WO2020126265A1 - Verfahren zur herstellung einer flächenheizung für einen teilbereich eines fahrzeugs - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer flächenheizung für einen teilbereich eines fahrzeugs Download PDF

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WO2020126265A1
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Johannes Huber
Martin SCHNEEBAUER
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing surface heating for a partial area of a vehicle.
  • the heating is then overmolded in the injection molding process and an area to the contact points is left out.
  • Wrapping geometry is not suitable for surfaces with high surface requirements, as there are problems with sink marks and surface irregularities due to mass accumulations in injection molding. Furthermore, the distance between the heating element (wire) and the surface to be heated is too large to ensure that the heating responds quickly, eg for defrosting. With foil-based heaters lower wire thicknesses are used for the heating so that the wire is not visible from the outside. As a rule, the foil-based heater is inserted with the wire side facing the plastic component in the injection mold and the
  • Wire side overmolded There is a risk here of moving the wire through the melt.
  • Another problem is the heating of only a partial area e.g. a front panel of a vehicle with a film, since the film edges can be seen here.
  • a method for producing a surface heating system for heating a partial area of a vehicle, heating wires being arranged on a film in a first step and the film subsequently being formed into a predetermined shape.
  • a film that has already been formed into a predetermined shape can be provided.
  • the formed film is made into a first step.
  • a third step there is a Overmolding with a given material.
  • a transparent lacquer layer is applied to the finished injection molded part.
  • the transparent lacquer layer With this manufacturing process, in particular through the use of the transparent lacquer layer, small layer thicknesses can be realized without greater shear forces, which leads to increased process safety when overmolding.
  • the surface heating can be closer to the surface to be heated, e.g. the radar sensor. The energy requirement is thus reduced and the response behavior of the surface heating is improved.
  • the thickness of the overall layer composite composed of film with heating wires, material and lacquer layer is between 2 mm and 7 mm, advantageously at a multiple of half the wavelength of the radar beams in the material.
  • the thickness of the lacquer layer is selected in the fourth step such that the heating wires are completely embedded in the material. This applies both when the heating wires point into the cavity of the injection molding tool in the second step after insertion into the injection molding tool, and also when they point towards the injection molding tool. It is advantageously provided that the transparent lacquer layer has a thickness between 0.2 mm and 1.0 mm, advantageously approximately 0.7 mm, depending on the type of heating wires and arrangement in the injection molding tool.
  • the paint layer should be chosen accordingly thin. This creates a surface on which the heating wires do not appear on the surface.
  • the lacquer layer is applied in the tool by flooding. Flooding with the lacquer layer can result in an even Coverage can be achieved. It is advantageous if the injection mold is rotatable and rotated together with the injection molded part after the third step, so that the transparent lacquer layer can be applied in the fourth step. The coating process can thus be shortened.
  • the reshaped film only occupies a partial area of the injection molding tool.
  • the heating wires are or are advantageously colored in the color of the material, at least in partial areas, advantageously over the entire surface.
  • the encapsulation with the specified material is advantageously carried out in such a way that a structured surface with a specified structure is produced. Since the film heater takes up only a part of the injection molding tool, the associated exterior component can be produced in one step by overmolding the film heater. The size of the exterior component is only limited by the size of the injection mold. The exterior component can thus be produced with a structure, the film either being excluded or being integrated into the structure.
  • the abutting edge of the film will remain at least slightly visible towards the material.
  • This can be concealed by a structured surface.
  • the material can be adapted accordingly in the third step in order to incorporate the structure into the exterior component formed by the material.
  • a diamond pattern or another pattern can be introduced, which is coordinated in such a way that it incorporates the film edges into the structure and thus optically conceals them.
  • the pattern can vary depending on the design of the film, but also according to
  • Design criteria are selected, whereby film edges can also be adapted to a given design structure, i.e. take a certain form, e.g. rounded or straight, depending on the type of edge of the given structure in the material. It is also advantageous if the color of the heating wires corresponds to the color of the material, e.g. if both are black. For this purpose, the heating wires can be colored before attaching to the film or afterwards.
  • the material is a polycarbonate. This material is very well suited for use in the automotive sector because it has high strength, Has rigidity and hardness, is a good insulator against electric current and is resistant to water, mineral acids and other substances. It is also well suited for injection molding.
  • the partial area of the vehicle is one or more areas on which radar and / or others to be heated are located
  • Sensor components are arranged. In order to ensure the functionality of radar sensors, it is necessary to heat them as efficiently as possible, especially if they threaten to be covered by snow or ice, or are already covered. Fast de-icing is important here, which is made possible by the proposed structure, which is realized by the manufacturing process. Other areas of the vehicle that are provided with sensors or components that must not be covered by snow or ice can also benefit from the method, in particular if they can be produced by injection molding.
