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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung.
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Es sind Bedienvorrichtungen für Fahrzeuge in vielfältigen Ausgestaltungen bekannt. Üblicherweise sind diese mehrteilig aufgebaut und weisen Oberflächen mit hinterleuchtbaren Symbolen auf, so dass Bedienbereiche optisch erkennbar sind. Lichtquellen der Bedienvorrichtung sind durch Abschirmelemente voneinander getrennt, so dass das Licht gezielter zu den hinterleuchtbaren Bereichen gelenkt werden kann. Allerdings können dabei durch Lichtstreuung auch benachbarte hinterleuchtbare Bereiche mit beleuchtet werden, was unerwünscht ist. Da Bedienvorrichtungen auch bezüglich der Bauteile modular aufgebaut sind, muss bei der Herstellung auch eine gewisse Komplexität bewältigt werden. Insbesondere beim Zusammenbau und bei dem Einbringen von Zusatzmaterialien. Dabei sind herkömmliche Verfahren limitiert und somit in der Nutzung von Komponenten und Materialien und der Reihenfolge der Abläufe eingeschränkt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Bedienvorrichtung gemäß den unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren besch rieben.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug, vorzugsweise aufweisend folgende Schritte:
- - Insbesondere Bereitstellen einer Folie als Abdeckung der Bedienvorrichtung, welche eine Folienoberseite und eine Folienunterseite aufweist;
- - Insbesondere Bereitstellen eines Trägers, welcher ein Basisteil, wenigstens einen Kopplungssteg und wenigstens einen Begrenzungssteg aufweist, wobei der wenigstens eine Begrenzungssteg und der wenigstens eine Kopplungssteg gegenüber dem Basisteil erhaben sind;
- - Insbesondere Positionierung des Trägers an die Folienunterseite, sodass der Kopplungssteg und der Begrenzungssteg in Richtung der Folie erhaben sind und lokal, insbesondere ein Abstand als, eine Engstelle zwischen dem Begrenzungssteg, insbesondere einer Stirnseite des Begrenzungsstegs, und der dazu beabstandeten Folienunterseite ausgebildet wird;
- - Insbesondere Bereitstellen eines Gießharzes;
- - Insbesondere Erwärmen des Gießharzes auf eine Verarbeitungstemperatur zwischen 50°C und 100°C;
- - Insbesondere Befüllen eines die Engstelle aufweisenden Zwischenraums zwischen dem Träger und der Folie mit dem, insbesondere auf diese oben genannte Temperatur erwärmten,Gießharz, sodass sich das erwärmte Gießharz über die Engstelle hinweg, insbesondere selbständig, in einem Volumenbereich des Zwischenraums verteilt.
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Durch ein solches Verfahren kann die Herstellung einer Bedienvorrichtung verbessert werden. Es kann ein solch multikomponentiger Aufbau kompakter hergestellt werden. Denn es kann einerseits die Aufbauhöhe kompakt gestaltet werden. Dennoch ist es ermöglicht, dass zwischen der Folie, die insbesondere eine Außenfolie darstellt und somit insbesondere die Bedienvorrichtung nach außen abschließt, und der Stirnseite des Begrenzungsstegs, die der Folienunterseite zugewandt ist und beabstandet dazu angeordnet ist, durch die Engstelle ein schmaler Spalt bereitgestellt werden. Diese sehr kleine Engstelle ermöglicht auch noch die Bewegbarkeit der Folie, insbesondere während dem Fertigungssprozess. Gerade bei einer solchen Zwischenmontagesituation ist es dann besonders vorteilhaft, ein Gießharz zu verarbeiten, welches an einer vorteilhaften Einfüllstelle der Anordnung zugegeben wird und dennoch über die Engstelle hinweg fließen kann. Denn dadurch kann der Befüllvorgang schnell und präzise durchgeführt werden. Der Herstellvorgang allgemein ist dadurch nicht nur schneller, sondern auch genauer möglich. Denn dadurch kann auch mit einer reduzierten Zahl von Befüllöffnungen beziehungsweise Einfüllöffnungen gearbeitet werden und dennoch ist erreicht, dass auch Volumenbereiche jenseits der Engstelle, ausgehend von der Befüllöffnung aus betrachtet, zuverlässig und umfänglich mit dem Gießharz gefüllt werden können. Gerade durch die Erwärmung auf diesen spezifischen Temperaturbereich ist es ermöglicht, dass Gießharz solange flüssig zu halten, bis es über die Engstelle hinweg geflossen ist. Dennoch ist dieser Temperaturbereich so, dass nicht auf mehrere hundert Grad erhitzt werden muss, was wiederum Zeit und Energie spart. Gerade dieser Temperaturbereich ermöglicht die Nutzung von Gießharzen, die somit sehr schnell auf die Zieltemperatur erwärmt werden können und in diesem Temperaturbereich so flüssig sind, dass sie vor dem Aushärten über die Engstelle hinweg geflossen sind. Damit ist auch verhindert, dass die Engstelle durch zähflüssiges oder ausgehärtetes Gießharz verstopft werden würde und nicht ausreichend Gießharz über die Engstelle zum ausreichenden Befüllen dieser anderen Volumenbereiche überfließen könnte. Insbesondere ist also auch ein besonders vorteilhaftes Verfahren zum Befüllen von genannten Zwischenräumen mit einem Zusatzmaterial, nämlich insbesondere dem Gießharz, erreicht. Vorzugsweise wird als Gießharz ein polymerbasiertes, insbesondere ein polyurethanbasiertes, Gießharz bereitgestellt. Das bereitgestellte Gießharz wird insbesondere gezielt bearbeitet zum weiteren Verarbeiten, insbesondere wird es gezielt erwärmt.
