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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Innenauskleidungsteil mit einem Lichtleiter gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Innenräume von Kraftfahrzeugen sind heute meist mit zahlreichen Innenauskleidungsteilen aus- bzw. verkleidet, die insbesondere das Erscheinungsbild eines Kraftfahrzeuginnenraums maßgeblich prägen. Innenauskleidungsteile sind beispielsweise Türverkleidungsteile oder allgemeiner Karosserieverkleidungsteile, Armaturenfeldteile zur Aufnahme von Anzeige- und/oder Bedienelementen oder eine Verkleidung einer weiteren Fahrzeugkomponente, beispielsweise eines Airbags, einer Armlehne, einer Mittelkonsole oder eines Handschuhfaches. Solche Innenauskleidungsteile bestehen meist aus verschiedenen Schichten, etwa einer äußeren Lackschicht, einer vom Innenraum aus sichtbaren Dekorschicht, einer Träger- oder Montageschicht oder einer Dämmschicht, um so verschiedenen Aufgaben gerecht zu werden.
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Die
DE 199 36 982 C2 beschreibt ein Innenausbauteil für Kraftfahrzeuge mit einem Auskleidungsteil, das eine Oberflächenbeschichtung aufweist, die gleichzeitig die Funktion eines Lichtleiters übernimmt. Die Oberflächenbeschichtung dient hierbei zur Beleuchtung innerhalb des Kraftfahrzeugs mittels an der Beschichtung ausgebildeter Auskopplungselemente, durch die die Lichtstrahlung bevorzugt austritt. Die Auskopplungselemente können dabei ein aufgerauter Bereich der Oberflächenbeschichtung oder auch eine Erhebung derselben sein.
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In der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zugrunde liegenden
DE 102 40 270 A1 ist ein Verkleidungselement für den Innenraum eines Fahrzeugs offenbart, dessen Basisteil, das auch als plattenförmiger Lichtleiter ausgeführt werden kann, auf seiner dem Fahrzeuginnenraum zugewandten, zur Abgabe von Licht geeigneten Flächenseite mit einer lichtdurchlässigen Deckschicht versehen ist. Dabei ist die Deckschicht schwerpunktmäßig zur Verbesserung der haptischen Eigenschaften elastischkompressibel ausgebildet.
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Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein verbessertes Kraftfahrzeug-Innenauskleidungsteil mit einem Lichtleiter anzugeben.
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Die Lösung dieses Problems besteht in einem Kraftfahrzeug-Innenauskleidungsteil mit einer Sichtseite und einer transluzenten Schicht, bei dem der Lichtleiter von der transluzenten Schicht verschieden ist, der Lichtleiter zur Sichtseite hin zumindest entlang eines Abschnitts von der transluzenten Schicht so überdeckt ist, dass Licht an der Sichtseite des Kraftfahrzeug-Innenauskleidungsteils austreten kann, wobei der Lichtleiter dazu ausgelegt ist, dass in dem überdeckten Abschnitt entlang seiner Längsrichtung verteilt Licht austritt, die Länge des überdeckten Abschnitts entlang der Längsrichtung des Lichtleiters mindestens der fünffachen mittleren Dicke der transluzenten Schicht entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter in dem überdeckten Abschnitt einen Bereich aufweist, in dem er in einer Richtung parallel zur transluzenten Schicht und quer zu seiner Längsrichtung beidseitig auf mindestens einer Breite entsprechend seiner maximalen Leitungsbreite in diesem Bereich und in dieser Richtung nur von anderen Bestandteilen des Kraftfahrzeug-Innenauskleidungsteils als Lichtleitern umgeben ist.
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Ferner richtet sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kraftfahrzeug-Innenauskleidungsteils, bei dem der Lichtleiter in einem ersten Schritt hergestellt und in einem zweiten Schritt in das Auskleidungsteil eingebaut wird.
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Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden neben den Grundideen der Erfindung im Folgenden erläutert. Die Beschreibung, insbesondere der bevorzugten Merkmale, ist sowohl auf die Verfahrens- als auch auf die Vorrichtungskategorie bezogen, ohne dass zwischen den Kategorien noch explizit unterschieden wird.
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Als Innenauskleidungsteile werden hier alle Aus- bzw. Verkleidungen in einem Kraftfahrzeuginnenraum bezeichnet, die vom Innenraum aus sichtbar sind. Dabei wird eine dem Innenraum zugewandte Seite eines Innenauskleidungsteils als Sichtseite bezeichnet. Solche Seiten tragen maßgeblich zur visuellen Erscheinungsform des Kraftfahrzeuginnenraums bei, wobei ein einzelnes Innenauskleidungsteil durchaus auch eine Mehrzahl Sichtseiten aufweisen kann.
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Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, ein Innenauskleidungsteil mit einem im Wesentlichen dem Verlauf der Sichtseite folgenden Lichtleiter so von innen zu beleuchten, dass das Licht zur Sichtseite hin aus dem Innenauskleidungsteil austritt und dabei durch den (geeigneten) Verlauf des Lichtleiters ein sich entlang der Sichtseite erstreckender Lichteffekt durch Lichtaustritt entlang des Lichtleiters geschaffen wird. Dabei verläuft der Lichtleiter zumindest teilweise beabstandet zu weiteren Lichtleiter(-abschnitten), sofern solche überhaupt vorhanden sind, um als einzelner Lichtleiter ein Designelement zu beleuchten oder auch ein selbstleuchtendes Designelement darzustellen.
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Aufgrund der erfindungsgemäßen Überdeckung des Lichtleiters durch die von dem Lichtleiter verschiedene transluzente Schicht kann besonders die Oberfläche des Lichtleiters vor Verschmutzung oder Beschädigung geschützt werden, um etwa eine unerwünschte Beeinflussung bei der Lichtabgabe zu verhindern. Neben oder anstatt einer Schutzfunktion kann die transluzente Schicht auch für Lichteffekte genutzt werden, etwa zur Farbgebung, Lichtstreuung oder -brechung oder für eine Verteilung des von dem Lichtleiter abgegebenen Lichts, und zwar auch dann, wenn sie nicht die Oberfläche des Innenauskleidungsteils darstellt.
