DE102014209802B4

DE102014209802B4 - Sichtblende, insbesondere Bedienblende, mit metallisch beschichteter Mikrostruktur

Info

Publication number: DE102014209802B4
Application number: DE102014209802.5A
Authority: DE
Inventors: Matthias Lust; Andreas Kramlich; Alain Dani
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 2014-03-21
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2021-09-02
Anticipated expiration: 2034-05-23
Also published as: CN204725948U; DE102014209802A1

Abstract

Sichtblende im Schichtaufbau, aufweisendeine erste transparente oder transluzente Schicht (1), die eine dem Betrachter zugewandte, obere Oberfläche (8) definiert;eine unter der ersten Schicht (1) angeordnete, zweite Schicht (2) aus einem Kunststoff;eine zwischen der ersten Schicht (1) und zweiten Schicht (2) liegende, mikrostrukturierte Grenzfläche (9);eine metallische Schicht (3), die auf der mikrostrukturierten Grenzfläche (9) aufgebracht ist;wobei die erste Schicht (1) und die zweite Schicht (2) form- und/oder kraftschlüssig mit der metallischen Schicht (3) verbunden sind,dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (1) aus Glas ist und dass die zweite Schicht (2) durch Hinterspritzen der metallischen Schicht (3) mit dem Material der zweiten Schicht (2) mit der metallischen Schicht (3)formschlüssig verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sichtblende. Sichtblenden im KFZ-Bereich, die insbesondere Bedienelemente umgeben, sollen nicht nur ein attraktives, dem Zeitgeschmack entsprechendes Aussehen aufweisen, sondern müssen vielfältige Anforderungen erfüllen. So müssen die Blenden die im Kraftfahrzeug regelmäßig vorkommenden Temperaturschwankungen und insbesondere intensive Bestrahlung mit Sonnenlicht ohne Beschädigung überstehen können. Ferner unterliegen Sie starker Beanspruchung bei Berührung durch reibenden Hautkontakt, durch die damit einhergehende Einwirkung von Körperschweiß und Körperfett. Neben den ästhetischen Gesichtspunkten hat dies dazu geführt, dass vermehrt besonders beständige Werkstoffe, wie Glas bei Sichtblenden und solchen von Bedienelementen verwendet werden sollen.
Da aber einerseits alle Komponenten im Kraftfahrzeug der Prämisse der Gewichtseinsparung unterliegen und andererseits harte Werkstoffe, insbesondere Glas, nur eingeschränkte Bearbeitungsmöglichkeiten ermöglichen, bieten sich Schichtaufbauten, sogenannte Sandwichstrukturen, an. Unter der eingangsgenannten Vorgabe der Haltbarkeit, insbesondere bei großen Temperaturschwankungen, sind somit hohe Anforderungen an die Haltbarkeit der Verbindung der Schichten an deren gemeinsamer Grenzfläche gestellt.
Eine Sichtblende gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der JP 2013 - 35 127 A bekannt.
Es besteht daher Bedarf nach einer gattungsgemäßen Sichtblende im Schichtaufbau mit verbesserter Haltbarkeit des Schichtaufbaus, insbesondere der Schichten an deren Grenzfläche, insbesondere bei bestehendem Unterschied der Schichten hinsichtlich deren Wärmeausdehnungsverhalten. Diese Aufgabe wird durch eine Sichtblende gemäß Anspruch 1 sowie durch das Verfahren des nebengeordneten Anspruchs gelöst. Vorteilhalte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
Die Erfindung betrifft eine Sichtblende im Schichtaufbau. Der Schichtaufbau weist eine erste transparente oder transluzente Schicht auf, die eine dem Betrachter zugewandte, obere Oberfläche definiert. Die Sichtblende ist in einer Ausgestaltung Teil eines Bedienelements, wobei die Oberfläche der Sichtblende die Bedienfläche als Blende umgibt, die Oberfläche die Bedienfläche umfasst oder die Oberfläche die Bedienfläche definiert.
