EP4076896A1 - Leuchtelement für ein fahrzeug und dessen herstellung - Google Patents

Leuchtelement für ein fahrzeug und dessen herstellung

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EP4076896A1
EP4076896A1 EP20838370.3A EP20838370A EP4076896A1 EP 4076896 A1 EP4076896 A1 EP 4076896A1 EP 20838370 A EP20838370 A EP 20838370A EP 4076896 A1 EP4076896 A1 EP 4076896A1
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EP
European Patent Office
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light
cladding element
cladding
manufacturing
luminous
Prior art date
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Pending
Application number
EP20838370.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Robin Azarian
Hans-Joachim Hayn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
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    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide

Definitions

  • the presented invention relates to a light-emitting element for a vehicle, a production method for the light-emitting element and a vehicle with the light-emitting element.
  • Luminous elements are of particular importance in a vehicle interior of a vehicle, as their lighting function enables them to both illuminate the interior of the vehicle and to mark functional elements such as buttons or slide controls. Accordingly, luminous elements should be suitable for marking respective functional elements both during the day or when there is strong incidence of light and at night or when there is weak incidence of light.
  • lighting elements can have a so-called “day design” in which, for example, strong light is only emitted in response to a user input, and a so-called “night design” in which, for example, weak light is continuously emitted.
  • cladding elements are increasingly used in vehicles, which have special optical and / or haptic properties in order to design the vehicle interior.
  • cladding elements can also be used to mark functional elements, for example in that a characteristic structure, such as a circuit symbol, is formed in the area of a functional element.
  • Such cladding elements are usually made of plastic and are produced, for example, in an injection molding process.
  • the cladding elements can be covered with a coating or a seal, such as, for example, a lacquer or a film.
  • a cladding element can be produced in a so-called “one-shot process”, ie an injection molding process in which no subsequent coating or sealing takes place, but rather the optical and / or haptic properties of the cladding element during an injection molding process , for example, can be generated by a correspondingly selected injection mold and / or corresponding pressure during the injection molding process.
  • WO 2015/124328 A1 describes a method for producing a trim part for an interior of a motor vehicle through which light can shine.
  • WO 2018/059862 A1 describes a trim part for a motor vehicle which, in the assembled state, has a visible surface formed by a decorative film that is transparent to light at least in some areas.
  • DE 102017209581 A1 describes a cladding element for the interior of a motor vehicle with a decorative layer and at least one fastening means and a light guide for backlighting the decorative layer.
  • a lighting element for a vehicle is presented to solve the above-mentioned object.
  • the lighting element comprises a one-piece, at least regionally injection-molded cladding element and at least one light element.
  • the at least one light element is arranged on an inside of the cladding element and is configured to guide light beams through an outside of the cladding element opposite the inside into an area surrounding the lighting element.
  • an injection-molded cladding element is to be understood as an uncoated plastic component, the outside of which, ie a side that is visible in the installed state, is at least partially formed by a corresponding mold during an injection molding process.
  • an injection-molded cladding element is what is known as a “one-shot decor”, ie a cladding element that was at least partially produced in a “one-shot process”.
  • a spray-finished cladding element therefore remains unpainted or unsealed even in the installed state or in the final state. This means that an injection-molded cladding element does not experience any additional material input after it has been manufactured.
  • the at least regionally injection-molded cladding element provided according to the invention is designed in one piece and stands with a Environment in direct contact, since no protective layer, such as a so-called “In-Mold Decoration layer” (IMD) or a so-called “In-Mold Labeling” (IML) is provided.
  • the at least regionally injection-molded cladding element provided according to the invention is monochrome, since only a plastic is used to produce the cladding element, the surface of which is designed in such a way that it has the desired properties with regard to light reflection and scratch resistance.
  • a light element is to be understood as meaning an element that can be radiated through with light rays from a light source.
  • a light element can be a light guide which is connected to a light source or which itself comprises a light source.
  • a radiation characteristic is to be understood as a collection of properties of light rays, in particular a radiation geometry and / or a radiation intensity.
  • the lighting element presented is based on the combination of an at least regionally injection-molded cladding element and a light element for illuminating, i.e. for backlighting and / or transilluminating the cladding element.
  • the combination of the at least partially injection-molded cladding element and the light element allows properties of the cladding element and the light element to be coordinated particularly precisely so that, for example, light beams provided by the light element are precisely coupled into a predetermined area of the cladding element.
  • the light beams shine through or backlight the specified area and generate a particularly precise luminous pattern on a surface of the luminous element that is visible from an environment, i.e. a visible surface.
  • the properties of the light rays radiating through or backlit by the cladding element are determined directly by the cladding element itself and not by a seal, such as a lacquer or a coating, such as for example a film, definitely.
  • the cladding element provided according to the invention can be designed in such a way that it specifies a light pattern with which light rays incident on a side of the cladding element facing the light element are emitted into an environment.
  • the cladding element provided according to the invention can comprise first luminous areas, which light rays directly into a Allow the environment to pass, that is to say can be transilluminated, and include second luminous areas which at least partially deflect and / or block light beams in order to generate diffuse light or shades.
  • the cladding element has at least one first area, the surface of which has a grain that guides light rays provided by the at least one light element with a predetermined radiation characteristic out of the light-emitting element.
  • the cladding element can include particularly strong areas, i.e. areas with a particularly large or thick material or particularly weak areas, i.e. areas with particularly little or weak material.
  • a deflection or guiding and / or blocking of light rays provided by the light element provided according to the invention can be achieved through the cladding element by means of grained, that is to say in some areas raised or thinned light areas.
  • a region of the cladding element can be grained in such a way that it has a multiplicity of recesses through which light rays can shine through the cladding element.
  • a radiation characteristic of the light beams radiating through the recesses can be specified.
  • the cladding element has at least one second region, the surface of which has a structure which deflects light beams with a predetermined radiation characteristic that strike the cladding element from an environment.
