DE102017104432A1 - Verfahren zur Anordnung einer Funktionsschicht an ein Kunststoffbauteil und ein Verbund hieraus - Google Patents

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Martin Mügge
Matthias Hahn
Sven Kinkel
Jennifer DRESSEL
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anordnung einer Funktionsschicht (10) an ein Kunststoffbauteil (11) einer Beleuchtungseinrichtung sowie ein Verbund aus dem Kunststoffbauteil (11) und der Funktionsschicht (10), insbesondere ein Blendrahmen, ein Abdeckrahmen, ein Tragrahmen, eine Innenscheibe, ein Halteelement oder dergleichen, und wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte aufweist:
- Bereitstellen eines folienartigen Schichtverbundes (12) umfassend die Funktionsschicht (10) und ein Substrat (13),
- Einlegen des Schichtverbundes (12) in eine Aufnahmevorrichtung (14),
- Einschalten eines Unterdruckes in der Aufnahmevorrichtung (14) und Ansaugen des Schichtverbundes (12) über eine Ansaugfläche (15) der Aufnahmevorrichtung (14),
- Anordnen des Kunststoffbauteils (11) an den Schichtverbund (12) und
- wenigstens bereichsweises Verschweißen oder Verkleben des Schichtverbundes (12) mit dem Kunststoffbauteil (11) mittels eines Schweißverfahrens bzw. mittels eines Klebeverfahrens.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anordnung einer Funktionsschicht an ein Kunststoffbauteil einer Beleuchtungseinrichtung, insbesondere ein Blendrahmen, ein Abdeckrahmen, ein Tragrahmen, eine Innenscheibe, eine Abdeckscheibe, ein Halteelement oder dergleichen, wobei die Funktionsschicht insbesondere ein Hologramm umfasst.
  • STAND DER TECHNIK
  • Heutige Scheinwerfer und Heckleuchten von Fahrzeugen sind sowohl funktionale als auch stilistische Elemente, die einen wesentlichen Beitrag zum Gesamterscheinungsbild eines Fahrzeugs liefern. Die gesetzlich vorgeschriebenen Funktionen werden durch refraktive optische Systeme wie Reflektoren, Linsen, TIR-Körper oder Lichtleiter gebildet und sind als komplexe Systeme mit einer Vielzahl von Komponenten ausgeführt. Zukünftig werden neben den bekannten refraktiven Optiken auch zunehmend diffraktive bzw. holografische Optiken zum Einsatz kommen, die erst mit der Verwendung und stetigen Weiterentwicklung der LED-Lichtquellen und Laser-Lichtquellen sinnvoll einzusetzen sind. Holografische Optiken können sowohl als eine Oberflächenstruktur auf einem Bauteil wie auch als sogenannte Volumenhologramme mittels einer Photopolymerschicht als Träger der holografischen Information realisiert sein.
  • Des Weiteren gibt es diffraktiv-optische Folien mit unterschiedlichem Streuverhalten, die als optische Streuer oder Diffusoren in Optiksystemen verwendet werden und zur Formung einer definierten Lichtverteilung auch in Lichtsystemen von Fahrzeugen verwendet werden können oder Dekorfolien dienen zur stilistischen Ausführung von Bauteilen.
  • Kunststoffbauteile mit einer aufgebrachten Funktionsschicht umfassend ein Hologramm finden somit zukünftig auch in Beleuchtungseinrichtungen für Fahrzeuge bereits Anwendung, insbesondere um als optische Elemente genutzt zu werden und/oder zusätzliche Designfunktionen zu erfüllen und das optische Erscheinungsbild der Beleuchtungseinrichtung zu verbessern. Beleuchtungseinrichtungen für Fahrzeuge weisen vordergründig funktionale Eigenschaften auf, jedoch ergeben sich neuerdings auch zusätzlich stilistische Anforderungen, um Beleuchtungseinrichtungen beispielsweise zur Signatur eines Fahrzeugs zu individualisieren. Dabei müssen die Beleuchtungsfunktionen wie beispielsweise Abblendlicht, Fernlicht, Kurvenlicht und Abbiegelicht bereitgestellt werden oder Signalfunktionen wie beispielsweise das Schlusslicht, das Bremslicht, den Fahrtrichtungsanzeiger, das Rückfahrlicht und das Nebelschlusslicht sowie als Rückstrahler den aktuellen Fahrzeugzustand anzeigen können, wobei darüber hinaus Beleuchtungseinrichtungen Designelemente umfassen können, wie beispielsweise individuell strukturierte oder bedruckte Oberflächen, wobei auch Hologramme zur Signatur von Scheinwerfern oder Heckleuchten Anwendung finden.
