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Die Erfindung betrifft ein Baukastensystem zur Ausbildung wenigstens einer Beleuchtungsanordnung zum Einkoppeln eines Lichts wenigstens einer Lichtquelle in Lichtleitfasern, deren Endabschnitte, in die das Licht stirnseitig eingekoppelt wird, zu einem Faserbündel zusammengefasst sind, wobei die Beleuchtungsanordnung ein Übertragungselement zur Übertragung des Lichts von der Lichtquelle zu dem Faserbündel und ein Bündelungsmittel mit einem Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme der Endabschnitte des Faserbündels umfasst. Außerdem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
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Zur Realisierung von Lichtleisten in Kraftfahrzeugen sind häufig Lichtleitfasern vorgesehen, in die stirnseitig Licht eingekoppelt wird. Dieses Licht strahlt seitlich aus den Leitleitfasern ab, wodurch der gewünschte optische Effekt erzielt wird. Derartige, auf Lichtleitfasern basierende Konzepte werden mitunter auch zur Beleuchtung von Bedienelementen in Kraftfahrzeugen genutzt.
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Zum Einkoppeln des Lichts in Lichtleitfasern sind aus dem Stand der Technik mehrere Einkoppelkonzepte respektive Einkoppelmodule bekannt. Typischerweise ist ein Einkoppelmodul mit einem Übertragungselement zur Übertragung des Lichts von einer Lichtquelle zu den Lichtleitfasern vorgesehen, wobei in das Einkoppelmodul eine mit Lichtleitfasern bestückte Ferrule eingesetzt wird. Hierbei sind die Einkoppelmodule bzw. deren Anschlussschnittstellen auf die Abmessungen verschiedener Ferrulen bzw. zu Faserbündeln zusammengefassten Lichtleitfasern angepasst.
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So ist etwa aus der gattungsbildenden
EP 1 001 290 A1 ein Konnektor bekannt, mittels dem Licht aus einem Übertragungsstab in ein Faserbündel eingekoppelt wird. Hierfür sind mehrere Lichtleitfasern in einer Ferrule gebündelt bzw. aufgenommen, wobei die Ferrule wiederum in einen entsprechenden Abschnitt des Gehäuses des Konnektors eingesetzt wird.
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Ein weiteres Einkopplungskonzept ist aus
EP 2 028 510 B1 bekannt. Hierbei werden Licht mehrerer Leuchtdioden, die in einer Kappe gehaltert sind, mittels eines transparenten und lichtbrechenden Stabs in zu einem Faserbündel zusammengefasste Lichtleiter eingekoppelt. Der Stab sowie das Faserbündel sind in einer Fassung aufgenommen, die wiederum in der Kappe eingeschraubt ist.
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Aus
EP 3 270 050 A1 ist ein Beleuchtungssystem bekannt, bei dem ein von einer Lichtquelle emittiertes Licht mittels eines optischen Mischelements stirnseitig in optische Fasern eingekoppelt wird. Diese sind an ihren Enden mittels einer Ferrule zu einem Faserbündel zusammengefasst.
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Schließlich offenbart WO 2018/ 114 735 A1 eine Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeuge, wobei einem Ende eines Lichtleiters eine Lichtquelle zugeordnet ist und Licht in die Stirnseite des Lichtleiters eingekoppelt wird. Im Endbereich des Lichtleiters ist dieser mit einer lichtundurchlässigen Umhüllung versehen, mittels der der Lichtleiter zudem an einem Halter verbunden ist.
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Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein gegenüber bekannten Einkoppelkonzepten von Licht in Lichtleitfasern verbessertes Konzept anzugeben, wobei mit möglichst einfachen Mitteln viele verschiedene Beleuchtungsanordnungen, insbesondere hinsichtlich ihrer Abstrahleigenschaften, realisierbar sein sollen.
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Die Aufgabe wird bei einem Baukastensystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Baukastensystem wenigstens ein Übertragungselement und wenigstens erste und zweite Bündelungsmittel umfasst, wobei die Aufnahmeabschnitte der ersten und zweiten Bündelungsmittel unterschiedlich große Öffnungen aufweisen, wobei die ersten und zweiten Bündelungsmittel einen geometrisch gleichen Befestigungsabschnitt zum Verbinden des ersten oder zweiten Bündelungsmittels mit einem dem Übertragungselement zugeordneten Befestigungsabschnitt aufweisen.
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Das Licht der wenigstens einen Lichtquelle, die wenigstens eine Leuchtdiode sein oder umfassen kann, wird also in das Übertragungselement eingekoppelt, mittels dem es zu dem Faserbündel übertragen wird. Anschließend wird das Licht aus dem Übertragungselement ausgekoppelt und in die Lichtleitfasern eingekoppelt. Die Lichtleitfasern bestehen typischerweise aus Glas oder Kunststoff. Die Einkopplung des Lichts in die Lichtleitfasern erfolgt bevorzugt über die stirnseitigen Abschlussflächen der Endabschnitte der Lichtleitfasern. Hierzu muss das Licht unter einem Winkel derart auf die Stirnseiten der Endabschnitte der Lichtleitfasern treffen, so dass das Licht an den stirnseitigen Endflächen der Lichtleitfasern nicht reflektiert, sondern stattdessen in die Lichtleitfasern eingekoppelt wird.