  • Combination can be realized in a variant of the invention.
  • Fiq. 1 shows a flow diagram of the method according to an embodiment of the present invention.
  • Fiq. 2 shows a component produced by the method with a plug according to an embodiment of the present invention.
  • a film heater comprising a film 1 with heating wires 11, which serve as a heater for, for example, a
  • This foil heater can either already exist as a finished component or can be manufactured in a pre-process step.
  • heating wires 11, which consist of an electrically conductive material such as copper, are applied to a foil 1, e.g. glued.
  • the method is known to the person skilled in the art.
  • the film 1 with the heating wires 11 is formed into a predetermined shape. This form is e.g. the shape of a front panel, in particular a kidney panel, of a vehicle.
  • the foil heater is thus shaped so that it is flush with the surface of the part of the vehicle to be manufactured, e.g. the front panel, is or can be arranged on it.
  • the formed foil heater is placed in an injection mold.
  • the heating wires 11 can either face the wall or into the cavity of the injection mold.
  • an encapsulation with a given material e.g. Polycarbonate.
  • a transparent lacquer layer 3 is then applied to the finished injection molded part.
  • the thickness of the lacquer layer 3 is selected in the fourth step S4.
  • the material 2 for example polycarbonate
  • the thickness of the material 2 is chosen such that the heating wires 11 are completely embedded in material 2, e.g. polycarbonate. This corresponds to a thickness of material 2 between 2mm or 3mm to 12mm (each
  • a thickness of approximately 2 mm, 3 mm, 5 mm, 7 mm or 10 mm is advantageous, depending on the type of heating wires 11 and their orientation in the tool.
  • the thickness of the lacquer layer 3 can be somewhat thinner due to the back injection with the material 2 than if the heating wires 11 after insertion into the injection molding tool in the second Point step S2 into the cavity of the injection mold.
  • the thickness is chosen between 0.2 mm and 1.0 mm (each inclusive), advantageously about 0.7 mm.
  • the thickness of the overall layer composite of film 1 with heating wires 11, material 2 and lacquer layer 3 is advantageously between 2 mm and 7 mm, advantageously at a multiple of half the wavelength of the radar beams in the material.
  • the lacquer layer 3 is transparent, so that the underlying material 2 is essentially visible with the film heating. For this reason, it makes sense to provide the heating wires 11 in a color that corresponds to the color of the material 2.
  • the heating wires 11 can be colored before the film heater is produced.
  • the material from which the lacquer layer 3 is made is, for example, PUR or polyurea.
  • This coating over the material 2, for example made of polycarbonate, is used to protect the material 2 from UV radiation and other media which would attack the material 2. Due to the low viscosity of the polyurethane, very low layer thicknesses are possible without applying large shear forces. This increases process safety when overmolding.
  • the foil heater with the heating wires 11 can be positioned closer to the surface to be heated, for example a radar sensor, as a result of which the energy requirement is reduced and the response behavior of the heater is improved. Due to the subsequent flooding of the film 1, the visible film edges can be concealed and an invisible integration of a partial heating area into a large component such as a front panel is thus also possible for transparent materials.
  • the material used for the lacquer layer 3 should in any case be transparent and be suitable for use for flooding, ie it should have a correspondingly suitable viscosity. Alternatively, spraying can also take place.
  • the finished injection-molded part that is to say the partial region of the vehicle produced with the film heater, is in the
  • the heating wires 11 are contacted via a corresponding plug 4, which can be attached to or contacted with the foil heater before or after the injection molding process. By introducing electricity, they heat up
  • Heating wires 11 and defrosting or deicing can be done.
  • the goal can be achieved to provide a transparent vehicle front, which allows a view of the exterior component made of the described material, possibly provided with design elements, but in which the heating wires 11 are not (disturbing) visible and
  • the heating wires 11 have a diameter of approximately 0.05 mm to 0.1 mm, so that the lacquer layer 3 can also be chosen to be very thin.
  • the method of heating a predetermined area of a vehicle, in particular an area with a radar sensor, is thus carried out in such a way that a
  • film-based heating element is inserted with the wire side to the cavity or to the injection mold in the injection mold and then the film side is back-injected in a first shaping process with a predetermined material, for example polycarbonate.
  • a predetermined material for example polycarbonate.
  • the cavity is then opened and the composite component comprising the foil heater and the first plastic component is assigned to a second cavity, either within a tool or a further tool is used.
