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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils mit einer strukturierten, also oberflächenbehandelten, Oberfläche für eine Bedieneinrichtung eines Kraftfahrzeugs. Die Bedieneinrichtung kann dabei beispielsweise als Taster, Taste oder Dreh-Drücksteller ausgestaltet sein.
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In Kraftfahrzeugen wird das Augenmerk verstärkt auf eine umfassende Komfortelektronik gelegt, durch die Komfortsysteme wie ein Navigationsgerät, eine Standheizung, eine Klimaanlage oder ein Fensterheber elektrisch bedient werden können. Um einem Benutzer des Kraftfahrzeugs die Bedienung zu ermöglichen, müssen entsprechende Bedieneinrichtungen, also Einrichtungen, die als Benutzerschnittstelle zwischen dem Benutzer und der Komfortelektronik dienen, bereitgestellt werden. Solche Bedieneinrichtungen sind jedoch klassischerweise beispielsweise als Dreh-Drücksteller, Taster oder Taste ausgestaltet. Solche Bedieneinrichtungen sind einer gewissen Beanspruch durch den Benutzer ausgesetzt und haben zudem auch immer häufige eine wichtige Dekor- und Designfunktion.
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Im Stand der Technik werden Bedieneinrichtungen genutzt, die gebürstete Oberflächen aufweisen, wobei die Oberflächen aus einem Metall, beispielsweise aus Aluminium hergestellt werden. Hierzu kann ein Metallkörper gemäß dem Verfahren der
US 2006/0060473 A1 strukturiert werden, indem der Messingkörper durch Polieren und Bürsten bearbeitet wird. Um eine vorbestimmte Optik zu erhalten, kann der so bearbeitete Metallkörper vernickelt und galvanisiert werden. Ein ähnliches Verfahren mit einem Basisbauteil mit einer elektrisch leitenden Oberfläche wird durch die
EP 2551383 A2 beschrieben, gemäß dem das Basisbauteil galvanisiert und dann geschliffen wird. Nach einer weiteren Galvanisierung wird die oberste Schicht gebürstet.
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Aus der
DE 103 03 649 A1 ist ein Beschichtungsverfahren bekannt, gemäß dem auf einem Basiskörper eine Kupfer-Nickel-Legierung aufgetragen wird, die dann mechanisch oberflächenbehandelt wird.
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Wird ein Metallkörper oder eine Metallplatine als Rohling verwendet, verteuert sich das Herstellungsverfahren allein durch die Materialwahl. Bei allen Verfahren des Stands der Technik ergibt sich zusätzlich der Nachteil, dass kleine Radien der Struktur, also beispielsweise kleine Radien von gebürsteten Riefen, sich schlecht oder nicht darstellen lassen.
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Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist das kostengünstige Herstellen eines Bauteils für eine Bedieneinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einer beständigen Oberflächenstruktur.
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Die Aufgabe wird von dem erfindungsgemäßen Verfahren und den erfindungsgemäßen Vorrichtungen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.
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Die Erfindung basiert auf der Idee, anstelle eines gebürsteten, metallischen Werkstückes eine Darstellung einer Bürststruktur auf einer galvanisierten, vorzugsweise verchromten, Oberfläche des Werkstücks darzustellen, das vollständig oder teilweise aus einem nicht-metallischen Material besteht. Durch das vollständige oder partielle Abdecken einer Dekorschicht auf dem Werkstück durch eine Schutzschicht lässt sich festlegen, welche Bereiche mechanisch strukturiert werden. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren sowie die erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind wesentlich kostengünstiger als diejenigen des Stands der Technik und es wird ermöglicht, auch beispielsweise kleine Radien auf der Oberfläche darzustellen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Bauteils mit einer strukturierten Oberfläche für eine Bedieneinrichtung eines Kraftfahrzeugs ermöglicht die Herstellung des Bauteils. Wie bereits oben erwähnt, kann durch das erfindungsgemäße Verfahren nur ein Teilbereich der Oberfläche strukturiert werden.