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Die Lichtleitfasern sind im Bereich ihrer Endabschnitte zu dem, insbesondere zylindrisch geformten, Faserbündel zusammengefasst, wobei die Endabschnitte in dem Faserbündel parallel oder verdrillt zueinander angeordnet sein können. Die stirnseitigen Endflächen der Lichtleitfasern bilden bevorzugt eine gemeinsame Stirnfläche respektive eine Lichteinkopplungsfläche des Faserbündels. Das Baukastensystem umfasst typischerweise mehrere Faserbündel, von denen zumindest zwei zueinander unterschiedliche Abmessungen aufweisen. So hängen beispielsweise die Durchmesser der Faserbündel von den jeweiligen Lichtleitfasern, deren Endabschnitte in diesem Faserbündel zusammengefasst sind, ab. Beispielsweise können sich die Durchmesser zweier Faserbündel deshalb unterscheiden, da diese jeweils eine unterschiedliche Anzahl an Lichtleitfasern gleichen Durchmessers umfassen. Sofern zwei Faserbündel eine gleiche Anzahl an Lichtleitfasern umfassen, können die Durchmesser dieser Faserbündel aufgrund unterschiedlicher Durchmesser der Lichtleitfasern voneinander abweichen. Gleichermaßen ist denkbar, dass sowohl die Anzahl als auch die Durchmesser der Lichtleitfasern zweier Faserbündel jeweils zueinander unterschiedlich sind und die Durchmesser der Faserbündel deshalb voneinander abweichen. Auch innerhalb eines Faserbündels sind Lichtleitfasern unterschiedlichen Durchmessers denkbar.
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Beim erfindungsgemäßen Baukastensystem sind erste und zweite Bündelungsmittel vorgesehen, deren jeweiliger Aufnahmeabschnitt zueinander eine unterschiedlich große Öffnung aufweist. In diesem Kontext ist denkbar, dass weitere Bündelungsmittel des Baukastensystems vorgesehen sind, deren Aufnahmeabschnitte bezüglich der jeweils anderen Bündelungsmittel unterschiedlich große Öffnungen aufweisen. Durch die unterschiedlich großen Öffnungen der jeweiligen Bündelungsmittel können die Bündelungsmittel Faserbündel unterschiedlicher Abmessungen, insbesondere unterschiedlicher Bündeldurchmesser, aufnehmen.
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Die Bündelungsmittel weisen zudem geometrisch gleiche respektive universelle Befestigungsabschnitte auf, mittels denen das jeweilige Bündelungsmittel mit einem dem Übertragungselement zugeordneten Befestigungsabschnitt verbindbar sind. Insbesondere kann die Geometrie der Befestigungsabschnitte jeweils identisch oder zumindest derart ähnlich geformt sein, sodass jedes der Bündelungsmittel mit dem dem Übertragungselement zugeordneten Befestigungsabschnitt verbindbar ist. Hierbei wird eine optische Kopplung zwischen dem Übertragungselement und dem Faserbündel bzw. den Lichtleitfasern ausgebildet, sodass das Licht von dem Übertragungselement ausgekoppelt und in die Lichtleitfasern eingekoppelt wird.
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Folglich sind die Abmessungen des Übertragungselements unabhängig von den Abmessungen des zur Ausbildung der Beleuchtungsanordnung vorgesehenen Faserbündels. Für unterschiedliche Faserbündel kann also ein und dasselbe Übertragungselement zur Ausbildung der Beleuchtungsanordnung genutzt werden. Lediglich die Frage, welches der Bündelungsmittel letztendlich zur Ausbildung der Beleuchtungsanordnung genutzt wird, hängt von dem Faserbündel respektive dessen Abmessungen ab. Das Baukastensystem kann mithin modular zur Ausbildung von verschiedenen Beleuchtungsanordnungen mit verschiedenen Faserbündeln genutzt werden, ohne dass hierfür, abgesehen von den Bündelungsmitteln, spezielle und auf unterschiedliche Faserbündel jeweils angepasste Komponenten der Beleuchtungsanordnung, insbesondere hinsichtlich ihrer Befestigungsabschnitte, erforderlich sind.
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Die Bündelungsmittel sind bevorzugt Hülsen oder Ferrulen. Zur Aufnahme des Faserbündels in dem Befestigungsabschnitt kann dieses also lediglich in die entsprechende Hülse respektive Ferrule eingesteckt werden. Die Hülsen oder Ferrulen und/oder deren Aufnahmeabschnitte weisen bevorzugt einen runden Querschnitt auf. Das heißt, dass die Bündelungsmittel eine zylinderförmige, konische oder prismatische, insbesondere quaderförmige, Form aufweisen können. Das Faserbündel kann in dem Aufnahmeabschnitt mittels eines optischen Klebers und/oder einer Klemmung befestigt sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Aufnahmeabschnitte der Bündelungsmittel zylindrisch, wobei die Öffnungen der Aufnahmeabschnitte der ersten und zweiten Bündelungsmittel zueinander unterschiedliche Durchmesser aufweisen können. Die beiden Bündelungsmittel sind mithin zur Aufnahme unterschiedlicher Faserbündel mit unterschiedlichen Abmessungen bzw. Durchmessern geeignet. Bezüglich der Aufnahme des Faserbündels in den Aufnahmeabschnitt des jeweiligen Bündelungsmittels und der Ausbildung einer möglichst planen Stirnfläche des Faserbündels kann die Hülse samt Faserbündel beispielsweise durch Sägen oder per Laser abgeschnitten und anschließend geschliffen und/oder poliert werden.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Befestigungsabschnitte der Bündelungsmittel zylindrisch sind und gleiche Durchmesser aufweisen. Insbesondere ist das komplette Bündelungsmittel respektive die Ferrule zylindrisch ausgebildet.
