbeleuchtungen bestimmte Mindestwerte in der Lichtstärke gefordert. Höhere Lichtstärkewerte schlagen sich direkt auf die Kosten pro Stück nieder. Im praktischen Einsatz be­ deutet dies, dass bei gleichbleibender Gesamtlichtstärke entweder eine größere Anzahl Leuchtmit­ tel mit geringer Lichtstärke oder eine geringere Anzahl mit höherer Lichtstärke eingebaut werden muss. Daraus erwächst die Konsequenz, dass bei konventioneller Technik, d. h. bei der Verwendung von Tütenreflektoren durch die brennpunktbezogene Anordnung genauso viele Reflektoren wie Leuchtmittel eingesetzt werden müssen. Die technische Auslegung einer lichttechnischen Einrich­ tung kann demzufolge nicht unter kostenoptimalen Gesichtspunkten erfolgen, weil sich gesetzge­ berische Mindestforderungen, Kosten und prozesstechnische Schwankungen gegenüber stehen. Selbst wenn diesem Problem durch konstruktive Auslegung (Variation der Anzahl von Reflektoren) Rechnung getragen würde, wäre ein erhebliches logistisches Problem die Folge.

Ein weiteres großes technisches Problem ist die geometrische Ausrichtung (Abstrahlwinkel) der Re­ flektoren. Je nach Signallicht werden vom Gesetzgeber unterschiedliche Winkel gefordert. Die Aus­ richtung des Lichtaustritts wird bei den Tütenreflektoren ausschließlich durch die Anstellung des gesamten Reflektors gelöst, was erhebliche fertigungstechnische Aufwendungen in den Werkzeu­ gen bedeutet, denn jeder Tütenreflektor muß separat ausgefräst und in Formen abgegossen werden.

Aus der DE 196 47 094 A1 ist eine Bremsleuchte bekannt, deren Gehäuse eine Mehrzahl von Rota­ tionsparaboloiden bildet, die nur im oberen Segment verwirklicht sind und deren Brennpunkte gleichmäßig auf einer Linie verteilt sind. Entlang der Linie dieser Brennpunkte sind Lumineszenzdi­ oden angeordnet, deren Ausrichtung der Lichtaustrittsrichtung entgegen gesetzt ist. Damit können aber qualitative Unterschiede einzelner Leuchtmittel nicht ausgeglichen werden.

Die DE 198 09 414 A1 offenbart eine Leuchtenanordnung, die sich mit dem Verrasten zweier Teile eines Gehäuses beschäftigt. Zur Ausgestaltung des Reflektors wird nichts Neues gesagt.

Gerade in der Kfz-Zulieferindustrie ist die Anzahl der eingebauten Lichtelemente sowie eine kos­ tenoptimierte Fertigungstechnologie ein erheblicher Wettbewerbsfaktor, weil sich die Komponen­ tenpreise (bspw. für Signalleuchten) nahezu auf Materialkostenniveau bewegen. Vorteile hat insbesondere derjenige, dem es gelingt, bei geringster Anzahl von Elementen und bei geringstem ferti­ gungstechnischen Aufwand die vom Gesetzgeber geforderten lichttechnischen Werte zu erfüllen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen gattungsgemäßen Reflektor derart weiterzubilden, dass die Einhaltung lichttechnischer Werte von lichttechnischen Anlagen möglichst einfach und kostengünstig möglich ist.

Die Lösung besteht in einem Reflektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2.

Mit einem erfindungsgemäßen Reflektor wird erreicht, dass anstelle von Einzelkammerreflektoren, die jeweils nur ein einziges Leuchtmittel aufnehmen können, beliebig viele punktförmig strahlende Leuchtmittel in die Brennlinie eingebracht werden können. Die Anzahl der möglichen Leuchtmittel ist lediglich durch die geometrischen Abmaße des Reflektors begrenzt. Bei gleichbleibender Kon­ struktion des Reflektors kann eine unterschiedliche Anzahl gleichartiger Leuchtmittel auch unter­ schiedlicher Lichtstärke eingebracht werden, so daß sich in der Summe eine konstante Lichtstärke der lichttechnischen Einrichtung, bspw. einer Kfz-Signalleuchte, ergibt. Werden bspw. niedrigprei­ sige Leuchtmittel mit geringer Lichtausbeute verwendet, so wird eine größere Anzahl an Leuchtmitteln eingebracht und umgekehrt. Insbesondere bei der Verwendung von LED wird dies ü­ ber sog. Bestückungsvarianten gesteuert, wobei es sich um eingeführte und beherrschte Prozesse in der Fertigungstechnik handelt, ohne dass die Reflektorgeometrie verändert werden muss oder dass diesbezügliche Strukturveränderungen, also Bauteilvarianten erforderlich sind.

