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Title:
LIGHTING COMPONENT, MEANS OF TRANSPORT AND METHOD FOR PRODUCING A LIGHTING COMPONENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/012046
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a lighting component (10) for a means of transport, comprising a support layer arrangement (20) of which at least some portions are light-permeable and which has a first layer (22), wherein: the first layer (22) has a first index of refraction and at least one light guiding element (30) made of polyurethane on a first surface (23) of the first layer (22); the light guiding element (30) has a second index of refraction which is greater than the first index of refraction; the light guiding element (30) has a coupling-in portion (32) for coupling in light (42) from a light source (40) into the light guiding element (30) and is designed to guide the coupled-in light (42) along the first layer (22); and the lighting component (10) also has a coupling-out portion (50) which is designed to couple the light (42) out of the light guiding element (30) at least partially in the direction of the support layer arrangement (20). The invention further relates to a means of transport having the lighting component and to a method for producing the lighting component.

Inventors:
LANG ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/071299
Publication Date:
February 09, 2023
Filing Date:
July 29, 2022
Export Citation:
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Assignee:
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG (DE)
International Classes:
F21V8/00
Domestic Patent References:
WO2018065463A12018-04-12
WO2013028467A12013-02-28
WO2016156721A12016-10-06
Foreign References:
DE102004028970A12006-02-02
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Claims:
Patentansprüche

1 . Beleuchtungsbauteil (10) für ein Verkehrsmittel (100), umfassend eine zumindest abschnittsweise lichtdurchlässige Trägerschichtanordnung (20) mit einer ersten Schicht (22), wobei die erste Schicht (22) einen ersten Brechungsindex aufweist, und mindestens ein Lichtleitelement (30) aus Polyurethan auf einer ersten Oberfläche (23) der ersten Schicht (22), wobei das Lichtleitelement (30) einen zweiten Brechungsindex aufweist, der größer als der erste Brechungsindex ist, wobei das Lichtleitelement (30) einen Einkoppelabschnitt (32) zum Einkoppeln von Licht (42) aus einer Lichtquelle (40) in das Lichtleitelement (30) aufweist und dazu eingerichtet ist, das eingekoppelte Licht (42) entlang der ersten Schicht (22) zu leiten, und wobei das Beleuchtungsbauteil (10) ferner einen Auskoppelabschnitt (50) aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, das Licht (42) aus dem Lichtleitelement (30) zumindest teilweise in Richtung der Trägerschichtanordnung (20) auszukoppeln.

2. Beleuchtungsbauteil (10) nach Anspruch 1 , wobei die Trägerschichtanordnung (20) ferner eine zweite Schicht (26) auf einer dem Lichtleitelement (30) entgegengesetzten zweiten Oberfläche (24) der ersten Schicht (22) aufweist, wobei die zweite Schicht (26) vorzugsweise einen dritten Brechungsindex aufweist, der größer als der erste Brechungsindex und/oder größer als der zweite Brechungsindex ist, und/oder wobei die zweite Schicht (26) vorzugsweise als Thermoplast, insbesondere als Polycarbonat, ausgebildet ist.

3. Beleuchtungsbauteil (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Brechungsindex kleiner als 1 ,45 und/oder der zweite Brechungsindex größer als 1 ,45 ist.

4. Beleuchtungsbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Lichtleitelement (30) zumindest abschnittsweise als flächige Lichtleitschicht auf der ersten Schicht (22) ausgebildet ist, und/oder wobei das Lichtleitelement (30) zumindest abschnittsweise als länglicher Lichtleitstreifen ausgebildet ist, der sich entlang der ersten Oberfläche (23) der ersten Schicht (22) erstreckt.

5. Beleuchtungsbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine zum Lichtleitelement (30) benachbarte transluzente oder opake Deckschicht (60) auf einem Abschnitt der ersten Oberfläche (23) der ersten Schicht (22), wobei die Lichtquelle (40) vorzugsweise auf einer der ersten Schicht (22) entgegengesetzten Seite der Deckschicht (60) angeordnet ist.

6. Beleuchtungsbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Schicht (22) mit einem oder mehreren im Wesentlichen lichtundurchlässigen Abschnitten (28) versehen ist.

7. Beleuchtungsbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend die Lichtquelle (40), wobei die Lichtquelle (40) vorzugsweise derart ausgerichtet ist, dass sie das Licht (42) benachbart zum Einkoppelabschnitt (32) des Lichtleitelements (30) entlang der ersten Schicht (22) in Richtung des Einkoppelabschnitts (32) ausstrahlt.

8. Beleuchtungsbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Auskoppelabschnitt (50) an einer der Trägerschichtanordnung (20) zugewandten ersten Oberfläche (33) des Lichtleitelements (30) oder an einer von der Trägerschichtanordnung (20) abgewandten zweiten Oberfläche (34) des Lichtleitelements (30) ausgebildet ist. und/oder wobei der Auskoppelabschnitt (50) als Oberflächenstruktur des Lichtleitelements (30) ausgebildet ist.

9. Beleuchtungsbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - 17 - wobei der Auskoppelabschnitt (50) aus demselben Material hergestellt ist wie das Lichtleitelement (30), und/oder wobei der Auskoppelabschnitt (50) einstückig oder monolithisch mit dem Lichtleitelement (30) ausgebildet ist.