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Das Verfahren umfasst zunächst das Bereitstellen eines Werkstücks, das vollständig oder teilweise aus einem nicht-metallischen Material besteht, vorzugsweise aus einem Kunststoff oder eines Kunststoffgemisches. Es erfolgt das Aufbringen einer Dekorschicht auf die zu strukturierende Oberfläche des Werkstücks durch Galvanisieren der zu strukturierenden Oberfläche. Die Dekorschicht ist dabei diejenige Schicht, die dem Werkstück die Struktur verleiht.
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Danach erfolgt ein mechanisches Strukturieren der Dekorschicht durch beispielsweise Bürsten oder Lasern. Das mechanische Strukturieren entspricht dabei einer mechanischen Oberflächenbehandlung. Nach dem mechanischen Strukturieren wird auf die strukturierte Dekorschicht eine Versiegelungsschicht aufgebracht.
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Die durch das beispielhafte Bürsten entstandenen Riefen geben dem Werkstück die später sichtbare Optik. Die Versiegelungsschicht, ist dabei eine Schicht, die vorzugsweise sehr hart ist und die Dekorschicht versiegelt, ohne jedoch die Optik der Strukturierung aufzuheben. Dadurch, dass die Dekorschicht mit der Struktur als eine Art Matrize für die Versiegelungsschicht dient, bleibt die von der Dekorschicht vorgegebene Struktur erhalten. Das Aufbringen der Versiegelungsschicht erfolgt also vorzugsweise derart, dass die Versiegelungsschicht die durch die Dekorschicht vorgegebene Struktur sichtbar annehmen kann.
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Das Galvanisieren sorgt dabei für eine bessere Beständigkeit der Oberfläche der Bedieneinrichtung gegenüber einer hohen mechanischen Beanspruchung und schützt vor Korrosion. Dadurch, das auf einer Oberfläche Teilbereiche mit und ohne Strukturen gefertigt werden können, kann das Bauteil einstückig, also aus einem Stück, gefertigt werden. Ein solches Bauteil ist beständiger gegenüber einer hohen Beanspruchung und gegenüber Korrosion als ein Bauteil, das zweiteilig gefertigt werden muss. Hierdurch wird auch ein Ändern der äußeren Erscheinung des Bauteils oder der Bedieneinrichtung verzögert oder verhindert.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt vor dem mechanischen Strukturieren ein Abdecken eines Teilbereichs der Dekorschicht mit einem Schutzelement. Das Schutzelement ist dabei ein Element für eine Einrichtung, mit der Teile der Dekorschicht gegen die Versiegelungsschicht abgedeckt werden können. Ein solches Schutzelement verhindert also ein Abtragen der Dekorschicht durch das mechanische Strukturieren. Vorzugsweise ist das Schutzelement als Schutzschicht ausgebildet, beispielsweise als Schutzschicht aus einem Schutzlack. Hierdurch können Teilbereiche vorbestimmt werden, die die gewünschte Struktur aufweisen sollen. Mit anderen Worten legt das Aufbringen des Schutzelements beziehungsweise das Abdecken des Teilbereichs mit dem Schutzelement fest, wo an der Bedieneinrichtung später Glanzkanten zu sehen sein können. Ein solches Vorbestimmen der Teilbereiche wird besonders einfach gestaltet.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung kann nach dem mechanischen Strukturieren das Schutzelement wieder entfernt werden. Das Schutzelement ist so nicht sichtbar und die unbearbeitete Dekorschicht ist nach dem Versiegeln in den zuvor abgedeckten Bereichen, zum Beispiel als Glanzkante wieder sichtbar. Dadurch kann auf besonders einfache und unkomplizierte, aber auch kostengünstige Weise ein Strukturieren von kleinen Teilbereichen erfolgen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Aufbringen der Versiegelungsschicht durch Galvanisieren der Dekorschicht. Hierdurch wird auch eine sehr beständige Versiegelungsschicht bereitgestellt.
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Das mechanische Strukturieren, also die mechanische Oberflächenbehandlung, kann vorzugsweise durch Bürsten erfolgen. Wird die Dekorschicht gemäß dieser weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens strukturiert, so kann auf einfache Weise eine sehr dekorative Bedieneinrichtung bereitgestellt werden.