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Insbesondere handelt es sich bei der Folie um eine bedruckte Folie. Diese kann ein-, zwei- oder dreischichtig im Film Insert Molding (FIM) Verfahren oder im In Mould Labeling (IML) Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise beträgt eine Foliendicke zwischen 0,1 mm und 1 mm.
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Insbesondere sind der Kopplungssteg und der Begrenzungssteg senkrecht auf dem Basisteil angeordnet. Der Kopplungssteg ist insbesondere zum mechanischen Koppeln mit einer anderen Komponente der Bedienvorrichtung vorgesehen. Damit wird mit dem Koppelsteg auch eine Positionierfunktion erreicht, so dass Komponenten zueinander positioniert werden können. Der Begrenzungssteg ist insbesondere dazu vorgesehen und angeordnet, dass ein von einer Lichtquelle der Bedienvorrichtung emittiertes Licht begrenzt ist. Der Begrenzungssteg begrenzt daher insbesondere eine Lichtleitkammer der Bedienvorrichtung.
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Insbesondere wird der Träger einstückig in einem Spritzgussverfahren, insbesondere aus Polycarbonat (PC), hergestellt. Beispielsweise bezeichnen Basisteil, Kopplungssteg und Begrenzungssteg Teilbereiche eines Rahmens der Bedienvorrichtung, der auch als Träger bezeichnet wird.
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Insbesondere können durch die Engstelle, die auch als Abstand zwischen Begrenzungssteg und Folienunterseite bezeichnet werden kann, Oberflächenfehler vermieden werden. Würde der Träger direkt an der Folie aufliegen ist es möglich, dass Oberflächenfehler generiert werden. Als Oberflächenfehler können Beschädigungen wie Brüche und Knicke an der Folie bezeichnet werden. Diese können im mikroskopischen Bereich liegen, sind aber bei einer glänzenden Folie mit Augen erkennbar, insbesondere als matte Bereiche. Weist die Bedienvorrichtung eine Beleuchtung mit zumindest einer Lichtquelle auf, kann durch die Engstelle Streulicht zwischen Bereichen im Zwischenraum, die durch die Begrenzungsstege voneinander getrennt sind, zumindest minimiert oder vermieden werden. Außerdem kann das Gießharz sich über die Engstelle oder die Engstellen hinweg auf der Folienunterseite ausbreiten oder hindurchgespritzt werden.
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Durch das Befüllen des Zwischenraums mit dem Gießharz, das auch als Fluten bezeichnet werden kann, erhält die Bedienvorrichtung nach einem Aushärten des Gießharzes mehr Stabilität, sodass sie beispielsweise per Fingerdruck bedienbar ist, ohne dass die Folie durch Verformung beschädigt wird. Weiterhin hat das Befüllen des Zwischenraums mit dem Gießharz den Vorteil, dass die Folie dadurch in eine dreidimensionale Form, insbesondere eine konvexe Form, gebracht werden kann. Dies bleibt dann auch dauerhaft erhalten, was alleine durch die sehr forminstabile Folie nicht erreicht werden kann.
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In einem Ausführungsbeispiel beträgt die Verarbeitungstemperatur höchstens 70°C, insbesondere höchstens 65°C.
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In einem Ausführungsbeispiel wird durch die Erwärmung des Gießharzes die dynamische Viskosität des Gießharzes auf einen Wert von höchstens 1000 mPas, insbesondere höchstens 100 mPas, insbesondere höchstens 50 mPas, insbesondere höchstens10 mPas, insbesondere höchstens 5 mPas, insbesondere höchstens 2 mPas, verändert. Insbesondere sind alle Werte der angegebenen Intervalle in Schritten von 1 mPas als offenbart anzusehen. Insbesondere ist die dynamische Viskosität des Gießharzes bei der Verarbeitungstemperatur wasserähnlich,. Beispielsweise beträgt sie 1 mPas. Auch dies ist ein sehr vorteilhaftes Ausführungsbeispiel, denn dann kann durch eine relativ geringe Erwärmung in einen Bereich zwischen 50°C und 100°C dennoch ein Zustand des Gießharzes erreicht werden, der hoch flüssig ist. Das Hinwegfließen des Gießharzes über die Engstelle ist dadurch besonders einfach und umfänglich erreicht.