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Bei dem erfindungsgemäßen Baukastensystem kann vorgesehen sein, dass der Durchmesser der Befestigungsabschnitte der Bündelungsmittel an einen Durchmesser des dem Übertragungselement zugeordneten zylindrischen Befestigungsabschnitts derart angepasst ist, so dass die Befestigungsabschnitte der Bündelungsmittel in den dem Übertragungselement zugeordneten zylindrischen Befestigungsabschnitt einsteckbar sind oder umgekehrt. Mithin kann der jeweilige Befestigungsabschnitt der Bündelungsmittel eine zylindrische Außenfläche des Bündelungsmittel sein, wobei das Bündelungsmittel in den dem Übertragungselement zugeordneten Befestigungsabschnitt zumindest teilweise einsteckbar ist. Gleichermaßen ist denkbar, dass der jeweilige Befestigungsabschnitt der Bündelungsmittel ein axialer und hülsenartiger Überstand ist oder umfasst, wobei der Befestigungsabschnitt die Innenfläche des Überstands ist. In diesem Fall ist denkbar, dass der dem Übertragungselement zugeordnete Befestigungsabschnitt zylindrisch und in den Befestigungsabschnitt des jeweiligen Bündelungsmittels einsteckbar ist. Durch die Steckverbindung ist eine einfache Möglichkeit zur Befestigung der Bündelungsmittel an den dem Bündelungselement zugeordneten Befestigungsabschnitt realisiert.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Bündelungsmittel jeweils mittels einer Rast- und/oder Klemmverbindung mit dem dem Übertragungselement zugeordneten Befestigungsabschnitt verbindbar sind. Zu diesem Zweck können die Befestigungsabschnitte der Bündelungsmittel Rastnasen und die dem Übertragungselement zugeordneten Befestigungsabschnitte an die Rastnasen entsprechend angepasste Ausnehmungen aufweisen oder umgekehrt. Die Rastnasen können elastisch federnd sein, so dass die Rastverbindung möglichst einfach ausgebildet werden kann und zudem auch bei Bedarf wieder entsprechend lösbar ist.
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In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass der dem Übertragungselement zugeordnete Befestigungsabschnitt ein Befestigungsabschnitt des Übertragungselements ist. Das heißt, dass das Übertragungselement und der dem Übertragungselement zugeordnete Befestigungsabschnitt einteilig ausgebildet sind. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass für die Ausbildung der Verbindung zwischen dem Übertragungselement und dem Bündelungsmittel keine weiteren Bauteile respektive separaten Verbindungsmittel erforderlich sind.
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In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der dem Übertragungselement zugeordnete Befestigungsabschnitt ein Befestigungsabschnitt wenigstens einer, insbesondere als zylindrischer Muffe ausgebildeten, Verbindungshülse des Baukastensystems ist. Die Verbindungshülse hat, bevorzugt auf ihren gegenüberliegenden Seiten, jeweils eine Öffnung, in die das Übertragungselement und das Bündelungsmittel eingesteckt werden kann. Hierbei werden das Übertragungselement und das Bündelungsmittel bevorzugt derart zueinander angeordnet, dass die Stirnfläche des Faserbündels zum Einkoppeln des Lichts gegenüber einer Lichtauskopplungsfläche des Übertragungselements angeordnet sind und dass diese sich gegebenenfalls berühren.
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Sofern in dieser Ausführungsform eine Klemmverbindung vorgesehen ist, können die Übertragungselemente sowie die Bündelungsmittel jeweils Rastnasen aufweisen, die beim Einstecken in die Verbindungshülse in entsprechende Ausnehmungen der Verbindungshülse eingreifen und hierdurch die Rastverbindung ausbilden.