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Der Begriff der Transluzenz soll hier ausdrücklich den Begriff der Transparenz mit beinhalten, wobei transparente Schichten sogar bevorzugt sind.
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Der Begriff ”überdecken” ist hier so zu verstehen, dass das Licht, welches in dem überdeckten Abschnitt aus dem Lichtleiter austritt und letztendlich das Innenauskleidungsteil an der Sichtseite verlässt, zwangsweise die transluzente Schicht zumindest teilweise durchdringen muss und auch kann, jedoch nicht notwendigerweise auf einem direkten geradlinigen Weg. Der Lichtleiter kann also in dem überdeckten Abschnitt (zumindest teilweise) innerhalb, aber auch außerhalb der transluzenten Schicht, also von der Sichtseite aus hinter der Schicht, verlaufen.
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Erfindungsgemäß tritt in dem überdeckten Abschnitt entlang der Längsrichtung des Lichtleiters verteilt Licht aus, wobei ”verteilt” hier bedeutet, dass Licht an zumindest 2, oder auch zunehmend bevorzugt an mindestens 3, 5 oder 10, Punkten austritt, die in Leitungsrichtung des Lichtwelleneiters beabstandet sind. Dabei kann das Licht auch aus einer einzigen zusammenhängenden und entlang der Leitungsrichtung ausgedehnten Lichtaustrittsfläche (und damit quasi unendlich vielen Punkten) austreten. Eine solche Austrittsfläche ist also ein längliches Gebilde mit einem kontinuierlichen Lichtaustritt entlang des Lichtleiters. Ebenfalls ist eine Mehrzahl in Leitungsrichtung beabstandeter, nicht zusammenhängender Lichtaustrittsflächen denkbar, die selbst solche zuvorgenannten ausgedehnten Flächen sein können, jedoch nicht müssen. Jedenfalls bewirkt in dem überdeckten Abschnitt das an unterschiedlichen Punkten entlang des Lichtleiterverlaufs austretende Licht den sich entlang zumindest eines Teils der Sichtseite erstreckenden Lichteffekt.
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Als ”Punkt” soll dabei eine Lichtaustrittsfläche verstanden werden, die in der Längsrichtung des Lichtleiters höchstens ungefähr so lang wie dessen von der Sichtseite aus erscheinende Breite quer zu seiner Längsrichtung ist. Insbesondere wird unter der Stirnfläche eines einfach abgeschnittenen Lichtleiters mit kreisrundem oder auch quadratischem Querschnitt noch ein Punkt verstanden und werden deutlich längere Lichtaustrittsflächen als ausgedehnt und im obigen Sinn ”verteilt” betrachtet.
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Im Übrigen entspricht erfindungsgemäß die Länge des überdeckten Abschnitts entlang der Längsrichtung des Lichtleiters mindestens der 5-fachen oder, in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt, mindestens der 10-fachen, 20-fachen oder 50-fachen mittleren Dicke der transluzenten Schicht. Der Lichtleiter verläuft also in dem überdeckten Abschnitt zumindest teilweise entlang der transluzenten Schicht, sodass in diesem Abschnitt entlang des Lichtleiters verteilt austretendes Licht durch die transluzente Schicht dringen kann. Dabei kann die Mittelwertbildung der Schichtdicke auch auf den Bereich der transluzenten Schicht an der Sichtseite begrenzt werden, etwa falls sich die transluzente Schicht herstellungsbedingt über die Sichtseite hinaus erstreckt.
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Durch obenstehende Erläuterungen soll ausgeschlossen werden, dass der Lichtleiter innerhalb des überdeckten Abschnitts nur auf die transluzente Schicht zu und/oder in diese hinein geführt wird, und zwar (nahezu) senkrecht zur Schicht, um dort zu enden und beispielsweise Licht einzig aus der Stirnfläche abzustrahlen, sodass also kein Lichteffekt entsteht, der nicht durch eine Verlaufsform des Lichtleiters entlang der Schicht bedingt ist. Eine solche Zuführung des Lichtleiters, nämlich (nahezu) senkrecht zur transluzenten Schicht, soll durch die Erfindung jedoch nicht ausgeschlossen sein, sondern gegebenenfalls in eine Fortsetzung des Lichtleiters entlang dem Schichtverlauf übergehen.
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Ferner weist der Lichtleiter in dem überdeckten Abschnitt erfindungsgemäß einen Bereich auf, in dem er in einer Richtung parallel zur transluzenten Schicht und quer zu seiner Längsrichtung beidseitig auf mindestens einer Breite entsprechend seiner maximalen Leitungsbreite in diesem Bereich und in dieser Richtung nur von anderen Bestandteilen des Kraftfahrzeug-Innenauskleidungsteils als Lichtleitern umgeben ist, z. B. von der transluzenten Schicht, etwa Lack, von einer Dekorschicht, etwa Holzfurnier oder von einer Montageschicht, etwa ”unter” einer Furnierschicht. So soll in einem lokalen Bereich der Lichtleiter aus einer Projektion von der Sichtseite aus überhaupt nicht oder zumindest nicht direkt benachbart an einen weiteren Lichtleiter oder einen weiteren Abschnitt desselben Lichtleiters angrenzen, sondern mindestens um seinen Durchmesser, vorzugsweise um ein 2-, 3-, 5-, 10-, 20-faches oder auch 50-faches seines Durchmessers, beabstandet sein. Dadurch kann der Lichtleiter (visuell) als einzelne Lichtquelle deutlicher wahrnehmbar sein und/oder einen durch die Form seines individuellen Verlaufs geprägten Lichteffekt ermöglichen. Auch kann der Lichtleiter so von der Sichtseite aus quer, nämlich seitlich in die Schicht hinein, strahlen, etwa um eine flächige Beleuchtung zu erzielen. Im Übrigen kann in dem überdeckten Abschnitt der Lichtleiter zusätzlich in einem weiteren Bereich unmittelbar an einen weiteren Lichtleiter oder an einen weiteren eigenen Abschnitt angrenzen, beispielsweise einen Berührpunkt bilden, etwa bei der Darstellung eines Schriftzuges.
