DE102017112525A1

DE102017112525A1 - Rückseitiges Planarisieren einer Frontabdeckung für ein Bauteil

Info

Publication number: DE102017112525A1
Application number: DE102017112525.6A
Authority: DE
Inventors: Michael Martin
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 2017-06-07
Filing date: 2017-06-07
Publication date: 2018-12-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Frontabdeckung (1) für ein Bauteil mit einer einem Nutzer zugewandten Vorderseite (2) und einer einem Nutzer abgewandten Rückseite (4). Die Rückseite (4) weist wenigstens eine Struktur auf, die durch eine Polyurethanbeschichtung (60) planarisiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Frontabdeckung für ein Bauteil, insbesondere eine Frontabdeckung aus Glas für eine Bedieneinrichtung. Dabei ist die einem Benutzer abgewandte Seite der Frontabdeckung mit einer Planarisierungsschicht versehen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum vollflächigem Verbinden der Frontabdeckung mit einem zweiten Fügepartner.
Die rückwärtige Oberflächenbeschichtung ist bekannt, beispielsweise um Ceran® Kochfelder transparent zu machen. Die DE 4104983C1 beschreibt ein Sichtfenster in einem durchsichtigen, mit einer Profilierung versehenen Gegenstand, insbesondere einer Scheibe aus Glas oder Glaskeramik. Durch Auffüllen der Profilierung mit einem aushärtenden Kunstharz entsteht eine glatte, ebene Scheibenunterseite, die eine Durchsicht ermöglicht.
Die Verwendung von Polyurethan-Beschichtungen zur Erhöhung der Kratz- und/oder Stoßfestigkeit von Glas ist bekannt. So offenbart beispielsweise die DE 102011009235 ein Verfahren zur Herstellung der Beschichtung und ihrer Verwendung bei einem Glas- und Glaskeramik-Formkörper.
Die DE 7818979 offenbart eine Sicherheitsglasscheibe, bei der zwischen zwei äußeren Silikatscheiben eine Polykarbonat-Scheibe angeordnet ist. Der Zwischenraum zwischen den Oberflächen der Polykarbonat-Scheibe und den gegenüberliegenden inneren Oberflächen ist jeweils vollständig mit einem transparenten Kleber ausgefüllt.
Soll eine, auf einer Rückseite dreidimensional verformte, Frontabdeckung als erster Fügepartner mit einem zweiten Fügepartner verbunden werden, insbesondere verklebt werden, so kann es aufgrund der Strukturen auf der Rückseite zu unerwünschten Lufteinschlüssen zwischen der Frontabdeckung und dem zweiten Fügepartner kommen.
Derartige Lufteinschlüsse können dazu führen, dass eine Verklebung der beiden Fügepartner instabil wird. Ist der erste Fügepartner die Frontabdeckung einer Bedieneinrichtung mit einem berührungsempfindlichen Bereich, so können Lufteinschlüsse auch die Funktionsweise des berührungsempfindlichen Bereichs negativ beeinflussen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher für ein Bauteil eine Frontabdeckung als ersten Fügepartner bereitzustellen, der zuverlässig mit einem zweiten Fügepartner verbindbar ist. Wobei die Frontabdeckung eine strukturierte Rückseite aufweist. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Frontabdeckung gemäß Anspruch 1, sowie durch ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit einer entsprechenden Frontabdeckung.
Eine erfindungsgemäße Frontabdeckung weist eine einem Nutzer zugewandte Vorderseite, und eine einem Nutzer abgewandte Rückseite auf. Sie ist dazu vorgesehen mit einem zweiten Fügepartner verbunden, insbesondere verklebt zu werden. Erfindungsgemäß weist die Rückseite wenigstens eine Struktur auf. Eine Struktur kann dabei jede Art von Unebenheit oder Strukturierung sein. Die Struktur kann in dem ersten Material selber ausgebildet sein, aber auch weitere an der Rückseite der Frontabdeckung angeordnete Elemente werden als Struktur im Sinne der Erfindung angesehen. Beispielsweise ist an der Rückseite eine Elektrode oder mehrere Elektroden oder Sensoren angeordnet. Diese werden im Sinne der Erfindung ebenfalls als Strukturen angesehen. Erfindungsgemäß ist daher auf der Rückseite der Frontabdeckung eine Planarisierungsschicht, insbesondere eine Polyurethanbeschichtung aufgebracht, die die Struktur einbettet und eine ebene Fläche ausbildet. Es eignen sich zur Planarisierung aber auch andere Polymere wie zum Beispiel Silikon oder Acrylate.
Beispielsweise ist die Frontabdeckung eine Innenraumverkleidung eines Fahrzeugs. Bevorzugt handelt es sich bei der Frontabdeckung um die Frontabdeckung einer Bedieneinrichtung. Insbesondere weist die Bedieneinrichtung wenigstens eine elektronische Anzeige auf, die durch die Frontabdeckung sichtbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Frontabdeckung aus einem transparenten Material, beispielsweise Glas, Plexiglas, Kunstharz ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Frontabdeckung aus einem Glas, beispielsweise Borosilikatglas hergestellt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Frontabdeckung wenigstens bereichsweise aus einem durchleuchtbarem Material ausgebildet.
