DE10159954A1

DE10159954A1 - Innenraumeinbauteil, insbesondere für einen Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE10159954A1
Application number: DE10159954A
Authority: DE
Inventors: Ralf Leupert; Werner Ruehl
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2001-12-06
Publication date: 2003-04-03
Also published as: ITMI20021913A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Innenraumeinbauteil, insbesondere für einen Fahrgastraum eines Kraftfahrzeuges, mit einer ein linienförmiges, eine Längserstreckung aufweisendes Lichtleit- und -abstrahlelement (2; 3; 4) aufweisenden Beleuchtungsvorrichtung (32) zur Innenraumbeleuchtung und mit einem Lichteinstrahlelement (20) zur Einkopplung von Licht in das Lichtleit- und -abstrahlelement (2; 3; 4), wobei das Lichtleit- und -abstrahlelement (2; 3; 4) Licht quer zu seiner Längserstreckung in den Innenraum (5) abstrahlt. Zur gleichmäßigen Beleuchtung des Innenraums (5) schlägt die Erfindung vor, daß mindestens zwei Lichteinstrahlelemente (20) vorhanden und derart angeordnet sind, daß sie Licht im wesentlichen in einer Richtung quer zur Längserstreckung des Lichtleit- und -abstrahlelementes (2; 3; 4) in dieses einkoppeln.

