DE102017111963A1 - Kunststoff-Reflektor eines Lichtmoduls und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Reflektors (16) eines Lichtmoduls (12). Es umfasst die nachfolgenden Verfahrensschritte:- Herstellen (200) eines vorimprägnierten textilen Faser-Matrix-Halbzeugs, nachfolgend als Prepreg (34) bezeichnet, für alle lichttechnisch relevanten Flächen, insbesondere Reflexionsflächen (24), des Reflektors (16), und- Hinterspritzen (202) des Prepregs (34) sowie angrenzender Geometrien zur Herstellung des Reflektors (16) in seiner abschließenden Form.Das Prepreg (34) umfasst ein Gestrick (30) und ein Reaktionsharz (32) und wird vorzugsweise in einem SMC-Verfahren hergestellt. Das Hinterspritzen des Prepregs (34) erfolgt vorzugsweise mit BMC-Material (38) in einem BMC-Verfahren.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Reflektors eines Lichtmoduls und einen nach diesem Verfahren hergestellten Reflektor.
  • Reflektoren von Lichtmodulen für den Einsatz in Beleuchtungseinrichtungen von Kraftfahrzeugen werden seit vielen Jahren aus Kosten- und Gewichtsgründen aus Kunststoff hergestellt. Bei großen Baugrößen werden die Reflektoren üblicherweise aus duroplastischem Kunststoff und bei kleinen Baugrößen aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt.
  • Kunststoff-Bauteile für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, wie bspw. Reflektoren, werden häufig nach dem sog. Bulk-Molding-Compound (BMC)-Verfahren (vgl. bspw. EP 2 785 764 B1 ) oder nach dem Sheet-Molding-Compound (SMC)-Verfahren hergestellt. Nach dem BMC-Verfahren hergestellte Bauteile müssen zunächst lackiert werden, um die erforderliche Oberflächenqualität zu erzielen. Auf die Lackschicht wird dann bspw. im Bereich der lichttechnisch relevanten Flächen des Reflektors eine Metallisierung aufgebracht, welche die Reflexionsfläche des fertigen Reflektors bildet. Die Lackschicht kann zu einer Überschreitung der Form- und Lagetoleranz des Reflektors führen. Das SMC-Verfahren erzeugt eine bessere Oberflächenqualität als das BMC-Verfahren, da es die Möglichkeit bietet, Langfasern zu verwenden und diese zu ordnen. Ferner ist es bspw. aus lightweight.design 6/2016, 9. Jahrgang, S. 44-49, Brymerski et al.: „CFK-Prepreg-Presstechnologie für Class-A-Sichtbauteile“ bekannt, Außenhautbauteile für Kraftfahrzeuge in Class-A Qualität mit der Verwendung von sog. Prepregs (pre-impregnated fibre fabrics) zu realisieren.
  • Der Vorteil von duroplastischem Kunststoff sind die vergleichsweise guten mechanischen und thermischen Eigenschaften, ein geringer Schrumpfungsgrad und somit eine hohe Formstabilität. Der Vorteil von thermoplastischem Kunststoff ist, dass die Bauteile aufgrund der guten Oberflächenqualität nicht lackiert werden müssen. Deshalb ist es möglich, kleinere Form- und Lagetoleranzen zu erfüllen. Nachteilig sind jedoch ungünstigere mechanische und thermische Eigenschaften und die relativ große Schrumpfung. Aufgrund von Schrumpfung muss das Werkzeug größer skaliert werden, als der fertige Reflektor eigentlich werden soll. Das Bauteil kann beim Abkühlen Verzug erfahren, was wiederum zur Überschreitung der Form- und Lagetoleranzen führen kann.
  • Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, einen Kunststoff-Reflektor auf einfache und kostengünstige Art und Weise mit guten mechanischen und thermischen Eigenschaften, mit hoher Oberflächenqualität und hoher Form- und Lagegenauigkeit herzustellen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Reflektors eines Lichtmoduls mit den folgenden Verfahrensschritten vorgeschlagen:
    • - Herstellen eines vorimprägnierten textilen Faser-Matrix-Halbzeugs, nachfolgend als Prepreg bezeichnet, für alle lichttechnisch relevanten Flächen, insbesondere Reflexionsflächen, des Reflektors, und
    • - Hinterspritzen des Prepregs sowie angrenzender Geometrien zur Herstellung des Reflektors in seiner abschließenden Form.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird also ein Prepreg verwendet, das in einem ersten Schritt, vorzugsweise nach dem SMC-Verfahren hergestellt wird. Das Prepreg umfasst ein textiles Material, das mit einem Reaktionsharz, vorzugsweise einem Einkomponenten-Harz, imprägniert wurde. Das Prepreg wird in eine Kavität in eine Werkzeugform in diejenigen Bereiche gepresst, die bei dem fertigen Reflektor die lichttechnisch relevanten Flächen bilden. Für die Erzeugung der textilen Flächen wird vorzugsweise eine Stricktechnik vorgeschlagen. Stricken ist das Herstellen textiler Maschengebilde aus Garnen durch Fadenumschlingung, wobei die Maschen einer Reihe nacheinander gebildet werden. Das auf diese Weise erhaltene Gestrick lässt sich im Gegensatz zu einem Gewebe einfacher und besser auf die komplexe Form der lichttechnischen Flächen des Reflektors drapieren. Ein geeignetes Gestrick wird bspw. von der Fa. Mattes & Ammann GmbH & Co. KG, 72469 Meßstetten-Tieringen, Deutschland angeboten. Alternativ könnten die textilen Flächen auch ein drapierfähiges gewirktes Gelege aus Glas- und/oder Kohlefaser (sog. Glas-/Kohlefaser-Biaxial-Gelege) umfassen, wie es bspw. von der Fa. Gustav Gerster GmbH & Co. KG, 88400 Biberach, Deutschland unter der Bezeichnung „Drapfix“ angeboten wird.
  • Die lichttechnischen Flächen des Reflektors umfassen insbesondere eine doppelt gekrümmte Reflexionsfläche. Das Gestrick kann aus Garnen aus aromatischen Polyamiden oder ähnlich festen und temperaturbeständigen Kunststoffen bestehen. Auch die Verwendung von kostengünstigeren mineralischen Fasergarnen ist theoretisch denkbar und können zu dem Gestrick verarbeitet werden. Das Gestrick ist vorzugsweise maximal 1 mm dick.
  • In einem zweiten Schritt wird dann, vorzugsweise in einem BMC-Verfahren, das Prepreg hinterspritzt sowie die angrenzende Geometrie des Reflektors gefüllt. Die besonderen Vorteile der Erfindung sind die höhere Präzision hinsichtlich der Maße sowie die besseren mechanischen und thermischen Eigenschaften des fertigen Reflektors. Aufgrund des gegenüber den herkömmlichen Herstellungsverfahren etwas höheren Aufwands im Vorfeld und den längeren Verweilzeiten des Bauteils im Werkzeug und den damit verbundenen etwas höheren Fertigungskosten eignet sich das Verfahren ganz besonders gut für die Herstellung von Reflektoren, deren Baugröße und Form- und Lagetoleranzen klein sind.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Reaktionsharz eine Seite des Gestricks vollständig bedeckt. Die Harzschicht ist vorzugsweise maximal 0,5 mm dick. Vorteilhafterweise wird die vollständig mit Reaktionsharz bedeckte Seite auf einen Kern des Werkzeugs aufgelegt und bildet in dem fertig hergestellten Reflektor alle lichttechnisch relevanten Flächen, insbesondere Reflexionsflächen, des Reflektors. Nach dem Zuschneiden des Prepregs wird die mit Harz bedeckte Seite des Prepregs auf den Werkzeugkern aufgelegt.
