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Die Erfindung betrifft ein lichtleitendes Bauteil mit einer Lichtleiter-Verbundstruktur für die Anwendung bei Bauwerken, Fassaden, im Innen- und Außenbereich, sowie ein Herstellungsverfahren zur Herstellung einer Lichtleiter-Verbundstruktur und ein Herstellungsverfahren zur Herstellung eines lichtleitenden Bauteils.
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Ein lichtleitendes Bauteil nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ist beispielsweise mit dem Gegenstand der
WO 2012/09 79 75 A1 bekannt geworden. Diese Druckschrift beschreibt ein lichtleitendes Bauteil, dessen Lichtleiterstruktur aus einer im Spritzgussverfahren hergestellten Lichtleitermatte besteht, in deren Ausführungsbeispiel nach den
23 bis
33 die Lichtleiterstäbe parallel und im gegenseitigen Abstand auf einer Gittermatte werkstoffeinstückig angespritzt sind, und die Gittermatte aus sich kreuzenden Verbindungsstäben besteht.
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Das Anspritzen von Lichtleitkörpern auf einer Gittermatte im Spritzgussverfahren, wobei die Lichtleitkörper einseitig an die Gittermatte angespritzt sind und von dieser Gittermatte senkrecht nach oben ragen, hat sich bewährt.
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Bei der bekannten Lichtleiterstruktur ergeben sich bei der späteren Herstellung des lichtleitenden Bauteils jedoch Fertigungsnachteile.
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Zur Integration der bekannten Lichtleiter-Verbundstruktur in einer Gießform ist es bekannt, die Lichtleiter-Verbundstruktur auf dem Boden einer Gießform anzuordnen und von oben her – in Richtung der Längsachse der Lichtleitstäbe – eine aushärtbare Verbundmasse in die Gießform einzubringen.
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Diese Verbundmasse soll möglichst gleichmäßig, blasen- und lunkerfrei die Lichtleiter-Verbundstruktur umschließen, sodass diese vollständig in die aushärtende Betonmasse integriert ist.
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Nach dem Aushärten der Verbundmasse wird das ausgehärtete Bauteil aus der Gießform entnommen und weiter bearbeitet.
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Die Seite, wo die Lichtleiterstäbe frei nach oben im Bauteil angeordnet sind, wird nun so beschliffen, dass die Stirnseiten der Lichtleitkörper an dieser Seite zum Vorschein kommen.
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Die gegenüberliegende Seite des Bauteils wird ebenfalls materialabtragend so bearbeitet, dass auch die Verbindungsstege oder Halteleisten der Lichtleiter-Verbundstruktur zum Vorschein kommen.
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Das so an zwei gegenüberliegenden Flächen durch Materialabtragung bearbeitete Bauteil ist dann einsatzfertig. Die Seite, wo die Lichtleiter-Verbundstruktur mit dem Gitterwerk sichtbar ist, ist bevorzugt die lichtaufnehmende Seite, sodass eine Lichtquelle, die an dieser lichtaufnehmenden Seite angeordnet ist, mit hohem Wirkungsgrad in die Lichtleiter-Verbundstruktur hineinstrahlt und das Licht über die Lichtleitkörper zur gegenüberliegenden Seite des Bauteils geleitet wird.
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Bei der Verarbeitung einer derartigen Lichtleiter-Verbundstruktur in einer Gießform hat sich jedoch herausgestellt, dass es insbesondere bei erdfeuchten und zähflüssigen, aushärtbaren Gießmaterialien, wie zum Beispiel ein erdfeuchter Beton oder dergleichen, schwierig ist, eine vollständige Umhüllung und Integration der feingliedrigen Lichtleiter-Verbundstruktur in die aushärtende Betonmasse zu erreichen.
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Zu diesem Zweck ist es bekannt, mit Vibrationsrüttlern zu arbeiten, sodass die erdfeuchte, zähflüssige Betonmasse mit einem Rüttler in die Gießform eingebracht wird, was jedoch zu einer teilweisen Beschädigung der feingliedrigen Lichtleiter-Verbundstruktur geführt hat.
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Mit dem Gegenstand der
EP 2 179 105 B1 ist ein weiteres lichtleitendes Bauteil und eine Lichtleiter-Verbundstruktur bekannt geworden, bei dem allerdings vorausgesetzt ist, dass die Lichtleiter im Verhältnis ihrer Länge von 2/3 zu 1/3 in einer Halteplatte eingesteckt werden und in der Halteplatte durch Klemmverbund festgelegt werden.