Description

Die Erfindung betrifft ein Innenraumeinbauteil, insbesondere für einen Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs, mit einer ein linienförmiges, eine Längserstreckung aufweisendes Lichtleit- und -abstrahlelement aufweisenden Beleuchtungsvorrichtung zur Innenraumbeleuchtung und mit einem Lichteinstrahlelement zur Einkoppelung von Licht in das Lichtleit- und -abstrahlelement, wobei das Lichtleit- und -abstrahlelement Licht quer zu seiner Längserstreckung in den Innenraum abstrahlt.
Ein solches Innenraumeinbauteil ist als Türverkleidung eines Kraftfahrzeuges bekannt. Dabei wird in einen länglichen Lichtleiter über dessen Stirnseiten Licht eingekoppelt, an Störstellen des Lichtleiters umgelenkt und nachfolgend aus dem Lichtleiter zur Beleuchtung von an der Türverkleidung befindlichen Bedienelementen ausgekoppelt. Durch die zur Auskoppelung erforderlichen Störstellen tritt bei dem bekannten Innenraumeinbauteil ein erheblicher Lichtverlust ein. Außerdem ist die Länge des Lichtleiters begrenzt, da mit der Entfernung von der Lichtquelle die Lichtstärke abnimmt und somit eine wirkungsvolle Beleuchtung nicht mehr möglich ist.
Weiterhin ist aus DE 197 08 064 A1 eine Bedieneinrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, die eine lichtdurchlässige Abdeckleiste über mit Leuchtdioden versehenen Schaltstiften von Tastschaltern aufweist. Die zur Kennzeichnung der Tastschalter vorgesehenen Leuchtdioden können zusätzlich in geringem Maße möglicherweise auch zur Innenraumbeleuchtung dienen. Bei dieser Ausführungsform ist eine Lichtleitung der Abdeckleiste nicht vorgesehen, und die Beleuchtungsstärke ist nachteilig unmittelbar abhängig von der Schaltstellung der Tastschalter.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Innenraumeinbauteil der eingangs genannten Art zu schaffen, das den Innenraum gleichmäßig und mit ausreichender Helligkeit beleuchtet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens zwei Lichteinstrahlelemente vorhanden und derart angeordnet sind, daß sie Licht im wesentlichen in einer Richtung quer zur Längserstreckung des Lichtleit- und -abstrahlelementes in dieses einkoppeln.
Bei diesem Innenraumeinbauteil wird eine besonders hohe Beleuchtungsstärke erreicht, da aufgrund des Lichtdurchtritts in einer Richtung quer zur Längserstreckung des Lichtleit- und -abstrahlelementes nur sehr geringe Lichtverluste eintreten. Durch die linienförmige Ausbildung des Lichtleit- und -abstrahlelementes wird zusammen mit den mindestens zwei Lichteinstrahlelementen zusätzlich eine Lichtvergleichmäßigung und -auffächerung in eine seitliche Richtung erreicht, wodurch sich eine besonders gleichmäßige und blendfreie Beleuchtung ergibt. Die Angabe der Durchstrahlung des Lichtleit- und -abstrahlelementes im wesentlichen in einer Querrichtung ergibt sich daraus, daß aufgrund des von den Lichteinstrahlelementen abgestrahlten Lichtbündels grundsätzlich bereits eine Auffächerung vorliegt und sich in der Folge ein (geringerer) Teil des Lichtes auch in Längsrichtung des Lichtleit- und -abstrahlelementes weiter verteilt. Mit dem erfindungsgemäßen Innenraumeinbauteil wird eine gleichmäßige und helle Beleuchtung bei - da keine Verluste bewirkenden Störstellen vorhanden sein müssen - gleichzeitig hoher effektiver Lichtausbeute erreicht. Damit eignet sich das Innenraumeinbauteil insbesondere für eine flächige Beleuchtung.
Die Querrichtung, in der das Licht in das Lichtleit- und -abstrahlelement eingekoppelt wird, bedeutet, daß diese Richtung insbesondere senkrecht zur Längserstreckung des Lichtleit- und -abstrahlelementes angeordnet ist. Das hat den Vorteil einer besonders hohen Lichtausbeute; die Lichteinkoppelverluste sind damit sehr gering, da unter anderem die Totalreflexion einzukoppelnden Lichtes an der Oberfläche des Lichtleit- und -abstrahlelementes minimiert sind. Es sind aber auch von der Senkrechten abweichende Winkel denk- und realisierbar.
Um die Lichtverluste weiter zu vermindern und einen hohen Anteil des von den Lichteinstrahlelementen ausgesandten Lichts zur Beleuchtung nutzen zu können, weist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das Lichtleit- und - abstrahlelement eine einem Lichteinstrahlelement zugeordnete Lichteinkoppelstelle auf. Lichtanteile, die an der Oberfläche des Lichtleit- und -abstrahlelementes reflektiert werden und damit nicht in dieses eintreten, sind auf diese Weise minimiert.
Als Lichteinkoppelstelle kann man sich in einfacher Weise zum Beispiel eine Aufrauhung eines Oberflächenbereichs des Lichtleit- und -abstrahlelementes vorstellen. Eine besonders hohe Lichtausbeute ergibt sich aber vorteilhaft dann, wenn die Lichteinkoppelstelle des Lichtleit- und -abstrahlelements von einer Lichteinkoppelausnehmung gebildet wird. Zur Einkoppelung in das Lichtleit- und -abstrahlelement vorgesehenes Licht, das an der Oberfläche vorgenannten Elements reflektiert wird, ist somit nicht verloren, sondern kann an der dem Reflexionsbereich gegenüberliegenden Seite der Lichteinkoppelausnehmung in das Lichtleit- und -abstrahlelement eintreten.