  • Beispielsweise offenbart die DE 10 2007 053 399 A1 eine Beleuchtungseinrichtung mit einem Hologramm, das ein bewegliches strahlformendes Teil bildet, welches Teil ein Mittel zur Adaption einer Lichtführung wiedergibt. Hologramme kommen vermehrt auch für Dekorzwecke zum Einsatz, beispielsweise um neben technischen Funktionen Designfunktionen zu erfüllen. Insbesondere können Hologramme Anwendung finden, die in Funktionsschichten eingebracht sind. Die Funktionsschichten müssen auf einen Trägerkörper aufgebracht werden, beispielsweise einen transparenten Kunststoffkörper. Der Kunststoffkörper kann dabei vorteilhafterweise eine Lichtscheibe der Beleuchtungseinrichtung bilden, oder der Kunststoffkörper bildet einen Rahmen, einen Blendrahmen, einen Tragrahmen, ein innenliegendes beleuchtetes Bauteil wie eine Zusatzlichtscheibe, einen Reflektor oder eine undurchsichtige Sichtfläche oder dergleichen. Das Besondere dabei ist, dass der Kunststoffkörper mit der Funktionsschicht umfassend das Hologramm von der Seite überzogen werden kann, die von der Außenseite der Beleuchtungseinrichtung durch einen Betrachter sichtbar ist. Auch besteht die Möglichkeit, eine Funktionsschicht in einem rahmenartigen Kunststoffbauteil aufzuspannen, und entweder im Drauflichtverfahren oder mit einer rückseitigen Beleuchtung zu beleuchten.
  • Zukünftig kommt damit die Technologie der Holografie auch für Beleuchtungseinrichtungen stärker zum Einsatz, die insbesondere als optisches und/oder grafisches Element in Beleuchtungseinrichtungen eingesetzt werden. Hologramme können analog, von einem realen Objekt, erzeugt, geschrieben oder als computergenerierte Hologramme erstellt sein. Computergenerierte Hologramme können deshalb jede beliebige Leuchtfläche, Signatur, Objekt oder dergleichen darstellen, da das holografische Bild, welches als Beleuchtungsinformation im holografischen Medium eingeschrieben ist, in beliebiger Weise gestaltet werden kann.
  • Die DE 10 2013 206 043 A1 offenbart einen Fertigungsprozess eines Bauteils, bei dem in einem Fertigungswerkzeug eine ein Hologramm-Negativ aufweisende Werkzeug-Matritze auf das Bauteil einwirkt und so das Hologramm im Fertigungsprozess integriert durch die Wirkung des Fertigungswerkzeugs auf das Bauteil geprägt wird. Das Verfahren ist vorteilhaft dahingehend, dass mit fest auf Bauteilen integrierten Hologrammen ein Plagiatschutz gewährleistet werden kann. Ferner kann eine partielle Individualisierung von Interieur und Außenhautbauteilen, beispielsweise Fahrzeugteilen, erzielt werden. Nachteilhafterweise ist die Herstellung des Werkzeugs kostenintensiv und unflexibel hinsichtlich der Herstellung der Kombination aus einem Hologramm und einem Kunststoffbauteil. Weiterhin sind die mit diesem Verfahren erzeugbaren Effekte im Vergleich zu Photopolymerhologrammen weniger bildhaft und wirken weniger dreidimensional. Bekannte Anwendungen dieser Fertigungsmethoden sind Folien mit Hologrammen für Sicherheitsmerkmale für beispielsweise Banknoten, Produktlabel oder Ausweise.
