DE10329185A1

DE10329185A1 - Leuchte für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE10329185A1
Application number: DE10329185A
Authority: DE
Inventors: Guido Kellermann
Original assignee: Guido Kellermann Produktentwicklung and Handel
Current assignee: Guido Kellermann Produktentwicklung and Handel
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2005-01-20
Also published as: ATE481601T1; DE112004001245D2; EP1642064A1; DE502004011663D1; DE112004001245B4; WO2005001332A1; EP1642064B1; DE102004064204A1

Abstract

Um mit Leuchtdioden oder Faserlichtleitern eine Fahrzeugleuchte so auszugestalten, dass die gesetzlichen Anforderungen genügt und gleichzeitig eine gute Seitenerkennbarkeit bietet, wird vorgeschlagen, dass eine Leuchte für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Motorrad, mit einem Lichtemitter und einem Lichtleitkörper, welcher einen aus dem übrigen Lichtleitkörper in Richtung auf den Lichtemitter hervorragenden Zentralkörper umfasst, wobei der Lichtleitkörper optisch aktiv vor dem Lichtemitter angeordnet ist und einen Einkoppelbereich zur Aufnahme aus der Leuchte abzustrahlenden Lichts aufweist, bei der eine Lenkkoppelfläche und eine Diffuskoppelfläche innerhalb des Einkoppelbereichs angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchte für ein Fahrzeug.
Bekanntlich trägt die Beleuchtung von Fahrzeugen erheblich zur Steigerung der Verkehrssicherheit bei. Insbesondere bei Motorrädern, welche aufgrund ihrer im Vergleich zu vierrädrigen Fahrzeugen geringeren Größe schlechter erkannt werden können, ist gute Beleuchtung ein großer Sicherheitsfaktor.
Zu finden sind Leuchten an Kraftfahrzeugen vor allem als Scheinwerfer, Rücklichter und Blinker. Dabei kommt den Blinkern eine besondere Bedeutung zu, denn diese kündigen einen Fahrtrichtungswechsel oder einen Spurwechsel an, werden also in Situationen eingesetzt, wo häufig andere Verkehrsteilnehmer auch seitlich des Fahrzeugs unmittelbar betroffen sein können.
Über Jahrzehnte haben sich Fahrzeugleuchten mit Glühfadenbirnen bewährt, welche in Reflektoren eingesetzt sind und hierdurch Licht in eine gewünschte Richtung werfen. Seit einigen Jahren sind vermehrt Entwicklungen zu beobachten, bei welchen Leuchtdioden (LEDs) und/oder Lichtleiter, unter anderem auch Faserlichtleiter mit zentraler Lichtquelle, vorgeschlagen werden.
An Leuchten für Scheinwerfer, Rücklichter oder Blinker werden jedoch strenge Anforderungen gestellt. So haben die Leuchten für Blinker beispielsweise unter vorgegebenen Betriebsparametern in einer feststehenden Entfernung bestimmte Lichtintensitäten in einem Messraster zu gewährleisten, um zugelassen werden zu können. Bei Blinkern beispielsweise befindet sich dieses Messraster in mehreren Metern Entfernung von der Leuchtfläche des Blinkers entfernt und erstreckt sich über eine Breite von +/– 20° und über eine Höhe von +/– 10° bezüglich der zentralen Hauptstrahlrichtung.
Die Rasterfläche ist zwar relativ klein und weicht von der zentralen Leuchtrichtung um maximal 23° ab; dennoch ist es eine schwere Aufgabe für die Entwickler, das abgestrahlte Licht so zu bündeln, dass mit LEDs oder Lichtleitern die vorgeschriebene Leuchtdichte erfüllt wird. Das Problem stellt sich bei Faserlichtleitern mit zentraler Lichtquelle besonders, denn die zentral emittierte Lichtstrahlung wird bei einem System mit Faserleiterbaum vor der Abstrahlung vom Fahrzeug noch mehrfach aufgeteilt.
Bei LEDs hat sich in jüngster Zeit allerdings eine dynamische Entwicklung vollzogen. So existieren nun insbesondere Hochleistungs-LEDs mit einer erheblichen Lichtausbeute. Durch Anordnen einer Sammeloptik vor der LED, das heißt im Weg des Lichts von der LED entlang der Hauptstrahlrichtung, erfüllen die jüngst entwickelten LEDs nun bei entsprechend starker Bündelung die gesetzlichen Anforderungen der Rasterausleuchtung.
Bei weiter fortschreitender Entwicklung kann davon ausgegangen werden, dass auch die Systeme mit Aufteilung des emittierten Lichts in einem Baum aus Faserlichtleitern die gesetzlichen Anforderungen bald erfüllen können werden und somit die Aufgabe als gelöst anzusehen ist.
In absehbarer Zukunft wird dies nur dann möglich sein, wenn eine entsprechend starke, genau ausgerichtete Bündelung des emittierten Lichts vorgenommen wird. So schlägt die DE 100 36 323 A1 einen Lichtleiter in einer Leuchte für Fahrzeuge vor, bei welchem ein Zentralkörper des Lichtleiters zum Einkoppeln des emittierten Lichts nah an einer Lichtquelle angeordnet ist, bei welchem der Lichtleiter insbesondere aber mit seinem anderen Ende unmittelbar an eine zur Abstrahlung vorgesehene Lichtscheibe angeformt ist. Hierdurch wird eine kleine Lichtaustrittsfläche mit entsprechend großer Leuchtdichte erreicht.
Ein dergestalt scharf umrissenes Lichtbündel birgt jedoch in sich eine große Gefahr im Straßenverkehr: Die Seitenerkennbarkeit der Leuchte nimmt erheblich ab. Zu Betrachtungsstandorten, die in einem mehr als nur geringfügig größeren Winkel zur Hauptstrahlrichtung liegen als der maximale Winkel zur Rastermessfläche es erfordert, gelangt nur sehr wenig des abgestrahlten Lichts.
Die große Bedeutung der seitlichen Erkennbarkeit eines Fahrzeugs zeigt sich auch darin, dass sogar Personenkraftwagen oft Seitenleuchten und Seitenblinker haben, obwohl hierzu keine gesetzliche Notwendigkeit besteht.
In Abkehr von der herrschenden Entwicklungsrichtung liegt der vorliegenden Erfindung deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen Leuchte trotz der erforderlichen starken Bündelung des abgestrahlten Lichts immer noch eine gute Seitenerkennbarkeit zu erreichen.
Diese Aufgabe löst eine Leuchte für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Motorrad, mit einem Lichtemitter und einem Lichtleitkörper, welcher einen aus dem übrigen Lichtleitkörper in Richtung auf den Lichtemitter hervorragenden Zentralkörper umfasst, wobei der Lichtleitkörper optisch aktiv vor dem Lichtemitter angeordnet ist und einen Einkoppelbereich zur Aufnahme aus der Leuchte abzustrahlenden Lichts aufweist, mit einer Lenkkoppelfläche und einer Diffuskoppelfläche innerhalb des Einkoppelbereichs, wobei die Lenkkoppelfläche zur Aufnahme gerichtet abzustrahlenden Lichts eingerichtet ist und die Diffuskoppelfläche zum Einleiten diffus abzustrallenden Lichts eingerichtet ist.
Als Lichtemitter kann dabei insbesondere eine LED oder Hochleistungs-LED dienen; ebenso kann der Lichtemitter die Lichtemissionsfläche eines Faserlichtleiters oder ähnliches sein. Der Lichtemitter kann beispielsweise eine kuppelförmige Lichtemissionsfläche haben, so wie dies von LEDs und Hochleistungs-LEDs ebenso wie von Kollimatoren bei Faserlichtleitern bekannt ist.