Da Licht von Lichtquellen üblicherweise nicht strahlförmig, sondern kegelförmig abgestrahlt wird, ist eine punktgenaue, verlustarme Lichteinkoppelung nur mit hohem, zusätzlichem apparativen Aufwand zu bewerkstelligen. Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist es daher besonders vorteilhaft, wenn in die Lichteinkoppelausnehmung eines der Lichteinstrahlelemente eingreift, so daß das von dem Lichteinstrahlelement abgegebene Licht vollständig in das Lichtleit- und -abstrahlelement überführt werden kann.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Innenraumeinbauteil besonders kostengünstig herstellbar und dauerhaltbar, wenn zumindest eines der Lichteinstrahlelemente eine LED ist. Dabei ist weiterhin von Vorteil, daß durch die nur geringe Abgabe von Verlustwärme von LEDs eine lediglich geringe Aufwärmung des Innenraumeinbauteils durch die Lichteinstrahlelemente erfolgt.
Wenn zumindest eines der Lichteinstrahlelemente eine Lichtauskoppelstelle einer Lichtleitfaser gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist, sind aufwendige elektrische Kontaktierungen für das Innenraumeinbauteil nicht erforderlich. Zudem sind Lichtleitfasern unempfindlich gegenüber schwingender Beanspruchung, so daß ein solches Innenraumeinbauteil insbesondere in Fahrzeugen eine hohe Betriebssicherheit hinsichtlich der Beleuchtung aufweist.
Dabei ist vorzugsweise eine Zentrallichtquelle vorgesehen, und vorzugsweise führt die Lichtleitphase ausgehend von der Zentrallichtquelle dem Lichtleit- und -abstrahlelement Licht zur Einkoppelung zu. Eine solche Zentrallichtquelle kann in einem leicht erreichbaren Bereich des Innenraumeinbauteils angeordnet sein und ist somit im Servicefall leicht zugänglich.
Vorteilhaft weiter vereinfacht wird der Aufbau des Innenraumeinbauteils, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ein von der Zentrallichtquelle mittels einer weiteren Lichtleitfaser beleuchtbares Anzeigeelement vorgesehen ist. Auf diese Weise kann auf eine Vielzahl von Lichtquellen und damit auch auf andernfalls erforderliche elektrische Kontaktierungen verzichtet werden. Bei dem Anzeigeelement kann es sich beispielsweise um eine Symbolanzeige, ein beleuchtetes Bedienelement oder ein Anzeigeinstrument handeln.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Gleichmäßigkeit der Innenraumbeleuchtung weiter erhöht, wenn das Lichtleit- und -abstrahlelement derart angeordnet ist, daß ein erster Anteil des von dem Lichtleit- und -abstrahlelements abgestrahlten Lichts direkt und ein zweiter Anteil indirekt, reflektiert an der Oberfläche des Innenraumeinbauteils in den Innenraum abstrahlbar ist. Durch die direkte Abstrahlung des ersten Anteils wird eine hohe Beleuchtungsstärke aufrechterhalten.
Es ist vorstellbar, das Lichtleit- und -abstrahlelement auf der Oberfläche des Innenraumeinbauteils anzubringen. Eine störungsfreie Oberfläche des Innenraumeinbauteils wird aber vorteilhaft dann erzielt, wenn das Lichtleit- und -abstrahlelement gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in einer Fuge verläuft. Das insbesondere in Kraftfahrzeugen zur Vermeidung von Verletzungen angestrebte Ziel, vorstehende Elemente an Oberflächen zu vermeiden, wird damit auf einfache Weise erreicht.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Innenraumeinbauteil eine Fahrzeugarmaturentafel. Aufgrund der zentralen Anordnung der Fahrzeugarmaturentafel in einem Fahrzeug und ihrer über die gesamte Fahrzeugbreite reichenden Länge ist mit diesem Innenraumeinbauteil eine besonderes hohe und gleichmäßige Beleuchtung des Fahrzeuginnenraums ermöglicht. Außerdem kann damit die Eigenschaft des Lichtleit- und -abstrahlelements vorteilhaft genutzt werden, daß es freizügig an beliebige Oberflächenkonturen, wie zum Beispiel Wölbungen, Kanten, Ecken oder Absätze, angepaßt werden kann.
Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Fuge an der Außenkontur eines in der Fahrzeugarmaturentafel angeordneten Einsatzes vorgesehen ist. Auf diese Weise kann die naturgemäß zwischen Einsatz und Fahrzeugarmaturentafel vorhandene Fuge für das Lichtleit- und -abstrahlelement genutzt und gleichzeitig kaschiert werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Fahrzeugarmaturentafel,
Fig. 2 einen Schnitt entlang Linie A-A durch die Fahrzeugarmaturentafel gemäß Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt entlang Linie A-A durch eine Fahrzeugarmaturentafel gemäß Fig. 1 mit einem alternativen Aufbau,
Fig. 4 einen Abschnitt eines Lichtleit- und -abstrahlelements und
Fig. 5 einen Abschnitt eines weiteren Lichtleit- und -abstrahlelements.
