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Es wird eine Kennzeichenbeleuchtung für ein Kraftfahrzeug beschrieben. Die Kennzeichenbeleuchtung weist eine an einer Außenkarosserie angeordnete und unter einem Beleuchtungswinkel auf ein Fahrzeugkennzeichen gerichtete Position auf. Mindestens eine Lichtquelle ist hinter einem Abblendschirm angeordnet.
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Dazu ist aus der Druckschrift
US 7,318,663 B2 ein Hecklicht zur Beleuchtung eines Fahrzeugkennzeichens bekannt, wobei die Lichtquelle zum Emittieren eines Lichtstrahls auf einen optischen Wellenleiter, der benachbart zu der Lichtquelle angeordnet ist, gerichtet wird. Der optische Wellenleiter hat eine Eingangsoberfläche, die auf die Quelle ausgerichtet ist und mindestens eine Ausgangsoberfläche, die einen Lichtstrahl, der durch den optischen Wellenleiter geführt worden ist, auf das Fahrzeugkennzeichen und/oder mindestens auf ein Rücklicht lenkt. Die Lichtquelle kann eine lichtemittierende Diode sein.
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Eine Aufgabe ist es, eine verbesserte Kennzeichenbeleuchtung zu schaffen, die flächig das Fahrzeugkennzeichen gleichmäßig beleuchtet.
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Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Eine Ausführungsform der Erfindung beschreibt eine Kennzeichenbeleuchtung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Kennzeichenbeleuchtung eine an einer Außenkarosserie angeordnete und unter einem Beleuchtungswinkel auf ein Fahrzeugkennzeichen gerichtete Position aufweist. Mindestens eine Lichtquelle ist hinter einem Abblendschirm angeordnet. Die Kennzeichenbeleuchtung weist eine Lichtleiterplatte auf, die in ihrem Volumen verteilte lichtstreuende Nanopartikel aufweist. Das Licht der Lichtquelle ist in Randseiten der Lichtleiterplatte einkoppelbar.
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Ein Vorteil dieser Kennzeichenbeleuchtung ist es, dass die Lichtleiterplatte formbar ist und an die gewünschten Bereiche einer Kennzeichennische einer Fahrzeugaußenkarosserie angepasst werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine Kennzeichenleuchte aus einer Lichtleiterplatte einen äußerst geringen Stauraum benötigt. Außerdem bildet die Kennzeichenbeleuchtung auf der Basis einer Lichtleiterplatte eine kompakte und kostengünstige Lösung für das Beleuchten eines Fahrzeugkennzeichens.
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Unter lichtstreuenden Nanopartikeln werden in diesem Zusammenhang Partikel verstanden, die einen Durchmesser von 10 bis 200 Nanometer aufweisen. Die Nanopartikel streuen das eingekoppelte Licht weitestgehend isotrop. Als Nanopartikel werden vorzugsweise farblose Partikel mit einem Brechungsindex, der sich von der Lichtleiterplatte um 0,06 ≤ Δn ≤ 0,4 unterscheidet, eingesetzt. Diese Nanopartikel sind im Volumen der Lichtleiterplatte verteilt angeordnet und können zusätzlich von einer Hüllschicht umgeben sein, welche die Einbettung der Nanopartikel in das Lichtleitermaterial der Lichtleiterplatte verbessert. Durch die Einbettung der lichtstreuenden Nanopartikel ergibt sich ein Lichtleitermaterial, das im unbeleuchteten Zustand durchsichtig ist, während es bei einer Lichteinkopplung über Randseiten eine effektive allseitige Lichtabstrahlung zeigt.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, die Kennzeichenbeleuchtung über einem oberen Rand des Fahrzeugkennzeichens anzuordnen und die Kennzeichenbeleuchtung über das Fahrzeugkennzeichen hinausragen zu lassen. Aufgrund des Beleuchtungswinkels zwischen der die Kennzeichenbeleuchtung bildenden Lichtleiterplatte und dem Fahrzeugkennzeichen ist bei horizontaler Sicht auf das Fahrzeugkennzeichen die Lichtleiterplatte abgedeckt. Das hat den Vorteil, dass die Lichtleiterplatte selbst keine Blendwirkung für den beteiligten Straßenverkehr darstellt. Sie ist praktisch bei horizontaler Sicht auf das Fahrzeugkennzeichen selbst nicht zu sehen.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Kennzeichenbeleuchtung an Seitenrändern des Fahrzeugkennzeichens angeordnet ist und über den jeweiligen Seitenrand des Fahrzeugkennzeichens hinausragt. Dazu ist jeweils eine Lichtleiterplatte auf jeder Seite von dem Fahrzeugkennzeichen vorgesehen. Dabei werden die seitlich angeordneten Lichtleiterplatten jeweils von einem seitlichen Abblendschirm der Fahrzeugkarosserie gehalten und gestützt. Aufgrund des Beleuchtungswinkels α bei orthogonaler Sicht auf das Fahrzeugkennzeichen sind die Lichtleiterplatten beidseitig des Fahrzeugkennzeichens abgedeckt. Auch ergibt sich der Vorteil, dass durch die seitlichen Abblendschirme eine Blendwirkung anderer Verkehrsteilnehmer vermieden wird.
