DE102009058946B4 - Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für einen elektronischen Schlüssel - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines eine Gehäuseaußenseite (14) sowie eine Gehäuseinnenseite (15) aufweisenden Gehäuses (3) für einen elektronischen Schlüssel (1) eines Schließsystems eines Kraftfahrzeugs, mit einem Betätigungsorgan (2) zur Betätigung eines in dem Gehäuse (3) anordenbaren Schaltelements (10), wobei das Betätigungsorgan (2) in der Art einer zur Betätigung elastisch verformbaren, im Wesentlichen in der Oberfläche des Gehäuses (3) verlaufenden Fläche ausgestaltet ist, wobei das Betätigungsorgan (2) aus einer Hartkomponente (12) sowie einer Weichkomponente (13) besteht, wobei die Weichkomponente (13) am Gehäuse (3) befestigt ist, derart dass die Hartkomponente (12) über die Weichkomponente (13) beweglich zur Betätigung des Schaltelements (10) vorgesehen ist, und wobei die Hartkomponente (12) an der Gehäuseaußenseite (14) auf die Weichkomponente (13) aufgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartkomponente (12) an der Weichkomponente (13) mittels Laserdurchstrahlschweißen befestigt wird, wobei die Laserstrahlung (16) von der Gehäuseinnenseite (15) einwirkt, und dass mittels einer Glasaufnahme von der Gehäuseinnenseite (15) eine Pressung zwischen der Hartkomponente (12) und der Weichkomponente (13) für den Schweißvorgang vorgenommen wird.

Description

  • Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aus.
  • Solche Gehäuse werden insbesondere für einen elektronischen Schlüssel, einen Identifikations(ID)-Geber o. dgl. eines Schließsystems in einem Kraftfahrzeug verwendet.
  • Schließsysteme für Kraftfahrzeuge sind zur Steigerung des Komforts für den Benutzer oft mit einem elektronischen Schlüssel ausgestattet. Nach entsprechender Betätigung durch den Benutzer wird zwischen dem Schlüssel und einem Steuergerät im Kraftfahrzeug ein Code, beispielsweise über elektromagnetische Wellen, ausgetauscht, so daß nach positiver Auswertung des Codes die Türen, der Kofferraumdeckel o. dgl. des Kraftfahrzeugs fernbedienbar ent- und/oder verriegelt sowie sonstige Funktionen ausgelöst werden.
  • Ein derartiger elektronischer Schlüssel ist aus der DE 199 15 969 A1 bekannt. In dem eine Gehäuseaußenseite und eine Gehäuseinnenseite aufweisenden Gehäuse des Schlüssels befindet sich ein Schaltelement, wie ein elektrischer Schalter, ein Sensor o. dgl., wobei ein Betätigungsorgan für das Schaltelement am Gehäuse auf das Schaltelement betätigend einwirkt. Das Betätigungsorgan ist in der Art einer zur Betätigung elastisch verformbaren Fläche ausgebildet, die im wesentlichen in der Oberfläche des Gehäuses verlaufend ausgestaltet ist.
  • Weiter ist in der DE 10 2007 017 495 A1 eine besondere Ausgestaltung für ein solches Betätigungsorgan eines elektronischen Schlüssels beschrieben. Das Betätigungsorgan besteht aus einer Hartkomponente sowie einer Weichkomponente. Dabei ist die Weichkomponente am Gehäuse derart befestigt, daß die Hartkomponente über die Weichkomponente beweglich zur Betätigung des Schaltelements ist. Zur Herstellung des Gehäuses wird die Hartkomponente an der Gehäuseaußenseite auf die Weichkomponente aufgelegt, wobei die Hartkomponente an der Weichkomponente mittels Laserverschweißen befestigt wird.
  • Weitere Gehäuse mit einem daran angeordneten Betätigungsorgan sowie Herstellverfahren für solche Gehäuse sind in der DE 10 2006 025 141 A1 , in der DE 10 2006 032 060 A1 , in der DE 202 12 255 U1 , in der EP 1 122 753 A2 , in der DE 101 31 500 A1 , in der DE 10 2006 024 292 A1 und in der DE 10 2005 001 002 A1 beschrieben.