Entsprechende Elemente sind in den Figuren jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist ein als Fahrzeugarmaturentafel 1 ausgebildetes Innenraumeinbauteil mit einer drei jeweils linienförmige, eine Längserstreckung (siehe Doppelpfeile L2, L3, L4) aufweisenden Lichtleit- und -abstrahlelemente 2, 3, 4 aufweisenden Beleuchtungsvorrichtung 32 zur Innenraumbeleuchtung eines hier nicht weiter dargestellten Innenraums 5 eines Kraftfahrzeugs gezeigt. Lichteinstrahlelemente 20 sind derart angeordnet, daß sie Licht im wesentlichen quer zur Längserstreckung der Lichtleit- und -abstrahlelemente 2, 3, 4 in diese einkoppeln. Die Fahrzeugarmaturentafel 1 weist Anzeigeinstrumente 6, 6' und eine Ausnehmung 7 für eine hier nicht dargestellte Lenksäule an einem Bedienereinsatz 8, einen Verkleidungseinsatz 9 und einen ein Anzeigeelement 10 sowie ein Bedienelement 19 tragenden Mittelkonsoleneinsatz 11 auf.
Zwischen dem Bedienereinsatz 8, dem Verkleidungseinsatz 9 und dem Mittelkonsoleneinsatz 11 sowie einem Armaturentafelrahmen 12 befindet sich bauartbedingt jeweils eine Fuge 13, 14, 15. In diesen Fugen 13, 14, 15 sind jeweils die Lichtleit- und -abstrahlelemente 2, 3, 4 angeordnet.
Einen Schnitt durch die Fahrzeugarmaturentafel 1 gemäß Fig. 1 entlang Linie A-A ist in Fig. 2 dargestellt. Darin ist zu erkennen, daß der Armaturentafelrahmen 12 und der Mittelkonsoleneinsatz 11 von einem Armaturentafelträger 16 getragen wird. Das Anzeigeelement 10 wird von einer Lichtquelle 17 beleuchtet und ist in den Mittelkonsoleneinsatz 11 eingebaut. Eine weitere Lichtquelle 18 beleuchtet ein Bedienelement 19, das hier als Taster ausgebildet ist.
In der Fuge 14 zwischen dem Armaturentafelrahmen 12 und dem Mittelkonsoleneinsatz 11 befindet sich das Lichtleit- und -abstrahlelement 3, das senkrecht zu seiner Längserstreckung (vergleiche Fig. 1, Doppelpfeil L3) einen rechteckigen Querschnitt aufweist und von einem Lichteinstrahlelement 20 beleuchtet wird. Das Lichteinstrahlelement 20 ist als Glühbirne ausgebildet, die Licht in eine erste Schmalseite 21 des Lichtleit- und -abstrahlelements 3 einkoppelt. Von einer der ersten Schmalseite 21 gegenüberliegenden zweiten Schmalseite 22 des Lichtleit- und -abstrahlelements 3 wird das Licht in den Innenraum 5 ausgekoppelt. Damit wird das Lichtleit- und -abstrahlelement 3 in einer Querrichtung Q (bezogen auf seine Längserstreckung; vergleiche Fig. 1, Doppelpfeil L3) von Licht durchstrahlt.
Das Lichtleit- und -abstrahlelement 3 der Beleuchtungsvorrichtung 32 ist derart angeordnet, daß ein erster Anteil 23 des von dem Lichtleit- und -abstrahlelement 3 abgestrahlten Lichts direkt und ein zweiter Anteil 24 indirekt, reflektiert an der Oberfläche 25 (mit dem Bedienelement 19 und dem Anzeigeelement 10) des Mittelkonsoleneinsatzes 11 der Fahrzeugarmaturentafel 1 in den Innenraum 5 abgestrahlt wird. Die Oberfläche 25 des Mittelkonsoleneinsatzes 11 weist eine Oberfläche 32 des Bedienelementes 19 und eine Oberfläche 33 des Anzeigeelementes 10 auf. Durch die Auflichtbeleuchtung der Oberflächen 32, 33 des Bedienelementes 19 und des Anzeigeelementes 10 mittels von dem Lichtleit- und -abstrahlelement 3 abgestrahlten Lichtes, das dann in den Innenraum 5 reflektiert wird, können das Bedienelement 19 und das Anzeigeelement 10 zusätzlich hervorgehoben werden.
Der Aufbau einer Armaturentafel 1 nach Fig. 3 entspricht weitgehend derjenigen aus Fig. 2. Im Unterschied zu dieser sind die Lichteinstrahlelemente 20 hier aber nicht als Lichtquellen ausgebildet, sondern es handelt sich dabei um Lichtauskoppelstellen von Lichtleitfasern 26. Zur Speisung der Lichtleitfasern 26 mit Licht ist eine Zentrallichtquelle 27 vorgesehen, deren Licht von den Lichtleitfasern 26 den Lichteinstrahlelementen 20 und nachfolgend dem Lichtleit- und -abstrahlelement 3 zugeführt wird. Eine weitere Lichtleitfaser 28 beleuchtet das Anzeigeelement 10.
Einen Abschnitt eines Lichtleit- und -abstrahlelements 2 mit einer Lichteinkoppelstelle 29 zeigt Fig. 4. Die Lichteinkoppelstelle 29 wird von einer zylinderförmigen Lichteinkoppelausnehmung 30 gebildet, in die ein als LED ausgebildetes, auf einer elektrischen Leiterplatte 31 (oder einer entsprechenden Leiterfolie) montiertes Lichteinstrahlelement 20 eingreift.
Fig. 5 zeigt einen Fig. 4 entsprechenden Abschnitt eines anderen Lichtleit- und -abstrahlelements 2n mit einer von einer Lichteinkoppelausnehmung 30 gebildeten Lichteinkoppelstelle 29, wobei die Lichteinkoppelausnehmung 30 kugelsegmentförmig ausgebildet ist. Als Lichteinstrahlelement 20 dient hier - korrespondierend mit der Lichteinkoppelausnehmung 30 - eine kugelsegmentförmige Lichtauskoppelstelle einer Lichtleitfaser 26.
Sowohl in Fig. 4 als auch in Fig. 5 ist zur Verdeutlichung die jeweilige Längserstreckung (durch Doppelpfeile L2) der Lichtleit- und -abstrahlelemente 2 als auch ihre jeweilige Querrichtung Q (bezogen auf die Längserstreckung L2) angegeben.

