DE10225018A1

DE10225018A1 - Verfahren zum Herstellen eines Funktionsmoduls aus Kunststoff sowie Funktionsmodul aus Kunststoff

Info

Publication number: DE10225018A1
Application number: DE10225018A
Authority: DE
Inventors: Gunnar Schultz
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2003-12-18

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines Funktionsmoduls 1 aus Kunststoff, umfassend einen Geräteträger mit Haltern H zum Befestigen der in dem Funktionsmodul 1 aufzunehmenden Funktionskomponenten sowie mit einer sichtseitigen Abdeckung 2, ist dadurch bestimmt, dass der Geräteträger und die sichtseitige Abdeckung 2 einstückig als stoffliche Einheit durch ein zwei- oder mehrstufig ausgebildetes Spritzgussverfahren hergestellt werden, wobei die Aufteilung der einzelnen Spritzgussschritte in Bezug auf das Erstellen der einzelnen Komponenten des Funktionsmoduls unter der Maßgabe erfolgt, dass die sichtseitige Oberfläche der Abdeckung 2 unbeeinträchtigt von erkennbaren verfahrensspezifischen Einflüssen ist, indem zum Tragen von Haltern H dienende Abschnitte der Abdeckung 2 und die diesen Abschnitten zugeordneten Halter H in unterschiedlichen Spritzgussschritten hergestellt werden. DOLLAR A Ein Funktionsmodul 1 aus Kunststoff mit einem Geräteträger mit angeformten Haltern H zum Befestigen der in dem Funktionsmodul 1 aufzunehmenden Funktionskomponenten sowie mit einer sichtseitigen Abdeckung 2, ist dadurch bestimmt, dass der sichtseitigen Abdeckung 2 die Funktion des Geräteträgers zukommt und die Halter H an der Rückseite der Abdeckung 2 angeformt sind, wobei zum Tragen von Haltern H dienende Abschnitte der Abdeckung 2 und die diesen Abschnitten zugeordneten Halter H als stoffliche Einheit, erstellt in zumindest zwei Spritzgussschritten, hergestellt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Funktionsmoduls aus Kunststoff, umfassend einen Geräteträger mit Haltern zum Befestigen der in dem Funktionsmodul aufzunehmenden Funktionskomponenten sowie mit einer sichtseitigen Abdeckung. Ferner betrifft die Erfindung ein Funktionsmodul aus Kunststoff mit einem Geräteträger mit angeformten Haltern zum Befestigen der in dem Funktionsmodul aufzunehmenden Funktionskomponenten sowie mit einer sichtseitigen Abdeckung.

Funktionsmodule aus Kunststoff werden zu unterschiedlichen Zwecken eingesetzt, beispielsweise als Dachmodul für ein Kraftfahrzeug. Derartige Funktionsmodule umfassen einen Geräteträger mit angeformten Haltern, an denen die in dem Funktionsmodul aufzunehmenden Funktionskomponenten, beispielsweise elektrische/elektronische, mechanische und/oder optische befestigt werden. In einem Dachmodul sind typischerweise aufgenommen eine Beleuchtungseinrichtung mit Reflektoren, elektrische Schalter und weitere Bedieneinheiten. Die Halter sind an einem die Halter miteinander verbindenden Trägerelement abragend angeformt. Zum Befestigen des Funktionsmoduls trägt der Geräteträger rückseitig Befestigungsmittel, damit das Funktionsmodul nach seiner Bestückung an einer Sockelplatte befestigt werden kann. Zur vorderseitigen Abdeckung des Geräteträgers umfasst das Funktionsmodul eine sichtseitige Abdeckung, die beispielsweise als Blende oder dergleichen ausgebildet sein kann. Im Falle eines Dachmoduls kann die Abdeckung klare, lichtdurchlässige Bereiche aufweisen.

