WO2023001489A1 - Exterieurbauteil für ein verkehrsmittel, verkehrsmittel und verfahren zur herstellung eines exterieurbauteils - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Exterieurbauteil (10) für ein Verkehrsmittel, umfassend eine zumindest abschnittsweise transparente Lichtleitschicht (12) mit einer Vertiefung (14), eine Lichtquelle (16) in der Vertiefung (14), die dazu eingerichtet ist, Licht (18, 20) in die Lichtleitschicht (12) einzukoppeln, eine zumindest abschnittsweise transparente Deckschichtanordnung (22) auf der Lichtleitschicht (12), die dazu eingerichtet ist, das in die Lichtleitschicht (12) eingekoppelte Licht zumindest teilweise zu reflektieren, und eine Lichtauskoppeleinrichtung (24), die dazu ausgelegt ist, zumindest einen ersten Teil des Lichts in einem von der Vertiefung (14) beabstandeten Bereich des Exterieurbauteils (10) aus dem Exterieurbauteil (10) auszukoppeln, in dem das Exterieurbauteil radartransparent ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verkehrsmittel mit diesem Exterieurbauteil (10) sowie ein Verfahren zur Herstellung des Exterieurbauteils

Description

Exterieurbauteil für ein Verkehrsmittel, Verkehrsmittel und Verfahren zur Herstellung eines Exterieurbauteils

Die Erfindung betrifft ein Exterieurbauteil für ein Verkehrsmittel, ein Verkehrsmittel mit dem Exterieurbauteil, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Exte rieurbauteils.

Moderne Verkehrsmittel, wie Fahrzeuge, beispielsweise Bodenfahrzeuge, Luftfahr zeuge, und Wasserfahrzeuge, sind an ihrer Außenseite mit Exterieurbauteilen ver sehen. Diese Exterieurbauteile können beispielsweise als Blenden oder Abdeckungen ausgestaltet sein und funktionelle Komponenten des Verkehrsmittels vor Witterungseinflüssen, wie Sonnenstrahlung, Regen, oder Schnee, schützen.

Eine insbesondere für ein Fahrerassistenzsystem, wie z.B. ein Abstandsregeltem pomat, nützliche funktionelle Komponente eines Fahrzeuges ist ein Radarsystem.

Um einen Schaden an der Radarsensorik des Radarsystems durch Feuchtigkeitsein trag zu vermeiden, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, diese mittels eines Exterieurbauteils abzudecken. Beispielsweise beschreibt das Dokument DE 102018 205739 A1 hierzu eine Radarblende mit einem farbigen dreidimensionalen Relief, bei der auf Basis von Designelementen in der Farbe eines Schutzplattenmaterials dreidimensionale Strukturen bis zu einem Zehntel einer Radarwellenlänge auf einer Front der Schutzplatte dargestellt werden. Eine Chromoptik wird auf Basis von Alu minium oder Zinn erzeugt.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Exteri eurbauteil für ein Verkehrsmittel bereitzustellen, welches effizient herstellbar ist und eine bessere Sichtbarkeit des Verkehrsmittels bei Dunkelheit ermöglicht. Ferner ist es eine Aufgabe, ein Verkehrsmittel mit einem derartigen Exterieurbauteil sowie ein Verfahren zur Herstellung des Exterieurbauteils bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Exterieurbauteil mit den Merkmalen des Patentan spruchs 1, ein Verkehrsmittel gemäß Patentanspruch 9 und ein Verfahren zur Her stellung eines Exterieurbauteils gemäß Patentanspruch 10 gelöst.

Das Exterieurbauteil umfasst eine zumindest abschnittsweise, vorzugsweise voll ständig, transparente Lichtleitschicht mit einer Vertiefung, eine in der Vertiefung aufgenommene Lichtquelle, die dazu eingerichtet ist, (sichtbares) Licht in die Licht leitschicht einzukoppeln, eine zumindest abschnittsweise transparente Deckschicht anordnung auf der Lichtleitschicht, die dazu eingerichtet ist, das in die Lichtleitschicht eingekoppelte Licht zumindest teilweise zu reflektieren, und eine Lichtauskoppelein- richtung, die dazu ausgelegt ist, zumindest einen ersten Teil des Lichts in einem von der Vertiefung beabstandeten Bereich des Exterieurbauteils, in dem das Exterieur bauteil radartransparent ist, aus dem Exterieurbauteil auszukoppeln.

Das Exterieurbauteil kann somit erhellt werden. Es ermöglicht insbesondere, Licht im Wesentlichen vor einem Radarsensor (Sender und Empfänger) auszustrahlen, um so am Verkehrsmittel eine zusätzliche Lichtaustrittsfläche bereitzustellen. Mit ande ren Worten kann de facto ein radartransparenter Bereich des Exterieurbauteils sicht bares Licht in die Umgebung abstrahlen. Die gesamte Licht in die Umgebung emittierende Oberfläche des Verkehrsmittels kann somit vergrößert werden, um die Sichtbarkeit des Verkehrsmittels durch das beleuchtete Exterieurbauteil zu steigern. Darüber hinaus kann das auf vorstehend beschriebene Weise ausgestaltete Exteri eurbauteil vergleichsweise schnell, einfach und kostengünstig mittels eines Spritz- prägeverfahrens hergestellt werden. Synergetischerweise kann das Muster oder die Form des aus dem Exterieurbauteil ausgestrahlten Lichts mittels der Lichtauskoppe- leinrichtung vergleichsweise einfach festgelegt werden. Die in der Vertiefung aufge nommene Lichtquelle kann Licht gleichzeitig direkt in die Lichtleitschicht einstrahlen, sodass letztere das Licht entlang der Lichtleitschicht leitet, und Licht direkt in Rich tung einer Sichtseite des Exterieurbauteils ausstrahlen, um eine definierte Lichtform darzustellen.