Durch den erfindungsgemäßen Reflektor wird somit erreicht, dass die feste Kopplung von punkt­ förmiger Lichtquelle zum Reflektor überflüssig wird, indem die Parabel nicht mehr als rotations­ symmetrisches Teil ausgebildet, sondern durch einen Zylinder mit parabolischer oder elliptischer Kontur ersetzt wird. Die Herstellung kompletter Signallichtfunktionen kann dadurch kostenoptimal geschehen, indem jeweils nur die notwendige Anzahl von Lichtquellen eingebaut wird, ohne jedes­ mal die gesamte Konstruktion einer Signallichtfunktion zu verändern und indem dadurch kosten­ günstige Produktionswerkzeuge erst möglich werden.

Der erfindungsgemäße Reflektor ist zweiteilig ausgeführt und besteht aus einem oberen Reflektor­ element und einem unteren Reflektorelement. Das obere Reflektorelement und/oder das untere Reflektorelement ist um die Brennlinie verschwenkbar, wobei insbesondere der Lichtaustrittswinkel jeweils über einen festgelegten Verschwenkwinkel zwischen dem oberen oder unteren Reflektor­ element und der Brennlinie individuell festlegbar ist. Damit bleibt auch die Lage und Form der Lichtscheibe bei einer Veränderung der Anzahl und der Lage der Leuchtmittel entlang der Brennli­ nie B unverändert.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine Weiterbildung sieht vor, daß entlang der Brennlinie B wenigstens ein Längsschlitz eingebracht ist, in den die Leuchtmittel vorzugsweise lagevariant einbringbar sind, wobei der Längsschlitz einen oder mehrere Verbindungsstege aufweisen kann. Damit lassen sich beliebig viele Leuchtmittel in beliebig vielen Positionen entlang der Brennlinie einbringen, so daß die unterschiedlichen Licht­ stärken der einzelnen Leuchtmittel einfach und zuverlässig ausgeglichen werden können.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß der Reflektor über Stiftzentrierungen oder über gleichartige Steckverbindungen mit einem Trägerelement für die Leuchtmittel verbunden ist. Über derartige Steckverbindungen bzw. über die verwendete Verbindungstechnik ist eine ge­ naue Positionierung der Brennlinie des Reflektors zur Lage der Leuchtmittel auf dem Trägerelement garantiert.

Der Verschwenkwinkel zwischen dem oberen oder unteren Reflektorelement und der Brennlinie ist vorzugsweise individuell festlegbar, insbesondere asymmetrisch ausgebildet, da dies fertigungs­ technisch besonders einfach ist.

Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung des Reflektors für eine flächige Leuchtenkam­ mer, enthaltend einen oder mehrere beliebig aneinandergereihte erfindungsgemäße Reflektoren. Eine Leuchtenkammer kann unterschiedliche Leuchtmittel oder Leuchtmittelvarianten enthalten, insbesondere Leuchtmittel oder Leuchtmittelvarianten unterschiedlicher Lichtstärke. Unterschiedli­ che Leuchtmittelvarianten können auch gemischt in einer Leuchtkammer enthalten sein. Mehrere Leuchtenkammern können auch eine unterschiedliche Anzahl gleichartiger Leuchtmittel enthalten. Dennoch bleibt bei richtiger Wahl der Leuchtmittel und ihrer Position am Reflektor die Lage und Form der erzeugten Lichtscheibe auch bei einer Veränderung der Anzahl und der Lage der Leuchtmittel unverändert. Das heißt, daß mit unterschiedlich oder unregelmäßig bestückten Reflektoren Leuchtenkammern erhalten werden, bei denen die Form und Lage der Lichtscheibe unverändert bleiben kann.

Der Reflektor ist hierbei insbesondere zur Verwendung in lichttechnischen Einrichtungen geeignet, bevorzugt als Fahrzeugsignalleuchten, unabhängig von der geforderten Signallichtfunktion, insbe­ sondere für Schlussleuchten, Bremsleuchten, Nebelschlussleuchten, Fahrtrichtungsanzeiger und Rückfahrscheinwerfer.

