DE102014112470A1

DE102014112470A1 - Ausstattungsteil mit leuchtender sichtseite

Info

Publication number: DE102014112470A1
Application number: DE102014112470.7A
Authority: DE
Inventors: Markus Wimmer; Manfred Winklbauer; Elena Justus-Bischler; Josef Lang; Bernhard Bayersdorfer; Josef Lurz
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2016-03-03
Anticipated expiration: 2034-08-30
Also published as: DE102014112470B4; US9891369B2; CN105387408A; US20160062022A1; CN105387408B

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ausstattungsteil, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Träger (1), einer Verbundfolie (2) und einer Lichtquelle (3). Die Verbundfolie (2) ist auf dem Träger (1) angeordnet und bildet die Sichtseite (4) des Ausstattungsteils aus. Die Verbundfolie (2) weist eine Lichtleitschicht (5), eine Streuschicht (6) und zwei Lackschichten (7, 8) auf, so dass von der Lichtquelle (3) erzeugte Lichtstrahlen (9) in die Verbundfolie eingekoppelt werden können und die Sichtseite (4) des Ausstattungsteils mithilfe der Verbundfolie (2) flächig beleuchtet wird. Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Ausstattungsteils.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ausstattungsteil, insbesondere für den Innenraum von Kraftfahrzeugen, mit einem Träger, einer Verbundfolie und einer Lichtquelle, wobei die Verbundfolie die Sichtseite des Ausstattungsteils ausbildet und über die Lichtquelle beleuchtbar ist. Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung die Herstellung eines solchen Ausstattungsteils.
Stand der Technik
In der heutigen Zeit kommt neben der Funktionalität auch der äußeren und inneren Erscheinungsform des Kraftfahrzeuges eine immer wichtigere Rolle zu. So werden neben hochwertigen Dekoren immer häufiger Ausstattungsteile mit Lichtleitern und Lichtquellen ausgestattet, die das Ausstattungsteil ausleuchten. So finden häufig spritzgegossene flächige Lichtleiter auf Ausstattungsteilen Anwendung. Licht wird hierbei außerhalb eines sichtbaren Bereiches in den Lichtleiter eingekoppelt und über die gesamte Fläche des Lichtleiters im Sichtbereich ausgekoppelt.
Um eine homogene Auskopplung des Lichtes über die gesamte Fläche des Lichtleiters zu realisieren, wird die Oberfläche des Lichtleiters meist aufgeraut. Durch die raue Oberfläche werden Störstellen in den Lichtleiter eingebracht, die das eingekoppelte Licht streuen und somit eine Lichtauskopplung begünstigen. Die aufgeraute Oberfläche wird meist durch eine mechanische Bearbeitung, wie Schleifen oder Prägen, erzeugt. Derartige Verfahren weisen jedoch den Nachteil auf, dass der Lichtleiter eine ausreichende Dicke aufweisen muss, da ansonsten die Gefahr besteht, dass der Lichtleiter, aufgrund zu geringer Eigensteifigkeit beschädigt oder gar zerstört wird. Dies schränkt die Anwendung der Lichtleiter auf Ausstattungsteilen stark ein, da die Ausstattungsteile stets auf die Wanddicken der Lichtleiter angepasst werden müssen.
Weiterhin muss der Lichtleiter stets auf die Form des Ausstattungsteils angepasst sein. Ein Anwenden des Lichtleiters auf anderen Ausstattungsteilen ist in den seltensten Fällen möglich. Dies wirkt sich vor allem bei spritzgegossenen Lichtleitern sehr negativ auf die Herstellungskosten aus, da für jede Lichtleiterform ein zusätzliches Werkzeug vorgehalten werden muss.
Zwar besteht auch die Möglichkeit, Lichtleiter unterhalb der Sichtseite eines Ausstattungsteils anzuordnen, was bezüglich der Form des Lichtleiters Freiheitsgrade schafft, doch ist auch diese Anordnung mit Nachteilen verbunden. So muss die die Sichtseite ausbildende Schicht im Bereich des Lichtleiters geschwächt oder ausgedünnt werden, so dass der Lichtleiter diese auch durchleuchten kann. Ausstattungsteile weisen jedoch häufig außerhalb des Sichtbereichs Befestigungselemente auf, über die das Ausstattungsteil am Fahrzeug befestigt werden kann. Diese Befestigungselemente schränken jedoch die Anordnungsmöglichkeiten des Lichtleiters stark ein. Weiterhin muss ausreichend Bauraum vorgesehen werden, um den Lichtleiter integrieren zu können.
Beschreibung der Erfindung
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zumindest einen im Stand der Technik genannten Nachteil zu überwinden und insbesondere ein Ausstattungsteil mit einem Lichtleiter bereitzustellen, dass in seiner Geometrie von dem Lichtleiter nicht oder nur im geringen Maße beeinflusst wird.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Ausstattungsteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Ausstattungsteils mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, in der Beschreibung sowie in den Zeichnungen enthalten.