10. Verkehrsmittel (100), insbesondere Fahrzeug, umfassend mindestens ein Beleuchtungsbauteil (10) nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei die Trägerschichtanordnung (20) auf einer Außenseite des Verkehrsmittels (100) und das Lichtleitelement (30) auf einer Innenseite des Verkehrsmittels (100) angeordnet sind.

11 . Verfahren (200) zur Herstellung eines Beleuchtungsbauteils (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend die Schritte:

Einspritzen (202) einer Formmasse in eine Kavität eines ersten Spritzgießwerkzeugs, während das erste Spritzgießwerkzeug geschlossen ist, um die Trägerschichtanordnung (20) mit der ersten Schicht (22) auszubilden;

Bereitstellen (204) der Trägerschichtanordnung (20) in einer Kavität eines zweiten Spritzgießwerkzeugs;

Fluten (206) der Kavität des zweiten Spritzgießwerkzeugs mit einem Gemisch zur Herstellung von Polyurethan in einem Reaktionsspritzgussvorgang, wobei das Lichtleitelement (30) aus dem Polyurethan auf der ersten Schicht (22) ausgebildet wird.

Description:
BELEUCHTUNGSBAUTEIL, VERKEHRSMITTEL UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES BELEUCHTUNGSBAUTEILS

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Beleuchtungsbauteil für ein Verkehrsmittel, ein Verkehrsmittel mit dem Beleuchtungsbauteil sowie ein Verfahren zur Herstellung des Beleuchtungsbauteils.

Verkehrsmittel, insbesondere Fahrzeuge, beispielsweise Bodenfahrzeuge, Luftfahrzeuge, und Wasserfahrzeuge, sind zur besseren Erkennbarkeit bei Dunkelheit oder schlechter Witterung mit einer Beleuchtungseinrichtung versehen. Bei bekannten Kraftfahrzeugen umfasst die Beleuchtungseinrichtung Fahrzeugleuchten, üblicherweise in Form von Front-, Heck- und Seitenleuchten.

Eine aus dem Stand der Technik bekannte Fahrzeugleuchte ist in dem Dokument DE 10 2004 028 970 A1 offenbart. Die Leuchte ist als Signalleuchte ausgebildet und besteht im Wesentlichen aus einem Lichtleitelement, einer Lichtquelle und einer Beschichtung. Das Lichtleitelement weist auf seiner in Abstrahlrichtung angeordneten Vorderseite eine Lichtaustrittsfläche und auf seiner Rückseite eine Reflexionsfläche auf. Über eine Lichteinkoppelfläche in das Lichtleitelement eingekoppeltes Licht wird mittels Totalreflexion in dem Lichtleitelement weitergeleitet, wobei auf die Reflexionsfläche auftreffendes Licht zur Lichtaustrittsfläche hin umgelenkt wird und aus dieser in der Abstrahlrichtung austritt.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Beleuchtungsbauteil bereitzustellen, welches relativ einfach, effizient und kostengünstig herstellbar ist und bei der Entwicklung eines Verkehrsmittels flexibel in das Verkehrsmittel integriert werden kann. Ferner ist es eine Aufgabe, ein Verkehrsmittel mit einem derartigen Beleuchtungsbauteil sowie ein Verfahren zur Herstellung des Beleuchtungsbauteils bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Beleuchtungsbauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 , ein Verkehrsmittel gemäß Patentanspruch 10 und ein Verfahren zur Herstellung eines Beleuchtungsbauteils gemäß Patentanspruch 11 gelöst.

Das Beleuchtungsbauteil umfasst eine zumindest abschnittsweise lichtdurchlässige Trägerschichtanordnung mit einer ersten Schicht und mindestens ein Lichtleitelement aus Polyurethan auf einer ersten Oberfläche der ersten Schicht. Die erste Schicht weist einen ersten Brechungsindex auf und das Lichtleitelement weist einen zweiten Brechungsindex auf. Der zweite Brechungsindex ist größer als der erste Brechungsindex. Das Lichtleitelement hat einen Einkoppelabschnitt zum Einkoppeln von Licht aus einer Lichtquelle in das Lichtleitelement und ist dazu eingerichtet, das eingekoppelte Licht, insbesondere mittels Totalreflexion, entlang der ersten Schicht zu leiten. Darüber hinaus weist das Beleuchtungsbauteil einen Auskoppelabschnitt auf, welcher dazu eingerichtet ist, das Licht aus dem Lichtleitelement zumindest teilweise in Richtung der Trägerschichtanordnung auszukoppeln.

Das erfindungsgemäße Beleuchtungsbauteil lässt sich vergleichsweise einfach und frei/flexibel gestalten und somit bei der Entwicklung des Verkehrsmittels ausgestalten. Das Beleuchtungsbauteil kann insbesondere mittels Mehrkomponenten- Spritzgießen hergestellt werden. Die Trägerschichtanordnung kann dabei zuerst ausgebildet werden und eine Basis für ein äußerst flexibel gestaltbares Lichtleitelement bieten.

