DE102012109898A1

DE102012109898A1 - Verglasungskomponente, Beleuchtungssystem und Verfahren zur Herstellung einer Verglasungskomponente

Info

Publication number: DE102012109898A1
Application number: DE201210109898
Authority: DE
Inventors: Oliver Kleinert
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2014-04-17

Abstract

Es wird eine Verglasungskomponente mit einer flächigen Platte (1) zur Beleuchtung eines Innenraums beschrieben. Die Platte (1) ist eingerichtet zur Einkopplung von Licht an einer Stirnseite (6) der Platte (1). Die Platte (1) weist einen ersten flächigen Bereich (5) und einen zweiten flächigen Bereich (3, 4,) auf, die stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Der erste Bereich (5) besteht aus einem ersten lichtleitenden Material und der zweite Bereich (3, 4) besteht aus einem zweiten lichtleitenden Material, in dem lichtstreuende Partikel (8) enthalten sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verglasungskomponente zur Beleuchtung eines Innenraums, insbesondere eines Fahrzeugs, ein Beleuchtungssystem mit einer solchen Verglasungskomponente und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Verglasungskomponente.
Aus dem Dokument DE 10360729 B4 ist eine Innenraumleuchte für ein Verkehrsmittel bekannt, bei der in eine Verbundglasscheibe eine Innenraumleuchte mit einer Platine mit Leuchtdioden und Elektronik integriert ist.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein verbessertes Konzept für Verglasungen anzugeben, über die gleichzeitig eine Beleuchtung erfolgen kann, welches sich insbesondere durch verringerten Aufwand in Herstellung und Verarbeitung auszeichnet.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen und Ausgestaltungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Das verbesserte Konzept basiert auf der Idee, eine scheibenförmige beziehungsweise flache Platte mit Bereichen unterschiedlicher Materialien zu gestalten, wobei die Platte vollständig lichtleitfähig ist und wenigstens einer der Bereiche lichtstreuende Partikel im Material umfasst, die eine Lichtauskopplung in diesem Bereich ermöglichen. Dadurch können beispielsweise in einer an sich transparenten Platte definierte Beleuchtungsbereiche vorgesehen werden.
In einer Ausführungsform des verbesserten Konzepts wird eine Verglasungskomponente mit einer flächigen Platte zur Beleuchtung eines Innenraums vorgeschlagen, bei der die Platte zur Einkopplung von Licht an einer Stirnseite der Platte eingerichtet ist. Die Platte weist einen ersten flächigen Bereich und einen zweiten flächigen Bereich auf, die stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Dabei besteht der erste Bereich aus einem ersten lichtleitenden Material und der zweite Bereich aus einem zweiten lichtleitenden Material, in dem lichtstreuende Partikel enthalten sind. Ebenso ist es möglich, eine Aufteilung in mehrere Bereiche vorzunehmen, sodass die Platte beispielsweise eine Gruppe erster flächiger Bereiche und eine Gruppe zweiter flächiger Bereiche aufweist, wobei die beiden Gruppen stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Jede Gruppe umfasst wenigstens einen Bereich. Insbesondere wird jeweils durch die Gesamtheit aller Bereiche eine zusammenhängende Fläche der flächigen Platte gebildet. Hierbei bestehen die ersten Bereiche aus dem ersten Material und die zweiten Bereiche aus dem zweiten Material, in dem die lichtstreuenden Partikel enthalten sind.
Bei den verschiedenen Ausführungsformen der Verglasungskomponente nach dem verbesserten Konzept kann an einer oder mehreren Stirnseiten der Platte Licht eingekoppelt werden, welches sich durch das lichtleitende Material im Wesentlichen über die gesamte Platte verbreitet. Aufgrund von Reflektionen an den Hauptflächen der Platte findet regulär kein oder nur ein geringer Lichtaustritt über die Hauptflächen statt, was auf die unterschiedlichen Brechungsindizes zwischen Platte und Umgebung zurückzuführen ist. In dem zweiten Bereich oder in der Gruppe zweiter flächiger Bereiche wird jedoch das in der Platte geleitete Licht an den lichtstreuenden Partikeln gestreut, also in seinem Winkel so verändert, dass ein Austritt über die Oberfläche der Platte möglich wird. Für einen Betrachter erfolgt somit ein Lichtaustritt aus der lichtleitenden Platte lediglich in dem zweiten Bereich beziehungsweise in den zweiten Bereichen. Somit lassen sich in einfacher Weise flexible Lichtszenarien erzeugen. Anders ausgedrückt können beleuchtete und unbeleuchtete Bereiche gestalterisch frei dargestellt werden.