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Insbesondere kann, je niedriger die dynamische Viskosität des Gießharzes während des Befüllens ist, umso kleiner die Engstelle ausgebildet werden. Insbesondere wird durch das Bearbeiten des Gießharzes, insbesondere das Erwärmen, die dynamische Viskosität des Gießharzes gezielt auf einen Wert kleiner oder gleich 5 mPas, insbesondere zwischen 0,5 mPas und 3 mPas verändert.
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Insbesondere kann ein Gießharz mit einer niedrigen dynamischen Viskosität mit einem niedrigeren Druck in den Zwischenraum eingefüllt werden im Vergleich zu einem hochviskosen Material. Dadurch werden auch die Oberflächenfehler an der Folie reduziert.
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In einem Ausführungsbeispiel werden zum Bereitstellen des Gießharzes ein Prepolymer und ein Härter bereitgestellt und das Gießharz durch Mischen des Prepolymers mit dem Härter erzeugt. Dies ist ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel, denn damit wird als Gießharz ein spezifisches Gemisch verwendet. Durch das Prepolymer ist ein bei der Verarbeitungstemperatur hochflüssiges Material enthalten das durch den Härter bedarfsgerecht und schnell ausgehärtet werden kann. Damit fließt dieses Gemisch schnell und in entsprechen erforderlicher Menge über die Engstelle, kann aber dann im Nachgang dazu schnell aushärten. Somit kann der Befüllungsvorgang mit dem nachfolgenden Aushärten zeitminimiert erfolgen. Damit werden nachfolgende Verfahrensschritte der Herstellung nicht verzögert, da das Gießharz an seiner Endposition schnell aushärtet.
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In einem Ausführungsbeispiel umfasst das Prepolymer Polyurethan oder Polyurea. Insbesondere besteht das Prepolymer ausschließlich aus Polyurethan oder Polyurea. Gerade diese Prepolymer weist die besonders vorteilhafte dynamische Viskosität von kleiner 5 mPas bei der genannten Verarbeitungstemperatur auf. Darüber hinaus ist es im ausgehärteten Zustand auch robust gegenüber mechanischen Einflüssen und Temperaturschwankungen, so dass eine dauerhaft hohe Funktionalität erreicht ist.
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In einem Ausführungsbeispiel wird das Prepolymer erwärmt und der Härter wird separat dazu erwärmt. Nach dem Erwärmen werden das Prepolymer und der Härter im jeweils erwärmten Zustand gemischt. Die Durchmischung ist dann besonders vorteilhaft und gleichmäßig erreicht. Dabei ist es möglich, dass das Prepolymer und der Härter vor oder während des Befüllens gemischt werden.
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In einem Ausführungsbeispiel wird vor dem Positionieren des Trägers ein Dichtelement entlang eines Randes der Folienunterseite aufgebracht. Insbesondere wird das Dichtelement bei der Positionierung mit dem Kopplungssteg kontaktiert. Durch diese Vormontage ist ein Modul geschaffen, welches dann im Nachgang einfach und dennoch ortsgenau mit deren Komponenten der Bedienvorrichtung verbunden werden kann. Auch dadurch ist die Herstellung schneller und einfacher.
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Insbesondere wird das Dichtelement in einem Spritzgussverfahren hergestellt und ist beispielsweise ein thermoplastisches Elastomer (TPE). Insbesondere wird das TPE durch ein IML oder FIM Verfahren hergestellt. Die Verwendung von TPE hat den Vorteil, dass damit die Folienunterseite an den Kopplungssteg anschweißbar ist. Eine besonders stabile und belastbare Verbindung ist dadurch erreicht.
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In einem Ausführungsbeispiel wird bei der Positionierung des Trägers an der Folienunterseite ein Abstand der Engstelle zwischen Begrenzungssteg und Folienunterseite von 0,1 mm bis 0,3 mm eingestellt. Die damit erreichbare Vorteile wurden bereits oben erläutert. Insbesondere kann dieser geringe Abstand von dem Gießharz nur bei entsprechend niedriger Viskosität des Gießharzes, insbesondere innerhalb der Aushärtezeit des Gießharzes, durchflossen werden.
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In einem Ausführungsbeispiel wird das Befüllen des Zwischenraums über eine Einfüllöffnung durchgeführt. Insbesondere wird das Befüllen des Zwischenraums über eine einzige Einfüllöffnung durchgeführt. Auch dadurch ist der Befüllvorgang schnell und aufwandsarm möglich. Gerade dann ist es besonders vorteilhaft ein bei der Verarbeitung hochflüssiges Gießharz zu nutzen.