In dieser Offenbarung ist die Rede von diversen Schichten. Keine der hier genannten Schichten ist zwingend als durchgängig oder gar als sich über das gesamte Exteri- eurbauteil erstreckend zu verstehen. Vielmehr können beliebige dieser Schichten mit Aussparungen oder Durchgangsöffnungen versehen sein, in die optional eine oder mehrere der anderen Schichten hineinragen können. Mit anderen Worten, beliebige der hier genannten Schichten können durchgängig oder unterbrochen sein. Es reicht aus, dass jene Schicht mindestens in einem Teilbereich des Exterieurbauteils schichtförmig ausgebildet ist. Die Schicht kann eben oder ein-/mehrfach gekrümmt sein, oder einer vorbestimmten Kontur des Exterieurbauteils folgen. Es versteht sich von selbst, dass die hier beschriebenen Schichten unterschiedliche Dicken aufwei sen können.

Das Exterieurbauteil weist eine zur Betrachtung vorgesehene Vorderseite (Sichtsei te) und eine der Vorderseite entgegengesetzte Rückseite auf. Entsprechend hat auch jedes Element des Exterieurbauteils, insbesondere die Lichtleitschicht sowie die Deckschichtanordnung samt jeder einzelnen Schicht der Deckschichtanordnung, eine Vorderseite und eine Rückseite. Die Deckschichtanordnung ist hier bevorzugt vorderseitig bezüglich der Lichtleitschicht angeordnet und die Lichtauskoppeleinrich- tung ist bevorzugt rückseitig relativ zur Lichtleitschicht angeordnet.

Die Lichtleitschicht kann insbesondere als (ebener oder gekrümmter) Flächenlichtlei ter ausgestaltet sein. Es wurde gesagt, dass die Lichtleitschicht zumindest ab schnittsweise transparent ist. Transparent kann hier optisch klar oder transluzent bedeuten. Ferner kann die Lichtleitschicht farbig oder farblos ausgebildet sein. In einer bevorzugten Variante ist die Lichtleitschicht vollständig transparent, insbeson dere optisch klar, sodass sie das Licht im Wesentlichen dämpfungsfrei leiten kann. Die Lichtleitschicht kann einen ersten Brechungsindex aufweisen, der vorzugsweise größer als 1 ,4 oder größer als 1 ,45 oder größer als 1 ,5, vorzugsweise etwa 1 ,58, ist. Hierfür kann die Lichtleitschicht insbesondere aus einem Kunststoff (insbesondere Polycarbonat) hergestellt sein. Die Lichtleitschicht kann zwischen 1 mm und 20 mm dick, vorzugsweise zwischen 3 mm und 10 mm sein.

Auf der Vorderseite und der Rückseite, d. h. auf der Seite der Deckschichtanordnung und auf einer der Deckschichtanordnung entgegengesetzten Seite der Lichtleit schicht, kann am Exterieurbauteil ein Brechungsindexsprung vorgesehen sein, so- dass die Lichtleitschicht das Licht durch Totalreflexion entlang der Schicht leitet. Hierfür kann insbesondere die Lichtquelle so angeordnet und konfiguriert sein, dass sie zumindest den ersten Teil des Lichts unter einem vorbestimmten Winkel gegen über einer Haupterstreckungsfläche der Lichtleitschicht ausstrahlt, sodass das Licht am Brechungsindexsprung totalreflektiert wird. An der Vorderseite und/oder der Rückseite der Lichtleitschicht kann vorzugsweise direkt auf der Lichtleitschicht zu mindest abschnittsweise eine Spiegelschicht ausgebildet sein. Die Spiegelschicht kann metallisch als Dünnschicht oder dielektrisch sein.

Die Vertiefung ist vorzugsweise als längliche Nut im Material der Lichtleitschicht ausgebildet. Die Vertiefung kann dabei einen Querschnitt aufweisen, der im Wesent lichen einem Querschnitt der Lichtquelle entspricht, sodass eine Innenumfangsfläche der Vertiefung/Nut entlang einer Außenumfangsfläche der in der Vertiefung aufge nommenen Lichtquelle verläuft. In einer besonders bevorzugten Variante kontaktiert die Außenumfangsfläche der in der Vertiefung aufgenommenen Lichtquelle die In nenumfangsfläche der Vertiefung/Nut insbesondere direkt. Mit anderen Worten kann in diesem Fall die Lichtquelle unmittelbar auf der Innenumfangsfläche gelagert sein.