Ein erfindungsgemäßes Ausstattungsteil, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfasst einen Träger, eine Verbundfolie und eine Lichtquelle. Die Verbundfolie ist auf dem Träger angeordnet und bildet die Sichtseite des Ausstattungsteils aus. Die Verbundfolie beinhaltet eine Lichtleitschicht, in die Lichtstrahlen einkoppelbar sind. Die Lichtstrahlen werden von der Lichtquelle erzeugt. Hierzu kann die Lichtquelle beispielsweise an einer Stirnseite der Lichtleitschicht angeordnet sein. Die Lichtleitschicht besteht vorzugsweise aus einem transparenten Material. Besonders bevorzugt besteht die Lichtleitschicht aus einer thermoplastischen Kunststofffolie. Die Kunststofffolie kann insbesondere aus Polycarbonat (PC) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) bestehen.
Weiterhin beinhaltet die Verbundfolie an einer dem Träger zugewandten Seite der Lichtleitschicht eine Streuschicht. Die Streuschicht wird ebenfalls durch die in die Lichtleitschicht eingekoppelten Lichtstrahlen durchstrahlt und ist daher bevorzugt transparent oder zumindest teiltransparent. Die Streuschicht weist weiterhin lichtstreuende Elemente auf, die die Lichtstrahlen in ihrer Ausbreitungsrichtung beeinflussen. Die Verbundfolie weist außerdem eine erste Lackschicht auf die an der dem Träger zugewandten Seite der Streuschicht angeordnet ist. Die erste Lackschicht dient im Wesentlichen der Steigerung von Totalreflexionen der Lichtstrahlen an der Grenze zwischen Streuschicht und erster Lackschicht und besitzt einen definierten Brechungsindex. Die erste Lackschicht kann transparent oder zumindest transluzent ausgestaltet sein, so dass der Träger durch die erste Lackschicht hindurch sichtbar bleibt.
Werden mithilfe der Lichtquelle Lichtstrahlen in die Lichtleitschicht eingekoppelt, wird auch die Streuschicht von den Lichtstrahlen durchstrahlt. An der Grenzfläche zwischen Streuschicht und erster Lackschicht werden die Lichtstrahlen zurück in die Streuschicht bzw. in die Lichtleitschicht reflektiert. Gleichsam werden die Lichtstrahlen gestreut, so dass die reflektierten Lichtstrahlen auf der dem Träger abgewandten Seite der Verbundfolie auskoppeln.
Um sicherzustellen, dass die Lichtauskopplung vorwiegend über die Reflexionen und Refraktionen in der Streuschicht bzw. an der Grenze zwischen Streuschicht und erster Lackschicht erzeugt werden, weist die Verbundfolie an der dem Träger abgewandten Seite der Lichtleitschicht eine zweite Lackschicht auf. Die zweite Lackschicht dient im Wesentlichen zur Steigerung der Totalreflexionen an der Grenzschicht zur Lichtleitschicht und besitzt daher ebenfalls einen definierten Brechungsindex. Vorzugsweise ist die zweite Lackschicht transparent, so dass die ausgekoppelten Lichtstrahlen nicht durch die Lackschicht beeinflusst werden.
Unter einen definierten Brechungsindex kann in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass der Brechungsindex der ersten und der zweiten Lackschicht gezielt auf einen bestimmten Wert eingestellt ist. Der Brechungsindex der ersten und der zweiten Lackschicht muss hierzu nicht zwangsläufig über die gesamte Fläche der Verbundfolie konstant sein. Über die gezielte Einstellung des Brechungsindex der ersten und zweiten Lackschicht kann vielmehr das Reflexions- und Refraktionsverhalten der Lichtstrahlen gezielt gesteuert werden. Der definierte Brechungsindex der ersten und zweiten Lackschicht ist insbesondere kleiner als der Brechungsindex der Streuschicht und der Lichtleitschicht.