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In einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der dem Übertragungselement zugeordnete Befestigungsabschnitt ein Befestigungsabschnitt eines das Übertragungselement umfassenden Leuchtmoduls des Baukastensystems ist, wobei das, insbesondere die Lichtquelle umfassende, Leuchtmodul zur Einkopplung des Lichts in das Übertragungselement ausgebildet ist. Die Lichtquelle kann an bzw. neben einer Lichteinkopplungsfläche des Übertragungselements angeordnet sein, wobei die Lichtquelle sowie das Übertragungselement bevorzugt innerhalb des Leuchtmoduls, das heißt in einem Gehäuse des Leuchtmoduls, angeordnet sind. Zur Übertragung des Lichts von der Lichtquelle zu der Lichteinkopplungsfläche des Übertragungselements können auch Lichtübertragungsmittel, insbesondere weitere Lichtleiterfasern des Leuchtmoduls oder dergleichen, vorgesehen sein. Der dem Übertragungselement zugeordnete Befestigungsabschnitt ist bevorzugt ein zylindrischer Befestigungsabschnitt des Gehäuses des Leuchtmoduls, in den der Befestigungsabschnitt des Bündelungsmittels einsteckbar ist. Gleicherma-ßen kann der dem Übertragungselement zugeordnete Befestigungsabschnitt eine Ausnehmung des Gehäuses des Leuchtmoduls sein. Das Übertragungselement ist hierbei derart in dem Leuchtmodul angeordnet, dass die Stirnfläche des Faserbündels gegenüber der Lichtauskopplungsfläche des Übertragungselements angeordnet ist und diese sich gegebenenfalls berühren, wenn das Übertragungselement mit dem Leuchtmodul verbunden ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Baukastensystem kann vorgesehen sein, dass es ein zur Einkopplung des Lichts in das Übertragungselement ausgebildetes, insbesondere die Lichtquelle umfassendes, Leuchtmodul umfasst, wobei das Übertragungselement einen weiteren Befestigungsabschnitt zum Verbinden des Übertragungselements mit einem dem Leuchtmodul zugeordneten Befestigungsabschnitt aufweist. Das Übertragungselement weist also zusätzlich zu dem Verbindungsabschnitt, der zum Verbinden des Übertragungselements mit dem Bündelungsmittel vorgesehen ist, einen Befestigungsabschnitt zum Verbinden des Übertragungselements mit dem Leuchtmodul respektive mit dem dem Leuchtmodul zugeordneten Befestigungsabschnitt auf. Hierbei ist bevorzugt vorgesehen, dass der Befestigungsabschnitt des Übertragungselements im Bereich der Lichteinkopplungsfläche des Übertragungselements ist bzw. diese umfasst, wobei, wenn das Übertragungselement mit dem Leuchtmodul verbunden ist, die Lichtauskopplungsfläche gegenüber einer Stirnfläche des Faserbündels angeordnet ist und diese sich gegebenenfalls berühren.
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Die Verbindung des Übertragungselements mit dem dem Leuchtmodul zugeordneten Befestigungsabschnitt kann über eine Rast- bzw. Klemmverbindung ausgebildet werden. Der dem Leuchtmodul zugeordnete Befestigungsabschnitt kann ein Befestigungsabschnitt des Leuchtmoduls, insbesondere des Gehäuses des Leuchtmoduls, sein. Der dem Leuchtmodul zugeordnete Befestigungsabschnitt kann ein Befestigungsabschnitt wenigstens einer oder einer weiteren Verbindungshülse des Baukastensystems sein.
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Bei dem erfindungsgemäßen Baukastensystem kann vorgesehen sein, dass die Lichtleitfasern jeweils den das zugehörige Faserbündel bildenden Endabschnitt und einen Abstrahlabschnitt aufweisen, wobei die Abstrahlabschnitte der Lichtleitfasern des jeweiligen Faserbündels einen Abstrahlkörper ausbilden oder Teil eines Abstrahlkörpers sind, wobei der Abstrahlkörper ein gewebeartiges Leuchtband oder ein Leuchtschlauch ist, aus dem das in die Lichtleitfasern eingekoppelte Licht abgestrahlt wird. Der Abstrahlkörper ist mithin bevorzugt als derjenige Teil der Beleuchtungsanordnung vorgesehen, der in einem Zustand, in dem die Beleuchtungsanordnung in einem Kraftfahrzeug verbaut ist, von einem Insassenraum des Kraftfahrzeugs aus sichtbar ist.
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Bei dem Baukastensystem kann vorgesehen sein, dass es wenigstens erste und zweite Lichtleitfasern umfasst, wobei die ersten Lichtleitfasern einem ersten Faserbündel und einem ersten Abstrahlkörper und die zweiten Lichtleitfasern einem zweiten Faserbündel und einem zweiten Abstrahlkörper zugeordnet sind, wobei das erste und zweite Faserbündel unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die beiden Abstrahlkörper, die bevorzugt ein gewebeartiges Leuchtband sind, zueinander unterschiedliche Breiten und/oder unterschiedliche Längen und/oder unterschiedliche Durchmesser und/oder eine unterschiedliche Helligkeit, insbesondere eine unterschiedliche Flächenhelligkeit bzw. Linienhelligkeit, aufweisen. Unterschiedliche Helligkeiten der Leuchtbänder können dadurch realisiert werden, dass diese jeweils als ein Gewebe mit unterschiedlicher Schussdichte ausgebildet sind. Die jeweils zugehörigen Faserbündel weisen hierbei unterschiedliche Abmessungen, insbesondere Durchmesser, auf, da hierzu eine unterschiedliche Anzahl an Lichtleitfasern bzw. Lichtleitfasern mit unterschiedlichen Durchmessern erforderlich sind.
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In einer besonders bevorzugten Ausführung kann vorgesehen sein, dass der Durchmesser des ersten Faserbündels an den Durchmesser des Aufnahmeabschnitts des ersten Bündelungsmittels und dass der Durchmesser des zweiten Faserbündels an den Durchmesser des Aufnahmeabschnitts des zweiten Bündelungsmittels angepasst ist, so dass die Faserbündel in den jeweils zugehörigen Aufnahmeabschnitt einsteckbar sind. Je nach Bedarf kann also mittels des Baukastensystems eine Beleuchtungsanordnung, bei der entweder der erste Abstrahlkörper oder der zweite Abstrahlkörper vorgesehen ist, realisiert werden. Analog hierzu kann vorgesehen sein, dass das Baukastensystem weitere Faserbündel, die jeweils weiteren Abstrahlkörpern zugeordnet sind, aufweist, wobei die jeweils zugehörigen weiteren Faserbündel ebenfalls unterschiedliche Durchmesser aufweisen können. Hierbei sind bevorzugt weitere Bündelungsmittel vorgesehen, in deren jeweiligen Aufnahmeabschnitt eines der weiteren Faserbündel einsteckbar ist.