Die Vertiefung kann sich insbesondere ausgehend von der Rückseite der Lichtleit schicht in das Material der Lichtleitschicht hinein erstrecken, also zur Rückseite hin offen sein. Entsprechend kann der Abschnitt der Lichtquelle von der Rückseite her, nicht jedoch von der Vorderseite her, in die Lichtleitschicht eingesetzt werden. Die Vertiefung kann bei Betrachtung längs der Lichtleitschicht mehrere Abschnitte auf weisen, die aneinander angrenzen oder voneinander beabstandet sind. Die Ab schnitte können jeweils insbesondere geradlinig oder gekrümmt sein. Der in der Vertiefung aufgenommene Abschnitt der Lichtquelle kann mehrere Teilabschnitte aufweisen, von denen jeweils einer in einem der Abschnitte der Vertiefung angeord net ist.

Zusammen können die Abschnitte der Vertiefung bei Betrachtung längs der Lichtleit schicht ein Muster bilden. Wenn die Teilabschnitte der Lichtquelle einen zweiten Teil des Lichts aus der Vertiefung heraus in Richtung der Vorderseite emittieren, kann das Muster als von der Vorderseite her sichtbares Lichtmuster sichtbar sein. Das Muster bzw. das Lichtmuster kann ein/e oder mehrere Formen, Bilder, Symbole, und oder Embleme darstellen. Vorzugsweise umfasst das Muster eine entlang eines insbesondere gesamten Randes des Exterieurbauteils verlaufende Konturbeleuch tung. Ferner kann das Muster mehrere Teile, insbesondere Linien, enthalten, die sich im radartransparenten Bereich des Exterieurbauteils befinden können.

Im Kontext dieser Offenbarung ist die Rede von der in der Vertiefung aufgenommen Lichtquelle. Dies schließt jedoch nicht aus, dass eine oder mehrere weitere Licht quellen, die möglicherweise sogar einstückig mit der hier bezeichneten Lichtquelle ausgebildet sein können, außerhalb der Vertiefung vorgesehen sind. Vielmehr ist hier als Lichtquelle derjenige Teil einer Beleuchtungseinrichtung bezeichnet, der in der Vertiefung angeordnet ist. Aus der Lichtquelle kann mit anderen Worten Licht die Beleuchtungseinrichtung verlassen.

So umfasst die Lichtquelle in einer bevorzugten Variante einen Lichtwellenleiter, der im Querschnitt betrachtet zumindest abschnittsweise in der Lichtleitschicht eingebet tet sein kann. Der Lichtwellenleiter kann insbesondere als Lichtleitfaser oder Licht leiterfaserbündel mit (mindestens) einem Kern und (mindestens) einem Mantel ausgebildet sein. Die Lichtleitfaser oder das Lichtleitfaserbündel können als Kunst stofffaser /-bündel oder als Quarzfaser /-bündel ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Lichtleitfaser / das Lichtleitfaserbündel flexibel, sodass sie/es vorteilhafterweise zerstörungsfrei dauerhaft auf einen Biegeradius von höchstens 15 cm oder höchs tens 10 cm oder höchstens 5 cm oder höchstens 2 cm oder höchstens 1 cm oder höchstens 0,6 cm gebogen werden kann.

Vorzugsweise ist der Lichtwellenleiter als Mehrkern-Lichtwellenleiter ausgebildet. Er kann insbesondere mehrere Kerne aufweisen, die in einem gemeinsamen Mantel eingefasst sind. Auf diese Weise kann der Lichtwellenleiter einerseits mechanisch flexibel und andererseits mit relativ großen Durchmesser gebaut werden, damit der zweite Teil des Lichts bei geringer Bauhöhe (Dicke) des Exterieurbauteils eine über eine signifikante Breite der Deckschichtanordnung aus dem Exterieurbauteil ausge strahlt werden kann und entsprechend gut erkennbar ist. Der Mantel kann beispielsweise aus einem Polyolefin hergestellt sein. Der Mantel kann mit einem Mittel zur vordefinierten Auskopplung des Lichts aus dem Lichtwel lenleiter, insbesondere direkt, in die Lichtleitschicht versehen sein. Vorzugsweise ist einer Oberfläche des Mantels in einem ersten Abschnitt mit einer Spiegelschicht versehen, wenn über diesen Abschnitt kein Licht aus dem Lichtwellenleiter emittiert werden soll. Dadurch kann die Nutzung des in den Lichtwellenleiter eingestrahlten Lichts effizienter gestaltet werden.

In einem zweiten Abschnitt des Mantels kann die Intensität des dort ausgekoppelten Lichts durch Variation eines Verhältnisses zwischen dem Brechungsindex des Man tels und dem Brechungsindex des Kerns / der Kerne festgelegt sein. Insbesondere kann sich in dem zweiten Abschnitt die Differenz zwischen dem Brechungsindex des Mantels und dem Brechungsindex des Kerns/der Kerne entlang des Lichtwellenlei ters ändern. Diese Differenz zwischen den Brechungsindices kann in einem Teilab schnitt des zweiten Abschnitts geringer als 0,2 oder geringer als 0,1 oder geringer als 0,05 oder geringer als 0,01 sein. So kann vorteilhafterweise auf streuende Aus kopplungsstrukturen zur Auskopplung von Licht aus dem Lichtwellenleiter in die Lichtleitschicht verzichtet werden. Es ist jedoch auch denkbar, in einem dritten Ab schnitt des Lichtwellenleiters derartige Auskopplungsstrukturen am Mantel vorzuse hen, die den zweiten Teil des Lichts aus dem Lichtwellenleiter in Richtung der Vorderseite des Exterieurbauteils auskoppeln können. Der erste, zweite und dritte Abschnitt des Lichtwellenleiters können einander teilweise oder vollständig überlap pen.