Vorzugsweise sind das erste lichtleitende Material und das zweite lichtleitende Material transparent oder im Wesentlichen transparent, sodass der erste und der zweite Bereich beziehungsweise die entsprechenden Gruppen von Bereichen transparent sind.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn erstes und zweites Material beziehungsweise der erste und der zweite Bereich den gleichen Brechungsindex aufweisen. Damit sind bei ausgeschalteter Lichtquelle, also keiner seitlichen Einkopplung von Licht in die Platte, die Bereiche für einen Betrachter optisch nicht zu unterscheiden. Dadurch entsteht bei fehlender Einkopplung von Licht ein verbesserter Gesamteindruck der Platte.
Die lichtstreuenden Partikel im zweiten Material sind vorzugsweise mit bloßem Auge nicht erkennbar. Dadurch wird die Transparenz des zweiten Materials beziehungsweise des zweiten Bereichs erhalten beziehungsweise verbessert.
In verschiedenen Ausführungsformen der Verglasungskomponente ist das erste Material ein Polymethylmethacrylat, kurz PMMA, welches keine lichtstreuenden Partikel umfasst. Das zweite Material ist beispielsweise ebenfalls PMMA, in dem aber lichtstreuende Partikel enthalten sind. Alternativ können auch andere Materialien, insbesondere transparente Kunststoffe verwendet werden, jeweils mit oder ohne lichtstreuende Partikel.
Bei der Herstellung von Platten mit solchen Kunststoffen wie PMMA wird das Grundmaterial üblicherweise als Granulat bereitgestellt, welches in einem Spritzgußverfahren verarbeitet wird. Vorzugsweise wird die Platte in einem Zweikomponenten-Spritzgußverfahren herstellt. Dabei sind die zwei Komponenten durch das erste und das zweite Material gebildet. Bei der Verarbeitung wird beispielsweise eine der zwei Komponenten für den ersten Bereich beziehungsweise die Gruppe erster Bereiche und die andere der zwei Komponenten für den zweiten Bereich beziehungsweise die Gruppe zweiter Bereiche verwendet.
In einer besonderen Ausgestaltungsform der Verglasungskomponente ist eine der Hauptflächen der Platte mit einer getönten Schicht versehen, die stoffschlüssig mit der Platte verbunden ist. Beispielsweise wird die Platte an eine getönte Scheibe aus Einscheiben-Sicherheitsglas, ESG, befestigt, etwa durch Laminierung.
Die verschiedenen Ausführungsformen der Verglasungskomponente können mit einer planen Platte ausgeführt werden oder alternativ mit einer nicht-planaren Platte, die etwa eine Krümmung aufweist.
Die verschiedenen Ausführungsformen der Verglasungskomponente können beispielsweise in einer Dachverglasung eines Fahrzeugs oder auch für Heckscheiben oder Seitenscheiben eines Fahrzeugs verwendet werden. Der oder die zweiten Bereiche mit den lichtaustreuenden Partikeln können beispielsweise neben einer reinen Beleuchtungsfunktion auch zur Signalisierung verwendet werden, die durch die Ausgestaltung der Bereiche definiert ist.
Eine Ausführungsform eines Beleuchtungssystems umfasst eine Verglasungskomponente gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen und ferner Beleuchtungsmittel, die derart angeordnet sind, dass Licht an wenigstens einer Stirnseite der Platte eingekoppelt wird. Die Beleuchtungsmittel sind beispielsweise durch eine Lichtquelle gebildet. Eine solche Lichtquelle kann beispielsweise eine oder mehrere Leuchtdioden umfassen.