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In einem Ausführungsbeispiel wird ein durchsichtiges Gießharz bereitgestellt. Es wird die Folie in einem Ausführungsbeispiel mit durchsichtigen Symbolbereichen bereitgestellt. Diese Symbolbereiche sind diejenigen, die durch das Licht der Beleuchtung hinterleuchtet werden können. Damit wird die jeweilige mit dem Symbol charakterisierte Bedienfunktion der Bedienvorrichtung angezeigt.
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Das Gießharz ist insbesondere im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts durchsichtig. Beispielsweise hat weist das eingefüllte und ausgehärtete Gießharz einen Transmissionsgrad von mehr als 70%, insbesondere mehr als 80%, insbesondere mehr als 90%, insbesondere mehr als 95%, insbesondere mehr als 99%, auf. Beispielsweise ist das ausgehärtete Gießharz klar, insbesondere ungetrübt.
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Insbesondere ist weist der Träger in den Bereichen, die sich parallel gegenüberliegend von den Symbolbereichen in der Folie befinden, Symbolausschnitte auf. Die Symbolausschnitte sind Aussparungen im Basisteil. Es ist auch möglich, dass beim Bereitstellen des Trägers auf den Träger eine kapazitive, flächige Einlage angeordnet, insbesondere gespritzt wird. Diese kann die Symbolbereiche abdichten. Weiterhin kann mit der kapazitiven Einlage eine kapazitive Bedienerkennung ausgebildet werden.
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In einem Ausführungsbeispiel härtet das Gießharz nach dem Befüllen aus. Anschließend wird ein Elektronikträger, der Leuchtmittel aufweist, so am Träger angebracht, dass die Leuchtmittel in einem Leuchtmittelbereich platziert werden. Der Leuchtmittelbereich ist insbesondere von Begrenzungsstegen und/oder dem Kopplungssteg begrenzt. Dadurch ist ein Lichtleitkanal gebildet. Alternativ oder zusätzlich wird der Elektronikträger relativ zur Folie so angebracht, dass sich die durchsichtigen Symbolbereiche in einer zur Folie im Wesentlichen senkrechten, insbesondere senkrechten, Achse zum Leuchtmittel befinden.
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Die Leuchtmittel sind beispielsweise Leuchtdioden, also LEDs.
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Gibt es mehrere Symbolbereiche werden diese insbesondere durch die Begrenzungsstege voneinander getrennt. Durch die Engstelle, die insbesondere zwischen 0,1 mm und 0,3 mm eng ist, zwischen den Begrenzungsstegen und der Folienunterseite kann Streulicht vermieden werden. Auch durch die Verwendung eines klaren, das heißt im Wellenlängenbereich des für den Menschen sichtbaren Lichtes durchsichtigen Gießharzes, kann Streulicht zwischen den Symbolbereichen vermieden werden, insbesondere auch bei einer hohen Lichtstärke der Leuchtmittel. Die hohe Lichtstärke, die insbesondere mehr als 5000 candela, insbesondere mehr als 6000 candela, beträgt, wird insbesondere bei Bedienvorrichtungen benutzt, die einen Verschwindeeffekt aufweisen. Der Verschwindeeffekt, der auch als Black Panel Effekt oder Secret Til Lit-Funktion bekannt ist, bedeutet, dass die Symbolbereiche nicht erkennbar sind, wenn das darunterliegende Leuchtmittel nicht leuchtet. Für diesen Anwendungsfall ist die Bedienvorrichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde besonders vorteilhaft, da sie Streulicht zwischen den Symbolbereichen reduziert, sodass die Symbolbereiche, die nicht beleuchtet werden nicht durch benachbarte beleuchtete Symbolbereiche durch Streulicht unerwünscht beleuchtet werden.
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In einem Ausführungsbeispiel härtet nach dem Befüllen das Gießharz, innerhalb von 20 Sekunden, insbesondere innerhalb von 10 Sekunden, insbesondere innerhalb von 5 Sekunden, insbesondere innerhalb von 3 Sekunden, insbesondere innerhalb von 2 Sekunden, insbesondere innerhalb von 1 Sekunde, aus. Insbesondere ist eine Aushärtezeit des Gießharzes abhängig von einem Mischungsverhältnis zwischen einem Prepolymer und einem Härter.
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In einem Ausführungsbeispiel wird der an der Folienunterseite angeordnete Träger so positioniert, dass die Folienoberseite während des Befüllens nach unten gerichtet wird. Nach unten bedeutet in Richtung Erdboden. Dadurch trägt eine auftretende Schwerkraft dazu bei, dass sich das Gießharz über die Folienunterseite besonders gleichmäßig verteilt.
