DE10065156C1

DE10065156C1 - Verfahren zum Herstellen von mindestens zwei oberflächenmäßig unterschiedlichen Typen von Handhaben aus Kunststoffmaterial

Info

Publication number: DE10065156C1
Application number: DE10065156A
Authority: DE
Inventors: Winfried Weis
Original assignee: Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Current assignee: Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Priority date: 2000-12-23
Filing date: 2000-12-23
Publication date: 2002-02-21
Anticipated expiration: 2020-12-24
Also published as: WO2002052116A1

Abstract

Bei einem Herstellungsverfahren von unterschiedlichen Handgriffen aus Kunststoffmaterial gibt es Standardtypen mit einer Kunststoffoberfläche und Luxustypen, die aus einem Kunststoffrohling mit einer galvanisch aufgebrachten metallischen Deckschicht bestehen. Zur Vereinfachung und Verbilligung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, das gleiche Formwerkzeug, welches zur Herstellung der Standardtype verwendet wird, auch zur Herstellung des Kunststoffrohlings für die Luxustype zu verwenden und dabei sogar das gleiche Kunststoffmaterial zu nutzen. Damit ist es praktisch möglich, die Standardtype als Kunststoffrohling für die Herstellung von Luxustypen zu nutzen. Nach einer Plasmabeschichtung mit Basismaterial wird der Kunststoffrohling mit einem Zwischenmetall plasmatisch beschichtet und ermöglicht so eine galvanische Beschichtung in großer Dicke. Diese galvanisch aufgebrachte Zwischenmetall-Oberfläche kann dann glättend bearbeitet werden. Im letzten Verfahrensschritt kann dann schließlich das gewünschte Deckmetall auf diese bearbeitete Oberfläche des Zwischenprodukts aufgebracht werden.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art. Es besteht das Bedürfnis bei Fahrzeugen Handhaben mit unterschiedlicher Oberfläche anzubieten, die dann nach den Wünschen des Fahrzeugherstellers wahlweise verwendet werden können. Als Handhaben bei Fahrzeugen kommen z. B. Türaußengriffe oder aber Betätigungselemente im Fahrzeuginnenbereich in Frage. Es gibt dabei preiswerte Handhaben, die eine unbeschichtete Kunststoffoberfläche aufweisen. Diese soll nachfolgend kurz als "Standardtype" der Handhabe bezeichnet werden. Bedarfsweise können, auf Wunsch des Kundens, solche Standardtypen auch noch lackiert werden.

Wesentlich aufwendiger ist dagegen die Herstellung von Handhaben, die zwar auch aus einem Kunststoffrohling bestehen, die aber eine hochglanzpolierte metallische Außenfläche aufweisen. Derartige Handhaben sollen mit "Luxustype" bezeichnet werden. Es ist zwar bekannt mittels Ionisationseinrichtungen Metalle zu verdampfen und in einer ein Plasma erzeugenden Bogenentladung zwischen Anode und Kathode ein Kunststoffsubstrat mit Metall zu beschichten (DE 44 40 521 C1), doch sind solche plasmatisch aufgebrachten Metallschichten zu dünn, um einen bestimmungsgemäßen Gebrauch ausreichend lange standhalten zu können. Selbst wenn man die Kosten zur Herstellung einer dickeren Plasmabeschichtung auf Handhaben in Kauf nehmen würde, wäre die Schichtdicke nicht ausreichend, um sie einer Hochglanzpolierung zu unterziehen, wie es eine Luxustype erfordert.

Deswegen musste bei dem bekannten Verfahren zur Herstellung der Luxustype für den Kunststoffrohling ein elektrisch leitender Kunststoff, z. B. ein ABS-Material verwendet werden, das ein preiswerteres galvanisches Aufbringen der gewünschten metallischen Deckschicht in ausreichender Stärke erlaubt. Die so gewonnene Deckschicht ist für eine Hochglanzpolierung ausreichend. Ein solcher elektrisch leitender Kunststoff ist aber verhältnismäßig teuer und besitzt nicht jene günstigen Eigenschaften, die dem zur Herstellung der Standardtype dienenden preiswerteren Kunststoff zugrunde liegen. Außerdem weist der elektrisch leitende Kunststoff für den Kunststoffrohling der Luxustype ein anderes Schrumpfverhalten auf, als der einfache, zur Herstellung der Standardtype verwendete nicht elektrisch leitende Kunststoff. Unter anderem wegen dieses unterschiedlichen Schrumpfungsverhaltens musste man deshalb für den Kunststoffrohling der Luxustype andere Formwerkzeuge als zur Herstellung der einfachen Standardtype verwenden. Die Herstellung getrennter Formwerkzeuge und die Verwendung unterschiedlicher Materialien verteuerte die Herstellung der beiden Typen von Handhaben. Dabei sollten wegen ihrer wahlweisen Verwendung die äußeren Abmessungen bei der Spartype und bei der Luxustype im wesentlichen gleich sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu verbilligen und zu vereinfachen. Dies wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 genannten Verfahrensschritte erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.