Der Lichtleitkörper ist ein Körper, welcher Licht einkoppeln und auskoppeln kann, wobei als Anordnung vor dem Lichtemitter zu verstehen ist, dass der Lichtleitkörper im Strahlenweg von dem Lichtemitter längs der Hauptstrahlrichtung, beispielsweise also zwischen dem Lichtemitter und der Rastermessfläche, vorgesehen ist. Der umgrenzte Einkoppelbereich ist dazu vorgesehen, das vom Lichtemitter emittierte Licht möglichst effektiv in den Licht leitkörper einzukoppeln, um es vorzugsweise an anderer Stelle wieder auszukoppeln, also abzustrahlen.
Die Erfindung sieht hierbei die Lenkkoppelfläche zumindest zum Teil, vorzugsweise überwiegend oder vollständig, dazu vor, dort eingekoppeltes Licht so zu lenken und wieder abzustrahlen, dass die erforderliche Bündelung erreicht wird und die gesetzlichen Anforderungen in der Rastermessfläche erfüllt werden.
Durch zusätzliches Anordnen der Diffuskoppelfläche kann ein relativ genau bestimmbarer Anteil der innerhalb des Einkoppelbereichs eingekoppelten Lichtgesamtheit dazu abgezweigt werden, Diffuslicht abzustrahlen. Dieses Diffuslicht trifft in den meisten Fällen zwar auch teilweise die Rastermessfläche, kann also auch dazu dienen, kumulativ mit dem gerichteten Licht die gesetzlichen Anforderungen zu erfüllen; vorzugsweise überwiegend sorgt es jedoch für eine Abstrahlung bis hin zu sehr großen Winkeln abweichend von der Hauptstrahlrichtung, so dass eine gute Seitenerkennbarkeit eines Verkehrsteilnehmers mit der erfindungsgemäßen Leuchte erreicht wird.
Unter Diffuslicht sei hierbei insbesondere eine Gesamtheit von Strahlengängen verstanden, bei welcher kein Strahlenbündel im eigentlichen Sinne mehr vorliegt. Diffuslicht hat demzufolge keine Hauptstrahlrichtung, im Gegensatz zu dem gelenkten und abgestrahlten Licht, welches in die Lenkkoppelfläche eingekoppelt wird.
Unter dem Einkoppelbereich sei ein räumlich durch Grenzen definierter Flächenbereich verstanden, welcher dazu dient, aus dem Lichtemitter stammendes Licht in den Lichtleitkörper einzukoppeln. Die Grenze des Einkoppelbereichs kann beispielsweise durch eine Grenzkante verkörpert sein oder sich als alternatives Beispiel dadurch ergeben, dass sich der Lichtleitkörper bis in Bereiche erstreckt, in welchen kein Licht vom Lichtemitter mehr auf die Oberfläche des Lichtleitkörpers trifft. Im letzteren Falle ergibt sich am Übergang vom beleuchteten zum nicht beleuchteten Oberflächenabschnitt des Lichtleitkörpers eine Umgrenzungslinie auch an ebenen oder glatt gekrümmten Oberflächen des Lichtleitkörpers beziehungsweise auch über Oberflächenkanten hinweg.
Unter einer Anordnung der Diffuskoppelfläche innerhalb des Einkoppelbereichs sei verstanden, dass die Grenzen der Diffuskoppelfläche zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, innerhalb der Grenzen des Einkoppelbereichs liegen. Die Definition „innerhalb" beziehe sich dabei auf eine Abwicklung der mitunter räumlich angeordneten Fläche von Diffuskoppelfläche beziehungsweise Einkoppelbereich. Da die Diffuskoppelfläche Teilmenge des Einkoppelbereichs ist, ist die räumliche Fläche der Diffuskoppelfläche zugleich auch Teil der räumlichen Fläche des Einkoppelbereichs.
Um eine bestmögliche Ausbeute des vom Lichtemitter emittierten Lichts zu gewährleisten, hat die erfindungsgemäße Leuchte in einer bevorzugten Ausführungsform eine dergestalt umgrenzten Einkoppelbereich, dass dieser den Lichtemitter umgreift. Auf diese Weise kann auch das unterhalb des kuppel förmigen Bereichs am zylinderförmigen Abschnitt der LED emittierte Licht eingekoppelt werden, wenn der Einkoppelbereich entsprechend weit um den Lichtemitter bzw. dessen Lichtemissionsfläche herumgezogen ist. Bevorzugt kann der Einkoppelbereich bezüglich der Lichtemissionsfläche so angeordnet sein, dass bis zu einem möglichst großen Winkel bezüglich der Hauptstrahlrichtung sämtliches emittiertes Licht den Einkoppelbereich und gegebenenfalls noch dessen Grenze trifft.
Der Einkoppelbereich sei insbesondere dann als den Lichtemitter umgreifend verstanden, wenn eine Projektion des Einkoppelbereichs auf die Hauptstrahlrichtung mit einer Projektion des Lichtemitters bzw. dessen Lichtemissionsfläche auf die Hauptstrahlrichtung eine Überschneidung ergibt. Bevorzugt ist die Umgreifung so stark, dass die Projektion der Lichtemissionsfläche vollständig innerhalb der Projektion des Einkoppelbereichs liegt, worunter auch fallen soll, dass die projizierten Grenzen einseitig oder sogar beidseitig identisch liegen.
An der Grenzkante des Einkoppelbereichs kann Licht zwar auch diffus reflektiert werden. Es liegt jedoch im Wesen einer äußeren Grenze des Einkoppelbereichs, dass sie bei koaxialer Anordnung des Lichtleiters vor dem Lichtemitter von der Hauptstrahlrichtung weiter entfernt liegt als in der Regel zumindest der überwiegende Teil des Einkoppelbereichs. Dort wird normalerweise weniger Licht vom Lichtemitter emittiert als in der Nähe der Hauptstrahlrichtung. Wenn der Einkoppelbereich den Lichtemitter darüber hinaus weit umgreift, die Grenzkante des Einkoppelbereichs also fernab von der Hauptstrahlrichtung und bestenfalls sogar auf der leuchtrichtungsabgewandten Seite des Lichtemitters liegt, so trifft in der Regel nur sehr wenig Licht auf die Grenzkante des Einkoppelbereichs. Daher wird bei Einkopplung vielen Lichts nach dem Stand der Technik wie beispielweise nach der DE 100 36 323 A1 nur wenig Diffuslicht erzeugt.
Mehr Diffuslicht wird an der Grenzkante des Einkoppelbereichs der Fahrzeugleuchte nach der EP 0 780 265 A2 erzeugt. Das liegt jedoch schlicht daran, dass hier eine kleine Einkoppelfläche im Strahlengang in der Hauptstrahlrichtung angeordnet ist. Hierdurch geht nachteilig ein erheblicher Anteil des emittierten Lichts am Einkoppelbereich vorbei und kann nicht kontrolliert vom Lichtleiter geführt und abgestrahlt werden.
Von den bisherigen unschönen Alternativen, entweder viel Licht einzukoppeln – dabei aber nur wenig Diffuslicht zu erhalten – oder aber insgesamt nur wenig Licht einzukoppeln, um stärkeres Streulicht zu erhalten, kann sich die vorliegende Erfindung wie erläutert befreien.
Alternativ und kumulativ zum Umgreifen des Lichtemitters ist es von Vorteil, wenn bei der erfindungsgemäßen Leuchte die Lenkkoppelfläche und/oder die Diffuskoppelfläche mehrere Teilflächen innerhalb des Einkoppelbereichs aufweisen. Eine Aufteilung zu mehreren Lenkkoppelteilflächen und/oder Diffuskoppelteilflächen zum Einkoppeln des zur jeweiligen Abstrahlung vorgesehenen Lichts ermöglicht große Freiheiten bei der Gestaltung der Geometrie des Einkoppelbereichs und auch des restlichen Lichtlenkkörpers.
