WO2013135387A1 - Beleuchtungseinrichtung, insbesondere eine konturbeleuchtung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Beleuchtungseinrichtung, insbesondere eine konturbeleuchtung für ein kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Beleuchtungseinrichtung, insbesondere Konturbeleuchtung für ein Kraftfahrzeug, wobei ein Gehäuse (2) aus einem für in das Gehäuse eingekoppeltes Licht transparenten Kunststoffmaterial, das als Streuscheibe fungiert und zumindest in dem Bereich seiner Außenseite, der in der Montagestellung sichtbar ist mit einer für das eingekoppelte Licht nicht transparenten Beschichtung (3) belegt ist, die lokal zur Bildung einer schmalen Lichtaustrittslinie (5) entfernt ist.

Description

Beleuchtungseinrichtung, insbesondere eine Konturbeleuchtung für ein
Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung, insbesondere Konturbeleuchtung für ein Kraftfahrzeug.
Beleuchtungseinrichtungen sind in unterschiedlichster Art und Form bekannt. Sie dienen einerseits zur Raumbeleuchtung, andererseits aber mitunter auch zur Kenntlichmachung oder Hervorhebung bestimmter Gegenstände oder Objekte. Derartige Beleuchtungen werden häufig Konturbeleuchtungen genannt, da sie optisch die Form oder Kontur eines hervorzuhebenden Gegenstandes betonen. Solche Konturbeleuchtungen kommen sowohl bei Geräten oder Maschinen, aber beispielsweise auch in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz. Insbesondere dort finden sie beispielsweise Anwendung bei Lautsprechern, Tastern und Bedienfelder, Cupholdern etc. Diese Beleuchtungseinrichtungen sind letztlich Leuchtstreifen, die bestimmte Konturen hervorheben bzw. betonen sollen. Üblicherweise sind solche Konturbeleuchtungen, also Linienbeleuchtungen, mittels eines Lichtleiters realisiert, der entlang der hervorzuhebenden Kontur verläuft. Dieser Lichtleiter ist entweder direkt einsehbar, oder hinter einer davor angeordneten Streuscheibe verbaut. In den Lichtleiter wird Licht an einer Stirnseite eingekoppelt, das Licht tritt seitlich längs des Lichtleiters aus, so dass letztlich ein linienförmiger Lichtstreifen sichtbar ist.
Um die Eigenschaften eines solchen Licht leitenden Elements wie beispielsweise eines Lichtleiters nicht negativ zu beeinflussen benötigt ein solches Element eine Mindestquerschnittsfläche von ca. 7 mm2, wobei eine Höhe/Breite bzw. ein Durchmesser von 2,5 mm nicht unterschritten werden darf. Bei Streuscheiben sind die begrenzenden Parameter die Herstell- und Integrierbarkeit in den Bauraum. Heutige bekannte Konturbeleuchtungen weisen aus diesem Grund eine beachtliche Breite auf, d. h., dass der helle Lichtstreifen relativ breit ist, also üblicherweise ca. 2,5 mm oder mehr. Ein derart breiter Lichtstreifen ist jedoch in manchen Fällen nicht wünschenswert, sei es aus optischen Gründen, da beispielsweise das hervorzuhebende Bauteil relativ klein ist und ein derart breiter Lichtstreifen quasi überdimensioniert wäre, sei es aus baulichen Gründen, da sich mitunter ein derart breiter Lichtstreifen nicht immer integrieren lässt.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Beleuchtungseinrichtung, insbesondere in Form einer Konturbeleuchtung für ein Kraftfahrzeug, anzugeben, die es ermöglicht, einen sehr schmalen Lichtstreifen auszubilden.
Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß eine Beleuchtungseinrichtung, insbesondere eine Konturbeleuchtung für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, die sich durch ein Gehäuse aus einem für in das Gehäuse eingekoppeltes Licht transparenten Kunststoffmaterial auszeichnet, welches Gehäuse als Streuscheibe fungiert und zumindest in dem Bereich seiner Außenseite, der in der Montagestellung sichtbar ist, mit einer für das eingekoppelte Licht nicht transparenten Beschichtung belegt ist, die lokal zur Bildung einer schmalen Lichtaustrittslinie entfernt ist.