Die Beleuchtungsmittel können unmittelbar an der Stirnseite der Platte angeordnet sein oder aber entfernt von der Stirnseite, wobei im letzteren Fall Lichtleitelemente in dem Beleuchtungssystem vorgesehen sind, welche das Licht von dem Beleuchtungsmittel zu der wenigstens einen Stirnseite der Platte übertragen.
In einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer Verglasungskomponente wird eine flächige, insbesondere transparente Platte in einem Zweikomponenten-Spritzgussverfahren ausgebildet. Dies geschieht derart, dass die Platte einen ersten flächigen Bereich und einen zweiten flächigen Bereich beziehungsweise eine Gruppe erster flächiger Bereiche und eine Gruppe zweiter flächiger Bereiche aufweist, die zusammen stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Dabei besteht eine der zwei Komponenten aus einem ersten lichtleitenden Material und bildet den ersten Bereich aus, während die andere der zwei Komponenten aus einem zweiten lichtleitenden Material besteht, in dem lichtstreuende Partikel enthalten sind, und den zweiten Bereich ausbildet.
Weitere besondere Ausgestaltungen des Herstellungsverfahrens der Verglasungskomponente ergeben sich unmittelbar aus den zuvor beschriebenen Ausführungsformen für die Verglasungskomponente selbst.
Die Erfindung wird nachfolgend an mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Figuren näher erläutert. Funktion- beziehungsweise wirkungsgleiche Elemente tragen hierbei gleiche Bezugszeichen. Soweit einzelne Elemente für eine der Figuren beschrieben sind, wird deren Beschreibung in den nachfolgenden Figuren nicht zwingend wiederholt.
Es zeigen:
1 eine Draufsicht einer möglichen Ausführungsform einer Platte einer Verglasungskomponente,
2 eine Schnittansicht der Platte aus 1,
3 eine Detailansicht einer Ausführungsform einer Platte, und
4 eine Ausführungsform einer Verglasungskomponente.
1 zeigt eine Ausführungsform einer Verglasungskomponente mit einer flächigen Platte 1 in einer Draufsicht. Die Platte 1 ist durch mehrere Bereiche 3, 4, 5 gebildet, die jeweils stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Der erste flächige Bereich 5 besteht aus einem ersten lichtleitenden Material, welches vorzugsweise transparent ist. Durch die Bereiche 3, 4 wird eine Gruppe zweiter Bereiche gebildet, die jeweils aus einem zweiten lichtleitenden Material bestehen, in dem jeweils lichtstreuende Partikel enthalten sind. Vorzugsweise sind auch die zweiten Bereiche 3, 4 transparent. An einer Stirnseite 6 der Platte 1 sind Beleuchtungsmittel 2 in Form einer Lichtquelle angeordnet, die ein Einkoppeln von Licht in die Stirnseite 6 der Platte 1 ermöglichen.
In der schematischen Darstellung der 1 ist die Lichtquelle 2 lediglich als punktförmige Lichtquelle dargestellt, kann sich jedoch über größere längliche Bereiche, insbesondere über die gesamte Länge der Stirnseite 6 erstrecken. Zudem ist es in Abwandlungen auch möglich, an anderen Stirnseiten der Platte 1 Licht einzukoppeln.
Durch das Vorsehen der Beleuchtungsmittel 2 an der Platte 1 stellt die in 1 dargestellte Ausführungsform gleichzeitig ein Beleuchtungssystem dar.
Vorzugsweise weisen die ersten und zweiten Bereiche 3, 4, 5 den gleichen Brechungsindex auf. Dadurch wird erreicht, dass Übergänge zwischen den Bereichen nicht sichtbar sind, sodass bei ausgeschalteter Lichtquelle ein einheitlicher Gesamteindruck der Platte 1 entsteht. Bei eingeschalteter Lichtquelle erfolgt in den zweiten Bereichen 3, 4 ein Transport des Lichts in der Platte 1 bei gleichzeitiger Streuung des Lichts, was zu einer Auskopplung des Lichts über eine oder beide Hauptflächen der Platte 1 führt. Die Streuung des Lichts erfolgt über die im Material der zweiten Bereiche 3, 4 enthaltenen lichtstreuenden Partikel, was später mit Verweis auf 3 ausführlicher erläutert wird. Der erste Bereich 5 enthält keine lichtstreuenden Partikel und dient lediglich der Weiterleitung des Lichts innerhalb der Platte 1.