  • Funktionsschichten, in denen Hologramme eingebracht sind, weisen nur eine sehr geringe Dicke auf, beispielsweise weniger als 100 µm. In der Regel werden derart dünne Schichten auf den Trägerkörper als Beschichtung aufgebracht, beispielsweise auf eine Trägerfolie oder auf den Kunststoffkörper zur Herstellung des Kunststoffbauteils. Da die Photopolymerschicht als lichtempfindliche Schicht durch eine entsprechende Verpackung und ein entsprechendes Handling vor unbeabsichtigten Lichteinfall geschützt werden muss, bis sie für einen Einschreibvorgang der holografischen Information verwendet wird, ist eine Folientechnologie besser und einfacher im Fertigungsprozess als ein beschichteter Kunststoffkörper.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Anordnung einer Funktionsschicht an ein Kunststoffbauteil einer Beleuchtungseinrichtung, wobei die Funktionsschicht auf einfache und kostengünstige Weise an das Kunststoffbauteil angebracht oder mit diesem kombiniert werden soll. Insbesondere soll mit der Funktionsschicht und dem Kunststoffbauteil ein Verbund gebildet werden, der insgesamt robust gegen Schädigungen ist und wobei die sehr dünne und empfindliche Funktionsschicht geschützt sein soll.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ausgehend von einem Verbund gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 9 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Das Verfahren sieht erfindungsgemäß wenigstens die folgenden Schritte vor: Bereitstellen eines Schichtverbundes umfassend die Funktionsschicht und ein Substrat; Einlegen des Schichtverbundes in eine Aufnahmevorrichtung; Einschalten eines Unterdruckes in der Aufnahmevorrichtung und Ansaugen des Schichtverbundes über eine Ansaugfläche der Aufnahmevorrichtung; Anordnen des Kunststoffbauteils an den Schichtverbund und wenigstens bereichsweises Verbinden des Schichtverbundes mit dem Kunststoffbauteil mittels eines Schweißverfahrens oder Klebeverfahrens.
  • Schweißverfahren, insbesondere Ultraschallschweißverfahren lassen sich hinsichtlich vieler Parameter so vorteilhaft anpassen, dass das Verschweißen der sehr empfindlichen und dünnen Funktionsschicht möglich wird, ohne diese im vorgesehenen lichttechnischen Nutzbereich zu beschädigen. Der Kerngedanke der Erfindung besteht insbesondere darin, dass die Funktionsschicht zunächst gemeinsam mit einem Substrat zu einem Schichtverbund verbunden wird, sodass der Schichtverbund insgesamt strapazierfähiger ist, insbesondere wenn das Substrat eine deutlich größere Dicke aufweist als die Funktionsschicht mit einem eingeschriebenen Hologramm. Die Handhabung des Schichtverbundes und das Verschweißen des Schichtverbundes mit dem Kunststoffbauteil können dabei mit Parametern erfolgen, die für ein im Wesentlichen gängiges Ultraschallschweißverfahren ebenfalls Verwendung finden. Für das Verschweißen wird das größere, robustere Kunststoffbauteil in einer Sonotrode aufgenommen und gegen den Schichtverbund gedrückt, der bereits mit dem Unterdruck auf der Ansaugfläche der Aufnahmevorrichtung aufliegt. Insbesondere randseitig kann damit die Schweißverbindung mittels des Ultraschallschweißens erzeugt werden, indem mit der Sonotrode gegen die Aufnahmevorrichtung die Ultraschallschwingung erzeugt wird, sodass die Aufnahmevorrichtung eine Art Amboss bildet. Durch den Unterdruck über die Ansaugfläche wird der Schichtverbund derart stark auf die Aufnahmevorrichtung gezogen, dass die Handhabung des Schichtverbundes vollständig mit der Handhabung der robusten Aufnahmevorrichtung einhergeht. Nachdem die Schweißverbindung hergestellt ist, wird das Kunststoffbauteil aus der Aufnahme der Sonotrode gelöst, und der Unterdruck wird abgeschaltet, sodass der fertige Verbund aus dem Kunststoffbauteil und dem aufgeschweißten Schichtverbund entnommen werden kann.