Durch den erfindungsgemäßen Aufbau ist es möglich, die Verbundfolie und insbesondere die Lichtleitschicht wesentlich dünner auszuführen als vergleichbare Lichtleiter. Dies begründet sich vor allem darin, dass durch die separate Streuschicht die Lichtleitschicht keinen starken mechanischen Belastungen ausgesetzt ist, die die Lichtleitschicht beschädigen könnten. Die geringe Schichtdicke und damit verbundene Forminstabilität der Verbundfolie vereinfacht weiterhin die Anordnung auf dem Träger. Der Träger muss praktisch nicht auf die Verbundfolie angepasst werden, da die Folie ähnlich einer herkömmlichen Dekorschicht auf den Träger aufkaschiert werden kann. Lediglich eine Aussparung im Träger für die Anordnung der Lichtquelle ist vorzusehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Streuschicht auf der der Lichtleitschicht abgewandten Seite eine Vielzahl von Vertiefungen auf. Die Vertiefungen können beispielsweise durch Einkerbungen oder Ausnehmungen ausgebildet sein und dienen als lichtstreuende Elemente. Durch die Vertiefungen wird eine Oberflächenstruktur erzeugt, die es ermöglicht das reflektierte Licht stärker zu streuen. Um sicherzustellen, dass die Auskopplung der Lichtstrahlen an der Sichtseite über die gesamte Fläche Verbundfolie homogen ist, kann sich die Art und Anzahl der Vertiefungen über die Fläche der Streuschicht ändern.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Streuschicht eine Vielzahl von Einschlüssen oder Streupartikeln auf. Durch die Einschlüsse bzw. Streupartikel wird ohne Bearbeitung der Oberfläche der Streuschicht eine gewünschte Streuwirkung erzielt. Die Einschlüsse können beispielsweise durch das gezielte Einbringen von Luftlöchern realisiert sein, wobei die Streupartikel durch das Einbringen von reflektierenden oder lichtbrechenden Materialien realisiert sein kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es ebenso möglich, dass die Streuschicht eine Kombination aus Vertiefungen, Streupartikeln und Einschlüssen aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Streuschicht einen Brechungsindex auf, der in etwa dem Brechungsindex der Lichtleitschicht entspricht. Somit ist sichergestellt, dass das in der Lichtleitschicht befindliche Licht in die Streuschicht einstrahlt und nicht an der Grenze zur Streuschicht reflektiert wird. Besonders bevorzugt besteht die Streuschicht daher aus dem gleichen Material wie die Lichtleitschicht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Lackschicht auf der der Lichtleitschicht abgewandten Seite bedruckt. Da die Verbundfolie die Sichtseite des Ausstattungsteils ausbildet besitzt die Verbundfolie neben der Beleuchtungsfunktion auch eine dekorierende Funktion. Durch einen Aufdruck, insbesondere einem dreidimensionalen Druck oder Reliefdruck, kann somit zum einen ein optisch ästhetisch ansprechendes Muster erzeugt werden, das auch im unbeleuchteten Zustand sichtbar ist. Zum anderen ist somit eine fühlbare Oberflächenstruktur der Verbundfolie darstellbar.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an der der Lichtleitschicht abgewandten Seite der zweiten Lackschicht eine Dekorschicht angeordnet. Die Dekorschicht kann entweder über die gesamte Verbundfolie oder nur auf gewissen Bereichen der Verbundfolie angeordnet sein. Die Dekorschicht ist bevorzugt mit Hilfe eines Klebstoffes mit der Lackschicht verbunden. Besonders bevorzugt besteht die Dekorschicht aus einem transparenten oder transluzenten Material, so dass die Dekorschicht von dem ausgekoppelten Licht durchleuchtet werden kann. Zusätzlich kann die Dekorschicht Farbpigmente oder andere Einschlüsse enthalten und besteht bevorzugt aus einer Folie.
Bevorzugt weist die Dekorschicht auf einer der zweiten Lackschicht zugewandten und/oder abgewandten Seite eine Bedruckung auf. Insbesondere, wenn sowohl auf der der zweiten Lackschicht zugewandten Seite als auch auf der abgewandten Seite eine Bedruckung angeordnet ist, lassen sich somit optisch dreidimensional wirkende Effekte erzielen, insbesondere, wenn die Dekorschicht von den Lichtstrahlen durchleuchtet wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Träger aus einem transparenten Material und ist zumindest teilweise zwischen Lichtquelle und Verbundfolie angeordnet. Da der Träger aus einem transparenten Material besteht, muss keine Aussparung vorgesehen werden, um die Lichtquelle direkt an der Lichtleitschicht anzuordnen. Es ist ebenso möglich, dass die Lichtquelle die Lichtstrahlen durch den Träger hindurch in die Verbundfolie einkoppelt. Der Träger besteht bevorzugt aus PMMA oder PC.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Lichtleitschicht eine Ausnehmung auf, über die die Lichtstrahlen der Lichtquelle eingekoppelt werden. Die Ausnehmung kann beispielsweise über einen Materialabtrag in die Lichtleitschicht eingebracht sein. Besonders bevorzugt ist im Bereich der Ausnehmung die zweite Lackschicht vollständig abgetragen. Durch die Ausnehmung muss die Lichtquelle nicht zwangsläufig in einem Endbereich der Verbundfolie angeordnet werden. Es ist somit auch möglich, die Lichtquelle auf der Verbundfolie in einem Bereich, der vom Betrachter nicht einsehbar ist, anzuordnen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die erste und die zweite Lackschicht einen Brechungsindex auf, der kleiner ist als der Brechungsindex der Lichtleitschicht. Durch einen geringeren Brechungsindex werden die Reflexionen der sich innerhalb der Lichtleitschicht ausbreitenden Lichtstrahlen an den angrenzenden Lackschichten begünstigt. Besonders bevorzugt ist der Brechungsindex in den Bereichen, die einen geringen Abstand zur Lichtquelle aufweisen, kleiner als in den Bereichen, die einen größeren Abstand zur Lichtquelle aufweisen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Verbundfolie eine Gesamtdicke von 0,6 bis 3 mm auf. In diesem Bereich ist die Verbundfolie ausreichend dick, um genügend Licht zu transportieren und ist gleichzeitig noch forminstabil genug, um prozesssicher auf die Kontur eines Trägers aufgebracht zu werden.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Ausstattungsteils besteht zumindest aus den Schritten: Auftragen einer Streuschicht auf einer Seite einer Lichtleitschicht, Auftragen einer ersten Lackschicht auf einer der Lichtleitschicht abgewandten Seite der Streuschicht, Auftragen einer zweiten Lackschicht auf einer der Streuschicht abgewandten Seite der Lichtleitschicht, so dass eine Verbundfolie entsteht, Einlegen der Verbundfolie in eine Kavität eines Formwerkzeuges, die die Kontur des Ausstattungsteils aufweist, wobei die Verbundfolie an einer Wandung der Kavität angeordnet wird, die den späteren Sichtbereich des Ausstattungsteils ausbildet, Ausbilden des Trägers durch Einführen von flüssigem Kunststoff in die Kavität des Formwerkzeuges, wobei die der Wandung zugewandte Seite der Verbundfolie nicht mit dem flüssigen Kunststoff in Kontakt gerät.
