DE4141245A1 - CONTROL ELEMENTS OF INSTALLATION DEVICES - Google Patents

CONTROL ELEMENTS OF INSTALLATION DEVICES

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Abstract

The invention relates to control elements for electrical installation apparatuses consisting of thermoplastic moulded compounds, especially covers, frames, switch keys and switch rockers as well as rotary knobs whose surface is provided with a hard coating which is formed from organically modified, non-metallic, inorganic materials and is applied after the forming of the control elements.

Description

Die Erfindung betrifft Bedienelemente aus thermoplasti­ schen Formmassen für elektrische Installationsgeräte, insbesondere Abdeckungen, Rahmen, Betätigungstasten und Wippen sowie Drehknöpfe.The invention relates to control elements made of thermoplastic molding compounds for electrical installation devices, in particular covers, frames, operating buttons and Rockers and knobs.

Die Bedienelemente von elektrischen Installationsgeräten, wie z. B. Abdeckungen, Rahmen und Betätigungselemente, wurden bisher überwiegend aus Duroplasten hergestellt. Der Vorteil von Duroplasten bei der Verwendung für derar­ tige Teile besteht in der hohen Oberflächen-Kratzfestig­ keit, der hohen Beständigkeit gegen Chemikalienangriff, z. B. durch Reinigungsmittel, und in der Klimafestigkeit, z. B. Temperaturbeständigkeit, derartiger Teile. Dies be­ ruht auf ihrer chemischen Struktur, welche zu einer hohen Härte, sowie zur Unschmelzbarkeit und Nichtlöslichkeit in Lösungsmitteln führt. The controls of electrical installation devices, such as B. covers, frames and actuators, So far, they have mainly been made from thermosets. The advantage of thermosets when used for derar parts consists in the high surface scratch resistance high resistance to chemical attack, e.g. B. by cleaning agents, and in the climatic stability, e.g. B. temperature resistance, such parts. This be rests on their chemical structure, which leads to a high Hardness, as well as infusibility and insolubility in Solvents leads.  

Ein gravierender Nachteil bei der Verwendung von Duropla­ sten für die Herstellung von Bedienelementen für elektri­ sche Installationsgeräte ergibt sich durch die Herstel­ lung. Ausgangsmaterial für solche Formteile sind härtbare Formmassen, welche aus härtbaren Kunstharzen als Binde­ mittel sowie Füll- und Verstärkerstoffen als Harzträger miteinander vermischt in eine Form gegeben und darin un­ ter gleichzeitiger Zuführung von Hitze und Druck in die Endform gebracht werden. Dabei erfolgt durch chemische Umwandlung die Härtung des Formstoffes.A serious disadvantage when using Duropla most for the production of control elements for electri cal installation equipment results from the manufacturer lung. The starting material for such molded parts are curable Molding compounds made from curable synthetic resin as a bandage medium as well as fillers and reinforcing materials as resin carriers mixed together in a form and in it un the simultaneous supply of heat and pressure into the Be brought into final shape. This is done by chemical Converting the hardening of the molding material.

Hierdurch bedingt resultiert ein hoher Verschleiß der Preßformen, was die Fertigungskosten in die Höhe treibt. Ferner ist aufgrund der erforderlichen Beimengungen von Füll- und Verstärkerstoffen als Harzträger die wünschens­ werte Farbauswahl eingeschränkt, ebenso wie die Brillanz der Oberfläche. Auch ist die Erzeugung einer Oberflächen- Strukturierung schwierig und führt zu erhöhten Anforde­ rungen an die Preßformen.This results in high wear and tear Press molds, which drives up manufacturing costs. Furthermore, due to the necessary additions of Fillers and reinforcing materials as resin carriers which are desirable valued choice of colors limited, as well as the brilliance the surface. The generation of a surface Structuring difficult and leads to increased requirements on the molds.

Schließlich verhalten sich derartige Teile, die aus duro­ plastischen Formmassen hergestellt sind, spröde, so daß sie bei Schlagbeanspruchung leicht brechen. Aus diesem Grunde ist es ferner nicht möglich, Schnappverbindungen mit Duroplasten zu realisieren.After all, such parts behave that are made of duro plastic molding compounds are made, brittle, so that break them easily under impact. For this Basically, it is also not possible to snap connections to be realized with thermosets.