  • PUR transparent polyurethane
  • the coating is used to completely embed the film-based heating flooded over the wire side of the entire component.
  • the material 2 can be produced in a predetermined structure, which integrates the edges of the film 1 into this structure and thus makes it part of the design.

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Abstract

Bereitgestellt wird ein Verfahren zur Herstellung einer Flächenheizung zum Beheizen eines Teilbereichs eines Fahrzeugs, wobei in einem ersten Schritt Heizdrähte auf einer Folie angeordnet und die Folie anschließend zu einer vorgegebenen Form umgeformt wird, oder eine zu einer vorgegebenen Form umgeformte Folie bereitgestellt wird. In einem zweiten Schritt wird die umgeformte Folie in ein Spritzgußwerkzeug eingelegt wobei die Heizdrähte entweder zur Wand oder in den Hohlraum des Spritzgußwerkzeugs weisen. In einem dritten Schritt erfolgt eine Umspritzung mit einem vorgegebenen Werkstoff, und in einem vierten Schritt wird eine transparente Lackschicht auf das fertige Spritzgußteil aufgebracht.

Description

Verfahren zur Herstellung einer Flächenheizung für einen Teilbereich eines
Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Flächenheizung für einen Teilbereich eines Fahrzeugs.
Die Integration einer Flächenheizung in ein Exterieurbauteil eines Fahrzeugs zur Erhöhung der Verfügbarkeit von Sensorsystemen, insbesondere Radar (FRR, MRR), ist bekannt. Bekannt sind gewickelte Heizungen bzw. Drahtgelege auf Folien, die dann im Spritzgießprozess weiterverarbeitet werden. Im Falle von gewickelten Heizungen wird auf einen sogenannten Vorspritzling ein Draht mit einem Durchmesser von etwa 0,3 - 0,4 mm aufgewickelt und mit einem Stecker kontaktiert. Anschließend wird der modifizierte Vorspritzling in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt und überspritzt. Im Falle einer folienbasierten Heizung wird mittels eines Drahtlegeverfahrens ein Draht mit einem Durchmesser von 0,03 - 0,2 mm entlang der zu beheizten Fläche verlegt.
Anschließend wird die Heizung im Spritzgießprozess überspritzt und ein Bereich zu Kontaktierungsstellen ausgespart.
Gewickelte Heizungen sind aufgrund der erforderlichen Drahtdicken und der
Wickelgeometrie nicht für Flächen mit hohen Oberflächenanforderungen geeignet, da es aufgrund von Masseanhäufungen im Spritzguss zu Problemen mit Einfallstellen und Oberflächenunruhen kommt. Weiterhin ist der Abstand zwischen Heizelement (Draht) und zu beheizender Oberfläche zu groß, um ein schnelles Ansprechverhalten der Heizung, z.B. zum Abtauen, zu gewährleisten. Bei folienbasierten Heizungen können geringere Drahtstärken für die Heizung eingesetzt werden, so dass sich der Draht nicht nach außen sichtbar abzeichnet. In der Regel wird die folienbasierte Heizung mit der Drahtseite zur Kunststoffkomponente im Spritzgießwerkzeug eingelegt und die
Drahtseite überspritzt. Hier besteht die Gefahr, den Draht durch die Schmelze zu verschieben. Ein weiteres Problem ist die Beheizung lediglich eines Teilbereichs z.B. einer Frontblende eines Fahrzeugs mit einer Folie, da sich hier die Folienränder abzeichnen können.
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Herstellungsverfahren einer Flächenheizung zum Beheizen eines Teilbereichs eines Fahrzeugs bereitzustellen, durch welches ein verbessertes Ansprechverhalten der Heizung sowie eine optische Integration in ein Exterieurbauteil ermöglicht wird.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Herstellung einer Flächenheizung zum Beheizen eines Teilbereichs eines Fahrzeugs, wobei in einem ersten Schritt Heizdrähte auf einer Folie angeordnet und die Folie anschließend zu einer vorgegebenen Form umgeformt wird. Alternativ kann eine bereits zu einer vorgegebenen Form umgeformte Folie bereitgestellt werden. In einem zweiten Schritt wird die umgeformte Folie in ein
Spritzgußwerkzeug eingelegt, wobei die Heizdrähte entweder zur Wand oder in den Hohlraum des Spritzgußwerkzeugs weisen. In einem dritten Schritt erfolgt eine Umspritzung mit einem vorgegebenen Werkstoff. In einem vierten Schritt wird eine transparente Lackschicht auf das fertige Spritzgußteil aufgebracht.