Da das Lichtleitelement aus einem Polyurethan hergestellt ist, kann die Flüssigkeit, welche in der Kavität des Spritzgießwerkzeugs zu Polyurethan reagiert, auf die Trägerschichtanordnung und selbst in feine Vertiefungsstrukturen (etwa an der Werkzeugoberfläche) einfließen, um vergleichsweise scharfkantige Strukturen im Lichtleitelement auszubilden. Dies eröffnet einerseits neuen Gestaltungsspielraum bei der Formgebung, beispielsweise im Bereich der Karosserieaußenhaut oder im Interieur des Verkehrsmittels/Fahrzeugs. Andererseits kann dadurch der Aufwand sowohl bei der Herstellung des Beleuchtungsbauteils und des Verkehrsmittels als auch bei der Reparatur des Verkehrsmittels verringert werden. Es kann sogar denkbar sein, vergleichsweise große Bauteile wie eine Stoßfängerverkleidung als integra- les Beleuchtungsbauteil auszugestalten. Als zusätzlicher, aus dem Zusammenspiel von Trägerschichtanordnung und Lichtleitelement resultierender Synergieeffekt kann der Auskoppelabschnitt vergleichsweise einfach im Polyurethanmatenal realisiert werden. Ein weiterer Synergieeffekt besteht darin, dass das Beleuchtungsbauteil leicht frei von Störstellen für Fahrzeugsensoren, wie beispielsweise Radarsensoren oder Infrarotsensoren, ausgebildet werden kann, sodass solche Sensoren mittels des Beleuchtungsbauteils abgedeckt werden können.

Im Kontext dieser Offenbarung ist das Wort „auf“ in Zusammenhang mit der Schichtanordnung vorzugsweise als direkt (unmittelbar) und/oder im Wesentlichen vollflächig auf zu verstehen. Im Wesentlichen vollflächig kann hierbei bedeuten, dass eine Schicht abgesehen von Fertigungstoleranzen mit ihrer gesamten einer benachbarten Schicht zugewandten Oberfläche mit der benachbarten Schicht in Kontakt steht. Insbesondere kann das Lichtleitelement unmittelbar auf der ersten Schicht ausgebildet sein. Dabei kann das Lichtleitelement entlang seiner der ersten Schicht zugewandten Oberfläche, sogar entlang seiner gesamten der ersten Schicht zugewandten Oberfläche, in direktem Kontakt mit der ersten Schicht stehen. Alternativ ist es denkbar, dass das Wort „auf“ als indirekt (mittelbar), etwa über eine Zwischenschicht, auf verstanden wird. Vorzugsweise sind das Lichtleitelement aus Polyurethan, die erste Schicht und/oder die unten näher erläuterte zweite Schicht der Trägerschichtanordnung jeweils als Vollmaterial (sogenanntes „Bulk“ Material) ausgebildet. Abgesehen von etwaigen Fertigungstoleranzen kann das Material dieser Schichten somit im Wesentlichen frei von Lufteinschlüssen oder anderen Streustellen ausgebildet sein.

Vorzugsweise kontaktiert das Lichtleitelement die erste Schicht. Das Lichtleitelement und die erste Schicht können dabei unmittelbar und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Insbesondere kann das Lichtleitelement an die erste Schicht ange- formt/angegossen sein, sodass das Polyurethanmaterial des Lichtleitelements an das Material der ersten Schicht angrenzen kann. Bei Polyurethan handelt es sich definitionsgemäß um einen Kunststoff oder ein Kunstharz, der/das aus der Polyadditionsreaktion von Polyol (insbesondere Dialkohol) mit Polyisocyanat entsteht. Während Polyurethan grundsätzlich als Duroplast, Thermoplast oder Elastomer ausgebildet sein kann, handelt es sich bei dem Polyurethan des Lichtleitelements vorzugsweise um ein duroplastisches, alternativ um ein thermoplastisches, Material. Das Lichtleitelement ist in seinem Inneren vorzugsweise (klar oder farbig) transparent. Bevorzugt sind auch die erste und/oder die zweite Schicht der Trägerschichtanordnung (klar oder farbig) transparent.

Die Geometrie des Lichtleitelements ist grundsätzlich frei wählbar. Insbesondere kann das Lichtleitelement abschnittsweise oder vollständig flächig, linien- oder streifenförmig, skulptural und/oder dreidimensional strukturiert ausgestaltet sein. Wenn das Lichtleitelement eine flächige Lichtleitschicht (sogenannter Flächenlichtleiter) auf der ersten Schicht umfasst oder als eine solche ausgebildet ist, kann seine Erstreckung entlang einer Grenzfläche zur ersten Schicht in zwei zueinander orthogonalen Richtungen größer als, insbesondere mindestens doppelt oder dreimal so groß wie, die Schichtdicke des Lichtleitelements sein. Alternativ kann das Lichtleitelement zumindest abschnittsweise als länglicher und/oder geradliniger Lichtleitstreifen ausgebildet sein, der sich entlang der ersten Oberfläche der ersten Schicht erstreckt. Darüber hinaus können ein oder mehrere weitere Lichtleitelemente mit jeweils einer oder mehreren zugehörigen Lichtquelle/n auf der ersten Oberfläche der ersten Schicht ausgebildet sein. Jedes der weiteren Lichtleitelemente bzw. jede zugehörige Lichtquelle kann dabei beliebige Merkmale des hier näher beschriebenen Lichtleitelements bzw. der hier näher beschriebenen Lichtquelle aufweisen. Beispielsweise kann das Lichtleitelement als Flächenlichtleiter und ein erstes weiteres Lichtleitelement als Lichtstreifen auf der ersten Oberfläche der ersten Schicht ausgebildet sein.