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Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann als Dekorschicht und/oder als Versiegelungsschicht eine Chrom enthaltende oder eine durch Chrom gebildete Schicht aufgebracht, vorzugsweise galvanisiert, werden. Damit können die Schichten besonders konstant aufgebracht werden und es wird ein besonders schöner und beliebter optischer Effekt erzielt.
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Die oben stehende Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Bedieneinrichtung, die ein Bauteil mit einer strukturierten Oberfläche aufweist, das durch ein Verfahren gemäß einem der oben beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt ist. Die Bedieneinrichtung ist dabei vorzugsweise als Taste, Taster oder als Dreh-Drücksteller ausgestaltet. Es ergeben sich die oben genannten Vorteile.
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Die oben gestellte Aufgabe wird ebenfalls gelöst von einem Kraftfahrzeug, vorzugsweise einem Kraftwagen wie einem Personenkraftwagen, wobei das Kraftfahrzeug eine Bedieneinrichtung gemäß einer der erfindungsgemäßen Ausführungsformen aufweist. Auch hier ergeben sich die bereits oben genannten Vorteile.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen noch einmal durch konkrete Ausführungsbeispiele näher erläutert. Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen aber die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar. Funktionsgleiche Elemente weisen in den Figuren dieselben Bezugszeichen auf. Es zeigt:
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1 eine schematische Skizze zu einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
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2 jeweils eine schematische Skizze zu jeweils einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung und
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3 eine schematische Skizze zu einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einem Beispiel einer erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung.
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Die 1 veranschaulicht schematisch das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel. Als Rohling kann ein Werkstück 10 bereitgestellt werden (Verfahrensschritt S1), das in der 1 zur besseren Veranschaulichung im Querschnitt dargestellt ist. Das Werkstück 10 kann beispielsweise als Platine ausgestaltet sein und besteht vollständig oder teilweise auch einem nicht-metallischen Material, vorzugsweise aus einem Kunststoff. Im Beispiel der 1 kann das Werkstück 10 beispielsweise aus einem galvanisierbaren Kunststoff bestehen, beispielsweise aus Polycarbonat (PC) oder aus einem Kunststoffgemisch aus Polycarbonat und Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS). Das Werkstück 10 soll später beispielsweise als Abdeckung einer Bedieneinrichtung des Kraftfahrzeugs verwendet werden.
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In einem weiteren Verfahrensschritt S2 wird eine Dekorschicht 12 auf die zu strukturierende Oberfläche O des Werkstücks 10 aufgebracht. Dies erfolgt vorzugsweise durch Galvanisieren der Dekorschicht, vorzugsweise durch Galvanisieren mit Chrom. Das Aufbringen der Dekorschicht kann beispielsweise nach einem dem Fachmann bekannten Galvanisierungsverfahren, beispielsweise mit einer dem Fachmann bekannten Technik zum Verchromen einer Oberfläche, erfolgen. Die Dekorschicht kann dabei eine Dicke oder Höhe von beispielsweise 0,1 Mikrometer bis 1 Millimeter aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von 0,3 Mikrometer.
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Es kann vorgesehen sein, dass, wie im Beispiel der 1, das Verfahren ein Abdecken eines Teilbereichs der Dekorschicht 12 durch ein Schutzelement erfolgen kann, beispielsweise durch Aufsprühen eines Schutzlackes oder einer anderen dem Fachmann geläufigen Art zum Auftragen eines solchen Schutzelements 14. Als Schutzelement 14 kann dabei beispielsweise ein dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannter Schutzlack verwendet werden. Ein Schutzlack als beispielhaftes Schutzelement 14 ist beispielsweise mithilfe einer Schablone manuell oder maschinell aufgetragen oder aufgesprüht werden. Ein weiteres Beispiel eines Schutzelements 14 kann beispielsweise einen nicht-galvanisierbarer Kunststoff, der beispielsweise auf die Dekorschicht 12 aufgeschichtet werden kann.
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Das Schutzelement 14 kann vorzugsweise nur auf einen Teilbereich der Dekorschicht 12 aufgebracht werden, um bei dem nachfolgenden Strukturiervorgang S4 diese abgedeckten Teilbereiche der Dekorschicht 12 von der Strukturierung auszunehmen.