  • the cladding element provided according to the invention can comprise areas that interact with light rays incident from outside, ie from an environment, and deflect them with a predetermined radiation characteristic.
  • such areas can, for example, have a structured, in particular grained surface, which deflects the incident light rays and thereby for example appear at least partially matt and / or glossy.
  • the cladding element can comprise an area which, when illuminated from an environment, appears matt in relation to a further area of the cladding element and below Illumination by the light element shines particularly strongly in relation to the further area of the cladding element.
  • the at least one light element comprises at least one coupling interface for introducing or coupling light beams into at least one counter-coupling interface of the cladding element, the at least one coupling interface having a surface structure that allows light beams radiating through the at least one light element in the direction of the counter-coupling interface distracts.
  • a lighting characteristic of the cladding element can be specified very precisely by only coupling light beams selectively into those areas of the cladding element that are supposed to light up according to a specified lighting characteristic or a specified lighting pattern .
  • the occurrence of so-called “scattered light”, i.e. lighting up of the cladding element in areas that should not light up according to the specified lighting characteristics, in particular using only one light source, is minimized.
  • the presented invention relates to a production method for a luminous element.
  • the manufacturing method comprises a generation step for generating an at least regionally injection-molded cladding element in an injection molding process, an arrangement step for arranging at least one light element on the cladding element and an overmolding step for backmolding the at least one light element with plastic in order to attach the at least one light element to the cladding element.
  • the production method presented serves in particular to produce the luminous element presented, so that mutual reference can be made or referred to with regard to the advantages of the luminous element and the advantages of the production method.
  • the manufacturing method presented is based on a two-stage process, in which initially, in a first step, an at least regionally injection-molded cladding element is produced.
  • the cladding element is produced exclusively or completely in one production step, ie in a “one-shot process” and no additional material input for producing the cladding element, such as sealing with a lacquer or a coating takes place through a film.
  • the light element provided according to the invention is arranged on the cladding element and finally back-molded with plastic.
  • a radiation characteristic of light beams coupled into the cladding element and / or incident on the cladding element can be specified, so that a specified light pattern is created.
  • a graining of the cladding element can be provided during the production of the cladding element, for example by a corresponding shape.
  • a grain can be produced by an additional tool, such as a laser.
  • material can be selectively removed from the cladding element, for example by means of the tool.
  • At least one counter-coupling interface for coupling in light beams provided by a coupling interface of the at least one light element is provided on the cladding element.
  • a negative feedback interface for coupling light beams into the cladding element provided according to the invention can be provided on the cladding element, for example, by a corresponding shape or by means of an additional tool.
  • a respective counter-coupling interface can be formed precisely to a respective coupling interface of a corresponding light element, so that the coupling interface and the counter-coupling interface precisely specify a guiding path for light beams provided by the light element, for example by interlocking with one another in a form-fitting manner and minimizing the occurrence of so-called "stray light”.
  • the cladding element is produced as a “one-shot decor” in a single production step.
  • a “one-shot decoration, which is produced in a single production step, is particularly inexpensive to produce and, due to minimal sources of error, shows a particularly low production tolerance, so that particularly precise luminous patterns can be implemented. It can furthermore be provided that the production method is carried out by means of a single injection molding tool.
  • a cladding element By using a single injection molding tool or a single injection mold, a cladding element can be produced and combined directly with a lighting element to form the lighting element presented.
  • the cladding element can remain in the injection mold after its production, so that a particularly precise arrangement of the light element on the cladding element can be ensured.
  • back-molding the light element with plastic for example using the injection mold, the light element can be connected to the cladding element.
  • At least one first area is provided on the cladding element by means of a laser, the surface of which has a grain that guides light rays provided by the at least one light element with a predetermined radiation characteristic out of the light element.
  • a laser which can be used, for example, after the presented light element has been removed from an injection mold or before the lightweight element is arranged on the cladding element, to create respective surfaces, ie an outside or visible side and / or an inside of the cladding element opposite the outside
  • a particularly precise grain can be provided, which precisely specifies a radiation characteristic of light beams introduced into the cladding element by the light element.
  • a laser which can be used, for example, after the presented light element has been removed from an injection mold or before the lightweight element is arranged on the cladding element, in order to process an outer surface or visible surface of the cladding element, particularly precise graining can be provided precisely prescribes a radiation characteristic of light rays impinging on the cladding element from an environment on the cladding element and diverted by the grain. It can furthermore be provided that the at least one first area and the at least one second area overlap.
  • a grain that deflects light rays incident on the cladding element from an environment as well as light rays coupled into the cladding element or shining through the cladding element according to a predetermined light pattern, a pattern can be generated that is both strong and weak The incidence of light is clearly visible.
  • a grain is particularly suitable for identifying functional elements, such as, for example, buttons or rotary controls in a vehicle.
  • the presented invention relates to a vehicle with a possible configuration of the presented lighting element.
  • FIG. 2 shows a detailed representation of the luminous element according to FIG. 1,
  • FIG. 5 shows a schematic representation of the vehicle according to the invention.
  • the luminous element 100 comprises a cladding element 101 and a light element 103.
  • the cladding element 101 is at least partially injection-finished, so that its surface is free of paints or coatings.
  • the cladding element 101 is monolithic.
  • the light element 103 comprises a light guide 105 for guiding into the connecting element 101 light beams coupled into the light guide 105 by a light source 107 optionally integrated into the light element.
  • the lighting element 101 optionally comprises a plug 109 for supplying the light source 107 with electrical energy.
  • a substrate 111 is arranged on the light element 103, which gives the light element 100 structural stability and enables it to be attached to a vehicle. Furthermore, the substrate 111 serves to connect the light element 103 to the cladding element 101.
  • the luminous element 100 is shown in a detailed representation. It can be seen here that the luminous element 100 comprises first regions 200 in which light beams 201 coupled into the cladding element 101 by the light element 103 are emitted into the environment in a predetermined radiation pattern.