Da die Verbundfolie mit dem Träger verbunden wird, indem die Folie vom Träger hinterspritzt wird, ist keine zusätzliche Klebstoffschicht zwischen Träger und Verbundfolie notwendig.
Dies erspart einen zusätzlichen Prozessschritt und gleichsam ist eine sichere Verbindung zwischen Träger und Verbundfolie gewährleistet. Nachdem der flüssige Kunststoff ausgehärtet ist, kann das fertige Ausstattungsteil dem Formwerkzeug entnommen werden. Um zu verhindern, dass die Verbundfolie während des Kontakts mit dem flüssigen Kunststoff aufgrund der hohen Temperaturen beschädigt wird, besteht zumindest die Lichtleitschicht vorzugsweise aus einem Material, das einen höheren Schmelzpunkt aufweist als das Material, das den Träger ausbildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf der Verbundfolie vor dem Einlegen in die Kavität eine Schutzbeschichtung aufgetragen, die die Verbundfolie vor einer Temperatureinwirkung des flüssigen Kunststoffs schützt. Vor allem in Bereichen, in dem der Träger eine hohe Dicke aufweist, kann die Verbundfolie über einen längeren Zeitraum einer hohen Temperatur ausgesetzt sein. Mit Hilfe der Schutzbeschichtung kann verhindert werden, dass aufgrund zu langer Temperatureinwirkung die Verbundfolie beschädigt wird. Die Schutzbeschichtung kann beispielsweise durch Aufsprühen oder durch Lamination auf die Verbundfolie aufgetragen werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in die Lichtleitschicht der Verbundfolie mittels eines Materialabtrages eine Ausnehmung eingebracht. Die Ausnehmung kann entweder vor oder nach dem Einlegen der Verbundfolie in die Kavität des Formwerkzeuges eingebracht werden. Bevorzugt erfolgt der Materialabtrag zur Ausbildung der Ausnehmung jedoch vor dem Einlegen in die Kavität. Die Ausnehmung kann beispielsweise mit Hilfe einer Fräse, eines Bohrers oder eines Messers in die lichtleitende Schicht eingebracht werden. Besonders bevorzugt wird während des Abtrages der Lichtleitschicht auch die zweite Lackschicht im Bereich der Ausnehmung entfernt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird vor dem Einlegen in die Kavität auf der zweiten Lackschicht eine Dekorschicht aufgetragen. Indem die Dekorschicht bereits vor dem Einlegen in die Kavität auf die Verbundfolie aufgebracht wird, ist zum einen sichergestellt, dass sich die Dekorschicht konturgenau an die Form des späteren Trägerteils anpasst. Zum anderen wird das Verfahren weiter vereinfacht, da das Aufbringen einer Dekorschicht auf einer ebenen Verbundfolie wesentlich einfacher umsetzbar ist als auf einer konturierten Verbundfolie.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Streuschicht mithilfe eines Druckverfahrens auf die Lichtleitschicht aufgebracht. Unter einem Druckverfahren werden in diesem Zusammenhang additive oder generische Druckverfahren verstanden, wie sie beispielsweise beim 3D-Druck Anwendung finden. Es hat sich gezeigt, dass ein derartiges Druckverfahren besonders gut geeignet ist, um die Streuschicht auszubilden, da somit besonders feine und detaillierte lichtstreuende Elemente in die Streuschicht eingebracht werden können. Beispielsweise kann mithilfe eines Druckverfahrens die Streuschicht durch eine Vielzahl von Pigmenten oder gezielt eingebrachte Geometrien erzeugt werden.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Verbundfolie vor dem Einlegen in die Kavität tiefgezogen. Insbesondere dann, wenn die Kavität eine komplexe Geometrie aufweist, ist es vorteilhaft, die Verbundfolie vor dem Einlegen in die Kavität tiefzuziehen, um zu vermeiden, dass die Verbundfolie durch die hohen Drücke, die beim Einfließen des heißen Kunststoffes entstehen können, beschädigt wird oder gar reißt.
Die Erfindung wurde mit Bezug auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung beschrieben. Sofern nichts anderes angegeben ist, sind die Ausführungen zum Verfahren analog auf die Vorrichtung anwendbar. Dasselbe gilt natürlich in der umgekehrten Richtung, so dass auch die Ausgestaltungen der Vorrichtung ihren Niederschlag im Verfahren finden.
Darüber hinaus sind weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen ersichtlich. Die dort und oben beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination umgesetzt werden, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen erfolgt dabei unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen.