Die Beleuchtungseinrichtung umfasst vorzugsweise außerdem einen Lichtemitter, beispielsweise in Form eines Lasers (insbesondere Diodenlaser) oder einer Leucht diode. Der Lichtemitter kann dazu eingerichtet sein, das Licht außerhalb der Licht leitschicht in den Lichtwellenleiter einzukoppeln. Hierzu kann der Lichtwellenleiter mit einem außerhalb der Lichtleitschicht befindlichen Stecker konfektioniert sein. Alter nativ kann die Lichtquelle eine oder mehrere Leuchtdioden (LEDs) aufweisen, d. h., die Leuchtdiode/n kann/können direkt in der Vertiefung angeordnet sein. Vorzugsweise ist das Exterieurbauteil mehrschichtig ausgebildet, wobei insbesonde re die Deckschichtanordnung mehrschichtig ist. Alle Schichten des Exterieurbauteils können stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Insbesondere kann die Deck schichtanordnung vorderseitig auf der Lichtleitschicht ausgebildet sein. Die Deck schichtanordnung kann eine Heizschicht, eine Zwischenschicht, eine Trägerschicht und/oder eine Oberflächenbeschichtung aufweisen, wobei diese Schichten begin nend an der vorderseitigen Oberfläche der Lichtleitschicht vorzugsweise in dieser genannten Reihenfolge flächig aufeinander angeordnet sind. Alternativ kann die Heizschicht rückseitig auf der Lichtleitschicht angeordnet sein. Die Deckschichtan ordnung ist vorzugsweise als Folie, insbesondere Folieneinleger für ein Spritzguss oder Spritzprägeverfahren, ausgebildet.

Die Heizschicht ist zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, radartrans parent. Sie kann insbesondere der Sicherstellung der Frostfreiheit des Exterieurbau teils während des Betriebs von durch das Exterieurbauteil abgedeckter Radarsensorik zur Vermeidung von Fehlfunktionen des letzteren eingerichtet sein. Hierzu können in der Heizschicht ein oder mehrere Heizdrähte verlaufen, die im Querschnitt betrachtet einen Durchmesser von weniger als 1 mm oder weniger als 0,5 mm oder weniger als 0,2 mm haben. Vorzugsweise weist das die Heizdrähte tragende Material der Heizschicht einen Brechungsindex auf, der dem ersten Bre chungsindex entspricht. In diesem Fall kann sich der erste Teil des Lichts durch eine Grenzfläche zwischen der Lichtleitschicht und dem genannten Material der Heiz schicht im Wesentlichen reflexionsfrei ausbreiten.

Die Trägerschicht ist vorzugsweise mit einem optisch (mit dem menschlichen Auge) sichtbaren Muster versehen. Das Muster kann durch eine Maskierung an der Träger schicht realisiert sein. Die Maskierung kann lichtdurchlässige und lichtundurchlässige Bereiche aufweisen. Die lichtundurchlässigen Bereiche sind vorzugsweise lichtab sorbierend und/oder spiegelnd ausgestaltet. In den lichtungsdurchlässigen Berei chen kann die Maskierung beispielsweise weiße, mehrfarbige oder schwarze Farbpartikel /-pigmente enthalten, sodass die Maskierung von der Vorderseite des Exterieurbauteils her für den Betrachter sichtbar ist, wenn die Lichtquelle kein Licht emittiert. Die Maskierung kann beispielsweise mittels Druck, Siebdruck, Folieren oder Beschichten ausgebildt werden. Die Zwischenschicht ist vorzugsweise aus einem sogenannten niedrigbrechenden Material hergestellt und hat optisch refraktive Eigenschaften. Sie ist vorzugsweise dazu eingerichtet auf sie auftreffendes Licht aus der Lichtleitschicht in Richtung der Lichtleitschicht zurück zu reflektieren. Hierzu kann die Zwischenschicht einen zwei ten Brechungsindex aufweisen, der vom ersten Brechungsindex der Lichtleitschicht abweicht. Vorzugsweise ist der zweite Brechungsindex niedriger als der erste Bre chungsindex. Insbesondere kann der zweite Brechungsindex höchstens 1,5, höchs tens 1 ,45, höchstens 1 ,4 oder höchstens 1 ,38, vorzugsweise zwischen 1 ,3 und 1 ,45, betragen. Somit kann der in die Lichtleitschicht eingestrahlte erste Teil des Lichts unter Totalreflexion an der rückseitigen Oberfläche der Zwischenschicht, d. h. an der Grenzfläche zwischen der Heizschicht und der Zwischenschicht in Richtung der Lichtleitschicht rückreflektiert werden.

Höchstvorzugsweise ist die Lichtquelle/der Lichtwellenleiter so konfektioniert, dass der erste Teil des Lichts auf die rückseitige Oberfläche der Zwischenschicht unter einem Winkel auftrifft, der kleiner als der Totalreflexionswinkel an der Grenzfläche zwischen der Heizschicht und der Zwischenschicht ist. Vorzugsweise ist zwischen einem ersten Oberflächenbereich in Umfangsrichtung der Lichtquelle, an dem der erste Teil des Lichts die Lichtquelle verlässt, und einem zweiten Oberflächenbereich in Umfangsrichtung der Lichtquelle, an dem der zweite Teil des Lichts die Lichtquelle verlässt, ein dritter Oberflächenbereich der Lichtquelle angeordnet, an dem im We sentlichen kein Licht die Lichtquelle verlässt. Die Zwischenschicht kann aus einem Kunststoff, insbesondere Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC) hergestellt sein.