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Das Übertragungselement kann ein optisches Element zur Homogenisierung der Intensität des Lichts und/oder zur Mischung der Farben des Lichts mehrerer, insbesondere monochromatisches Licht aussendender, Lichtquellen sein. Das Übertragungselement bewirkt also, dass die Intensität des Lichts, das über die Lichtauskopplungsfläche des Übertragungselements ausgekoppelt wird, bezogen auf diese Fläche, homogenisiert ist respektive eine gleiche Intensität aufweist. Ferner können mehrere Lichtquellen vorgesehen sein, die Licht mit unterschiedlichen Farben, insbesondere rot, grün und blau, aussenden, wobei diese Farben mittels des Übertragungselements durchmischt werden, so dass an der Lichtauskopplungsfläche des Übertragungselements Licht mit einer möglichst identischen Wellenlängenverteilung, insbesondere weißes Licht, vorliegt.
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Das Übertragungselement kann aus Kunststoff oder Glas sein. Das Übertragungselement kann zudem zylindrisch, prismatisch oder konisch ausgebildet sein, wobei eine der Stirnseiten des Übertragungselements die Lichteinkopplungsfläche und die jeweils gegenüberliegende Stirnseite des Übertragungselements die Lichtauskopplungsfläche ist.
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Die Erfindung betrifft zudem ein Kraftfahrzeug umfassend eine Beleuchtungsanordnung gemäß der obigen Beschreibung. Sämtliche Einzelheiten sowie Vorteile der Beleuchtungsanordnung sind auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragbar und umgekehrt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug kann vorgesehen sein, dass das Übertragungselement und das Bündelungsmittel in einem, bezüglich eines Fahrzeuginsassenraums, abgedeckten Abschnitt des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, wobei ein Abstrahlkörper des Baukastensystems zumindest teilweise entlang einer Sichtseite einer den Fahrzeuginsassenraum begrenzenden Verkleidung angeordnet ist. Die Einkopplung des Lichts in die Lichtleitfasern erfolgt mithin in einem für einen Fahrzeuginsassen nicht sichtbaren respektive abgedeckten Bereich des Kraftfahrzeugs. Hierdurch wird zudem verhindert, dass ungewollt Licht von außen bzw. Licht, das nicht von der Lichtquelle des Baukastensystems stammt, in das Übertragungselement respektive die Lichtleitfasern eingekoppelt wird.
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Der Abstrahlkörper kann hierbei ästhetischen Zwecken und/oder der Kennzeichnung von Bedienelementen des Kraftfahrzeugs und/oder zur Orientierung des Insassen, insbesondere bei Dunkelheit, dienen.
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Weitere Vorteile sowie Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen sowie aus den Zeichnungen. Hierbei zeigen schematisch:
- 1 eine Explosionsdarstellung einer Beleuchtungsanordnung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Baukastensystems,
- 2 eine Explosionsdarstellung einer Beleuchtungsanordnung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Baukastensystems,
- 3 eine Explosionsdarstellung einer Beleuchtungsanordnung gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Baukastensystems, und
- 4 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Baukastensystems 1 zur Ausbildung einer Beleuchtungsanordnung 2. Mittels des Baukastensystems 1 ist eine Beleuchtungsanordnung 2 zum Einkoppeln eines Lichts einer Lichtquelle 3 in erste Lichtleitfasern 4 realisierbar. Zu diesem Zweck sind Endabschnitte 5 der ersten Lichtleitfasern 4 zu einem ersten Faserbündel 6 zusammengefasst, wobei das Licht im Bereich des ersten Faserbündels 6 stirnseitig in die Endabschnitte 5 der ersten Lichtleitfasern 4 eingekoppelt wird.
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Zur Übertragung des Lichts von der Lichtquelle 3 zu den ersten Lichtleitfasern 4 ist ein Übertragungselement 7 der Beleuchtungsanordnung 2 vorgesehen. Die Beleuchtungsanordnung 2 umfasst ferner ein erstes Bündelungsmittel 8, das einen Aufnahmeabschnitt 9 zur Aufnahme der Endabschnitte 5 des ersten Faserbündels 6 aufweist.
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Das Baukastensystem umfasst ferner ein zweites Bündelungsmittel 10, das, gleichermaßen wie das erste Bündelungsmittel 8, einen Aufnahmeabschnitt 9 aufweist. Der Aufnahmeabschnitt 9 des zweiten Bündelungsmittels 10 ist zur Aufnahme von Endabschnitten 5 zweiter Lichtleitfasern 11, die zu einem zweiten Faserbündel 12 zusammengefasst sind, ausgebildet.
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Mittels des Baukastensystems 1 ist mithin nicht nur eine Beleuchtungsanordnung 2 zum Einkoppeln eines Lichts einer Lichtquelle 3 in die ersten Lichtleitfasern 4, sondern alternativ in die zweiten Lichtleitfasern 11 realisierbar. Wie noch im Detail erläutert wird, wird die Beleuchtungsanordnung 2 durch ein bezüglich der 1 horizontales Zusammenstecken der dargestellten Bauteile realisiert. Gleiches gilt analog für die 2 und 3.