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Wird eine derartige Struktur in eine Gießform eingelegt, stützen sich die Lichtleiter mit ihren unteren Stirnseiten an der Bodenfläche der Gießform ab, die die Lichtleiter verbindende Halteplatte ist jedoch in einem relativ großen Abstand über der Bodenplatte der Gießform angeordnet.
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Bei einer solchen Anordnung ist es schwierig, einen zähflüssigen oder sogar erdfeuchten Beton oder eine andere aushärtbare Gießmasse in die Gießform einzubringen, und dafür zu sorgen, dass die Gießmasse durch relativ kleine Durchströmöffnungen in der Halteplatte diese Halteplatte durchdringt, und in Richtung auf die Bodenfläche verdrängt wird.
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Entweder wird die Halteplatte aufgrund der Anwendung von Vibrationsrüttlern beschädigt, oder die Lichtleitstäbe brechen aus, oder es gelingt nicht, eine zähflüssige Gießmasse durch die kleindimensionierten Durchströmöffnungen der Halteplatte in Richtung zur Bodenseite der Gießform zu befördern.
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Eine lunkerfreie, unterbrechungsfreie und blasenfreie Struktur des damit hergestellten Bauteils ist somit nicht gewährleistet.
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Mit dem Gegenstand der
WO 2006/070 214 A2 ist ein weiteres Bauteil und eine in dem Bauteil integrierte Lichtleiter-Verbundstruktur bekannt geworden, die aus sich kreuzenden, ein dreidimensionales Raumwerk bildenden Lichtleitkörpern besteht.
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Die Lichtleitkörper bilden somit einen Schichtaufbau, der im Wesentlichen für die Durchdringung mit einem zähflüssigen Gießmaterial nicht geeignet ist. Daher besteht bei einer solchen Lichtleiter-Verbundstruktur und einem damit hergestellten Bauteil der Nachteil, dass nicht gewährleistet sein kann, dass die Zwischenräume zwischen den Lichtleitkörpern mit der gießfähigen Verbundmasse lastübertragend ausgefüllt sind.
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Der Erfindung liegt deshalb ausgehend von der
WO 2012/09 79 75 A1 die Aufgabe zugrunde, eine Lichtleiter-Verbundstruktur und ein mit dieser Verbundstruktur hergestelltes Bauteil, sowie ein Herstellungsverfahren so weiterzubilden, dass ein hoch lastübertragendes Bauteil hergestellt werden kann, ohne dass die Gefahr der Beschädigung der Lichtleiter-Verbundstruktur bei der Herstellung dieses Bauteils in einer Gießform besteht.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
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Merkmal der Erfindung ist, dass die Lichtleiter-Verbundstruktur in an sich bekannter Weise als gitterförmige Haltestruktur ausgebildet ist, nunmehr aber die Gitterstruktur aus im gegenseitigen Abstand zueinander angeordneten Halteleisten besteht, an welchen die Lichtleitkörper angeformt sind.
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Anstatt der Verwendung eines Gitterwerks aus sich kreuzenden Rundstäben – wie bei der
WO 2006/070 214 A2 gezeigt – werden in einer ersten bevorzugten Ausführungsform nunmehr Halteleisten verwendet, die im gegenseitigen Abstand parallel zueinander angeordnet sind, und deren gegenseitiger Abstand durch die Lichtleitkörper selbst gebildet wird. Dies bedeutet, es kann auf quer zu den längs verlaufenden Halteleisten verlaufende, weitere Halteleisten verzichtet werden, weil die abstandshaltenden Mittel für die parallel zueinander angeordneten Halteleisten durch die Lichtleitkörper selbst gebildet sind.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung dieser ersten Ausführungsform wird es bevorzugt, wenn die Halteleisten entgegen der Flussrichtung des in die Form eingefüllten Gießmaterials mindestens an deren zur Gießrichtung zugewandten Stirnseite spitzwinklig oder angeschrägt ausgebildet sind, um zu gewährleisten, dass die eingefüllte Gießmasse an den Halteleisten vorbeifließt und sich in den Zwischenräumen zwischen den Halteleisten gleichmäßig verteilt.
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Die Halteleisten sollen demnach die auf der oberen Stirnseite auftreffende Gießmasse zur Seite hin verdrängen und in Richtung auf die Zwischenräume zwischen den Halteleisten auf die Bodenseite der Gießform lenken.