Um den vorstehend auf gezeigten Schwierigkeiten zu begeg­ nen, werden neuerdings die Bedienelemente für elektrische Installationsgeräte überwiegend aus thermoplastischen Formmassen hergestellt. Vereinfacht kann man sagen, daß bei Thermoplasten die Vorteile und Nachteile im Vergleich mit Duroplasten vertauscht sind. Demgemäß bestehen weder Probleme bei der Fertigung im Spritzgießverfahren, noch bei der Farbauswahl und der Oberflächengüte sowie im Be­ trieb wegen guter Schlagzähigkeit.To address the difficulties outlined above NEN, recently the controls for electrical Installation devices mainly made of thermoplastic Molding compounds produced. To put it simply, it can be said that in the case of thermoplastics, the advantages and disadvantages in comparison are interchanged with thermosets. Accordingly, neither exist Problems with injection molding, still  in color selection and surface quality as well as in the Be drove because of good impact strength.

Demgegenüber stehen die Nachteile des Fehlens der bei Du­ roplasten bekannten Vorteile wie Kratzfestigkeit, Chemi­ kalienbeständigkeit und Temperaturbeständigkeit entgegen, von denen jedoch die Kratzfestigkeit im Hinblick auf den Gebrauchszweck der Bedienelemente von wesentlicher Bedeu­ tung ist.On the other hand, there are the disadvantages of not having you Plastics known advantages such as scratch resistance, chemi resistance to chemicals and temperature, of which, however, the scratch resistance with regard to the Purpose of use of the controls of essential importance tung is.

Hiervon ausgehend hat die Erfindung die Aufgabe, Bedien­ elemente der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Oberfläche eine verbesserte Kratzfestigkeit aufweist.Proceeding from this, the invention has the task of operating to create elements of the type mentioned, whose Surface has improved scratch resistance.

Die Lösung der Aufgabe besteht in den Merkmalen des kenn­ zeichnenden Teils des Anspruches 1. Danach ist vorgese­ hen, daß die Oberfläche der Bedienelemente mit einer Hartschicht versehen ist. Eine solche Hartschicht, die bevorzugt nur an der bedienseitigen Oberfläche des Be­ dienelementes vorgesehen ist, kann gemäß einer bevorzug­ ten Ausgestaltung der Erfindung durch organisch modifi­ zierte nicht metallische anorganische Werkstoffe gebildet sein.The solution to the problem consists in the characteristics of the kenn Drawing part of claim 1. Then vorese hen that the surface of the controls with a Hard layer is provided. Such a hard layer that preferably only on the operator-side surface of the Be is provided, can be preferred according to one th embodiment of the invention by organic modifi graced non-metallic inorganic materials be.

Wenn das Bedienelement, wie vorstehend ausgeführt, nur einseitig, nämlich auf der Bedienseite beschichtet wird, bleibt der Handhabungsvorteil durch Einsatz von thermo­ plastischem Material insoweit erhalten, als z. B. ange­ formte Schnapphaken als Befestigungselement am Bedienele­ ment ihre guten elastischen Verformungseigenschaften bei­ behalten.If the control element, as stated above, only coated on one side, namely on the operating side, the handling advantage of using thermo remains plastic material received as far as z. B. attached shaped snap hooks as a fastening element on the control panel ment their good elastic deformation properties to keep.

Ein erfindungsgemäß ausgebildetes Bedienelement verbindet in sich sowohl die Vorteile von Thermoplasten als auch die von Duroplasten, da mit der Erhöhung der Kratzfestig­ keit auch eine Erhöhung des Chemikalienwiderstandes und der thermischen Beständigkeit verbunden ist.An operating element designed according to the invention connects in itself both the advantages of thermoplastics as well  that of thermosets because with the increase in scratch resistance also an increase in chemical resistance and thermal resistance.

Als wesentlicher Punkt ist bei einer Beschichtung zu be­ achten, daß neben der Maßhaltigkeit, die für einwandfreie Funktion erforderlich ist, auch das Aussehen, das ggf. in Zusammenhang mit einem bestimmten Design steht, maßgeb­ lich für die Verwendbarkeit der Bedienelemente ist.The essential point to be considered with a coating make sure that in addition to the dimensional accuracy, that for flawless Function is required, including the appearance that may be in Connection with a certain design is decisive Lich for the usability of the controls.

