用于车辆的发光元件及其制造的制作方法

1.本发明涉及一种用于车辆的发光元件、一种用于发光元件的制造方法以及一种具有发光元件的车辆。


背景技术：

2.发光元件在车辆的车辆内部空间中是特别重要的，因为这些发光元件通过其照明功能不仅照亮车辆内部空间，而且可以标记功能元件，例如按钮或滑移调节件。相应地，发光元件应不仅在日间或在强光射入时而且在夜间或在弱光射入时适合于标记相应的功能元件。为此，发光元件可以具有所谓的“日间设计”和所谓的“夜间设计”，在日间设计中，例如仅响应于用户输入发出强光，在夜间设计中，例如连续地发出弱光。
3.此外，在车辆中越来越多使用大面积的挡衬元件(verkleidungselement)，所述挡衬元件具有特殊的视觉和/或触觉特性，以便设计车辆内部空间。在此，挡衬元件也可用于标记功能元件，通过例如在功能元件的区域中构造表征性结构、例如电路符号(schaltzeichen)。这种挡衬元件通常由塑料构成并例如在注射成型方法中制造。为了产生特殊的视觉和/或触觉特性，挡衬元件可以施覆有覆层或密封部，例如漆或薄膜。
4.备选于覆层或密封部，挡衬元件可以在所谓的“一次性方法”、即注射成型过程中产生，在其中不进行后续的覆层或密封，而是挡衬元件的视觉和/或触觉特性在注射成型过程期间例如通过相应选择的注射成型模具和/或在注射成型过程期间的相应的压力产生。
5.wo 2015/124328 a1描述了一种用于制造用于机动车的内部空间的光可穿透辐射的挡衬部件的方法。
6.wo 2018/059862 a1描述了一种用于机动车的挡衬部件，该挡衬部件具有在装配状态下由至少局部可透光的装饰薄膜形成的可见表面。
7.de 10 2017 209 581 a1描述了一种用于机动车的内部空间的挡衬元件，该挡衬元件具有装饰层和至少一个固定器件以及用于对装饰层进行背面发光的光导体。


技术实现要素：

8.在此背景前，所提出的发明的任务是提供一种用于车辆的成本适宜的发光元件，该发光元件实现功能元件在日间和夜间的标记。尤其地，所提出的发明的任务是提供一种具有最小散射辐射的发光元件。
9.上述任务通过独立权利要求的内容来解决。在说明书、附图和从属权利要求中列出本发明的优选的改进方案。针对本发明的各个方面公开的特征能够以这样的方式相互组合，使得关于本发明的各个方面的公开始终相互参考或可以相互参考。
10.根据所提出的发明的第一方面，为了解决上述任务，提出一种用于车辆的发光元件。发光元件包括一件式的、至少局部裸注射的(spritzblank)挡衬元件和至少一个光元件。至少一个光元件布置在挡衬元件的内侧处并配置成将光束通过挡衬元件的与内侧相对而置的外侧导引到发光元件的周围环境中。
11.在所提出的发明的上下文中，裸注射的挡衬元件应理解为未覆层的塑料构件，该塑料构件的外侧、即在安装状态下可见的一侧至少部分地在注射成型过程期间由相应的模具形成。尤其地，裸注射的挡衬元件是所谓的“一次性装饰件”、即至少部分地在“一次性方法”中制造的挡衬元件。因此，裸注射的挡衬元件即使在安装状态下或在最终状态下也保持未涂漆或未密封。这意味着，裸注射的挡衬元件在其制造之后不经历附加的材料引入。相应地，根据本发明设置的至少局部裸注射的挡衬元件一件式地构造并与周围环境直接接触，因为没有设置保护层，例如所谓的“模内装饰层”(imd)或所谓的“模内标签”(iml)。尤其地，根据本发明设置的至少局部裸注射的挡衬元件单色地设计，因为仅将如下塑料用于制造挡衬元件，该塑料的表面这样设计，使得该表面具有关于光反射和耐刻划性的相应期望的特性。
12.在所提出的发明的上下文中，光元件应理解为来自光源的光束可穿透辐射的元件。尤其地，光元件可以是与光源连接或本身包括光源的光导体。
13.在所提出的发明的上下文中，辐射特征应理解为光束特性的集合、尤其辐射几何结构和/或辐射强度的集合。