Zur Erzielung eines gewünschten Strahlengangs kann unabhängig hiervon auch ein Reflektor vorhanden sein, der insbesondere mit der Lenkkoppelfläche optisch zusammenwirkt. Bei mehreren Lenkkoppelteilflächen kann dieser Vorteil schon erreicht werden, wenn mindestens eine Lenkkoppelteilfläche mit dem Reflektor optisch zusammenwirkt. Licht, welches über die Diffuskoppelfläche bzw. Diffuskoppelteilflächen eingekoppelt wird, wird meistens zumindest teilweise auch den Reflektor treffen. Der Reflektor kann aber beispielsweise alleinig für die Strahlengänge gerichtet abzustrahlenden Lichts berechnet und geformt sein. Um nicht zuviel Lichtintensität des gerichtet abzustrahlenden Lichts durch übermäßige Abzweigung zu Streulicht zu verlieren, wird darüber hinaus vorgeschlagen, dass nur ein einziger Reflektor vorliegt. Bei einer Projektion der Reflexionsflächen, welche mit der Lichtlenkung optisch zusammenwirken, auf die Hauptstrahlrichtung soll also zumindest ein Abschnitt in der Projektion vorliegen, welcher nur von einer einzigen Reflexionsfläche herrührt. Es sei erwähnt, dass als Reflektor sowohl eine verspiegelte Fläche als auch eine nicht verspiegelte Fläche dienen kann – im zweiten Falle beispielsweise reflektierend durch das physikalische Phänomen der Totalreflexion.
Um bei der erfindungsgemäßen Leuchte den Strahlengang möglichst gezielt beeinflussen zu können, ist es alternativ und kumulativ von Vorteil, wenn die Lenkkoppelfläche bzw. mindestens eine Teilfläche hiervon zum Brechen vom Lichtemitter kommenden Lichts eingerichtet ist. Die Brechung kann beispielsweise eine Bündelung des Lichts bewirken. Insbesondere lassen sich die gesetzlich vorgegebenen Messwerte durch gezieltes Brechen zu mindest des zur Aufnahme gerichtet abzustrahlenden Lichts eingerichteten Lenkkoppelfläche einfacher bewirken.
Unabhängig hiervon wird vorgeschlagen, dass die Diffuskoppelfläche bzw. mindestens eine ihrer Teilflächen innerhalb der Lenkkoppelfläche bzw. innerhalb mindestens einer der Lenkkoppelteilflächen angeordnet ist. Dies kann unter vielen Umständen vorteilhaft sein. Beispielsweise kann vom Lichtemitter bis zu einem bestimmten Grenzwinkel bezüglich der Hauptstrahlrichtung emittiertes Licht – gewissermaßen ein Zentrallichtbündel – mit einer geeigneten Optik besonders einfach gerichtet abstrahlbar sein. In den meisten Fällen ist es dann unter wenig Abweichung von grundlegenden Linsenformen oder auch Reflektorformen möglich, das eingekoppelte Licht des Zentrallichtbündels relativ gleichmäßig und gezielt nach vorne aus dem Lichtlenkkörper abzustrahlen. Bei einem bestimmten Zwischenwinkel wird sich ein Minimum von Bündelungsfähigkeit zur gerichteten Abstrahlung ergeben. Um diesen Zwischenwinkel herum kann es beispielsweise Sinn machen, eine Diffuskoppelfläche anzuordnen. Vorteilhaft können Diffuskoppelflächen daher angeordnet sein in Laufstrecken des Lichts innerhalb des Lichtleitkörpers zu Kanten, Ecken, Unregelmäßigkeiten, Begrenzungen oder ähnlichem des Lichtleitkörpers, beispielsweise zu der Abstrahlseite zugewandten Endkanten eines am Lichtlenkkörper angeordneten Reflektors.
Vom Lichtemitter in größerer Abweichung als dem Zwischenwinkel emittiertes Licht kann dann wieder besser lenkbar und/oder besser bündelbar sein als im Zwischenwinkel emittiertes Licht. So kann hier noch eine Lenk koppelfläche bzw. mindestens eine Teilfläche hiervon angeordnet sein. Insbesondere kann noch eine Lenkkoppelfläche bzw. mindestens eine Teilfläche hiervon in einem Winkel bezüglich der Hauptstrahlrichtung angeordnet sein, welcher größer ist als ein maximaler Winkel, in dem noch die Diffuskoppelfläche bzw. noch zumindest eine Teilfläche hiervon vorhanden ist.
Bei Anordnung einer Diffuskoppelfläche innerhalb der Lenkkoppelfläche in beschriebener Weise ist es von besonderem Vorteil, wenn die Diffuskoppelfläche als Übergang, insbesondere als Übergangskante, zwischen an sie angrenzenden Teilflächen der Lenkkoppelfläche ausgestaltet ist. In aufwändigen Versuchen hat sich herausgestellt, dass es für eine ausreichende Seitenerkennbarkeit oft schon ausreichend ist, wenn eine relativ kleine Diffuskoppelfläche vorhanden ist. Die Fläche kann sogar mathematisch die Breite Null annehmen, so dass sie zu einer Kante wird. Physikalisch hat eine solche Kante zwischen zwei Teilflächen der Lenkkoppelfläche in den überwiegenden Fällen immer noch eine ausreichende Flächenhaftigkeit, um eine gut sichtbare Menge des hier ankommenden Lichts diffus zu streuen.
Um eine möglichst gute Bündelung des gerichtet abzustrahlenden Lichts zu erreichen, ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Leuchte in einem Hauptstrahlbereich des Lichtemitters eine Sammeloptik angeordnet. Hierdurch wird bereits bei Einkopplung des Lichts in den Lichtleitkörper der Strahlengang gezielt beeinflusst. Somit kann einerseits ein bestimmter angestrebter Strahlengang mit geringerer Abhängigkeit von der Geometrie der Abstrahlfläche erreicht werden. Andererseits kann der Lichtleitkörper auch freier und insbesondere kleiner geformt werden, da eine zusätzliche Brechungsfläche genutzt wird. Als Hauptstrahlbereich sei ein räumlicher Winkelbereich bezüglich der Hauptstrahlrichtung – ausgehend vom Lichtemitter – verstanden. Bei LEDs beispielsweise kann als Hauptstrahlbereich ein Winkelbereich von etwa 20 ° Abweichung um die Hauptstrahlrichtung angenommen werden. In diesem Bereich wird üblicherweise etwa 80 % des gesamten LED-Lichts emittiert.
Um die Seitenerkennbarkeit der Leuchte noch weiter zu erhöhen, kann die Leuchte eine Randleuchtfläche zum Abstrahlen von Diffuslicht aufweisen. Als Randleuchtfläche kann insbesondere eine Fläche dienen, die um eine zentrale Abstrahlfläche zum Abstrahlen von gelenktem, gebündeltem Licht herum angeordnet ist oder zumindest direkt an diese grenzt. Eine Randleuchtfläche vergrößert die absolute Fläche, aus welcher Diffuslicht austritt.
Insbesondere in Verbindung mit einer Randleuchtfläche, aber auch unabhängig hiervon, wird vorgeschlagen, dass eine Abstrahlfläche gewölbt ist. Insbesondere sei hier eine konvexe Wölbung gemeint, also eine Wölbung, welche zum Äußeren der Leuchte hin verläuft. Durch eine konvexe Wölbung erhält die Leuchtfläche zu ihren Rändern hin eine zu den Seiten weisende Oberflächenkomponente. Vor allem Diffuslicht wird demzufolge beim Austritt aus der Leuchtfläche auch in weit außerhalb der Hauptstrahlrichtung liegende Richtung emittiert. Zudem kann die Bündelwirkung der konvexen Optik dazu genutzt werden, eine verstärkte Bündelung des gerichtet abzustrahlenden Lichts zu erreichen.