Der Einkoppelabschnitt ist vorzugsweise an einem entlang der ersten Schicht seitlichen Ende des Lichtleitelements ausgebildet. Vorzugsweise ist der Einkoppelabschnitt aus demselben Polyurethan hergestellt wie das Lichtleitelement. Der Einkoppelabschnitt kann monolithisch mit dem Rest des Lichtleitelements ausgebildet sein. Außerdem kann die Dicke des Lichtleitelements im Bereich des Einkoppelabschnitts zum Rand des Lichtleitelements hin größer werden. Dies ermöglicht, Licht aus der Lichtquelle leichter in das Lichtleitelement einzukoppeln und gleichzeitig Dämpfungsverluste aufgrund des Materials des Lichtleitelements vergleichsweise gering zu halten. Die Trägerschichtanordnung kann ferner eine zweite Schicht umfassen. Die zweite Schicht kann auf der ersten Schicht, insbesondere direkt auf einer dem Lichtleitelement entgegengesetzten zweiten Oberfläche der ersten Schicht, ausgebildet sein. Vorzugsweise bilden das Lichtleitelement, die erste Schicht und die zweite Schicht eine stoffschlüssige Schichtstruktur. Die zweite Schicht ist vorzugsweise als Trägerschicht ausgebildet und weist eine höhere Steifigkeit, Härte und/oder Festigkeit auf als die erste Schicht. Vorzugsweise sind die erste und/oder die zweite Schicht als Duroplast oder Thermoplast ausgebildet. Die erste Schicht kann als Folie auf der zweiten Schicht ausgebildet sein, wobei die Schichtdicke der ersten Schicht geringer ist als die Schichtdicke der zweiten Schicht. Das Material der zweiten Schicht kann beispielsweise Polycarbonat sein. Die Schichtdicke der ersten Schicht kann beispielsweise höchstens ein Fünftel oder höchstens ein Zehntel der Schichtdicke der zweiten Schicht betragen.

Die Brechungsindizes des Lichtleitelements und der ersten Schicht sind derart gewählt, dass sich das Licht recht einfach in das Lichtleitelement einkoppeln lässt und effizient unter Totalreflexion im Lichtleitelement ausbreiten kann. Vorzugsweise ist der erste Brechungsindex hierzu um mindestens 0,05 oder mindestens 0,1 oder mindestens 0,15 oder mindestens 0,2 kleiner als der zweite Brechungsindex. Der erste Brechungsindex beträgt vorzugsweise zwischen 1 ,3 und 1 ,4, beispielsweise 1 ,35. Der zweite Brechungsindex ist vorzugsweise größer als 1 ,4 oder größer als 1 ,45. Höchstvorzugsweise beträgt der zweite Brechungsindex zwischen 1 ,4 und 1 ,6, beispielsweise 1 ,5. Die zweite Schicht weist vorzugsweise einen dritten Brechungsindex auf, der größer als der erste Brechungsindex und/oder größer als der zweite Brechungsindex ist. Der dritte Brechungsindex kann zwischen 1 ,5 und 1 ,7 betragen.

In einer bevorzugten Variante ist auf der ersten Oberfläche der ersten Schicht eine Deckschicht ausgebildet, die transluzent oder opak (lichtundurchlässig) sein kann. Die Deckschicht kann hierbei praktisch als Blende dienen, hinter der die Lichtquelle, optional samt etwaiger Ansteuerelektronik der Lichtquelle, von der Seite der Trägerschichtanordnung her versteckt sein kann. Somit ist die Lichtquelle bevorzugt auf einer der ersten Schicht entgegengesetzten Seite der Deckschicht angeordnet. Zusätzlich kann das Beleuchtungsbauteil eine Heizschicht enthalten.

Vorzugsweise grenzt die Deckschicht an das Lichtleitelement, insbesondere an den Einkoppelabschnitt, an. Darüber hinaus kann die Trägerschichtanordnung einen oder mehrere Abschnitte aufweisen, die optisch gegenüber dem Rest der Trägerschichtanordnung unterscheidbar sind. Diese Abschnitte können beispielsweise eine andere Lichttransmissions-, Lichtreflexions- und/oder Lichtabsorptionscharakteristik aufweisen, als der Rest der Trägerschichtanordnung. Sie können sich insbesondere farblich oder hinsichtlich ihrer Reflektivität von dem Rest der Trägerschichtanordnung unterscheiden, um ein Muster, Bild oder Symbol zu bilden. Bevorzugt sind die genannten Abschnitte transluzent oder opak (lichtundurchlässig).

Die Lichtquelle (bzw. die Lichtquellen) können Teil des Beleuchtungsbauteils sein. Vorzugsweise sind die Lichtquellen derart ausgerichtet, dass sie das Licht benachbart zum Einkoppelabschnitt des Lichtleitelements jeweils entlang der ersten Schicht in Richtung des zugehörigen Einkoppelabschnitts ausstrahlen. Mit anderen Worten kann die/jede Lichtquelle eine Hauptabstrahlrichtung aufweisen, die entlang der ersten Schicht ausgerichtet ist. Jede Lichtquelle kann eine oder mehrere, insbesondere ein- oder mehrfarbige, Leuchtdioden oder Laser, insbesondere Laserdioden, umfassen.