Claims

1. Innenraumeinbauteil, insbesondere für einen Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs, mit einer ein linienförmiges, eine Längserstreckung aufweisendes Lichtleit- und -abstrahlelement aufweisenden Beleuchtungsvorrichtung zur Innenraumbeleuchtung und mit einem Lichteinstrahlelement zur Einkoppelung von Licht in das Lichtleit- und -abstrahlelement, wobei das Lichtleit- und -abstrahlelement Licht quer zu seiner Längserstreckung in den Innenraum abstrahlt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Lichteinstrahlelemente (20) vorhanden und derart angeordnet sind, daß sie Licht im wesentlichen in einer Richtung (Q) quer zur Längserstreckung (L2; L3; L4) des Lichtleit- und -abstrahlelementes (2; 3; 4) in dieses einkoppeln.

2. Innenraumeinbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtleit- und -abstrahlelement (2) eine einem Lichteinstrahlelement (20) zugeordnete Lichteinkoppelstelle (29) aufweist.

3. Innenraumeinbauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichteinkoppelstelle (29) des Lichtleit- und -abstrahlelements (2) von einer Lichteinkoppelausnehmung (30) gebildet wird.

4. Innenraumeinbauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Lichteinkoppelausnehmung (30) eines der Lichteinstrahlelemente (20) eingreift.

5. Innenraumeinbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Lichteinstrahlelemente (20) eine LED ist.

6. Innenraumeinbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Lichteinstrahlelemente (20) eine Lichtauskoppelstelle einer Lichtleitfaser (26) ist.

7. Innenraumeinbauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zentrallichtquelle (27) vorgesehen ist und daß die Lichtleitfaser (26) ausgehend von der Zentrallichtquelle (27) dem Lichtleit- und -abstrahlelement (3) Licht zur Einkoppelung zuführt.

8. Innenraumeinbauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Zentrallichtquelle (27) mittels einer weiteren Lichtleitfaser (28) beleuchtbares Anzeigeelement (10) vorgesehen ist.

9. Innenraumeinbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtleit- und -abstrahlelement (3) derart angeordnet ist, daß ein erster Anteil (23) des von dem Lichtleit- und -abstrahlelement (3) abgestrahlten Lichts direkt und ein zweiter Anteil (24) indirekt, reflektiert an der Oberfläche (25) des Innenraumeinbauteils (11) in den Innenraum (5) abstrahlbar ist.

10. Innenraumeinbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtleit- und -abstrahlelement (3) in einer Fuge (14) verläuft.

11. Innenraumeinbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenraumeinbauteil eine Fahrzeugarmaturentafel (1) ist.

12. Innenraumeinbauteil nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fuge (14) an der Außenkontur eines in der Fahrzeugarmaturentafel (1) angeordneten Einsatzes (11) vorgesehen ist.