Kurze Figurenbeschreibung
Weitere Details und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die Figuren erläutert. Dabei zeigen:
1 einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Ausstattungsteils,
2 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ausstattungsteils in einer Schnittansicht,
3 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ausstattungsteils in einer Schnittansicht,
4 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ausstattungsteils in einer Schnittansicht,
5 eine vergrößerte Darstellung eines Schichtaufbaus einer Ausführungsform einer Verbundfolie,
6 eine alternative Ausführungsform eines Schichtaufbaus des erfindungsgemäßen Ausstattungsteils.
In der folgenden Beschreibung werden gleiche und gleichwirkende Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen genannt.
In 1 ist ein schematischer Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen Ausstattungsteils dargestellt. Das Ausstattungsteil umfasst einen Träger 1, auf dem eine Verbundfolie 2 angeordnet ist. Die Verbundfolie 2 bildet eine Sichtseite 4 des Ausstattungsteils aus. Somit ist die Verbundfolie 2 einem Betrachter des Ausstattungsteils zugewandt. Weiterhin umfasst das Ausstattungsteil eine Lichtquelle 3, die Lichtstrahlen 9 in die Verbundfolie 2 einkoppelt. Bei der Lichtquelle 3 handelt es sich um eine einfarbige Leuchtdiode. Mehrfarbige Leuchtdioden oder organische Leuchtdioden können jedoch ebenso Anwendung finden. Die Verbundfolie 2 besitzt eine Lichtleitschicht 5 aus Polycarbonat, in die die Lichtstrahlen 9 der Lichtquelle 3 eingekoppelt werden. Die Lichtleitschicht 5 besitzt eine homogene Dicke von 0,8 mm.
Auf der dem Träger 1 zugewandten Seite der Lichtleitschicht 5 ist eine Streuschicht 6 angeordnet. Die Streuschicht 6 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls aus einem Polycarbonat und ist im Zuge eines Druckverfahrens auf die Lichtleitschicht 5 aufgedruckt worden. Die Streuschicht 6 besitzt auf der der Lichtleitschicht 5 abgewandten Seite eine strukturierte Oberfläche, wobei die Struktur durch eine Vielzahl nebeneinander angeordneter Pyramiden ausgebildet wird. Da die Streuschicht 6 aus dem gleichen Material wie die Lichtleitschicht 5 besteht, durchstrahlen die eingekoppelten Lichtstrahlen 9 sowohl die Lichtleitschicht 5 als auch die Streuschicht 6.
Weiterhin umfasst die Verbundfolie 2 auf der dem Träger 1 zugewandten Seite eine erste Lackschicht 7. Die erste Lackschicht 7 ist durch ein Sprühverfahren auf die Streuschicht 6 aufgetragen und besitzt einen Lichtbrechungsindex, der kleiner ist als der Lichtbrechungsindex der Streuschicht 6 und der Lichtleitschicht 5. Eine zweite Lackschicht 8 ist auf der dem Träger 1 abgewandten Seite der Lichtleitschicht 5 aufgesprüht. Somit werden die lichtleitenden Schichten von den zwei Lackschichten 7, 8 umschlossen. Die von der Lichtquelle 3 emittierten Lichtstrahlen 9 werden über eine Stirnseite der Lichtleitschicht 5 in diese eingekoppelt. Somit verlaufen die Lichtstrahlen 9 innerhalb der Lichtleitschicht 5 in etwa parallel zur Sichtseite 4. Durch die zweite Lackschicht 8 wird verhindert, dass die Lichtstrahlen 9, bereits bei sehr flachen Einfallswinkeln Richtung Sichtseite 4 des Ausstattungsteils auskoppeln. Vielmehr wird durch die zweite Lackschicht 8 ein Großteil der Lichtstrahlen 9 zurück in die Lichtleitschicht 5 reflektiert, die direkt nach dem Einkoppeln in Richtung zweite Lackschicht 2 strahlen.
Ähnlich dem Übergang von zweiter Lackschicht 8 zur Lichtleitschicht 5 werden auch an der Phasengrenze von Streuschicht 6 und erster Lackschicht 7 die Lichtstrahlen 9 reflektiert. Durch die unregelmäßige Oberfläche der Streuschicht 6 werden die reflektierten Lichtstrahlen 9 jedoch stark gestreut. Dies hat zur Folge, dass ein Teil der reflektierten Lichtstrahlen 9 in einem Winkel auf die zweite Lackschicht 8 trifft, der kleiner ist als der zur Totalreflexion notwendige Grenzwinkel, so dass die Lichtstrahlen 9 die zweite Lackschicht 8 durchdringen.
Die Verbundfolie 2 weist auf einer der Lichtleitschicht 5 abgewandten Seite der zweiten Lackschicht 8 einen Aufdruck 16 auf, der im Zuge eines Ink-Jet-Verfahrens auf die Lackschicht 8 aufgebracht wurde. Der Aufdruck 16 erzeugt ein ästhetisches Muster was vom Betrachter im beleuchteten und unbeleuchteten Zustand des Ausstattungsteils wahrnehmbar ist. Diese wird wiederum von einem Schutzlack 17 überdeckt. Der Schutzlack 17 schützt die Verbundfolie 2 vor Umwelteinflüssen und mechanischen Beschädigungen.