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Somit bietet die Erfindung den Vorteil, bereits mit einem einzigen oder auch einer geringen Anzahl, zunehmend bevorzugt etwa höchstens 2, 3, 4 oder 5, geschützter Lichtleiter durch Lichtaustritt entlang individueller Verlaufsformen zahlreiche Licht- und Beleuchtungseffekte zu ermöglichen, wie später detailliert ausgeführt wird.
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Vorzugsweise verläuft der Lichtleiter im überdeckten Abschnitt parallel zur transluzenten Schicht, zumindest schließt er mit seiner Längsrichtung in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt einen Winkel kleiner 45°, 30°, 15° oder 5° mit der der Sichtseite zugewandten Grenzfläche der transluzenten Schicht ein, und zwar vorzugsweise in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt auf mindestens 10%, 50%, 75% oder 90% seiner Länge entlang seiner Längsrichtung im überdeckten Abschnitt. In dieser Weise können die verwendeten Formulierungen, wie einer Schicht ”folgen” oder ”entlang” einer Schicht, quantitativ spezifiziert werden.
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Besonders bevorzugt ist der Lichtleiter zur Sichtseite hin vollständig von Teilen des Innenauskleidungsteils überdeckt, und zwar zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, von der transluzenten Schicht, sodass er an keiner Stelle zur Sichtseite hin frei liegt.
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Ferner verläuft der Lichtleiter vorzugsweise über seine gesamte Länge vollständig innerhalb des Auskleidungsteils und ragt nicht über dessen Oberfläche hinaus, sodass er allseitig von Teilen des Auskleidungsteils überdeckt ist. Dabei und auch unabhängig davon kann er jedoch an zumindest einem seiner Enden stirnseitig bündig mit der Oberfläche des Auskleidungsteils abschließen, etwa zur Lichteinkopplung. Dadurch wird die praktische Handhabung erleichtert und die Gefahr einer Beschädigung des Lichtleiters gemindert.
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Die transluzente Schicht kann durch Lackieren, Gießen oder auch Spritzgießen hergestellt werden. Unabhängig von dem Herstellungsverfahren ist denkbar, dass die transluzente Schicht auf einen bereits vorgefertigten Teil des Innenauskleidungsteils aufgetragen oder diesem auf andere Weise zugefügt wird oder auch dass auf oder an eine(r) transluzente(n) Schicht in einem weiteren Schritt weitere Bestandteile des Innenauskleidungsteils auf-/angebracht, beispielsweise (spritz-)gegossen, werden.
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Ferner ist die transluzente Schicht vorzugsweise sogar transparent, wobei hier Transparenz als ein Spezialfall von Transluzenz angesehen wird. Eine transparente Schicht ermöglicht von der Sichtseite aus eine (klare) Durchsicht, beispielsweise auf eine dahinterliegende Dekorschicht, etwa ein Holzfurnier, während eine transluzente, jedoch nicht transparente Schicht beispielsweise durch ihre lichtstreuende Wirkung eine gleichmäßigere Aus- bzw. Beleuchtung bewirken oder auch die Durchsicht gezielt behindern kann. Es kann also je nach gewünschtem Effekt sowohl eine transparente als auch eine nichttransparente transluzente Schicht vorteilhaft sein.
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Im Übrigen kann die transluzente Schicht farbig, beispielsweise im Volumen gefärbt oder auch mit Farbe beschichtet, sein, um einfarbige oder mehrfarbige Licht-Effekte zu bewirken. Ferner können durch gezielte Einfärbung bzw. Farbauftragung beispielsweise auch grafische Elemente oder Farbverläufe dargestellt und/oder von dem Licht des Lichtleiters hinter- bzw. beleuchtet werden.
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Das Material der transluzenten Schicht ist vorzugsweise ein Kunststoff auf Acryl- (beispielsweise PMMA), Epoxid- oder PUR-Basis. Diese Stoffe eignen sich zum Gießen bzw. Spritzgießen und ermöglichen auch eine Transparenz der transluzenten Schicht.
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Bevorzugt bildet die transluzente Schicht zumindest teilweise die Oberfläche des Kraftfahrzeug-Innenauskleidungsteils zur Sichtseite hin und ist dann eine Außenschicht des Innenauskleidungsteils. In diesem Fall tritt das Licht unmittelbar aus der transluzenten Schicht aus dem Innenauskleidungsteil aus. Die transluzente Schicht kann dabei (auch gleichzeitig) weitere Funktionen übernehmen, beispielsweise als Schutzschicht, Oberflächenversiegelung oder Glanzschicht.
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Besonders bevorzugt erstreckt sich die transluzente Schicht zumindest über die gesamte Sichtseite, und zwar vorzugsweise als äußerste Schicht. So können ein gleichmäßigeres Erscheinungsbild des Auskleidungsteils erreicht und auch die Anzahl von Schichten reduziert werden.
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Insbesondere kann der Lichtleiter dabei zur Sichtseite hin an einer Stelle nur von einer einzigen oder bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung genau zwei (siehe unten) transluzenten Schichten so überdeckt sein, dass dort das Licht einzig diese transluzente(n) Schicht(en) durchdringt und anschließend direkt aus dem Innenauskleidungsteil in den Kraftfahrzeuginnenraum austritt.
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Im Übrigen kann der Lichtleiter in Leitungsrichtung nacheinander von einer Mehrzahl transluzenter Schichten so überdeckt sein, dass er entlang seines Verlaufs eine Mehrzahl überdeckter Abschnitte aufweist, wobei der Lichtleiter in jeweils einem solchen Abschnitt sowohl Bereiche mit als auch ohne Lichtaustritt aufweisen kann. Bevorzugt ist jedoch ein einziger überdeckter Abschnitt pro Lichtleiter.