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Der Aufnahmeabschnitt 9 des ersten Bündelungsmittels 6 in 1 weist eine größere Öffnung 13 als der Aufnahmeabschnitt 9 des zweiten Faserbündels 12 auf. Hierdurch wird es ermöglicht, dass das erste Faserbündel 6, das einen anderen Durchmesser als das zweite Faserbündel 12 aufweist, in den Aufnahmeabschnitt 9 des ersten Bündelungsmittels 8 aufgenommen werden kann. Dagegen kann das zweite Faserbündel 12 in den Aufnahmeabschnitt 9 des zweiten Bündelungsmittels 10 aufgenommen werden. Hierzu werden die Faserbündel 6, 12 jeweils in den Aufnahmeabschnitt 9 des jeweils zugehörigen Bündelungsmittels 8, 10 eingesteckt und gegebenenfalls mittels eines optischen Klebers befestigt. Zur Ausbildung einer möglichst glatten und planen Stirnfläche 19 des Faserbündels 6, 12 wird das jeweilige Bündelungsmittel 8, 10, in dessen Aufnahmeabschnitt 9 jeweils das Faserbündel 6, 12 aufgenommen ist, entlang der durch den Pfeil P in 1 angedeuteten Richtung abgesägt bzw. mittels einem Laser abgeschnitten, wobei die hierdurch entstehende Fläche anschließend geschliffen und poliert wird.
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Für die Bündelungsmittel 8, 10 ist vorgesehen, dass diese einen geometrisch gleichen Befestigungsabschnitt 14 aufweisen. Mittels der Befestigungsabschnitte 14 ist das jeweilige Bündelungsmittel 8, 10 mit einem dem Übertragungselement 7 zugeordneten Befestigungsabschnitt 15 verbindbar. Im ersten Ausführungsbeispiel ist der dem Übertragungselement 7 zugeordnete Befestigungsabschnitt 15 ein Befestigungsabschnitt 16 einer Verbindungshülse 17 des Baukastensystems 1, wobei die Verbindungshülse 17 eine zylindrische Muffe ist. Um das als Ferrule 18 bzw. Hülse ausgebildete Bündelungsmittel 8, 10 mit der Verbindungshülse 17 zu verbinden, wird es in die Verbindungshülse 17 gesteckt. Der Befestigungsabschnitt 14 der Bündelungsmittel 8, 10 ist also durch die Außenfläche der Ferrule 18 gebildet. Der Befestigungsabschnitt 15 der Verbindungshülse 17 ist durch die Innenfläche der zylindrischen Muffe gebildet.
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Außerdem wird das Übertragungselement 7 auf der, bezüglich des Bündelungsmittels 8, 10, gegenüberliegenden Seite der Verbindungshülse 17 eingesteckt. Zum Befestigen des Übertragungselements 7 an der Verbindungshülse 17 weist dieses einen Befestigungsabschnitt 21, der von der Außenfläche des Übertragungselements 7 gebildet wird, auf. Innerhalb der Verbindungshülse 17 berühren sich im montierten Zustand die Stirnfläche 19 des jeweiligen Faserbündels 6, 12, die sich aus den Stirnseiten der Endabschnitte 5 der Lichtleitfasern 4, 6 zusammensetzt, und eine Lichtauskopplungsfläche 20 des Übertragungselements 7, sodass das Licht entsprechend von dem Übertragungselement 7 in die Lichtleitfasern 4, 6 einkoppelbar ist.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Übertragungselement 7 einen weiteren Befestigungsabschnitt 22 auf, mittels dem es mit einem einem Leuchtmodul 23 zugeordneten Befestigungsabschnitt 24 verbindbar ist. Das Leuchtmodul 23 umfasst die Lichtquelle 3 und ist zur Einkopplung des Lichts in das Übertragungselement 7 ausgebildet. Hierzu wird das Licht, wenn das Übertragungselement 7 in dem als Ausnehmung respektive Stutzen eines Gehäuses 26 des Leuchtmoduls 23 ausgebildeten Befestigungsabschnitt 24 des Leuchtmoduls 23 aufgenommen ist, über eine Lichteinkopplungsfläche 25 des Übertragungselements 7 in dieses eingekoppelt.
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Neben dem Zweck der Übertragung des Lichts von der Lichtquelle 3 zum Faserbündel 6, 12 dient das Übertragungselement 7, das exemplarisch aus Kunststoff besteht, ferner als ein Mittel zur Homogenisierung der Intensität des Lichts. Das heißt, dass die Intensitätsverteilung des Lichts an der Lichtauskopplungsfläche 20 im Vergleich zur Lichteinkopplungsfläche 25 geglättet ist, so dass in die Lichtleitfasern 4, 11 Licht möglichst gleicher Intensität eingekoppelt wird, so dass diese letztendlich gleich hell abstrahlen bzw. leuchten. Ferner ist das Übertragungselement 7 zur Mischung der Farben des Lichts mehrerer Lichtquellen ausgebildet. Obgleich im gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich eine Lichtquelle 3 dargestellt ist, können stattdessen mehrere Lichtquellen 3, deren Licht in das Übertragungselement 7 eingekoppelt wird, vorgesehen sein. Diese Lichtquellen können unterschiedliche Farben, insbesondere rot, grün und blau, aufweisen, wobei das Übertragungselement 7 dafür sorgt, dass an der Lichtauskopplungsfläche 20 Licht mit einer möglichst gleichen Wellenverteilung, insbesondere weißes Licht, in die Lichtleitfasern 4, 11 eingekoppelt wird.