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Schichtverbund mit einer Orientierung in die Aufnahmevorrichtung eingelegt wird, bei der das Substrat in Richtung zur Ansaugfläche weist und somit die Funktionsschicht an den Schweißbereich des Kunststoffbauteils grenzt. Alternativ ist es möglich, dass der Schichtverbund mit einer Orientierung in die Aufnahmevorrichtung eingelegt wird, bei der die Funktionsschicht in Richtung zur Ansaugfläche weist und das Substrat an das Kunststoffbauteil grenzt. Beispielsweise weist die Funktionsschicht eine Dicke von 10 µm bis 60 µm auf, und das Substrat weist beispielsweise eine Dicke von 50 µm bis 400 µm auf. Somit kann unabhängig von der Orientierung des Schichtverbundes in Anordnung auf der Ansaugfläche der Aufnahmevorrichtung ein Verschweißen der gesamten Schichten erfolgen, sodass auch bei einem Anliegen der Funktionsschicht an dem Kunststoffbauteil das Substrat ebenfalls mitverschweißt wird. Der Grund hierfür liegt insbesondere in der besonders geringen Dicke der Funktionsschicht.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das wenigstens bereichsweise Verschweißen des Schichtverbundes unter einer erhöhten Temperatur gegenüber dem Kunststoffbauteil ausgeführt. Hierfür kann insbesondere vorgesehen sein, dass wenigstens die Ansaugfläche der Aufnahmevorrichtung vor und/oder während des wenigstens bereichsweisen Verschweißens des Schichtverbundes mit dem Kunststoffbauteil beheizt wird, insbesondere mittels einer Heizeinheit, die in der Aufnahmevorrichtung vorhanden ist. Kühlt nach dem ausgeführten Schweißvorgang und dem Entnehmen des Verbundes aus dem Kunststoffbauteil und dem Schichtverbund der Schichtverbund ab, so entsteht eine mechanische Verspannung des Schichtverbundes am Kunststoffbauteil, da sich der Schichtverbund aufgrund der Abkühlung zusammenzieht. Ein Ergebnis ist eine glatte, wellenfreie Fläche des verschweißten Schichtverbundes für eine hochwertige Umsetzung einer holografischen Funktion.
  • Ein besonders gutes Ergebnis wird insbesondere dann erzielt, wenn die Schweißnaht umlaufend ausgebildet ist, sodass das Kunststoffbauteil einen umlaufend die Folien aufnehmenden Schweißrahmen bildet. Durch das Abkühlen des Schichtverbundes nach dem Verschweißen, und insbesondere nach dem Abstellen des Unterdruckes und der Entnahme des Verbundes, entsteht eine Verspannung des Schichtverbundes in Anordnung am Kunststoffbauteil. Dadurch wird eine faltenfreie Anordnung des Schichtverbundes und damit der Funktionsschicht am Kunststoffbauteil erreicht, um eine reproduzierbare und dekorativ ansprechende Erscheinung des Hologramms zu erzeugen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die Ansaugfläche der Aufnahmevorrichtung mit einem porösen Metallkörper bereitgestellt, über den ein flächiger Unterdruck am Schichtverbund erzeugbar ist. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, ein Vollmaterial mit einer größeren Anzahl von Saugbohrungen auszubilden, über die der Schichtverbund an die Ansaugfläche angesaugt wird. Ein poröser Metallkörper, insbesondere ein poröses Aluminium, vorzugsweise ein unter dem Markennamen Metapor bekannter Aluminiumschaum, ermöglicht die Erzeugung eines vollflächigen Unterdruckes zum Ansaugen der Schichten.