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Um die Leuchtwirkung der Lichtleiterplatte als Kennzeichenbeleuchtung zu intensivieren, kann die Rückseite der Lichtleiterplatte eine Verspiegelungsschicht aufweisen. Durch diese Verspiegelungsschicht wird erreicht, dass das durch die Nanopartikel isotrop zur Rückseite hin gestreute Licht ebenfalls zur Beleuchtung des Fahrzeugkennzeichens beitragen kann.
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Eine derartige Kennzeichenbeleuchtung kann in einer weiteren Ausführungsform auf ihren Randseiten der Lichtleiterplatte mehrere Lichtquellen aufweisen, die von spiegelnden Reflektorschirmen umgeben sind und auf mindestens eine der Randseiten der Lichtleiterplatte ausgerichtet sind. Die Reflektorschirme, welche die Lichtquellen umgeben, sorgen dafür, dass das Licht der Lichtquellen auf die Randseiten der Lichtleiterplatte projiziert oder fokussiert werden kann.
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Weiterhin ist es vorgesehen, dass auf der Rückseite der Lichtleiterplatte Reflektorflächen in einem Reflektionswinkel zu der Lichtleiterplatte angeordnet sind. Das hat den Vorteil, dass die Reflektorflächen das von den Nanopartikeln zu der Rückseite hin gestreute Licht in Richtung auf das Fahrzeugkennzeichen reflektieren können und damit die Beleuchtung des Kennzeichens verstärken. Derartige Reflektorflächen können in spiegelnde Folien eingeprägt sein, so dass lediglich eine derartige Reflektorfolie auf der Rückseite der Lichtleiterplatte an zu ordnen ist, ohne die Lichtleiterplatte selbst auf ihrer Rückseite zu strukturieren.
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Außerdem kann die Lichtleiterplatte auf ihrer Oberseite eine langgestreckte Fresnell-Linsenstruktur aufweisen. Eine derartige Fresnell-Linsenstruktur kann mit Hilfe einer Folie auf die Lichtleiterplatte aufgebracht sein, ohne dass die Oberseite selbst in einer derartigen Fresnell-Linsenstruktur strukturiert wird. Derartige Folien mit einer langgestreckten Fresnell-Linsenstruktur werden als Folienbänder angeboten und haben den Vorteil, dass sie eine Linsenwirkung für die gestreuten Lichtstrahlen der Nanopartikel darstellen.
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Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Lichtleiterplatte in Form und Größe einer vorhandenen Kennzeichennische in der Außenkarosserie des Kraftfahrzeugs angepasst ist. Dazu kann die hohe Flexibilität der Lichtleiterplatte genutzt werden, so dass keine oder nur geringfügige Modifikationen der Form der Außenkarosserie erforderlich sind, um eine traditionelle bzw. konventionelle Kennzeichenbeleuchtung durch diese plattenförmige, auf einer Lichtleiterplatte basierende Kennzeichenbeleuchtung an ein Kraftfahrzeug anzubauen.