Die Oberflächenbeschichtung bildet bevorzugt die vorderseitige Außenoberfläche des Exterieurbauteils und ist folglich an einer von der Lichtleitschicht abgewandten Oberfläche der Deckschichtanordnung ausgebildet. Die Oberflächenbeschichtung dient vorzugsweise als Schutzschicht. Sie kann insbesondere eine Härte aufweisen, die größer als eine Härte der Trägerschicht, der Zwischenschicht, der Heizschicht, und/oder der Lichtleitschicht ist. Vorzugsweise ist die Oberflächenbeschichtung aus einem Kunststoff (insbesondere Polyurethan) hergestellt. Die Lichtauskoppeleinrichtung kann Licht in Richtung der Vorderseite aus dem Exte rieurbauteil auskoppeln. In einer bevorzugten Variante ist die Lichtauskoppeleinrich tung an einer Außenoberfläche der Lichtleitschicht angeordnet, sodass die Lichtleitschicht vollständig transparent und dennoch vergleichsweise einfach durch Spritzgießen/Spritzprägen hergestellt werden kann. Insbesondere kann die Lichtaus koppeleinrichtung auf der rückseitigen Oberfläche der Lichtleitschicht ausgebildet sein. Die Lichtauskoppeleinrichtung umfasst vorzugsweise lichtstreuende Elemente, die bei gedachter Projektion der Maskierung senkrecht zur Lichtleitschicht auf die Rückseite der Lichtleitschicht, in den projizierten lichtdurchlässigen Bereichen ange ordnet sind.

Das hiervorgeschlagene Verkehrsmittel kann insbesondere ein Fahrzeug, bei spielsweise ein Elektrofahrzeug oder ein Landfahrzeug, sein und weist ein vorste hend im Detail beschriebenes Exterieurbauteil auf. Vorzugsweise umfasst das Verkehrsmittel ein Radarsystem das dazu eingerichtet ist, Radarwellen auszusen den. Das Exterieurbauteil kann derart am Verkehrsmittel angeordnet sein, dass die Radarwellen insbesondere auf die Rückseite des Exterieurbauteils auf den radar transparenten Bereich desselben auftreffen. Das Exterieurbauteil kann somit eine Blende oder eine Abdeckung einer Sende- und/oder Empfangseinheit des Radarsys tems bilden, durch die sich die Radarwellen ausbreiten können, während vorderseitig aus dem Exterieurbauteil Licht in Richtung des Betrachters austritt.

In einer bevorzugten Variante ist das Exterieurbauteil im Bereich einer Front oder eines Hecks des Verkehrsmittels vorgesehen, sodass das Exterieurbauteil außensei tig sichtbar ist. Insbesondere kann das Exterieurbauteil frontseitig am Fahrzeug oberhalb oder unterhalb oder als Teil der Frontklappe, beispielsweise Zentralbereich unterhalb der Frontklappe, angeordnet sein. Das Exterieurbauteil kann als Dekorel ement, Abdeckung, und/oder Zierblende dienen.

Das Verfahren zur Herstellung des Exterieurbauteils kann mindestens einen Spritz- prägevorgang mittels einer Spritzprägevorrichtung umfassen. Der Spritzprägevor- gang umfasst vorzugsweise folgende Schritte, die insbesondere in der nachstehend genannten Reihenfolge durchgeführt werden können: Einlegen der zumindest ab- schnittsweise transparenten Deckschichtanordnung als Einleger in ein Spritzpräge werkzeug der Spritzprägevorrichtung, wobei das Spritzprägewerkzeug einen ersten Werkzeugdeckel aufweist; Einspritzen einer ersten Formmasse in eine Kavität des Spritzprägewerkzeugs, während das Spritzprägewerkzeug unvollständig geschlossen ist; Verschließen eines Angusses der Spritzprägevorrichtung, um ein Rückfließen der ersten Formmasse aus der Kavität zu verhindern; und Prägen der ersten Formmas se, um die transparente Lichtleitschicht mit der Deckschichtanordnung zu verbinden.

Bevorzugt ist hierbei die Deckschichtanordnung ohne die Oberflächenbeschichtung ausgebildet. Sie kann dabei hingegen die Heizschicht, die Zwischenschicht, und/oder die Trägerschicht umfassen. Vorzugsweise ist die Deckschichtanordnung als Folien einleger für diesen Spritzprägevorgang vorgesehen und wird mit der Vorderseite auf eine Innenoberfläche des Spritzprägewerkzeugs positioniert. Die Deckschichtanord nung wird somit praktisch hinterspritzt, um die Lichtleitschicht anzufomen.