Bevorzugt handelt es sich bei der Frontabdeckung um die Frontabdeckung einer Bedieneinrichtung, die wenigstens einen berührungsempfindlichen Bereich aufweist.
Für einen Benutzer kann es vorteilhaft und angenehm sein, wenn auf der Frontabdeckung einer Bedieneinrichtung Orientierungshilfen/Fühlhilfen vorgesehen sind, da so eine Bedienung erleichtert werden kann. Insbesondere bei Bedieneinrichtungen die in einem Fahrzeug verbaut sind. Hier ist es besonders vorteilhaft, wenn eine intuitive Bedienung möglich ist, damit die Aufmerksamkeit des Benutzers auf den Verkehr gerichtet bleiben kann. Insbesondere sind an der Vorderseite der Frontabdeckung Fühlhilfe ausgebildet, die bevorzugt dazu dienen die Bedienung des berührungsempfindlichen Bereichs zu erleichtern. Die Fühlhilfen können als Orientierungshilfen dienen. Beispielsweise sind die Fühlhilfen durch Verformung der Frontabdeckung ausgebildet, wobei die Verformung nicht nur zu den gewünschten Fühlhilfen auf der Vorderseite führt, sondern auch zu entsprechenden negativ-Verformungen auf der Rückseite. Diese werden auch als Struktur bezeichnet.
Die Vorderseite und die Rückseite der Frontabdeckung sind im Wesentlichen eben und flächig ausgebildet. Darauf angeordnete Strukturen erstrecken sich in Bezug auf eine Flächennormale in die Höhe. Insbesondere ist die Höhe der Strukturen aber geringer als 1mm. Noch bevorzugter ist die Höhe der Strukturen geringer als 0,5mm.
Eine erfindungsgemäße Planarisierung, insbesondere mit Polyurethan füllt diese Struktur aus, und Überdeckt sie, so dass eine ebene Fläche auf der dem Nutzer abgewandten Seite der Frontabdeckung entsteht.
Eine derartige ebene Fläche eignet sich besser zum Verkleben mit einem zweiten Fügepartner, da unter anderem die Gefahr von Lufteinschlüssen verringert wird.
Gemäß einer Ausführungsform weist die einem Nutzer zugewandte Seite des zweiten Fügepartners ebenfalls eine Struktur auf. Das erfindungsgemäße Prinzip der Planarisierung mittels Polyurethan lässt sich entsprechend auf den zweiten Fügepartner anwenden, insbesondere wenn auf der zu verklebende Fläche des zweiten Fügepartners Elektroden angeordnet sind.
Polyurethan eignet sich deshalb besonders, da seine Eigenschaften wie Transparenz und Fließfähigkeit vielfältig einstellbar sind. Es kann bei niedrigen Temperaturen um etwa 50°C flüssig verarbeitet werden. Daher eignet es sich auch für den Einsatz mit hitzeempfindlichen Stoffen. Besonders bevorzugt ist die Fließfähigkeit des verwendeten Polyurethans derart gewählt, dass es unterstützt durch Kapillarwirkung in Hohlräume / in die Strukturen hinein fließt.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit einer erfindungsgemäßen Frontabdeckung umfasst zunächst den Schritt des Bereitstellens einer Frontabdeckung mit einer Struktur auf der Rückseite.
Die Frontabdeckung wird derart in ein geeignetes Werkzeug eingebracht, dass seine Rückseite beabstandet zu einer Wandung angeordnet ist. Das Werkzeug ähnelt dabei beispielsweise einem Werkzeug, wie es für Spritzgußverfahren verwendet wird. Bei der Wandung kann es sich beispielsweise um eine Wandung handeln, die das Werkzeug verschließt, nachdem die Frontabdeckung dorthin eingebracht wurde. Durch die beabstandete Anordnung verbleibt ein Spalt zwischen der Rückseite und der Wandung. Dieser wird erfindungsgemäß mit flüssigem Polyurethan geflutet. Das Fluten kann bei Normaldruck erfolgen, so dass die Frontabdeckung keinem Druck ausgesetzt ist, wodurch es beschädigt werden könnte. Unter Normaldruck versteht man einen Druck von ca. 101325 Pa. Während das Polyurethan aushärtet formt es eine plane, ebene Fläche auf der Rückseite der Frontabdeckung aus.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Fluten in einem Temperaturbereich zwischen 20°C und 80°C.
Bevorzugt wird die Beabstandung zwischen Rückseite der Frontabdeckung und Wandung an die Struktur auf der Rückseite angepasst. So ist der Abstand bei einer ausgeprägteren, höheren Struktur größer zu wählen, als bei einer flachen Struktur.
Zum Schluss wird die Frontabdeckung mit der planarisierten Rückseite mit einem zweiten Fügepartner verklebt.
In einer Ausführungsform des Verfahrens stellt die Wandung den zweiten Fügepartner dar und das Polyurethan wird zugleich als Klebstoff verwendet. Auf diese Weise kann das Polyurethan in vorteilhafter Weise zum Planarisieren genutzt werden und gleichzeitig wird ein zusätzlicher Verklebeschritt eingespart.
Es obliegt dem Fachmann einen anderen geeigneten Stoff als Polyurethan zu benutzen.
Im Folgenden spezifiziert die Beschreibung der Figuren die Erfindung zusätzlich. Diese ist nur beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen. Es zeigen dabei:

1 schematisch eine Frontabdeckung mit einer, an der Vorderseite ausgebildeten Fühlhilfe;
2 die Frontabdeckung aus 1, eingebaut in ein Werkzeug zum PU-Fluten;
3 die Frontabdeckung gemäß 1 und 2 mit einer PU-Beschichtung auf der Rückseite.

In 1 ist schematisch eine Frontabdeckung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Frontabdeckung 1 ist flächig ausgebildet und weist einen einem Nutzer zugewandte Vorderseite 2 und eine einem Nutzer abgewandte Rückseite 4 auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der Frontabdeckung 1 eine Fühlhilfe 10 ausgebildet, die aus der ansonsten ebenen Vorderseite 2 hervorsteht. An der Rückseite 4 ist als Struktur eine entsprechende Einkerbung 12 ausgebildet.
In 2 ist schematisch die Frontabdeckung 1 gezeigt, wie sie in einem Werkzeug eingebaut ist. Ein Halter 30 hält die Frontabdeckung derart, dass sie beabstandet zu einer Wandung 40 angeordnet ist. Bei der Wandung handelt es sich beispielsweis um einen Deckel, der nach dem Einbau der Frontabdeckung 1 in das Werkzeug aufgesetzt wird. In einer Ausführungsform handelt es sich bei der Wandung um einen zweiten Fügepartner, mit dem die Frontabdeckung 1 verklebt werden soll.
Zwischen der Rückseite 4 und der Wandung 40 verbleibt ein Spalt 50. Das Werkzeug weist ferner eine Öffnung, hier nicht gezeigt, auf, durch die der Spalt 50 mit Polyurethan geflutet werden kann.
3 zeigt eine Frontabdeckung 1 mit einer rückseitigen Beschichtung 60 aus Polyurethan. Durch die Beschichtung 60 ist die Einkerbung 12 aufgefüllt und es verbleicht eine ebene Fläche 62.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4104983 C1 [0002]
DE 102011009235 [0003]
DE 7818979 [0004]

Claims

Frontabdeckung (1) für ein Bauteil, aufweisend - eine einem Nutzer zugewandte Vorderseite (2), und - eine einem Nutzer abgewandte Rückseite (4), wobei die Rückseite (4) wenigstens eine Struktur aufweist, die durch eine Planarisierungsschicht planarisiert ist.
Frontabdeckung (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Planarisierungsschicht eine Polyurethanbeschichtung (60) ist.
Frontabdeckung (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Frontabdeckung (1) transparent, insbesondere ein Glas, Plexiglas oder Kunstharz ist.
Frontabdeckung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorderseite (2) der Frontabdeckung (1) wenigstens eine Struktur aufweist, die einem Nutzer als Fühlhilfe (10) dient.
Frontabdeckung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Struktur einstückig mit der Frontabdeckung (1) ausgebildet ist.
Verwendung einer Frontabdeckung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche für eine Bedieneinrichtung mit einer elektronischen Anzeige.
Verwendung einer Frontabdeckung (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Bedieneinrichtung wenigsten einen berührungsempfindlichen Bereich aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit einer erfindungsgemäßen Frontabdeckung (1) aufweisend folgende Schritte: - Bereitstellen einer Frontabdeckung (1) mit wenigstens einer Struktur auf der Rückseite (4), - Einbau der Frontabdeckung (1) in ein geeignetes Werkzeug derart, dass die Rückseite (4) beabstandet zu einer Wandung (40) angeordnet ist, - Fluten des Werkzeugs mit Polyurethan, derart, dass sich zwischen der Rückseite (4) der Frontabdeckung (1) und der Wandung (40) eine Polyurethanschicht ausbildet, - Aushärten der Polyurethanschicht, - Verkleben der Frontabdeckung (1) mit einem zweiten Fügepartner des Bauteils.
Verfahren zur Herstellung einer Bedieneinrichtung gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Schritt des Aushärtens der Polyurethanschicht und des Verklebens simultan erfolgt, da die Wandung (40) der zweite Fügepartner ist.
Verfahren zur Herstellung einer Bedieneinrichtung gemäß einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fluten des Werkzeugs mit Polyurethan unter Normaldruck erfolgt.