Bei der Erfindung ist für beide Typen von Handhaben nur ein einziges Formwerkzeug erforderlich. Darüber hinaus erlaubt es das erfindungsgemäße Verfahren für die Herstellung der Standardtype das gleiche Kunststoffmaterial, wie für die Luxustype zu verwenden. Man braucht also beim Herstellungsverfahren überhaupt nicht darauf zu achten, ob Standardtypen oder Luxustypen hergestellt werden sollen. Man kann zunächst für beide Typen ein einheitliches Produkt herstellen, um nachträglich darüber zu entscheiden, welche und wie viele dieser Produkte als Standardtype verwendet bzw. als Luxustype weiter vervollkommnet werden sollen. Man erhält den Vorteil einer einheitlichen Lagerhaltung von Handhaben für beide Typen. Nach der Formgebung einer ausreichenden Anzahl von als Standardtype ausgebildeten Handhaben wird die gewünschte Anzahl dieser Objekte als Kunststoffrohling angesehen, der dann den weiteren, in Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritten unterzogen wird, bis schließlich die dazu analoge Luxustype dieser Handhabe vorliegt. Das vereinfacht und verbilligt wesentlich das Verfahren zur Herstellung dieser beiden Handhaben-Typen.

Weitere vorteilhafte Verfahrensschritte sind in den Unteransprüchen, in der Beschreibung und in den Zeichnungen angegeben bzw. näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer als Standardtype ausgebildeten Handhabe,

Fig. 2 die gleiche Handhabe, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu einer Luxustype vervollkommnet wurde und

Fig. 3, schematisch und in starker Vergrößerung bruchstückhaft ein Teilstück eines Querschnitts der in Fig. 2 gezeigten Luxustype der Handhabe, woran die einzelnen Verfahrensschritte und ihre Ergebnisse näher erläutert werden sollen.

In Fig. 1 ist eine Handhabe 10 gezeigt, die als "Standardtype" ausgebildet ist und als Türaußengriff bei einem Fahrzeug verwendet werden kann. Die Kunststoffoberfläche 11 kann mit einer Narbenstruktur 12 versehen sein, die eine bessere Griffigkeit erlaubt. Diese Narbung 12 ist aus dem in starker Vergrößerung wiedergegebenen Profil eines Kunststoffrohlings 10' zu ersehen, von welchem ein Teilstück seines Querschnitts in Fig. 3 gezeigt ist. Entsprechend seiner Nutzung als Ziehgriff besitzt der Handgriff 10 am einen Ende seines Griffteils 13 eine Lagerstelle 14 und am gegenüberliegenden Ende einen Betätiger 15, der nach der Montage des Ziehgriffs mit einer Schlossmechanik zusammenwirkt. Es versteht sich, dass als Handhabe 10 auch andere Griffformen aufweisen oder als andere Betätigungselemente von Fahrzeugen verwendet werden könnten.

Fig. 2 zeigt eine als sogenannte "Luxustype" ausgebildete Handhabe 20, die formmäßig der vorerwähnten Spartype 10 gleicht. Auch die Luxustype 20 besitzt folglich die erwähnte Lagerstelle 14, den Griffteil 13 und den Schlossbetätiger 15. Sie unterscheidet sich allerdings dadurch, dass sie eine metallische Oberfläche 21 aufweist, die hier geglättet und poliert ist. Zur Ausbildung dieser Metalloberfläche 21 wird ein Deckmetall 22 verwendet, das an sich unterschiedlich sein kann. Im vorliegenden Fall wird Chrom/Nickel verwendet. Es könnte aber, wenn es der Kunde wünscht, auch jedes andere Metall sein, z. B. Kupfer, Silber, Gold, Wolfram, Titan. Die Herstellung einer solchen Luxustype 20 mit dem gewünschten Deckmetall 22 vollzieht sich in übereinstimmender Weise, was anhand der Fig. 3 näher erläutert wird.

Bei der Erfindung wird ein Kunststoffrohling 10' verwendet, welcher aus jenem Kunststoffmaterial 16 besteht, welches bereits zur Herstellung der Standardtype 10 verwendet worden ist. Man verwendet daher für den Rohling 10' auch das gleiche Formwerkzeug wie bei der Standardtype 10. Man kann folglich die bei der Standardtype 10 angefallenen Produkte als Kunststoffrohlinge 10' zur Herstellung der Luxustype 20 verwenden. Es genügt in einem ersten Arbeitsschritt diese mit der Standardtype identischen Rohlinge 10' zu reinigen. In Fig. 3 ist dieser erste Arbeitsschritt 31 im äußersten rechten Abschnitt dieser Figur veranschaulicht, man sieht die Kunststoffoberfläche 11 des Rohlings 10' mit der erwähnten Narbenstruktur 12. Es kann sich um einen schwarzen Kunststoff handeln, der nicht elektrisch leitend zu sein braucht.