Das gezeigte Ausstattungsteil wurde in einem nicht gezeigten Hinterspritzprozess hergestellt. Hierbei wurde die Verbundfolie 2 zuerst entsprechend der Form der Sichtseite 4 des Ausstattungsteils tiefgezogen und anschließend in ein Formwerkzeug eingelegt. Anschließend wurde zur Erzeugung des Trägers 1 das Formwerkzeug mit einem flüssigen Polypropylen ausgefüllt. Um zu vermeiden, dass die hohen Temperaturen des flüssigen Polypropylens die Verbundfolie 2 beschädigen, wurde vor dem Einbringen des Kunststoffes die Verbundfolie 2 mit einer zusätzlichen Schutzbeschichtung 14 lackiert. Die Schutzbeschichtung 14 weist zusätzlich eine weiße Farbe auf. Die Lackschichten 7, 8 bestehen aus einem transparenten Material so dass trotz der ersten Lackschicht 7 die Gefahr besteht, dass Lichtstrahlen 9 die erste Lackschicht 7 Richtung Träger 1 durchdringen und unerwünscht Richtung Träger 1 auskoppeln. Durch die zusätzliche Weißfärbung der Schutzbeschichtung 14 wird eine zusätzliche Reflexionsschicht geschaffen. Durch die erste Lackschicht 7 hindurchtretende Lichtstrahlen 9 werden somit zurück in die Verbundfolie 2 reflektiert.
2 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ausstattungsteils in einer Schnittansicht. Das Ausstattungsteil verfügt über einen transparenten Träger 1 aus einem Polycarbonat, auf dem die Verbundfolie 2 angeordnet ist. Die Kontur des Ausstattungsteils wird im Wesentlichen von dem Träger 1 vorgegeben. Die Verbundfolie 2 weist eine Gesamtdicke von 1,9 mm auf und passt sich an die Konturverläufe des Trägers 1 an. Die Lichtleiteigenschaften bzw. das Auskoppelverhalten der eingekoppelten Lichtstrahlen 9 werden hierbei nicht gestört. Zusätzlich wird im gezeigten Ausführungsbeispiel das homogene Auskoppelverhalten durch eine die Streuschicht 6 unterstützt, indem die Streuschicht 6 eine Oberflächenstruktur aufweist, die sich in verschiedenen Bereichen der Verbundfolie unterscheidet. So weist die Streuschicht 6 in der Krümmung des Ausstattungsteils eine deutlich geringer ausgeprägte Oberflächenstruktur auf als in den ebenen Bereichen.
Die Lichtleitschicht 5 der Verbundfolie 2 besteht, wie auch der Träger 1, aus einem transparenten Polycarbonat. Der Träger 1 ist zwischen der Verbundfolie 2 und der Lichtquelle 3 angeordnet. Da jedoch der Träger 1 transparent ist, strahlt die Lichtquelle 3 durch den Träger 1 hindurch in die Lichtleitschicht 5. Dies hat den Vorteil, dass der Träger 1 nicht für die Anordnung einer Lichtquelle 3 bearbeitet werden muss. Vielmehr kann in dieser Ausführungsform die Lichtquelle 3 auf den Träger 1 aufgesetzt werden. Die Verbundfolie 2 weist auf einer dem Träger 1 zugewandten Seite eine Schutzbeschichtung 14 auf, die eine weiße Farbe enthält, so dass der transparente Träger 1 für den Betrachter nicht sichtbar ist. Von der Sichtseite 4 aus betrachtet, lässt sich das Ausstattungsteil mit transparentem Träger 1 somit nicht von einem Ausstattungsteil mit intransparenten Träger 1 unterscheiden.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ausstattungsteils in einer Schnittansicht. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform aus 2, besteht der Träger 1 aus einem intransparenten Polypropylen. An dieser Stelle sei angemerkt, dass neben Polycarbonat und Polypropylen auch andere Kunststoffe, wie beispielsweise Polyethylen, Polymethylmethacrylat oder Acrylnitril-Butadien-Styrol zu Ausbildung des Trägers Anwendung finden können. Da in der gezeigten Ausführungsform die Lichtstrahlen 9 der Lichtquelle 3 den Träger 1 nicht mehr durchdringen können, wurde der Träger 1 in einem stirnseitigen Bereich der Verbundfolie 2 mittels Fräse entfernt. Der Materialabtrag kann jedoch auch durch Bohren, Schneiden oder anderer vergleichbarer materialabtragender Verfahren erfolgen. Die Verbundfolie 2 weist eine weiße Schutzbeschichtung 14 auf. Wird ein Kunststoff verwendet, der eine ausreichend niedrige Schmelztemperatur aufweist, so dass keine Beschädigungen der Verbundfolie 2 zu erwarten sind, kann auf die Schutzbeschichtung 14 verzichtet werden. Wird der Träger 1 zusätzlich in einer weißen oder in einer anderen, gut reflektierenden Farbe eingefärbt, kann dieser Zusatzeffekt der Schutzbeschichtung 14 ebenfalls durch den Träger 1 substituiert werden.