14.所提出的发光元件基于至少局部裸注射的挡衬元件和用于照明(即用于对挡衬元件进行背面发光和/或穿透发光)的光元件的组合。通过至少局部裸注射的挡衬元件和光元件的组合，挡衬元件和光元件的特性可以特别准确地相互协调，从而例如将通过光元件提供的光束精确地耦入到挡衬元件的预设区域中。光束对预设区域进行背面发光或穿透发光，并且在从周围环境中可见的发光元件的表面(即可见面)上产生特别准确的发光图案。
15.由于至少局部裸注射的挡衬元件、尤其无密封或无覆层的表面的物理特性，对挡衬元件进行穿透辐射或背面发光的光束的特性直接通过挡衬元件本身决定，而不通过密封部(例如漆)或覆层(例如薄膜)决定。相应地，根据本发明设置的挡衬元件可以这样设计，使得该挡衬元件预设如下发光图案，在挡衬元件的面向光元件的一侧上射入的光束利用该发光图案放射到周围环境中。
16.为了产生相应的光图案，根据本发明设置的挡衬元件可以包括第一发光区域并包括第二发光区域，所述第一发光区域允许光束直接穿过进入到周围环境中、即可以被穿透发光，所述第二发光区域至少部分地偏转和/或阻挡光束，以便产生漫射光或阴影。
17.可以设置成，挡衬元件具有至少一个第一区域，该第一区域的表面具有粒化部(narbung)，该粒化部将由至少一个光元件提供的具有预设辐射特征的光束从发光元件中导引出。
18.为了偏转或导引和/或阻挡由根据本发明设置的光元件提供的光束，挡衬元件可以包括特别强的区域(即具有特别多或厚的材料的区域)或特别弱的区域(即具有特别少或弱的材料的区域)。
19.尤其地，由根据本发明设置的光元件提供的光束的偏转或导引和/或阻挡可以通过挡衬元件借助于粒化的、即局部提高或变薄的发光区域来实现。尤其地，挡衬元件的区域可以如此粒化地设计，使得该区域具有大量凹口，光束可以穿过所述凹口对挡衬元件进行穿透辐射。根据包围这种凹口的相应的挡衬元件部件的高度和角度，可以预设对凹口进行穿透辐射的光束的辐射特征。
20.此外可以设置成，挡衬元件具有至少一个第二区域，该第二区域的表面具有如下
结构，该结构使从周围环境打到挡衬元件上的具有预设辐射特征的光束偏转。
21.为了实现或呈现所谓的“日间设计”，根据本发明设置的挡衬元件可以包括如下区域，该区域与从外部、即从周围环境射入的光束相互作用并使其以预设辐射特征偏转。为此，这种区域例如可以具有结构化的、尤其粒化的表面，该表面使射入的光束偏转并由此例如显得至少部分无光泽和/或有光泽。相应地，挡衬元件可以包括如下区域，该区域在来自周围环境照明的情况下相对于挡衬元件的另外的区域显得无光泽，并且在通过光元件照明的情况下相对于挡衬元件的另外的区域特别强地发光。
22.还可以设置成，至少一个光元件包括至少一个耦合接口，用于将光束引入到挡衬元件的至少一个配对耦合接口中，其中，至少一个耦合接口具有表面结构，该表面结构将辐射通过至少一个光元件的光束沿配对耦合接口的方向偏转。
23.通过用于将辐射通过根据本发明设置的光元件的光束耦入到挡衬元件中的耦合接口，可以非常准确地预设挡衬元件的发光特征，通过选择性地将光束仅耦入到挡衬元件的这样的区域中，所述区域应根据预设发光特征或预设发光图案发光。相应地，使所谓的“散射光”的出现、即挡衬元件在根据预设发光特征不应发光的区域中的发光最小化，尤其在仅使用一个光源的情况下。
24.在第二方面，所提出的发明涉及一种用于发光元件的制造方法。该制造方法包括用于在注射成型方法中产生至少局部裸注射的挡衬元件的产生步骤、用于在挡衬元件处布置至少一个光元件的布置步骤以及用于利用塑料对至少一个光元件进行背面注射的背面注射步骤，以便将至少一个光元件固定在挡衬元件处。
25.所提出的制造方法尤其用于制造所提出的发光元件，从而关于发光元件的优点和制造方法的优点相互参照或可以相互参照。
26.所提出的制造方法基于两阶段过程，在其中，首先在第一步骤中产生至少局部裸注射的挡衬元件。尤其设置成，挡衬元件仅或完全在一个产生步骤中、即在“一次性方法”中制造，并且不进行用于制造挡衬元件的附加的材料引入，例如通过漆的密封或通过薄膜的覆层。在进一步的步骤中，根据本发明设置的光元件布置在挡衬元件处并最后利用塑料进行背面注射。