Diese Rohlinge 10' werden dann in eine Vorrichtung zum Plasmabeschichten mit einem bestimmten Basismaterial 23 gebracht, das z. B. aus Chrom bestehen kann. Dieser zweite Arbeitsschritt ist im nächsten, mit 32 gekennzeichneten Abschnitt von Fig. 3 zu entnehmen. Die aufgebrachte Chromschicht 23 besitzt eine recht dünne mit 24 bezeichnete Stärke 24, von ca. 0,6 µm. Man erhält auf diese Weise ein Vorprodukt 17, welches oberflächig elekrisch leitend ist. Die dünne Chromschicht 23 lässt die Narbenstruktur 12 des Rohlings 10' noch voll erkennen.

Diese elektrische Leitfähigkeit wird im dritten Arbeitsschritt 33 noch weiter erhöht, vor allem aber wird - im Hinblick auf den noch näher zu beschreibenden vierten Arbeitsschritt - durch eine weitere Plasmabeschichtung ein bestimmtes Zwischenmetall 25 aufgebracht. Als Zwischenmetall 25 wird im vorliegenden Fall Kupfer verwendet. Der Metalldampf aus Kupfer 25 erzeugt hier eine Schichtdicke 26 von ca. 4 µm. Die Haftung dieses Kupfers 25 auf der vorausgehend aufgedampften Chromschicht 23 ist optimal. Man erhält ein Nachprodukt 18 mit einer Oberfläche 27 aus Kupfer. Die oberflächige Narbenstruktur des vorausgehenden Vorprodukts 17 kann sich dabei bereits verringert haben.

Das Nachprodukt 18 des dritten Arbeitsschritts 33 wird im nächsten Arbeitsschritt 34 einer galvanischen Behandlung unterzogen, und zwar wieder mit dem gleichen Zwischenmetall 25, welches vorausgehend, im dritten Arbeitsschritt 33, bereits plasmatisch aufgetragen wurde. Zur Aufgalvanisierung auf das Nachprodukt 18 wird also wieder Kupfer 25 verwendet. Dadurch entsteht ein Zwischenprodukt 19 mit einer großen galvanischen Schichtdicke 28 von ca. 50 µm. Es liegt eine galvanische Kupferoberfläche 27' vor, welche kaum noch die ursprüngliche Narbenstruktur 12 des Rohlings 10' erkennen lässt. Doch selbst wenn diese Narbenstruktur auf der Kopfoberfläche 17' sich noch bemerkbar machen sollte, wird sie in jedem Fall im fünften Arbeitsschritt 35 beseitigt. Dort wird nämlich die Oberfläche mechanisch geglättet. Dies geschieht im vorliegenden Fall durch Schleifen und Polieren. Nach dem fünften Arbeitsschritt 35 erhält man bei diesem Zwischenprodukt 19 also eine hochglanzpolierte Kupferoberfläche 27". Der ursprünglich mit Strukturen 12 versehene Rohling 10' trägt nach dieser fünften Prozedur 35 eine glatte galvanische Oberfläche 27".

Im letzten sechsten Arbeitsschritt 36 erfolgt schließlich eine letzte ebenfalls galvanische Beschichtung mit dem sich nach dem Kundenwunsch richtenden Deckmetall 22. Das ist im vorliegenden Fall, wie bereits erwähnt wurde, Nickel ca. µm/ca. 0,5 µm Chrom. Es wäre aber auch möglich, hier andere Metalle, z. B. Silber/Gold oder Titan zusätzlich zu verwenden. Die Schichtdicke 29 der Deckschicht 22 beträgt ca. 15,5 µm. Das Endprodukt 20 ist also die Luxustype 20 der Handhabe mit der gewünschten Metalloberfläche 21. Dieses Endprodukt 20 ist wegen der vorausgehenden polierten Kupferoberfläche 27" absolut glatt und bedarf in der Regel keiner weiteren Nachbehandlung.

Eine weitere Type der gleichen Handhabe lässt sich, ausgehend von der Spartype 10, dadurch erlangen, dass man die Kunststoffoberfläche 11 mit beliebigem farbigem Material beschichtet. Das kann z. B. durch Spritzen von Lacken geschehen. Ausgehend von einheitlichen Kunststoffteilen, die als Standardtype 10 verwendet werden, ist also bei der Erfindung die Herstellung einer großen Palette unterschiedlicher Typen von im wesentlichen formgleicher Handhaben möglich.

Bezugszeichenliste

10

einfache Handhabe, Spartype

10

' Rohling für

20

11

Kunststoffoberfläche von

10

bzw.

