DE10313852A1

DE10313852A1 - Scheinwerferbaugruppe

Info

Publication number: DE10313852A1
Application number: DE10313852A
Authority: DE
Inventors: Richard Lee Crawley; Lawrence Francis Wilski
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2003-10-23
Also published as: GB2386897B; US20030185016A1; GB2386897A; GB0303352D0; US6736532B2

Abstract

Die Erfindung ist allgemein auf eine in ein Kraftfahrzeug eingebaute Scheinwerferbaugruppe gerichtet. Die Scheinwerferbaugruppe enthält ein Reflektorelement und eine Lichtquelle. Das Reflektorelement ist mit einer ersten Schicht eines hochreflektierenden Materials zum Reflektieren des von der Lichtquelle ausgesendeten Lichts beschichtet. Zum Schutz der ersten Schicht vor Oxidation ist eine zweite Schicht aus einem organischen Kohlenstoffverbund, der frei von einer elektronegativen Gruppe ist, auf die erste Schicht aufgebracht.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf Beleuchtungssysteme in Kraftfahrzeugen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Sperrschicht auf der Oberseite des metallisierten Reflektors in einer Scheinwerferbaugruppe eines Kraftfahrzeugs.

Hintergrund der Erfindung

Kraftfahrzeuge haben gewöhnlich entweder ein oder zwei Paar Scheinwerfer, die der Beleuchtung des Blickfelds der Fahrer dienen. Zur Reflexion des Lichts sind die Scheinwerfer mit einem Scheinwerferreflektor ausgerüstet. Der Scheinwerferreflektor ist mit einem metallischen Überzug beschichtet. Zum Schutz der Reflexionsschicht des Reflektors sind jedoch auf solche Reflexionsschichten Schutzschichten aufgebracht worden. Typischerweise ist die Schutzschicht Hexamethyldisiloxan (HMDSO), das durch Plasmapolymerisation in derselben Kammer, die zur Metallisierung der Reflexionsschicht dient, direkt auf die Reflexionsschicht aufgebracht wird. Der zum Aufbringen der Schutzschicht angewendete Prozess ist zwar für eine Hochratebeschichtung geeignet, hat jedoch eine Reihe von Nachteilen.

Einer der Hauptnachteile der HMDSO-Schutzschicht besteht darin, dass infolge der geringen Oberflächenenergie des HMDSO bei Luftfeuchtigkeit und/oder von den Scheinwerferkomponenten emittierten Dämpfen eine Schleierbildung auf der Reflexionsschicht verursacht werden kann. Ein anderer Nachteil der HMDSO-Schutzschicht ist der, dass Sauerstoff aus dieser Schicht die reflektierende Metallisierung oxidieren kann. Insbesondere haben Versuche gezeigt, dass der Sauerstoff das Kupfer in goldfarbenen Kupfer/Aluminium- Schutzschichten angreift, die Farbe abdunkelt und zum Verlust des Reflexionsvermögens führt.

Nach einer anderen derzeitigen Technologie wird die Reflexionsschicht mit HMDSO und die HMDSO-Schicht zusätzlich mit einer hydophilen Schicht beschichtet. Dieses Verfahren des Aufdringens zunächst von HMDSO auf die Reflexionsschicht und anschließend einer hydophilen Schicht erhöht jedoch die Prozesszeit und außerdem die Produktionskosten und verhindert die Oxidation der metallischen Reflexionsschicht nicht.

Deshalb besteht in der Industrie ein Bedarf für die Bereitstellung einer besseren Sperrschicht auf der reflektierenden Fläche zur Vermeidung von Schleierbildung und des Oxidationsprozesses, wie zuvor beschrieben. Außerdem besteht in der Industrie ein Bedarf zum Aufbringen einer solchen Sperrschicht in einem Einzelprozess.