Beispielsweise sind sowohl das erste Material des ersten Bereichs 5 als auch das zweite Material der zweiten Bereiche 3, 4 auf Basis des gleichen Grundmaterials gebildet. Beispielsweise ist das erste Material Polymethylmethacrylat, kurz PMMA, ohne lichtstreuende Partikel, während das zweite Material PMMA ist, in dem lichtstreuende Partikel enthalten sind. Alternativ können auch andere Materialien, insbesondere Kunststoffe verwendet werden.
In 2 ist eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A' durch die Platte 1 dargestellt. Hierbei wird erkennbar, dass in den zweiten Bereichen 3, 4 eine Lichtauskopplung im Wesentlichen senkrecht zu den Hauptflächen der Platte 1 erfolgt, während in den ersten Bereichen 5 lediglich ein Lichttransport erfolgt.
Die Gestaltung der Bereiche 3, 4, 5 in der Ausführungsform der 1 ist lediglich beispielhaft gewählt. Grundsätzlich können auch andere Anzahlen erster beziehungsweise zweiter Bereiche mit ihren jeweiligen Eigenschaften gewählt werden. Ebenso ist die Form und Größe der einzelnen Bereiche frei wählbar. Insgesamt können somit beleuchtete beziehungsweise unbeleuchtete Bereiche der Platte 1 gestalterisch frei dargestellt werden.
3 zeigt eine Detailansicht eines Ausschnitts der Platte 1 mit einem ersten Bereich 5 und einem zweiten Bereich 4, in dem lichtstreuende Partikel 8 enthalten sind. Hierbei wird erkennbar, dass durch die lichtleitenden Eigenschaften des Materials des ersten Bereichs 5 lediglich ein Transport des Lichts innerhalb der Platte, im Wesentlichen parallel zu den Hauptflächen der Platte 1 erfolgt, während das Licht im zweiten Bereich 4 sowohl transportiert wird als auch an den lichtstreuenden Partikeln 8 gestreut wird und somit seine Strahlrichtung verändert. Dies ermöglicht, dass im zweiten Bereich 4 Licht über die Hauptfläche der Platte 1 abgestrahlt wird. Die lichtstreuenden Partikel 8 sind vorzugsweise mit bloßem Auge nicht erkennbar, so dass sowohl der erste Bereich 5 als auch der zweite Bereich 4 transparent erscheinen.
Die Herstellung der Platte 1 erfolgt vorzugsweise als Zweikomponenten-Spritzgußteil, in welchem das erste Material und das zweite Material in den entsprechenden ersten und zweiten Bereichen zu einem stoffschlüssigen Gesamtbauteil vereint werden. Insbesondere dient das erste Material ohne die lichtstreuenden Partikel als eine der zwei Komponenten, während das zweite Material mit den lichtstreuenden Partikeln als die andere der zwei Komponenten verwendet wird. Bei der Herstellung der Platte wird somit zunächst eine der Komponenten im Spritzgußverfahren in Form gebracht, während in einem zweiten Schritt die zweite Komponente zur Fertigstellung der Platte aufgebracht wird. Durch das Spritzgußverfahren entsteht auch die formschlüssige Verbindung der verschiedenen vorgesehenen Bereiche.
In 4 ist eine Ausgestaltungsform einer Verglasungskomponente dargestellt, bei der die Platte 1 mit einer getönten Schicht 10 versehen ist. Die Schicht 10 ist beispielsweise ein getöntes Einscheibensicherheitsglas, kurz ESG. Beispielsweise ist die Schicht 10 über ein Laminierverfahren mit der Platte 1 verbunden. Unterhalb der Platte 1 ist beispielsweise eine Kratzfestbeschichtung 12 vorgesehen, welche dem Schutz der vorzugsweise aus Kunststoff gebildeten Platte 1 dient.
