DE102004044035B4 - Bauteil aus Kunststoff, insbesondere Verkleidungsteil für den KFZ-Innenraum - Google Patents
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Abstract
Bauteil
aus Kunststoff, insbesondere Verkleidungsteil für einen KFZ-Innenraum, mit einem einen äußeren Bereich
bildenden Bauteilkörper
und einem Lichtleiter zum Leiten von Licht zu Abschnitten des Bauteilkörpers, die
aus einem wenigstens transluzenten Material sind, so dass das zu
den Abschnitten geleitete Licht zumindest teilweise durch das wenigstens
transluzente Material nach außen
abgestrahlt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bauteilkörper ein
einen inneren Bereich bildender und zumindest teilweise als der
Lichtleiter ausgebildeter Innenraum vorgesehen ist, welcher mit
dem Bauteilkörper
einteilig verbunden und von diesem weitgehend umschlossen gebildet
ist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Bauteil aus Kunststoff, insbesondere ein Verkleidungsteil für einen KFZ-Innenraum, mit einem einen äußeren Bereich bildenden Bauteilkörper und einem Lichtleiter zum Leiten von Licht zu Abschnitten des Bauteilkörpers, die aus einem wenigstens transluzenten Material sind.
- Hintergrund der Erfindung
- In zunehmendem Maße werden in jüngerer Zeit Bauteile, insbesondere Verkleidungsteile und vor allem Verkleidungsteile für den KFZ-Innenraum mit Beleuchtungsfunktionen ausgestattet. Es geht dabei nicht mehr nur darum, dass ein Bauteil als Träger oder Fassung für eine Leuchte fungiert, wie man es schon seit langem von KFZ-Innenraumleuchten beispielsweise als Leseleuchte unter dem Dachhimmel kennt. Vielmehr soll statt oder zusätzlich zu einer funktionellen Beleuchtung eine ambiente Beleuchtung erfolgen. Eine funktionelle Beleuchtung ist in diesem Sinne eine Beleuchtung mit für bestimmte Funktionen ausreichender Beleuchtungsstärke, die also beispielsweise das Erkennen von Gegenständen oder Bedienelementen ermöglicht (in diese Kategorie fallen z. B. herkömmliche Leuchten im Handschuhkasten sowie Tastaturbeleuchtungen) oder zum Lesen ausreicht (z. B. die Leseleuchte im Dachhimmel). Bei einer ambienten Beleuchtung dagegen soll vornehmlich ein angenehmes Erscheinungsbild bzw. eine angenehme Atmosphäre/Hintergrundbeleuchtung erzeugt werden; die Funktion, z. B. das Erkennen oder Bedienen, ist dem in der Regel untergeordnet. Ambiente Beleuchtungen sind daher oft – aber nicht zwingend – von geringerer Beleuchtungsstärke. Ein Beispiel für eine ambiente Beleuchtung sind beleuchtete Einstiegsleisten. Die Übergänge zwischen ambienter und funktioneller Beleuchtung können fließend sein (wie z. B. bei einer Türeinstiegs leuchte, die sowohl eine angenehme Optik im Einstiegsbereich bewirkt als auch funktionell den unmittelbaren Einstiegsbereich beleuchtet, um ein sicheres Ein- und Aussteigen zu ermöglichen).
- Ein Bauteil als Lichtquelle mit ambienter Beleuchtungsfunktion kann eine direkte (indem das Bauteil selbst leuchtet) oder indirekte (indem das Bauteil von einer anderen Lichtquelle beleuchtet wird) Lichtquelle sein. Bei direkter Beleuchtung ist es erforderlich, die eigentliche Lichtquelle entweder an oder in dem Bauteil zu integrieren oder das Licht von der eigentlichen Lichtquelle mittels eines Lichtleiters an das Bauteil heranzuführen. Durch Kombination der eigentlichen Lichtquelle mit einem durchleuchtbaren Bauteil wird das Bauteil dann selber leuchtend. Bei direkter ambienter Beleuchtung ist es oft erwünscht, eine Fläche gleichmäßig leuchten zu lassen.