Es sei betont, dass bei Fahrzeugblinkern eine gewölbte Abstrahlfläche zum Abstrahlen von Diffuslicht ebenso wie eine hierzu dienende Randleuchtfläche – insbesondere aber die Zusammenwirkung von einer gekrümmten Abstrahlfläche und einer Randleuchtfläche – auch für sich genommen unabhängig von den anderen Merkmalen vorliegender Erfindung vorteilhaft und erfinderisch ist.
Die genaue Positionierung des Lichtemitters relativ zum Lichtleitkörper kann von entscheidender Bedeutung zum Erreichen der gesetzlich vorgeschriebenen Lichtintensitäten sein. Bei herkömmlichen Leuchtensystemen, in welchen die Erfindung auch ausgeführt sein kann, ist der Lichtemitter körperlich unabhängig von dem Lichtleitkörper. Hierdurch können zwar Lichtemitter und Lichtleitkörper unabhängig voneinander ausgetauscht werden, beispielsweise wenn einer der beiden schadhaft ist; bei auch nur geringfügig falscher Anordnung durch den das jeweilige Element Wechselnden kann es jedoch leicht geschehen, dass die Elemente geringfügig falsch zueinander positioniert werden und hierdurch die gesetzlich vorgeschriebenen Lichtintensitäten der Leuchte nicht mehr erfüllt werden. Daher stellt sich unabhängig vom Vorgenannten die Aufgabe, diese Gefahrenquelle auszuschließen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine unlösbare Verbindung zwischen dem Lichtleitkörper und dem Lichtemitter. Hierdurch können beide Elemente bereits werksseitig mit entsprechend hoher Präzision verbunden werden und auch bereits in dieser nicht änderbaren Anordnung zueinander getestet wer den. Der Endverbraucher unterliegt so nicht dem Risiko, die Leuchte erfülle eventuell nicht die gesetzlichen Anforderungen.
Es sei betont, dass eine unlösbare Verbindung zwischen einem Lichtleitkörper und einem Lichtemitter bei einer Motorradleuchte, insbesondere bei einem Motorradblinker, auch unabhängig von sämtlichen anderen Merkmalen vorliegender Erfindung vorteilhaft und erfinderisch ist, da diesbezüglich am ehesten auch Nicht-Fachleute arbeiten und somit das Risiko eines unsachgemäßen Leuchteneinbaus wesentlich höher ist und da bei Motorrädern naturgemäß wenig Bauraum für Justiereinrichtungen verbleibt.
Um die Austauschbarkeit insbesondere hinsichtlich einer etwaigen falschen Verpolung einer LED zu vermeiden, kann zudem vorteilhaft eine elektrische Regelschaltung für die LED untrennbar am Verbund aus Lichtleitkörper und Lichtemitter befestigt sein. Solche Regelschaltungen werden unter anderem benötigt, um der LED eine möglichst konstante Spannung zur Verfügung zu stellen.
Beim Betrieb einer Fahrzeugleuchte mit einer LED oder insbesondere einer Hochleistungs-LED kann sich zudem ein weiteres Problem ergeben: Diese Halbleiterlichtquellen haben zur Zeit lediglich eine Lichtausbeute von ca. 40 bis 60 % der zugeführten Energie. Der Rest der Energie fällt als Wärme am Halbleiter an. Insbesondere bei Verwendung von LEDs oder Hohleistungs-LEDs in einer Fahrzeugleuchte stellt sich daher die Aufgabe, die hier anfallende Wärme möglichst effektiv vom Lichtemitter abzuführen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Wärmebrücke zwischen dem Lichtemitter und einem Leuchtengehäuse. Fahrzeugleuchten sind üblicherweise von einem Gehäuse umgeben. Dieses hat gegenüber dem Lichtemitter eine erheblich größere Oberfläche, sodass eine Ableitung der Wärme vom Lichtemitter zum Gehäuse meist gut möglich ist. Insofern können sogar Gehäuse mit relativ niedriger Wärmekapazität aufgrund ihrer um Dimensionen größeren Fläche problemlos die anfallende Wärme vom Lichtemitter abfließen lassen. Auch treten bei entsprechender Verteilung am Gehäuse keine allzu hohen Temperaturen auf, welche sonst eine Verletzungsgefahrenquelle darstellen könnten.
Unter einer Wärmebrücke soll dabei jedweder Flussweg für Wärme vom Lichtemitter zum Gehäuse verstanden werden, welcher einen geringeren oder vorzugsweise erheblich geringeren Wärmeleitwiderstand aufweist als dies bei Anordnungen nach dem Stand der Technik bekannt ist.
Beispielsweise haben Hochleistungs-LEDs üblicherweise eine interne Wärmeableitung zu einer Rückseite des kuppelförmigen Elements der Hochleistungs-LED. Dort weisen sie eine beispielsweise metallene Kühlfläche auf. Die Kühlfläche kann nahezu den gesamten Bodenbereich einer solchen Hochleistungs-LED ausmachen. Dennoch erfolgt bei Einsatz in einer Fahrzeugleuchte nach dem Stand der Technik keine über die Bodenkühlfläche hinausgehende forcierte Ableitung der Wärme, sondern meist nur eine Abstrahlung der Wärme beispielsweise zu einer Leiterkarte. Auch sind innerhalb der Fahrzeugleuchte üblicherweise nur geringe Luftströmungen vorhan den, so dass oft ein isolierendes Luftpolster an der Kühlfläche am Boden der Hochleistungs-LED existiert. Bei Anschluss eines als Wärmebrücke dienenden Bauelements an einer solchen Kühlfläche und bei Verbindung dieses Bauelements mit dem Gehäuse der Fahrzeugleuchte tritt erheblich mehr Wärmeabführung auf.
Dabei ist es von Vorteil, wenn die Wärmebrücke einen elastischen Kontakt, insbesondere eine metallene Feder, aufweist. Im eingebauten Zustand des Lichtemitters in das Leuchtengehäuse soll die Wärmebrücke gegen das Gehäuse und/oder gegen die Hochleistungs-LED vorzugsweise elastisch vorgespannt sein, so dass auch bei dynamometrischen Belastungen während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs die Verbindung zwischen der Wärmebrücke und dem Lichtemitter nicht abreißt. Das Herstellen der Verbindung über einen vorgespannten elastischen Kontakt erübrigt dabei aufwändigere Verbindungsweisen wie beispielsweise Verlöten oder Verschrauben.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante weist das Leuchtengehäuse selbst einen metallenen Kühlbereich auf. Die Wärmebrücke kann dann gehäuseseitig bevorzugt direkt an den metallenen Kühlbereich am Leuchtengehäuse angeschlossen sein. Ein metallener Kühlbereich am Leuchtengehäuse sorgt selbst bei relativ punktuellem Einleiten der vom Lichtemitter abgeführten Wärme für eine bestmöglich flächige und somit gleichmäßige Verteilung der Wärme am Gehäuse. Hierdurch wird nicht nur eine besonders gute Kühlung erreicht, sondern auch mögliche Gefahrenquellen für eine Verletzung durch zu große Wärme ausgeschlossen oder zumindest reduziert. Für eine weiter gehende Kühlung können zudem auch zusätzliche Kühlmittel direkt oder indirekt, also über eine Wärmebrücke, am Lichtemitter angeschlossen sein.