Zum Erstellen eines solchen Funktionsmoduls werden somit drei individuelle Kunststoffelemente benötigt. Bei der Montage eines solchen Funktionsmoduls wird in einem ersten Schritt der Geräteträger mit den benötigten Funktionskomponenten bestückt, beispielsweise mit elektrischen Schaltern, Lampenfassungen, Reflektoren und Lampen. Zum Montieren des Funktionsmoduls, beispielsweise eines Dachmoduls in einem Kraftfahrzeug ist zunächst die Sockelplatte kraftfahrzeugseitig anzubringen, bevor der Geräteträger mit der Sockelplatte verschraubt und anschließend der Geräteträger mit der sichtseitigen Abdeckung verschlossen wird. Dieses hat zum Nachteil, dass der Geräteträger nach seiner Montage offen und die darin enthaltenen Komponenten frei zugänglich sind, so dass grundsätzlich bei einem Montage- oder anderem Handhabungsschritt die Gefahr besteht, dass einzelne Komponenten beschädigt oder bezüglich ihrer Funktionalität beeinträchtigt werden können. Insbesondere bei einem Einsatz von Reflektoren kann deren Reflektivität durch Fingerabdrücke oder Staubanlagerungen beeinträchtigt werden.

Hergestellt werden die einzelnen Elemente des Funktionsmoduls - Abdeckung, Geräteträger und Sockelplatte - durch ein Kunststoffspritzgussverfahren. Derartige Verfahren sind bekannt.

Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, zum einen ein Verfahren zum Herstellen eines Funktionsmoduls aus Kunststoff dergestalt weiterzubilden, dass mit diesem Verfahren nicht nur ein Funktionsmodul hergestellt werden kann, bei dem die zum diskutierten Stand der Technik aufgezeigten Nachteile vermieden sind, sondern gemäß dem ein eingangs genanntes Funktionsmodul als Einheit herstellbar ist.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Funktionsmodul aus Kunststoff der eingangs genannten, gattungsgemäßen Art bereitzustellen, bei dem die zu dem diskutierten vorbekannten Stand der Technik aufgezeigten Nachteile vermieden sind.

Die verfahrensbezogene Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Geräteträger und die sichtseitige Abdeckung einstückig als stoffliche Einheit durch ein zwei- oder mehrstufig ausgebildetes Spritzgussverfahren hergestellt werden, wobei die Aufteilung der einzelnen Spritzgussschritte in Bezug auf das Erstellen der einzelnen Komponenten des Funktionsmoduls unter der Maßgabe erfolgt, dass die sichtseitige Oberfläche der Abdeckung unbeeinträchtigt von erkennbaren verfahrensspezifischen Einflüssen ist, indem zum Tragen von Haltern dienende Abschnitte der Abdeckung und die diesen Abschnitten zugeordneten Halter in unterschiedlichen Spritzgussschritten hergestellt werden.

Die Funktionsmodul bezogene Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der sichtseitigen Abdeckung die Funktion des Geräteträgers zukommt und die Halter an der Rückseite der Abdeckung angeformt sind, wobei zum Tragen von Haltern dienende Abschnitte der Abdeckung und die diesen Abschnitten zugeordneten Halter als stoffliche Einheit, erstellt in zumindest zwei Spritzgussschritten, hergestellt sind.

Bei dem beanspruchten Funktionsmodul dient die sichtseitige Abdeckung gleichzeitig als Geräteträger. Die Halter sind an der Rückseite der Abdeckung angeformt, was zum Vorteil hat, dass der Geräteträger von seiner Rückseite her bestückt werden kann. Da die Abdeckung Teil des Geräteträgers ist, erfolgt eine Montage der Funktionskomponenten in den durch die Abdeckung abgeschlossenen Raum. Sind Reflektoren Teil des Funktionsmoduls, werden diese mit ihrer reflektiven Oberfläche zur Abdeckung hin montiert, so dass diese zu ihrer Handhabung ausschließlich an ihrer Rückseite gegriffen werden können. Nach einer Montage eines solchen Reflektors ist seine reflektive Oberfläche nicht mehr zugänglich. Entsprechendes gilt auch für andere montage- und/oder handhabungsempfindliche Komponenten. Nach der Montage der Funktionskomponenten ist das Funktionsmodul als ganze Einheit mit der Abdeckung abgeschlossen transportabel und kann gegebenenfalls unter Einsatz einer Sockelplatte montiert werden.