Die vorliegende Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbei­ spiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittzeichnung durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Reflektors mit einer schematischen Darstellung funktionsbestimmender Bauteile;

Fig. 2 eine Schnittzeichnung durch den Reflektor aus Fig. 1 mit einer schematischen Darstel­ lung des Einschwenkbereichs zur Strahlausrichtung;

Fig. 3 eine Vorderansicht des Reflektors aus Fig. 1 mit einer schematischen Darstellung mehre­ rer im Abstand zueinander angeordneter Punktlichtquellen;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Leuchtenkammer aus mehreren Reflektoren (Vorder­ ansicht).

Der Aufbau eines erfindungsgemäßen Reflektors ergibt sich aus den Fig. 1 bis 3. Die Fig. 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen zweiteiligen Reflektors 1 mit einem oberen Reflektorelement 2 und einem unteren Reflektorele­ ment 3. Die Reflektorelemente 2, 3 bestehen bspw. aus Kunststoff und sind vorzugsweise in Spritz­ gusstechnik hergestellt. Die Innenflächen der Reflektorelemente sind auf bekannte Weise mit einer spiegelnden Schicht aus Metall beschichtet. Der Fußpunkt 4 des Reflektors 1 weist in dem hier ge­ zeigten Ausführungsbeispiel einen Längsschlitz 5 auf, in welchem Leuchtmittel 6, vorzugsweise LEDs, in einer Richtung lageinvariant eingebracht werden können. Die Leuchtmittel 6 werden in der Brennlinie B des Reflektors 1 positioniert.

Das obere und untere Reflektorelement 2, 3 wird über Stiftzentrierungen 7 oder über gleichwertige Steckverbindungen auf ein Trägerelement 8 aufgesetzt, bspw. geklipst oder gesteckt. Das Träger­ element 8, welches die Leuchtmittel 6 trägt, kann eine Platine (Leiterplatte) oder ein sonstiges Hal­ teelement sein. Vorzugsweise sind dies Leiterplatten, auf denen das exakte Bohrbild bspw. mit CAD positionsrichtig zu den Leuchtmitteln 6 mit dem Reflektor 1 gekoppelt werden kann. Hierbei ist die Geometrie des Reflektors vorgegeben, anhand derer der Brennpunkt und die Brennlinie berechnet werden können. Daraus wiederum ergibt sich die Position der Leuchtmittel 6 innerhalb der Brennli­ nie, welche dann auf das Bohrbild übertragen wird.

Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung einen mit Leuchtmitteln 6 bestückten Reflektor in Vor­ deransicht, wobei die Leuchtmittel in einem Abstand "a" zueinander angeordnet sind. Die Beset­ zung eines Reflektors 1 mit Leuchtmitteln 6 kann in Längsrichtung innerhalb des Längsschlitzes 5 beliebig vorgenommen werden. Werden bspw. niedrigpreisige Leuchtmittel 6 mit geringer Lichtaus­ beute verwendet, so wird eine größere Anzahl an Leuchtmitteln 6 eingebracht und umgekehrt. Ins­ besondere bei der Verwendung von LEDs wird dies über sog. Bestückungsvarianten gesteuert, wobei es sich um eingeführte und beherrschte Prozesse in der Fertigungstechnik handelt, ohne dass die Reflektorgeometrie verändert werden muss, wozu eigene Werkzeuge erforderlich wären, und ohne dass diesbezügliche Bauteilvarianten erforderlich sind. Einziger Variantentreiber ist das Layout des Leuchtmittelträgers 8, je nach Art der lichttechnischen Einrichtung, in welcher er verwendet wer­ den soll. Durch den Aufbau in zweiteiliger Ausführung wird mit dem Erfindungs­ gegenstand das Problem der geometrischen Ausrichtung kostengünstig gelöst. Durch Einschwen­ kung der oberen und/oder unteren Reflektorelemente 2, 3 entlang des Pfeils A kann der vom Ge­ setzgeber geforderte Abstrahlwinkel fertigungstechnisch problemlos eingestellt werden (vgl. Fig. 2). Die Reflektorelemente 2, 3 können somit in dem vom Gesetzgeber geforderten Maß beliebig eingeschwenkt werden, ohne dass einzelne Reflektoren wie im Stand der Technik individuell ausge­ richtet werden müssen. Die Erfindung stellt außerdem sicher, dass sowohl die Lage als auch die Form der äußeren Lichtscheibe 9 bei sich ändernder Anzahl von Leuchtmitteln 6 - durch prozess­ bedingte Lichtstärkeunterschiede - immer gleich bleiben kann und weder in ihrer Struktur noch in ihrer Geometrie an die verwendeten Leuchtmittel angepaßt werden muß.