Es sei betont, dass die Anordnung einer Wärmebrücke zwischen einem Lichtemitter und einem Leuchtengehäuse bei einer Fahrzeugleuchte, insbesondere bei einer Motorradleuchte, unabhängig von anderen Merkmalen vorliegender Erfindung auch für sich genommen vorteilhaft und erfinderisch ist. Je nach konkreter Umsetzung kann es eine solche Wärmebrücke ermöglichen, eine LED mit einer wesentlich höheren Eingangsleistung blinken zu lassen als es deren normalen Betriebsbedingungen entspricht. Hierdurch lässt sich die Lichtausbeute steigern, so dass insbesondere auch kostengünstigere LEDs zur Anwendung kommen können.
Während vierrädrige Fahrzeuge meist noch relativ große Leuchten haben – diese werden zunehmend als Gestaltungselemente miteinbezogen –, so stoßen bei Motorrädern besonders kleine Leuchten auf besondere Akzeptanz. Unabhängig von sämtlichen vorgenannten Merkmalen vorliegender Erfindung und auch kumulativ hierzu wird zum Ermöglichen eines besonders kleinen Leuchtengehäuses vorgeschlagen, dass eine Regelschaltung außerhalb des Leuchtengehäuses im Fahrzeug angeordnet ist. LEDs beispielsweise reagieren relativ empfindlich auf Spannungsschwankungen. Daher ist regelmäßig eine Regelschaltung zum Betreiben von LEDs notwendig. Bei Motorrädern ergibt sich dieses Erfordernis in besonders hohem Maße, weil die Bordspannungsversorgung eines Motorrads großen Schwankungen unterliegt. Durch Anordnen der Regelschaltung außerhalb des Leuchtengehäuses, beispielsweise in einem hohlen Griffstück des Motorrads oder unterhalb seines Chassis', können erhebliche Raumeinsparungen für den außen sichtbaren Bereich des Blinkers erreicht werden.
Zugleich wird die Wärmeleistung innerhalb des Leuchtengehäuses reduziert. Bei einem derzeit handelsüblichen Blinker kann die Wärmleistung allein der Regelschaltung leicht fünf bis sechs Watt ausmachen. Daher ist es auch vorteilhaft, wenn zwischen der Regelschaltung und einem großflächigen Kühlelement eine Wärmebrücke besteht.
Unabhängig vom Vorgenannten stellt sich auch die Aufgabe, eine Leuchte für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Motorrad, dort insbesondere einen Motorradblinker, möglichst klein auszuführen. Beim Motorrad werden durch die kleine Ausführung unter anderem aerodynamische Vorteile erreicht. Beispielsweise pfeift die Luft beim Umströmen größerer Leuchten und Blinker oft oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeit. Dieses Pfeifen irritiert den Fahrer. Möglichst kleine Leuchten und Blinker tragen so auf einfache Weise zur Verkehrssicherheit bei, ohne dass aufwendige Strömungsoptimierungen an der Gehäuseform nötig werden. Zum Erreichen eines möglichst kleinen Gehäuses wird vorgeschlagen, dass nur eine einzige LED als Lichtquelle im Gehäuse angeordnet ist.
Dennoch hat auch bei sehr kleiner Ausführung die Leuchte immer eine gewisse flächige Ausdehnung quer zur Hauptstrahlrichtung. Dies ergibt sich schon dadurch, dass es vorteilhaft ist, die Leuchtfläche nicht so klein auszuführen, dass ihre gute Erkennbarkeit – insbesondere die Seitenerkennbarkeit – gefährdet wird. Daher hat die Leuchte in einer bevorzugten Ausführungsform eine plane oder zumindest im Wesentlichen plane Platine zum Tragen der Regelschaltung und gegebenenfalls auch der LED, wobei die Platine im Wesentlichen senkrecht zur Hauptstrahlrichtung angeordnet ist. Eine solche Ausführung ist besonders stabil und kostengünstig herstellbar. Zudem kann sie sehr leicht von einem auch Unerfahrenen eingebaut werden, da so möglichst wenige Bauteile vonnöten sind, um die Leuchteinheit in ein Leuchtengehäuse zu installieren. Auch wird eine zwangsweise vorhandene Seitenerstreckung quer zur Hauptstrahlrichtung bestmöglich ausgenutzt und hiermit dazu beigetragen, die Leuchte möglichst klein ausführen zu können.
Bei einer gewölbten Leuchtfläche kann es stattdessen vorteilhaft sein, die Platine gewölbt auszuführen, sie jedoch weiterhin im Wesentlichen senkrecht zur Hauptstrahlrichtung anzuordnen.
Eine besonders gute Raumausnutzung ergibt sich dann, wenn der Raum auch neben der LED genutzt wird. Daher ist es alternativ und kumulativ zum Vorgenannten von Vorteil, wenn die Regelschaltung neben der zugehörigen, also durch die Schaltung angesprochenen LED installiert ist. Unter einer Positionierung „neben der LED" sei eine Positionierung verstanden, bei welcher sich die Projektion der elektronischen Bausteine und/oder der Platine auf die Hauptstrahlrichtung zumindest teilweise, bevorzugt überwiegend oder vollständig, mit der Projektion der LED – und gegebenenfalls auch ihrer Leuchtkuppel – schneidet.
Unabhängig von der Form der Abstrahlfläche und der relativen Anordnung zur LED ist es bevorzugt, wenn die Regelschaltung hinter der Abstrahlfläche angeordnet ist. Unter einer Anordnung „hinter" der Abstrahlfläche sei verstanden, dass die elektronischen Komponenten der Regelschaltung bei Projektion parallel zur Hauptstrahlrichtung zumindest überwiegend, bevorzugt vollständig innerhalb einer Projektion der Abstrahlfläche liegen. Somit wird es ermöglicht, dass das Leuchtengehäuse in seiner seitlichen Ausdehnung die seitliche Ausdehnung der Abstrahlfläche nicht oder nur unwesentlich überschreiten muss. Die Leuchte kann hierdurch axial sehr klein ausgeführt werden. Beispielsweise kann hierfür sogar die Regelschaltung auf mehrere hintereinander liegende Platinen verteilt werden, wenn die Fläche hinter der Abstrahlfläche nicht zur funktionsgerechten Anordnung der elektronischen Bauteile ausreicht oder wenn beispielsweise eine zu große Packungsdichte der elektronischen Bauteile eine zu große lokale Aufheizung hervorriefe.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung weiter erläutert. Hierin zeigen:
1 schematisch eine Anordnung eines Lichtleitkörpers vor einer Hochleistungs-LED mit zwei wesentlichen Strahlengängen,
2 schematisch eine ähnliche Anordnung eines Lichtleitkörpers vor einer Hochleistungs-LED mit einer Vielzahl von Strahlengängen,
3 in einer Ansicht ein Bauteil für einen Motorradblinker mit einem Lichtleitkörper zum Vorsetzen vor einen Lichtemitter,
4 das Bauteil aus 3 in einem Längsschnitt,
5 das Bauteil aus den 3 und 4 in einer räumlichen Ansicht,
6 in einer Ansicht einen Motorradblinker mit einem Gehäuse, einem optischen Vorsatz und einer Hochleistungs-LED,
7 den Motorradblinker aus 6 in einem Längsschnitt,
8 den Motorradblinker aus den 6 und 7 im Querschnitt,
9 einen weiteren Motorradblinker mit einer elastischen Kontaktfeder an einer Hochleistungs-LED in einer Ansicht,
10 den Motorradblinker aus 9 in einem Längsschnitt,
11 den Motorradblinker aus den 9 und 10 im Querschnitt,
12 in einem Schnitt eine mögliche Anordnung eines Kühlelements an einer Hohleistungs-LED hinter einem optischen Vorsatz für eine Fahrzeugleuchte und
13 in einem Schnitt ein Beispielanschluss eines Faserlichtleiters an einem Leuchtenvorsatz gemäß vorliegender Erfindung.