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Damit wird erstmals eine blasen- und lunkerfreie Einbringung auch zähflüssiger Gießmassen in die Lichtleiter-Verbundstruktur gewährleistet, weil einerseits die Anzahl und das Volumen der Halteleisten wesentlich verringert ist, weil diese nur noch parallel in einer Richtung angeordnet sind und die quer hierzu verlaufenden Halteleisten entfallen. Es ergibt sich damit gleichwohl ein hoch lastübertragender Verbund der Lichtleiter-Verbundstruktur, wobei die in Querrichtung verlaufende Abstandshaltung durch die Lichtleitkörper selbst erfolgt, die – in einer bevorzugten Ausgestaltung – werkstoffeinstückig an den Halteleisten angespritzt sind. Der in allen Ausführungsbeispielen verwendete, spritzfähige Kunststoff ist bevorzugt lichtleitend ausgebildet.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist es in einer ersten Ausführungsform vorgesehen, dass die Lichtleitkörper etwa Rechteckprofil haben.
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Hierauf ist die Erfindung nicht beschränkt. Anstatt eines Rechteckprofils können auch andere Profilformen verwendet werden, wie zum Beispiel ein Rundprofil, ein Ovalprofil, ein Mehreckprofil, ein Quadratprofil, ein Dreiecksprofil, ein Rautenprofil oder dergleichen mehr.
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Somit ist klar, dass die parallel zueinander angeordneten und einen jeweiligen Abstand zwischen sich einnehmenden Lichtleitkörper eine relativ beliebige Profilform aufweisen können. Die Höhe ist jedenfalls im ein Vielfaches höher als deren Dicke.
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Es wird jedoch bevorzugt, dass Lichtleitkörper an ihrer der Gießrichtung zugewandten Stirnseite eine Abschrägung aufweisen.
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Somit ist gewährleistet, dass beim Einfüllen auch zähflüssiger Gießmassen die Gießmasse nicht auf die stumpfe obere Stirnseite der Lichtleitkörper auftrifft. Wenn an dieser Stirnseite eine Abschrägung angeordnet ist, wird die Gießmasse an der oberen Stirnseite des Lichtleitkörpers vorbei abgeleitet und nach unten in die Zwischenräume zwischen die Lichtleitkörper hineinverdrängt.
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Die Abschrägung an der Stirnseite der Lichtleitkörper hängt zunächst von der Profilform der Lichtleitkörper ab.
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In allen Fällen wird es jedoch bevorzugt, wenn diese Abschrägung als Dachkantschräge oder als Stirnseitenschräge oder aus einer Kombination von Dachkantschräge und Stirnseitenschräge ausgebildet ist. Es soll auf jeden Fall durch die Anschrägung der Lichtleitkörper im Bereich ihrer Stirnseiten dafür gesorgt werden, dass die schwere und zähflüssige Verbundmasse nicht direkt auf eine stumpfe Stirnseite der Lichtleitkörper auftrifft, weil dies mit einer Beschädigung der Lichtleiter-Verbundstruktur verbunden sein könnte.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht darauf angewiesen, die angegebenen Anschrägungen an den Stirnseiten vorzunehmen, wenn nur dünnflüssige oder leichtflüssige Gießmassen verwendet werden, wie zum Beispiel Kunststoffgießmassen oder leichtflüssige aushärtbare mineralische Gießmassen. In diesem Fall können solche Anschrägungen auch entfallen.
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Wenn es jedoch darum geht, hoch belastbare lichtleitende Bauteile herzustellen, wird die oben genannte Stirnseiten-Anschrägung der Lichtleitkörper bevorzugt.
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Durch die jeweilige Anschrägung der Stirnseiten ist somit gewährleistet, dass die der Einfüllrichtung für aushärtende Vergussmasse zugewandte Oberkante der Halteleisten schmaler ist als deren Bodenfläche.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein Dreikantprofil für diese Halteleisten vorgesehen, das möglichst spitzwinklig ist, um eine günstige Ableitung des auf die Oberseite der Halteleisten auftreffenden Vergussmasse zu gewährleisten.
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Statt eines Dreiecksprofils können jedoch auch andere Profilformen verwendet werden, wie zum Beispiel ein Rundprofil, ein Rautenprofil, ein mehreckiges, polygonales Profil oder dergleichen mehr.
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Grundsätzlich kann das Profil der Halteleisten also als Konusprofil oder als Doppelkonusprofil oder als Rundprofil ausgebildet sein.