Fig. 4 zeigt, daß durch die Aneinanderreihung bzw. Stapelung mehrerer Reflektoren 1 flächige Leuchtenkammern 10 aufgebaut werden können.

Die vorgeschlagene Erfindung eignet sich insbesondere für Fahrzeugsignalleuchten, unabhängig von der geforderten Signallichtfunktion (bspw. Schlusslicht, Bremslicht, Nebelschlusslicht, Fahrt­ richtungsanzeiger, Rückfahrscheinwerfer, hochgesetzte dritte Bremsleuchte usw.).

Claims (10)

1. Reflektor für eine lichttechnische Einrichtung, vorzugsweise in Kraftfahrzeugen, wobei ein Leuchtmittel im Brennpunkt des Reflektors anbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (1) als Zylinder mit parabolischer Kontur ausgebildet ist, dass der Reflektor am Leuchtmittelträger (8) anbringbar ist, wobei die Geometrie des Reflektors (1) eine Brennlinie B definiert, in welcher mehrere Leuchtmittel (6) anbringbar sind, dass der Reflektor (1) aus einem oberen Reflektorelement (2) und einem unteren Reflektorelement (3) zweiteilig ausge­ führt ist, wobei das obere Reflektorelement (2) und/oder das untere Reflektorelement (3) um die Brennlinie B verschwenkbar ist.

2. Reflektor für eine lichttechnische Einrichtung, vorzugsweise in Kraftfahrzeugen, wobei ein Leuchtmittel im Brennpunkt des Reflektors anbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (1) als Zylinder mit elliptischer Kontur ausgebildet ist, dass der Reflektor am Leuchtmittelträger (8) anbringbar ist, wobei die Geometrie des Reflektors (1) eine Brennlinie B definiert, in welcher mehrere Leuchtmittel (6) anbringbar sind, dass der Reflektor (1) aus einem oberen Reflektorelement (2) und einem unteren Reflektorelement (3) zweiteilig ausge­ führt ist, wobei das obere Reflektorelement (2) und/oder das untere Reflektorelement (3) um die Brennlinie B verschwenkbar ist.

3. Reflektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Verlaufs der Brennlinie B wenigstens ein Längsschlitz (5) eingebracht ist, in den die Leuchtmittel (6) vor­ zugsweise lagevariant einbringbar sind.

4. Reflektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsschlitz (5) ein oder meh­ rere Verbindungsstege aufweist.

5. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtaustrittswinkel jeweils über einen festgelegten Verschwenkwinkel des oberen oder des unteren Reflektorelements (2, 3) um die Brennlinie B individuell festlegbar ist.

6. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ver­ schwenkwinkel des oberen Reflektorelements (2) und des unteren Reflektorelements (3) un­ terschiedlich ausgebildet sind.

7. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Re­ flektor (1) über Stiftzentrierungen (7) oder über gleichartige Steckverbindungen mit einem Trägerelement (8) für die Leuchtmittel (6) verbunden ist.

8. Verwendung eines Reflektors (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 für eine flächige Leuch­ tenkammer (10), wobei in der Leuchtenkammer (10) ein oder mehrere Reflektoren (1) ange­ ordnet sind.

9. Verwendung eines Reflektors nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedli­ che Leuchtmittel oder Leuchtmittelvarianten, insbesondere Leuchtmittel oder Leuchtmittelvarianten unterschiedlicher Lichtstärke, eingesetzt sind.

10. Verwendung eines Reflektors (1) nach Anspruch 8 oder 9 in lichttechnischen Einrichtungen, vorzugsweise Fahrzeugsignalleuchten unterschiedlicher Signallichtfunktion, insbesondere für Schlussleuchten, Bremsleuchten, Nebelschlussleuchten, Fahrtrichtungsanzeiger und Rück­ fahrscheinwerfer.