Der Lichtleitkörper 1 der Anordnung 2 in 1 strahlt bei Lichtemission der Hochleistungs-LED 3 auf zwei prinzipiell unterschiedlichen Typen von Strahlengängen Lichtstrahlen 4, 5 gerichtet ab. Hierzu hat der Lichtleitkörper 1 an einem Zentralkörper 1a, welcher aus dein übrigen Lichtleitkörper 1 in Richtung der Hochleistungs-LED 3 hervorragt, eine zweigeteilte Lenkkoppelfläche 6a, 6b. Die Teillenkfläche 6a verläuft zylindrisch und geht an einer Übergangskante 7 in die Lenkkoppelteilfläche 6b über. Diese ist überwiegend kegelstumpfmantelförmig und in einem zentralen Bereich 8 kugelkappenfönnig. Die Lenkkoppelfläche 6a,b ist, wie der Zentralkörper 1a, um eine Hauptachse 9, welche gleichzeitig die Hauptabstrahlrichtung der Anordnung 2 ist, symmetrisch. Die ebenfalls rotationssymmetrische Hochleistungs-LED 3 ist hierzu koaxial angeordnet.
Ein Teil 10 der zylindrischen Teillenkfläche 6a verläuft bis an ein hinteres Ende 11 einer Kuppel 12 der Hochleistungs-LED 3 bis zu einer Schulter 13, umgreift also die Kuppel 12 der Hochleistungs-LED 3 vollständig.
Ein Einkoppelbereich 14a,b,c umfasst die Lenkkoppelteilflächen 6a, 6b und die Übergangskante 7, welche als Diffuskoppelfläche fungiert. Der Einkoppelbereich 14a,b,c erstreckt sich bis zu einer Umgrenzungskante 15 des Lichtleitkörpers 1 – gleichzeitig Umgrenzungskante 15 der Teillenkfläche 6a. Sämtliche Lichtstrahlen, welche die Kuppel 12 der Hochleistungs-LED 3 verlassen, werden somit vom Einkoppelbereich 14a,b,c in den Lichtleitkörper 1 eingekoppelt.
Lichtstrahlen 4, welche von der Hochleistungs-LED 3 unter einen Winkel emittiert werden, der von der Hauptachse 9 stärker abweicht als ein Grenzwinkel (nicht dargestellt) von einem Halbleiterlichtemitter 16 aus zu der Übergangskante 7, werden vor Erreichen einer Abstrahlfläche 17 nach Einkoppeln in der Lenkkoppelfläche 6a an einem Reflexionsbereich 18 zusätzlich reflektiert. Lichtstrahlen 5, welche in der inneren Lenkkoppelteilfläche 6b der Lenkkoppelfläche 6a,b in den Lichtleitkörper 1 eingekoppelt werden, verlaufen von der Lenkkoppelteilfläche 6b unmittelbar zur Abstrahlfläche 17 des Lichtleitkörpers 1.
Bezüglich der Anordnung 30 aus Lichtleitkörper 31 und Hohleistungs-LED 32 in 2 sind innerhalb eines Zentralkörpers 31a mehrere Strahlengänge (exemplarisch beziffert mit 33, 34, 35, wobei die Anordnung 30 rotationssymmetrisch ist, aber zur besseren Übersicht Strahlengänge jeweils nur einmal gezeigt sind) dargestellt. Dabei gehören die Strahlengänge 33, 34 zu Scharen 36, 37 mit bzw. ohne Reflexion gerichtet bezüglich einer Hauptstrahlrichtung 38 abzustrahlenden Lichts.
Der Strahlengang 35 gehört zu einer sehr eng umrissenen Schar 39 von Strahlengängen diffus abzustrahlenden Lichts. An einer Übergangskante 40 wird Licht aus dem Strahlengang 35 diffus in den Lichtleitkörper 31 eingekoppelt. Infolgedessen ergeben sich vielfältige Diffusleitrichtungen (exemplarisch beziffert mit 41) innerhalb des Lichtleitkörpers 31, auch außerhalb des Zentralkörpers 31a. Eine Randleuchtfläche 42, welche bezüglich der Hauptstrahlrichtung 38 außerhalb einer Reflexionsfläche 43 liegt, wird von einigen entlang der Diffusleitrichtungen 41 im Lichtleitkörper 31 fortbewegenden Lichtstrahlen erreicht und somit für einen Betrachter der Anordnung beleuchtet. Das Diffuslicht hat keine Bündelung mehr.
Die Reflexionsfläche 43 kann mit einem Spiegelmaterial umgeben sein. Bei geeignetem Material des Lichtleitkörpers 31 und ausreichend spitzem Winkel der Reflexionsfläche 43 gegenüber ankommendem Licht kann jedoch das Phänomen der Totalreflexion ausreichen und ein spiegelndes Material überflüssig werden.
Die Übergangskante 40 ist im Wesentlichen in einem Winkel von der Hochleistungs-LED zu Anschlussbereichen 44 der Randleitfläche 42 bezüglich der Hauptstrahlrichtung 38 angeordnet, da sich zwischen den Scharen 36, 37 gerichtet abzustrahlenden Lichts in Folge der an der Übergangskante 40 sprunghaft ändernden Eintrittswinkel der jeweiligen Lichtstrahlen 33, 34 in den Lichtleitkörper 31 in etwa zwischen Richtungen 45, 46 ein Bereich einstellt, welcher frei von einlaufenden Strahlen 33, 34 gerichtet abzustrahlenden Lichts ist. Ein weit ausmittig auf eine Abstrahlfläche 47 mit großem Winkel zur Hauptstrahlrichtung 38 treffender Streustrahl 48 wird daher nur durch die diffuse Einkopplung erzeugt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Übergangskante 40 vom Lichtemitter in einem Winkel von circa 45 ° gegenüber der Hauptstrahlrichtung 38 angeordnet. In Versuchen hat sich ergeben, dass bei vergleichbaren Geometrien von Lichtleitkörpern mit Winkeln zwischen 20° und 70°, vorzugsweise zwischen 35° und 55°, besonders gute Ergebnisse erzielt werden.
Durch Anordnung des Zentralkörpers 31a des Lichtleitkörpers 31 vor der Hochleistungs-LED 32 werden die von der Hochleistungs-LED 32 emittierten Lichtstrahlen 33, 34, 35 optisch aktiv, das heißt im Weg beeinflusst, so geleitet und abgestrahlt, dass bezüglich der Hauptstrahlrichtung 38 in erster Linie durch die achsnahe zentrale Schar 37, aber auch durch die reflektierte Schar 36, Licht relativ stark gebündelt um die Hauptstrahlrichtung 38 an der Abstrahlfläche 47 austritt. Dabei treten überwiegend relativ geringe Winkel bezüglich der Hauptstrahlrichtung 38 auf. Hierdurch ermöglicht der Lichtleitkörper 31 das Bestrahlen der Rastermessfläche mit den gesetzlich vorgeschriebenen Lichtkonzentrationen. Zusätzlich wird insbesondere für stark seitliche Betrachtungsstandorte durch die Streustrahlung 41 eine gute Seitenerkennbarkeit gewährleistet.
Der Leuchtvorsatz 60 in den 3, 4, 5 dient zum Vorsetzen vor eine Hochleistungs-LED. Zum automatischen Zentrieren der Hochleistungs-LED ist ein Aufnahmeraum 61 gemäß den Anordnungen aus den 1 und 2 vorgesehen. Zwei Klemmzapfen 62, 63 sind dazu vorgesehen, in geeignete Aussparungen eingeklemmt oder eingerastet zu werden, um den Leuchtvorsatz 60 beispielsweise an einem Blinkergehäuse oder einer Leiterkarte zu befestigen. In zwei Randleuchtbereichen 64, 65 weist der Leuchtvorsatz 60 an einer Innenseite 66 eine prismenförmige geometrische Struktur auf, um in den Randleuchtbereichen 64, 65 ankommendes Diffuslicht sowie ggf. den Lichtleiter verlassenes Restlicht weiter zu reflektieren und/oder zu brechen, um die Seitenerkennbarkeit weiter zu steigern.