- Herkömmliche Lichtquellen sind punktförmige bzw. räumlich eng begrenzte Quellen wie Glühlampen oder LED. Vorteile herkömmlicher Lichtquellen sind die einfache Verfügbarkeit, die große Vielfalt an Farben und Formen sowie der günstige Preis. Das Licht einer solchen Quelle wird häufig mittels Lichtleitern, das sind in der Regel längliche oder flächenartige, dreidimensional geformte Strukturen, von der eigentlichen Lichtquelle zu dem Ort herangeführt, der leuchten soll. Ein Lichtleiter ist in diesem Sinne ein Medium, welches von der Lichtquelle eingekoppeltes Licht entlang seiner länglichen oder flächenartigen Ausdehnung führt. Dies wird erreicht, indem eingekoppeltes Licht an der Grenze des Lichtleiters zum umgebenden Medium reflektiert wird (in der Regel durch Totalreflexion infolge eines hohen Brechungsindexes zur umgebenden Luft). Um gezielt Licht aus dem Lichtleiter auszukoppeln, werden Störstellen an der Oberfläche (z. B. durch Strukturierung, Anbringung optischer Flächen o. ä.) oder im Material (z. B. Hohlstellen, Fremdkörper) eingefügt. Typische Aufgaben der Lichtleiter sind es, mehrere Lichtquellen zu kombinieren, das Licht auf mehrere Orte zu verteilen oder eine gleichmäßige Verteilung von Licht an verschiedenen Orten oder entlang einer Fläche zu bewirken.
- Bei einem Bauteil mit direkter ambienter Leuchtfunktion ist es – wie bereits erwähnt – oft erwünscht, eine Fläche gleichmäßig leuchten zu lassen. Aus diesem Grund sind bei Verwendung von weitgehend punktförmigen Lichtquellen in der Regel Lichtleiter notwendig, um eine gleichmäßige Verteilung des Lichtes in der Fläche zu erreichen. Ein Nachteil dieser herkömmlichen Lichtquellen ist daher oft eine aufwendige Konstruktion und Befestigung der Lichtleiter mit den Lichtquellen an dem Bauteil.
- Als neuartige Lichtquellen kommen in jüngerer Zeit verstärkt leuchtende flächenartige Strukturen wie Elektro-Lumineszenzfolien zum Einsatz. Solche Lichtquellen haben den Vorteil, eine Fläche gleichmäßig ausleuchten zu können, eine geringe Wärmeentwicklung zu besitzen und einen geringen eigenen Bauraum zu benötigen. Nachteilig ist der (noch) hohe bis sehr hohe Preis.
- Kunststoff-Verkleidungsteile für den KFZ-Innenraumbereich haben in der Regel erhöhte mechanische Anforderungen wie ausreichende Steifigkeit und Stabilität zu erfüllen. Aus diesem Grund werden solche Bauteile typischerweise mit versteifenden Elementen wie Rippen oder Kanälen ausgeführt. Eine besondere An dieser Ausführung entsteht bei dem bekannten Verfahren der Injektionstechnik im Spritzguss, bei der in einen Bereich höherer Wandstärke des Bauteils vor der Erstarrungsphase im Formwerkzeug ein Medium eingespritzt wird, das einen Teil der Kunststoffschmelze aus diesem Bereich verdrängt. Je nach An des verwendeten Mediums unterscheidet man die gegenwärtig bekannte Gas-, bzw. Wasserinjektionstechnik. In beiden Fällen entsteht nach der Herstellung und der Entfernung des Mediums ein hohler Kanal in dem Bauteil. Ein solcher Injektionskanal bringt eine große Erhöhung der Steifigkeit und Stabilität bei nur geringem Gewicht.
- In dem Dokument
EP 1 110 822 B1 ist eine innere Türverkleidung für eine KFZ-Tür beschrieben, welche über lichtdurchlässige Abschnitte verfügt. Auf der Rückseite der Türverkleidung sind zwei Lichtquellen zum Erzeugen von Licht vorgesehen. Das mittels der Lichtquellen erzeugte Licht wird mit einem Element zu den lichtdurchläs sigen Bereichen geführt, so daß das Licht durch die lichtdurchlässigen Bereiche zumindest teilweise nach außen treten kann. Mit Hilfe des Elementes ist ein Lichtleiter zum Führen des Lichtes zwischen den Lichtquellen und den zu beleuchtenden Bereichen der Türverkleidung gebildet. - Das Dokument
DE 103 43 778 A1 betrifft ein Lichtdach für ein Kraftfahrzeug, bei dem Lichtstrahlen in das Kunststoffmaterial des Lichtdaches eindringen, in diesem mittels Reflexion fortgeleitet werden und anschließend zumindest teilweise aus dem Kunststoffmaterial in den Innenraum des Kraftfahrzeuges ausgekoppelt werden. Bei dem Lichtdach ist kein einen inneren Bereich bildender Innenraum hergestellt. Das Lichtdach bildet insofern einen freiliegenden Lichtleiter. - In ähnlicher Weise verhält es sich mit dem Stand der Technik aus dem Dokument 20 019 073 U1, in welchem eine Beleuchtungseinrichtung, insbesondere zur Beleuchtung des Innenraumes oder eines Inneneinrichtungsteiles eines Kraftfahrzeuges, beschrieben ist. Hierbei ist ein Lichtleiter vorgesehen, in welchen Lichtstrahlen eingekoppelt werden. Entlang des Außenumfangs des Lichtleiters sind zueinander versetzte optische Störstellen gebildet, um das eingekoppelte Licht aus dem Lichtleiter auszukoppeln. Der Lichtleiter ist als gestrecktes Bauteil aus einem Vollmaterial gebildet, so daß ein freiliegender Lichtleiter geschaffen ist.