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Die Verbindung des Leuchtmoduls 23 mit dem Übertragungselement 7 sowie des Übertragungselements 7 und der Bündelungsmitteln 8, 10 mit der Verbindungshülse 17 erfolgt mittels einer Rastverbindung. Die beteiligten Komponenten weisen hierfür entsprechende Rastnasen 27 bzw. Ausnehmungen 28, in die die, insbesondere elastischen an dem jeweiligen Bauteil angeformten, Rastnasen 27 eingreifen, auf.
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Bei dem Baukastensystem 1 ist aufgrund der unterschiedlich großen Öffnungen 13 der Aufnahmeabschnitte 9 der Bündelungsmittel 8, 10 die Möglichkeit gegeben, lediglich unter Verwendung unterschiedlicher Bündelungsmittel 8, 10 verschiedene Beleuchtungsanordnungen 2 zu realisieren, bei denen Licht in unterschiedlichen Faserbündeln 6, 12, insbesondere hinsichtlich ihres Durchmessers, eingekoppelt werden kann. Insbesondere ist es hierzu bei dem Baukastensystem 1 nicht erforderlich, dass unterschiedliche Übertragungselemente 7, unterschiedliche Verbindungshülsen 17 oder unterschiedliche Leuchtmodule 23 vorgesehen sein müssen. Dies wird dadurch vermieden, dass die Bündelungsmittel 8, 10 einerseits unterschiedliche Aufnahmeabschnitte 9 zur Aufnahme unterschiedlicher Faserbündel 6, 12, andererseits jedoch einheitliche bzw. gleiche Befestigungsabschnitte 14 zum Befestigen der Bündelungsmittel 8, 10 mit dem Übertragungselement 7, aufweisen. Das Baukastensystem 1 ist mithin modular einsetzbar und bietet mithin eine einfache sowie ökonomische Möglichkeit, Beleuchtungsanordnungen 2 zum Einkoppeln von Licht in unterschiedliche Faserbündel 6, 12 zu realisieren.
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In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Baukastensystems 1 dargestellt. Das in 2 dargestellte Baukastensystem 1 entspricht bezüglich der Bündelungsmittel 8, 10 sowie der Lichtleitfasern 4, 11 und den Faserbündeln 6, 12 dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich bezüglich des Baukastensystems 1 aus 1 hinsichtlich des Übertragungselements 7, das in 2 innerhalb des Leuchtmoduls 23 zusammen mit der Lichtquelle 3 aufgenommen ist. Hierbei ist der dem Übertragungselement 7 zugeordnete Befestigungsabschnitt 15 ein Befestigungsabschnitt 41 des Leuchtmoduls 23. Der Befestigungsabschnitt 41 ist exemplarisch ein an dem Gehäuse 26 des Leuchtmoduls 23 ausgebildeter Stutzen, in den das Bündelungsmittel 8, 10 respektive dessen Befestigungsabschnitt 14 eingesteckt werden kann. Das Übertragungselement 7 ist hierbei derart im Leuchtmodul 23 aufgenommen, so dass die Stirnfläche 19 des Faserbündels 6, 12 die Lichtauskopplungsfläche 20 des Übertragungselements 7 berührt. Der Innendurchmesser des Befestigungsabschnitts 41 ist zu diesem Zweck entsprechend an den Außendurchmesser des Befestigungsabschnitts 14 des Bündelungsmittels 8, 10 respektive der Ferrule 18 angepasst.
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Das in 3 gezeigte Baukastensystem 1 entspricht bezüglich den Lichtleitfasern 4, 11, den Faserbündeln 6, 12, dem Übertragungselement 7 sowie dem Leuchtmodul 23 dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Baukastensystems 1. Allerdings ist der dem Übertragungselement 7 zugeordnete Befestigungsabschnitt 15 der Befestigungsabschnitt 21 des Übertragungselements 7 selbst. Der Befestigungsabschnitt 14 des Bündelungsmittels 8, 10 ist ein hülsenartiger, dem Aufnahmeabschnitt 9 abgewandter Abschnitt des Bündelungsmittels 8, 10, in den das Übertragungselement 7 eingesteckt und entsprechend verrastet werden kann. Alternativ ist denkbar, dass das Übertragungselement 7 einen entsprechenden hülsenartigen Aufnahmeabschnitt im Bereich der Lichtauskopplungsfläche 25 aufweist, in den die Ferrule 18 eingesteckt werden kann.
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Im Folgenden wird die von den Lichtleitfasern 4, 11 gebildete Struktur anhand der 1 bis 3 beschrieben. Neben dem das Faserbündel 6, 12 bildenden Endabschnitten 5 umfassen die Lichtleitfasern 4, 11 einen Abstrahlabschnitt 30, aus dem das eingekoppelte Licht abgestrahlt wird. Die Abstrahlabschnitte 30 der ersten Lichtleitfasern 4 bilden einen ersten Abstrahlkörper 31 und die Abstrahlabschnitte 30 der zweiten Lichtleitfasern 12 einen zweiten Abstrahlkörper 32 aus, wobei die Abstrahlkörper 31, 32 entsprechend leuchten. Die Abstrahlkörper 31, 32 sind in den gezeigten Ausführungsbeispielen exemplarisch jeweils als ein gewebeartiges Leuchtband 33, 34 vorgesehen, dessen Gewebe aus den jeweiligen Lichtleitfasern 4, 11 gebildet wird.