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Als Material für die Lichtleiterplatte hat sich ein PMMA (Polymethylmethacryl) Kunststoff bewährt. Jedoch sind auch andere Kunststoffmaterialien denkbar, solange sie über Totalreflexionen an den Grenzflächen zur Luft eine Lichtleiterfunktion erfüllen und mit lichtstreuenden Nanopartikeln versehen werden können.
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Als Lichtquelle bzw. Lichtquellen werden in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung lichtemittierende Dioden eingesetzt, die den Vorteil haben, dass ihre Außenabmessungen der Breite der Randseiten einer Lichtleiterplatte entsprechen und somit in die Randseiten einer Lichtleiterplatte umgebenden Beleuchtungseinheiten untergebracht werden können. Dazu kann die lichtemittierende Diode in das Lichtleitermaterial der Lichtleiterplatte randseitig eingebettet sein. Das hat den Vorteil, dass keine Lampenfassungen erforderlich sind und die Lichtquelle vor mechanischen- und witterungsbedingten Beschädigungen geschützt ist.
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Für diese Kennzeichenbeleuchtung ist es von Vorteil, wenn die lichtstreuenden Nanopartikel in dem Volumen der Lichtleiterplatte homogen verteilt sind, um eine möglichst gleichmäßige, flächige Ausleuchtung des Fahrzeugkennzeichens zu erreichen. Um die Lichtleiterplatte farbig erscheinen zu lassen, ist es auch möglich, die Lichtleiterplatte selbst zu tönen oder entsprechend farbige Lichtquellen einzusetzen.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
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1 zeigt eine schematische Heckansicht eines Kraftfahrzeugs im Bereich einer Kennzeichennische;
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2 zeigt die schematische Ansicht der Kennzeichennische gemäß 1 unter einem geänderten Blickwinkel;
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3 zeigt mit den 3A und 3B Details der Anordnung der Kennzeichenbeleuchtung in der Kennzeichennische;
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4 zeigt eine Prinzipskizze der Kennzeichenbeleuchtung gemäß 1 bis 3 mit Reflektorflächen;
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5 zeigt eine Prinzipskizze der Kennzeichenbeleuchtung 1 gemäß 1 bis 3 mit einer langgestreckten Fresnell-Linse;
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6 zeigt mit den 6A, 6B und 6C eine Kennzeichenbeleuchtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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1 zeigt eine schematische Heckansicht 33 eines Kraftfahrzeugs 3 mit einer Außenkarosserie 4. In der Außenkarosserie 4 ist eine Kennzeichennische 32 angeordnet, die ein Fahrzeugkennzeichen 5 aufnehmen kann. Das Fahrzeugkennzeichen 5 hat einen oberen Kennzeichenrand 20 und zwei Seitenränder 21 und 22. In dieser ersten Ausführungsform der Erfindung wird das Fahrzeugkennzeichen 5 von einer oberhalb des oberen Kennzeichenrandes 20 angeordneten Kennzeichenbeleuchtung 1 bei Dunkelheit angeleuchtet.
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Die Kennzeichenbeleuchtung 1 ist in einem nicht gezeigten Beleuchtungswinkel α gegenüber dem Fahrzeugkennzeichen 5 angeordnet, so dass bei horizontaler Sicht wie in 1 auf das Fahrzeugkennzeichen 5 lediglich eine schmale Randseite 17 einer Lichtleiterplatte 10 unter einem oberen Abblendschirm 7 erkennbar ist. Diese Randseite 17 der Kennzeichenbeleuchtung 1 ist jedoch geschwärzt, so dass keinerlei Blendwirkung für den nachfolgenden Verkehr entsteht.
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2 zeigt die schematische Ansicht der Kennzeichennische 32 gemäß 1 unter einem geänderten Blickwinkel, so dass nun die Kennzeichenbeleuchtung 1 mit der Lichtleiterplatte 10 und dem in dem Volumen 13 der Lichtleiterplatte 10 angeordneten Nanopartikeln 14 zu sehen ist. Diese Nanopartikel 14 sind, solange die Kennzeichenbeleuchtung 1 nicht eingeschaltet ist, nicht erkennbar, zumal die Lichtleiterplatte 10 selbst transparent ist. Erst nach Einschalten von Lichtquellen 6, die hier in den geschwärzten Randbereichen der Randseiten 16, 17 und 18 angeordnet sind, geht von den Nanopartikeln 14 im Volumen 13 der Lichtleiterplatte 10 ein gleichmäßiges Streulicht aus, das aufgrund des Beleuchtungswinkels α in Bezug auf das Fahrzeugkennzeichen 5 die Oberfläche des Fahrzeugkennzeichens 5 bei Dunkelheit aufleuchten lässt.