Zum Herstellen eines solchen Funktionsmoduls wird ein zwei- oder mehrstufig ausgeführtes Spritzgussverfahren vorgeschlagen, wobei die Zuordnung einzelner Komponenten des Funktionsmoduls zu einem Spritzgussschritt mit der Maßgabe erfolgt, dass die sichtseitige Oberfläche der Abdeckung unbeeinträchtigt von erkennbaren verfahrensspezifischen Einflüssen ist. Mit einem solchen Verfahren können qualitativ sehr hochwertige und insbesondere auch glänzende Oberflächen auf der Sichtseite der Abdeckung erstellt werden. Die sichtseitige Oberfläche der Abdeckung ist dann nicht durch Einfallflächen oder dergleichen, die ansonsten typisch für solche Bereiche eines Spritzgussteils sind, an denen rückseitig ein anderes Element angespritzt ist, beeinträchtigt. Aus diesem Grunde werden bei dem beschriebenen Verfahren die zum Tragen von Haltern dienenden Abschnitte der Abdeckung und die diesen Abschnitten zugeordneten Halter in jeweils unterschiedlichen Spritzgussschritten hergestellt. Dabei kann vorgesehen sein, dass grundsätzlich solche Halter oder auch andere Befestigungsmittel, bei denen nicht die Gefahr einer Entstehung von Einfallflächen auf der sichtseitigen Oberfläche der Abdeckung gegeben ist, auch in demjenigen Verfahrensschritt spritzgegossen werden können, in dem die oberflächenkritischen Bereiche der Abdeckung spritzgegossen werden. Zumindest diejenigen Halter, bei denen die Gefahr bestehen würde, dass sich auf der sichtseitigen Oberfläche der Abdeckung Einfallflächen ausbilden würden, werden in einem zur Ausbildung der diesbezüglichen Abschnitte der Abdeckung unterschiedlichen Kunststoffspritzgussschritt erstellt. Dieses können grundsätzlich auch alle Halter und weiteren Befestigungselemente sein. Zum Herstellen eines solchen Funktionsmoduls kann grundsätzlich vorgesehen sein, dass die Abdeckung als solches in einem Spritzgussschritt hergestellt wird und dass in einem anderen Spritzgussschritt die Halter und gegebenenfalls weitere Befestigungsmittel zum Befestigen des Funktionsmoduls in einem weiteren Spritzgussschritt erstellt werden.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Abdeckung selbst in zumindest zwei Spritgussschritten hergestellt wird. Mit diesem Verfahren ist es möglich, die Abdeckung durch zwei oder mehr unterschiedliche Kunststoffkomponenten zu gestalten. Beispielsweise kann eine dieser Kunststoffkomponenten eine klare Kunststoffkomponente sein, so dass ein Funktionsmodul mit lichtdurchlässigen Bereichen ausgebildet werden kann, beispielsweise wenn das Funktionsmodul als Dachmodul für ein Kraftfahrzeug eingesetzt werden soll. In diesem Fall ist eine zusätzliche Montage von lichtdurchlässigen Einsätzen vermieden, da diese bereits bei der Herstellung mitgebildet werden. Bei einer solchen Ausgestaltung werden die Halter zur Aufnahme der vorgesehenen Funktionskomponenten beispielsweise zusammen mit dem Erstellen der klaren, lichtdurchlässigen Bereiche der Abdeckung spritzgegossen. Da sich die Halter naturgemäß außerhalb der lichtdurchlässigen Bereiche der Abdeckung befinden, grenzen diese an solche Bereiche der Abdeckung, die aus der anderen, beispielsweise nicht klaren Kunststoffkomponente gebildet sind. Durch das Spritzgussverfahren sind die Halter sodann an diesen Abschnitten angeformt und bilden mit diesen Abschnitten eine stoffliche Einheit.

Mit diesem Verfahren können Funktionsmodule mit einer qualitativ sehr hochwertigen Oberfläche hergestellt werden, ohne dass die designerische Ausgestaltung in irgendeiner Weise zum Kaschieren ansonsten erkennbarer verfahrensspezifischer Einflüsse beeinträchtigt wäre und wobei das mit dem Verfahren hergestellte Funktionsmodul zudem nicht unerhebliche montage- und handhabungstechnische Vorteile aufweist.