Obwohl die in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannten Platten planar dargestellt sind, ist es jedoch auch möglich, dass die Platte 1 eine nicht-planare Form, insbesondere eine Krümmung aufweist. Die verschiedenen Ausführungsformen der Verglasungskomponente mit Platte 1 lassen sich beispielsweise für eine Dachverglasung in einem Fahrzeug oder auch für eine Heckverglasung in einem Fahrzeug verwenden. Andere Verwendungsmöglichkeiten sind dadurch aber nicht ausgeschlossen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10360729 B4 [0002]

Claims

Verglasungskomponente mit einer flächigen Platte (1) zur Beleuchtung eines Innenraums, bei der – die Platte (1) eingerichtet ist zur Einkopplung von Licht an einer Stirnseite (6) der Platte (1); und – die Platte (1) einen ersten flächigen Bereich (5) und einen zweiten flächigen Bereich (3, 4) aufweist, die stoffschlüssig miteinander verbunden sind, wobei der erste Bereich (5) aus einem ersten lichtleitenden Material besteht und der zweite Bereich (3, 4) aus einem zweiten lichtleitenden Material besteht, in dem lichtstreuende Partikel (8) enthalten sind.
Verglasungskomponente nach Anspruch 1, bei der der erste und der zweite Bereich (3, 4, 5) transparent sind.
Verglasungskomponente nach Anspruch 1 oder 2, bei der der erste und der zweite Bereich (3, 4, 5) den gleichen Brechungsindex aufweisen.
Verglasungskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das erste Material Polymethylmethacrylat ist, insbesondere ohne lichtstreuende Partikel, und das zweite Material Polymethylmethacrylat ist, in dem lichtstreuende Partikel enthalten sind.
Verglasungskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Platte (1) in einem Zwei-Komponenten-Spritzgußverfahren hergestellt ist.
Verglasungskomponente nach Anspruch 5, bei der eine der zwei Komponenten für den ersten Bereich (5) und die andere der zwei Komponenten für den zweiten Bereich (3, 4) verwendet wird.
Verglasungskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der eine der Hauptflächen der Platte (1) mit einer getönten Schicht (10) versehen ist, die stoffschlüssig mit der Platte (1) verbunden ist.
Verglasungskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Platte (1) nicht-planar ist.
Verglasungskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Platte (1) eine Gruppe erster flächiger Bereiche (5) und eine Gruppe zweiter flächiger Bereiche (3, 4) aufweist, wobei die beiden Gruppen stoffschlüssig miteinander verbunden sind, und wobei die ersten Bereiche (5) aus dem ersten Material bestehen und die zweiten Bereiche (3, 4) aus dem zweiten Material besteht, in dem die lichtstreuenden Partikel (8) enthalten sind.
Beleuchtungssystem mit einer Verglasungskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner umfassend Beleuchtungsmittel (2), die derart angeordnet sind, dass Licht an wenigstens einer Stirnseite (6) der Platte (1) eingekoppelt wird.
Beleuchtungssystem nach Anspruch 10, ferner umfassend Lichtleitelemente zur Übertragung des Lichts von den Beleuchtungsmitteln (2) zu der wenigstens einen Stirnseite (6) der Platte (1).
Verfahren zur Herstellung einer Verglasungskomponente, das Verfahren umfassend: – Ausbilden einer flächigen, insbesondere transparenten Platte (1) in einem Zwei-Komponenten-Spritzgußverfahren, derart dass die Platte (1) einen ersten flächigen Bereich (5) und einen zweiten flächigen Bereich (3, 4) aufweist, die stoffschlüssig miteinander verbunden sind; wobei – eine der zwei Komponenten aus einem ersten lichtleitenden Material besteht und den ersten Bereich (5) ausbildet; und – die andere der zwei Komponenten aus einem zweiten lichtleitenden Material besteht, in dem lichtstreuende Partikel (8) enthalten sind, und den zweiten Bereich (3, 4) ausbildet.