Ein Verfahren und ein Lack zur Herstellung kratzfester Beschichtungen ist aus der DE-OS 34 07 087 bekannt gewor­ den. Die darin offenbarte Lehre ist jedoch auf Bedienele­ mente der erfindungsgemäßen Art nicht anwendbar, da sowohl die zuvor erwähnten Aspekte der Maßhaltigkeit und des ästhetischen Aussehens als auch Aspekte einer ratio­ nellen Fertigung die dort beschriebene Verfahrensweise nicht zulassen.A process and a paint for making scratch-resistant Coatings has become known from DE-OS 34 07 087 the. However, the teaching disclosed therein is based on control panels elements of the type according to the invention not applicable because both the aforementioned aspects of dimensional accuracy and the aesthetic appearance as well as aspects of a ratio the manufacturing process described there not allow.

Das beschriebene Verfahren erfordert eine Vorbehandlung der zu beschichtenden Teile als auch eine anschließende Aushärtung bei erhöhten Temperaturen, was für die Bedien­ elemente aufgrund der verwendeten Werkstoffe nicht in Be­ tracht kommt.The procedure described requires pretreatment of the parts to be coated as well as a subsequent one Curing at elevated temperatures, what for the operator elements due to the materials used not in Be costume comes.

Andererseits kommt ein Aushärten bei abgesenkten Tempera­ turen und dafür längeren Behandlungszeiten ebenfalls nicht in Betracht, da durch die so erhöhte Fertigungs­ dauer je Teil sich der Fertigungsaufwand unangemessen er­ höhen würde und eine kostengünstige Fertigung unmöglich machen würde.On the other hand, hardening occurs when the tempera is lowered structures and therefore longer treatment times as well not considered because of the increased manufacturing for each part the manufacturing effort takes inappropriately would increase and an inexpensive production impossible would do.

Gemäß der Erfindung wird die aus organisch modifiziertem metallhaltigen oder nicht metallischen anorganischem Ma­ terial bestehende Beschichtung jeweils auf die Bedien­ seite der Bedienelemente mittels Spritzen oder im Tauch­ bad aufgebracht und ohne nennenswerte Erwärmung der zu beschichtenden Teile in sehr kurzer Zeit (weniger als 1 Minute) ausgehärtet, so daß anschließend das beschichtete Bedienelement als Fertigteil verfügbar ist. Die Beschich­ tung kann auch mittels Sieb- oder Tampondruck, Schleudern oder mit Elektrostatik-Lackauftrag erfolgen.According to the invention, the organically modified metallic or non-metallic inorganic Ma  existing coating on the operator side of the controls by spraying or diving Bad applied and without significant heating of the coating parts in a very short time (less than 1 Minute) cured, so that the coated Control element is available as a finished part. The Beschich can also be screen or pad printing, spinning or with electrostatic paint application.

Um die Lackbeschichtung in einen wirtschaftlich optimier­ ten Fertigungsablauf integrieren zu können, ist eine schnelle im Sekundenbereich aushärtbare Lackzusammenset­ zung erforderlich. Dieses wird durch den Zusatz von durch Licht aktivierbaren Photoinitiatoren erreicht. Für die Beschichtung von Bedienelementen, aber auch von Abdeck­ rahmen und Gehäusen von Installationsgeräten sind Lackzu­ sätze in Form von Photoinitiatoren (sog. Starter), die durch UV-Bestrahlung aktiviert werden können, von beson­ derem Vorteil. Neben der gewünschten schnellen Aushärtung reduzieren diese Zusätze die Vergilbungstendenz des be­ schichteten Elementes auch nach längerer Einwirkung von Sonnenlicht. Eine weitere Verhinderung bzw. Verzögerung des Vergilbens ergibt sich durch Zusatz von Lichtschutz­ mitteln zum Beschichtungslack.To optimize the paint coating in an economically To be able to integrate the production process is one fast paint composition that can be hardened in seconds required. This is done by adding Light-activated photoinitiators reached. For the Coating of control elements, but also of cover The frames and housings of installation devices are lacquered sentences in the form of photoinitiators (so-called starters), the can be activated by UV radiation, by particular their advantage. In addition to the desired quick curing these additives reduce the yellowing tendency of the be layered element even after prolonged exposure to Sunlight. Another prevention or delay yellowing results from the addition of light protection agent to the coating varnish.