Mit dem beanspruchten Funktionsmodul können infolge der möglichen engen Toleranzkette sehr enge Spaltmaße, beispielsweise zwischen einem Schalter oder Taster und der Abdeckung realisiert werden. Die enge Toleranzkette ist begründet durch die erfindungsgemäße Einstückigkeit zwischen Abdeckung und Geräteträger, da die zum Halten der Funktionskomponenten vorgesehen Halter rückseitig an der Abdeckung angeformt sind.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematisierte dreidimensionale Darstellung als Rückeinsicht in ein als Dachmodul ausgebildetes Funktionsmodul und
Fig. 2 eine Darstellung des Funktionsmoduls der Fig. 1, darstellend die aus einer Kunststoffkomponente gebildeten Funktionsmodulkomponenten.
Ein als Dachmodul für ein Kraftfahrzeug ausgebildetes Funktionsmodul 1 ist durch ein Zweikomponten-Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt worden. Das Funktionsmodul 1 umfasst eine Abdeckung 2. Die in Fig. 1 nicht erkennbare Unterseite der Abdeckung 2 bildet die Ansichtsfläche des Dachmoduls und ist bereichsweise durch eine glatte, glänzende Oberfläche gekennzeichnet. Die Abdeckung 2 besteht aus zwei unterschiedlichen Kunststoffkomponenten K₁ und K₂, von denen die Kunststoffkomponente K₁ eine klare durchscheinende Komponente und die Kunststoffkomponente K₂ gefärbt ist. Die mit der klaren Kunststoffkomponente K₁ ausgebildeten Bereiche der Abdeckung 2 dienen zum Abdecken von in dem Dachmodul 1 enthaltenen und in Fig. 1 nicht näher dargestellten Leuchten. Die Rückseite der Abdeckung 2 dient als Träger für mehrere Halter H, an denen die zur Ausstattung des Dachmoduls 1 vorgesehenen Funktionskomponenten, beispielsweise die Leuchten, die benötigen elektrischen Schalter und dergleichen befestigt werden. In den Figuren sind nur einige Halter H mit dem Bezugszeichen "H" der Übersicht halber gekennzeichnet. Somit bildet die Abdeckung 2 zusammen mit den Haltern H gleichzeitig einen Geräteträger aus. Dieser aus der Abdeckung 2 und den Haltern H gebildete Geräteträger ist durch die Abdeckung 2 vorderseitig verschlossen und somit von seiner Rückseite her zu bestücken. Dieses bedeutet, dass sämtliche aus Blickrichtung der Fig. 1 zur Abdeckung 2 hinweisenden Elemente durch die Abdeckung 2 geschützt sind, wie beispielsweise die zu montierenden Reflektoren und die in die Reflektoren eingreifenden Lampen.
Die Halter H dienen ebenfalls zum Befestigen einer Leiterbahnstruktur, beispielsweise einer Platine oder aus einer flexiblen Leiterplatte mit den notwendigen elektrischen Abgängen und den nur zum Betreiben des Dachmoduls benötigten elektrischen/elektronischen Komponenten.
Von der Rückseite der Abdeckung 2 abrangend sind ferner Befestigungsmittel B angeformt, mit denen das Funktionsmodul 1 rückseitig durch eine Sockel- bzw. Montageplatte verschlossen werden kann.
Damit beim Herstellen des Funktionsmoduls 1 die unterhalb der Halter H und der Befestigungsmittel B befindlichen Bereiche der Abdeckung 2 oberflächlich unbeeinflusst sind, sind diese Elemente - Halter H und Befestigungsmittel B - aus der Kunststoffkomponente K₁ und nicht aus der zur Erstellung der übrigen Teile der Abdeckung 2 und insbesondere auch zur Ausbildung der sichtseitigen Oberfläche vorgesehenen und gefärbten Kunststoffkomponente K₂ gebildet. Zum Herstellen des Funktionsmoduls 1 wird in einem ersten Spritzgussschritt die Kunststoffkomponente K₂ zur Ausbildung der gefärbten Abschnitte der Abdeckung 2 und gegebenenfalls daran angeformter Elemente spritzgegossen. Nach Erstarren der gefärbten Kunststoffkomponente K₂ wird die Kunststoffkomponente K₁ zur Ausbildung der klaren Bereiche der Abdeckung 2 und der Halter H und Befestigungsmittel B spritzgegossen. Das durch diesen Verfahrensschritt erstellte Zwischenprodukt ist in Fig. 2 dargestellt. Die rückseitig von dem bereits erstellten Teil der Abdeckung 2 abragenden Elemente sind so konzipiert, dass durch diese die sichtseitige Oberfläche der Abdeckung 2 unbeeinträchtigt ist. Daher handelt es sich im wesentlichen bei den in diesem Verfahrensschritt mit dem Teil der Abdeckung 2 spritzgegossenen Elementen um solche, die nur eine geringe Anbindungsfläche mit der eigentlichen Abdeckung aufweisen, so dass die Gefahr des Entstehens von Einfallflächen auf der sichtseitigen Oberfläche vermieden ist. In einem zweiten Spritzgussschritt wird die klare Kunststoffkomponente K₁ spritzgegossen, wodurch die klaren Bereiche der Abdeckung 2 und weitere Halter H auf der Rückseite der bereits im ersten Verfahrensschritt erstellen Anteile der Abdeckung 2 angespritzt werden. Die an die durch die gefärbte Kunststoffkomponente K₂ der Abdeckung 2 angespritzten Halter H und Befestigungsmittel B können im Zuge des beschriebenen Verfahrens die untere sichtseitige Oberfläche der Abdeckung 2 beim Spritzgießen und auch beim anschließenden Abkühlen nicht mehr beeinflussen oder verformen, so dass auf diese Weise wirksam die Ausbildung etwa von Einfallflächen auf der Unterseite der Abdeckung 2 gegenüber einem einstufigen Spritzgießen des Funktionsmoduls 1 vermieden ist. Bezugszeichenliste 1 Funktionsmodul
2 Abdeckung
B Befestigungsmittel
H Halter
K₁ klare Kunststoffkomponente
K₂ gefärbte Kunststoffkomponente