Das gezeigte Ausstattungsteil kann beispielsweise als Zierteil in einem Kraftfahrzeug Anwendung finden. Durch die Forminstabilität und die gute Lichtleitfähigkeit der Verbundfolie 2 sind ebenso auch funktionale Ausstattungsteile realisierbar. So können beispielsweise auch Instrumententafeln, Türverkleidungen oder Mittelkonsolen als erfindungsgemäßes Ausstattungsteil ausgeführt sein.
4 zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ausstattungsteils. Das Ausstattungsteil weist einen Umbug auf, so dass ein hinterschnittiger Bereich entsteht, der für den Betrachter des Ausstattungsteils nicht sichtbar ist. Ein solcher Aufbau kann erforderlich sein, wenn beispielsweise weitere Ausstattungsteile unmittelbar an das erfindungsgemäße Ausstattungsteil anschließen. Somit wird vermieden, dass eventuelle Spalten oder gar Auslassungen zwischen den Ausstattungsteilen sichtbar sind. Weiterhin kann ein derartiger Umbug zur Befestigung des Ausstattungsteils notwendig sein. In die Verbundfolie 2 ist eine Ausnehmung 13 eingebracht, die als Einkoppelstelle für die Lichtquelle 3 dient. Hierzu sind die zweite Lackschicht 8, der Aufdruck 16 und der Schutzlack 17 im hinterschnittigen Bereich vollständig entfernt. Weiterhin ist mit Hilfe eines Fräsprozesses eine Stufe, die die Ausnehmung 13 bildet, in die Lichtleitschicht 5 eingebracht. Die Lichtquelle 3 ist weiterhin direkt vor der Ausnehmung 13 angebracht, so dass Lichtstrahlen 9 senkrecht auf die Ausnehmung 13 treffen und in die Lichtleitschicht 5 einkoppeln können. Der Grad an Verlusten durch Reflexionen an der Einkoppelstelle ist daher entsprechend gering.
Alternativ ist es ebenso möglich, anstelle der Ausnehmung 13 eine scharfe Kante im Umbugbereich des Trägers 1 in einer nicht gezeigten Ausführungsform vorzusehen. Die scharfe Kante wird hierbei von der Verbundfolie 2 überdeckt, so dass die Verbundfolie 2 ebenfalls eine scharfe Kante ausbildet, an der eine Lichtquelle 3 zur Einkopplung der Lichtstrahlen 9 angeordnet werden kann. In dieser Ausführungsform sind jedoch die zweite Lackschicht 8, der Aufdruck 16 sowie der Schutzlack 17 entfernt, um die Einkopplung der Lichtstrahlen 9 nicht zu behindern.
5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Ausstattungsteils im Bereich der Verbundfolie 2 in einer Schnittdarstellung. Die Verbundfolie 2 weist die Lichtleitschicht 5, die Streuschicht 6, die erste Lackschicht 7 und die zweite Lackschicht 8 auf. Weiterhin ist die Schutzbeschichtung 14 zwischen Träger 1 und Verbundfolie 2 angeordnet. Die Streuschicht 6 weist zur gewünschten Lichtstreuung in einem ersten Bereich Vertiefungen 11.1 auf, so dass Unebenheiten auf der der ersten Lackschicht 7 zugewandten Seite ausgebildet werden. Durch diese Unebenheiten ist es möglich, dass einfallende Lichtstrahlen 9 an der Phasengrenze 10 zwischen Streuschicht 6 und erster Lackschicht 7 gestreut und reflektiert werden.
In einem weiteren Bereich der Streuschicht sind Einschlüsse 11.2 eingebracht. Diese Einschlüsse 11.2 können beispielsweise Lufteinschlüsse oder Einschlüsse eines anderen Mediums sein. Die Einschlüsse 11.2 beeinflussen das Lichtbrechungsverhalten entweder am Phasenübergang zwischen Einschluss 11.2 und Streuschicht 6 oder alternativ ist es auch möglich das die Lichtstrahlen 9 den Einschluss 11.2 durchdringen und dabei ihre Ausbreitungsrichtung ändern, was zu ähnlich gewünschten Reflexionen führt.
In einem dritten Bereich sind Streupartikel 11.3 in Form von Pigmenten in die Streuschicht 6 eingebracht. Diese Pigmente besitzen eine reflektierende Oberfläche, so dass das Licht beim Auftreffen auf die Pigmente entsprechend reflektiert wird.
6 zeigt einen alternativen Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen Ausstattungsteils in einer Schnittdarstellung. Im Unterschied zur Schnittdarstellung aus 1 weist die Verbundfolie 2 zusätzlich eine Dekorschicht 12 auf. Die Dekorschicht 12 ist mithilfe eines Klebstoffes 15 auf der zweiten Lackschicht 8 aufgeklebt. Weiterhin besteht die Dekorschicht 12 aus einem transparenten Polycarbonat. Die Dekorschicht 12 weist sowohl auf der der zweiten Lackschicht 8 zugewandten als auch abgewandten Seite einen Aufdruck 16 auf. Durch diese Art der Anordnung der Aufdrücke 16 wird ein Tiefeneffekt erzeugt, der für den Betrachter als dreidimensional wirkender optischer Effekt erscheint. Die Dekorschicht 12 besitzt eine Dicke von 0,5 mm und ist somit dünner als die Lichtleitschicht 5, die eine Dicke von 0,7 mm aufweist. Die Forminstabilität und die vorteilhaften Verarbeitungseigenschaften der Verbundfolie 2 bleiben somit trotz der zusätzlichen Dekorschicht 12 erhalten.