Der Auskoppelabschnitt kann an einer der Trägerschichtanordnung zugewandten ersten Oberfläche des Lichtleitelements oder an einer von der Trägerschichtanordnung abgewandten zweiten Oberfläche des Lichtleitelements, insbesondere einstückig mit dem Lichtleitelement, ausgebildet sein. Der Auskoppelabschnitt kann lichtstreuend sein. Bevorzugt enthält der Auskoppelabschnitt Streustrukturen, beispielsweise in Form von Kügelchen, Prismen, einer feinen Nahrung oder einer erhöhten Oberflächenrauheit (Ra-Wert beispielsweise bis zu 0,2 mm oder bis zu 0,1 mm). Insbesondere ist es denkbar, dass der Auskoppelabschnitt aus demselben Material hergestellt ist wie das Lichtleitelement. In einer besonders bevorzugten Variante ist der Auskoppelabschnitt monolithisch (aus einem Guss) mit dem Lichtleitelement ausgebildet. Wenn der Auskoppelabschnitt an der zweiten Oberfläche des Lichtleitelements angeordnet ist, kann er vorteilhafterweise als Oberflächenstruktur im Polyurethanmatenal ausgebildet sein. Ein derartiger Auskoppelabschnitt kann schnell und einfach während des Spritzgießens, insbesondere während eines Reaktionsspritzgussvorgangs, bei dem die Kavität des Spritzgießwerkzeugs mit den Reaktionspartnern für das Polyurethan in flüssiger Form geflutet wird und die Reaktionspartner mittels Polyaddition zu Polyurethan reagieren, erzeugt werden. Das flüssige Gemisch aus den Reaktionspartnern kann vergleichsweise dünnflüssig sein, sodass selbst feinste Oberflächenstrukturen mittels des Reaktionsspritzgießens erzeugt werden können. Das Beleuchtungsbauteil kann radartransparent ausgebildet sein, d. h. es kann Radarwellen in Ausbreitungsrichtung höchstens in vernachlässigbarem Maße dämpfen.

Das mittels des Einkoppelabschnitts in das Lichtleitelement eingekoppelte Licht kann sich unter Totalreflexion an der ersten Oberfläche des Lichtleitelements bzw. der zweiten Oberfläche des Lichtleitelements entlang der Trägerschichtanordnung, insbesondere der ersten Schicht, ausbreiten. An der Grenzfläche zur ersten Schicht erfolgt die Totalreflexion aufgrund des Unterschieds zwischen dem ersten Brechungsindex und dem zweiten Brechungsindex. Die zweite Oberfläche des Lichtleitelements ist (zumindest in dem Bereich, in dem die Totalreflexion gewünscht ist) vorzugsweise unbedeckt, sodass die Totalreflexion hier durch den Unterschied zwischen dem zweiten Brechungsindex und dem Brechungsindex des umgebenden Mediums (insbesondere Luft) realisiert werden kann. Wenn das sich im Lichtleitelement ausbreitende Licht auf den Auskoppelabschnitt trifft, wird es vorzugsweise derart durch Streuung umgelenkt, dass es unter einem Einfallswinkel (relativ zur Flächennormale) auf die erste Oberfläche des Lichtleitelements/die erste Oberfläche der ersten Schicht auftrifft, der kleiner ist als der der Grenzwinkel der Totalreflexion (sogenannter kritischer Winkel). In der Folge breitet sich das Licht/der Lichtstrahl direkt durch das Material der ersten Schicht, die Grenzfläche zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht sowie durch das Material der zweiten Schicht aus, um aus dem Beleuchtungsbauteil auszutreten. Das hier vorgeschlagene Verkehrsmittel kann ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, sein und umfasst mindestens ein vorstehend im Detail beschriebenes Beleuchtungsbauteil. Die Trägerschichtanordnung ist vorzugsweise auf einer Außenseite des Fahrzeugs und das Lichtleitelement auf einer Innenseite des Fahrzeugs angeordnet. Auf diese Weise kann sich das aus dem Lichtleitelement in Richtung der Trägerschichtanordnung ausgekoppelte Licht durch die Trägerschichtanordnung hindurch in die Umgebung des Verkehrsmittels ausbreiten.

In einer bevorzugten Variante umfasst das Beleuchtungsbauteil des Verkehrsmittels das beschriebene Lichtleitelement sowie ein oder mehrere der weiteren Lichtleitelemente, die ebenfalls aus Polyurethan auf der ersten Schicht ausgebildet sind. Den weiteren Lichtleitelementen ist jeweils eine Lichtquelle zugeordnet. Hierbei kann das erste Lichtleitelement als Flächenlichtleiter ausgebildet sein, der beispielsweise zur Abdeckung eines Sensors (insbesondere eines elektromagnetischen Sensors oder eines Radarsensors) des Verkehrsmittels angeordnet ist. Eines der weiteren Lichtleitelemente kann Teil einer Fahrzeugleuchte, beispielsweise einer Rückleuchte, Abbiegesignalleuchte oder eines Fahrzeugscheinwerfers, sein. Das Beleuchtungsbauteil kann im Bereich einer Front des Verkehrsmittels, insbesondere zentral oder als Teil einer Stoßfängerverkleidung, im Bereich einer Seitenwand des Verkehrsmittels, oder im Bereich eines Heckabschnitts des Verkehrsmittels angeordnet sein.

