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Die Erfindung betrifft ein abschnittsweise hinterleuchtetes Bauteil für ein Kraftfahrzeug nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
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Aus der
WO 2020/068324 A1 ist ein dekoratives Element mit Beleuchtung grundlegend bekannt. Dieses besteht aus einem Lichtleiter in Form eines transparenten Tragelements, auf welchem entsprechende Beschichtungen aufgebracht sind, welche dann beispielsweise über metallische Schichten und eine Deckschicht von der Sichtseite her abgeschlossen werden. Wird Licht in das transparente Tragteil eingekoppelt, beispielsweise über seitlich liegende Leuchtdioden oder ähnliches, entsteht der gewünschte Optische Eindruck.
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Ein gattungsgemäßes beleuchtetes Bauteil für ein Fahrzeug wird in der nicht vorveröffentlichten
DE 10 2021 003 615.8 der Anmelderin beschrieben. Dort ist ein Schichtaufbau offenbart, welcher eine eine metallische Schicht aufweisende Folie zeigt, welche abschnittsweise auf einer Sichtseite mit einer Farbschicht, beispielsweise einer Beschichtung in Wagenfarbe des Kraftfahrzeugs, versehen ist. Der gesamte Aufbau sitzt dabei auf einem Tragelement, welches auf der der Sichtseite abgewandten Seite der Folie ausgebildet ist, und welches aus einem transparenten Material besteht.
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Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin ein verbessertes abschnittsweise hinterleuchtetes Bauteil für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welches sehr platzsparend in seiner Dickenrichtung ausgebildet werden kann und dabei eine hochwertige optische Anmutung aufweist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein abschnittsweise hinterleuchtetes Bauteil mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen eines derartigen Bauteils ergeben sich aus den von diesem Hauptanspruch abhängigen Unteransprüchen.
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Das erfindungsgemäße Bauteil ist im Wesentlichen von seiner Schichtfolge her so aufgebaut, wie das im Verfahren der eingangs genannten nicht vorveröffentlichten
DE 10 2021 003 615.8 beschriebene Bauteil. Anders als dort ist die Integration von Elektronikkomponenten wie beispielsweise Leuchtdioden in das transparente Tragteil rein optional, die Lichteinkopplung kann auch über Lichtleiter oder Lichtquellen seitlich in eben dieses Tragteil erfolgen, welches dann als Lichtleiter dient und Licht über die gesamte Fläche des Bauteils verteilt. Dabei ist es dann vorgesehen, dass die Sichtseite zumindest abschnittsweise mit einer Farbe versehen ist, wobei diejenigen Abschnitte, welche nicht mit der Farbe versehen sind, die Folie mit der metallischen Schicht von der Sichtseite her zeigen. Wird nun Licht in das transparente Material eingekoppelt, scheint dieses durch die Folie mit der metallischen Schicht hindurch, nicht jedoch durch Abschnitte mit der Wagenfarbe. Hierdurch lassen sich grafische Effekte wie beispielsweise einzelne beleuchtete Elemente auf einer größeren Fläche entsprechend realisieren.
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Soll nun beispielsweise Markenlogos oder dergleichen in dieser Fläche abgebildet werden, so werden häufig Aufbauten wie im eingangs genannten Stand der Technik der WO-Veröffentlichung genutzt, nämlich entsprechende Aufbauten, welche eine dreidimensionale Struktur aufweisen. Solche dreidimensionalen Strukturen machen den Aufbau jedoch außerordentlich dick in Dickenrichtung, machen eine entsprechend dicke Deckschicht notwendig, wenn das Bauteil nach außen hin mit einer geschlossenen gleichmäßigen Oberfläche abgeschlossen sein soll. Diese kann beispielsweise eben sein oder bei einem gebogenen Bauteil dieser Biegung folgen, soll jedoch keine überstehenden Einzelelemente aufweisen. Ferner ist es so, dass überstehende Einzelelemente in der Richtung, in welcher sie überstehen, den Aufbau entsprechend biegesteif machen. Dies kann einerseits erwünscht sein, ist es häufig jedoch nicht, insbesondere dann, wenn ein gebogenes Bauteil realisiert werden soll, da die entsprechenden Elemente dann zu einer ungewollten Versteifung führen und im Falle einer Biegung gegebenenfalls brechen können.