Zusammenfassung der Erfindung

In Übereinstimmung mit dieser Vorzugsausgestaltung der Erfindung besitzt eine in einem Kraftfahrzeug eingebaute Scheinwerferbaugruppe eine transparente Sperrschicht, die direkt auf die reflektierende metallische Schicht aufgebracht worden ist. Vorzugsweise ist die Scheinwerferbaugruppe mit einem Reflektor und einer Lichtquelle ausgestattet. Die Innenfläche des Reflektors wurde zuerst mit einer reflektierenden Schicht beschichtet. In einem Plasmapolymerisationsprozess ist die reflektierende Schicht mit einer zweiten Lage einer Sperrschicht beschichtet worden. Das als Sperrschicht verwendete Material ist eine organische Kohlenstoffverbindung, die frei von einer elektronegativen Gruppe, wie z. B. Sauerstoff, ist.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird ein Beschichtungsverfahren für eine Innenfläche einer in einem Kraftfahrzeug eingebauten Scheinwerferbaugruppe offenbart. Das Verfahren umfasst die Schritte der Beschichtung mit einer ersten Schicht aus einem hochreflektierenden Material und des Aufbringens einer zweiten Schicht aus einer organischen Kohlenstoffverbindung auf die erste Schicht im Plasmapolymerisationsprozess.