Das vorgeschlagene Verfahren ist zur Herstellung eines vorstehend im Detail beschriebenen Beleuchtungsbauteils vorgesehen. Es umfasst insbesondere die folgenden Schritte: Einspritzen einer Formmasse in eine Kavität eines ersten Spritzgießwerkzeugs, während das erste Spritzgießwerkzeug geschlossen ist, um die Trägerschichtanordnung mit der ersten Schicht auszubilden; Bereitstellen der Trägerschichtanordnung in einer Kavität eines zweiten Spritzgießwerkzeugs; Fluten der Kavität des zweiten Spritzgießwerkzeugs mit einem, insbesondere flüssigen, Gemisch zur Herstellung von Polyurethan in einem Reaktionsspritzgussvorgang, wobei das Lichtleitelement aus dem Polyurethan auf der ersten Schicht ausgebildet wird. Das flüssige Gemisch und/oder das Polyurethan können Zusätze (sogenannte Additive) aufweisen. Eine dynamische Viskosität (bei Normalbedingungen) des flüssigen Gemischs beträgt bevorzugt weniger als 100 mPas, weniger als 20 mPas oder weniger als 5 mPas, höchstvorzugsweise weniger als 2,5 mPas. Das Fluten der Kavität des zweiten Spritzgießwerkzeugs erfolgt vorzugsweise nach dem Ausbilden der (flüssigkeitsdichten) Trägerschichtanordnung. Das Lichtleitelement aus dem Polyurethan kann somit an die Trägerschichtanordnung angespritzt werden.

Zusätzlich kann eine Aufnahmestruktur (Aufnahmeelement/e, beispielsweise ein Schraubdome) zur Aufnahme an einem Gehäuse für das Beleuchtungsbauteil in einem weiteren Verfahrensschritt mittels Spritzgießen an dem wie vorstehend beschrieben hergestellten Bauteil ausgebildet werden. Die Aufnahmestruktur ist vorzugsweise aus einem Thermoplast hergestellt.

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 vorhanden sind. Vielmehr ist der Plural (umfassend mehrere) hier ebenfalls offenbart. Zum Beispiel sind die Begriffe „umfassend ein Lichtleitelement“, „umfassend eine Lichtquelle“, und „umfassend einen Einkoppelabschnitt“, so zu verstehen, dass das Beleuchtungsbauteil ein oder mehrere Lichtleitelemente, eine oder mehrere Lichtquellen, beziehungsweise einen oder mehrere Einkoppelabschnitte aufweisen können.

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

Figur 1 eine erste Ausführungsform eines Beleuchtungsbauteils in einer Querschnittsansicht zeigt, wobei das Lichtleitelement als Flächenlichtleiter ausgebildet ist; Figur 2 eine zweite Ausführungsform eines Beleuchtungsbauteils in einer Querschnittsansicht zeigt, wobei das Lichtleitelement als Lichtstreifen entlang der Kontur des Beleuchtungsbauteils ausgebildet ist;

Figur 3 eine dritte Ausführungsform eines Beleuchtungsbauteils in einer Querschnittsansicht zeigt, wobei mehrere Lichtleitelemente mit jeweils einer zugehörigen Lichtquelle vorgesehen sind;

Figur 4 eine Ausführungsform eines Verkehrsmittels mit dem Beleuchtungsbauteil zeigt, wobei das Beleuchtungsbauteil im Bereich der Front des Verkehrsmittels angeordnet ist; und

Figur 5 eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung des Beleuchtungsbauteils zeigt.

Die Figur 1 zeigt ein Beleuchtungsbauteil 10, das hier beispielhaft an der Front eines Verkehrsmittels 100 vor einem Sensor des Fahrzeugs (hier Radarsensor 102) vorgesehen ist. Das Beleuchtungsbauteil 10 umfasst eine Trägerschichtanordnung 20 an einer in Figur 1 oben angeordneten Vorderseite des Beleuchtungsbauteils 10 sowie ein Lichtleitelement 30 in Form eines Flächenlichtleiters und eine Lichtquelle 40 an einer in Figur 1 unten angeordneten Rückseite des Beleuchtungsbauteils 10. Die Trägerschichtanordnung 20 umfasst eine (rückseitige) erste Schicht 22 und eine (vorderseitige) zweite Schicht 26. Das Beleuchtungsbauteil 10 enthält darüber hinaus eine Deckschicht 60 zum optischen Kasch ierenA/erstecken der Lichtquelle 40. Die Sichtseite des Beleuchtungsbauteils 10, an der Licht aus der Lichtquelle 40 das Beleuchtungsbauteil 10 bestimmungsgemäß verlässt, ist die Vorderseite.