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Ein weiterer unabhängiger Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug, vorzugsweise aufweisend folgende Schritte:
- - Insbesondere Bereitstellen einer Folie als Abdeckung der Bedienvorrichtung, welche eine Folienoberseite und eine Folienunterseite aufweist;
- - Insbesondere Bereitstellen eines Trägers, welcher ein Basisteil, wenigstens einen Kopplungssteg und wenigstens einen Begrenzungssteg aufweist, wobei der wenigstens eine Begrenzungssteg und der wenigstens eine Kopplungssteg gegenüber dem Basisteil erhaben sind;
- - Insbesondere Positionierung des Trägers an die Folienunterseite, sodass der Kopplungssteg und der Begrenzungssteg in Richtung der Folie erhaben sind und lokal eine Engstelle zwischen dem Begrenzungssteg und der dazu beabstandeten Folienunterseite ausgebildet wird;
- - Insbesondere Bereitstellen eines, insbesondere polymerbasierten, insbesondere eines polyurethanbasierten, Gießharzes;
- - Insbesondere Bearbeiten des Gießharzes zum Verarbeiten, wobei durch das Bearbeiten die dynamische Viskosität des Gießharz auf einen Wert kleiner oder gleich 5 mPas, insbesondere zwischen 0,5 mPas und 3 mPas verändert wird;
- - Insbesondere Befüllen eines die Engstelle aufweisenden Zwischenraums zwischen dem Träger und der Folie mit dem diese dynamische Viskosität aufweisenden Gießharz, sodass sich das erwärmte Gießharz über die Engstelle hinweg in einen Volumenbereich des Zwischenraums verteilt.
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Ausführungsbeispiele des erst genannten unabhängigen Aspekts sind als vorteilhafte Ausführungsbeispiele des weiteren unabhängigen Aspekts anzusehen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung, erhältlich durch ein Verfahren gemäß dem oben genannten Aspekt oder einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel dazu.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung. Die Bedienvorrichtung weist eine Folie als Abdeckung der Bedienvorrichtung, einen Träger und ein Gießharz auf. Die Folie weist eine Folienoberseite und eine Folienunterseite auf. Der Träger weist ein Basisteil, wenigstens einen Kopplungssteg und wenigstens einen Begrenzungssteg auf. Der wenigstens eine Begrenzungssteg und der wenigstens eine Kopplungssteg sind gegenüber dem Basisteil erhaben. Der Träger ist derart an der Folienunterseite angeordnet, dass der Kopplungssteg und der Begrenzungssteg in Richtung der Folie erhaben sind und lokal eine Engstelle, insbesondere von einer Höhe von 0,1 mm bis 0,3mm, zwischen dem Begrenzungssteg und der dazu beabstandeten Folienunterseite ausgebildet ist. Das Gießharz ist insbesondere hergestellt aus einem Härter und einem Prepolymer. Insbesondere umfasst das Prepolymer Polyurethan oder Polyurea. Das Gießharz befindet sich zumindest auch in einem die Engstelle aufweisenden Zwischenraum zwischen dem Träger und der Folie.
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Das Gießharz weist insbesondere zumindest ein Prepolymer auf. Es weist insbesondere einen Härter auf.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Dabei zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung;
- 2 eine perspektivische Schnittdarstellung der Bedienvorrichtung gemäß 1;
- 3 eine perspektivische Darstellung von Teilkomponenten der Bedienvorrichtung gemäß 1 von unten betrachtet;
- 4 eine vergrößerte Darstellung eines Teilbereichs in 3;
- 5 eine vergrößerte Darstellung eines Teilbereichs in 2;
- 6 eine schematische Darstellung eines Teilbereichs aus 5; und
- 7 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Bedienvorrichtung 1. Die Bedienvorrichtung 1 kann in einem Fahrzeug, beispielsweise an der Mittelkonsole oder am Armaturenbrett oder an einer Innenverkleidung einer Tür angeordnet sein. Die Bedienvorrichtung 1 weist eine Folie 2 als Abdeckung der Bedienvorrichtung 1, einen Träger 3, Gießharz 4 (2) und einen Elektronikträger 5 auf. Die Folie 2 weist eine Folienoberseite 6a und eine Folienunterseite 6b (2) auf. Die Folie 2 kann weiterhin Symbolbereiche 7a aufweisen. Die Symbolbereiche 7a auf der Folie 2 sind im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts lichtdurchlässig, beispielsweise weisen sie einen Transmissionsgrad von 20% auf.
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Insbesondere kann die Bedienvorrichtung 1 als Eingabeeinheit dienen, insbesondere zum Steuern von Funktionen des Fahrzeugs, beispielsweise Fensterbewegung, eine Türverriegelung oder eine Sitzheizung. Insbesondere wird jede Funktion des Fahrzeugs auf der Folie 2 als Symbol 7b in dem Symbolbereich 7a dargestellt. Insbesondere kann die Folie 2 zu den Symbolen 7b jeweils eine Aktivitätsanzeige 7c auch in einem weiteren Symbolbereich 7a aufweisen.