  • Beispielsweise kann ein vollflächiges Kunststoffbauteil zum Anordnen an den Schichtverbund verwendet werden, beispielsweise eine Lichtscheibe, wobei der Schichtverbund über einen Steg mit dem Kunststoffbauteil aufgespannt und verschweißt wird, sodass ein Abstand zwischen dem vollflächigen Kunststoffbauteil und dem Schichtverbund erzeugt wird. Der Steg kann beispielsweise umlaufend im Kunststoffbauteil eingebracht werden und entlang des umlaufenden Schweißrahmens ausgeführt werden, sodass der Steg mit dem umlaufenden Schweißrahmen der Aufnahmevorrichtung in Überdeckung gebracht wird, wenn der Schichtverbund zwischen dem umlaufenden Schweißrahmen und dem Steg angeordnet wird. Wird das Kunststoffbauteil auf die Aufnahmevorrichtung aufgedrückt, so wird auch der Steg auf den umlaufenden Schweißrahmen der Ansaugvorrichtung aufgedrückt, und die Folien des Schichtverbundes dichten die Ansaugfläche der Aufnahmevorrichtung ab. Nach Ausführung der Schweißverbindung mit dem Ultraschallverfahren und der Entnahme des Verbundes aus dem Kunststoffbauteil und dem Schichtverbund kann der Schichtverbund abkühlen, und es bildet sich die flächige Spannung im Schichtverbund, wobei als Folge der Schichtverbund über den Steg beabstandet zur Oberfläche des Kunststoffbauteils aufgespannt wird.
  • Auch ist es möglich, dass ein rahmenartiges Kunststoffbauteil verwendet wird, sodass der Schichtverbund nach dem Verschweißen im rahmenartigen Kunststoffbauteil frei aufgespannt wird. Insbesondere dann, wenn das Kunststoffbauteil einen Tragrahmen, einen Abdeckrahmen oder dergleichen mit einer entsprechenden Aussparung bildet, wird die Möglichkeit geschaffen, den Schichtverbund mit der Funktionsschicht umfassend das Hologramm im Durchlichtverfahren zur Geltung zu bringen. Mit Vorteil ist diese Ausführung geeignet, um das Gewicht der Baugruppe zu reduzieren.
  • Die Erfindung richtet sich weiterhin auf einen Verbund aus einer Funktionsschicht und einem Kunststoffbauteil einer Beleuchtungseinrichtung, insbesondere einen Blendrahmen, einen Abdeckrahmen, einen Tragrahmen, eine Innenscheibe, ein Halteelement oder dergleichen, und wobei die Funktionsschicht insbesondere ein Hologramm umfasst. Erfindungsgemäß bildet die Funktionsschicht mit einem Substrat einen Schichtverbund, wobei der Schichtverbund mittels eines Schweißverfahrens oder Klebeverfahrens mit dem Kunststoffbauteil wenigstens bereichsweise verschweißt ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Schichtverbund unter einer flächigen Vorspannung am Kunststoffbauteil verspannt angeordnet ist. Das Kunststoffbauteil weist insbesondere einen umlaufenden Steg mit einer geschlossenen Kontur auf, sodass der Schichtverbund umfassend die Funktionsschicht mit dem Hologramm über den Steg rahmenartig aufgespannt wird, wobei die Innenfläche, die durch den umlaufenden Steg mit der geschlossenen Kontur definiert wird, eine freie Aufspannung des Schichtverbundes unter einer Vorspannung ermöglicht.
  • Figurenliste
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
    • 1 eine Querschnittsansicht durch eine Aufnahmevorrichtung mit einem oberseitig angeordneten Schichtverbund und einem darüber angeordneten Kunststoffbauteil,
    • 2 eine Detailansicht X gemäß 1,
    • 3 eine perspektivische Ansicht der Aufnahmevorrichtung,
    • 4 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verbundes aus einem Kunststoffbauteil mit einem Schichtverbund, wobei das Kunststoffbauteil vollflächig ausgebildet ist,
    • 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verbundes mit einem Schichtverbund und einem Kunststoffbauteil, wobei das Kunststoffbauteil rahmenartig und mit einer Aussparung ausgebildet ist,
    • 6 eine perspektivische Ansicht des Kunststoffbauteils mit einer Aussparung zur Anordnung eines Schichtverbundes umfassend eine Funktionsschicht und
    • 7 ein Verbund 1 aus dem Kunststoffbauteil 11 gemäß 6 und einem Schichtverbund umfassend die Funktionsschicht, wobei der Schichtverbund lediglich teilweise in der Aussparung angeordnet dargestellt ist.
  • 1 zeigt eine Aufnahmevorrichtung 14 in einem Querschnitt. Auf der Oberseite der Aufnahmevorrichtung 14 befindet sich ein poröser Metallkörper 17, wobei die nach oben weisende freie Oberfläche des porösen Metallkörpers 17 eine Ansaugfläche 15 bildet. Auf der Ansaugfläche 15 ist ein Schichtverbund 12 aufgebracht, der flächig auf der Ansaugfläche 15 anliegt. Oberhalb des Schichtverbundes 12 befindet sich ein Kunststoffbauteil 11 umfassend einen Rahmenquerschnitt 20.