  • Der Erfindung liegt ausgehend von der DE 10 2007 017 495 A1 die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Gehäuse weiterzuentwickeln und ein Herstellverfahren für ein solches Gehäuse bereitzustellen. Dabei soll insbesondere das Betätigungsorgan in Form einer „harten Taste“ auf dem Schlüsselgehäuse mit kleinem Spaltmaß, beispielsweise von ca. 0,2 mm, realisiert werden.
  • Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Gehäuses durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Beim erfindungsgemäßen Herstellverfahren für das Gehäuse wird die Hartkomponente an der Weichkomponente mittels Laserdurchstrahlschweißen befestigt, indem die Laserstrahlung von der Gehäuseinnenseite einwirkt. Weiterhin kann mittels einer Glasaufnahme von der Gehäuseinnenseite, also der eigentlichen Laserseite, eine Pressung zwischen der Hart- und der Weichkomponente für den Schweißvorgang vorgenommen werden, so daß eine Fixierung zwischen den beiden Komponenten während des Verschweißens in einfacher Art und Weise erreicht ist, ohne daß eine Beeinträchtigung für die Einwirkung der Laserstrahlung zu befürchten wäre. Eine derartige Ausgestaltung gestattet die präzise Einhaltung sehr kleiner Spalte zwischen der Hartkomponente und dem Rand der Öffnung im Gehäuse, in der die Hartkomponente als Betätigungsorgan befindlich ist. Vorteilhafterweise wird dabei eine Reduzierung des Spaltmaßes durch das Aufsetzen von Tasten auf die Weichkomponente mittels Laserdurchstrahlschweißen erreicht sowie ein kleineres Spaltmaß als bisher für das Betätigungsorgan ermöglicht. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • In einer weiteren Ausbildung erfolgt mittels Rippen sowie dazu korrespondierender Anschläge eine Zentrierung der Hartkomponente auf der Weichkomponente beim Auflegen der Hartkomponente. Dadurch läßt sich eine weitere Verringerung des Spaltmaßes zwischen der Hartkomponente sowie der Gehäuseaußenseite erreichen. Folglich können zur Unterstützung für das Erreichen kleiner Spaltmaße die Hartkomponente Rippen sowie die Weichkomponente dazu korrespondierende Anschläge zur Zentrierung der Hartkomponente auf der Weichkomponente aufweisen. Selbstverständlich können auch umgekehrt die Rippen an der Weichkomponente sowie die dazu korrespondierenden Anschläge zur Zentrierung der Hartkomponente auf der Weichkomponente an der Hartkomponente angeordnet sein.
  • In üblicher Weise liegt für kostengünstige Laser, insbesondere für Laserdioden, die Frequenz der Laserstrahlung im Infrarot(IR)-Bereich. Um eine gute Verbindung zwischen den beiden Komponenten zu gewährleisten, ist in einer Weiterbildung die Weichkomponente schwarz-IR-transparent für die Durchstrahlung des Lasers eingefärbt. Die Hartkomponente, also die eigentliche Taste für das Betätigungsorgan, ist schwarz-IR-absorbierend für die Laserstrahlung eingefärbt. Ist aus Designgründen die Hartkomponente farbig ausgestaltet, beispielsweise bei einer Panik- oder Alarmtaste rot eingefärbt, so kann eine schwarze Bedruckung als Initiator für die Absorption der Laserstrahlung auf die Hartkomponente aufgebracht sein und/oder ein Laseradditiv als Absorber für die Laserstrahlung dem Werkstoff für die Hartkomponente beigemischt sein.
  • In einer einfachen und dennoch sehr zuverlässigen weiteren Ausgestaltung ist die Weichkomponente am Gehäuse durch Zwei-Komponenten-Spritzgießen bei der Herstellung des Gehäuses befestigt.