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In 2 ist ein perspektivischer Querschnitt der Bedienvorrichtung 1 dargestellt, insbesondere entlang der Schnittlinie II-II in 1. Insbesondere ist in 2 das Ausführungsbeispiel aus 1 als Querschnitt gezeigt. Der Träger 3 weist ein Basisteil 8, Kopplungsstege 9 und Begrenzungsstege 10 auf. Die Begrenzungsstege 10 und die Kopplungsstege 9 sind gegenüber dem Basisteil 8 erhaben. Insbesondere können sich die Kopplungsstege 9 umlaufend an einem äußeren Rand des Trägers 3 befinden. Der Träger 3 ist insbesondere einstückig ausgebildet. Beispielsweise kann er aus Kunststoff sein. Er kann ein Spritzgussteil sein. Insbesondere sind die Symbolbereiche 7a zwischen Symbol 7b und zugehöriger Aktivitätsanzeige 7c durch die Begrenzungsstege 10 getrennt. Insbesondere sind die Begrenzungsstege 10 höher gegenüber dem Basisteil 8 in einer Richtung, insbesondere in Richtung der Folie 2, erhaben als die Kopplungsstege 9.
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Das Gießharz 4 weist insbesondere einen Härter und ein Prepolymer auf. Insbesondere umfasst das Prepolymer Polyurethan oder Polyurea. Das Gießharz 4 befindet sich in einem Zwischenraum 11 zwischen dem Träger 3 und der Folie 2.
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Auf dem Elektronikträger 5 können Lichtquellen, insbesondere Leuchtmittel, insbesondere LEDs 12, angeordnet sein. Die LEDs 12 befinden sich auf einer Symbolachse 13 in einem Leuchtmittelbereich 14. Die Symbolachse 13 verläuft im zusammengefügten Zustand der Bedienvorrichtung 1 von den Symbolbereichen 7a jeweils im Wesentlichen, insbesondere genau, senkrecht zu der jeweiligen LED 12. Der Leuchtmittelbereich 14 ist von den Begrenzungsstegen 10 und/oder den Kopplungsstegen 9 umschlossen.
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In 3 sind Teilkomponenten der Bedienvorrichtung 1 gemäß 1 gezeigt. Insbesondere ist in 3 das Ausführungsbeispiel aus 1 von unten ohne Elektronikträger 5 gezeigt. Es sind die Folie 2 und der Träger 3 mit einer kapazitiven Einlage 15 für die Bedienvorrichtung 1 gezeigt. Die mattenartige Einlage 15 ist insbesondere als untere Abschlusslage unter dem im Ausführungsbeispiel dazu separaten Träger 3 angeordnet. Sie kann direkt an der dem Zwischenraum 11 abgewandten Seite des Trägers 3 angeordnet sein.
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Beispielsweise kann der Träger 3 aus PC ausgebildet sein. Er kann, insbesondere gemeinsam mit der kapazitiven Einlage 15, beispielsweise in einem Spritzgussverfahren, hergestellt werden. Der Träger 3 weist insbesondere Symbolausschnitte 16 auf. In zusammengebauten Zustand der Bedienvorrichtung 1 befinden sich die Symbolausschnitte 16 beispielsweise auf der Symbolachse 13, insbesondere deckungsgleich auf der Symbolachse 13 zu dem Leuchtmittelbereich 14. Insbesondere kann die kapazitive Einlage 15 so an dem Träger 3 angeordnet werden, dass die kapazitive Einlage 15 die Symbolausschnitte 16 abdichtet. Beim Einfüllen des Gießharzes 4 (2) kann so ein Überquellen des Gießharzes 4 über die Begrenzungsstege 10 aus dem Symbolausschnitt 16 heraus vermieden werden und/oder durch Druckaufbau die Folie 2 dreidimensional gezielt ausgeformt werden.
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Die Folie 2 kann beispielsweise in einem IML oder FIM Verfahren hergestellt werden und weist die integrierten Symbolbereiche 7a auf. Insbesondere wird an einem Außenrand der Folie 2 ein Dichtelement 17, insbesondere teilweise, angebracht. Insbesondere ist das Dichtelement 17 ein TPE. Insbesondere kann die Folie 2 mit dem Dichtelement 17 so an die Folie 2 angeordnet werden, dass das Dichtelement 16 an den Kopplungsstegen 9 aufliegt, insbesondere an den Kopplungsstegen 9 abdichtet, insbesondere wasserdicht abdichtet. Beispielsweise kann das Dichtelement 17 an der Folie 2 und/oder an dem Träger 3 (2) angeschweißt werden. Insbesondere sind die Kopplungsstege 9 sowohl in Richtung der Folie 2 als auch in die entgegengesetzte Richtung von dem Basisteil 8 erhaben. Insbesondere sind die Begrenzungsstege 10 nur in Richtung der Folie 2 gegenüber der dem Basisteil 8 erhaben und schließen in die andere Richtung bündig mit dem Basisteil 8 ab oder gehen in dieses über.