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Bei dem erfindungsgemäßen abschnittsweise hinterleuchteten Bauteil ist es daher vorgesehen, dass alle Schichten im Wesentlichen eben ausgeführt sind, und innerhalb ihrer Schichtdicke verbleiben, welche bei der Folie und der als Farbe typischerweise aufgetragenen Lackschicht in Wagenfarbe im Bereich von wenigen 100 µm, typischerweise in einem Bereich von weniger als 1 bis 2 mm liegt. Um hier dennoch eine grafische Anmutung von hoher Qualität zu gewährleisten ist es nun vorgesehen, dass diejenigen Bereiche, welche frei von der Farbe, also mit der Beschichtung der Wagenfarbe sind, zwischen der Folie und dem Tragelement zumindest abschnittsweise eine grafische Darstellung aufweisen. Eine solche grafische Darstellung kann beispielsweise auf das Tragelement oder insbesondere von der der Sichtseite abgewandten Seite her auf die Folie aufgedruckt sein. Ein solcher grafischer Druck kann beispielsweise eine dreidimensionale Ansicht simulieren. In diesem Fall ist es dann möglich, beispielsweise ein Markenlogo oder dergleichen dreidimensional von der Sichtseite aus wahrzunehmen, auch wenn tatsächlich unter einer vergleichsweise dünnen Deckschicht keine Dreidimensionalität vorliegt, sondern diese lediglich durch die grafische Ausgestaltung des Drucks suggeriert wird.
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Auf dem Tragelement selbst kann dann gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung des abschnittsweise hinterleuchteten Bauteils gemäß der Erfindung eine reflektierende Farbe aufgedruckt sein. Eine solche reflektierende Farbe kann beispielsweise als sogenannter Weißdruck realisiert werden. Insbesondere kann dieser Weißdruck in eben den Bereichen angeordnet sein, in denen von der Sichtseite her keine Farbe vorhanden ist, und in welchen zusätzlich auch die grafische Darstellung aufgedruckt ist. Durch den Weißdruck werden dann diejenigen Bereiche ohne Farbe eine besonders intensive Lichtauskopplung erfahren und entsprechend hell strahlen, wenn eine Lichteinkopplung in das transparente Tragelement stattfindet. Insbesondere in Kombination mit der grafischen Darstellung lässt sich so ein dreidimensional wirkendes hinterleuchtetes Bauteil umsetzen. Beim Einsatz einer dünnen Chromschicht als metallische Schicht in oder auf der Folie, welche so dünn ausgebildet ist, dass sie, zumindest für den Fall der Hinterleuchtung, lichtdurchlässig ist, lässt sich so ein leuchtendes chromartig und durch das Hinterdrucken dreidimensional anmutendes grafisches Element darstellen. Dies kann beispielsweise ein Markenlogo sein.
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Sowohl für die reflektierende Farbe als auch für die grafische Darstellung ist es dabei so, dass diese jeweils über Siebdruck aufgebracht werden können. Dies ist in der Herstellung relativ einfach und hocheffizient und erlaubt es die reflektierende Farbe und/oder die grafische Darstellung einfach und gezielt in denjenigen Bereichen anzubringen, in denen sie beispielsweise auf der Rückseite der Folie oder der Rückseite des Tragelements oder auch der Sichtseite des Tragelements entsprechend benötigt wird. Diese Bereiche können dabei, wie bereits angedeutet, gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung diejenigen Abschnitte sein, in denen die Sichtseite der Folie frei von der Farbschicht, typischerweise also der Beschichtung des Bauteils in Wagenfarbe, sind.
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Auf der Sichtseite kann ferner wenigstens eine Deckschicht angeordnet sein. Eine solche Deckschicht dient einerseits zur Homogenisierung des optischen Erscheinungsbildes des Bauteils und andererseits zu dessen Schutz. Sie kann gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung insbesondere Polyurethan aufweisen oder aus Polyurethan bestehen. Beispielsweise kann sie durch ein Überfluten des Bauteils während der Herstellung aufgebracht werden, um so ein einfaches und effizientes Verfahren zu schaffen. Die Deckschicht wird dabei typischerweise eine Dicke von wenigstens 0,5 mm aufweisen. Der Einsatz von Polyurethan hat dabei den zusätzlichen Vorteil, dass dieses Material vergleichsweise gut fließfähig ist. Damit ist es möglich, dass kleine Kratzer, Steinschläge oder dergleichen in dieser Deckschicht sich quasi selbst heilen, da das Polyurethan durch seine Fließfähigkeit im Laufe der Zeit wieder eine geschlossene Schicht ausbilden kann und somit der Kratzer oder die durch einen Steinschlag hervorgerufene Delle sich selbsttätig zurückbildet.