Die zweite Schicht 26 ist als, insbesondere transparentes, Thermoplast-Formteil, in dieser Variante aus Polycarbonat, Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polyamid, ausgebildet und dient funktionell als Trägerschicht für alle anderen Teile des Beleuchtungsbauteils 10, insbesondere für die erste Schicht 22, das Lichtleitelement 30 und die Lichtquelle 40. Auf seiner der ersten Schicht 22 entgegengesetzten Oberflä- ehe kann die zweite Schicht 26 mit einer in den Figuren nicht gezeigten Schutzschicht, insbesondere einer sogenannten Hardcoat-Schicht, versehen sein. Die erste Schicht 22 ist flächig sowie stoffschlüssig direkt an die zweite Schicht 26 angeformt und im Wesentlichen als Folie ausgebildet, wobei die erste Schicht 22 eine von der zweiten Schicht 26 abgewandte erste Oberfläche 23 (Grenzfläche zur zweiten Schicht 26) und eine der zweiten Schicht 26 zugewandte zweite Oberfläche 24 aufweist. Von der ersten Schicht 22, der zweiten Schicht 26 und dem Lichtleitelement 30 hat die erste Schicht 22 (sog. Low Refractive Index, low-n, Schicht) den niedrigsten Brechungsindex, um den Lichttransport im Inneren des (Materials des) Lichtleitelements 30 mittels Totalreflexion sicherzustellen.

An der ersten Oberfläche 23 der ersten Schicht 22 ist das Lichtleitelement 30 zumindest abschnittsweise direkt stoffschlüssig (d.h., ohne eine Zwischenschicht) angeformt. Das Lichtleitelement 30 ist in Form eines (hier duroplastischen) Polyurethans ausgebildet. Das Polyurethan hat einen zweiten Brechungsindex, der größer als ein erster Brechungsindex der ersten Schicht 22 ist. In diesem konkreten Fall beträgt der erste Brechungsindex der ersten Schicht 22 1 ,35, der zweite Brechungsindex des Lichtleitelements 1 ,5 und ein dritter Brechungsindex der zweiten Schicht 26 1 ,58.

Die opake Deckschicht 60 ist hier auf der ersten Oberfläche 23 der ersten Schicht 22 angeformt und aus einem Thermoplast, insbesondere einem Polycarbonat, Polyme- thylmethacrylat (PMMA) oder Polyamid, ausgebildet. Die Deckschicht 60 grenzt an das Lichtleitelement 30. Die Lichtquelle 40 ist auf einer der ersten Schicht 22 entgegengesetzten Seite der Deckschicht 60 angeordnet, sodass die Lichtquelle 40 von der Sichtseite her im Wesentlichen unsichtbar ist. Die Lichtquelle 40 ist derart angeordnet, dass sie Licht 42 entlang der dem Lichtleitelement 30 zugewandten ersten Oberfläche 23 der ersten Schicht 22 abstrahlt. Die Hauptabstrahlrichtung der Lichtquelle 40 verläuft hier parallel zur ersten Schicht 22. Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise und eine genaue Abgrenzung des Licht abstrahlenden Bereichs des Beleuchtungsbauteils 10

Das Lichtleitelement 30 hat einen sich in der Hauptabstrahlrichtung der Lichtquelle 40 linear verjüngenden Einkoppelabschnitt 32, der an die Deckschicht 60 angrenzt, wobei das Licht 42 im Bereich einer Grenze zwischen dem Einkoppelabschnitt 32 und der Deckschicht 60 in das Lichtleitelement 30 eintritt/eingekoppelt wird. Anschließend breitet sich das Licht 42 allgemein unter Totalreflexion an einer der ersten Schicht 22 zugewandten ersten Oberfläche 33 des Lichtleitelements 30 und einer von der ersten Schicht 22 abgewandten zweiten Oberfläche 34 des Lichtleitelements 30 mit wachsendem Abstand von der Lichtquelle 40 aus. Da an der zweiten Oberfläche des Lichtleitelements 30 ein Auskoppelabschnitt 50 ausgebildet ist, wird das Licht 42 längs des Lichtleitelements 30 in Richtung der Trägerschichtanordnung 20 (Sichtseite) aus dem Lichtleitelement 32 ausgekoppelt. Der Auskoppelabschnitt 50 erstreckt sich (in dieser Variante flächig) über die zweite Oberfläche 34 des Lichtleitelements 30 und ist als Oberflächenstruktur im Polyurethanmatenal des Lichtleitelements 30 ausgebildet.

Die erste Schicht 22 ist an ihrer zweiten Oberfläche 24 mit mehreren, eine Maskierung bildenden Abschnitten 28 versehen, in denen aus dem Lichtleitelement 30 hinausgetretenes Licht 42 stärker gedämpft (absorbiert, gestreut oder reflektiert) wird als im Rest der ersten Schicht 22. Insbesondere können die Abschnitte 28 eine höhere Lichtabsorption aufweisen als der Rest der ersten Schicht 22, als das Lichtleitelement 30 und/oder als die zweite Schicht 26. Die Abschnitte 28 ergeben zusammen ein Bild, Muster oder Symbol, welches von der Sichtseite her sichtbar ist. Sie können als Druck auf die erste Schicht ausgebildet sein.