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Wie zuvor erwähnt verläuft der Lichtleiter möglicherweise im überdeckten Abschnitt vollständig außerhalb, von der Sichtseite aus hinter, der transluzenten Schicht. Vorzugsweise grenzt er dabei unmittelbar an die transluzente Schicht an, um diese zu durchstrahlen, und zwar bevorzugt mit einer Mantelfläche, also einer Fläche schräg oder quer zu seiner Leitungsrichtung, und nicht nur mit einer Stirnfläche, etwa einem Leitungsende.
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Vorzugsweise ist der Lichtleiter jedoch in die transluzente Schicht eingebettet, d. h. überlappt in einer Projektion senkrecht zur Schichtdicke in dem überdeckten Abschnitt zumindest teilweise mit der Schicht. Dazu kann die transluzente Schicht eine Nut aufweisen, die den Lichtleiter einbettet, wobei durch eine entsprechende Nuttiefe der Lichtleiter über die von der Sichtseite aus hinten liegende Oberfläche der transluzenten Schicht hinausragen oder auch vollständig in dieser versenkt sein kann. So kann der Lichtleiter bei der Herstellung einfach in die Nut eingelegt werden, um etwa eine gewünschte Verlaufsform oder Positionierung zu erhalten. Vorzugsweise wird der Lichtleiter dann von einer weiteren, von der Sichtseite aus tiefer liegenderen Schicht, etwa einer Träger- oder Montageschicht, zur sichtabgewandten Seite abgedeckt, etwa als Schutz oder um ihn in der Nut zu fixieren. Insgesamt unterstützt die Einbettung des Lichtleiters dessen dauerhafte Positionierung, und zwar auch dann, wenn das Innenauskleidungsteil fahrzeugtypischen Vibrationen und Stößen ausgesetzt ist, und verbessert die Lichteinkopplung in die transluzente Schicht.
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Die Einbettung des Lichtleiters in der transluzenten Schicht erfolgt vorzugsweise formschlüssig, insbesondere durch Eingießen, etwa in einer Schmelzmasse, sodass keine Nut benötigt wird. Auch dabei kann der Lichtleiter über die genannte Oberfläche der Schicht etwas hinausragen und auch von einer nachfolgenden Schicht bedeckt sein, ist jedoch vorzugsweise (zumindest in dem überdeckten Abschnitt) in allen Richtungen senkrecht zur Leitungsrichtung nur von der transluzenten Schicht unmittelbar umgeben, also zumindest lokal vollständig umschlossen. Damit kann ausgekoppeltes Licht vollständig in der transluzenten Schicht aufgenommen werden. Hierbei kann die transluzente Schicht über dem dort vollständig umschlossenen Lichtleiter eine lokale Unebenheit aufweisen, etwa gewölbt sein, und zwar auch dann, wenn der Durchmesser des Lichtleiters kleiner als die Dicke des quer zur Leitungsrichtung und seitlich in Richtung des Schichtverlaufs an den Lichtleiter unmittelbar angrenzenden Schichtbereichs ist.
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Allerdings ist die mittlere Dicke der transluzenten Schicht bevorzugt größer als die Dicke des Lichtleiters in Richtung der Schichtdicke und quer zu seiner Leitungsrichtung. Besonders dann kann der Lichtleiter vollständig innerhalb der transluzenten Schicht eingebettet verlaufen und kann ein lokal an den Lichtleiter angrenzender Oberflächenbereich der transluzenten Schicht ohne jegliche Erhebung oder Unebenheit aufgrund des Lichtleiters hergestellt werden, sodass der Verlauf des Lichtleiters in der transluzenten Schicht nicht auf deren Oberfläche zu ertasten ist. Bei einer weiteren, später erläuterten Ausführungsform ist jedoch gerade eine solche Überlagerung des Lichtleiterverlaufs mit einer auf der Oberfläche ausgeprägten Form des Innenauskleidungsteils bevorzugt.
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Im Übrigen kann die mittlere Schichtdicke auch dann größer als der genannte Durchmesser des Lichtleiters sein, wenn der Lichtleiter teilweise aus der Schicht herausragt oder auch vollständig außerhalb, also von der Sichtseite aus hinter der transluzenten Schicht, verläuft, um etwa eine gleichmäßigere Lichtverteilung oder auch eine bessere optische Tiefenwirkung zu erzielen.
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Der obige und andere Bezüge auf ”mittlere” Schichtdicken in diesem Text können etwa bei stark gewölbten Innenauskleidungsteilen als Mitteilung in dem der Sichtseite zugewandten Bereich der transluzenten Schicht gemeint sein. Ferner kann die Dicke entlang der transluzenten Schicht starken Änderungen unterworfen sein, etwa um dem Innenauskleidungsteil eine bestimmte äußere Form zu geben. Dabei kann die Mittelung auf einen Teilbereich der transluzenten Schicht in der Nähe des Lichtleiters beschränkt sein, der sich entlang des Lichtleiters und von der Sichtseite aus quer zum Lichtleiter, also senkrecht zur Leitungsrichtung und zur Schichtdicke, um in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt höchstens den 100-fachen, 50-fachen, 10-fachen, 5-fachen oder 2-fachen jeweiligen (lokalen) Durchmesser des Lichtleiters in dieser Richtung erstreckt.
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Ferner kann das Innenauskleidungsteil eine Dekorschicht aufweisen, beispielsweise ein Holzfurnier, eine metallische oder textile Schicht, eine Carbongewebeschicht oder eine dekorative Kunststoffschicht. Durch eine solche Dekorschicht kann das Auskleidungsteil mit einer gewissen ästhetischen Wertigkeit versehen und kann außerdem ein den Innenraum umfassendes Design umgesetzt werden.
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Bezüglich der Schichtfolge und Anordnung des Lichtleiters sind die nachfolgend beschriebenen und prinzipiell unterschiedliche (Licht-)Effekte ermöglichenden Ausführungsformen besonders bevorzugt, wobei diese Formen nur exemplarisch bezüglich der Kombinationen der Eigenschaften der Schichten und des Lichtleiters zu verstehen sind.