  • a first grain 203 on a side of the cladding element 101 facing the light element 103 acts together with a second grain 205 on a side of the cladding element 101 facing the environment, ie facing away from the light element 103, in order to emit the light rays 201 into the environment with the specified radiation characteristics .
  • first grain elements 209 of the first grain 203 closest to a negative feedback interface 207 of the cladding element 101 have the effect that scattered radiation from light rays 201 coupled into the cladding element 101 through the light element 103 via its coupling interface 211 is minimized
  • second grain elements 213 of the second grain 205 cause the Light beams 201 are emitted according to a predetermined light pattern or at a predetermined distance from one another and / or at a predetermined angle to the surface of the cladding element 101 and / or in a predetermined intensity.
  • a second grain 205 is shown enlarged here, so that its second grain elements 213 or their interaction with the respective light rays 201 can be seen particularly well.
  • the cladding element 101 comprises second areas 215, which refract or reflect light rays incident on the cladding element 101 from the environment with a predetermined radiation pattern, so that a characteristic optical impression is created that is particularly perceptible during the day, i.e. when the light is exposed to strong light .
  • the second areas 215 can optionally be backlit or transilluminated in order, for example, to generate a light pattern in combination with the first areas 200.
  • a coupling area for coupling light from the light element 103 into the cladding element 101 with the coupling interface 211 and the negative coupling interface 207 is also shown enlarged. It can be seen here that the coupling interface 211 has a geometry which deflects light beams radiating through the light conductor 205, for example deflects them at a right angle or an approximately right angle and couples them into the negative feedback interface 207.
  • a manufacturing method 300 is shown in FIG. 3.
  • the manufacturing method 300 comprises a generation step 301 for generating an at least regionally injection-molded cladding element in an injection molding process, an arrangement step 303 for arranging at least one light element on the cladding element and an overmolding step 305 for backmolding the at least one light element with plastic around the at least one light element on the cladding element to fix.
  • FIG. 4 shows a visualization of a possible embodiment of the production method 300.
  • a cladding element 400 is produced in a mold 401 in an injection molding process.
  • a light element 403 is then arranged on the cladding element 400 and back-injected with plastic in order to produce a light element 405.
  • a vehicle 500 is shown in FIG. 5.
  • the lighting element 100 as shown in FIG. 1, is arranged in the area of an instrument panel 501.
  • the luminous element 100 is used here to identify functional elements of the vehicle 500 by a characteristic luminous pattern being recognizable through the first areas 200 at night and a characteristic surface structure through the second areas 215 during the day.
  • LIST OF REFERENCE NUMERALS Luminous element cladding element light element light guide light source plug substrate first area light rays first grain second grain counter-coupling interface first grain elements coupling interface second grain elements second area manufacturing process generation step arrangement step back injection step cladding element shape light element lighting element vehicle dashboard

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Abstract

Die vorgestellte Erfindung betrifft ein Leuchtelement (100) für ein Fahrzeug. Das Leuchtelement (100) umfasst ein einteiliges, zumindest bereichsweise spritzblankes Verkleidungselement (101) und mindestens ein Lichtelement (103). Das mindestens eine Lichtelement (103) ist an einer Innenseite des Verkleidungselements (100) angeordnet und dazu konfiguriert, Lichtstrahlen durch eine der Innenseite gegenüberliegende Außenseite des Verkleidungselements (101) in eine Umgebung des Leuchtelements (100) zu leiten.

Description

Beschreibung
Leuchtelement für ein Fahrzeug und dessen Herstellung
Die vorgestellte Erfindung betrifft ein Leuchtelement für ein Fahrzeug, ein Herstellungsverfahren für das Leuchtelement und ein Fahrzeug mit dem Leuchtelement.
Leuchtelemente sind in einem Fahrzeuginnenraum eines Fahrzeugs von besonderer Bedeutung, da diese durch ihre Beleuchtungsfunktion sowohl den Fahrzeuginnenraum erhellen als auch Funktionselemente, wie bspw. Taster oder Schieberegler, markieren können. Entsprechend sollen Leuchtelemente sowohl am Tag bzw. bei starkem Lichteinfall als auch in der Nacht bzw. bei schwachem Lichteinfall zum Markieren jeweiliger Funktionselemente geeignet sein. Dazu können Leuchtelemente ein sogenanntes „Tag-Design“, bei dem bspw. lediglich in Reaktion auf eine Nutzereingabe starkes Licht emittiert wird und ein sogenanntes „Nacht-Design“, bei dem bspw. kontinuierlich schwaches Licht emittiert wird, aufweisen.
Weiterhin werden in Fahrzeugen vermehrt großflächige Verkleidungselemente eingesetzt, die besondere optische und/oder haptische Eigenschaften aufweisen, um den Fahrzeuginnenraum zu gestalten. Dabei können Verkleidungselemente ebenfalls zum Markieren von Funktionselementen verwendet werden, indem bspw. im Bereich eines Funktionselements eine charakteristische Struktur, wie bspw. ein Schaltzeichen, ausgebildet wird. Derartige Verkleidungselemente bestehen in der Regel aus Kunststoff und werden bspw. in einem Spritzgussverfahren hergestellt. Um die besonderen optischen und/oder haptischen Eigenschaften zu erzeugen, können die Verkleidungselemente mit einer Beschichtung bzw. einer Versiegelung, wie bspw. einem Lack oder eine Folie überzogen werden.
Alternativ zu einer Beschichtung bzw. einer Versiegelung kann ein Verkleidungselement in einem sogenannten „one-shot Verfahren“, also einem Spritzgussprozess erzeugt werden, bei dem keine nachfolgende Beschichtung bzw. Versiegelung erfolgt, sondern die optischen und/oder haptischen Eigenschaften des Verkleidungselements während eines Spritzgussprozesses, bspw. durch eine entsprechend gewählte Spritzgussform und/oder entsprechenden Druck während des Spritzgussprozesses erzeugt werden.