  • Zum Zuschneiden des Prepregs wird ein Schnittbild verwendet, das durch Abwickeln der Reflexionsflächen nach den Prinzipien der Kartennetzentwurfslehre ermittelt. Dadurch liegt eine Schicht faserfreies Harz zwischen dem Gestrick und dem Werkzeugkern.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass nach dem Einsetzen des Prepregs in die Kavität des Werkzeugkerns ein konisch gestaltetes erstes Gesenk des Werkzeugs auf das Prepreg und den Kern eingefahren wird. Das Gesenk wird vorzugsweise Kraft-Weggesteuert eingefahren. Durch die konische Ausgestaltung des Gesenks können eventuell zwischen dem Kern und dem Prepreg vorhandene Lufteinschlüsse entweichen. Das Harz verteilt sich in jede Kante und Ecke der zu füllenden Geometrie. Das Prepreg liegt dann vollflächig an dem Werkzeugkern an. Durch Erwärmen (Temperierung) des Werkzeugs härtet das Prepreg aus. Nach einem Aushärten des Prepregs wird das erste Gesenk wieder ausgefahren.
  • Dann wird im Rahmen des zweiten Schritts des Verfahrens ein weiteres Gesenk wieder auf das Prepreg und den Kern eingefahren, so dass sich zwischen dem Prepreg und dem weiteren Gesenk eine neue Kavität ausbildet. Das Bauteil, das den Reflektor ergeben soll, wird nun vorzugsweise in dem BMC-Verfahren gespritzt, indem BMC-Material in die Kavität gespritzt wird. Das BMC-Material kann insbesondere bei kleineren Faserlängen im Spritzgussverfahren verarbeitet werden. Anschließend wird das Bauteil ausgeworfen. Die Oberfläche der lichttechnisch relevanten Flächen ist qualitativ so hochwertig, dass sie ohne Lackierung metallisiert werden kann, um die Reflexionsfläche zu bilden.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch einen Kunststoff-Reflektor eines Lichtmoduls gelöst, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist. An dem fertigen Reflektor kann man sehr gut erkennen, ob er nach einem herkömmlichen Verfahren oder nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist. Insbesondere hat der erfindungsgemäße Reflektor keine Lackläufer, da auf eine Lackierung verzichtet werden kann. Verfahren zur Herstellung unlackierter BMC-Reflektoren sind bislang nicht bekannt. Um ganz sicher feststellen zu können, ob ein Kunststoff-Reflektor nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde oder nicht, kann der Reflektor der Länge nach aufgeschnitten werden. Entlang der Schnittfläche weist der erfindungsgemäße Reflektor im Bereich seiner lichttechnisch relevanten Flächen faserlosen Kunststoff eines Reaktionsharzes eines Prepregs, daran angrenzend gerichtete Fasern eines Gestricks des Prepregs und an seiner Rückseite Kurzfasern des in einem BMC-Verfahren hinterspritzten Prepregs auf. Es ist besonders bevorzugt, wenn der Reflektor Teil eines Lichtmoduls für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer oder eine Kraftfahrzeugleuchte ist.
  • Schließlich wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe auch durch eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs gelöst, die mindestens eine Lichtquelle zum Aussenden von Licht und mindestens einen erfindungsgemäßen Reflektor zum Bündeln zumindest eines Teils des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts umfasst. Der mindestens eine Reflektor ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs;
    • 2 ein Beispiel für den Aufbau eines Prepregs, wie es erfindungsgemäß zur Herstellung eines Kunststoff-Reflektors der Beleuchtungseinrichtung verwendet wird;
    • 3 einen erfindungsgemäßen Reflektor in einer perspektivischen Ansicht;
    • 4 eine Ansicht auf den Reflektor aus 3 entgegen der Lichtaustrittsrichtung;
    • 5 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A durch den Reflektor aus 4 nach dem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens;
    • 6 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A durch den Reflektor aus 4 nach dem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
    • 7 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In 1 ist eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet. Die Beleuchtungseinrichtung 2 ist als ein Kraftfahrzeugscheinwerfer ausgebildet, der in eine entsprechende Einbauöffnung an der Vorderseite eines Kraftfahrzeugs eingebaut werden kann. Selbstverständlich kann die Beleuchtungseinrichtung 2 jedoch auch als eine beliebige Kraftfahrzeugleuchte ausgebildet sein. Die Beleuchtungseinrichtung 2 umfasst ein Gehäuse 4, das vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt ist. In einer Lichtaustrittsrichtung 6 weist das Gehäuse 4 eine Lichtaustrittsöffnung 8 auf, die durch eine Abdeckscheibe 10 verschlossen ist. Diese besteht vorzugsweise aus einem transparenten Kunststoff oder Glas. Sie kann mit oder ohne optisch wirksame Elemente (z.B. Prismen oder Zylinderlinsen) zur Streuung des hindurchtretenden Lichts ausgebildet sein. Im Inneren des Gehäuses 4 ist ein Lichtmodul 12 angeordnet, das in 1 lediglich schematisch eingezeichnet ist. Das Lichtmodul 12 kann um eine horizontale Achse 14 und/oder eine vertikale Achse (nicht gezeigt) verschwenkbar in dem Gehäuse 4 gelagert sein.