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In einer ersten solchen bevorzugten Ausführungsform liegen die transluzente Schicht und der Lichtleiter von der Sichtseite aus vor einer Dekorschicht. So kann der Lichtleiter die Dekorschicht beleuchten, wobei der Lichtleiter dann als Auflichtbeleuchtung wirkt.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt der Lichtleiter von der Sichtseite aus hinter der Dekorschicht, sodass bei dieser Anordnung sogenannte Durchlicht-, Hinterleuchtungs- und/oder Rückprojektionseffekte erzielbar sind.
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Dabei kann die Dekorschicht ebenfalls aus transluzentem Material sein und/oder Öffnungen für einen Lichtdurchlass aufweisen. Vorzugsweise umfasst dabei die Dekorschicht ein dünnes Holzfurnier, welches durchleuchtet wird, oder eine Gewebeschicht, beispielsweise ein Textil- oder ein Drahtgewebe, deren Gewebemaschen den Lichtdurchtritt ermöglichen. So kann, insbesondere bei geringem Umgebungslicht im Innenraum die Farbe, Kontur und/oder die Struktur der Dekorschicht mittels des durchstrahlenden Lichts wiedergegeben werden.
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Ferner kann von der Sichtseite aus die transluzente Schicht hinter der Dekorschicht liegen und vorzugsweise auch direkt auf diese folgen, beispielsweise zur Einbettung des Lichtleiters, für eine bessere Lichtverteilung oder auch zur Farbgebung.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die transluzente Schicht und die Dekorschicht zusammenfallen, also eine transluzente Dekorschicht bilden. Dadurch lassen sich in einer einzigen Schicht unterschiedliche visuelle Effekte integrieren, nämlich beispielsweise der selbstleuchtende Lichtleiter als Designelement gemeinsam mit weiteren, nichtleuchtenden Designelementen, etwa Holzfurnier.
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Grundsätzlich können bei allen Ausführungsformen weitere Schichten in Richtung der Sichtseite oder in entgegengesetzter Richtung folgen, beispielsweise Oberflächenversiegelungen oder Träger- und Montageschichten.
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Erfindungsgemäß wird der Lichtleiter in einem ersten Schritt, vorzugweise früher als die transluzente Schicht, hergestellt und dann in einem zweiten Schritt, bevorzugt während der Herstellung des Innenauskleidungsteils, in das Auskleidungsteil eingebaut. So erlaubt die Erfindung eine vorteilhafte Herstellung von Kraftfahrzeug-Innenauskleidungsteilen, da vorproduzierte oder sogar handelsübliche Lichtleiter bei der Herstellung des Innenauskleidungsteils verwendet werden, die darüber hinaus in unterschiedliche Typen oder Ausführungsformen von Innenauskleidungsteilen einbaubar sind.
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Der Lichtleiter kann eine herkömmliche Glasfaser oder Kunststofffaser sein. Solche Fasern sind flexibel und lassen sich erfindungsgemäß in einem (nahezu) beliebigen Verlauf verlegen, um die gewünschten Lichteffekte zu erzielen. Dabei darf jedoch, insbesondere bei Glasfasern, ein gewisser minimaler Krümmungsradius nicht unterschritten werden.
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Es ist also ein fadenförmiger Lichtleiter bevorzugt, der durch seinen Verlauf vorzugsweise die Form eines oder auch einer Mehrzahl Linienzüge, etwa einen Dekorstreifen oder einen aus Linienzügen zusammengesetzten Schriftzug, wiedergibt.
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Der Lichtleiter kann ein rundes oder vorzugsweise auch kreisrundes Querschnittsprofil aufweisen, etwa auf in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt mindestens 10%, 50%, 80% oder 90% seiner überdeckten Länge.
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Vorzugsweise ist der Lichtleiter ein Spritzgussteil, das formtreu ist, beispielsweise als grafisches Logo. Durch Spritzgießen mittels einer entsprechenden Form wird gewährleistet, dass der geeignete Verlauf des Lichtleiters für den gewünschten Lichteffekt einfach und gleichbleibend herstellbar ist. Ein formtreues Spritzgussteil erlaubt kleinere Radien und lässt sich gegenüber einer flexiblen Faser, weil es weniger fixiert werden muss, einfacher in einem Auskleidungsteil einbauen, ohne dass durch den Einbauprozess die Geometrie des Lichtleiterverlaufs beeinträchtigt wird.
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Der Lichtleiter kann also ein quasi eindimensionaler Leiter sein, bei dem die Lichtwellenleitung nach dem Prinzip der Totalreflexion (oder Verspiegelung) erfolgt, wobei, wie nachfolgend erläutert, die Totalreflexion durch geeignete Maßnahmen für einen Lichtaustritt im Bereich von Lichtaustrittsflächen reduziert werden kann. Der Lichtleiter kann jedoch auch Abschnitte, etwa Verzweigungen, mit mehr als einer Dimension aufweisen, ebenso auch Bereiche, die nicht für eine Totalreflexion ausgelegt sind und beispielsweise eine flächige Lichtabgabe ermöglichen. Im Rahmen der Lichtleitung nach dem Prinzip der Totalreflexion oder Verspiegelung handelt es sich also um einen Lichtwellenleiter im eigentlichen physikalischen Sinn, wobei das Prinzip durch die erwähnten Maßnahmen zum Lichtaustritt stellenweise oder in einem durchaus von der Erfindung abgedeckten Extremfall auch über den gesamten Lichtleiter hinweg durchbrochen sein kann. Zur Erfindung gehören also auch Lichtleiter, die quasi eindimensional (einschließlich verzweigt) verlaufen und durch Transparenz oder jedenfalls Transluzenz Licht ”verteilen” und in diesem Sinn leiten, aber im Wesentlichen an Ihrer gesamten Oberfläche für Lichtaustritt vorgesehen sind, etwa insgesamt mattiert sind. Bevorzugt sind jedoch Lichtleiter, die wenigstens über einen Teil ihrer Länge und/oder Außenfläche Totalreflexion zeigen und damit als Lichtwellenleiter bezeichnet werden können.