10

'

12

Narbenstruktur von

10

bzw.

10

'

13

Griffteil von

10

bzw.

20

14

Lagerstelle von

10

bzw.

20

15

Betätiger von

10

bzw.

20

16

Kunststoffmaterial von

10

bzw.

10

'

17

Vorprodukt für

20

18

Nachprodukt für

20

19

Zwischenprodukt für

20

luxuriöse Handhabe, Luxustype

21

Metalloberfläche von

20

, Deckmetallflächen

22

Deckmetall, Chrom/Nickel

23

Basismetall auf

17

, Chrom

24

Dicke von

23

25

Zwischenmetall auf

17

bzw.

18

, Kupfer

26

Schichtdicke der plasmatischen Schicht von

25

27

plasmatische Kupferoberfläche von

18

27

' galvanische Kupferoberfläche von

19

27

" hochglanzpolierte Kupferoberfläche von

19

28

galvanische Schichtdicke von

25

29

Schichtdicke von

22

31

erster Arbeitsschritt, Reinigen von

10

'

32

zweiter Arbeitsschritt, Plasmabeschichtung mit

23

33

dritter Arbeitsschritt, Plasmabeschichtung mit

25

34

vierter Arbeitsschritt, galvanisches Beschichten mit

25

35

fünfter Arbeitsschritt, Hochglanzbehandlung

36

sechster Arbeitsschritt, galvanisches Aufbringen von

22

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von mindestens zwei oberflächenmäßig unterschiedlichen Typen (10, 20) von Handhaben aus Kunststoffmaterial (16), insbesondere von Türaußengriffen oder von Innenbetätigungselementen für Fahrzeuge,
nämlich einerseits einer Standardtype (10) mit einer Kunststoffoberfläche (11) und andererseits einer Luxustype (20) mit einer auf einem Kunststoffrohling (10') galvanisch aufgebrachten metallischen Deckschicht (29),
dadurch gekennzeichnet,
dass im gleichen Formwerkzeug aus gleichem Kunststoffmaterial (16) sowohl die Standardtype (10) als auch der Kunststoffrohling (10') der Luxustype (20) erzeugt werden,
dass der Kunststoffrohling (10') zunächst dünn mit einem Basismetall (23) plasmabeschichtet wird, wodurch ein oberflächig elektrisch leitendes Vorprodukt (17) entsteht,
dass danach - bevor eine dicke Schicht (28) eines Zwischenmetalls (25) galvanisch aufgetragen wird - auf das Vorprodukt (17) noch eine dünne Plasmabeschichtung (26) aus diesem Zwischenmetall (25) aufgebracht wird,
dass nach der galvanischen Beschichtung (28) ein Zwischenprodukt (19) entsteht, dessen Zwischenmetall-Oberfläche (27') dann glättend bearbeitet (27") wird,
und dass auf die geglättete Oberfläche (27") des Zwischenprodukts (19) schließlich die Deckschicht (29) aus gewünschtem Deckmetall (22) aufgalvanisiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Formen der Standardtype (10) und des Kunststoffrohlings (10') der Luxustype (20) die Kunststoffoberfläche (11) mit einer Narbung (12) versehen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beim ursprünglichen Kunststoffrohling (10') bestehende Narbungsstruktur (12) zwar beim plasmabeschichteten Vorprodukt (17) noch besteht, aber nach dem galvanischen Beschichten (28) mit Zwischenmetall (25) und/oder nach der Oberflächenglättung (27") des Zwischenprodukts (19) beseitigt wird und ein oberflächig strukturfreies Endprodukt bei der Luxustype (20) entsteht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Basismetall (23) Chrom verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Zwischenmetall (25) Kupfer verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Deckmetall (22) Nickel verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Deckmetall (22) Chrom verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Deckmetall (22) Silber oder Gold verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Kunststoffrohling (10') der Luxustype (20) das Basismetall (23) mit einer Schichtdicke von unter 1 µm, insbesondere von ca. 0,6 µm plasmatisch aufgebracht wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Basisschicht (24) des Vorprodukts (17) eine Zwischenmetall-Schicht (26) von wenigen µm, vorzugsweise ca. 4 µm, plasmatisch aufgebracht wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf das plasmatisch beschichtete (26) Nachprodukt (18) eine weitere Zwischenmetall-Schicht (28) in einer Schichtdicke bis zu ca. 50 µm galvanisch aufgebracht wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Glättungsphase (35) die Oberfläche (27') des Zwischenprodukts (19) geschliffen und poliert (27") wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der letzten Arbeitsphase (36) zur Herstellung der Luxustype (20) auf die geglättete Oberfläche (27") des Zwischenprodukts (19) eine Deckschicht (22) von mehreren µm, vorzugsweise von ca. 4 µm aufgebracht wird.