Weitere Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch Beachtung der folgenden Beschreibung und beigefügten Patentansprüche in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen deutlich.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Vorderansicht eines Kraftfahrzeugs, das die erfindungsgemäße Scheinwerferbaugruppe enthält.
Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Scheinwerferbaugruppe entsprechend den Lehren der Erfindung.
Fig. 3 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie 3-3 der Scheinwerferbaugruppe in Fig. 2 entsprechend den Lehren der Erfindung.
Fig. 4 ist eine Schnittdarstellung des für den Plasmapolymerisationsprozess verwendeten Plasmareaktors entsprechend den Lehren der Erfindung.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Die folgende Beschreibung der Vorzugsausgestaltung dient lediglich als Beispiel und ist in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung, ihrer Anwendung oder ihres Gebrauchs gedacht.
Bezug nehmend insbesondere auf Fig. 1 ist allgemein ein Kraftfahrzeug mit einer Scheinwerferbaugruppe dargestellt und mit der Bezugsnummer 10 gekennzeichnet.
Wie in Fig. 1 gezeigt, enthält das Kraftfahrzeug 10 eine Scheinwerferbaugruppe 12, ein Blinklicht 14, eine Begrenzungsleuchte 16 und einen Rückstrahler 18. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Scheinwerferbaugruppe 12 in der Front des Kraftfahrzeugs 10 installiert. Die Scheinwerferbaugruppe 12 dient zum Beleuchten einer waagerechten ebenen Fläche (nicht dargestellt) vor dem Kraftfahrzeug 10. Außerdem ist die Scheinwerferbaugruppe 12 in einem Gehäuse 20 untergebracht, das mit dem Kraftfahrzeug 10 verbunden ist.
Bezug nehmend insbesondere auf die Fig. 2 und 3 enthält die Scheinwerferbaugruppe 12 ein Reflektorelement 22, dessen offenes Ende zum Verschließen mit einer Linse 24 ausgeführt ist. Die Linse 24 ist farbloses Glas oder Plastik. Vorzugsweise ist das Reflektorelement 22 ein Metallverbund, ein Plastikverbund oder ein anderes geeignetes Material. Die Kontur des Reflektorelements 22 ergibt die Kontur der Scheinwerferbaugruppe 12 und ist deshalb vorzugsweise in einer Kontur geformt, die ästhetisch angenehm ist und zu der Anbringungsstelle am Kraftfahrzeug 10 passt. Das Reflektorelement 22 ist vorzugsweise Polycarbonat, Nylon, ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Kopolymer), BMC (Formverbund, ein Duroplast auf Polyesterbasis), Polyetherimid oder Ähnliches.
Fortsetzend mit Bezug auf die Fig. 2 und 3 enthält das Reflektorelement 22 eine Innenfläche 26 in Form eines Paraboloids. Das Reflektorelement 22 bildet außerdem einen Hohlraumteil 28 zum Aufnehmen einer Lichtquelle 30, wie z. B. einer Glühlampe (wie in Fig. 3 gezeigt). Die Lichtquelle 30 erzeugt einen Lichtstrahl (nicht dargestellt). Ein Teil des Lichtstrahls der Lichtquelle 30 trifft auf die Innenfläche 26, bevor er durch die Linse 24 austritt. Außerdem durchdringt ein Teil des Lichtstrahls die Linse 24, ohne auf die Innenfläche 26 zu treffen.
Bezug nehmend insbesondere auf die Fig. 3 ist die Innenfläche 26 des Reflektorelements 22 zur Steigerung der Reflexionsfähigkeit mit einer ersten Reflexionsschicht 32 beschichtet. Zum Schutz der Reflexionsschicht 32 vor Oxidation ist auf die Reflexionsschicht 32 eine Sperrschicht 34 aufgebracht. Zur Steigerung der Reflexionsfähigkeit des Reflektorelements 22 besteht die erste Reflexionsschicht 32 aus einem hochreflektierenden Material. Das hochreflektierende Material ist vorzugsweise Aluminium, Kupfer oder ein Kupfer/Aluminium-Gemisch. Alternativ können andere reflektierende Materialien, wie z. B. Silber, Zink und andere Materialien, zur Bildung der ersten Reflexionsschicht 32 verwendet werden. Die erste Reflexionsschicht 32 wird auf die Innenfläche 26 des Reflektorelements 22 durch Galvanisieren, Vakuumbeschichten, wie z. B. Verdampfungs- oder Sputterbeschichtungsprozesse, aufgebracht. Diese Prozesse sind im Fachgebiet allgemein bekannt und werden nicht detaillierter erklärt. Alternativ kann die erste Reflexionsschicht 32 durch einen anderen Prozess, wie z. B. einen Bedampfungsbeschichtungs- oder Heißnebelprozess, auf die Innenfläche 26 aufgebracht werden.
Zur Vermeidung des Ablösens oder der Oxidation der ersten Reflexionsschicht 32 ist die Innenfläche 26 des Reflektorelements 22 mit einer zweiten Sperrschicht 34 auf der ersten Reflexionsschicht 32 beschichtet. Die zweite Sperrschicht 34 besteht aus einem Kohlenstoffverbund, vorzugsweise einem organischen Kohlenstoffverbund. Der Kohlenstoffverbund besteht vorzugsweise aus offenkettigen oder zyklischen Alkenen, Alkinen oder Aromaten. Vorzugsweise ist der Kohlenstoffverbund ein trans-2-Buten, Butadien, Azetylen oder Oktadiin. Alternativ kann jeder von einer elektronegativen Gruppe freie Kohlenstoffverbund, der zur Bildung eines Polymers auf der ersten Reflexionsschicht 32 in der Lage ist, gewählt werden. Vorzugsweise ist der gewählte Kohlenstoffverbund frei von Sauerstoff.
Bezug nehmend insbesondere auf Fig. 4 wird zum Abscheiden der zweiten Sperrschicht 34 auf die erste Reflexionsschicht 32 ein Plasmapolymerisationsprozess angewendet. Plasmapolymerisation ist ein Prozess, in dem gasförmige Monomere in einen Plasmazustand umgewandelt werden und auf frei wählbaren Substraten, in diesem Fall auf der Innenfläche 26 des Reflektorelements 22, kondensieren. Die Plasmapolymerisationsbeschichtung der zweiten Sperrschicht 34 wird in einer Vakuumkammer 36 ausgeführt. Die Vakuumkammer 36 umfasst eine als Kathode geltende Elektrode 38. Der geeignete Kohlenstoffverbund, z. B. trans-2-Buten oder Butadien, wird durch einen Verdampfer (nicht dargestellt) aus einem flüssigen Zustand in einen gasförmigen Zustand umgewandelt. Das gasförmige trans-2- Buten oder Butadien wird anschließend in eine Vakuumkammer 36 eingeleitet. Die Einleitung des gasförmigen trans-2-Buten oder Butadien ist durch die Pfeile 42 dargestellt. Auf die Elektrode 38 wird Energie von einer geeigneten Energiequelle 44 gegeben. Eine geeignete Energiequelle kann AC-, HF- oder Mikrowellenelektroenergie sein. Ein Anschluss der Energiequelle 44 ist an die Elektrode 38 angeschlossen, und der andere Anschluss ist geerdet.
Wenn das gasförmige trans-2-Buten oder Butadien in die Vakuumkammer geleitet worden ist und an der Elektrode 38 eine geeignete Energie anliegt, initiieren die angeregten Elektronen die Polymerisation durch Ionisieren der trans-2-Buten- oder Butadien- Moleküle. Bei geeigneter elektrischer Energie brechen die trans-2-Buten- oder Butadien- Moleküle auseinander und bilden freie Elektronen, Ionen, angeregte Moleküle und Radikale. Wie allgemein bekannt, wird die Elektrode 38 in Bezug auf das Plasma negativ vorgespannt und erleichtert die Abscheidung des Plasmas auf der Innenfläche 26 des Reflektorelements 22, wodurch sich die zweite Sperrschicht 34 auf der ersten Reflexionsschicht 32 ausbildet.
Zum weiteren Schutz der ersten Reflexionsschicht 32 kann das Reflektorelement 22 außerdem eine dritte Schutzschicht 46 umfassen. Die dritte Schutzschicht 46 wird auf die zweite Sperrschicht 34 aufgebracht. Die dritte Schutzschicht 46 besteht aus einem organischen Siliciumverbund, wie z. B. Hexamethyldisiloxan (HMDSO). Die dritte Schutzschicht 46 kann auf die zweite Sperrschicht 34 im Plasmapolymerisationsprozess aufgebracht werden. Das Vorhandensein einer dritten Schutzschicht 46 auf der zweiten Sperrschicht 34 schützt die erste Reflexionsschicht 32 vor Umwelteinflüssen.
Wie aus dem Voranstehenden entsprechend den Ausführungen zur Erfindung ersichtlich, umfasst die Innenfläche 26 des Reflektorelements 22 eine erste Reflexionsschicht 32, eine zweite, in einem Plasmapolymerisationsprozess auf die erste Reflexionsschicht 32 aufgebrachte Sperrschicht 34 und optional eine dritte Schutzschicht 46 auf der zweiten Sperrschicht 34. Die Scheinwerferbaugruppe der Erfindung zeigt wesentlich bessere Reflexionseigenschaften infolge verminderter Oxidation des Reflektorelements 22.
Wie jede mit dem Fachgebiet vertraute Person aus der voranstehenden Beschreibung, den Figuren und Patentansprüchen erkennt, können Modifizierungen und Änderungen an der Vorzugsausgestaltung der Erfindung durchgeführt werden, ohne dass vom in den folgenden Patentansprüchen festgelegten Geltungsbereich abgewichen wird. Die erfindungsgemäße Scheinwerferbaugruppe umfasst nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung eine dritte Lage einer Schutzschicht auf der zweiten Lage, wobei die dritte Lage einen organischen Siliciumverbund umfasst. Der organische Siliciumverbund ist dabei insbesondere als ein Hexamethyldisiloxan ausgeführt.