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Neben den bisher beschriebenen fadenförmigen Lichtleitern können je nach gewünschtem Lichteffekt auch andere Formen bevorzugt sein. So kann der Lichtleiter eine plattenartige oder (im Schnitt) keilförmige Gestalt für eine flächige Lichtabgabe aufweisen, um etwa ein flächig ausgedehntes Logo darzustellen. Dabei kann der Lichtleiter dann ein quasi zweidimensionaler Lichtleiter sein, der zwar eine gewisse Dicke besitzt, das Licht jedoch maßgeblich in nur zwei Dimensionen leitet.
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Ferner ist denkbar, dass sich der Lichtleiter aus jeweils einer Mehrzahl der zuvor genannten Typen abschnittsweise zusammensetzt, also (zumindest) einen fadenförmigen und (zumindest) einen quasi zweidimensionalen lichtleitenden Abschnitt aufweist, um beispielsweise mehrgliedrig aufgebaute Figuren, Logos oder Schriftzüge darzustellen.
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Bezüglich der Dicke bzw. des Durchmessers des Lichtleiters sind (nicht nur bei einem runden Querschnittsprofil) einerseits dünne Leiter mit einem maximalen Durchmesser von 1 mm, besser 0,8 oder 0,5 mm bevorzugt, da diese (ohne Lichtabgabe) für den Fahrzeuginsassen kaum wahrnehmbar sind. Andererseits können auch Ausführungsformen von 1 mm–5 mm, besser von 2 mm–3 mm vorteilhaft sein, da sie eine großflächigere Lichtabgabe ermöglichen und mechanisch stabiler, also starrer und formtreuer, sind.
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Im Übrigen kann der Lichtleiter farbig, etwa mit einer Farbschicht beschichtet oder vorzugsweise aus farbigem oder gefärbtem Material hergestellt sein. Ferner sind auch Farbfolgen oder Farbverläufe entlang der Leitungsrichtung und/oder quer dazu denkbar.
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Der Verlauf des Lichtleiters kann (zumindest abschnittsweise) an einer Kante des Innenauskleidungsteils ausgerichtet sein. Vorzugsweise verläuft dann der Lichtleiter entlang der Kante, etwa um einen konturartigen Lichteffekt zu erzeugen. Im Übrigen kann die Kante eine Erhebung auf der Oberfläche, beispielsweise ein Wulst oder ein Grat, eine Vertiefung in der Oberfläche, beispielsweise eine Nut, oder auch eine Stufe oder ein Knick in der Oberfläche sein. Insbesondere kann diese Kante von einem Rand der Sichtseite des Innenauskleidungsteils beabstandet oder auch von einem Rand bis zu einem weiteren Rand hin verlaufen. Besonders auch bei abgedunkeltem Innenraum wird so ermöglicht, die Oberflächengestaltung mit Lichteffekten hervorzuheben.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Lichtleiter die Form eines Schriftzugs und/oder eines grafischen Logos auf, wobei besonders hier ein (formtreues) Spritzgussteil als Lichtleiter vorteilhaft ist. So können Markenzeichen und/oder (fahrzeugmodell-)spezifische Informationen selbstleuchtend in die Oberfläche von Innenauskleidungsteilen integriert werden. Ferner können auch Bedienelemente hervorgehoben oder beschriftet oder Hinweise und Informationen für die Fahrzeuginsassen in die Oberfläche von Innenauskleidungsteilen eingeblendet werden.
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Vorzugsweise weist der Lichtleiter in dem überdeckten Abschnitt eine Lichtaustrittfläche auf seiner Umfangfläche auf, die sich entlang seiner Längsrichtung erstreckt. So wird nicht nur eine Lichtabgabe in Leitungsrichtung sondern auch schräg bzw. quer dazu möglich. Im Übrigen kann ein einzelner Lichtleiter eine Mehrzahl solcher Austrittsflächen aufweisen, die auch voneinander beabstandet sein können, etwa um mehrteilige Logos oder Schriftzüge darzustellen.
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Für eine solche Lichtaustrittsfläche kann ein mattierter Bereich der Oberfläche vorgesehen sein. Die Mattierung erlaubt, das Licht zu einem bestimmten Teil aus dem Lichtleiter austreten zu lassen. Dabei kann die Mattierung durch chemisches oder mechanisches Aufrauen der Oberfläche oder auch mittels eines Mattlacks erzeugt werden. Insbesondere kann die Lichtabgabe durch die Mattierung hindurch und/oder auch in Folge Reflexion durch eine gegenüberliegende Fläche erfolgen.
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Ebenso ermöglicht eine geometrische Veränderung der Oberfläche des Lichtleiters, etwa eine Abflachung oder enge Krümmungsradien, eine Lichtabgabe entlang des Lichtleiters, indem die zur Totalreflexion benötigten Winkel überschritten werden.
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Alternativ oder ergänzend kann auch der Querschnitt des Lichtleiters entlang seiner Längsrichtung stufenartig verjüngt werden, sodass eine Verjüngungsstufe eine Lichtaustrittsfläche quasi als Stirnfläche des Leiters darstellt.
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Wie zuvor erläutert, eignet sich die Erfindung für verschiedene Beleuchtungsarten, wie Auflicht oder Durchlicht. Dementsprechend ist einerseits bevorzugt, dass die Lichtaustrittsfläche der Sichtseite zugewandt ist, etwa zur Darstellung einer Figur oder, wenn der Lichtleiter hinter einer Dekorschicht verläuft, um diese zu durchleuchten.