Das Gehäuse der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung, die bevorzugt als Konturbeleuchtung dient, ist ein längliches Bauteil, das Gehäuse selbst ist aus einem für Licht transparenten Kunststoffmaterial. Seine Grundform entspricht letztlich der Form des Bauteils, das über die Konturbeleuchtung hervorgehoben werden soll. Am Gehäuse selbst sind gegebenenfalls entsprechende Befestigungsmittel wie Rastelemente und dergleichen vorgesehen, um es am zu beleuchtenden Bauteil fixieren zu können.
Da das Gehäuse aus einem für eingekoppeltes Licht transparenten Kunst- stoffmaterial ist, ist es folglich möglich, in das Gehäuse Licht einzukoppeln und auszukoppeln. Dies geschieht mittels eines Lichtleiters, der dem Gehäuse zugeordnet ist. Der Lichtleiter strahlt Licht zur Seite hin ab, dieses Licht wird in das Gehäuse eingekoppelt. Da das Gehäuse im verbauten Zustand nur abschnittsweise sichtbar ist, ist zumindest dieser Bereich mit einer für das eingekoppelte Licht nicht transparenten Beschichtung belegt, beispielsweise einer Lackierung oder einer Metallschicht zur Verleihung einer Metalloptik, oder ein nicht transparenter Kunststoffbelag und dergleichen. Um nun eine sehr dünne Lichtaustrittslinie realisieren zu können, ist diese nicht transparente Schicht lokal entfernt, was beispielsweise durch mechanisches Abtragen oder durch Laserabtragen erfolgen kann. Hierüber kann also eine äußerst dünne Linie am Gehäuse freigelegt werden, dort also das Beschich- tungsmaterial entfernt werden, so dass folglich, wenn Licht eingekoppelt wird, dieses durch eine sehr dünne Linie austreten kann respektive als sehr dünne Lichtlinie sichtbar ist. Damit ist es möglich, auf einfache Weise einen sehr schmalen Leuchtstreifen erzeugen zu können, um beispielsweise relativ kleine Bauteile konturmäßig hervorzuheben, oder um, wenn gewünscht, eben sehr schmale Konturbeleuchtungen realisieren zu können. Unter einem „lokalen Entfernen" wird erfindungsgemäß aber auch verstanden, die Beschichtung so aufzubringen, dass sie nur in den abzudeckenden Bereichen aufgebracht wird und in dem den schmalen Leuchtstreifen ausbildenden Bereich bereits beim Aufbringen nicht abgeschieden wird. Dies kann ohne weiteres durch entsprechendes Maskieren beim Aufbringen der Beschichtung erfolgen, aber auch durch einen entsprechenden Aufbau des Gehäuses, worauf nachfolgend noch eingegangen wird.
Die Lichtaustrittslinie, also der Bereich, in dem die Beschichtung entfernt ist, sollte eine Breite < 1 mm, insbesondere zwischen 0,3 - 0,5 mm aufweisen. Dies ist ohne weiteres möglich, wenn wie beschrieben die Beschichtung mechanisch oder mit Laser abgetragen wird.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Gehäuse eine Aufnahme für einen Lichtleiter auf, der das über die Lichtaustrittslinie abzugebende Licht in das Gehäuse emittiert. D. h., dass der Lichtleiter direkt in oder an das Gehäuse selbst gebracht wird, mithin also unmittelbar in das Kunststoffgehäuse Licht emittiert. Die Aufnahme, die ohne weiteres in das Gehäuse, das bevorzugt ein einfaches Kunststoffspritzbauteil ist, einge- bracht werden kann, entspricht in ihrer Querschnittsform der Querschnittsform des Lichtleiters, so dass dieser auf einfache Weise beispielsweise über eine Klemmpassung, also einer Art Formschluss, am Gehäuse fixiert werden kann.
Alternativ zur Verwendung eines separaten Lichtleiters, der gehäuseseitig fixiert wird, ist es denkbar, das Gehäuse selbst als Lichtleiter zu nutzen. In diesem Fall wird über eine geeignete Lichtquelle Licht an einer Gehäusestirnseite eingekoppelt. Durch eine geeignete Strukturierung der Gehäuserückseite kann erreicht werden, dass das in dem Gehäuse geführte Licht auch zur Seite hin ausgekoppelt wird, mithin also in den freigelegten Bereich an der Beschichtungsseite.
Die Beschichtung selbst ist bevorzugt ein Lack, es kann aber auch eine aufgedampfte Schicht oder eine galvanisch abgeschiedenen Schicht sein. Da diese Beschichtung sichtbar ist, kann das Beschichtungsmaterial je nach gewünschter Sichtoptik verwendet werden. Wird eine Metallbeschichtung aufgebracht, so wird der Beleuchtungseinrichtung letztlich eine Metalloptik verliehen, wird ein Lack aufgebracht, so kann sie farbgleich wie das konturmäßig zu beleuchtende Bauteil ausgelegt werden.