Ein nach dem Spritzprägevorgang erfolgender Spritzgießvorgang zum reaktiven Spritzgießen umfasst vorzugsweise folgende Schritte, die insbesondere in der nach stehend genannten Reihenfolge durchgeführt werden können: Entfernen des ersten Werkzeugdeckels des Spritzprägewerkzeugs nach dem Spritzprägevorgang; Aufset zen eines zweiten Werkzeugdeckels des Spritzprägewerkzeugs; Fluten der Kavität des Spritzprägewerkzeugs mit einer zweiten Formmasse, um die Oberflächenbe schichtung der Deckschichtanordnung auszubilden, wobei die zweite Formmasse zwei (oder mehr) Komponenten enthält.

Alternativ zum Spritzgießvorgang kann die Oberflächenbeschichtung der Deck schichtanordnung durch einen Lackiervorgang auf der Trägerschicht mit der Maskie rung ausgebildet werden. Die Vertiefung der Lichtleitschicht kann vorteilhafterweise bereits im Spritzprägevorgang durch einen entsprechenden Vorsprung im Spritzprä gewerkzeug ausgebildet werden. Alternativ kann die Vertiefung nachträglich, bei spielsweise durch Fräsen, eingebracht werden.

Die in dieser Offenbarung verwendeten Begriffe „umfassend“, „aufweisend“, „mit“ und Ähnliche sind als nicht abschließend zu verstehen. Insbesondere bedeutet der Begriff „umfassend ein/e“ in diesem Kontext „umfassend mindestens ein/e“, d.h. „umfassend ein/e“ schließt nicht aus, dass weitere entsprechende Elemente vorhan den sind. Zum Beispiel sind die Begriffe „umfassend eine Lichtleitschicht“, „umfas send eine Lichtquelle“, und „mit einer Vertiefung“, so zu verstehen, dass das Exterieurbauteil eine oder mehrere Lichtleitschichten sowie eine oder mehrere Licht quellen und die Lichtleitschicht eine oder mehrere Vertiefungen aufweisen können.

Bevorzugte Ausführungsformen eines Exterieurbauteils für ein Verkehrsmittel, des Verkehrsmittels und eines Verfahrens zur Herstellung des Exterieurbauteils werden nun genauer unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert, wobei

Figur 1 eine Ausführungsform eines Exterieurbauteils in einer Querschnittsan sicht zeigt;

Figur 2 eine Ausführungsform eines Exterieurbauteils in einer Vorderansicht zeigt;

Figur 3 eine Ausführungsform eines Verkehrsmittels mit dem Exterieurbauteil zeigt, wobei das Exterieurbauteil im Bereich der Front des Verkehrsmit tels angeordnet ist; und

Figur 4 eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung des Exterieur bauteils zeigt.

Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Exterieurbauteil 10 für ein Verkehrsmittel 100. Das Exterieurbauteil 10 ist eine Blende für einen Radarsensor eines Radarsystems und das Verkehrsmittel ist ein Kraftfahrzeug, hier beispielsweise ein Elektrofahrzeug. Das Exterieurbauteil 10 ist mehrschichtig aufgebaut und umfasst beginnend an einer in Figur 1 unten befindlichen Rückseite des Exterieurbauteils 10 eine transparente Lichtleitschicht 12 und eine Deckschichtanordnung 22, wobei die Deckschichtanord nung 22 von der Rückseite in Richtung der in Figur 1 oben befindlichen Vorderseite des Exterieurbauteils 10 eine Heizschicht 34, einer Zwischenschicht 32, eine Träger- Schicht 30 mit einer Maskierung 33 sowie eine Oberflächenbeschichtung 36 auf weist. Die Oberflächenbeschichtung 36 bildet eine Schutzschicht auf der Vorderseite des Exterieurbauteils 10 und ist vorzugsweise aus einem Kunststoff (insbesondere Polyurethan) hergestellt. Benachbarte diese Schichten sind stoffschlüssig miteinan der verbunden.

Die Lichtleitschicht 12 ist mit einer Vertiefung 14 versehen, in die eine Lichtquelle 16 in Form eines Lichtwellenleiters mit mehreren Kernen und gemeinsamem Mantel eingesetzt ist. Die Vertiefung 14 umfasst mehrere Vertiefungsabschnitte 42, 44, 46, 48, in die jeweils ein entsprechender Lichtquellenabschnitt eingesetzt ist. Die in Figur 2 dargestellten Vertiefungsabschnitte 42, 44, 46, 48 umfassen eine in der Lichtleit schicht entlang eines Außenumfangs des Exterieurbauteils 10 verlaufende Konturnut 48 sowie ein in einem radartransparenten Bereich 26 des Exterieurbauteils 10 aus gebildetes Nutmuster (hier in Form von drei zueinander parallelen länglichen Nuten 42, 44, 46). Das Exterieurbauteil 10 ist im radartransparenten Bereich 26 durch als seine Schichten hindurch radartransparent, d. h., dämpft Radarwellen in Ausbrei tungsrichtung in vernachlässigbarem Maße.