Die WO 2015/124328 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines mit Licht durchstrahlbaren Verkleidungsteils für einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs. Die WO 2018/059862 A1 beschreibt ein Verkleidungsteil für ein Kraftfahrzeug, das eine im Montagezustand durch eine zumindest bereichsweise lichtdurchlässige Dekorfolie gebildete, sichtbare Oberfläche aufweist.
Die DE 102017209581 A1 beschreibt ein Verkleidungselement für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs mit einer Dekorschicht und wenigstens einem Befestigungsmittel und einem Lichtleiter zum Hinterleuchten der Dekorschicht.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorgestellten Erfindung, ein kostengünstiges Leuchtelement für ein Fahrzeug bereitzustellen das eine Markierung von Funktionselementen am Tag und in der Nacht ermöglicht. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorgestellten Erfindung ein Leuchtelement mit einer minimalen Streustrahlung bereitzustellen.
Die voranstehend genannte Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. In der Beschreibung, den Zeichnungen und den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung aufgeführt. Merkmale, die zu den einzelnen Erfindungsaspekten offenbart werden, können in der Weise miteinander kombiniert werden, dass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten der Erfindung stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. Bezug genommen werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorgestellten Erfindung wird zur Lösung der voranstehend genannten Aufgabe ein Leuchtelement für ein Fahrzeug vorgestellt. Das Leuchtelement umfasst ein einteiliges, zumindest bereichsweise spritzblankes Verkleidungselement und mindestens ein Lichtelement. Das mindestens eine Lichtelement ist an einer Innenseite des Verkleidungselements angeordnet und dazu konfiguriert, Lichtstrahlen durch eine der Innenseite gegenüberliegende Außenseite des Verkleidungselements in eine Umgebung des Leuchtelements zu leiten.
Unter einem spritzblanken Verkleidungselement ist im Kontext der vorgestellten Erfindung ein unbeschichtetes Kunststoffbauteil zu verstehen, dessen Außenseite, d.h. eine im eingebauten Zustand sichtbare Seite, zumindest teilweise während eines Spritzgussprozesses durch eine entsprechende Form gebildet wird. Insbesondere ist ein spritzblankes Verkleidungselement ein sogenanntes „One-shot-Dekor“, d.h. ein Verkleidungselement, das zumindest teilweise in einem „One-shot-Verfahren“ hergestellt wurde. Ein spritzblankes Verkleidungselement bleibt daher auch im eingebauten Zustand bzw. im Endzustand unlackiert bzw. unversiegelt. Dies bedeutet, dass ein spritzblankes Verkleidungselement nach dessen Herstellung keinen zusätzlichen Materialeintrag erfährt. Entsprechend ist das erfindungsgemäß vorgesehene zumindest bereichsweise spritzblanke Verkleidungselement einteilig ausgebildet und steht mit einer Umgebung in direktem Kontakt, da keine Schutzschicht, wie bspw. eine sogenannte „In-Mould- Decoration layer“ (IMD) oder ein sogenanntes „In-Mould-Labeling“ (IML) vorgesehen ist. Insbesondere ist das erfindungsgemäß vorgesehene zumindest bereichsweise spritzblanke Verkleidungselement einfarbig ausgestaltet, da lediglich ein Kunststoff zur Herstellung des Verkleidungselements verwendet wird, dessen Oberfläche derart gestaltet wird, dass diese jeweilig gewünschten Eigenschaften bzgl. Lichtreflexion und Kratzfestigkeit aufweist.
Unter einem Lichtelement ist im Kontext der vorgestellten Erfindung ein mit Lichtstrahlen aus einer Lichtquelle durch strahl bares Element zu verstehen. Insbesondere kann ein Lichtelement ein Lichtleiter sein, der mit einer Lichtquelle verbunden ist oder selbst eine Lichtquelle umfasst.
Unter einer Strahlungscharakteristik ist im Kontext der vorgestellten Erfindung eine Ansammlung von Eigenschaften von Lichtstrahlen, insbesondere einer Strahlungsgeometrie und/oder einer Strahlungsintensität zu verstehen.
Das vorgestellte Leuchtelement basiert auf der Kombination eines zumindest bereichsweise spritzblanken Verkleidungselements und einem Lichtelement zum Beleuchten, d.h. zum Hinterleuchten und/oder Durchleuchten des Verkleidungselements. Durch die Kombination des zumindest bereichsweise spritzblanken Verkleidungselements und des Lichtelements können Eigenschaften des Verkleidungselements und des Lichtelements besonders genau aufeinander abgestimmt werden, sodass bspw. eine exakte Einkopplung von durch das Lichtelement bereitgestellten Lichtstrahlen in einen vorgegebenen Bereich des Verkleidungselements erfolgt. Die Lichtstrahlen durchleuchten oder hinterleuchten den vorgegebenen Bereich und erzeugen ein besonders genaues Leuchtmuster auf einer aus einer Umgebung sichtbaren Oberfläche des Leuchtelements, d.h. einer Sichtfläche.
Aufgrund der physischen Eigenschaften des zumindest bereichsweise spritzblanken Verkleidungselements, insbesondere der versiegelungsfreien bzw. beschichtungsfreien Oberfläche, werden die Eigenschaften von dem Verkleidungselement durchstrahlenden bzw. hinterleuchtenden Lichtstrahlen direkt durch das Verkleidungselement selbst und nicht durch eine Versiegelung, wie bspw. einen Lack oder eine Beschichtung, wie bspw. eine Folie, bestimmt. Entsprechend kann das erfindungsgemäß vorgesehene Verkleidungselement derart gestaltet sein, dass dieses ein Leuchtmuster, mit dem auf einer dem Lichtelement zugewandten Seite des Verkleidungselements einfallende Lichtstrahlen in eine Umgebung abgestrahlt werden, vorgibt.