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Vorstehend wurde ausgeführt, dass die Lichtleiter-Verbundstruktur aus lediglich in einer einzigen Richtung parallel zueinander angeordneten Halteleisten besteht, und die Abstandshaltung durch die, die Halteleisten verbindende Lichtleitkörper erfolgt.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die profilierten Halteleisten ein Gitterwerk bilden, welches aus in einer Richtung parallel zueinander verlaufenden Halteleisten besteht, die im Bereich von Kreuzungspunkten mit senkrecht hierzu verlaufenden Halteleisten verbunden sind, die ebenfalls parallel und senkrecht zueinander angeordnet sind.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist es nicht notwendig, die Lichtleitkörper abstandshaltend zwischen den Halteleisten anzuordnen. Vielmehr ist es in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, die Lichtleitkörper im Kreuzungspunkt zwischen den gitterartig verlegten Halteleisten werkstoffeinstückig mit den Halteleisten zu verbinden. Eine solche Verbindung erfolgt bevorzugt in einer Spritzgussform.
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Auch bei einer derartigen Lichtleiter-Verbundstruktur mit sich kreuzenden Halteleisten, die ein bodenseitiges Gitterwerk bilden, ist es ebenfalls frei, die Profilform der in den Kreuzungspunkten angeordneten Lichtleitkörper zu wählen. Solche Lichtleitkörper können rundprofiliert, quadratisch profiliert oder polygonal profiliert sein.
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Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird es bevorzugt, wenn die sich kreuzenden und ein Gitterwerk bildenden Halteleisten jeweils in Richtung zur Einfüllrichtung mit ihren Stirnseiten angeschrägt sind, und es wird ebenfalls bevorzugt, wenn die hier verwendeten Lichtleitkörper ebenfalls an ihrer Stirnseite angeschrägt sind, um möglichst wenig Fließwiderstand einer eingefüllten, gegebenenfalls zähflüssigen Gießmasse entgegenzusetzen.
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Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
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Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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Es zeigen:
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1: perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Lichtleiter-Verbundstruktur nach der Erfindung
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2: die Ansicht in Richtung des Pfeiles II in 1
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3: die Ansicht in Richtung des Pfeiles III in 1
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4: die Draufsicht auf die Oberseite eines der Lichtleiter-Verbundstruktur hergestellten Lichtleiterblocks
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5: die Draufsicht auf die Unterseite auf den fertig hergestellten und bearbeiteten Lichtleiterblock nach 5
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6: die Draufsicht auf die lichtabgebende Bodenseite des fertiggestellten Lichtleiterblocks
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7: eine gleiche Darstellung wie 1, bei der die Lichtleiter-Verbundstruktur in eine teilweise aufgebrochene Gießform eingesetzt ist
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8: schematisiert die Anordnung nach 7 mit Darstellung weiterer Einzelheiten
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9: der nach dem Verfahren nach 7 und 8 hergestellte Lichtleiterblock
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10: eine gegenüber 1 abgewandelte Ausführungsform, bei der die Lichtleitkörper rundprofiliert sind
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11: ein gegenüber 10 abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei dem die Lichtleitkörper dreiecksförmig profiliert sind
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12: ein gegenüber 11 abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei dem der Lichtleitkörper polygonal profiliert ist
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13: die Stirnansicht einer Halteleiste gemäß 1
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14: eine gegenüber 13 abgewandelte Ausführungsform einer Halteleiste
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15: eine weitere Ausführungsform einer Halteleiste
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16: ein gegenüber 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel mit einer stirnseitigen Abschrägung am Lichtleitkörper
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17 bis 19: Beispiele für verschiedene stirnseitige Abschrägungen an unterschiedlichen Lichtleitkörpern
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20: Beispiel für einen quadratisch profilierten Lichtleitkörper, der in einer gegenüber 1 abgewandelten Lichtleiter-Verbundstruktur integriert ist
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21: Lichtleitkörper nach 20 mit Integration in einer Lichtleiter-Verbundstruktur, bestehend aus einem sich kreuzenden Gitterwerk
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22: die Lichtleiterstruktur nach 21 mit rund profilierten Lichtleitkörpern
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23: die Stirnansicht der Anordnung nach 22
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24: die Seitenansicht der Anordnung nach 22
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In den 1 bis 7 ist eine erste Lichtleiter-Verbundstruktur 1 dargestellt, die im Wesentlichen aus parallel zueinander angeordneten Halteleisten 4 besteht, die im gezeigten Ausführungsbeispiel nach 1 bis 4 aus dreiecksförmig profilierten Halteleisten 4 besteht.