Im Folgenden für die Lichtquelle 16 und die Vertiefung 14 gesagtes gilt für jeden derer Abschnitte. Die Lichtquelle 16/der Lichtwellenleiter, insbesondere der Mantel des Lichtwellenleiters, steht in direktem Kontakt mit der Lichtleitschicht 12, die dazu eingerichtet ist, eine ersten Teil 18 und einen zweiten Teil 20 des aus der Lichtquelle 16 in die Lichtleitschicht 12 eingekoppelten Lichts im Inneren des Lichtleitschichtma terials zu leiten. Zu diesem Zweck grenzt rückseitig an die Lichtleitschicht 12 ein Medium (hier: Luft) mit einem Brechungsindex an, der niedriger als der Brechungs index der Lichtleitschicht 12 (hier: Lichtleitschicht 12 aus einem Kunststoff (hier Poly carbonat mit Brechungsindex 1,58)) ist. Das Heizdrähte 35 der Heizschicht 34 umgebende Material weist im Wesentlichen denselben Brechungsindex auf wie die Lichtleitschicht 12. Vorderseitig erfolgt die Lichtleitung entlang der Lichtleitschicht 12 somit durch Totalreflexion an einer Grenzfläche zwischen der Lichtleitschicht 12 und der Zwischenschicht 32, wobei die Zwischenschicht 32 aus einem Material mit nied rigem Brechungsindex (hier etwa 1 ,3) ist. Die Heizdrähte 35 weisen einen Quer schnitt mit einem Durchmesser von weniger als 3 mm auf. Der Mantel des Lichtwellenleiters der Lichtquelle 16 ist entlang seiner Außenum fangsfläche mit Mitteln zur vordefinierten Auskopplung des Lichts konfektioniert, die den Austritt des ersten Teils 18 des Lichts und zweiten Teils 20 des Lichts im Quer schnitt durch die Lichtquelle 16 betrachtet auf jeweils einen zugehörigen ersten bzw. zweiten Winkelbereich begrenzen. Zwischen dem ersten und dem zweiten Winkelbe reich ist ein (total-) reflektierender Bereich 19 angeordnet, in dem im Wesentlichen kein Licht aus dem Lichtwellenleiter austritt. In einem rückseitigen Bereich des Licht wellenleiters ist dieser verspiegelt und mittels eines Halteelements 21 versehen. Der zweite Winkelbereich erstreckt sich über höchstens 20°, vorzugsweise höchstens 10°, höchstvorzugsweise höchstens 5°. Hierdurch können definierte Linien oder Konturen optisch dargestellt werden (sogenanntes Linienlicht). Der erste Winkelbe reich, in dem sich der erste Teil 18 des Lichts aus dem Lichtwellenleiter heraus aus breitet, erstreckt sich nur über Winkel relativ zur Haupterstreckungsrichtung der Lichtleitschicht 12, unter denen der erste Teil 18 des Lichts Totalreflexion an der rückseitigen Oberfläche der Zwischenschicht 32 erfahren kann (siehe Ausbreitung des ersten Teils 18 des Lichts in Figur 1).

Die Maskierung 33 der Trägerschicht 30 umfasst lichtundurchlässige Bereiche, die vorzugsweise ein Muster bilden, welches optisch sichtbar ist, wenn die Lichtquelle 16 kein Licht emittiert. Wie in Figur 2 gezeigt, kann das Muster ein Hintergrund für ein Lichtmuster 50 (hier beispielsweise ein Zackenmuster) sein, welches mittels des ersten Teils 18 des Lichts am Exterieurbauteil 10 darstellbar ist. Um den ersten Teil 18 des Lichts flächig in Form eines sogenannten Flächenlichts, insbesondere des vorgenannten Lichtmusters, an von der Lichtquelle 16 entfernter Stelle entlang der Lichtleitschicht 12, insbesondere im radartransparenten Bereich 26, aus der Licht leitschicht 12 und aus dem Exterieurbauteil 10 an der Vorderseite des Exterieurbau teils 10 auskoppeln zu können, umfasst das Exterieurbauteil 10 ferner eine Lichtauskoppeleinrichtung 24. Die Lichtauskoppeleinrichtung 24 ist durch lichtstreu ende Elemente (beispielsweise Prismen, Prägungen, Mikrostrukturen mit Optiken, oder Lack) auf der rückseitigen Oberfläche der Lichtleitschicht gebildet. In einer Vorderansicht des Exterieurbauteils 10 sind die lichtstreuenden Elemente durch zu den lichtundurchlässigen Bereichen komplementäre lichtdurchlässige Bereiche der Maskierung 33 sichtbar.

Das Verkehrsmittel 100 ist in Figur 3 schematisiert dargestellt und weist ein Radar- System 102 auf, dessen Radarsensorik (insbesondere Sender und Empfänger der Radarwellen) in Längsrichtung des Verkehrsmittels hinter dem Exterieurbauteil 10 angeordnet ist. Die von der Radarsensorik ausgesandten Radarwellen leiten sich von der Rückseite des Exterieurbauteils 10 Errichtung der Vorderseite aus, wenn sie das Radarsystem 102 verlassen

Das Exterieurbauteil 10 kann insbesondere mittels eines in Figur 4 schematisch gezeigten Verfahrens 200 hergestellt werden, das in diesem Fall einen Spritzpräge- vorgang und einen reaktiven Spritzgießvorgang umfasst. Der Spritzprägevorgang umfasst die folgenden Schritte: Einlegen 202 der Deckschichtanordnung 22 als Ein- leger in ein einen ersten Werkzeugdeckel aufweisendes Spritzprägewerkzeug der Spritzprägevorrichtung; Einspritzen 204 einer Formmasse in eine Kavität des Spritz prägewerkzeugs, während das Spritzprägewerkzeug unvollständig geschlossen ist; Verschließen 206 eines Angusses der Spritzprägevorrichtung, um ein Rückfließen der Formmasse aus der Kavität zu verhindern; und Prägen 208 der Formmasse, um die transparente Lichtleitschicht 12 mit der Deckschichtanordnung 22 zu verbinden.