Die Erfindung ist hinsichtlich der Gestaltung der Oberfläche nicht eingeschränkt. Beispielsweise ist die Oberfläche eben. Bevorzugt weist die Oberfläche eine dreidimensionale Gestaltung auf und umfasst beispielsweise Erhebungen und Senken, die für ein haptisches Feedback bei Berührung sorgen und somit als haptische Orientierungshilfen dienen. Der erfindungsgemäße Schichtaufbau sieht eine unter der ersten Schicht angeordnete zweite Schicht vor.
Ferner ist eine zwischen der ersten und zweiten Schicht liegende, mikrostrukturierte Grenzfläche vorgesehen. Erfindungsgemäß ist ferner eine metallische Schicht, die auf der mikrostrukturierten Grenzfläche aufgebracht ist, vorgesehen, beispielsweise aus Chrom, Nickel und/oder aus Legierungen aufweisend Chrom und/oder Nickel.
Die metallische Schicht weist bevorzugt eine solche Dicke auf, dass nach der Aufbringung die Mikrostruktur auf beiden Seiten der metallischen Schicht erkennbar bleibt. Bevorzugt liegt die Dicke im Bereich 5 µm bis 30 µm, bevorzugt 1 µm bis 20 µm. Bevorzugt wird sie durch ein galvanisches Abscheideverfahren auf die Mikrostruktur aufgebracht. Bevorzugt erfolgt die Aufbringung durch eine Gasphasenabscheidung, meist bevorzugt durch eine physikalische Gasphasenabscheidung.
Mikrostruktur im Sinne der Erfindung meint solche Oberflächenprofile mit einem Mittenrauwert Ra im Bereich von 0,08 µm bis 5,00 µm, bevorzugt im Bereich von 0,09 µm bis 3,2 µm, bevorzugter im Bereich von 0,10 µm bis 1,50 µm, meist bevorzugt im Bereich von 0,20 µm bis 0,80 µm. Der Mittenrauwert wird beispielsweise gemäß DIN EN ISO 4287:2010 bestimmt. Die Mikrostruktur wird beispielsweise durch mechanische oder chemische Bearbeitung, beispielsweise durch Sandstrahlen oder Ätzen, durch Strichpolieren oder meist bevorzugt durch Bürsten der Oberfläche erzeugt. Die Mikrostruktur kann auch bei der formgebenden Bearbeitung in die betreffende Schicht eingebracht worden sein, sie kann beispielsweise ein Abbild der Form sein, beispielsweise wird die Mikrostruktur beim Heißprägen oder Spritzformen der betreffenden Schicht in diese eingebracht.
Erfindungsgemäß sind die erste und die zweite Schicht form- und/oder kraftschlüssig mit der metallischen Schicht verbunden. Es hat sich gezeigt, dass die zwischen der ersten und zweiten Schicht befindliche metallische Schicht für eine optimale Wärmeabfuhr und/oder Wärmeverteilung aus dem bzw. im Schichtaufbau sorgt, wobei einem möglichen Unterschied im Wärmeausdehnungskoeffizient zu den an die metallischen Schicht angrenzenden Schichten durch die gesteigerte Haftung der metallischen Schicht an der Grenzfläche aufgrund deren Oberflächenrauigkeit entgegen gewirkt wird. Somit wird ein besonders haltbarer, insbesondere temperaturstabiler Schichtaufbau erreicht.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist die erste Schicht transparent, um die Mikrostruktur für den Betrachter sichtbar zu machen. Dabei kann die Schicht farbig transparent, beispielsweise blau transparent sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erste oder die zweite Schicht über eine Klebeschicht mittelbar oder unmittelbar mit der metallischen Schicht kraftschlüssig verbunden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Klebeschicht angrenzend an die erste Schicht angeordnet. Anders ausgedrückt ist es die erste obere Schicht, die mit der metallischen Schicht verklebt ist. Bevorzugt handelt es sich um eine Klebeschicht aus einem transparent aushärtenden Kleber. Beispielweise handelt es sich um einen chemisch aushärtenden Kleber, wie einer der folgenden Reaktionsklebstoffe: Epoxidklebstoff, Polyisocyanatklebstoff, Cyanacrylatklebstoff, Methacrylatklebstoff, Klebstoff mit ungesättigtem Polyester, Klebstoff auf Basis von Silikonharz, Phenolformaldehydharzklebstoff Harnstoffformaldehydharzklebstoff, Polyimidklebstoff, Polybenzimidazolklebstoff, Melaminformaldehydharzklebstoff, Resorcinformaldehydharzklebstoff und dergleichen. Beispielsweise handelt es sich um einen Polymerisationsklebstoff, wie ein Methylmethacrylat-Klebstoff oder ein Cyanacrylat-Klebstoff, oder ein Polyadditionsklebstoff, wie ein Klebstoff auf Silikonpolymerbasis ist. Beispielsweise ist der Klebstoff eine einkomponentige, dual härtende Masse, die bei Raumtemperatur flüssig ist und durch aktinische Strahlung sowie durch Feuchtigkeit vernetzbar ist.