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Andererseits und gleichfalls bevorzugt ist eine Lichtaustrittsfläche, die der Sichtseite nicht zugewandt ist. Dabei kann das Licht von der Sichtseite aus quer, also ungefähr parallel zu dem Verlauf der transluzenten Schicht, abgestrahlt werden, etwa in die Schicht hinein, sodass sich durch die Transluzens Lichteffekte erzielen lassen. Besonders auch für diesen Effekt ist der Lichtleiter erfindungsgemäß seitlich gegenüber weiteren Lichtleitern beabstandet.
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Ebenso kann der Lichtaustritt von der Sichtseite abgewandt, ungefähr senkrecht zur Oberfläche des Innenauskleidungsteils und quasi also in das Auskleidungsteil hinein, erfolgen, um beispielsweise eine hinter der transluzenten Schicht liegende Dekorschicht mit Auflicht zu beleuchten.
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Ferner können natürlich verschieden ausgerichtete Austrittsflächen kombiniert werden, also etwa benachbart, gegenüberliegend oder auch entlang des Lichtleiterverlaufs beabstandet, und ist auch, zumindest abschnittsweise entlang des Lichtleiters, eine ”rundum”-Abstrahlung denkbar, also eine gleichzeitige Lichtabgabe in alle Richtungen quer zur Leitungsrichtung.
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Als Lichtquellen sind herkömmliche Leuchtmittel, beispielsweise Laser- oder Leuchtdioden, Glüh- oder Gasentladungslampen, zweckdienlich. Dabei können diese Leuchtmittel weißes oder farbiges Licht abstrahlen. Zusätzliche Effekte ergeben sich aus einer farblich änderbaren Lichtquelle und/oder einer Mehrzahl unterschiedlicher Lichtquellen, wie beispielsweise einer sogenannten RGB-LED-Beleuchtung, die (auch in zeitlicher Abfolge) verschiedenfarbiges Licht erzeugen kann.
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Für eine gleichmäßigere und/oder intensivere Lichtabgabe weist der Lichtleiter vorzugsweise zwei Enden mit jeweils einer Lichteinkopplung auf, in die Licht eingespeist wird. Dabei, und auch bei einer nur einseitigen Lichteinspeisung, kann diese innerhalb, an einer Oberfläche oder auch außerhalb des Innenauskleidungsteils erfolgen. Der Lichtleiter kann also einseitig oder auch beidseitig innerhalb, an der Oberfläche oder auch außerhalb des Innenauskleidungsteils enden. Dementsprechend kann eine Lichtquelle in das Auskleidungsteil integriert oder an dessen Oberfläche befestigt oder auch außerhalb und unabhängig von dem Auskleidungsteil vorgesehen sein.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei die einzelnen Merkmale auch in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein können und sich, wie bereits erwähnt, implizit auf alle Kategorien der Erfindung beziehen.
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Im Folgenden zeigt
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1 einen Ausschnitt aus einem Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Innenauskleidungsteil mit einer transluzenten Schicht, die von der Sichtseite aus vor einer Dekorschicht angeordnet ist,
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2 einen Ausschnitt aus einem Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Innenauskleidungsteil mit einer transluzenten Schicht hinter einer Dekorschicht,
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3 einen Ausschnitt aus einem Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Innenauskleidungsteil mit einer transluzenten Dekorschicht und zwei Lichtleitern und
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4 einen Ausschnitt aus einem Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Innenauskleidungsteil mit einer transluzenten Schicht mit Lichtkante.
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1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug-Innenauskleidungsteil, das drei Schichten 1, 2, 3 aufweist. In allen Figuren ist die Sichtseite der jeweils dargestellten Innenauskleidungsteile die linke, sodass die von links nach rechts dargestellten Schichten zunehmend tiefer liegen. Ferner verläuft der Lichtleiterverlauf in allen Ausführungsbeispielen (nahezu) parallel zur transluzenten Schicht und ist insbesondere der überdeckte Abschnitt des Lichtleiters mindestens fünf mal länger als die Schichtdicke.
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Der vorgefertigte Lichtleiter 4 wurde bei der Herstellung des Innenauskleidungsteils in eine transparente transluzente Acrylschicht 1 eingebettet, als diese mit einem Spritzgussverfahren auf eine zuvor auf eine Trägerschicht 3 aufgebrachte Dekorschicht 2, ein Holzfurnier, aufgebracht wurde.
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In diesem Ausführungsbeispiel bildet die Acrylschicht 1 die Oberfläche einer Zierleiste im Bereich der Türverkleidung zu der Sichtseite hin.
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Der Lichtleiter 4 selbst wurde ebenfalls mit einem Spritzgussverfahren in der Gestalt eines starren Fadens mit rundem Querschnittsprofil von etwa 2 mm Durchmesser hergestellt und erstreckt sich über die gesamte Länge der Sichtseite des Innenauskleidungsteils, um dabei eine Linie als Designelement darzustellen. Seine Oberfläche ist auf der von der Sichtseite abgewandten Seite als Lichtaustrittsfläche 5 abgeflacht und mattiert, sodass über den gesamten Verlauf entlang des Innenauskleidungsteils Licht in Richtung des Holzfurniers 2 abgestrahlt wird. Somit dient hier der Lichtleiter 4 auch zur Auflichtbeleuchtung der Dekorschicht 2.
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Im Übrigen ist das Material des Lichtleiters 4 eingefärbt, sodass das abgestrahlte Licht einen Farbton aufweist, obwohl als Lichtquelle hier zwei nicht dargestellte weiße LEDs dienen, die jeweils an den Enden des Lichtleiters 4 von der Sichtseite aus verdeckt an den Flanken des Innenauskleidungsteils angekoppelt sind. Dazu verläuft die transluzente Schicht 1 beidseitig über die Sichtseite hinaus ein Stück weit entlang der seitlichen Flanken des Innenauskleidungsteils, sodass jeweils dort der Lichtleiter 4 aus der transluzenten Schicht 1 austritt, oder alternativ bündig damit endet, und unmittelbar in Lichteinkoppelvorrichtungen mündet.