27.可以设置成，在挡衬元件的内侧和/或外侧处提供至少一个第一区域，在该第一区域的表面处产生粒化部，该粒化部将由至少一个光元件提供的具有预设辐射特征的光束从发光元件中导引出。
28.通过提供粒化部，可以预设耦入到挡衬元件中的和/或打到挡衬元件上的光束的辐射特征，从而产生预设的光图案。挡衬元件的粒化部可以在产生挡衬元件期间例如通过相应的模具提供。备选地或附加地，可以通过附加的工具(例如激光器)来产生粒化部。为此，例如可以借助于工具选择性地从挡衬元件去除材料。
29.此外，可以设置成，在挡衬元件处提供至少一个配对耦合接口，用于耦入通过至少一个光元件的耦合接口提供的光束。
30.用于将光束耦入到根据本发明设置的挡衬元件中的配对耦合接口可以在挡衬元件处例如通过相应的模具或借助于附加的工具提供。在此，相应的配对耦合接口可以与相应的光元件的相应的耦合接口配合准确地构造，使得耦合接口和配对耦合接口精确地预设用于由光元件提供的光束的导引路径，通过使所述耦合接口和配对耦合接口例如形状配合
地接合到彼此中，并且使所谓的“散射光”的出现最小化。
31.还可以设置成，挡衬元件作为“一次性装饰件”在唯一的生产步骤中制成。
32.在唯一的生产步骤中制造的“一次性装饰件”在制造方面是特别适宜的，并且由于最小的误差源而示出特别低的生产公差，从而可以实现特别准确的发光图案。
33.此外可以设置成，制造方法借助于唯一的注射成型模具执行。
34.通过使用唯一的注射成型工具或唯一的注射成型模具，可以产生挡衬元件并使其直接与光元件组合成所提出的发光元件。在此，挡衬元件在其制造之后可以保留在注射成型模具中，从而可以确保发光元件在挡衬元件处的特别位置准确的布置。通过最后利用塑料对光元件进行背面注射，例如在使用注射成型模具的情况下，可以将光元件与挡衬元件连接。
35.此外可以设置成，在挡衬元件处借助于激光器提供至少一个第一区域，该第一区域的表面具有粒状部，该粒状部将由至少一个光元件提供的具有预设辐射特征的光束从发光元件中导引出。
36.通过使用激光器(该激光器例如可以在所提出的发光元件从注射成型模具中取出之后或在将发光元件布置在挡衬元件处之前使用，以便加工挡衬元件的相应的表面、即外侧或可见侧和/或与外侧相对而置的内侧)，可以提供特别准确的粒化部，该粒化部准确地预设通过光元件引入到挡衬元件中的光束的辐射特征。
37.此外可以设置成，在挡衬元件处提供至少一个第二区域，该第二区域的表面具有如下结构，该结构使从周围环境打到挡衬元件上的具有预设辐射特征的光束偏转。
38.通过使用激光器(该激光器例如可以在所提出的发光元件从注射成型模具中取出之后或在将发光元件布置在挡衬元件处之前使用，以便加工挡衬元件的外表面或可见面)，可以提供特别准确的粒化部，该粒化部准确地预设从挡衬元件的周围环境打到挡衬元件上的并通过粒化部引出的光束的辐射特征。
39.此外可以设置成，至少一个第一区域和至少一个第二区域重叠。
40.通过粒化部(该粒化部不仅使从周围环境射入到挡衬元件上的光束而且使通过光元件耦入到挡衬元件中的或对挡衬元件进行穿透辐射的光束根据预设的发光图案偏转)，可以产生如下图案，该图案不仅在强光射入下而且在弱光射入下都可清楚看到。相应地，这样的粒化部特别好地适合于标识功能元件，例如车辆中的按钮或转动调节件。
41.在第三方面，本发明涉及具有所提出的发光元件的可能的设计方案的车辆。
附图说明
42.本发明的另外的优点、特征和细节由以下描述得出，在该描述中，参照附图详细描述本发明的实施例。在此，在权利要求中以及在说明书中提到的特征可以分别单独地或以任何组合对本发明是重要的。其中：图1示出了根据本发明的发光元件的可能的设计方案的示意图，图2示出了根据图1的发光元件的详细图，图3示出了根据本发明的制造方法的示意图，图4示出了根据本发明的制造方法借助于单个模具的可能的设计方案的可视化流程，