Claims

1. Scheinwerferbaugruppe, umfassend:
eine Lichtquelle zum Aussenden eines Lichtstrahls;
einen die Lichtquelle umgebenden Reflektor mit einer Innenfläche zum Reflektieren des von der Lichtquelle ausgesendeten Lichtstrahls, wobei die Innenfläche umfasst:
eine erste Lage einer reflektierenden Schicht, die auf die Innenfläche des Reflektors aufgebracht ist;
eine zweite Lage einer Sperrschicht, die auf die erste Lage aufgebracht ist, wobei die zweite Lage durch Plasmapolymerisation eines organischen Kohlenstoffverbunds auf die erste Lage aufgebracht wird.

2. Scheinwerferbaugruppe nach Anspruch 1, außerdem umfassend eine dritte Lage einer Schutzschicht auf der zweiten Lage, wobei die dritte Lage einen organischen Siliciumverbund umfasst.

3. Scheinwerferbaugruppe nach Anspruch 2, wobei der organische Siliciumverbund ein Flexamethyldisiloxan ist.

4. Scheinwerferbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die erste Lage auf die Innenfläche des Reflektors in einem Sputterbeschichtungsprozess aufgebracht wird.

5. Scheinwerferbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die reflektierende Schicht ein aus einer aus Aluminium, Kupfer und einer Kombination davon bestehenden Gruppe ausgewähltes metallisches Material ist.

6. Scheinwerferbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der organische Kohlenstoffverbund frei von einer elektronegativen Gruppe ist.

7. Scheinwerferbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der organische Kohlenstoffverbund frei von Sauerstoff ist.

8. Scheinwerferbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der organische Kohlenstoffverbund aus einer aus offenkettigen Alkenen, offenkettigen Alkinen, offenkettigen Aromaten, zyklischen Alkenen, zyklischen Alkinen, zyklischen Aromaten bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

9. Scheinwerferbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der organische Kohlenstoffverbund aus einer aus trans-2-Buten, Butadien, Azetylen und Oktadiin bestehenden Gruppe ausgewählt ist.