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2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Querschnitt durch ein Innenauskleidungsteil mit einem zu 1 alternativen Schichtaufbau, bei dem der Lichtleiter 9 ebenfalls in einer transluzenten Schicht 8 eingebettet ist, beide jedoch von der Sichtseite aus hinter einer gefärbten transparenten Dekorschicht 7 angeordnet sind, wobei das Innenauskleidungsteil zusätzlich für eine verstärkte Tiefenwirkung der Oberfläche eine transparente Lackschicht 6 aufweist. Der Lichtleiter 9 ist als eindimensionaler fadenförmiger Lichtleiter so in der transluzenten Schicht 8 verlegt, dass er einen unterstrichenen Schriftzug darstellt, wobei seine Oberfläche entlang seines Verlaufs nur im Bereich der Lettern und der Unterstreichung des Schriftzugs zur Lichtabgabe abgeflachte und mattierte Bereiche 10, 10', 10'' aufweist. Der Lichtleiter besitzt also eine Mehrzahl von Lichtaustrittsflächen 10, 10', 10'' die entlang des Lichtleiters so voneinander beabstandet sind, dass zwischen den dargestellten Lettern kein Licht abgegeben wird. Ferner sind die Lichtaustrittsflächen 10, 10', 10'' der Sichtseite zugewandt, sodass bei Einschalten des Lichts der Lichtleiter 9 im Bereich der Lichtaustrittsflächen 10, 10', 10'' durch die transparenten Schichten 6, 7 hindurch sichtbar und der dargestellte Schriftzug quasi zu der Sichtseite hin in die Oberfläche des Innenauskleidungsteils eingeblendet wird. Der Lichtleiter 9 entspricht im Übrigen dem Lichtleiter 4 aus 1.
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Bei ausgeschaltetem Licht ist der Lichtleiter 9 von der Sichtseite aus für einen Fahrzeuginsassen durch das transluzente, jedoch nicht transparente Material der Schicht 8 nicht wahrnehmbar.
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3 zeigt gegenüber 1 einen weiteren alternativen Aufbau eines Innenauskleidungsteils als Ausschnitt aus einem Querschnitt durch das Auskleidungsteil. Bei diesem Ausführungsbeispiel fallen quasi die transluzente Schicht und Dekorschicht zusammen, bilden also eine transluzente Dekorschicht 11, aus einem in gefärbtem Epoxidharz eingegossenen Metallgewebe 12 als Dekorelement. Die transluzente Dekorschicht 11 ist nicht ganz transparent, sodass von der Sichtseite aus das Gewebe 12 der Oberfläche des Innenauskleidungsteils nur eine angedeutete optische Textur verleiht, das Gewebe jedoch nicht klar und deutlich sichtbar wird.
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In diesem Ausführungsbeispiel verlaufen eine Mehrzahl konventionelle handelsübliche biegsame Kunststofffaser-Lichtleiter 14, 14' von kreisrundem Querschnittsprofil mit Durchmesser 0,3 mm, die mit etwa ihrem 100-fachen Durchmesser beabstandet sind, parallel zueinander, wobei in 3 nur zwei dargestellt sind, und zwar nicht maßstabsgerecht. Diese Anordnung ermöglicht eine streifige Hinterleuchtung des Metallgewebes 12, sodass die genannte Textur auch bei abgedunkeltem Innenraum teilweise, nämlich entlang der Lichtleiter 14, 14', sichtbar wird. Die Lichtleiter 14, 14' sind in Nuten 13, 13' auf der Rückseite der transluzenten Dekorschicht 11 eingebettet und jeweils entlang ihres Verlaufs in dem von der Schicht 11 überdeckten Bereich über den halben Umfang ihrer Oberflächen 15, 15' chemisch mattiert, sodass sie zumindest in alle Richtungen zur Sichtseite hin Licht abstrahlen.
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4 zeigt einen Ausschnitt aus einem Querschnitt durch ein Innenauskleidungsteil mit einem Holzfurnier als Dekorschicht 17 und einer transparenten Lackschicht 16 als Oberfläche zur Sichtseite hin. Dabei ist die Lackschicht 16 in ihrer Dicke so modelliert, dass sie innerhalb der Oberfläche des Innenauskleidungsteils zur Sichtseite hin eine quer über die gesamte Oberfläche verlaufende Lichtkante 18 ausbildet, die die Oberfläche zu Designzwecken in zwei durch die Kante 18 getrennte Hälften unterteilt. Auch bei ausgeschaltetem Licht des spritzgegossenen Lichtleiters 19, der dem gesamten Verlauf der Kante 18 folgt, ist die Kante 18 für den Fahrzeuginsassen deutlich sichtbar (und auch tastbar). Der Lichtleiter 19, der entlang seines Verlaufs so eingefärbt ist, dass er einen Farbverlauf bei gleichem Farbton jedoch sich ändernder Intensität der Färbung aufweist, verstärkt bei Tag die Wirkung der Kante 18 und macht diese auch nachts sichtbar. Für eine gleichmäßige, radiale Lichtabgabe ist der Lichtleiter 19 entlang seines Verlaufs in dem von der Kante 18 überdeckten Abschnitt auf seinem gesamten Umfang mit einem Mattlack überzogen. Zusätzlich weist der Lichtleiter 19 in diesem überdeckten Abschnitt in regelmäßigen Abständen Verjüngungsstufen 20 zur Lichtabgabe auf, die zusätzliche Lichtpunkte setzen.
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Der Durchmesser des Lichtleiters mit kreisrundem Querschnittsprofil beträgt dabei maximal 3 mm, wobei er sich in Leitungsrichtung jeweils an einer Verjüngungsstufe auf 2 mm reduziert und sich dann zur nächsten Verjüngungsstufe hin allmählich wieder auf 3 mm vergrößert. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Länge des überdeckten Abschnitts etwa die 100-fache Dicke der transluzenten Schicht von etwa 6 mm an deren dickster Stelle, nämlich der Lichtkante 18, sodass der Lichtleiter eine sich über die gesamte Oberfläche des Innenauskleidungsteils erstreckende leuchtende Linie von etwa 60 cm Länge darstellt.