图5示出了根据本发明的车辆的示意图。
具体实施方式
43.在图1中示出了发光元件100。发光元件100包括挡衬元件101和光元件103。
44.挡衬元件101至少局部裸注射地设计，使得挡衬元件的表面没有漆或覆层。
45.尤其地，挡衬元件101是整体式的。
46.光元件103包括光导体105，用于将通过可选地集成到光元件中的光源107耦入到光导体105中的光束导引到连接元件101中。
47.此外，发光元件101可选地包括用于向光源107供应电能的插头109。
48.在光元件103处布置有基底111，该基底赋予发光元件100结构稳定性并实现在车辆处的固定。此外，基底111用于将光元件103与挡衬元件101连接。
49.在图2中详细示出了发光元件100。在此可以看到，发光元件100包括第一区域200，在第一区域中，通过光元件103耦入到挡衬元件101中的光束201以预设辐射特征放射到周围环境中。在此，在挡衬元件101的面向光元件103的一侧上的第一粒化部203与在挡衬元件101的面向周围环境、即背离光元件103的一侧上的第二粒化部205共同作用，以便将光束201以预设辐射特征放射到周围环境中。
50.第一粒化部203的最靠近挡衬元件101的配对耦合接口207的第一粒化元件209引起使通过光元件103经由其耦合接口211耦入到挡衬元件101中的光束201的散射辐射最小化，而第二粒化部205的第二粒化元件213引起使光束201根据预设的发光图案或以彼此预设间距和/或以相对于挡衬元件101的表面的预设角度和/或以预设强度放射。
51.第二粒化部205在此放大呈现，从而可以特别清楚地看到第二粒化部的第二粒化元件213或第二粒化部的与相应光束201的相互作用。在第二粒化部的边缘区域处，产生与相应的相邻区域的表面或粒化部的相互作用，通过该相互作用使从第一区域200出来的散射辐射最小化。
52.此外，挡衬元件101包括第二区域215，该第二区域折射或反射从周围环境射入到挡衬元件101上的具有预设辐射特征的光束，从而产生表征性视觉印象，该视觉印象尤其在日间、即在强光辐射到发光元件100上时是可感知的。
53.例如，第二区域215可以可选地被背面发光或穿透发光，以便例如与第一区域200相组合地产生发光图案。
54.用于将来自光元件103的光耦入到具有耦合接口211和配对耦合接口207的挡衬元件101中的耦入区域也放大呈现。在此可以看到，耦合接口211具有如下几何结构，该几何结构使辐射通过光导体205的光束转向，例如以直角或近似直角转向并将其耦入到配对耦合接口207中。
55.在图3中示出了制造方法300。制造方法300包括用于在注射成型方法中产生至少局部裸注射的挡衬元件的产生步骤301、用于在挡衬元件处布置至少一个光元件的布置步骤303以及用于利用塑料对至少一个光元件进行背面注射的背面注射步骤305，以便将至少一个光元件固定在挡衬元件处。
56.在图4中示出了制造方法300的可能的设计方案的可视化。
57.首先，在注射成型过程中在模具401中产生挡衬元件400。然后将光元件403布置在
挡衬元件400处并利用塑料进行背面注射，以便产生发光元件405。
58.在图5中示出了车辆500。在车辆500中，发光元件100布置在仪表板501的区域中，如图1中所示。
59.发光元件100在此用于标识车辆500的功能元件，通过在夜间可以通过第一区域200看到表征性发光图案，并且在日间可以通过第二区域215看到表征性表面结构。
60.附图标记列表100发光元件101挡衬元件103光元件105光导体107光源109插头111基底200第一区域201光束203第一粒化部205第二粒化部207配对耦合接口209第一粒化元件211耦合接口213第二粒化元件215第二区域300制造方法301产生步骤303布置步骤305背面注射步骤400挡衬元件401模具403光元件405发光元件500车辆501仪表板。