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Durch die Schwärzung der Randbereiche der Randseiten 16, 17 und 18 wird gesichert, dass keine Blendwirkung durch die in diesen Randbereichen angeordneten Lichtquellen 6 entsteht.
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3 zeigt mit den 3A und 3B Details der Anordnung der Kennzeichenbeleuchtung 1 in der Kennzeichennische 32. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Insofern ist 3A bereits durch die 1 hinreichend bekannt. Lediglich der in 3B gezeigte Querschnitt durch die Kennzeichennische 32 zeigt weitere Details der neuen Kennzeichenbeleuchtung 1.
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Wie 3B zeigt, ist sowohl das Fahrzeugkennzeichen 5 als auch die Lichtleiterplatte 10 der Kennzeichenbeleuchtung 1 gegenüber einer vertikalen Ausrichtung entlang der senkrechten Linie 34 geneigt, so dass mit dem Neigungswinkel β der Lichtleiterplatte 10 gegenüber der senkrechten Linie 34 sichergestellt wird, dass der Abblendschirm 7 eine Blendwirkung der Beleuchtungseinrichtung für den nachfolgenden Verkehr verhindert. Während die vordere Randseite 17 undurchsichtig geschwärzt ist, wie es 3A zeigt, ist eine hintere Randseite 19 der Lichtleiterplatte nicht abgedeckt und streut Licht 15 zum oberen Rand 20 des Fahrzeugkennzeichens 5.
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Mit dem Beleuchtungswinkel α gegenüber dem Fahrzeugkennzeichen 5 wird außerdem sichergestellt, dass ein Großteil des Lichtes 15, das von den Nanopartikeln 14 in dem Volumen 13 der Lichtleiterplatte 10 gestreut wird, auch die Oberfläche des Fahrzeugkennzeichens 5 erreicht. Dieses kann durch eine Verspiegelungsschicht 26 unterstützt und verstärkt werden, die auf der Rückseite 23 der Lichtleiterplatte 10 angeordnet ist. Weitere optische Verstärkungsmechanismen werden mit Hilfe der nachfolgenden 3 und 4 gezeigt. Derartige Verstärkungsstrukturen dienen dazu, die von den Nanopartikeln 14 zur Rückseite 23 hin gestreuten Lichtanteile in Richtung auf das Fahrzeugkennzeichen 5 zu reflektieren.
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4 zeigt eine Prinzipskizze der Kennzeichenbeleuchtung 1 gemäß den 1 bis 3 mit Reflektorflächen 31, die auf einer Reflektorfolie 36 angeordnet sind, wobei die Reflektorfolie 36 auf der Rückseite 23 der Lichtleiterplatte 10 fixiert ist. Dabei werden die Reflektorflächen 31 derart angeschrägt, dass sich ein Reflektionswinkel σ, für das reflektierte Streulicht einstellt. Eine Lichtquelle 6 ist randseitig an der Lichtleiterplatte 10 fixiert und koppelt in einem eingeschalteten Zustand Licht in die Lichtleiterplatte 10 ein.
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Anstelle des Anbringens von Spiegeln und Flächen auf der Rückseite 23 der Lichtleiterplatte 10, kann auch auf der Oberseite 27 eine optische Verstärkung erreicht werden, indem auf die Vorderseite 27 der Lichtleiterplatte 10, wie es 5 zeigt, eine Folie mit einer langgestreckten Fresnell-Linsenstruktur 30 angeordnet wird. Eine derartige Fresnell-Linsenstruktur 30 konzentriert das Streulicht der Nanopartikel 14, das aus der Oberseite 27 der Lichtleiterplatte 10 austritt, auf das Fahrzeugkennzeichen 5. Zusätzlich kann durch die Verspiegelungsschicht 26, die auf der Rückseite 23 der Lichtleiterplatte 10 aufgebracht ist, das gestreute Licht in Richtung auf das Fahrzeugkennzeichen 5 verstärkt werden. In dieser gezeigten Ausführungsform ist die Lichtquelle 6 in Form einer Leuchtdiode direkt in das Lichtleitermaterial der Lichtleiterplatte 10 mit eingegossen, so dass durch die Einbettung der Leuchtdiode diese Lichtquelle 6 vor mechanischer und witterungsbedingter Beschädigung geschützt ist.