Zum Erzeugen jeweiliger Lichtmuster kann das erfindungsgemäß vorgesehene Verkleidungselement erste Leuchtbereiche umfassen, die Lichtstrahlen direkt in eine Umgebung passieren lassen, also durchleuchtet werden können und zweite Leuchtbereiche umfassen, die Lichtstrahlen zumindest teilweise ablenken und/oder blockieren, um diffuses Licht bzw. Schattierungen zu erzeugen.
Es kann vorgesehen sein, dass das Verkleidungselement mindestens einen ersten Bereich aufweist, dessen Oberfläche eine Narbung aufweist, die von dem mindestens einen Lichtelement bereitgestellte Lichtstrahlen mit einer vorgegebenen Strahlungscharakteristik aus dem Leuchtelement leitet.
Zum Ablenken bzw. Leiten und/oder Blockieren von durch das erfindungsgemäß vorgesehene Lichtelement bereitgestellten Lichtstrahlen kann das Verkleidungselement besonders starke Bereiche, d.h. Bereiche mit besonders viel bzw. dickem Material oder besonders schwache Bereiche, d.h. Bereiche mit besonders wenig bzw. schwachem Material umfassen.
Insbesondere kann ein Ablenken bzw. Leiten und/oder Blockieren von durch das erfindungsgemäß vorgesehene Lichtelement bereitgestellten Lichtstrahlen durch das Verkleidungselement mittels genarbter, also bereichsweise erhöhten bzw. verdünnten Leuchtebereichen erreicht werden. Insbesondere kann ein Bereich des Verkleidungselements derart genarbt ausgestaltet sein, dass dieser eine Vielzahl Ausnehmungen aufweist, durch die Lichtstrahlen das Verkleidungselement durchstrahlen können. Ja nach Höhe und Winkel jeweiliger derartige Ausnehmungen umgebender Verkleidungselementteile kann eine Strahlungscharakteristik von den Ausnehmungen durchstrahlenden Lichtstrahlen vorgegeben werden.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Verkleidungselement mindestens einen zweiten Bereich aufweist, dessen Oberfläche eine Struktur aufweist, die von einer Umgebung auf das Verkleidungselement auftreffende Lichtstrahlen mit einer vorgegebenen Strahlungscharakteristik ablenkt.
Um ein sogenanntes „Tag-Design“ umzusetzen bzw. darzustellen, kann das erfindungsgemäß vorgesehene Verkleidungselement Bereiche umfassen, die mit von außen, d.h. aus einer Umgebung einfallenden Lichtstrahlen wechselwirken und diese mit einer vorgegebenen Strahlungscharakteristik ablenken. Dazu können derartige Bereiche bspw. eine strukturierte, insbesondere genarbte Oberfläche aufweisen, die die einfallenden Lichtstrahlen ablenkt und dadurch bspw. zumindest teilweise matt und/oder glänzend erscheinen. Entsprechend kann das Verkleidungselement einen Bereich umfassen, der unter Beleuchtung aus einer Umgebung in Relation zu einem weiteren Bereich des Verkleidungselements matt erscheint und unter Beleuchtung durch das Lichtelement in Relation zu dem weiteren Bereich des Verkleidungselements besonders stark leuchtet.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das mindestens eine Lichtelement mindestens eine Kopplungsschnittstelle zum Einleiten bzw. Einkoppeln von Lichtstrahlen in mindestens eine Gegenkopplungsschnittstelle des Verkleidungselements umfasst, wobei die mindestens eine Kopplungsschnittstelle eine Oberflächenstruktur aufweist, die durch das mindestens eine Lichtelement strahlende Lichtstrahlen in Richtung der Gegenkopplungsschnittstelle ablenkt.
Durch Kopplungsschnittstellen zum Einkoppeln von durch das erfindungsgemäß vorgesehene Lichtelement strahlenden Lichtstrahlen in das Verkleidungselement, kann eine Leuchtcharakteristik des Verkleidungselements sehr genau vorgegeben werden, indem selektiv lediglich in solche Bereiche des Verkleidungselement Lichtstrahlen eingekoppelt werden, die gemäß einer vorgegebenen Leuchtcharakteristik bzw. einem vorgegebenen Leuchtmuster leuchten sollen. Entsprechend wird ein Auftreten von sogenanntem „Streulicht“, d.h. einem Leuchten des Verkleidungselements in Bereichen, die gemäß der vorgegebenen Leuchtcharakteristik nicht leuchten sollen, insbesondere unter Verwendung lediglich einer Lichtquelle, minimiert.
In einem zweiten Aspekt betrifft die vorgestellte Erfindung ein Herstellungsverfahren für ein Leuchtelement. Das Herstellungsverfahren umfasst einen Erzeugungsschritt zum Erzeugen eines zumindest bereichsweise spritzblanken Verkleidungselements in einem Spritzgussverfahren, einen Anordnungsschritt zum Anordnen mindestens eines Lichtelements an dem Verkleidungselement und einen Hinterspritzungsschritt zum Hinterspritzen des mindestens einen Lichtelements mit Kunststoff, um das mindestens eine Lichtelement an dem Verkleidungselement zu befestigen.
Das vorgestellte Herstellungsverfahren dient insbesondere zum Herstellen des vorgestellten Leuchtelements, sodass bzgl. der Vorteile des Leuchtelements und der Vorteile des Herstellungsverfahrens wechselseitig Bezug genommen werden kann bzw. Bezug genommen wird.
Das vorgestellte Herstellungsverfahren basiert auf einem zweistufigen Prozess, bei dem zunächst, in einem ersten Schritt, ein zumindest bereichsweise spritzblankes Verkleidungselement erzeugt wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Verkleidungselement ausschließlich bzw. komplett in einem Erzeugungsschritt, also in einem „One-shot-Verfahren“, hergestellt wird und kein zusätzlicher Materialeintrag zum Herstellen des Verkleidungselements, wie bspw. ein Versiegeln durch einen Lack oder eine Beschichtung durch eine Folie erfolgt. In einem weiteren Schritt wird das erfindungsgemäß vorgesehene Lichtelement an dem Verkleidungselement angeordnet und schließlich mit Kunststoff hinterspritzt.