  • Das Lichtmodul 12 umfasst mindestens eine Lichtquelle zum Aussenden von Licht und mindestens einen Reflektor zum Bündeln zumindest eines Teils des ausgesandten Lichts. Die Lichtquelle 40 ist in 6 lediglich symbolisch dargestellt. Es ist jedoch bekannt, als Lichtquelle 40 für Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtungen 2 bzw. Lichtmodule 12 von solchen Beleuchtungseinrichtungen 2 Glühlampen, Gasentladungslampen, Leuchtdioden (LEDs), oder Laserdioden zu verwenden. Der mindestens eine Reflektor 16 dient zur Bündelung und zum Umlenken des von der mindestens einen Lichtquelle 40 ausgesandten Lichts, vorzugsweise in die Lichtaustrittsrichtung 6, um eine resultierenden Lichtverteilung des Scheinwerfers 2 auf der Fahrbahn vor dem mit dem Scheinwerfer 2 ausgestatteten Fahrzeug oder um einen Teil der Lichtverteilung zu erzeugen. Die resultierende Lichtverteilung kann eine beliebige Scheinwerfer- oder Leuchtenfunktion sein. In dem Strahlengang des von dem Reflektor umgelenkten Lichts zur Erzeugung der resultierenden Lichtverteilung des Scheinwerfers 2 können weitere optisch wirksame Elemente angeordnet sein, bspw. eine Linse, eine Lichtplatte, Streuoptiken o.ä., die für eine weitere Formung des in Lichtaustrittsrichtung 6 austretenden Lichts sorgen, aber auf die hier aber nicht näher eingegangen wird. Nachfolgend wird der Reflektor des Lichtmoduls 12 anhand der 3 bis 6 näher erläutert.
  • Ein Beispiel für einen erfindungsgemäßen Reflektor 16 ist in 3 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Dabei handelt es sich in diesem Beispiel um einen sog. Halbschalenreflektor, vorzugsweise zur Verwendung mit einer Lichtquelle, die eine oder mehrere LEDs aufweist. Der Reflektor 16 ist Teil des Lichtmoduls 12, das seinerseits Teil der Beleuchtungseinrichtung 2 ist. Der hier gezeigte Reflektor 16 umfasst eine Grundplatte 18, die eine Öffnung 20 aufweist, in der die Lichtquelle (nicht dargestellt) angeordnet wird, so dass sie Licht in einer im Wesentlichen nach oben gerichteten Hauptabstrahlrichtung 22 bzw. in einen 180°-Halbraum um die Hauptabstrahlrichtung 22 herum aussendet. Das von der Lichtquelle ausgesandte Licht kann zunächst durch ein optisch wirksames Bauteil, bspw. in Form einer Linse oder Vorsatzoptik gebündelt werden, bevor es auf den Reflektor 16 trifft und von diesem umgelenkt wird. Die Reflexionsfläche 24 des Reflektors 16 ist doppelt gewölbt ausgebildet, d.h. sie ist sowohl in einem Horizontalschnitt durch den Reflektor 16 als auch in einem senkrecht dazu verlaufenden Vertikalschnitt gewölbt. Vorzugsweise hat die Reflexionsfläche 24 die Form eines Paraboloiden oder eine davon geringfügig abweichende Freiform. Der gesamte Reflektor 16 ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt, das nachfolgend im Detail beschrieben wird.