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Funktionsmoduls aus Kunststoff, umfassend einen Geräteträger mit Haltern (H) zum Befestigen der in dem Funktionsmodul (1) aufzunehmenden Funktionskomponenten sowie mit einer sichtseitigen Abdeckung (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Geräteträger und die sichtseitige Abdeckung (2) einstückig als stoffliche Einheit durch ein zwei- oder mehrstufig ausgebildetes Spritzgussverfahren hergestellt werden, wobei die Aufteilung der einzelnen Spritzgussschritte in Bezug auf das Erstellen der einzelnen Komponenten des Funktionsmoduls (1) unter der Maßgabe erfolgt, dass die sichtseitige Oberfläche der Abdeckung (2) unbeeinträchtigt von erkennbaren verfahrensspezifischen Einflüssen ist, indem zum Tragen von Haltern (H) dienende Abschnitte der Abdeckung und die diesen Abschnitten zugeordneten. Halter (H) in unterschiedlichen Spritzgussschritten hergestellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sichtseitige Abdeckung (2) aus zumindest zwei Kunststoffkomponenten hergestellt wird und die Halter (H) zusammen mit dem Schritt des Erstellens der zumindest einen Kunststoffkomponente der Abdeckung spritzgegossen werden.

3. Funktionsmodul aus Kunststoff mit einem Geräteträger mit angeformten Haltern (H) zum Befestigen der in dem Funktionsmodul (1) aufzunehmenden Funktionskomponenten sowie mit einer sichtseitigen Abdeckung (2), dadurch gekennzeichnet, dass der sichtseitigen Abdeckung (2) die Funktion des Geräteträgers zukommt und die Halter (H) an der Rückseite der Abdeckung (2) angeformt sind, wobei zum Tragen von Haltern (H) dienende Abschnitte der Abdeckung (2) und die diesen Abschnitten zugeordneten Halter (H) als stoffliche Einheit, erstellt in zumindest zwei Spritzgussschritten, hergestellt sind.

4. Funktionsmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die sichtseitige Abdeckung (2) in ihrer flächigen Erstreckung aus zumindest zwei Kunststoffkomponenten (K₁, K₂) besteht.

5. Funktionsmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine der zumindest zwei Kunststoffkomponenten (K₁, K₂) eine klare Kunststoffkomponenten ist.

6. Funktionsmodul nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsmodul (1) ein Dachmodul für ein Kraftfahrzeug ist.