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4 zeigt eine Teilansicht A1 der Darstellung in 3. Die Lage des Dichtelements 17 ist zu erkennen.
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In 5 ist eine Teilansicht A2 der Bedienvorrichtung 1 aus 2 dargestellt. Insbesondere zeigt 5 eine Teilansicht des Ausführungsbeispiels aus 2. Zwischen dem Begrenzungssteg 10, insbesondere einer der Folienunterseite 6b zugewandten Stirnseite 10a, und der dazu beabstandeten Folienunterseite 6b ist lokal eine Engstelle 19, insbesondere von einer Höhe von 0,1 mm bis 0,3 mm, ausgebildet. Die Stirnseite 10a ist somit minimal bestandet zu der Folienunterseite 6b angeordnet.
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Die Engstelle 19 ist so ausgebildet, dass Streulicht von der LED 12, die das Symbol 7b beleuchtet, reduziert ist, insbesondere so weit reduziert, dass im Beispiel hier die Aktivitätsanzeige 7c nicht erkennbar beleuchtet wird. Insbesondere ist das Symbol 7b im Betrieb der Bedienvorrichtung 1 dauerhaft beleuchtet und die Aktivitätsanzeige 7c nur dann beleuchtet, wenn die Funktion, die durch das Symbol 7b dargestellt wird, aktiv ist. Wenn die Funktion nicht aktiv ist, soll die Aktivitätsanzeige 7c durch den Verschwindeeffekt nicht erkennbar sein. Wäre die Engstelle 19 nicht ausgebildet, gelangt zu viel Streulicht von der LED 12, die das Symbol 7b beleuchtet, insbesondere über die Engstelle 19 hinweg, zu der Aktivitätsanzeige 7c. Es kann dann der Verschwindeeffekt nicht mehr funktionieren und es wären Umrisse der Aktivitätsanzeige 7c erkennbar. Durch die Engstelle 19 kann dies verhindert werden.
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6 zeigt einen schematischen Teilbereich der Bedienvorrichtung 1 mit der Engstelle 19. Insbesondere ist in 6 das Ausführungsbeispiel aus 5 gezeigt. Es ist der Abstand d, durch den die Engstelle in Höhenrichtung charakterisiert ist, gezeigt. Dieser Abstand d beträgt insbesondere zwischen 0,1 mm und 0,3 mm. Außerdem ist symbolhaft und örtlich nicht abschließend zu verstehend die hier einzige Einfüllöffnung 18 gezeigt.
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7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen einer Bedienvorrichtung 1.
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In Schritt S1 wird die flexible Folie 2 als Abdeckung der Bedienvorrichtung 1, welche die Folienoberseite 6a und die Folienunterseite 6b aufweist, bereitgestellt.
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In Schritt S2 wird der Träger 3, welcher das Basisteil 8, die Kopplungsstege 9 und die Begrenzungsstege 10 aufweist, bereitgestellt. Die Begrenzungsstege 10 und die Kopplungsstege 9 sind gegenüber dem Basisteil 8 erhaben. Der Träger 3 wird in einem Ausführungsbeispiel einstückig als Spritzgussteil erzeugt.
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In Schritt S3 wird der Trägers 3 an die Folienunterseite 6b so positioniert, dass die Kopplungsstege 9 und die Begrenzungsstege 10 in Richtung der Folie 2 erhaben sind und lokal die zumindest eine Engstelle 19 zwischen den Begrenzungsstegen 10 und der dazu beabstandeten Folienunterseite 6b ausgebildet wird. In einem Ausführungsbeispiel wird das Dichtelement 17 entlang des Randes der Folienunterseite 6b aufgebracht. Dieses ist beispielsweise ein TPE. Insbesondere kontaktiert das Dichtelement 17 die Kopplungsstege 9. Damit kann bereichsweise auch eine randseitige mechanische Verbindung und somit ein Koppeln zwischen dem Kopplungssteg 9 und der Folie 2 erfolgen. Ein stabiles Modul ist dadurch gebildet. Durch die Kopplungsstege 9 ist die Folie auch lokal stabilisiert und positionell gehalten.
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In Schritt S4 wird das Gießharz 4 bereitgestellt. Dabei werden im Ausführungsbeispiel ein Prepolymer und ein Härter bereitgestellt.