Ein Beleuchtungsbauteil 10 aus Figur 2 unterscheidet sich dadurch von Beleuchtungsbauteil 10 gemäß Figur 1 , dass das Lichtleitelement 30 anstatt als Flächenlichtleiter als Lichtleitstreifen ausgebildet ist, der sich hier beispielhaft entlang einer Kontur des Beleuchtungsbauteils 10 erstreckt. Der Lichtleitstreifen ist in einer Aussparung 62 der Deckschicht 60 angeordnet. In der Querschnittsansicht aus Figur 2 grenzt das Material der Deckschicht 60 somit am Einkoppelabschnitt 32 sowie an einem dem Einkoppelabschnitt 32 entgegengesetzten Ende des Lichtleitelements 30 an letzteres an. Ferner sind die Abschnitte 28 hier beispielhaft nicht ausgebildet. Im Übrigen weist das Beleuchtungsbauteil 10 aus Figur 2 alle Merkmale des Beleuchtungsbauteils 10 aus Figur 1 auf. Insbesondere verläuft das Lichtleitelement 30 entlang der ersten Oberfläche 23 der ersten Schicht 22. Ein weiteres Beleuchtungsbauteil 10 aus Figur 3 unterscheidet sich dadurch vom Beleuchtungsbauteil 10 gemäß Figur 2, dass das Lichtleitelement 30 anstatt als Lichtleitstreifen als Lichtleitblock ausgebildet ist, der an seiner zweiten Oberfläche 34 mit einer dreidimensionalen Struktur ausgebildet ist, die eine Strukturtiefe von mehr als 1 mm oder mehr als 2 Millimeter oder mehr als 5 mm aufweist und somit von der Sichtseite her als dreidimensionale Struktur erkannt werden kann. Die dreidimensionale Struktur kann ein dreidimensionales Muster, ein dreidimensionales Symbol oder ein dreidimensionales Bild darstellen. Der Auskoppelabschnitt ist auch hier im Polyurethanmatenal an der zweiten Oberfläche 34 des Lichtleitelements 30 eingeformt.

Darüber hinaus umfasst das Beleuchtungsbauteil 10 ein weiteres Lichtleitelement 70 sowie eine weitere Lichtquelle 72, wobei das weitere Lichtleitelement 70 und die weitere Lichtquelle 72 hinsichtlich deren Struktur und Funktion auch relativ zu den anderen Teilen des Beleuchtungsbauteils beliebige, insbesondere alle, Merkmale des Lichtleitelement 30, bzw. der Lichtquelle 40 aufweisen können. Die weitere Lichtquelle 72 unterscheidet sich hier beispielhaft von der Lichtquelle 40 lediglich in der Farbe des von ihr ausgestrahlten Lichts. Beispielsweise kann die Lichtquelle 40 gelbes Licht zur Verwendung als Abbiegesignalleuchte und die weitere Lichtquelle 72 rotes oder weißes Licht zur Verwendung als Front- bzw. Rücklicht eines Verkehrsmittels emittieren. Bei dieser Variante sind das Lichtleitelement 30 und das weitere Lichtleitelement 70 in zugehörigen Aussparungen in der Deckschicht 60 angeordnet. Im Übrigen weist das Beleuchtungsbauteil 10 aus Figur 3 alle Merkmale des Beleuchtungsbauteils 10 aus Figur 2 auf.

Das in Figur 4 stark schematisiert dargestellte Verkehrsmittel 100 (Fahrzeug) umfasst ein Beleuchtungsbauteil 10 gemäß einer der Figuren 1 bis 3, das frontseitig am Verkehrsmittel 100 montiert ist. Die das Beleuchtungsbauteil 10 ist so angeordnet, dass die SichtseiteA/orderseite nach außen, hier relativ zum Verkehrsmittel nach vorne, weist. Das von der Lichtquelle 40 emittierte Licht 42 wird somit relativ zum Verkehrsmittel 100 nach vorne aus dem Beleuchtungsbauteil 10 abgestrahlt. Insbesondere kann das Beleuchtungsbauteil 10 einen oder mehrere Sensoren (beispielsweise den Radarsensor 102) abdecken, wobei die Lichtquelle 40 relativ zum Verkehrsmittel 100 seitlich versetzt sein kann, sodass sich die Radarwellen aus dem Radarsensor 100 an der Lichtquelle 40 vorbei durch das Beleuchtungsbauteil 10 ausbreiten, wenn Sie das Verkehrsmittel 100 verlassen.

Das Beleuchtungsbauteil 10 gemäß einer der Figuren 1 bis 3 kann insbesondere mittels eines in Figur 5 schematisch gezeigten Verfahrens 200 hergestellt werden, das einen (einfachen) Spritzgießvorgang und einen reaktiven Spritzgießvorgang umfasst. In einem ersten Schritt 202 wird eine erste Formmasse in eine Kavität eines ersten Spritzgießwerkzeugs eingespritzt, während das erste Spritzgießwerkzeug geschlossen ist, wobei gleichzeitig mit der ersten Formmasse eine zweite Formmasse in die Kavität eingespritzt wird. Dadurch wird die Trägerschichtanordnung 20 mit der ersten Schicht 22 und der zweiten Schicht 26 ausgebildet. Die erste Formmasse wird dabei zur ersten Schicht 22 (als Folie) und die zweite Formmasse wird dabei zur zweiten Schicht 26 urgeformt. Anschließend wird die Trägerschichtanordnung 20 in einem Schritt 204 in einer Kavität eines zweiten Spritzgießwerkzeugs bereitgestellt. Dies kann beispielsweise durch Umsetzen der Trägerschichtanordnung 20 erfolgen. Sodann wird in einem Schritt 206 die Kavität des zweiten Spritzgießwerkzeugs mit einem flüssigen, insbesondere Polyol und Polyisocyanat enthaltenden, Gemisch zur Herstellung von Polyurethan in einem Reaktionsspritzgussvorgang geflutet, wobei das Lichtleitelement 30 aus dem Polyurethan auf der ersten Schicht 22 ausgebildet wird.