  • Es ist seit vielen Jahren bekannt, Reflektoren 16 von Lichtmodulen 12 für den Einsatz in einer Beleuchtungseinrichtung 2 eines Kraftfahrzeugs aus Kosten- und Gewichtsgründen aus Kunststoff herzustellen. Bei großen Baugrößen werden die Reflektoren 16 üblicherweise aus duroplastischem Kunststoff und bei kleinen Baugrößen aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt. Ziel der Erfindung ist es nun, den Kunststoff-Reflektor 16 auf einfache und kostengünstige Art und Weise mit guten mechanischen und thermischen Eigenschaften, mit hoher Oberflächenqualität und hoher Form- und Lagegenauigkeit herzustellen.
  • In diesem Sinne wird ein Verfahren zur Herstellung des Kunststoff-Reflektors 16 mit den folgenden Verfahrensschritten vorgeschlagen:
    • - Herstellen eines vorimprägnierten textilen Faser-Matrix-Halbzeugs, nachfolgend als Prepreg bezeichnet, für alle lichttechnisch relevanten Flächen, insbesondere Reflexionsflächen 24, des Reflektors 16 (Schritt 200 in 7), und
    • - Hinterspritzen des Prepregs sowie angrenzender Geometrien zur Herstellung des Reflektors 16 in seiner abschließenden Form (Schritt 202 in 7).
  • Es wird also ein Prepreg verwendet, das im Rahmen des ersten Schritts 200 in einem Schritt 100 (vgl. 7), vorzugsweise nach einem Sheet-Molding-Compound (SMC)-Verfahren hergestellt wird. Ein Beispiel für ein solches Prepreg 34 ist in 2 gezeigt. SMC bezeichnet plattenförmige, teigartige Pressmassen aus duroplastischen Reaktionsharzen 32 und textilen Verstärkungsfasern 30 zur Herstellung eines Faser-Kunststoff-Verbunds. In SMC liegen alle nötigen Komponenten vollständig vorgemischt, fertig zur Verarbeitung vor. In der Regel werden als Reaktionsharze 32 Einkomponenten-Harze, bspw. Polyester- oder Vinylesterharze, verwendet. Die textilen Verstärkungsfasern sind vorzugsweise in einer Stricktechnik hergestellt und werden als Gestrick 30 bezeichnet. Stricken ist das Herstellen textiler Maschengebilde aus Garnen durch Fadenumschlingung, wobei Maschen 36 einer Reihe nacheinander gebildet werden. Das auf diese Weise erhaltene Gestrick 30 lässt sich im Gegensatz zu einem Gewebe einfacher und besser auf die komplexe Form der lichttechnischen Flächen 24 des Reflektors 16 drapieren. In dem Gestrick 30 liegen die Fasern geordnet in Maschen 36 vor. Das Gestrick 30 kann aus Garnen aus aromatischen Polyamiden oder ähnlich festen und temperaturbeständigen Kunststoffen bestehen. Auch die Verwendung von kostengünstigeren mineralischen Fasergarnen wäre theoretisch denkbar. Das Gestrick 30 hat vorzugsweise eine Dicke X von maximal 1 mm. Das Reaktionsharz 32 bedeckt bevorzugt eine Seite des Gestricks 30 vollständig. Die Harzschicht 32 hat vorzugsweise eine Dicke Y von maximal 0,5 mm. Selbstverständlich sind je nach konkretem Anwendungsfall auch andere Dicken X, Y für das Gestrick 30 und die Harzschicht 32 denkbar.
  • In einem nachfolgenden Schritt 102 wird das Prepreg 34 in eine Kavität in eine Werkzeugform (nicht dargestellt) in diejenigen Bereiche gepresst, die bei dem fertigen Reflektor 16 dann die lichttechnisch relevanten Flächen, insbesondere die Reflexionsflächen 24, bilden. Das Reaktionsharz 32 bedeckt in diesem Beispiel - wie gesagt - eine Seite des Gestricks 30 vollständig (vgl. 2). Nach dem Zuschneiden des Prepregs 34 wird die mit Harz 32 bedeckte Seite des Prepregs 34 auf den Werkzeugkern aufgelegt. Zum Zuschneiden des Prepregs 34 wird ein Schnittbild verwendet, das durch Abwickeln der Reflexionsflächen 24 nach den Prinzipien der Kartennetzentwurfslehre ermittelt. Dadurch liegt eine Schicht faserfreies Harz 32 zwischen dem Gestrick 30 und dem Werkzeugkern.