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In Schritt S5 wird das Gießharz 4 in einem Ausführungsbeispiel auf eine Verarbeitungstemperatur zwischen 50°C und 100°C erwärmt. Im Ausführungsbeispiel wird das Prepolymer, insbesondere Polyurethan oder Polyurea, auf die Verarbeitungstemperatur erwärmt. Separat dazu wir der Härter erwärmt. Diese erwärmten Komponenten werden dann in einem Ausführungsbeispiel gemischt. Gerade die Erwärmung auf diesen Temperaturbereich verändert gezielt die dynamische Viskosität des Gießharzes 4, insbesondere des polyurethanbasierten Gießharzes 4, so dass das Gießharz 4 hoch flüssig wird. Insbesondere wird durch das Erwärmen auf eine Temperatur in dem genannten Temperaturbereich die dynamische Viskosität auf einen Wert der der dynamischen Viskosität ähnlich oder gleich ist, verändert. Insbesondere wird die dynamische Viskosität auf einen Wert kleiner oder gleich 5 mPas, insbesondere kleiner oder gleich 1,5 mPas und größer 0,5 mPas eingestellt. Ein solch flüssiges Gießharz 4 verteilt sich besonders vorteilhaft schnell und gleichmäßig in dem Zwischenraum 11, insbesondere umfänglich bevor es aushärtet. Besonders vorteilhaft ist dies dann, wenn nur eine einzige Einfüllöffnung 18 für das Befüllen mit dem Gießharz 4 bei dem Modul vorgesehen ist. Durch die eine Einfüllöffnung 18 ist das Dosieren des Befüllens sehr genau möglich und der Befüllvorgang als solcher effizienter möglich. Unerwünschtes Aushärten an unterschiedlichen Stellen und nicht synchrones Befüllen über mehrere Einfüllöffnungen können vermieden werden. Da aber bei einer Befüllöffnung und deren spezifischer Position auch Volumenbereichen mit dem Gießharz 4 befüllt werden sollen, die ein Überfließen des Gießharzes 4 über zumindest eine Engstelle 19 bedingen, ist dieser temporär eingestellte, hoch flüssige Zustand des Gießharzes 4 besonders vorteilhaft.
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In Schritt S6 wird der Zwischenraum 11 zwischen dem Träger 3 und der Folie 2 mit dem Gießharz 4 befüllt, sodass sich das gezielt erwärmte und sich dadurch in einem wasserähnlichen Zustand befindliche Gießharz 4 über die Engstelle 19 hinweg auch in den Volumenbereich 11 a des Zwischenraums 11 verteilt. Der Zwischenraum 11 weist die zumindest eine Engstelle 19 auf. Insbesondere wird der Zwischenraum 11 nur durch eine einzige Einfüllöffnung 18 befüllt. Insbesondere befindet sich der zu befüllende Volumenbereich 11 a des Zwischenraums 11 jenseits der Engstelle 19 von der Einfüllöffnung 18 aus gesehen. Beispielsweise kann das Gießharz 4 dann nur über die Engstelle 19 hinweg von der Einfüllöffnung 18 zum Volumenbereich 11afließen. Insbesondere weist der Zwischenraum 11 mehrere Volumenbereiche 11 a auf. Insbesondere sind die Volumenbereiche 11 a durch die Begrenzungsstege 10 voneinander getrennt. Insbesondere fließt das Gießharz 4 nur über die Engstellen 19 von einem Volumenbereich 11a zu einem weiteren Volumenbereich 11 a. Die Volumenbereiche 11a werden zumindest teilweise aufgefüllt.
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In einem Ausführungsbeispiel wird der an der Folienunterseite 6b angeordnete Träger 3 während des Befüllens so positioniert, dass die Folienoberseite 6a nach unten gerichtet wird. Insbesondere verteilt sich das niedrigviskose Gießharz 4 durch die Schwerkraft deshalb selbständig auf der Folienunterseite 6b über die wenigstens eine Engstelle 19 hinweg.
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Während des Befüllens weist das Gießharz 4 in erwärmten Zustand eine niedrige dynamische Viskosität, insbesondere eine dynamische Viskosität, die kleiner 1,5 mPas ist, auf. In einem Ausführungsbeispiel kann durch das Befüllen die Folie 2 dreidimensional ausgeformt werden. Diese Form bleibt nach dem Aushärten des Gießharzes 4 erhalten. Insbesondere härtet das Gießharz 4 nach dem Einfüllen in kurzer Zeit, insbesondere innerhalb von 10 Sekunden, aus. In einem Ausführungsbeispiel wird nach dem Aushärten der Elektronikträger 5, der Leuchtmittel, insbesondere LEDs 12, aufweist an dem Träger 3 angebracht. Insbesondere wird der Elektronikträger 5 so an dem Träger 3 und relativ zur Folie 2 fixiert, dass die Symbolbereiche 14 von den Leuchtmitteln gezielt beleuchtet werden können.
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Da, wie zu erkennen ist, dass Gießharz 4 auch in Bereich eingebracht wird, die im Lichtweg des Lichts der zumindest einen Lichtquelle zum Symbolbereich 7a ist, ist das Gießharz 4 transparent.