- In dem Dokument
DE 103 12 250 B3 ist ein Bedien- oder Anzeigeelement mit einem Grundkörper aus nicht-weißem, transluzentem Kunststoff, einer auf einer Außenfläche des Grundkörpers aufgebrachten, lichtundurchlässigen Deckschicht und einem Streumittel beschrieben, das auf einer der Außenfläche gegenüberliegenden Innenfläche des Grundkörpers aufgebracht ist. Die Streufolie dient zur Verbesserung der Streueigenschaften des nicht-weißen, transluzenten Kunststoffs. Der Aufbau entspricht grundsätzlich einer Anordnung für hinterleuchtete Anzeige- oder Bedienelemente. - Das Dokument
DE 197 48 636 A1 offenbart einen faserförmigen Lichtwellenleiter, aus dem mittels Aufrauhung Licht ausgekoppelt wird. - Im Dokument
DE 101 59 954 A1 ist ein Innenraumbauteil für ein KFZ mit mindestens zwei Lichteinstrahlelementen offenbart, deren Licht quer zur Längsrichtung eines Lichtwellenleiters in diesen eingekoppelt wird. Die Lichtleitelemente werden in Verbindung mit einem Innenraumbauteil zur Beleuchtung genutzt. Dieses ist beispielsweise an einem Armaturenbrett angebracht. - In ähnlicher Weise ist in dem Dokument
DE 199 61 870 A1 ein Innenraumbauteil für ein KFZ mit einer Innenleuchte beschrieben, welche einen Lichtleiter umfaßt, der mit dem Innenraumbauteil konturbündig abschließt. - In dem Dokument
DE 199 36 982 C2 ist ein Innenausbauteil für Kraftfahrzeuge beschrieben, bei dem eine als Lichtleiter ausgeführte Oberflächenbeschichtung gebildet ist. - Zusammenfassung der Erfindung
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bauteil, insbesondere ein Verkleidungsteil für einen KFZ-Innenraumbereich, mit einer kostengünstig herstellbaren Leuchtfunktion auszustatten, welche insbesondere eine gleichmäßige ambiente Beleuchtung ermöglicht.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Bauteil nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.
- Erfindungsgemäß ist ein Bauteil aus Kunststoff geschaffen, insbesondere ein Verkleidungsteil für einen KFZ-Innenraum, mit einem einen äußeren Bereich bildenden Bauteilkörper und einem Lichtleiter zum Leiten von Licht zu Abschnitten des Bauteilkörpers, die aus einem wenigstens transluzenten Material sind, so dass das zu den Abschnitten geleitete Licht zumindest teilweise durch das wenigstens transluzente Material nach außen abgestrahlt werden kann, wobei in dem Bauteilkörper ein einen inneren Bereich bildender und zumindest teilweise als der Lichtleiter ausgebildeter Innenraum vorgesehen ist, welcher mit dem Bauteilkörper einteilig verbunden und von diesem weitgehend umschlossen gebildet ist.
- „Einteilig miteinander verbunden" meint im Sinne dieser Erfindung, dass der äußere und der innere Bereich des Bauteils während der Formgebung des Bauteils, beispielsweise mittels Spritzgießen, Blasformen, Extrudieren, Pressen oder Strangablegeverfahren und wahlweise der entsprechenden Sonderverfahren wie Gasinjektionstechnik, entstehen, gemeinsam das Bauteil bilden und nicht etwa durch nachträgliche Befestigung oder Fügeprozesse miteinander verbunden werden.
- Bevorzugte Ausführunsgbeispiele der Erfindung
- Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert.