  • Nach dem Einsetzen des Prepregs 34 in die Kavität des Werkzeugkerns wird ein konisch gestaltetes erstes Gesenk (nicht dargestellt) des Werkzeugs auf das Prepreg 34 und den Kern eingefahren. Vorzugsweise wird das Gesenk Kraft-Weg-gesteuert eingefahren. Durch die konische Ausgestaltung des Gesenks können eventuell zwischen dem Kern und dem Prepreg 34 vorhandene Lufteinschlüsse entweichen. Das Harz 32 verteilt sich in jede Kante und Ecke der zu füllenden Geometrie. Das Prepreg 34 liegt dann vollflächig an dem Werkzeugkern an. Durch Erwärmen (Temperierung) des Werkzeugs härtet das Prepreg 34 aus. Nach einem Aushärten des Prepregs 34 wird das erste Gesenk wieder ausgefahren. Ein Längsschnitt durch das Bauteil, das den fertigen Reflektor 16 bilden soll, nach dem ersten Schritt 200 und vor dem zweiten Schritt 202 ist in 5 gezeigt. In 5 ist gezeigt, dass das Bauteil, welches den Reflektor 16 bilden soll, an der vorderen Reflexionsfläche 24 lediglich ein faserfreies Harz 32 aufweist. An der Rückseite des Bauteils ist das Gestrick 30 zu erkennen. Die konische Form des Gesenks kann in 5 anhand der Dicken d_min und d_max erkannt werden, wobei d_max > d_min.
  • In dem zweiten Schritt 202 wird dann, vorzugsweise in einem Bulk-Molding-Compound (BMC)-Verfahren, das Prepreg 34 hinterspritzt sowie die angrenzende Geometrie des Reflektors 16 gefüllt. BMC ist ein Faser-Matrix-Halbzeug, das zumeist aus Kurz-Glasfasern und einem Polyester- oder Vinylesterharz besteht. Die Verwendung anderer Verstärkungsfasern oder Harze ist möglich. Auch Naturfasern finden zunehmend Verbreitung. In diesem Beispiel wird BMC im Spritzgussverfahren verarbeitet.
  • Im Rahmen des zweiten Schritts 202 wird in einem Schritt 104 ein weiteres Gesenk (nicht dargestellt) wieder auf das Prepreg 34 und den Werkzeugkern eingefahren, so dass sich zwischen dem Prepreg 34 und dem weiteren Gesenk eine neue Kavität ausbildet. Das Bauteil, das den Reflektor 16 ergeben soll, wird nun gespritzt, indem BMC-Material 38 in die Kavität gespritzt wird. Anschließend wird das Bauteil ausgeworfen. Die Oberfläche der lichttechnisch relevanten Flächen, insbesondere der Reflexionsflächen 24, ist qualitativ so hochwertig, dass sie ohne Lackierung metallisiert werden kann, um die Reflexionsfläche 24 des Reflektors 16 zu bilden. Ein Längsschnitt durch das Bauteil, das den fertigen Reflektor 16 bilden soll, nach dem zweiten Schritt 202 ist in 6 gezeigt. Die Metallisierung der Reflexionsfläche 24 erfolgt dann in einem Schritt 106.
  • Die besonderen Vorteile der Erfindung sind die höhere Präzision hinsichtlich der Maße sowie die besseren mechanischen und thermischen Eigenschaften des fertigen Reflektors 16. Das Verfahren eignet sich ganz besonders gut für die Herstellung von Reflektoren 16, deren Baugröße und Form- und Lagetoleranzen sehr klein sind.
  • Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Kunststoff-Reflektor 16 des Lichtmoduls 12 der Beleuchtungseinrichtung 2 hat keine Lackläufer auf der Reflexionsfläche 24, da auf eine Lackierung vor der Metallisierung verzichtet werden kann. Wenn der erfindungsgemäße Reflektor 16 der Länge nach aufgeschnitten wird (vgl. 6), weist er entlang der Schnittfläche im Bereich seiner lichttechnisch relevanten Flächen 24 faserlosen Kunststoff des Reaktionsharzes 32 des Prepregs 34, daran angrenzend gerichtete Fasern des Gestricks 30 des Prepregs 34 und an seiner Rückseite Kurzfasern des in einem BMC-Verfahren eingespritzten BMC-Materials 38 auf, mit dem das Prepreg 34 hinterspritzt wurde.
  • 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
    • EP 2785764 B1 [0003]

Claims (14)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Reflektors (16) eines Lichtmoduls (12), gekennzeichnet durch die nachfolgenden Verfahrensschritte: - Herstellen (200) eines vorimprägnierten textilen Faser-Matrix-Halbzeugs, nachfolgend als Prepreg (34) bezeichnet, für alle lichttechnisch relevanten Flächen, insbesondere Reflexionsflächen (24), des Reflektors (16), und - Hinterspritzen (202) des Prepregs (34) sowie angrenzender Geometrien zur Herstellung des Reflektors (16) in seiner abschließenden Form.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Prepreg (34) in einem Sheet-Molding-Compound-Verfahren, nachfolgend als SMC-Verfahren bezeichnet, hergestellt wird (200).
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Prepreg (34) in einem Bulk-Molding-Compound-Verfahren, nachfolgend als BMC-Verfahren bezeichnet, hinterspritzt wird (202).
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Prepregs (34) ein in einer Stricktechnik hergestelltes Gestrick (30), in dem Fasern geordnet mit Maschen (36) vorliegen, mit einem Reaktionsharz (32) vorimprägniert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsharz (32) eine Seite des Gestricks (30) vollständig bedeckt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vollständig mit Reaktionsharz (32) bedeckte Seite des Gestricks (30) auf einen Kern eines Werkzeugs aufgelegt wird und in dem fertig hergestellten Reflektor (16) die lichttechnisch relevanten Flächen, insbesondere die Reflexionsflächen (24), des Reflektors (16) bildet.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein konisch gestaltetes erstes Gesenk des Werkzeugs auf das Prepreg (34) und den Kern eingefahren wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Aushärten des Prepregs (34) das erste Gesenk wieder ausgefahren und ein weiteres Gesenk auf das Prepreg (34) und den Kern eingefahren wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Prepreg (34) in einem BMC-Verfahren hinterpritzt wird, indem BMC-Material (38) in eine Kavität zwischen dem Prepreg (34) und dem weiteren Gesenk gespritzt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die lichttechnisch relevanten Flächen, insbesondere die Reflexionsflächen (24), ohne eine vorherige Lackierung metallisiert werden.
  11. Kunststoff-Reflektor (16) eines Lichtmoduls (12), dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (16) nach einem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche hergestellt ist.
  12. Kunststoff-Reflektor (16) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (16) in einem Längsschnitt im Bereich seiner lichttechnisch relevanten Flächen, insbesondere der Reflexionsflächen (24), faserlosen Kunststoff eines Reaktionsharzes (32) eines Prepregs (34), daran angrenzend gerichtete Fasern eines Gestricks (30) des Prepregs (34) und an seiner Rückseite Kurzfasern eines BMC-Materials (38) aufweist, mit dem das Prepreg (34) hinterspritzt wurde.
  13. Kunststoff-Reflektor (16) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (16) Teil eines Lichtmoduls (12) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer (2) oder eine Kraftfahrzeugleuchte ist.
  14. Beleuchtungseinrichtung (2) eines Kraftfahrzeugs, umfassend mindestens eine Lichtquelle (40) zum Aussenden von Licht und mindestens einen Kunststoff-Reflektor (16) zum Bündeln zumindest eines Teils des von der Lichtquelle (40) ausgesandten Lichts, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Reflektor (16) nach einem der Ansprüche 11 bis 13 ausgebildet ist.
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