  • Zusammenfassend ist für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gehäuses sowie des zugehörigen Herstellverfahrens nachfolgendes festzustellen. Es wird eine harte Taste aus einem Thermoplasten mittels Laserdurchstrahlschweißen mit der Weichkomponente des Dreikomponenten-Oberteils verbunden. Die Zentrierung erfolgt über die Weichkomponente und Rippen an der Tastenunterseite sowie über eine spezielle Glasaufnahme, welche auch die notwendige Pressung für den Schweißvorgang von der Laserseite her gewährleistet. Die Weichkomponente ist schwarz-IR-transparent eingefärbt, damit der Laser durchstrahlen kann, die Taste ist schwarz absorbierend ausgelegt. Bei der roten Paniktaste wird entweder eine schwarze Bedruckung als Initiator aufgebracht oder ein Laseradditiv als Absorber beigemischt. Ein Spaltmaß von in etwa 0,2 mm ist so realisierbar.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein besonders kleines Spaltmaß, insbesondere von ca. 0,2 mm erreichbar ist. Beim herkömmlichen Herstellverfahren werden die Tasten im Mehrkomponenten-Spritzguß-Verfahren direkt angespritzt, wobei lediglich ein Spaltmaß von größer als 0,8 mm möglich ist. Außerdem ist eine Zentrierung ohne die bisher beim Spritzgießen verwendeten Messer, die in den Spalt greifen, ermöglicht.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
    • 1 einen elektronischen Schlüssel für ein Schließsystem eines Kraftfahrzeugs, wobei der Schlüssel ein Gehäuse aufweist,
    • 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in 1 und
    • 3 die Herstellung des Gehäuses aus 1 in schematischer Ansicht.
  • In 1 ist ein elektronischer Schlüssel 1 für ein Schließsystem eines Kraftfahrzeugs gezeigt. Mit Hilfe des Schlüssels 1 ist eine fernbedienbare Ent- sowie Verriegelung der Autotüren möglich, die mittels in der Art von Tasten ausgestalteten Betätigungsorganen 2 durch den Benutzer auslösbar ist. Beispielsweise läßt sich durch manuelle Betätigung der Betätigungsorgane 2 die Zentralverriegelung ver- und/oder entsperren sowie der Kofferraumdeckel öffnen, indem entsprechende codierte Betriebssignale vom Schlüssel 1 zum Kraftfahrzeug gesendet werden. Auf den Betätigungsorganen 2 sind die diesen Funktionen entsprechenden Symbole angebracht.
  • Der elektronische Schlüssel 1 besitzt ein Gehäuse 3, das aus einem Oberteil 4 sowie einem Unterteil 5 besteht und eine Gehäuseaußenseite 14 sowie eine Gehäuseinnenseite 15 (siehe 2) aufweist. Im Gehäuseinneren 6 des Gehäuses 3 befindet sich eine auf einer Leiterplatte 8 angeordnete Elektronik 7 zum Betrieb des Schlüssels 1, wie schematisch in 2 gezeigt ist, sowie eine Batterie 9, die zur Spannungsversorgung der Elektronik 7 dient. Im Gehäuseinneren 6 befindet sich wenigstens ein Schaltelement 10, wie ein elektrischer Schalter, ein Sensor o. dgl., wobei das Schaltelement 10 dem am Gehäuse 3 angeordneten Betätigungsorgan 2 zugeordnet ist. Das Betätigungsorgan 2 wirkt über eine Öffnung 11 im Gehäuse 3 auf das im Gehäuseinneren 6 des Gehäuses 3 auf