Als Energiequelle für die UV-Bestrahlung der lackierten Elemente zum Zweck einer schnellen Aushärtung ist die Verwendung von schmalbandigen, selektiven UV-Strahlern, z. B. einer als Excimer-Lampe bekannten Ausführung, sehr vorteilhaft.As an energy source for the UV radiation of the painted The elements for the purpose of quick curing is the Use of narrow-band, selective UV lamps, e.g. B. a version known as an excimer lamp, very much advantageous.

Gegenüber üblichen Breitband-UV-Strahlern, z. B. Queck­ silber-Hochdruck-Lampen, kann mit einer Excimer-Lampe die Energieeinwirkung auf das beschichtete Element genau do­ siert werden, da hierbei sofort nach dem Abschalten der Spannungsversorgung die Strahlenaussendung erlischt, wäh­ rend bei üblichen Strahlern die Wärmeabgabe nach dem Ab­ schalten nur langsam abnimmt.Compared to conventional broadband UV lamps, e.g. B. Mercury high pressure silver lamps, can be used with an excimer lamp Exact energy impact on the coated element  be sated, because immediately after switching off the Power supply the radiation emission goes out, weh rend with conventional radiators the heat emission after the Ab switch slowly decreases.

Für die Aushärtung mit selektiven UV-Energie-Quellen ist es zweckmäßig bzw. erforderlich, in den Lack angepaßte Photoinitiatoren einzumischen, die in dem entsprechenden Wellenlängen-Bereich reagieren. Die Auswahl der Photo­ initiatoren, die dem Beschichtungsmaterial zugemischt werden, erfolgt gemäß vorstehender Erläuterung derart, daß sie nur auf UV-Strahlung bestimmter Wellenlänge, d. h. innerhalb eines sehr schmalen Frequenzbereiches, rea­ gieren. Vorzugsweise liegt dieses schmale Strahlungsband in einem Bereich außerhalb der natürlichen UV-Strahlung, die vom Sonnenlicht herrührt, nämlich unterhalb von 300 nm Wellenlänge.For curing with selective UV energy sources it appropriate or necessary, adapted in the paint Mix photoinitiators in the appropriate Wavelength range respond. The selection of the photo initiators mixed with the coating material according to the above explanation, that it only works on UV radiation of a certain wavelength, d. H. within a very narrow frequency range, rea yaw. This narrow radiation band is preferably located in an area outside of natural UV radiation, which comes from sunlight, namely below 300 nm wavelength.

Das Beschichten (Lackieren) von Bedienelementen der In­ stallationsgeräte bringt neben Kratzfestigkeit, Chemika­ lienbeständigkeit und Klimafestigkeit noch den wesentli­ chen Vorteile mit sich, daß Vergilbung verhindert oder zumindest verzögert wird, wenn dem Beschichtungslack UV-absorbierende Lichtschutzmittel zugesetzt werden.The coating (painting) of controls of the In In addition to scratch resistance, installation equipment brings chemicals lien stability and climatic stability still the essential Chen advantages that prevent yellowing or is at least delayed when the coating varnish UV absorbing light stabilizers can be added.

Durch diese Maßnahmen ist weitestgehend eine Beeinflus­ sung der Hartschicht im Gebrauch infolge Lichteinwirkung verhindert, d. h., neben der erhöhten Kratzfestigkeit und Chemikalienbeständigkeit ergibt sich darüberhinaus auch ein Vergilbungsschutz, welcher insbesondere bei den weit­ verbreitet eingesetzten hell farbigen Bedienelementen von Bedeutung ist aber auch bei tiefdunklen Bedienelementen, welche infolge Lichteinfluß grau werden. These measures are largely an influence solution in use due to exposure to light prevents d. i.e., in addition to the increased scratch resistance and Chemical resistance also arises protection against yellowing, which is particularly important for the far widely used brightly colored controls from But is also important for dark controls which turn gray due to the influence of light.  