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6 zeigt mit den 6A, 6B und 6C eine Kennzeichenbeleuchtung 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Der Unterschied zu der vorhergehenden Ausführungsform besteht darin, dass Randbereiche der Kennzeichennische 32 genutzt werden, um eine Kennzeichenbeleuchtung 2 mit Hilfe von zwei Lichtleiterplatten 11 und 12 in der Kennzeichennische 32 unterzubringen.
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Dazu zeigt 6B die Anordnung der Lichtleiterplatten 11 und 12 in einer Schnittebene B-B der 6A der Kennzeichennische 32. Durch den Beleuchtungswinkel α ist das Streulicht der Nanopartikel 14 auf die Oberfläche 35 des Fahrzeugkennzeichens gerichtet. Bei orthogonaler Sicht auf das Fahrzeugkennzeichen 5 schirmen entsprechende Abblendschirme 8 und 9 der Außenkarosserie 4 die Lichtleiterplatten 11 und 12 derart ab, dass der nachfolgende Verkehr weder geblendet noch gestört wird.
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Der Beleuchtungswinkels α, den die Lichtleiterplatten 10 und 11 gegenüber dem Fahrzeugkennzeichen 5 aufweisen, unterstützt die Ausrichtung des Lichtes 15 auf die Oberfläche 35 des Fahrzeugkennzeichens 5 in der Kennzeichennische 32. Komponenten mit den gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Außerdem weisen die Rückseiten 24 und 25 der Lichtleiterplatten 11 und 12 Verspiegelungsschichten 26 auf, so dass aus den Oberseiten 28 und 29 der Lichtleiterplatten 11 und 12 verstärkt Licht 15 auf die Oberfläche 35 des Fahrzeugkennzeichens 5 gerichtet ist.
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6C ergänzt die Darstellung der 6A und 6B durch einen Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A der 6A.
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Dabei ist die Anordnung der lichtstreuenden Nanopartikel 14 aufweisenden, seitlichen Lichtleiterplatte 12 auf dem Abblendschirm 9 zu sehen. Auch diese Lichtleiterplatte 12 weist Nanopartikel 14 in ihrem Volumen 13 auf, die durch ihr Streulicht das Fahrzeugkennzeichen 5 bei Dunkelheit erkennbar machen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kennzeichenbeleuchtung
- 2
- Kennzeichenbeleuchtung
- 3
- Kraftfahrzeug
- 4
- Außenkarosserie
- 5
- Fahrzeugkennzeichen
- 6
- Lichtquelle
- 7
- Abblendschirm
- 8
- Abblendschirm
- 9
- Abblendschirm
- 10
- Lichtleiterplatte
- 11
- Lichtleiterplatte
- 12
- Lichtleiterplatte
- 13
- Volumen
- 14
- Nanopartikel
- 15
- Licht
- 16
- Randseite
- 17
- Randseite
- 18
- Randseite
- 19
- Randseite
- 20
- oberer Kennzeichenrand
- 21
- Seitenrand des Kennzeichens
- 22
- Seitenrand des Kennzeichens
- 23
- Rückseite
- 24
- Rückseite
- 25
- Rückseite
- 26
- Verspiegelungsschicht
- 27
- Oberseite
- 28
- Oberseite
- 29
- Oberseite
- 30
- Fresnell-Linsenstruktur
- 31
- Reflektorfläche
- 32
- Kennzeichennische
- 33
- Heckansicht
- 34
- senkrechte Linie
- 35
- Oberfläche des Fahrzeugkennzeichens
- 36
- Reflektorfolie Beleuchtungswinkel
- β
- Neigungswinkel Reflektionswinkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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