der Leiterplatte 8 angeordnete Schaltelement 10 zur Auslösung der entsprechenden Funktionen des Schließsystems betätigend ein. Das Betätigungsorgan 2 ist in der Art einer zur Betätigung elastisch verformbaren, im wesentlichen in der Oberfläche des Gehäuses 3 verlaufenden Fläche ausgestaltet. Das Betätigungsorgan 2 besteht aus einer Hartkomponente 12 aus thermoplastischem Kunststoff sowie einer am Gehäuse 3, und zwar an der Gehäuseinnenseite 15, befestigten, eine gewisse Elastizität besitzende Weichkomponente 13 aus einem Elastomer, einem thermoplastischen Elastomer o. dgl., derart daß die Hartkomponente 12 über die Weichkomponente 13 beweglich zur Betätigung des Schaltelements 10 ist. Die Hartkomponente 12 ist in der Art einer Taste ausgestaltet und aufliegend an der Weichkomponente 13, und zwar an der Gehäuseaußenseite 14 flächig aufliegend, mittels Verschweißen befestigt. Die Weichkomponente 13 kann bei der Herstellung des Gehäuses 3 mittels Zwei-Komponenten-Spritzgießens am Gehäuse 3 angebracht werden, womit das gesamte Oberteil 4 des Gehäuses 3 somit in der Art eines 3-Komponenten-Teils ausgestaltet ist. Es ist noch hervorzuheben, daß die Weichkomponente 13 dabei derart an der Gehäuseinnenseite 15 angebracht ist, daß die Öffnung 11 durch die Weichkomponente 13 bedeckt ist, womit ein Eindringen von Schmutz, Staub, Flüssigkeit o. dgl. an der Öffnung 11 in das Gehäuseinnere 6 wirksam verhindert ist.
  • Das Verfahren zur Herstellung des Gehäuses 3 wird näher anhand von 3 erläutert. Die Hartkomponente 12 für die Tasten des Betätigungsorgans 2 wird an der Gehäuseaußenseite 14 des Oberteils 4 auf die Weichkomponente 13 aufgelegt. Anschließend wird die Hartkomponente 12 an der Weichkomponente 13 mittels Laserdurchstrahlschweißen befestigt, indem die Laserstrahlung 16 von der Gehäuseinnenseite 15 einwirkt. Die Laserstrahlung 16 durchdringt dann die Weichkomponente 13 und wird in der Hartkomponente 12 absorbiert. Aufgrund der Absorption wird die Hartkomponente 12 erwärmt, wobei die Grenzschicht zwischen der Hartkomponente 12 und der Weichkomponente 13 aufschmilzt, so daß beim Abkühlen die Hartkomponente 12 mit der Weichkomponente 13 eine stoffschlüssige Schweißverbindung eingeht. Mit Hilfe dieses Herstellverfahrens können besonders enge sowie exakte Maße für den in 2 deutlich sichtbaren Spalt 20 in der Öffnung 11 zwischen dem Betätigungsorgan 2 und dem Gehäuse 3 erreicht werden.
  • Zweckmäßigerweise erfolgt mittels Rippen 17 an der Hartkomponente 12 sowie dazu korrespondierender Anschläge 18 an der Weichkomponente 13 eine Zentrierung der Hartkomponente 12 auf der Weichkomponente 13 beim Auflegen der Hartkomponente 12. Mittels einer Glasaufnahme, die für die Laserstrahlung 16 transparent ist, kann von der Gehäuseinnenseite 15, also von der Laserseite, eine Pressung zwischen der Hartkomponente 12 und der Weichkomponente 13 für den Schweißvorgang vorgenommen sein, so daß die Hartkomponente 12 sowie die Weichkomponente 13 während des Verschweißens fixiert sind.