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Die Halteleisten 4 sind demnach gemäß 1 im Rasterabstand 5 parallel zueinander verlegt, und die gegenseitige Verbindung der Halteleisten 4 erfolgt durch die Zwischenräumen zwischen den Halteleisten ausfüllende Lichtleitkörper 3, die ebenfalls im Rasterabstand 25 in der Tiefe der Lichtleiter-Verbundstruktur 1 angeordnet sind.
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Durch diese Art der Verbindung der Halteleisten 4 durch die Lichtleitkörper 3, die einen werkstoffeinstückigen Kunststoffspritzgussverbund bilden, wird gewährleistet, dass das Material der Halteleisten 4 minimiert ist, sodass sich zwischen den Halteleisten sehr große Durchströmöffnungen ergeben. Der Füllraum 6 ist somit relativ frei von einer die Durchströmung einer zähflüssigen Füllmasse störenden Lichtleiter-Verbundstruktur.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die Lichtleitkörper 3 eine flache Stirnseite 16 auf, was die Erfindung jedoch nicht begrenzt. Anhand der 2 ist dargestellt, dass anstatt der flachen Stirnseite 16 eine Keilform 17 verwendet werden kann. Alle übrigen, bevorzugten Formen wurden in der allgemeinen Beschreibung erwähnt.
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Die Bodenfläche 14 der dreiecksförmig profilierten Halteleisten 4 liegt auf dem Boden der Gießform auf (siehe 7).
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Die Seitenflächen 15 der Halteleisten 4 lenken das Material ab, welches von oben nach unten (siehe Pfeilrichtung 7 in 7) über die Lichtleitkörper 3 hinweg nach unten unter Ausfüllung der gesamten Lichtleiter-Verbundstruktur in den Füllraum 6 eingefüllt wird.
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Dadurch, dass die Halteleisten 4 lediglich in der einen Richtung, nämlich in Y-Richtung nach 1, verlegt sind, entfallen die in der Z-Richtung verlegten Halteleisten. Damit ergeben sich große Durchström- und Verankerungsöffnungen für die dort in die Haltestruktur 2 einzufüllende Füllmasse.
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Die 2 zeigt mehrere Möglichkeiten der Bearbeitung der bodenseitigen Fläche eines fertiggestellten Lichtleiterblocks 20.
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Zunächst ist es in einer ersten Ausgestaltung möglich, dass ausgehend von der auf der Bodenplatte 24 der Gießform 19 (siehe 7) aufliegenden Bodenseite 8 der Haltestruktur 2 eine Materialschicht 12 des fertiggestellten Lichtleiterblocks 20 bis zur Trennlinie 10 abgetragen wird, wodurch von dieser Seite her sowohl die lichtleitende Struktur der Halteleisten 4 als auch die lichtleitende Struktur der darin verankerten Lichtleitkörper 3 sichtbar wird.
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In einer anderen Ausgestaltung der Bearbeitung des Lichtleiterblocks 20 kann es hingegen vorgesehen sein, dass eine Materialabtragung um die Materialschicht 11 stattfindet, und zwar bis zur Trennlinie 9, wodurch die Halteleisten 4 vollkommen abgeschnitten werden, weil auch deren Oberkante 13 entfernt wird, sodass bei dem fertig bearbeiteten Lichtleiterblock 20 nur noch die bodenseitigen Stirnseiten der nun freigelegten Lichtleitkörper 3 an der Bodenseite sichtbar sind.
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Es ist jede beliebige Materialabtragung im Bereich zwischen den Materialschichten 11 und 12 möglich.
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Aus 3 und 4 ist erkennbar, dass bei einer Materialabtragung der Bodenseite 8 – die eventuell nur geringfügig die Materialschicht 12 abträgt –, auch noch die Bodenseite 14 der Halteleisten 4 sichtbar werden, die lichtleitend mit den dazwischen verlegten Lichtleitkörpern 3 verbunden sind, sodass die in 4 dargestellte Bodenseite des Lichtleiterblocks 20 eine sehr große lichtaufnehmende Oberfläche aufweist. Die Halteleisten 4 nehmen deshalb mit ihrer vergrößerten Bodenfläche 14 ebenfalls das Licht auf und lenken es lichtleitend in die Lichtleitkörper 3 hinein. Damit wird der Wirkungsgrad bei der Lichtleitung der Lichtleitkörper 3 durch den Lichtleiterblock 20 wesentlich verbessert.