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Der gesamte Aufbau lässt sich außerordentlich dünn und effizient herstellen. Er kann mit einer typischerweise nicht transparenten dünnen Abdeckung auf der der Sichtseite abgewandten Rückseite versehen werden, um so einen in sich stabilen Aufbau zu gewährleisten, welcher über die Abdeckung dann beispielsweise mit Karosserieelementen des Fahrzeugs verbunden werden kann. Alternativ dazu wären auch Verbindungspunkte zu entsprechenden Karosserieelementen des Fahrzeugs im Bereich des transparenten Tragelements denkbar. Die Lichteinkopplung kann, wie oben bereits erwähnt, analog zur eingangs genannten älteren
DE 10 2021 003 615.8 über in das Tragelement eingebrachte Elektronikkomponenten und Lichtquellen, insbesondere lichtemittierende Dioden, realisiert werden. Auch eine Lichteinkopplung über spezielle Vorsprünge des Tragelements auf der der Sichtseite abgewandten Rückseite oder eine Einkopplung in quer zur Sichtseite stehende Seitenflächen des Tragelements ist grundlegend denkbar.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen eines abschnittsweise hinterleuchteten Bauteils für ein Kraftfahrzeug gemäß der Erfindung ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend anhand der Figuren exemplarisch dargestellt ist.
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Dabei zeigen:
- 1 einen Schnitt durch eine schematische Darstellung des Schichtaufbaus des erfindungsgemäßen Bauteils; und
- 2 eine Ansicht eines Abschnitts des Bauteils in einer Draufsicht von der Sichtseite.
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In der Darstellung der 1 ist ein Schichtaufbau eines hinterleuchteten Bauteils 1, welches beispielsweise Teil der Außenbeplankung eines hier nicht dargestellten Fahrzeugs sein kann, zu erkennen. Der für die optische Anmutung entscheidende Teil dieses Schichtaufbaus ist eine Folie 2, welche mit einer metallischen Schicht, beispielsweise einer Chromschicht, versehen ist. Diese Folie, welche nachfolgend auch als Chromfolie bezeichnet wird, ist eine Kunststofffolie mit eingebrachter oder aufgebrachter Chromschicht. Sie ist für Licht durchlässig ausgestaltet, sodass im Falle einer Hinterleuchtung Licht durch diese Folie hindurchscheint und bei abgeschalteter Beleuchtung von der hier oben dargestellten Sichtseite aus der Chromeffekt zu erkennen ist.
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Diese Folie 2 ist nun abschnittsweise mit einer Farbschicht 3 versehen, in welche von der hier obenliegenden Sichtseite her eine Lücke 4 belassen worden ist. Diese Lücke 4 kann beim Auftragen der Farbschicht 3 bereits ausgespart werden oder sie wird, nachdem die Farbschicht 3 vollständig auf die Oberfläche der Folie 2 aufgetragen worden ist, durch eine Laserbearbeitung erreicht, welche die Farbschicht 3 partiell wieder entfernt. Diese Farbschicht 3 kann beispielsweise bei einem größeren Bauteil 1 eine Beschichtung in der Lackfarbe des Fahrzeugs sein. Im Bereich eines Markenlogos, entsprechender Designelemente oder dergleichen kann jedoch auch eine andere Farbe zum Einsatz kommen. So ist es beispielsweise denkbar, den Großteil des Bauteils mit einer Farbschicht 3 in Wagenfarbe zu beschichten und einen Teil, in welchem später ein Markenloge umgesetzt werden soll, mit einer entsprechenden zum Markenlogo passenden oder zum Design dieses Markenlogos gehörenden Farbe, beispielsweise einem schwarzen Hintergrund für das Markenlogo, einem blauen Hintergrund, einem mehrfarbigen die Farben des Markenlogos umsetzenden Hintergrund oder dergleichen.