- Die einzige Figur zeigt eine perspektivische Darstellung eines Bauteils
1 aus Kunststoff Das Bauteil1 ist zumindest teilweise aus einem transluzenten (also durchscheinenden, lichtdurchlässigen aber nicht notwendigerweise klaren) Kunststoff gefertigt, wobei das Bauteil1 beispielsweise mittels Gasinnendruckverfahren im Spritzgießen hergestellt wurde und mit einem Injektionskanal2 versehen ist. Der Injektionskanal (Hohlkanal)2 bildet einen inneren Bereich des Bauteils1 , in dem ein Lichtleiter3 untergebracht ist. Hierbei können an dem Bauteil1 auch mehrere, getrennte oder miteinander verbundene Kanäle mit gleichen oder unterschiedlichen Querschnitten und beliebig ausgebildeten Konturen vorhanden sein, von denen einer, mehrere oder alle Kanäle Lichtleiter aufnehmen. - Das aus einer herkömmlichen, im wesentlichen punktförmigen, preisgünstigen Lichtquelle (z. B. einer LED) in den Lichtleiter
3 eingespeiste Licht wird durch an geeigneten Stellen der Oberfläche des Lichtleiters3 eingebrachte Strukturen4 zumindest teilweise aus dem Lichtleiter3 aus- und in das Bauteil1 eingekoppelt. Dies führt in den entsprechenden Bereichen des transluzenten Bauteils1 zu einer ambienten Beleuchtung mit gleichmäßiger Leuchtdichte. - Ferner kann das Bauteil mit einem zumindest teilweise durchleuchtbaren Dekor, z. B. einem geeigneten Textil, einer Folie oder Pergament, bedeckt sein (beispielsweise durch Hinterspritzen oder Kaschierung), wodurch sowohl bei eingeschalteter als auch bei ausgeschalteter Beleuchtung u. U. unterschiedliche zusätzliche Gestaltungseffekte der Bauteiloberfläche möglich sind.
- Weiterhin kann das Bauteil nur in Teilbereichen, z. B. dem beleuchteten Bereich, aus dem transluzenten Material gefertigt sein und mittels Mehrkomponententechnik in anderen Bereichen aus anderen Materialien bestehen, die entweder lichtundurchlässig, transluzent oder transparent sind und ggf. verschiedene Farben besitzen. Auch der beleuchtete Bereich kann mittels Mehrkomponententechnik aus mehreren transluzenten Materialien bestehen, die unterschiedliche Farben haben können. Mittels Beimischung von Additiven, Pigmenten oder Fremdkörpern (z. B. metallisch oder mineralisch glitzernde Pigmente oder Naturfasern) können optische Effekte in dem durchleuchtbaren Material erzeugt werden.
- Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass ein solcher Kanal dann sowohl eine Funktion als mechanische Versteifung als auch zur Lichtleitung besitzt.
- Da der Injektionskanal
2 ein Bestandteil des eigentlichen Verkleidungsteils ist, führt ferner jede Auskopplung von Licht aus dem Lichtleiter3 zwangsläufig zu einer Einkopplung des Lichts in das Bauteil1 selbst, da ja der Lichtleiter3 vom Injektionskanal2 umgeben ist bzw. der Injektionskanal2 selbst als Lichtleiter3 fungiert. Dies gestattet es auf einfache Weise Licht an einer oder mehreren Stellen bzw. flächig in das Verkleidungsteil einzukoppeln und dieses damit zum Leuchten zu bringen. Die sonst notwendige aufwendige Gestaltung und Befestigung des Lichtleiters entfällt. - Aufstellung der Bezugszeichen:
-
- 1
- Bauteil
- 2
- Injektionskanal (Hohlkanal)
- 3
- Lichtleiter
- 4
- Strukturen zur Auskopplung von Licht aus dem Lichtleiter
- 5
- Textildekor
Claims (28)
- Bauteil aus Kunststoff, insbesondere Verkleidungsteil für einen KFZ-Innenraum, mit einem einen äußeren Bereich bildenden Bauteilkörper und einem Lichtleiter zum Leiten von Licht zu Abschnitten des Bauteilkörpers, die aus einem wenigstens transluzenten Material sind, so dass das zu den Abschnitten geleitete Licht zumindest teilweise durch das wenigstens transluzente Material nach außen abgestrahlt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bauteilkörper ein einen inneren Bereich bildender und zumindest teilweise als der Lichtleiter ausgebildeter Innenraum vorgesehen ist, welcher mit dem Bauteilkörper einteilig verbunden und von diesem weitgehend umschlossen gebildet ist.
- Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandoberfläche des Innenraums mit einer das Licht zumindest teilweise reflektierenden Schicht versehen ist.
- Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest teilweise reflektierende Schicht eine Metallschicht ist.
- Bauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht aufgedampft oder chemisch/elektrolytisch abgeschieden ist.
- Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum eine von dem Lichtleiter umfasste Füllung aus einem lichtleitenden Material umfasst, die den Innenraum zumindest teilweise ausfüllt.
- Bauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtleitende Material an einer oder mehreren Befestigungsstellen an einer Innenwand des Innenraums befestigt ist und die Befestigungsstellen Licht aus dem lichtleitenden Material auskoppelnd und in den Bauteilkörper einkoppelnd gebildet sind.
- Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder alle Befestigungsstellen mittels eines Fügeverfahrens, insbesondere mittels Ultraschallschweißen oder Warmnieten, gebildet sind.
- Bauteil nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtleitende Material ein Faserbündel ist.
- Bauteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Fasern des Faserbündels eine unterschiedliche Länge aufweisen.
- Bauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Faserenden der Fasern mit unterschiedlicher Länge Licht in den Bauteilkörper einkoppelnd und so einen oder mehrere Bereiche des Bauteilkörpers ausleuchtend gebildet sind.
- Bauteil nach Anspruch einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtleitende Material ein transparenter Kunststoff ist.
- Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum als Kanal mit einem oder mehreren Kanalabschnitten gebildet ist.
- Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens transluzente Material transparent ist.
- Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteilkörper zumindest teilweise mit einem wenigstens teilweise durchleuchtbaren Dekormaterial versehen ist.
- Bauteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens teilweise durchleuchtbare Dekormaterial ein Textil, eine Folie oder Pergament ist.
- Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter Licht aus dem Lichtleiter auskoppelnde und in den Bauteilkörper einkoppelnde Störstellen aufweist.
- Bauteil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Störstellen mittels Oberflächenstrukturierung und/oder Einbringen von Fremdkörpern und/oder Ausbilden von Hohlräumen und/oder Bohrungen gebildet sind.
- Bauteil nach Anspruch 2 und zumindest einem der Ansprüche 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Störstellen teilweise im Bereich der Licht zumindest teilweise reflektierenden Schicht gebildet sind, wobei die Licht zumindest teilweise reflektierende Schicht im Bereich der Störstellen zerstört ist.
- Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteilkörper mittels einer Injektionstechnik im Spritzgiess-, Press- oder Strangablegeverfahren hergestellt ist und der Innenraum in einem Injektionskanal gebildet ist.
- Bauteil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektionskanal ein Gas- oder ein Wasserinjektionskanal ist.
- Bauteil nach Anspruch 5 und zumindest einem der Ansprüche 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Injektionsmedium nach dem Herstellen des Bauteilkörpers in dem Injektionskanal verbleibt und das lichtleitende Material bildet.
- Bauteil nach zumindest einem der Ansprüche 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein transparenter Kunststoff in dem Injektionskanal im 2-Komponenten-Spritzgießverfahren eingebracht ist.
- Bauteil nach Anspruch 5 und zumindest einem der Ansprüche 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtleitende Material mittels eines nachträglich in dem Injektionskanal eingebrachten, transparenten Materials gebildet ist.
- Bauteil nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das nachträglich in dem Injektionskanal eingebrachte, transparente Material ein flüssiges, aushärtendes Gießharz ist.
- Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteilkörper mittels eines Sandwich-, eines Monosandwich, eines 2K-, eines Mehrkomponenten- oder eines Mehrfarben-Spritzgussverfahren hergestellt ist.
- Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteilkörper mittels Coextrusion im Blasformen hergestellt ist, wobei mit zumindest einer von mehreren extrudierten Schichten der innere Bereich und mit zumindest einer anderen der mehreren extrudierten Schicht der äußere Bereich gebildet sind.
- Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteilkörper mittels Coextrusionstechnik hergestellt ist, wobei mit zumindest einer von mehreren gemeinsam extrudierten Strängen der innere Bereich und mit zumindest einer anderer der mehreren gemeinsam extrudierten Stränge der äußere Bereich gebildet sind.
- Bauteil nach einem der Ansprüche 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteilkörper mittels Einlegetechnik im Spritzguss-, Press- oder Strangablegeverfahren hergestellt ist, wobei das lichtleitende Material in ein Formgebungs-Werkzeug eingelegt und von dem Kunststoff umspritzt, umpresst oder umschlossen wird, um den inneren und den äußeren Bereich zu bilden.
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