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Von der gegenüberliegenden Seite sind hingegen lediglich nur noch die lichtabgebenden Stirnseiten der Lichtleitkörper 3 erkennbar. Soweit diese lichtabgebenden Seiten noch mit zuordneten, stirnseitigen Schrägen 38, 39 versehen sind, können diese in einem Bearbeitungsvorgang, der als Materialabtragung am fertiggestellten Lichtleiterblock 20 in Höhe der Linie 40 erfolgt (siehe 2), abgeschnitten werden.
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Die 5 zeigt, dass sich die Lichtleitkörper 3 auch um einen Überlappungsabstand 18 gegenseitig überlappen können.
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Die 6 zeigt wiederum die lichtabgebende Bodenseite des fertiggestellten Lichtleiterblocks 20, wo erkennbar ist, dass die Halteleisten 4 jeweils in der einen Richtung verlaufen und die Lichtleitkörper 3 in einer hierzu senkrechten Richtung verlaufen, sodass sich eine sehr große lichtaufnehmende Oberfläche an der Bodenseite 22 gemäß 6 eines fertig gestellten Lichtleiterblocks 20 ergibt.
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Die 5 zeigt hingegen die lichtabgebende oder lichtaufnehmende Oberseite 21 des Lichtleiterblocks 20.
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Die 7 zeigt eine aus zeichnerischen Gründen nur teilweise dargestellte Gießform 19, von der lediglich aus zeichnerischen Gründen die Rückwand 26 und die Bodenplatte 24 dargestellt sind, wohingegen die Seitenwände fehlen.
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Es ergibt sich ein nach oben offener Füllraum 6, in den die Vergussmasse 23 in Pfeilrichtung 7 von oben her eingefüllt wird. Die Vergussmasse 23 überströmt somit die angeschrägten Stirnseiten der Lichtleitkörper, die beispielsweise mittels einer Keilform 17 angeschrägt sind, um eine unzulässige Verbiegung der Lichtleitkörper 3 während des Einfüllens der Vergussmasse 23 zu vermeiden.
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Aufgrund der zentrischen Keilform der Stirnseiten der Lichtleitkörper 3 zentrieren sich diese in der von oben einfließenden Vergussmasse 23. Sobald die Vergussmasse 23 an den Lichtleitkörpern 3 vorbeigeflossen ist, gelangt sie auf die konisch ausgebildete Oberkante 13 der einzelnen parallel nebeneinander angeordneten Halteleisten 4, und die zunächst gegebene vertikale Einfüllrichtung in Pfeilrichtung 27 wird durch die angeschrägten Seitenflächen 15 der Halteleisten 4 in die Pfeilrichtungen 28 seitlich abgelenkt. Damit gelingt es, die Vergussmasse 23 in die Zwischenräume zwischen den Halteleisten 4 zu verdrängen und dort bestmöglichst zu verankern und auszufüllen. Es wird sowohl eine blasen- als auch lunkerfreie Ausfüllung dieser Zwischenräume im Rasterabstand 5, 25 der Lichtleiterstruktur erreicht.
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Die 8 und 9 zeigen die weitere Herstellung eines Lichtleiterblocks 20 beim Ausfüllen der Gießform 19 gemäß 7.
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In 8 ist dargestellt, dass die Gießform soweit in Pfeilrichtung 7 mit der Vergussmasse 23 aufgefüllt wird, bis sich ein Abstand oder Überstand 31 zwischen der Oberkante 32 und der Lichtleitkörper 3 und der Oberkante 30 und der ausgehärteten Vergussmasse 23 ergibt. Dieser Überstand oder Abstand 31 wird später materialabtragend beseitigt.
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Die Materialabtragung vonseiten der Teile, die auf der Bodenplatte 24 aufstehen, wurde anhand der 2 bereits schon erläutert.
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Der fertig aus der Gießform 19 entnommene Lichtleiterblock 20 ist in 9 dargestellt, und es ist erkennbar, dass sowohl eine Abtragsfläche 33 an der Oberseite als auch ein Materialabtrag im Bereich der Abtragsfläche 34 an der Bodenseite erfolgen kann, um alle lichtabgebenden und lichtaufnehmenden, einander gegenüberliegenden Seiten der Lichtleitkörper 3 und gegebenenfalls der Halteleisten 4 freizulegen.
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Eine etwaig an der Stirnseite der Lichtleitkörper 3 angeordnete Anschrägung, zum Beispiel in Form der Keilform 17, wird im Bereich der Abtragsfläche 33 durch Abschleifen entfernt.