Es kann vorgesehen sein, dass an der Innenseite und/oder der Außenseite des Verkleidungselements mindestens ein erster Bereich bereitgestellt wird, an dessen Oberfläche eine Narbung erzeugt wird, die von dem mindestens einen Lichtelement bereitgestellte Lichtstrahlen mit einer vorgegebenen Strahlungscharakteristik aus dem Leuchtelement leitet.
Durch Bereitstellen einer Narbung kann eine Strahlungscharakteristik von in das Verkleidungselement eingekoppelten und/oder von auf das Verkleidungselement auftreffenden Lichtstrahlen vorgegeben werden, sodass ein vorgegebenes Lichtmuster entsteht. Eine Narbung des Verkleidungselements kann während des Erzeugens des Verkleidungselements, bspw. durch eine entsprechende Form bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Narbung durch ein zusätzliches Werkzeug, wie bspw. einen Laser, erzeugt werden. Dazu kann bspw. mittels des Werkzeugs selektiv Material von dem Verkleidungselement abgetragen werden.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass an dem Verkleidungselement mindestens eine Gegenkopplungsschnittstelle zum Einkoppeln von durch eine Kopplungsschnittstelle des mindestens einen Lichtelements bereitgestellten Lichtstrahlen bereitgestellt wird.
Eine Gegenkopplungsschnittstelle zum Einkoppeln von Lichtstrahlen in das erfindungsgemäß vorgesehene Verkleidungselement kann an dem Verkleidungselement bspw. durch eine entsprechende Form oder mittels eines zusätzlichen Werkzeugs bereitgestellt werden. Dabei kann eine jeweilige Gegenkopplungsschnittstelle passgenau zu einer jeweiligen Kopplungsschnittstelle eines entsprechenden Lichtelements ausgebildet werden, sodass die Kopplungsschnittstelle und die Gegenkopplungsschnittstelle einen Leitpfad für von dem Lichtelement bereitgestellte Lichtstrahlen exakt vorgegeben, indem diese bspw. formschlüssig ineinandergreifen und ein Auftreten von sogenanntem „Streulicht“ minimieren.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Verkleidungselement als „One-shot Dekor“ in einem einzigen Fertigungsschritt hergestellt wird.
Ein „One-shot Dekor, das in einem einzigen Fertigungsschritt hergestellt wird, ist besonders günstig in der Herstellung und zeigt aufgrund minimaler Fehlerquellen eine besonders geringe Fertigungstoleranz, sodass besonders genaue Leuchtmuster umgesetzt werden können. Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Herstellungsverfahren mittels eines einzigen Spritzgusswerkzeugs durchgeführt wird.
Durch Verwendung eines einzigen Spritzgusswerkzeugs bzw. einer einzigen Spritzgussform kann ein Verkleidungselement erzeugt und direkt mit einem Lichtelement zu dem vorgestellten Leuchtelement kombiniert werden. Dabei kann das Verkleidungselement nach seiner Herstellung in der Spritzgussform verbleiben, sodass eine besonders positionsgenaue Anordnung des Lichtelements an dem Verkleidungselement sichergestellt werden kann. Durch ein abschließendes Hinterspritzen des Lichtelements mit Kunststoff, bspw. unter Verwendung der Spritzgussform, kann das Lichtelement mit dem Verkleidungselement verbunden werden.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass an dem Verkleidungselement mittels eines Lasers mindestens ein erster Bereich bereitgestellt wird, dessen Oberfläche eine Narbung aufweist, die von dem mindestens einen Lichtelement bereitgestellte Lichtstrahlen mit einer vorgegebenen Strahlungscharakteristik aus dem Leuchtelement leitet.
Durch Verwendung eines Lasers, der bspw. nachdem das vorgestellte Leuchtelement aus einer Spritzgussform entnommen wurde oder vor einem Anordnen des Leichtelements an dem Verkleidungselement verwendet werden kann, um jeweilige Oberflächen, d.h. eine Außenseite bzw. Sichtseite und/oder eine der Außenseite gegenüberliegende Innenseite des Verkleidungselements zu bearbeiten, kann eine besonders genaue Narbung bereitgestellt werden, die eine Strahlungscharakteristik von durch das Lichtelement in das Verkleidungselement eingeleiteten Lichtstrahlen genau vorgibt.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass an dem Verkleidungselement mindestens ein zweiter Bereich bereitgestellt wird, dessen Oberfläche eine Struktur aufweist, die von einer Umgebung auf das Verkleidungselement auftreffende Lichtstrahlen mit einer vorgegebenen Strahlungscharakteristik ablenkt.
Durch Verwendung eines Lasers, der bspw. nachdem das vorgestellte Leuchtelement aus einer Spritzgussform entnommen wurde oder vor einem Anordnen des Leichtelements an dem Verkleidungselement verwendet werden kann, um eine Außenfläche bzw. Sichtfläche des Verkleidungselements zu bearbeiten, kann eine besonders genaue Narbung bereitgestellt werden, die eine Strahlungscharakteristik von auf das Verkleidungselement aus einer Umgebung auf das Verkleidungselement auftreffenden und durch die Narbung abgeleiteten Lichtstrahlen genau vorgibt. Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass sich der mindestens eine erste Bereich und der mindestens eine zweite Bereich überlagern.
Durch eine Narbung, die sowohl aus einer Umgebung auf das Verkleidungselement einfallende Lichtstrahlen als auch durch das Lichtelement in das Verkleidungselement eingekoppelte bzw. das Verkleidungselement durchstrahlende Lichtstrahlen gemäß einem vorgegebenen Leuchtmuster ablenkt, kann ein Muster erzeugt werden, das sowohl unter starkem Lichteinfall als auch unter schwachem Lichteinfall gut erkennbar ist. Entsprechend eignet sich eine solche Narbung besonders gut zum Kennzeichnen von Funktionselementen, wie bspw. Tastern oder Drehreglern in einem Fahrzeug.