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Im Beispiel der 1 kann das mechanische Strukturieren beispielsweise durch Bürsten, Lasern und/oder Strahlen, beispielsweise Sandstrahlen, erfolgen. Wie bereits oben erklärt, werden dabei nur diejenigen Teilbereiche 16 von der Dekorschicht 12 strukturiert, die nicht von dem Schutzelement 14 abgedeckt sind.
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Wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren ein solches Schutzelement 14 verwendet, so wird dieses vorzugsweise nach dem mechanischen Strukturieren (S4) wieder von der Dekorschicht entfernt (S5). Hierzu kann das Schutzelement 14 beispielsweise durch ein Lösungsmittel abgelöst oder abgewaschen oder mechanisch entfernt werden. Die Teilbereiche 16 der Dekorschicht 12 weisen dann die strukturierte Oberfläche auf, die in der 1 als Riefen in der Dekorschicht 12 dargestellt ist. Die nicht strukturierten Bereiche der Oberfläche der Dekorschicht 12 erscheinen dann als Glanzschicht oder als Glanzkanten.
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Es erfolgt schließlich das Aufbringen einer Versiegelungsschicht 18 auf die bearbeitete oder teilweise bearbeitete Dekorschicht 12. Auch die Versiegelungsschicht 18 kann vorzugsweise durch Galvanisieren, im Idealfall durch Verchromen, auf die Dekorschicht 12 aufgetragen werden. Vorzugsweise wird die Versiegelungsschicht 18 so dünn aufgetragen, so dass die strukturierte Oberfläche der Dekorschicht 12 als Matrize für die Oberfläche der Versiegelungsschicht 18 dienen kann. Mit anderen Worten kann die Versiegelungsschicht 18 ebenfalls mit einer Schichtdicke einem Bereich von 0,1 Mikrometer bis 1 Millimeter, vorzugsweise 0,3 Mikrometer, aufgetragen werden.
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In der 2 sind schematisch zwei Bauteile 20 gezeigt, die beispielsweise jeweils als Abdeckung für eine Tastenreihe einer erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung verwendet werden können. Zu sehen ist dabei die Versiegelungsschicht 18, auf oder in die beispielsweise Symbole oder eine Beschriftung aufgedrückt oder eingefügt werden können. Die beispielhaften Bauteile 20 der 2 formen dabei jeweils eine Reihe von Abdeckungen für eine Reihe von Tastern einer Bedieneinrichtung des Kraftfahrzeugs.
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3 zeigt schematisch eine Sicht in einen vorderen Innenraum eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 22. Zu sehen ist dabei beispielhaft ein Lenkrad 24 und eine Mittelkonsole 26, wobei die Mittelkonsole 26 beispielsweise ein Schalthebel 28 und einen Bildschirm 30 beispielsweise eines Infotainmentsystems aufweisen kann. Im Beispiel der 3 ist ebenfalls beispielhaft eine Bedieneinrichtung 32 für das Infotainmentsystem zu sehen. Die Bedieneinrichtung 32 weist dabei ein Bauteil, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde, auf. Das Bauteil 20 kann dabei beispielsweise eine der in der 2 gezeigten Abdeckungen für eine Reihe von Tastern darstellen.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, dass das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens noch einmal veranschaulicht, kann die Oberfläche O des Werkstücks 10, das beispielsweise aus einem Kunststoff bestehen kann, ganz normal galvanisiert, also beispielsweise verchromt, werden (S2). Anschließend kann die so aufgebrachte Dekorschicht 12 beispielsweise gebürstet werden und es kann dann wieder in einem Galvanikprozess (S6) eine zweite, finale Chromschicht aufgebracht werden. Falls bestimmte Stellen an der Oberfläche nicht gebürstet dargestellt werden sollen, zum Beispiel an Glanzkanten, können diese während des beispielhaften Bürstvorgangs S4 beispielsweise durch einen Schutzlack abgedeckt werden. Nach Entfernung dieser Abdeckung (S5) entstehen Bereiche mit und ohne Bürsten. Auf diese Weise lassen sich auch verschiedene Bürststrukturen an der Oberfläche darstellen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2006/0060473 A1 [0003]
- EP 2551383 A2 [0003]
- DE 10303649 A1 [0004]