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Die 10 zeigt als alternatives Ausführungsbeispiel im Vergleich zur 1, dass statt der rechteckig oder quadratisch profilierten Lichtleitkörper 3 auch rundprofilierte Lichtleitkörper 3a verwendet werden können, und hierbei die gleichen Vorteile und Merkmale wie bei dem vorher genannten Ausführungsbeispiel gegeben sind. In 10 ist nicht dargestellt, dass die Lichtleitkörper 3a auch die gegenseitige Verbindung der parallel zueinander angeordneten Halteleisten 4 erbringen können.
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In einer alternativen Ausführungsform kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass senkrecht zu den Halteleisten 4 weitere, im Rasterabstand 25 verlegte Halteleisten vorhanden sind.
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Die 11 zeigt, dass statt der rundprofilierten Lichtleitkörper 3a auch dreiecksförmig profilierte Lichtleitkörper 3b verwendet werden können. Die 12 zeigt, dass auch polygonale Lichtleitkörper 3c verwendet werden können, wobei die 12 lediglich das Profil eines solchen mehreckigen Lichtleitkörpers 3c zeigt.
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Die 13 zeigt hingegen das Profil einer dreiecksförmigen Halteleiste 4 mit den beiden Seitenflächen 15, die im spitzen Winkel von der Oberkante 13 sich nach unten bis zur Bodenfläche 14 erstrecken.
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Ein solches Konusprofil 35 kann in verschiedener Weise abgewandelt werden. Statt eines solchen einfachen Konusprofils 35 kann auch ein Doppel-Konusprofil 35 verwendet werden, wobei zwei solcher Konusprofile 35 gemäß 14 zu einem werkstoffeinstückigen, doppelkonischen Profil einer Halteleiste 4a zusammengesetzt sind.
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Die 15 zeigt, dass die Annäherung an ein Konusprofil auch durch ein Rundprofil einer Halteleiste 4b erzeugt werden kann. Dieses Rundprofil ist mit 37 in 15 bezeichnet.
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16 zeigt in Ergänzung zur 1 und 7, dass die Stirnseiten der Lichtleitkörper 3 mit zugeordneten Dachkantschrägen 38 ausgebildet sein können.
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Die 18 zeigt hierbei eine erste Dachkantschräge 38, wobei die vorderen Stirnseiten nicht abgeschrägt sind, während die 19 eine weitere Ausführungsform zeigt, bei der die Dachkantschräge 38 noch zusätzlich eine Stirnseitenschräge 39 trägt.
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Die 17 zeigt hingegen, dass auch ein rundprofilierter Lichtleitkörper 3a mit einer zugeordneten Stirnseitenschräge 39 (in Form eines Konus) ausgebildet sein kann.
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Alle angeschrägten Oberflächen sind so gerichtet, dass ein die Oberfläche berührender Strom aus Vergussmasse an diesen Oberflächen schräg abgeleitet wird. Die 21 bis 23 zeigen eine weitere Lichtleiter-Verbundstruktur 1a, die sich dadurch auszeichnet, dass bei dieser Lichtleiter-Verbundstruktur 1a sowohl in Z-Richtung längs verlaufende Halteleisten 4 entsprechend den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen verlegt sind, dass aber diese Halteleisten 4 mit senkrecht hierzu verlaufenden und im Rasterabstand 25 verlegten weiteren Halteleisten 4' werkstoffeinstückig miteinander verbunden sind und eine gitterartige Lichtleiter-Verbundstruktur 1a ausbilden.
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Im Kreuzungspunkt der Halteleisten 4, 4' sind jeweils Lichtleitkörper 3, 3a, 3b, 3c, 3d angeordnet, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel nur beispielhaft die Lichtleitkörper 3a als Rundprofil dargestellt sind.
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Es können sämtliche anderen Profilformen von Lichtleitkörpern verwendet werden, wie sie anhand der vorgegebenen Zeichnungen beschrieben wurden.
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Die Lichtleitkörper 3, 3a–d sind im Kreuzungspunkt der Halteleisten 4, 4' werkstoffeinstückig mit den Halteleisten 4 im Spritzverbund miteinander verbunden.
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Es kann jedoch auch in einem anderen Ausführungsbeispiel vorgesehen werden, dass in einer Zwei-Komponenten-Spritzgussform zunächst die Halteleisten 4 aus einem ersten Kunststoffmaterial hergestellt werden, welches ein relativ hartes und lastübertragendes Kunststoffmaterial ist, während die Lichtleitkörper 3 in einem weiteren Spritzgussvorgang an die vorher hergestellten Halteleisten 4, 4a–4b, 4' aus einem anderen Material angespritzt werden.