Ein Reflektorbereich 67 des Leuchtvorsatzes 60 ist an Längskanten 68, 69 des Leuchtvorsatzes 60 an diese angeformt und verliert dadurch in diesen Kontaktbereichen seinen rotationssymmetrischen Aufbau um eine Hauptstrahlrichtung 70. Daher eignet sich der Leuchtvorsatz 60 insbesondere dazu, im Betrieb bezüglich einer Querachse 71 im Wesentlichen so eingesetzt zu werden, dass eine Seitenerkennbarkeit entlang der Querachse 71 von Bedeutung ist, also üblicherweise horizontal.
Ein Einkoppelbereich 72 weist hingegen einen symmetrischen Aufbau auf. Bis an eine Umgrenzung 73 heran erstreckt sich eine erste Teilfläche 74 (in 5 nicht beziffert) einer Lenkkoppelfläche zur Aufnahme gerichtet abzustrahlenden Lichts in einem Zentralkörper 75, wobei bei Anordnung einer Hochleistungs-LED innerhalb der Teilfläche 74, also so, dass die erste Teilfläche 74 die Hochleistungs-LED zumindest teilweise umgreift, der Reflektorbereich 67 mit der ersten Teilfläche 74 optisch zusammenwirkt und vor Abstrahlung des Lichts an der ersten Teilfläche 74 eine Brechung und an dem Reflexionsbereich 67 eine Spiegelung des gerichtet abzustrahlenden Lichts erfolgt.
Innerhalb der ersten Teilfläche 74, also von dieser umgeben, ist eine als Übergangskante zwischen der ersten Teilfläche 74 und einer zweiten Teilfläche 76 als Übergangskante 77 ausgestaltete Diffuskoppelfläche 77 vorgesehen.
Im Motorradblinker 90 in den 6, 7 und 8 ist der Leuchtenvorsatz 60 aus den 3, 4 und 5 an einem Gehäuse 91 verbaut. Bündig abschlie ßend mit einer Aufnahme 92 für den Leuchtenvorsatz 60 ist dieser eingerastet in zwei Aussparungen 93, 94 einer Leiterkarte 95, an welche eine Hochleistungs-LED 96 angeschlossen ist. Dabei ist der Leuchtenvorsatz 60 durch Verklebung einer Aufsitzkante 97 des Leuchtenvorsatzes 60 auf eine Schulter 98 der Hochleistungs-LED 96 mit dieser unlösbar verbunden. Eine solche unlösbare Verbindung ist nicht notwendig, ermöglicht jedoch eine dauerhaft fixierte optimale Ausrichtung der Hochleistungs-LED 96 zum Leuchtenvorsatz 60.
Vorteilhaft kann auch die Leiterkarte 95 mit einer aufgesetzten Regelschaltung (nicht dargestellt) zum Betrieb der Hochleistungs-LED 96 untrennbar am Verbund aus Leuchtenvorsatz 60 und Hochleistungs-LED 96 befestigt sein. In diesem Fall ergäbe sich eine eigenständige, funktionstüchtige Einheit, welche nur noch an die Spannungsversorgung des Motorrads angeschlossen werden müsste und mit größter Präzision und Verpolungssicherheit direkt eingesetzt werden könnte.
Die Hochleistungs-LED 96 liegt im gezeigten Beispiel mit einer rückwärtigen Kühlbodenfläche 99 mit flächigen Kontakt auf einem gehäuseseitigen Wärmekontaktsockel 100, welcher wie der überwiegende Rest des Gehäuses 91 aus Metall gefertigt ist. Dies ermöglicht eine schnelle Wärmeableitung von der Kühlbodenfläche 99 der Hochleistungs-LED 96 zu einer großen Kühlfläche 101 am Gehäuse 91.
Um den flächigen Kontakt zwischen der Kühlbodenfläche 99 und dem Wärmekontaktsockel 100 möglichst zuverlässig auch unter dynamischer Be lastung zu erreichen, kann die Hochleistungs-LED auch mit Vorspannung gegen den Wärmekontaktsockel 100 gehalten werden. Hierzu kann beispielsweise die Aufnahme 92 am Motorradblinker 90 so eingerichtet sein, dass der Leuchtenvorsatz 60 nur unter Vorspannung in eine Einrastposition gebracht werden kann; alternativ könnte der Leuchtenvorsatz 60 beispielsweise nicht in die Leiterkarte 95 eingerastet sein, sondern in alternative Rastaufnahmen am Gehäuse 91, welche ebenfalls eine Vorspannung des Leuchtenvorsatzes 60 zum Befestigen im Gehäuse 91 erforderten.
Der weitere Motorradblinker 120 in den 9, 10 und 11 ist weitgehend identisch mit dem Motorradblinker 90 aus den 6, 7 und 8. An einer Rückwand 121 eines Gehäuses 122 ist jedoch eine metallene Kontaktfeder 123 als Sitz für eine Kühlbodenfläche 124 einer Hochleistungs-LED 125 vorgesehen. Dies ermöglicht es, auch bei geringer Vorspannkraft des Leuchtenvorsatzes 60 über die Hochleistungs-LED 125 und die Kontaktfeder 123 gegen die Rückwand 121 des Gehäuses 122 einen sicheren Wärmeübergang von der Hochleistungs-LED 125 zum Gehäuse 122 sicherzustellen. Als Kontaktfeder dient dabei im Ausführungsbeispiel ein dünnwandiges, vorgebogenes Blech, welches an Auflagen 126, 127 am metallenen Gehäuse 122 befestigt ist.
Bei den Anordnungen nach den 6 bis 11 können die Leiterkarten auch außerhalb des Gehäuses angeordnet sein, so dass hierdurch keine weitere Wärmebelastung in dem Gehäuse bedingt ist.
Die optische Anordnung 140 in 12 hat an der Hochleistungs-LED 141 den bündig angeschlossenen Kühlkörper 142 mit Kühllamellen (exemplarisch beziffert mit 143), um eine Kühlung der Hochleistungs-LED 141 zu bewirken, ohne auf ein Gehäuse (vergleiche 6 bis 11) angewiesen zu sein. Eine solche Anordnung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein Leuchtengehäuse vor zu großer Aufheizung zu schützen ist – beispielsweise wegen einer Verletzungsgefahr am Gehäuse, insbesondere an einem Motorradblinker – oder wenn hinter der optischen Anordnung 140 ein genügend großer Raum zur Verfügung steht – beispielsweise wenn eine solche optische Anordnung 140 als Fahrzeugleuchte direkt im Chassis angeordnet ist. Selbstverständlich kann ein solches zusätzliches Kühlmittel auch in Ergänzung zu einer Wärmebrückenkühlung wie vorstehend beschrieben eingesetzt werden.
Um den beschriebenen vorteilhaften Effekt bezüglich der Lichtleitung und Lichtstreuung auch bei einer Lichterzeugung, die zentral von einer Lichtquelle ausgeht, nutzen zu können, ist im Beispielanschluss 160 ein Faserlichtleiter 161 mit einer Kollimatoroptik 162 anstelle einer LED in den Aufnahmeraum 61 des Leuchtenvorsatzes 60 geführt. Wenn in einer Fahrzeugleuchte wie beispielsweise einem Motorradblinker nur geringer Raum zur Verfügung steht, kann der Faserlichtleiter 161 auch nahe hinter dem Leuchtenvorsatz 60 herangeführt werden (vergleiche schematische Strichelierung) und das Licht über einen im Wesentlichen rechtwinklig angestellten, ebenen oder gekrümmten Reflektor in eine Lichtemissionsoptik 162 gespiegelt werden.