In weiterer Verbesserung der Erfindung können dem Be­ schichtungsmaterial leitfähige Partikel zugesetzt werden, die eine ausreichende Leitfähigkeit an der Oberfläche der Bedienelemente gewährleisten, um elektrostatische Aufla­ dungen zu vermeiden. Hierdurch werden Staubablagerungen, begünstigt durch elektrostatische Aufladung durch Zusatz von Leitpartikeln im Lack, die den Oberflächenwiderstand der Elemente verringern, vermieden.In a further improvement of the invention, the Be layering material conductive particles are added, which have sufficient conductivity on the surface of the Controls ensure electrostatic charging to avoid dangers. As a result, dust deposits, favored by electrostatic charging by addition of conductive particles in the paint that affect the surface resistance of the elements, avoided.

Zusätzlich ist durch einen derartigen Belag mit einer leitfähigen Hartschicht auch die Möglichkeit gegeben, die Bedienelemente gleichzeitig als Abschirmung gegen elek­ trische und/oder elektromagnetische Felder einzusetzen.In addition, with such a covering with a conductive hard layer also given the opportunity to Control elements simultaneously as a shield against elec use trical and / or electromagnetic fields.

Schließlich ist darüberhinaus die Möglichkeit geboten, die vorgesehene Hartbeschichtung mit optischen Oberflä­ cheneffekten oder -strukturen zu gestalten, was durch spezielle Beschichtungsverfahren oder durch Zugabe be­ stimmter Lackzusätze erreicht wird.Finally, there is also the possibility the intended hard coating with optical surface to create effects or structures through what special coating processes or by adding be certain paint additives is achieved.

Claims (11)

1. Bedienelemente für elektrische Installationsge­ räte aus thermoplastischen Formmassen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberfläche der Bedienelemente mit einer Hartschicht versehen ist.1. Controls for electrical Installationsge devices made of thermoplastic molding compositions, characterized in that the surface of the controls is provided with a hard layer. 2. Bedienelemente nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die bedienseitigen Oberflächen der Bedien­ elemente mit der Hartschicht versehen sind.2. Controls according to claim 1, characterized records that the user-side surfaces of the operator elements are provided with the hard layer. 3. Bedienelemente nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartschicht aus or­ ganisch modifizierten anorganischen Werkstoffen gebildet ist.3. Control elements according to one of the preceding claims che, characterized in that the hard layer of or ganically modified inorganic materials is. 4. Anwendung eines Verfahren zur Herstellung kratz­ fester Materialien für die Beschichtung von Bedienelemen­ ten elektrischer Installationsgeräte nach einem der vor­ herigen Ansprüche.4. Application of a method of making scratch solid materials for the coating of control elements electrical installation devices according to one of the above previous claims. 5. Herstellung hartbeschichteter Bedienelemente aus thermoplastischen Formmassen für elektrische Installati­ onsgeräte, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung der Bedienelemente nach deren Formgebung erfolgt.5. Manufacture of hard-coated controls thermoplastic molding compounds for electrical installations onsgeräte, characterized in that the coating the controls are made according to their shape. 6. Auf Bedienelemente für elektrische Installations­ geräte aufgebrachte Hartschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartschicht aus mit Photoinitiatoren durchmisch­ tem Lack besteht, der mittels Spritzen oder im Tauchbad auf die Bedienelemente aufgebracht und durch Bestrahlung mit schmalbandigem W-Licht ausgehärtet wird. 6. On controls for electrical installation equipment applied hard layer, characterized, that the hard layer is mixed with photoinitiators lacquer, which can be applied by spraying or in an immersion bath applied to the controls and by radiation is cured with narrow-band UV light.   7. Hartschicht nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der zum Auftragen vorgesehene Lack Photoinitia­ toren aufweist, die durch UV-Strahlung geringer Wellen­ länge, insbesondere mit λ 300 nm, ausgehärtet wird.7. hard layer according to claim 6, characterized net that the paint intended for application Photoinitia has gates caused by UV radiation of low waves length, in particular with λ 300 nm, is cured. 8. Hartschicht nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartschicht leitfähige Bestandteile aufweist.8. hard layer according to one of the preceding claims, characterized in that the hard layer is conductive Has components. 9. Hartschicht nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartschicht Farbpigmente enthält.9. hard layer according to one of the preceding claims, characterized in that the hard layer color pigments contains. 10. Hartschicht nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartschichtoberfläche strukturiert ist.10. hard layer according to one of the preceding claims, characterized in that the hard layer surface is structured. 11. Hartschicht nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartschicht Lichtschutz­ mittel aufweist.11. hard layer according to one of the preceding claims, characterized in that the hard layer sunscreen medium.
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