Erfindungsgemäß ist die zweite Schicht durch Hinterspritzen der metallischen Schicht mit dieser formschlüssig verbunden. Beispielsweise wird in einem Spritzgussverfahren die zu hinterspritzende Schicht in die Spritzform eingelegt und nachfolgend diese Schicht hinterspritzt.
Erfindungsgemäß ist die erste Schicht aus Glas und die zweite Schicht aus einem Kunststoff, bevorzugt aus einem thermoplastischen Kunststoff. Eine Glasoberfläche ist sehr beständig, beispielsweise gegenüber mechanischer und chemischer Einwirkung, wie es bei Kontakt mit Reinigungsflüssigkeiten oder Körperflüssigkeiten auftreten kann. Durch die metallische Schicht als Zwischenschicht wird erreicht, dass ein starker Sprung im Wärmeausdehnungskoeffizient beim Übergang von Glas zum Kunststoff, wie er ansonsten bei einer Glas-Kunststoff-Grenzfläche auftreten würde, vermieden wird. Die metallische Schicht gewährleistet, was den Wärmeausdehnungskoeffizienten betrifft, einen abgestuften Übergang vom Glas zum Kunststoff.
Es hat sich in mehreren Versuchen eine Bürststruktur oder Strichpolitur als mikrostrukturierte Grenzfläche als besonders vorteilhaft erwiesen. Eine Bürststruktur meint eine im Wesentlichen gleichmäßige Verteilung von Strichvertiefungen auf der und über die Grenzfläche, wobei die Längsorientierung der Striche im Wesentlichen übereinstimmend ist. Es hat sich dabei überraschend herausgestellt, dass zur Einstellung der beschriebenen vorteilhaften Effekte und zum Erreichen einer Dauerhaltbarkeit eine solche Orientierung der Striche zu bevorzugen ist, die der größten Längsbemaßung der Grenzfläche folgt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die metallische Schicht zur Durchleuchtung oder Hinterleuchtung bereichsweise entfernt. Beispielsweise entspricht der entfernte Bereich einem Symbol, das der elektrischen Schaltfunktion, die mit dem Bedienelement durchgeführt werden kann, entspricht.
Bevorzugt insbesondere in Kombination mit der zuvor beschriebenen Ausgestaltung ist die zweite Schicht transparent oder transluzent ausgestaltet. In einer Ausgestaltung dient der von der metallischen Schicht befreite Bereich der Mikrostruktur als Projektionsfläche.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Sichtblende im Schichtaufbau mit den folgenden Schritten: Bereitstellen einer ersten transparenten Schicht aus Glas, die eine dem Betrachter zugewandte, obere Oberfläche definiert; Aufbringen einer Mikrostruktur auf die dem Betrachter abgewandte Oberfläche der ersten Schicht; Beschichten der mikrostrukturierten Oberfläche mit einer metallischen Schicht; Hinterspritzen der metallischen Schicht, um angrenzend an die metallische Schicht eine zweite Schicht aus einem Kunststoff auszubilden.
In einer weiteren Ausgestaltung des vorgenannten Verfahrens ist optional ein Zwischenschritt vor dem Hinterspritzen vorgesehen, bei dem bereichsweise die metallische Schicht zur Erzeugung eines durchleuchtbaren Symbols, beispielsweise durch Laserablation, entfernt wird.
In einer weiteren Ausgestaltung auch dieses erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Mikrostruktur, beispielsweise eine Strichpolitur oder Bürststruktur, durch mechanische Oberflächenbearbeitung erzeugt.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Die Figuren sind dabei nur beispielhaft zu verstehen und stellen lediglich eine bevorzugte Ausführungsvariante dar. Es zeigen:

1 eine Schnittansicht durch eine Sichtblende in einer ersten Ausführungsform;
2 eine Schnittansicht durch eine Sichtblende in einer zweiten Ausführungsform.

1 ist eine Schnittansicht durch eine erste, nicht erfindungsgemäße Ausführungsform der Sichtblende. Die Sichtblende weist eine obere, einem Betrachter zugewandte Oberfläche 8 au f. Diese Oberfläche 8 wird durch eine erste Schicht 1 aus transparentem Glas definiert. Unter der Glasschicht 1 ist eine zweite Schicht 2 aus transparentem, thermoplastischem Kunststoff 2 vorgesehen, deren der ersten Schicht 1 zugewandten Oberfläche 9 eine Bürststruktur aufweist. Diese Bürststruktur ist durch mechanische Bearbeitung in die Oberfläche 9 der zweiten Schicht 2 eingebracht worden. Auf die mit Bürststruktur versehene Oberfläche 9 der zweiten Schicht 2 ist eine opake, metallische Schicht 3 aus Nickel oder Chrom durch physikalische Gasphasenabscheidung aufgebracht. Die metallische Schicht 3 ist bereichsweise entfernt, um so einen oder mehrere Durchbrüche 10 bereitzustellen, die bei Hinterleuchtung durch ein rückseitiges Leuchtelement 7 ein durch den Betrachter erkennbares Symbol erscheinen lassen. Die metallische Schicht 3 als Zwischenschicht zwischen der ersten Schicht 1 und der zweiten Schicht 2 ist durch eine Klebeschicht 4 aus transparentem oder transparent aushärtendem Kleber kraftschlüssig mit der metallischen Schicht 3 verbunden. Die Sichtblende umfasst ferner einen Träger 5 zur Stabilisierung des Schichtaufbaus. Das zuvor erwähnte Leuchtelement 7 ist zur elektrischen Kontaktierung auf einer Platine 6 angeordnet.
2 ist eine Schnittansicht durch eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform der Sichtblende. Die Sichtblende weist eine obere, einem Betrachter zugewandte Oberfläche 8 auf. Diese Oberfläche 8 wird durch eine erste Schicht 1 aus Glas definiert. Unter der ersten Schicht 1 ist eine zweite Schicht 2 aus transparentem Kunststoff vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform ist die dem Betrachter abgewandte Oberfläche 9 der ersten Schicht 1 mit einer Bürststruktur durch mechanische Bearbeitung versehen worden. Auf die mit Bürststruktur versehene Oberfläche 9 der ersten Schicht 1 ist eine opake, metallische Schicht 3 aus Nickel oder Chrom durch physikalische Gasphasenabscheidung aufgebracht. Die metallische Schicht 3 ist bereichsweise entfernt, um so einen oder mehrere Durchbrüche 10 bereitzustellen, die bei Hinterleuchtung durch ein rückseitiges Leuchtelement 7 ein durch den Betrachter erkennbares Symbol erscheinen lassen. Die metallische Schicht 3 als Zwischenschicht zwischen der ersten Schicht 1 und der zweiten Schicht 2 ist durch Hinterspritzung mit dem Kunststoff der zweiten Schicht mit dieser Schicht 2 formschlüssig verbunden. Die Sichtblende umfasst ferner einen Träger 5 zur Stabilisierung des Schichtaufbaus. Das zuvor erwähnte Leuchtelement 7 ist zur elektrischen Kontaktierung auf einer Platine 6 angeordnet.

Claims

Sichtblende im Schichtaufbau, aufweisend eine erste transparente oder transluzente Schicht (1), die eine dem Betrachter zugewandte, obere Oberfläche (8) definiert; eine unter der ersten Schicht (1) angeordnete, zweite Schicht (2) aus einem Kunststoff; eine zwischen der ersten Schicht (1) und zweiten Schicht (2) liegende, mikrostrukturierte Grenzfläche (9); eine metallische Schicht (3), die auf der mikrostrukturierten Grenzfläche (9) aufgebracht ist; wobei die erste Schicht (1) und die zweite Schicht (2) form- und/oder kraftschlüssig mit der metallischen Schicht (3) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (1) aus Glas ist und dass die zweite Schicht (2) durch Hinterspritzen der metallischen Schicht (3) mit dem Material der zweiten Schicht (2) mit der metallischen Schicht (3) formschlüssig verbunden ist.
Sichtblende gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die mikrostrukturierte Grenzfläche (9) einen Mittenrauwert Ra im Bereich von 0,08 µm bis 5,00 µm aufweist.
Sichtblende gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die metallische Schicht (3) durch physikalische Gasphasenabscheidung auf der mikrostrukturierten Grenzfläche (9) aufgebracht ist.
Sichtblende gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mikrostrukturierte Grenzfläche (9) eine Strichpolitur oder Bürststruktur aufweist.
Sichtblende gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die metallische Schicht (3) zur Durchleuchtung (7, 10) bereichsweise entfernt ist.
Sichtblende gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Schicht (2) transparent oder transluzent ist.
Sichtblende gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dem Betrachter zugewandte, obere Oberfläche (8) einen dreidimensionalen Verlauf aufweist.
Verwendung der Sichtblende gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 in einem Kraftfahrzeug.
Verfahren zur Herstellung einer Sichtblende im Schichtaufbau, aufweisend die folgenden Schritte: Bereitstellen einer ersten transparenten Schicht (1), die eine dem Betrachter zugewandte, obere Oberfläche (8) definiert; Aufbringen einer Mikrostruktur (9) auf die dem Betrachter abgewandte Oberfläche der ersten Schicht (1); Beschichten der mit der Mikrostruktur (9) versehenen Oberfläche mit einer metallischen Schicht (3); Hinterspritzen der metallischen Schicht (3), um angrenzend an die metallische Schicht eine zweite Schicht (2) aus einem Kunststoff auszubilden; dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (1) aus Glas ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Mikrostruktur (9) durch mechanische Oberflächenbearbeitung erzeugt wird.