Darüber hinaus kann das Verfahren 200 den reaktiven Spritzgießvorgang 210 nach dem Schritt des Prägens 208 umfassen, wobei beim Vorgang 210 der erste Werk zeugdeckel des Spritzprägewerkzeugs nach dem Spritzprägevorgang gegen einen zweiten Werkzeugdeckel ausgetauscht wird. Anschließend wird die Kavität des Spritzprägewerkzeugs mit einerweiteren Formmasse mit zwei Komponenten geflu tet, um die Oberflächenbeschichtung der Deckschichtanordnung schnell und einfach auszubilden.

Claims

Patentansprüche

1. Exterieurbauteil (10) für ein Verkehrsmittel (100), umfassend eine zumindest abschnittsweise transparente Lichtleitschicht (12) mit einer Vertiefung (14), eine Lichtquelle (16) in der Vertiefung (14), die dazu eingerichtet ist, Licht (18, 20) in die Lichtleitschicht (12) einzukoppeln, eine zumindest abschnittsweise transparente Deckschichtanordnung (22) auf der Lichtleitschicht (12), die dazu eingerichtet ist, das in die Lichtleitschicht (12) ein gekoppelte Licht zumindest teilweise zu reflektieren, und eine Lichtauskoppeleinrichtung (24), die dazu ausgelegt ist, zumindest einen ersten Teil des Lichts in einem von der Vertiefung (14) beabstandeten Bereich (26) des Exterieurbauteils (10) aus dem Exterieurbauteil (10) auszukoppeln, in dem das Exterieurbauteil (10) radartransparent ist.

2. Exterieurbauteil (10) nach Anspruch 1 , wobei die Lichtleitschicht (12) einen Brechungsindex aufweist, der größer als 1 ,4 oder größer als 1 ,45 oder größer als 1 ,5 ist, und/oder wobei die Lichtleitschicht (12) aus Polycarbonat hergestellt ist.

3. Exterieurbauteil (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Lichtquelle (16) einen Lichtwellenleiter mit mindestens einem Kern und mindestens einem Mantel aufweist, und wobei der Lichtwellenleiter zumindest abschnittsweise in der Lichtleitschicht (12) eingebettet ist.

4. Exterieurbauteil (10) nach Anspruch 3, wobei der mindestens eine Mantel mit einem Mittel zur vordefinierten Aus kopplung des Lichts aus dem Lichtwellenleiter in die Lichtleitschicht (12) versehen ist.

5. Exterieurbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Deckschichtanordnung (22) stoffschlüssig mit der Lichtleitschicht (12) verbunden ist.

6. Exterieurbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Deckschichtanordnung (22) eine Trägerschicht (30) mit einem op tisch sichtbaren Muster aufweist, und/oder wobei die Deckschichtanordnung (22) eine Zwischenschicht (32) aufweist, die dazu eingerichtet ist, auf die Zwischenschicht (32) auftreffendes Licht aus der Licht leitschicht (12) in Richtung der Lichtleitschicht (12) zurück zu reflektieren.

7. Exterieurbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Deckschichtanordnung (22) eine zumindest abschnittsweise radar transparente Heizschicht (34) aufweist, und/oder wobei die Deckschichtanordnung (22) eine Oberflächenbeschichtung (36) aufweist, die an einer von der Lichtleitschicht (12) abgewandten Oberfläche der Deckschichtanordnung (22) ausgebildet ist.

8. Exterieurbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtauskoppeleinrichtung (24) an einer der Deckschichtanordnung (22) entgegengesetzten Seite der Lichtleitschicht (12) ausgebildet ist, und/oder wobei die Deckschichtanordnung (22) als Folie ausgebildet ist.

9. Verkehrsmittel (100) mit einem Exterieurbauteil (10) nach einem der vorher gehenden Ansprüche, wobei das Verkehrsmittel (100) ein Fahrzeug ist, und/oder wobei das Verkehrsmittel (100) ein Radarsystem (102) aufweist, das dazu eingerichtet ist, Radarwellen auszusenden, wobei das Exterieurbauteil (10) derart am Verkehrsmittel (100) angeordnet ist, dass die Radarwellen auf den radartransparen ten Bereich (26) des Exterieurbauteils (10) auftreffen.

10. Verfahren (200) zur Herstellung eines Exterieurbauteils (10) für ein Verkehrs mittel (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend mindestens einen Spritz- prägevorgang mittels einer Spritzprägevorrichtung, wobei der Spritzprägevorgang folgende Schritte umfasst:

Einlegen (202) der zumindest abschnittsweise transparenten Deckschichtan ordnung (22) als Einleger in ein Spritzprägewerkzeug der Spritzprägevorrichtung; Einspritzen (204) einer Formmasse in eine Kavität des Spritzprägewerkzeugs, während das Spritzprägewerkzeug unvollständig geschlossen ist;

Verschließen (206) eines Angusses der Spritzprägevorrichtung, um ein Rück fließen der Formmasse aus der Kavität zu verhindern; und

Prägen (208) der Formmasse, um die transparente Lichtleitschicht (12) mit der Deckschichtanordnung (22) zu verbinden.