Das Gehäuse selbst kann aus einem Kunststoffmaterial, z.B. PMMA oder PC sein, solange es hinreichend transparent ist. Als Beschichtung bietet sich ein Lack an, der auf nahezu die meisten in Frage kommenden Kunststoff mate- rialen, insbesondere PMMA oder PC appliziert werden kann. Jedoch kann nicht auf alle in Frage kommenden Kunststoffmaterialen eine Metallschicht, insbesondere eine Chromschicht appliziert werden, insbesondere nicht auf PMMA oder PC. Um dies, insbesondere im Falle von PMMA und PV zu ermöglichen, sieht die Erfindung vor, das Gehäuse aus zwei unterschiedlichen, jedoch hinreichend transparenten Kunststoffmaterialen zu fertigen, die vorzugsweise in einem 2K-Verfahren simultan verarbeitet werden können. Auf das eigentliche, den Gehäuse-Hauptkörper bildende erste Kunststoffmaterial, z.B. PMMA oder PC wird eine ebenfalls ausreichend transparente Schicht aus einem zweiten Kunststoffmaterial, z.B. ABS gebracht, die als Träger für die galvanisch aufzubringende Metallschicht oder - sofern erforderlich - den Mehrschichtaufbau (z.B. eine Schichtstruktur aus Ni - Cu - Cr) dient. Die Metallschicht oder die Schichtstruktur wird dann entweder großflächig aufgebracht und anschließend lokal zur Bildung der Austrittslinie wieder mechanisch oder mittels Laser entfernt, oder sie wird bereits unter Ausmaskieren der Austrittslinie abgeschieden.
Dabei ist es denkbar, die zweite Kunststoffschicht bereits so aufzubringen, dass ein die Lichtaustrittslinie bildender schmaler Streifen des ersten Kunst- stoffmaterials, also z.B. der PMA oder PC frei bleibt, also nicht mit dem zweiten Kunststoffmaterial wie z.B. ABS belegt wird. Wird nun auf die zweite Kunststoffschicht die Metallschicht(struktur) galvanisch abgeschieden, so haftet diese nicht auf dem freiliegenden PMMA oder PC, so dass die Austrittslinie automatisch frei bleibt.
Neben der Beleuchtungseinrichtung selbst betrifft die Erfindung ferner ein Kraftfahrzeug, umfassen wenigstens eine Beleuchtungseinrichtung der beschriebenen Art.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden ausgeführten Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung einer ersten Ausführungsform im Querschnitt,
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung einer zweiten Ausführungsform im Querschnitt,
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung einer dritten Ausführungsform im Querschnitt mit einem aus zwei unterschiedlichen Kunststoffmaterialien bestehenden Gehäuse, Fig. 4 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung einer vierten Ausführungsform im Querschnitt mit einem aus zwei unterschiedlichen Kunststoffmaterialien bestehenden Gehäuse, und
Fig. 5 - 7 Prinzipdarstellungen weiterer erfindungsgemäßer Beleuchtungseinrichtungen unterschiedlicher Geometrie im Querschnitt mit einem aus zwei unterschiedlichen Kunststoffmaterialien bestehenden Gehäuse.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung 1 , umfassend ein Gehäuse 2 aus einem für in das Gehäuse eingekoppeltes Licht transparenten Kunststoff, beispielsweise PMMA. Das Gehäuse ist länglich, Fig. 1 zeigt lediglich eine Schnittansicht. Seine Grundform entspricht letztlich der Form des Bauteils respektive der Kontur, die beleuchtet werden soll.
Der in Fig. 1 gezeigte Querschnitt ist lediglich exemplarisch. Selbstverständlich weist das Gehäuse eine Querschnittsform auf, die es ermöglicht, dort befestigt oder integriert werden zu könne, wo es beispielsweise kraftfahr- zeugseitig verbaut werden soll. D. h., dass die Darstellung keinesfalls abschließend ist. Selbstverständlich ist es möglich, am Gehäuse entsprechende Rast- oder Klemmelemente und ähnliches auszubilden, wie dies beispielsweise über die Stufe angedeutet ist.