In einem dritten Aspekt betrifft die vorgestellte Erfindung ein Fahrzeug mit einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Leuchtelements.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Leuchtelements,
Fig. 2 eine Detaildarstellung des Leuchtelements gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens,
Fig. 4 einen visualisierten Ablauf einer möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens mittels einer einzelnen Form,
Fig. 5 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs.
In Fig. 1 ist ein Leuchtelement 100 dargestellt. Das Leuchtelement 100 umfasst ein Verkleidungselement 101 und ein Lichtelement 103.
Das Verkleidungselement 101 ist zumindest bereichsweise spritzblank ausgestaltet, sodass dessen Oberfläche frei von Lacken bzw. Beschichtungen ist. Insbesondere ist das Verkleidungselement 101 monolithisch.
Das Lichtelement 103 umfasst einen Lichtleiter 105 zum Leiten von durch eine optional in das Lichtelement integrierte Lichtquelle 107 in den Lichtleiter 105 eingekoppelten Lichtstrahlen in das Verbindungselement 101.
Ferner umfasst das Leuchtelement 101 optional einen Stecker 109 zum Versorgen der Lichtquelle 107 mit elektrischer Energie.
An dem Lichtelement 103 ist ein Substrat 111 angeordnet, das dem Leuchtelement 100 strukturelle Stabilität gibt und eine Befestigung an einem Fahrzeug ermöglicht. Weiterhin dient das Substrat 111 zum Verbinden des Lichtelements 103 mit dem Verkleidungselement 101.
In Fig. 2 ist das Leuchtelement 100 in einer Detaildarstellung gezeigt. Hier ist erkennbar, dass das Leuchtelement 100 erste Bereiche 200 umfasst, in denen durch das Lichtelement 103 in das Verkleidungselement 101 eingekoppelte Lichtstrahlen 201 in einer vorgegebenen Strahlungscharakteristik in die Umgebung abgestrahlt werden. Dabei wirkt eine erste Narbung 203 auf einer dem Lichtelement 103 zugewandten Seite des Verkleidungselements 101 zusammen mit einer zweiten Narbung 205 auf einer der Umgebung zugewandten, d.h. dem Lichtelemente 103 abgewandten Seite des Verkleidungselements 101, um die Lichtstrahlen 201 in der vorgegebenen Strahlungscharakteristik in die Umgebung abzustrahlen.
Während einer Gegenkopplungsschnittstelle 207 des Verkleidungselements 101 nächstliegende erste Narbungselemente 209 der ersten Narbung 203 bewirken, dass eine Streustrahlung von durch das Lichtelement 103 über dessen Kopplungsschnittstelle 211 in das Verkleidungselement 101 eingekoppelte Lichtstrahlen 201 minimiert wird, bewirken zweite Narbungselemente 213 der zweiten Narbung 205, dass die Lichtstrahlen 201 gemäß einem vorgegebenen Leuchtmuster bzw. in einem vorgegebenen Abstand zueinander und/oder in einem vorgegebenen Winkel zu der Oberfläche des Verkleidungselements 101 und/oder in einer vorgegebenen Intensität abgestrahlt werden.
Eine zweite Narbung 205 ist hier vergrößert dargestellt, sodass deren zweite Narbungselemente 213 bzw. deren Wechselwirkung mit jeweiligen Lichtstrahlen 201 besonders gut erkennbar ist. An Randbereichen der zweiten Narbung entsteht eine Wechselwirkung mit einer Oberfläche bzw. einer Narbung jeweiliger benachbarter Bereiche, durch die eine Streustrahlung aus dem ersten Bereich 200 heraus minimiert wird. Weiterhin umfasst das Verkleidungselement 101 zweite Bereiche 215, die auf das Verkleidungselement 101 aus der Umgebung einfallende Lichtstrahlen mit einer vorgegebenen Strahlungscharakteristik brechen bzw. reflektieren, sodass ein charakteristischer optischer Eindruck entsteht, der insbesondere am Tag, also bei starker Lichteinstrahlung auf das Leuchtelement 100 wahrnehmbar ist.
Die zweiten Bereiche 215 können optional hinterleuchtet oder durchleuchtet werden, um bspw. in Kombination mit den ersten Bereichen 200 ein Leuchtmuster zu erzeugen.
Ein Einkopplungsbereich zum Einkoppeln von Licht aus dem Lichtelement 103 in das Verkleidungselement 101 mit der Kopplungsschnittstelle 211 und der Gegenkopplungsschnittstelle 207 ist ebenfalls vergrößert dargestellt. Hier ist erkennbar, dass die Kopplungsschnittstelle 211 eine Geometrie aufweist, die durch den Leichtleiter 205 strahlende Lichtstrahlen umlenkt, bspw. in einem rechten Winkel oder einem annähernd rechten Wnkel umlenkt und in die Gegenkopplungsschnittstelle 207 einkoppelt.
In Fig. 3 ist ein Herstellungsverfahren 300 dargestellt. Das Herstellungsverfahren 300 umfasst einen Erzeugungsschritt 301 zum Erzeugen eines zumindest bereichsweise spritzblanken Verkleidungselements in einem Spritzgussverfahren, einen Anordnungsschritt 303 zum Anordnen mindestens eines Lichtelements an dem Verkleidungselement und einen Hinterspritzungsschritt 305 zum Hinterspritzen des mindestens einen Lichtelements mit Kunststoff, um das mindestens eine Lichtelement an dem Verkleidungselement zu befestigen.
In Fig. 4 ist eine Visualisierung einer möglichen Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens 300 dargestellt.