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Im Bereich der Lücke 4 ist nun auf der der Sichtseite abgewandten, hier also unteren Oberfläche der Folie 2, eine grafische Darstellung 5 in Form eines Siebdrucks aufgebracht. Diese grafische Darstellung 5 soll insbesondere für einen dreidimensionalen Effekt des in der Lücke 4 dargestellten Elements, beispielsweise eines Teils eines Markenlogos, sorgen, ohne dass hierfür ein tatsächlicher dreidimensionaler Aufbau notwendig ist, welcher in einer Höhenrichtung H entsprechend viel Bauvolumen benötigen würde. Die so mit der Farbe 3 und der grafischen Darstellung 5 beschichtete bzw. hinterdruckte Folie, die grafische Darstellung 5 kann insbesondere durch Siebdruck aufgebracht sein, wird nun mit einem transparenten Material hinterspritzt, welches insbesondere dann aufgetragen wird, wenn die Folie 2 in der gewünschten Endform gehalten wird, um so beispielsweise ein dreidimensional geformtes, beispielsweise in alle Raumrichtungen entsprechend gebogenes, Bauteil 1 zu schaffen. Nach dem Aushärten bietet dieses transparente Material ein transparentes Tragelement 6 für die Folie 2 aus, welches die Folie 2 stabilisiert. Das transparente Tragelement 6 dient gleichzeitig als Lichtleiter. An speziellen Einkopplungspunkten, seinen Stirnseiten oder auch in das Tragelement 6 integriert können dabei Lichtquellen vorgesehen werden, welche hier lediglich exemplarisch durch eine angedeutete Leuchtdiode 7 symbolisiert sind. Hierdurch wird Licht in das transparente Tragelement 6 eingekoppelt und kann an bestimmten Stellen durch die Folie 2 hindurchscheinen. Diese Stellen sind nun insbesondere die Lücken 4, in welchen auf eine Beschichtung mit der Farbe 3 verzichtet worden ist. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wäre also die grafische Darstellung 5 in der Lücke 4 bei eingeschaltetem Leuchtelement 7 hinterleuchtet und würde gut wahrnehmbar in dem Bauteil 1 leuchten. Um die Beleuchtung in diesem Bereich, oder auch in anderen Bereichen, also bei anderen Lücken 4 mit oder ohne die grafische Darstellung 5 zu verbessern, kann als eine Art ,Auskopplungshilfe" für das Licht in dem als Lichtleiter genutzten transparenten Tragelement 6 nun eine reflektierende Farbe 8 aufgebracht werden. Hierzu kann beispielsweise ein sogenannter Weißdruck dienen. In der Darstellung der 1 ist solcher Weißdruck 8 im Bereich unterhalb der Lücke 4 auf der der Sichtseite abgewandten Oberfläche des Tragelements 6 angedeutet. Er wird typischerweise quer zur Blickrichtung auf das Bauteil 1 eine etwas größere Abmessung als die Lücke 4 aufweisen, sodass auch bei einem schrägen Blick einer Person auf die Lücke 4 der Weißdruck 8 vollständig hinter der Lücke liegt und Licht entsprechend in die Blickrichtung der jeweiligen Person auskoppelt. Weitere Möglichkeiten für Weißdruck könnten insbesondere auch die Seitenkanten der Farbe 3 sein, welche also mit dem Weißdruck als Umrandung der Lücke 4 entsprechend abgeschlossen werden könnten. All dies sorgt für eine ideale Auskopplung von Licht aus dem transparenten Tragelement 6 durch die Lücke 4 in Richtung eines in der Darstellung der 1 oberhalb des Bauteils 1 befindlichen - hier nicht dargestellten - Betrachters.
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Das gesamte Bauteil 1 kann nun durch eine nicht transparente Abdeckung 9 auf der Rückseite und eine schützende Deckschicht 10 auf der Frontseite abgedeckt werden. Diese schützende Deckschicht 10 kann beispielsweise Polyurethan aufweisen oder aus Polyurethan bestehen. Insbesondere kann das Bauteil bei der Herstellung mit Polyurethan überflutet werden, um diese Deckschicht 10 zu schaffen. Diese weist eine Dicke von mindestens 0,5 mm auf, um potenzielle Unebenheiten zwischen der Lücke 4 und der Farbe 3 entsprechend auszugleichen. Sie bildet eine optisch hochwertige glatte Deckschicht 10 aus. Polyurethan hat dabei den zusätzlichen Vorteil, dass eventuelle Kratzer oder dergleichen in der Oberfläche dieser Deckschicht 4 durch die Fließfähigkeit des Materials sich mit der Zeit wieder verschließen, sofern kein Material abgetragen worden ist. Die Oberfläche ist also bis zu einem gewissen Grad „selbstheilend“.
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In der Darstellung der 2 ist nun nochmals eine Draufsicht auf das Bauteil 1 von der Sichtseite her zu erkennen. Dabei sind zwei Abschnitte der Farbschicht 3 und dazwischen die hier trapezförmig dargestellte Lücke 4 zu erkennen. Rein beispielhaft ist eine grafische Darstellung 5 mit einer dunkleren Hälfte und einer helleren Hälfte der Lücke 4 dargestellt, um beispielsweise einen 3D-Effekt durch diese grafische Darstellung 5 mit einer helleren Seite, einer dunkleren Seite und einem hellen Mittelstrich zu ermöglichen. Auf diese Art lässt sich bei minimaler Abmessung in Höhenrichtung H, bei 2 also in Richtung der Blattebene hinein, eine hochwertige optische Anmutung mit 3D-Effekt erzielen, ohne dass dreidimensionale in Höhenrichtung H auftragende Bauelemente innerhalb der Schicht notwendig werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2020068324 A1 [0002]
- DE 1020210036158 [0003, 0006, 0012]