  • Als Laserquelle bietet sich ein Infrarot(IR)-Diodenlaser an, so daß die Frequenz für die Laserstrahlung 16 im IR-Bereich liegt. Die Weichkomponente 13 kann schwarz-IR-transparent für die Durchstrahlung des Lasers eingefärbt sein. Die Hartkomponente 12 für die Taste kann schwarz-IR-absorbierend für die Laserstrahlung 16 eingefärbt sein. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn das Gehäuse 3 schwarz eingefärbt ist. Allerdings kann die Hartkomponente 12 bei Bedarf auch farbig ausgestaltet sein. In 1 ist eine sogenannte Paniktaste 19 zur Auslösung eines Alarms gezeigt. Die Paniktaste 19 ist rot eingefärbt. Zweckmäßigerweise ist dann eine schwarze Bedruckung als Initiator für die Absorption der Laserstrahlung 16 auf die Hartkomponente 12 für die Paniktaste 19 an der der Weichkomponente 13 zugewandten Seite aufgebracht. Selbstverständlich kann auch ein Laseradditiv als Absorber für die Laserstrahlung 16 dem Werkstoff für die Hartkomponente 12 der Paniktaste 19 beigemischt sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 1:
    (elektronischer) Schlüssel
    2:
    Betätigungsorgan
    3:
    Gehäuse
    4:
    Oberteil (von Gehäuse)
    5:
    Unterteil (von Gehäuse)
    6:
    Gehäuseinneres
    7:
    Elektronik
    8:
    Leiterplatte
    9:
    Batterie
    10:
    Schaltelement
    11:
    Öffnung (in Gehäuse)
    12:
    Hartkomponente
    13:
    Weichkomponente
    14:
    Gehäuseaußenseite
    15:
    Gehäuseinnenseite
    16:
    Laserstrahlung
    17:
    Rippe
    18:
    Anschlag
    19:
    Paniktaste
    20:
    Spalt

Claims (8)

  1. Verfahren zur Herstellung eines eine Gehäuseaußenseite (14) sowie eine Gehäuseinnenseite (15) aufweisenden Gehäuses (3) für einen elektronischen Schlüssel (1) eines Schließsystems eines Kraftfahrzeugs, mit einem Betätigungsorgan (2) zur Betätigung eines in dem Gehäuse (3) anordenbaren Schaltelements (10), wobei das Betätigungsorgan (2) in der Art einer zur Betätigung elastisch verformbaren, im Wesentlichen in der Oberfläche des Gehäuses (3) verlaufenden Fläche ausgestaltet ist, wobei das Betätigungsorgan (2) aus einer Hartkomponente (12) sowie einer Weichkomponente (13) besteht, wobei die Weichkomponente (13) am Gehäuse (3) befestigt ist, derart dass die Hartkomponente (12) über die Weichkomponente (13) beweglich zur Betätigung des Schaltelements (10) vorgesehen ist, und wobei die Hartkomponente (12) an der Gehäuseaußenseite (14) auf die Weichkomponente (13) aufgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartkomponente (12) an der Weichkomponente (13) mittels Laserdurchstrahlschweißen befestigt wird, wobei die Laserstrahlung (16) von der Gehäuseinnenseite (15) einwirkt, und dass mittels einer Glasaufnahme von der Gehäuseinnenseite (15) eine Pressung zwischen der Hartkomponente (12) und der Weichkomponente (13) für den Schweißvorgang vorgenommen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Rippen (17) sowie dazu korrespondierender Anschläge (18) eine Zentrierung der Hartkomponente (12) auf der Weichkomponente (13) beim Auflegen der Hartkomponente (12) erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Laserstrahlung (16) mit einer im Infrarot(IR)-Bereich liegenden Frequenz verwendet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Weichkomponente (13) schwarz-IR-transparent für die Durchstrahlung des Lasers eingefärbt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartkomponente (12) schwarz-IR-absorbierend für die Laserstrahlung (16) eingefärbt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartkomponente (12) farbig ausgestaltet wird, wobei eine schwarze Bedruckung als Initiator für die Absorption der Laserstrahlung (16) auf die Hartkomponente (12) aufgebracht wird und/oder ein Laseradditiv als Absorber für die Laserstrahlung (16) dem Werkstoff für die Hartkomponente (12) beigemischt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartkomponente (12) als Paniktaste (19) rot eingefärbt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Weichkomponente (13) am Gehäuse (3) durch Zwei-Komponenten-Spritzgießen bei der Herstellung des Gehäuses (3) befestigt wird.
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