  • Die Aufnahmevorrichtung 14 weist einen Unterdruckanschluss 23 auf, mit dem im porösen Metallkörper 17 ein Unterdruck erzeugt werden kann. Durch den Unterdruck wird der Schichtverbund 12 an die Ansaugfläche 15 des porösen Metallkörpers 17 angesaugt, sodass der Schichtverbund 12 fest an der Ansaugfläche 15 haftet.
  • In nicht näher gezeigter Weise kann das Kunststoffbauteil 11 in einer Sonotrode aufgenommen werden. Unter Aufbringung einer vertikal ausgerichteten Normalkraft auf die Ansaugfläche 15 wird das Kunststoffbauteil 11 mit der Sonotrode in eine vorzugsweise laterale Schwingbewegung gebracht. Durch die Schwingbewegung wird ein Ultraschallschweißen zwischen dem Schichtverbund 12 und dem Kunststoffbauteil 11 erreicht.
  • Um den Schichtverbund 12 vor und/oder während des Verschweißens aufzuheizen, weist die Aufnahmevorrichtung 14 eine Heizeinheit 22 auf, die in Form von Heizdrähten schematisch dargestellt ist. Der gesamte Schichtverbund 12 innerhalb des umlaufenden Schweißbereiches wird über die beheizbare Aufnahmevorrichtung gleichmäßig aufgeheizt. Insbesondere wird dabei der Bereich aufgeheizt, in dem die Schweißnaht zwischen dem Schichtverbund 12 und dem Kunststoffbauteil 11 hergestellt wird. Das Detail X ist in der folgenden Figur 2 näher dargestellt.
  • Im Detail X ist ein Ausschnitt der Anordnung des Kunststoffbauteils 11 mit dem Rahmenquerschnitt 20 auf der Aufnahmevorrichtung 14 dargestellt. Die Aufnahmevorrichtung 14 umfasst den porösen Metallkörper 17, der oberseitig die Ansaugfläche 15 bildet. Der Schichtverbund 12 umfassend eine Funktionsschicht 10 und ein Substrat 13 liegt flächig auf der Ansaugfläche 15 des porösen Metallkörpers 17 auf. Am Kunststoffbauteil 11 ist ein Steg 16 ausgebildet, der vorzugsweise eine umlaufende, geschlossene Kontur bilden kann. Der Steg 16 dichtet mit dem dazwischen liegenden Verbund gegen eine massive Auflagekante 18 ab, wobei die Auflagekante 18 zugleich einen Teil des porösen Metallkörpers 17 umschließt, welcher damit einen Unterdruck erzeugen kann, mit dem der Schichtverbund 12 gegen die Ansaugfläche 15 gezogen werden kann.
  • Wird das Kunststoffbauteil 11 mit einer Sonotrode in Schwingung versetzt, so verschweißt die Stirnseite des Steges 16 mit dem Schichtverbund 12. Der Steg 16 ist als Fortsatz des Rahmenquerschnitts 20 ausgebildet, wobei der Rahmenquerschnitt 20 eine Aussparung 21 umschließt. Wird nach dem Verschweißen der Verbund aus dem Kunststoffbauteil 11 und dem Schichtverbund 12 von der Ansaugfläche 15 entnommen, indem der Unterdruck abgeschaltet wird, so zieht sich der Schichtverbund 12 innerhalb des Steges 16 durch thermisch bedingte Längenänderungen beim Abkühlen zusammen und verspannt folglich, sodass der verspannte Bereich des Schichtverbundes 12 mit der Funktionsschicht 10 den Teil der Aussparung 21 des Kunststoffbauteils 11 verschließt. Ist in der Funktionsschicht 10 ein Hologramm eingeschrieben, kann dieses insbesondere durch die Aussparung 21 des Kunststoffbauteils 11 betrachtet werden, oder das Hologramm wird durch die Aussparung 21 insbesondere rückseitig beleuchtet.