1: Lichtleitkörper
1a: Zentralkörper
2: optische Anordnung
3: Hochleistungs-LED
4,5: gerichtete Lichtstrahlen
6a,b: Lenkkoppelfläche aus zwei Teilflächen
7: Übergangskante
8: zentraler Bereich
9: Hauptachse
10: Teil des Lichtleitkörpers
11: hinteres Ende
12: Kuppel
13: Schulter
14a,b,c: Einkoppelbereich
15: Umgrenzungskante
16: Halbleiterlichtemitter
17: Abstrahlfläche
18: Reflexionsbereich
30: Anordnung
31a: Zentralkörper
31: Lichtleitkörper
32: Hochleistungs-LED
33, 34, 35: Strahlengänge
36, 37: Scharen gerichtet abzustrahlenden Lichts
38: Hauptstrahlrichtung
39: Schar diffus abzustrahlenden Lichts
40: Übergangskante
41: Diffusleitrichtungen
42: Randleuchtfläche
43: Reflexionsfläche
44: Anschlussbereich
45, 46: Richtungen
47: Abstrahlfläche
48: Streustrahl
60: Leuchtenvorsatz
61: Aufnahmeraum
62, 63: Klemmzapfen
64, 65: Randleuchtbereich
66: Innenseite
67: Reflektorbereich
68, 69: Längskanten
70: Hauptstrahlrichtung
71: Querachse
72: Einkoppelbereich
73: Umgrenzung
74: erste Teilfläche
75: Lichtleitkörper
76: zweite Teilfläche
77: Übergangskante
90: Motorradblinker
91: Gehäuse
92: Aufnahme
93, 94: Aussparungen
95: Leiterkarte
96: Hochleistungs-LED
97: Aufsetzkante
98: Schulter
99: Kühlbodenfläche
100: Wärmekontaktsockel
101: große Kühlfläche
120: weiterer Motorradblinker
121: Rückwand
122: Gehäuse
123: Kontaktfeder
124: Kühlbodenfläche
125: Hochleistungs-LED
126, 127: Auflagen
140: optische Anordnung
141: Hochleistungs-LED
142: Kühlkörper
143: Kühllamellen
160: Beispielanschluss
161: Faserlichtleiter
162: Kollimatoroptik

Claims

Leuchte (90; 120) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Motorrad, mit einem Lichtemitter (3; 32; 96; 125; 141; 162) und einem Lichtleitkörper (1; 31; 60, 75), welcher einen aus dem übrigen Lichtleitkörper (1; 31; 60, 75) in Richtung auf den Lichtemitter (2; 42; 96; 125; 141; 162) hervorragenden Zentralkörper (1a; 31a; 75) umfasst, wobei der Lichtleitkörper (1; 31; 60, 75) optisch aktiv vor dem Lichtemitter (3; 32; 96; 125; 141; 162) angeordnet ist und einen Einkoppelbereich (14a,b,c; 40; 72) zur Aufnahme aus der Leuchte (90; 120) abzustrahlenden Lichts aufweist, gekennzeichnet durch eine Lenkkoppelfläche (14a,c; 74, 76) und eine Diffuskoppelfläche (14b; 40; 77) innerhalb des Einkoppelbereichs (14a,b,c; 40; 72), wobei die Lenkkoppelfläche (14a,c; 74, 76) zur Aufnahme gerichtet abzustrahlenden Lichts (4, 5; 33, 34, 36, 37) eingerichtet ist und die Diffuskoppelfläche (14b; 40; 77) zum Einleiten diffus abzustrahlenden Lichts (41, 48) eingerichtet ist.
Leuchte (90; 120) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einkoppelbereich (14a,b,c; 40; 72) den Lichtemitter (3; 32; 96; 125; 141; 162) umgreift.
Leuchte (90; 120) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkkoppelfläche (14a,c; 74, 76) und/oder die Diffuskoppel fläche (14b; 40; 77) mehrere Teilflächen (14a,b; 74, 76) innerhalb des Einkoppelbereichs (14a,b,c; 40; 72) aufweisen.
Leuchte (90; 120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Reflektor (18; 43; 67), der mit der Lenkkoppelfläche (14a,c; 74, 76) optisch zusammenwirkt.
Leuchte (90; 120) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein einziger Reflektor vorliegt.
Leuchte (90; 120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkkoppelfläche (14a,c; 74, 76) zum Brechen vom Lichtemitter (3; 32; 96; 125; 141; 162) kommenden Lichts eingerichtet ist.
Leuchte (90; 120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffuskoppelfläche (14b; 40; 77) innerhalb der Lenkkoppelfläche (14a,c; 74, 76) angeordnet ist.
Leuchte (90; 120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffuskoppelfläche (14b; 40; 77) als Übergang, insbesondere als Übergangskante (7, 14b; 40; 77), zwischen an sie angrenzenden Teilflächen (14a,c; 74, 76) der Lenkkoppelfläche (14a,c; 74, 76) ausgestaltet ist.
Leuchte (90; 120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine in einem Hauptstrahlbereich des Lichtemit ters (3; 32; 96; 125; 141; 162) angeordnete Sammeloptik (6b; 76) zur Aufnahme aus der Leuchte (90; 120) abzustrahlenden Lichts.
Leuchte (90; 120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Randleuchtfläche (42) zum Abstrahlen von Diffuslicht (41, 48).
Leuchte (90; 120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine gewölbte Abstrahlfläche (17; 42, 47) zum Abstrahlen von Lenklicht (4, 5; 33, 34, 36, 37) und/oder Diffuslicht (41, 48).
Leuchte (90; 120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine unlösbare Verbindung zwischen dem Lichtleitkörper (1; 31; 60, 75) und dem Lichtemitter (3; 32; 96; 125; 141; 162).
Leuchte (90; 120) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelschaltung (95) unmittelbar am Verbund aus Lichtleitkörper (1; 31; 60, 75) und Lichtemitter (3; 32; 96; 125; 141; 162) befestigt ist.
Leuchte (90; 120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Wärmebrücke (100; 123; 142) zwischen dem Lichtemitter (3; 32; 96; 125; 141; 162) und einem Leuchtengehäuse.
Leuchte (90; 120) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebrücke (100; 123; 142) einen elastischen Kontakt (123), insbesondere eine metallene Feder (123) aufweist.
Leuchte (90; 120) nach einem der Ansprüche 14 oder 15, gekennzeichnet durch einen metallenen Kühlbereich (91, 101; 120, 121, 122) am Leuchtengehäuse.
Leuchte (90; 120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zusätzliche Kühlmittel (142, 143) am Lichtemitter (3; 32; 96; 125; 141; 162).
Leuchte (90; 120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine plane Platine (95) zum Tragen einer Regelschaltung, wobei die Platine (95) im Wesentlichen senkrecht zu einer Hauptstrahlrichtung (9; 38; 70) der Leuchte (90; 120) angeordnet ist.
Leuchte (90; 120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelschaltung neben einer zugehörigen LED (3; 32; 96; 125; 141) installiert ist.
Leuchte (90; 120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelschaltung hinter einer Abstrahlfläche (17; 42, 47) angeordnet ist.
Fahrzeug, insbesondere Motorrad, mit daran installierter Leuchte (90; 120) insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass eine Regelschaltung (95) außerhalb eines Leuchtengehäuses im Fahrzeug angeordnet ist.