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Wie bereits oben beschrieben wurde, weisen die Faserbündel 6, 12 zueinander verschiedene Durchmesser auf, die jeweils an die Aufnahmeabschnitte 9 der zugehörigen Bündelungsmittel 8, 10 angepasst sind. Die Unterschiede bei den Durchmessern der Faserbündel 6, 12 resultieren daraus, dass diese jeweils eine unterschiedliche Anzahl an Lichtleitfasern 4, 11 umfassen. Gleichermaßen ist denkbar, dass die unterschiedlichen Durchmesser aufgrund unterschiedlich dicker Lichtleitfasern 4, 11 zustande kommen.
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Aufgrund der unterschiedlichen Anzahl erster Lichtleitfasern 4 und zweiter Lichtleitfasern 11 ergeben sich mithin auch Unterschiede bezüglich der gewebeartigen Leuchtbänder 33, 34, die exemplarisch anhand konkreter Zahlen erläutert werden. So beträgt beim gezeigten Ausführungsbeispiel die Länge des ersten gewebeartigen Leuchtbands 33 12 cm, wobei das zweite gewebeartige Leuchtband 34 lediglich ein Segment mit 2 cm Länge ist. Beide Leuchtbänder 33, 34 haben dieselbe Breite sowie, auf die jeweilige Fläche bezogen, dieselbe Helligkeit. Die gleiche Helligkeit der Leuchtbänder 33, 34 wird durch eine identische Schussdichte von 150 Fäden je 10 cm realisiert. Hieraus resultiert, dass für das erste gewebeartige Leuchtband 33 180 erste Lichtleitfasern 4 und für das zweite gewebeartige Leuchtband 34 30 zweite Lichtleitfasern 11 notwendig sind. Ersichtlich führt dies dazu, dass die Durchmesser der Faserbündel 6, 12 unterschiedlich sind. Demnach weist der zylindrische Aufnahmeabschnitt 9 des ersten Bündelungsmittels 8 einen größeren Durchmesser, nämlich 6 mm, als der zylindrische Aufnahmeabschnitt 9 des zweiten Bündelungsmittels 10, nämlich 0,9 mm, auf.
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Beide Bündelungsmittel 8, 10 respektive Ferrulen 18 weisen bezüglich ihres Befestigungsabschnitts 14 gleiche Außendurchmesser, nämlich 6,4 mm, auf. Somit kann das erste Faserbündel 6 in den Aufnahmeabschnitt 9 des ersten Bündelungsmittels 8, das zweite Faserbündel 12 in den Aufnahmeabschnitt 9 des zweiten Bündelungsmittels 10 und beide Bündelungsmittel 8, 10 jeweils in den dem Übertragungselement 7 zugeordneten Befestigungsabschnitt 15, insbesondere in die Verbindungshülse (17), eingesteckt werden. Unabhängig davon, mit welchem Leuchtband 33, 34 die Beleuchtungsanordnung 2 realisiert werden soll, sind hierfür, abgesehen von den Bündelungsmitteln 8, 10, keine unterschiedlichen Komponenten der Beleuchtungsanordnung 2 erforderlich.
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Obgleich bei den bislang erläuterten Ausführungsbeispielen des Baukastensystems 1 lediglich zwei Bündelungsmittel 8, 10 vorgesehen sind, ist gleichermaßen denkbar, dass das Baukastensystem 1 weitere Lichtleitfasern, weitere Abstrahlkörper und weitere Bündelungsmittel, deren Aufnahmeabschnitte bezüglich der jeweils anderen Bündelungsmittel unterschiedlich große Öffnungen aufweisen, umfassen kann. Insbesondere kann das Baukastensystem 1 wenigstens ein drittes Bündelungsmittel mit einem, bezüglich des ersten und zweiten Bündelungsmittels 8, 10, geometrisch gleichen Befestigungsabschnitt 14 und einem Aufnahmeabschnitt 9, der sich von den Aufnahmeabschnitten 9 der ersten und zweiten Bündelungsmittel 8, 10 unterscheidet und dessen Öffnungsgröße an die Abmessungen eines dritten Faserbündels, dessen Abmessungen von den ersten und zweiten Faserbündeln 6, 12 abweichen, umfassen. Gemäß diesem Grundkonzept kann das Baukastensystem ferner vierte Bündelungsmittel etc. aufweisen.
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In 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 35 dargestellt. Das Kraftfahrzeug 35 umfasst die Beleuchtungsanordnung 2 gemäß eines der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele des Baukastensystems 1. Die Beleuchtungsanordnung 2 ist exemplarisch im Bereich einer Armablage 36 einer Fahrzeugtür 37, die von einem Innenraum 38 des Kraftfahrzeugs 35 aus einsehbar ist, angeordnet. Hierbei ist der als gewebeartiges Leuchtband 33 ausgebildete Abstrahlkörper 31 entlang einer Sichtseite einer den Fahrzeuginsassenraum 38 begrenzenden Verkleidung 39 angeordnet. Das Bündelungsmittel 8 mit dem Faserbündel 6 sowie das Übertragungselement 7 und das Leuchtmodul 23 sind hierbei in einem von der Verkleidung 39 abgedeckten Abschnitt 40 des Kraftfahrzeugs 35 angeordnet.