Das Gehäuse 2 zwar selbst ist über seine nahezu gesamte Fläche im gezeigten Beispiel mit einer Beschichtung 3 versehen, beispielsweise einem Lack, einer aufgedampften Schicht oder einer galvanisch abgeschiedenen Schicht. Diese Schicht ist für in das Gehäuse 2 eingekoppelte Licht nicht transparent. Lediglich im Bereich 4 ist die Beschichtung entfernt, so dass sich dort, also an der Sichtseite, eine Lichtaustrittslinie 5 ergibt, aus der in das Gehäuse zwar eingekoppeltes Licht austreten kann. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Licht in das Gehäuse 2 mittels eines Lichtleiters 6 eingekoppelt. Der Lichtleiter 6 ist unmittelbar im Gehäuse 2 aufgenommen. Hierzu ist im Gehäuse 2 eine im gezeigten Beispiel querschnittliche im Wesentliche runde Aufnahme 7 ausgebildet, in die der querschnittliche ebenfalls runde Lichtleiter 6 eingesetzt ist. Dies ist ohne weiteres über einen leichten Klemmsitz möglich, in dem, wie gezeigt, eine beidseitige leichte Hinterschneidung realisiert ist, nämlich mittels der beiden Schultern 8, 9.
Wird nun Licht in den Lichtleiter 6 von einer Stirnseite her eingekoppelt, so läuft das Licht durch den Lichtleiter 6. Aufgrund der Lichtleiterstruktur wird das Licht nicht nur längs geführt, sondern auch zur Seite ausgekoppelt und zwangsläufig in das Gehäuse 2 eingekoppelt. Dort kann es lediglich über die Lichtaustrittslinie 5 nach außen austreten, ist also dort in Form einer dünnen Lichtlinie, die die Konturbeleuchtung bildet, sichtbar.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung 1 , wiederum umfassend ein Gehäuse 2, das hier jedoch nicht der Aufnahme eines Lichtleiters dient, sondern letztlich selbst als Lichtleiter respektive Streuscheibe fungiert. Seine Querschnittsform entspricht letztlich der Darstellung aus Fig. 1 , jedoch ist hier keine separate Lichtleiteraufnahme ausgebildet. Das Licht wird unmittelbar an eine Stirnfläche des Gehäuses, das wie gesagt selbst den Lichtleiter bildet, eingekoppelt und läuft längs des Gehäuses. Aufgrund einer nicht näher gezeigten Strukturierung zumindest an der linksseitigen Gehäusefläche wird erreicht, dass das im Gehäuse 2 geführte Licht auch in das Volumen und damit zur Seite hin reflektiert wird. Nachdem auch hier die Außenseite des Gehäuses nahezu vollständig mit einer Beschichtung 3 belegt ist, die wiederum nur im Bereich 4 mechanisch oder beispielsweise mittels Laser entfernt ist, um eine dünne Lichtaustrittslinie 5 zu bilden, tritt das gestreute Licht wiederum nur durch diese dünne Lichtaustrittslinie 5 aus, ist also als sehr dünne Linie sichtbar.
Die Breite der Lichtaustrittslinie 5 liegt im bevorzugten Bereich zwischen 0,3 - 0,5 mm. Das Gehäuse selbst ist bevorzugt aus PMMA, jedoch kann auch ein anderer Kunststoff, solange er hinreichend transparent für das in ihm geführte Licht ist, verwendet werden.
Gleichermaßen ist denkbar, auch ein eingefärbtes Kunststoffmaterial zu verwenden, wenn eine farbige Lichtemission zur Bildung des Konturlichts stattfinden soll.
Fig. 3 zeigt eine Beleuchtungseinrichtung einer weiteren Ausführungsform, bei der das Gehäuse 2 aus zwei unterschiedlichen Kunststoffmaterialien 2a und 2b besteht. Das Kunststoffmaterial 2a, z.B. PMMA oder PC, bildet den Gehäuse-Hauptkörper. In einem 2K-Verfahren ist das Kunststoffmaterial 2b, z.B. ABS, also ein ebenfalls transparentes oder zumindest transluzentes Material, außenseitig auf das erste Kunststoffmaterial 2a gebracht. Es dient als Träger für eine in Form einer galvanisch aufgebrachten oder aufgedampften Metallschicht oder Metallmehrschichtstruktur aufzubringenden Beschichtung 3, z.B. einer Cr-Schicht oder einer Schichtstruktur aus Ni - Cu - Cr. Die Beschichtung 3 ist auch hier lokal entfernt, z.B. mechanisch oder mitels Laser, um die Lichtaustrittslinie 5 zu bilden. D.h., dass das zweite Kunststoffmaterial im Bereich 4 freiliegt. Alternativ kann die Beschichtung 3 auch nur lokal abgeschieden werden, d.h. dass der Bereich 4 schon beim Abscheiden ausgebildet und das zweite Kunststoffmaterial nicht beschichtet wird.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform ähnlich der aus Fig. 3, jedoch ist hier das zweite Kunststoffmaterial 2b nicht großflächig, sondern nur lokal auf das erste Kunststoffmaterial 2a aufgebracht. Dieses liegt im Bereich 4 frei, bildet also die Lichtaustrittslinie 5 selbst aus. Auf das zweite Kunststoffmaterial 2b ist wiederum die Beschichtung 3 in Form einer Metallschicht oder Metallschichtstruktur galvanisch abgeschieden oder aufgedampft, wobei sich die Beschichtung 3 nur auf dem zweiten Kunststoffmaterial 2b, also dem ABS abscheidet, während das erste Kunststoffmaterial 2a nicht belegt wird bzw. die metallene Beschichtung hierauf nicht haftet.