Die mit Bezug auf die Figuren gemachten Erläuterungen sind rein illustrativ und nicht beschränkend zu verstehen.

Claims

Ausstattungsteil, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit: – einem Träger (1), – einer Verbundfolie (2) und – einer Lichtquelle (3) wobei die Verbundfolie (2) auf dem Träger (1) angeordnet ist und eine Sichtseite (4) des Ausstattungsteils ausbildet, wobei die Verbundfolie (2) eine Lichtleitschicht (5) aufweist, in die Lichtstrahlen (9) der Lichtquelle (3) einkoppelbar ist, wobei an einer dem Träger (1) zugewandten Seite der Lichtleitschicht (5) eine Streuschicht (6) angeordnet ist, die von dem in die Lichtleitschicht (5) eingekoppelten Licht durchstrahlt wird, wobei die Verbundfolie (2) eine erste und eine zweite Lackschicht (7, 8) aufweist, wobei die erste Lackschicht (7) auf der dem Träger (1) zugewandten Seite der Streuschicht (6) und die zweite Lackschicht (8) auf der dem Träger (1) abgewandten Seite der Lichtleitschicht (5) angeordnet ist.
Ausstattungsteil nach Anspruch 1, wobei die Streuschicht (6) auf der der Lichtleitschicht (5) abgewandten Seite eine Vielzahl von Vertiefungen (11.1) aufweist.
Ausstattungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Streuschicht (6) eine Vielzahl von Einschlüssen (11.2) oder Streupartikeln (11.3) aufweist.
Ausstattungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Streuschicht (6) einen Brechungsindex aufweist, der in etwa dem Brechungsindex der Lichtleitschicht (5) entspricht.
Ausstattungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Lackschicht (8) auf der der Lichtleitschicht (5) abgewandten Seite bedruckt ist.
Ausstattungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbundfolie (2) auf einer dem Träger (1) abwandten Seite eine Dekorschicht (12) aufweist.
Ausstattungsteil nach Anspruch 6, wobei die Dekorschicht (12) aus einem transparenten Material besteht und bedruckt ist.
Ausstattungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Träger (1) aus einem transparenten Material besteht und der Träger (1) zumindest teilweise zwischen Lichtquelle (3) und Lichtleitschicht (5) angeordnet ist.
Ausstattungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle (3) die Lichtstrahlen (9) über eine Ausnehmung (13) in die Lichtleitschicht (5) einkoppelt.
Ausstattungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und die zweite Lackschicht (8) einen Brechungsindex aufweisen, der kleiner ist als der Brechungsindex der Lichtleitschicht (5).
Ausstattungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbundfolie (2) eine Gesamtdicke von 0,6 bis 3 mm aufweist.
Ausstattungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und die zweite Lackschicht (8, 9) zumindest teilweise transparent sind.
Verfahren zum Herstellen eines Ausstattungsteils, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Träger (1) und einer Verbundfolie (2), die die Sichtseite (4) des Ausstattungsteils ausbildet, umfassend die folgenden Schritte: – Auftragen einer Streuschicht (6) auf einer Seite der Lichtleitschicht (5), – Auftragen einer ersten Lackschicht (7) auf einer der Lichtleitschicht (5) abgewandten Seite der Streuschicht (6); – Auftragen einer zweiten Lackschicht (8) auf einer der Streuschicht (6) abgewandten Seite der Lichtleitschicht (5), so dass eine Verbundfolie (2) entsteht; – Einlegen der Verbundfolie (2) in eine Kavität eines Formwerkzeuges, die die Kontur des Ausstattungsteiles aufweist, wobei die Verbundfolie (2) an einer Wandung der Kavität angeordnet wird, die di spätere Sichtseite (4) des Ausstattungsteils ausbildet; – Ausbilden des Trägers (1) durch Einführen flüssigen Kunststoffs in die Kavität des Formwerkzeuges, wobei die der Wandung zugewandte Seite der Verbundfolie (2) nicht mit dem flüssigen Kunststoff in Kontakt gerät.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei auf der Verbundfolie (2) vor dem Einlegen in die Kavität eine Schutzbeschichtung (14) aufgetragen wird, die die Verbundfolie (2) vor einer Temperatureinwirkung des flüssigen Kunststoffs schützt.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei in die Lichtleitschicht (5) mithilfe eines Materialabtrags eine Ausnehmung (13) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei vor dem Einlegen in die Kavität auf der zweiten Lackschicht (8) eine Dekorschicht (12) aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die Streuschicht (6) durch ein Druckverfahren auf die Lichtleitschicht (5) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei die Verbundfolie (2) vor dem Einlegen in die Kavität tiefgezogen wird.