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Auch dieses Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass sowohl die Halteleisten 4 als auch die Halteleisten 4' sämtliche Profilformen einnehmen können, wie sie anhand der vorgehenden Zeichnungen beschrieben wurden.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel nach 21 ist dargestellt, dass ein Lichtleitkörper 3d in Form eines Quadratprofils im Kreuzungspunkt von sich zwei kreuzenden Halteleisten 4, 4' angespritzt ist.
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Die 22 zeigt hingegen einen rundprofilierten Lichtleitkörper 3a, was auch aus den übrigen Ansichten gemäß 23 und 24 zu entnehmen ist.
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Es ist also durchaus nicht notwendig, dass das Kunststoffmaterial der Lichtleitkörper 3 das gleiche ist wie das Kunststoffmaterial der Halteleisten 4, 4a, 4b oder 4'.
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Wichtig bei allen Ausführungsformen ist, dass eine hoch lastübertragende Lichtleiter-Verbundstruktur 1, 1a vorgeschlagen wird, die weitestgehend gegen Beschädigungen geschützt ist, auch wenn eine Vergussmasse 23 eingefüllt wird, die ein hohes spezifisches Gewicht aufweist und hoch zähflüssig ist, wie es bei erdfeuchten Betonmassen bekannt ist.
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Die stehenden Lichtleiterkörper 3, 3a–d, welche von der Oberseite und von der Unterseite das Licht durchlassen können, können verschiedene Formen haben (zum Beispiel Rechteckform, Quadratform, Rundform, Elipsenform, etc.).
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Das unten liegende Verbindungsnetz, welches als Haltestruktur 2 bezeichnet ist, welches die Lichtleitkörper verbindet, kann auch verschiedene Querschnitte haben. Es kann quadratisch, rechteckig, dreieckig oder dreieckig mit darunterliegendem Quadrat ausgebildet sein. Ebenso ist eine Dreiecksform mit darunterliegendem Rechteck usw. möglich.
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Die gesamte Haltestruktur 2 mit den daran angesetzten Lichtleitkörpern 3 wird bevorzugt aus einem einzigen Spritzguss herausgespritzt.
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Auch ist es möglich, durch spezielle Verbindungselemente die eine hergestellte Lichtleiter-Verbundstruktur mit einer auf gleicher Ebene liegenden parallelen Lichtleiter-Verbundstruktur nebeneinander zu platzieren, um somit eine größere Platte zu fertigen. Solche Verbindungselemente verbinden demnach die nebeneinanderliegend in einer Ebene angeordneten Lichtleiter-Verbundstrukturen 1, 1a.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lichtleiter-Verbundstruktur 1a
- 2
- Haltestruktur
- 3
- Lichtleitkörper a, b, c, d
- 4
- Halteleiste a, b, 4'
- 5
- Rasterabstand
- 6
- Füllraum
- 7
- Pfeilrichtung
- 8
- Bodenseite
- 9
- Trennlinie
- 10
- Trennlinie
- 11
- Materialschicht
- 12
- Materialschicht
- 13
- Oberkante
- 14
- Bodenfläche (von 4) a
- 15
- Seitenfläche (von 4)
- 16
- Stirnseite (von 3)
- 17
- Keilform (von 16)
- 18
- Überlappungsabstand
- 19
- Gießform
- 20
- Lichtleiterblock
- 21
- Oberseite (von 20)
- 22
- Bodenseite (von 20)
- 23
- Vergussmasse
- 24
- Bodenplatte (von 19)
- 25
- Rasterabstand
- 26
- Rückwand (von 19)
- 27
- Pfeilrichtung
- 28
- Pfeilrichtung
- 29
- Seitenwand (von 19)
- 30
- Oberkante (von 23)
- 31
- Abstand
- 32
- Oberkante (von 3)
- 33
- Abtragsfläche (oben)
- 34
- Abtragsfläche (unten)
- 35
- Konusprofil
- 36
- Stirnseite unten (von 3)
- 37
- Rundprofil
- 38
- Dachkantschräge
- 39
- Stirnseitenschräge
- 40
- Linie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2012/097975 A1 [0002, 0020]
- EP 2179105 B1 [0013]
- WO 2006/070214 A2 [0018, 0023]