Die Fig. 5 bis 7 zeigen weitere, geometrisch unterschiedliche Ausführungen von Beleuchtungseinrichtungen, bei denen das jeweilige Gehäuse 2 eben- falls aus zwei Kunststoffmaterialien 2a und 2b besteht. Das zweite Kunst- stoffmaterial ist, ähnlich der Ausgestaltung nach Fig. 3, großflächig als Me- tallbeschichtungsträger aufgebracht. Die Beschichtung 3 ist lokal zur Bildung eines freiliegenden Bereichs, der die Lichtaustrittslinie 5 bildet, lokal entfernt, oder es ist durch Ausmaskieren des Bereichs 4 nur lokal abgeschieden.
Der Grundaufbau bezüglich der runden Aufnahme 7, die gegebenenfalls verspiegelt sein kann, und in der der Lichtleiter 6 aufgenommen ist, ist auch den Ausführungsformen nach den Fig. 3 bis 7 gemeinsam. Auch kann das oder können die Kunststoffmaterialien bei Bedarf eingefärbt sein. Anstelle der beschriebenen Materialien (PMMA bzw. PC und ABS) können natürlich auch andere, hinreichend transparente Kunststoffmaterialien verwendet werden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Beleuchtungseinrichtung, insbesondere Konturbeleuchtung für ein Kraftfahrzeug,
gekennzeichnet durch ein Gehäuse (2) aus einem für in das Gehäuse eingekoppeltes Licht transparenten Kunststoffmaterial, das als Streuscheibe fungiert und zumindest in dem Bereich seiner Außenseite, der in der Montagestellung sichtbar ist mit einer für das eingekoppelte Licht nicht transparenten Beschichtung (3) belegt ist, die lokal zur Bildung einer schmalen Lichtaustrittslinie (5) entfernt ist.
2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lichtaustrittslinie (5) eine Breite kleiner 1 mm, insbesondere zwischen 0,3 - 0,5 mm aufweist.
3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (2) eine Aufnahme (7) für einen Lichtleiter (6), der das über die Lichtaustrittslinie abzugebende Licht in das Gehäuse (2) emittiert aufweist.
4. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (2) selbst als Lichtleiter dient.
5. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse aus nur einem Kunststoffmaterial besteht, das mit der Beschichtung (3) belegt ist.
6. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) aus einem den Gehäusehauptkörper bildenden ersten Kunststoffmaterial (2a) besteht, das zumindest abschnittsweise außenseitig mit einem zweiten Kunststoffmaterial (2b) belegt ist, das mit der Beschichtung (3) versehen ist.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das zweite Kunststoffmaterial (2b) als einteilige Materialfläche aufgebrecht ist, oder dass das zweite Kunststoffmaterial (2b) derart aufgebracht ist, dass das erste Kunststoffmaterial ,(2a) im Bereich (4) der Lichtaustrittslinie (5) freiliegt und in diesem Bereich nicht beschichtet ist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Kunststoffmaterial PMMA oder PC ist, oder dass das erste Kunststoffmaterial (2a) PMMA oder PC und das zweite Kunststoffmaterial (2b) ABS ist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Beschichtung (3) ein Lack, eine aufgedampfte Schicht oder eine galvanisch abgeschiedene Schicht ist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Beschichtung (3) mechanisch oder mittels Laser abgetragen ist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Kunststoffmaterial oder das erste Kunststoffmaterial eingefärbt ist.
12. Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens eine Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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