  • Die Schweißstelle 19 wird dabei lediglich zwischen dem Steg 16 und dem Schichtverbund 12 gebildet, wobei beispielhaft die Funktionsschicht 10 in Richtung zum Steg 16 weist. Ebenfalls ist es möglich, dass der Schichtverbund 12 in umgekehrter Weise auf der Ansaugfläche 15 aufliegt, sodass das Substrat 13 in Richtung zum Steg 16 weist. In beiden Lagen kann der Schichtverbund 12 mit dem Steg 16 des Kunststoffbauteils 11 verschweißt werden, wobei beide folienartigen Schichten des Schichtverbundes 12, also die Funktionsschicht 10 und das Substrat 13, beim Verscheißen lokal aufgeschmolzen und verschweißt werden können.
  • 3 stellt in einer perspektivischen Ansicht die Aufnahmevorrichtung 14 mit dem porösen Metallkörper 17 und mit einem umlaufenden Schweißrahmen 24 dar, wobei die Ansaugfläche 15 oberseitig auf dem porösen Metallkörper 17 gebildet und durch den umlaufenden Schweißrahmen 24 unter dem darüber liegenden Kunststoffbauteil 11 eingefasst ist. Mit dem Unterdruckanschluss 23 kann eine Saugwirkung auf der Ansaugfläche 15 erzeugt werden, da der poröse Metallkörper 17 zwar im Wesentlichen eine Planfläche bildet, durch die porösen Eigenschaften des Metallkörpers 17 kann jedoch eine vollflächige Saugwirkung auf der Ansaugfläche 15 erzielt werden. Hierfür ist in nicht näher gezeigter Weise der Unterdruckanschluss 23 mit dem porösen Metallkörper 17 durch eine Unterdruckverbindung verbunden. Der umlaufende Schweißrahmen 24 wird dabei in Überdeckung gebracht mit dem Steg 16 des Kunststoffbauteils 11, wobei bei Anordnung des Kunststoffbauteils 11 auf den Schweißrahmen 24 der Schichtverbund 12 zwischen Steg 16 und Schweißrahmen 24 angeordnet wird, wie in 2 im Schnitt dargestellt.
  • 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kunststoffbauteils 11 mit einer vollflächigen Ausgestaltung. Über den Steg 16 ist der Schichtverbund 12 umfassend die Funktionsschicht beabstandet zur Oberfläche des Kunststoffbauteils 11 gehalten. Damit wird ein Verbund 1 gebildet, der beispielsweise als Kunststoffbauteil 11 eine Lichtscheibe oder eine Innenscheibe bilden kann.
  • 5 zeigt in Abwandlung zu 4 den Verbund 1 aus dem Schichtverbund 12 mit der Funktionsschicht, wobei der Schichtverbund 12 über den Steg 16 beabstandet zum Kunststoffbauteil 11 angeordnet ist. Das Kunststoffbauteil 11 weist eine Aussparung 21 auf, sodass der Schichtverbund 12 mit dem Photopolymer und umfassend das Hologramm innerhalb eines Rahmens zum Einsatz kommen kann.
  • 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kunststoffbauteils 11 in Form eines Blendrahmens einer Rückleuchte mit einer Aussparung 21.
  • 7 zeigt das Kunststoffbauteil 11, wobei in der Aussparung 21 ein Schichtverbund 12 durch eine Schweißnaht 25 eingeschweißt ist, wobei die Schweißnaht 25 entlang des Steges 16 verläuft. Der Schichtverbund 12 ist teilweise dargestellt, um die Anordnung in der Aussparung 21 besser zu verdeutlichen. Damit wird ein Beispiel eines Verbundes 1 aufgezeigt, der ein Kunststoffbauteil 11 in Form eines Blendrahmens aufweist, wobei der Blendrahmen als Trägerrahmen für einen Schichtverbund 12 mit einer Funktionsschicht umfassend ein Hologramm dient, das von der Außenseite der Rückleuchte eines Fahrzeugs betrachtet werden kann.
  • Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Verbund
    10
    Funktionsschicht
    11
    Kunststoffbauteil
    12
    Schichtverbund
    13
    Substrat
    14
    Aufnahmevorrichtung
    15
    Ansaugfläche
    16
    Steg
    17
    poröser Metallkörper
    18
    Auflagekante
    19
    Schweißstelle
    20
    Rahmenquerschnitt
    21
    Aussparung
    22
    Heizeinheit
    23
    Unterdruckanschluss
    24
    umlaufender Schweißrahmen
    25
    Schweißnaht
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102007053399 A1 [0005]
    • DE 102013206043 A1 [0007]

Claims (11)

  1. Verfahren zur Anordnung einer Funktionsschicht (10) an ein Kunststoffbauteil (11) einer Beleuchtungseinrichtung, insbesondere ein Blendrahmen, ein Abdeckrahmen, ein Tragrahmen, eine Innenscheibe, eine Abdeckscheibe, ein Halteelement oder dergleichen, wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte aufweist: - Bereitstellen eines folienartigen Schichtverbundes (12) umfassend die Funktionsschicht (10) und ein Substrat (13), - Einlegen des Schichtverbundes (12) in eine Aufnahmevorrichtung (14), - Einschalten eines Unterdruckes in der Aufnahmevorrichtung (14) und Ansaugen des Schichtverbundes (12) über eine Ansaugfläche (15) der Aufnahmevorrichtung (14), - Anordnen des Kunststoffbauteils (11) an den Schichtverbund (12) und - wenigstens bereichsweises Verschweißen oder Verkleben des Schichtverbundes (12) mit dem Kunststoffbauteil (11) mittels eines Schweißverfahrens bzw. mittels eines Klebeverfahrens.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Funktionsschicht (10) eine Photopolymerschicht umfassend wenigstens ein Hologramm oder eine Dekorfolie oder eine diffraktiv-optische Folie bereitgestellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtverbund (12) mit einer Orientierung in die Aufnahmevorrichtung (14) eingelegt wird, bei der das Substrat (13) in Richtung zur Ansaugfläche (15) weist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtverbund (12) mit einer Orientierung in die Aufnahmevorrichtung (14) eingelegt wird, bei der die Funktionsschicht (10) in Richtung zur Ansaugfläche (15) weist.
  5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens bereichsweise Verschweißen oder Verkleben des Schichtverbundes (12) mit dem Kunststoffbauteil (11) unter einer erhöhten Temperatur des Schichtverbundes (12) gegenüber dem Kunststoffbauteil (11) ausgeführt.
  6. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugfläche (15) der Aufnahmevorrichtung (14) mit einem porösen Metallkörper (17) bereitgestellt wird, über den ein vollflächiger Unterdruck an dem Schichtverbund (12) erzeugt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein vollflächiges Kunststoffbauteil (11) zum Anordnen an den Schichtverbund (12) verwendet wird, wobei der Schichtverbund (12) über einen Steg (16) am Kunststoffbauteil (11) aufgespannt und verschweißt oder verklebt wird, sodass ein Abstand zwischen dem vollflächigen Kunststoffbauteil (11) und dem Schichtverbund (12) erzeugt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein rahmenartiges Kunststoffbauteil (11) verwendet wird, sodass der Schichtverbund (12) nach dem Verschweißen oder Verkleben im rahmenartigen Kunststoffbauteil (11) frei aufgespannt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein Abkühlen des Schichtverbundes (12) nach dem Verschweißen eine Spannung im Schichtverbund (12) in Anordnung am Kunststoffbauteil (11) erzeugt wird.
  10. Verbund (1) aus einer Funktionsschicht (10) und einem Kunststoffbauteil (11) einer Beleuchtungseinrichtung, insbesondere ein Blendrahmen, ein Abdeckrahmen, ein Tragrahmen, eine Innenscheibe, ein Halteelement oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschicht (10) mit einem Substrat (13) einen Schichtverbund (12) bildet, wobei der Schichtverbund (12) mittels eines Schweißverfahrens oder mittels eines Klebeverfahrens mit dem Kunststoffbauteil (11) wenigstens bereichsweise verschweißt bzw. verklebt ist.
  11. Verbund (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtverbund (12) unter einer flächigen Vorspannung am Kunststoffbauteil (11) verspannt angeordnet ist.
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