Zunächst wird ein Verkleidungselement 400 in einer Form 401 in einem Spritzgussprozess erzeugt. Anschließend wird ein Lichtelement 403 an dem Verkleidungselement 400 angeordnet und mit Kunststoff hinterspritzt, um ein Leuchtelement 405 zu erzeugen.
In Fig. 5 ist ein Fahrzeug 500 dargestellt. In dem Fahrzeug 500 ist im Bereich einer Armaturentafel 501 das Leuchtelement 100, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, angeordnet.
Das Leuchtelement 100 dient hier zum Kennzeichnen von Funktionselementen des Fahrzeugs 500, indem bei Nacht ein charakteristisches Leuchtmuster durch die ersten Bereiche 200 und am Tag eine charakteristische Oberflächenstruktur durch die zweiten Bereiche 215 erkennbar ist. Bezugszeichenliste Leuchtelement Verkleidungselement Lichtelement Lichtleiter Lichtquelle Stecker Substrat erster Bereich Lichtstrahlen erste Narbung zweite Narbung Gegenkopplungsschnittstelle erste Narbungselemente Kopplungsschnittstelle zweite Narbungselemente zweiter Bereich Herstellungsverfahren Erzeugungsschritt Anordnungsschritt Hinterspritzungsschritt Verkleidungselement Form Lichtelement Leuchtelement Fahrzeug Armaturentafel

Claims

Patentansprüche
1. Leuchtelement (100, 405) für ein Fahrzeug (500), wobei das Leuchtelement (100, 405) umfasst: ein einteiliges zumindest bereichsweise spritzblankes Verkleidungselement (101, 400) und mindestens ein Lichtelement (103, 403), wobei das mindestens eine Lichtelement (103, 403) an einer Innenseite des Verkleidungselements (101, 400) angeordnet ist, wobei das mindestens eine Lichtelement (103, 403) dazu konfiguriert ist, Lichtstrahlen durch eine der Innenseite gegenüberliegende Außenseite des Verkleidungselements (101, 400) in eine Umgebung des Leuchtelements (100, 405) zu leiten.
2. Leuchtelement (100, 405) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verkleidungselement (101, 400) mindestens einen ersten Bereich (200) aufweist, dessen Oberfläche eine Narbung aufweist, die von dem mindestens einen Lichtelement (103, 403) bereitgestellte Lichtstrahlen mit einer vorgegebenen Strahlungscharakteristik aus dem Leuchtelement (100, 405) leitet.
3. Leuchtelement (100, 405) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkleidungselement (101, 400) mindestens einen zweiten Bereich (215) aufweist, dessen Oberfläche eine Struktur aufweist, die von einer Umgebung auf das Verkleidungselement (101, 400) auftreffende Lichtstrahlen mit einer vorgegebenen Strahlungscharakteristik ablenkt.
4. Leuchtelement (100, 405) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Lichtelement (103, 403) mindestens eine Kopplungsschnittstelle (211) zum Einleiten von Lichtstrahlen in mindestens eine Gegenkopplungsschnittstelle (207) des Verkleidungselements (101, 400) umfasst, wobei die mindestens eine Kopplungsschnittstelle (211) eine Oberflächenstruktur aufweist, die durch das mindestens eine Lichtelement (103, 403) strahlende Lichtstrahlen in Richtung der Gegenkopplungsschnittstelle (207) ablenkt.
5. Herstellungsverfahren (300) für ein Leuchtelement (100, 405), wobei das Herstellungsverfahren (300) umfasst:
Erzeugen (301) eines zumindest bereichsweise spritzblanken Verkleidungselements (101, 400) in einem Spritzgussverfahren,
- Anordnen (303) mindestens eines Lichtelements (103, 403) an dem Verkleidungselement (101, 400),
Hinterspritzen (305) des mindestens einen Lichtelements (103, 403) mit Kunststoff, um das mindestens eine Lichtelement (103, 403) an dem Verkleidungselement (101, 400) zu befestigen.
6. Herstellungsverfahren (300) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite und/oder der Außenseite des Verkleidungselements (101, 400), mindestens ein erster Bereich (200) bereitgestellt wird, an dessen Oberfläche eine Narbung erzeugt wird, die von dem mindestens einen Lichtelement (103, 403) bereitgestellte Lichtstrahlen mit einer vorgegebenen Strahlungscharakteristik aus dem Leuchtelement (100, 405) leitet.
7. Herstellungsverfahren (300) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Verkleidungselement (101, 400) mindestens eine Gegenkopplungsschnittstelle (207) zum Einkoppeln von durch eine Kopplungsschnittstelle (211) des mindestens einen Lichtelements (103, 403) bereitgestellten Lichtstrahlen bereitgestellt wird.
8. Herstellungsverfahren (300) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkleidungselement (101, 400) als one-shot Dekor in einem einzigen Fertigungsschritt fertiggestellt wird.
9. Herstellungsverfahren (300) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellungsverfahren (300) mittels eines einzigen Spritzgusswerkzeugs (401) durchgeführt wird.
10. Herstellungsverfahren (300) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Verkleidungselement (101, 400) mittels eines Lasers mindestens ein erster Bereich (200) bereitgestellt wird, dessen Oberfläche eine Narbung aufweist, die von dem mindestens einen Lichtelement (103, 403) bereitgestellte Lichtstrahlen (201) mit einer vorgegebenen Strahlungscharakteristik aus dem Leuchtelement (100, 405) leitet.
11. Herstellungsverfahren (300) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Verkleidungselement (101, 400) mindestens ein zweiter Bereich (215) bereitgestellt wird, dessen Oberfläche eine Struktur aufweist, die von einer Umgebung auf das Verkleidungselement (101, 400) auftreffende Lichtstrahlen (201) mit einer vorgegebenen Strahlungscharakteristik ablenkt.
12. Herstellungsverfahren (300) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich der mindestens eine erste Bereich (200) und der mindestens eine zweite Bereich (215) überlagern.
13. Fahrzeug (500) mit einem Leuchtelement (100, 405) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
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