Durch dieses Herstellungsverfahren, insbesondere durch die Verwendung der transparenten Lackschicht, können geringe Schichtdicken ohne größere Scherkräfte realisiert werden, was zu einer erhöhten Prozess-Sicherheit beim Überspritzen führt. Außerdem kann die Flächenheizung näher an die zu beheizende Oberfläche, z.B. den Radarsensor, gebracht werden. Somit werden der Energiebedarf gesenkt und das Ansprechverhalten der Flächenheizung wird verbessert. Auch können durch das Aufbringen der transparenten Lackschicht, z.B. durch Überfluten, auf die
Flächenheizung, genauer die Folie mit den Heizdrähten, sichtbare Folienränder kaschiert bzw. überdeckt werden.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Dicke des Gesamtschichtverbundes aus Folie mit Heizdrähten, Werkstoff und Lackschicht dabei zwischen 2mm und 7mm, vorteilhaft bei einem Vielfachen der halben Wellenlänge der Radarstrahlen im Material, liegt.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Dicke der Lackschicht im vierten Schritt derart gewählt wird, dass die Heizdrähte vollständig im Werkstoff eingebettet sind. Dies gilt sowohl, wenn die Heizdrähte nach dem Einlegen in das Spritzgußwerkzeug im zweiten Schritt in den Hohlraum des Spritzgußwerkzeugs weisen, als auch, wenn sie zum Spritzwerkzeug weisen. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die transparente Lackschicht eine Dicke zwischen 0,2mm und 1 ,0mm, vorteilhaft etwa 0,7mm, aufweist, je nach Art der Heizdrähte und Anordnung im Spritzgußwerkzeug.
Je nachdem, ob die Heizdrähte beim Einlegen im zweiten Schritt in den Hohlraum oder zur Wand des Spritzgußwerkzeugs zeigen, kann die Dicke der transparenten
Lackschicht im vierten Schritt entsprechend dünn gewählt werden. Somit wird eine Oberfläche erzeugt, bei welcher sich die Heizdrähte auf der Oberfläche nicht abzeichnen.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Lackschicht mittels Überfluten im Werkzeug aufgebracht wird. Durch Überfluten mit der Lackschicht kann eine gleichmäßige Überdeckung erreicht werden. Es ist vorteilhaft, wenn das Spritzgußwerkzeug drehbar ist und nach dem dritten Schritt zusammen mit dem Spritzgußteil gedreht wird, so dass im vierten Schritt die transparente Lackschicht aufgebracht werden kann. Somit kann der Beschichtungsprozess verkürzt werden.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die umgeformte Folie lediglich einen Teilbereich des Spritzgußwerkzeugs einnimmt. Vorteilhaft sind oder werden die Heizdrähte zumindest in Teilbereichen, vorteilhaft über die gesamte Fläche, in der Farbe des Werkstoffs eingefärbt. Vorteilhaft erfolgt im dritten Schritt die Umspritzung mit dem vorgegebenen Werkstoff derart, dass eine strukturierte Oberfläche mit vorgegebener Struktur erzeugt wird. Da die Folienheizung nur einen Teil des Spritzgußwerkzeugs einnimmt, kann das zugehörige Exterieurbauteil in einem Schritt mit dem Umspritzen der Folienheizung hergestellt werden. Die Größe des Exterieurbauteils ist dabei nur durch die Größe des Spritzgußwerkzeugs beschränkt. Somit kann das Exterieurbauteil mit einer Struktur hergestellt werden, wobei die Folie hierbei entweder ausgenommen ist oder in die Struktur integriert wird.
Grundsätzlich wird die Stoßkante der Folie zum Werkstoff hin zumindest geringfügig sichtbar bleiben. Dies kann durch eine strukturierte Oberfläche kaschiert werden. Hierzu kann der Werkstoff im dritten Schritt entsprechend angepasst werden, um die Struktur in das durch den Werkstoff gebildete Exterieurbauteil einzubringen. Beispielsweise kann ein Rautenmuster oder ein anderes Muster eingebracht werden, welches so abgestimmt ist, dass es die Folienkanten in die Struktur einbezieht und damit optisch kaschiert. Das Muster kann dabei je nach Ausführung der Folie, aber auch nach
Design-Kriterien gewählt werden, wobei auch Folienränder an eine vorgegebene Designstruktur angepasst werden können, d.h. eine bestimmte Form annehmen, z.B. abgerundet oder gerade, je nach Kantenart der vorgegebenen Struktur im Werkstoff. Vorteilhaft ist es auch, wenn die Farbe der Heizdrähte der Farbe des Werkstoffs entspricht, wenn beide also z.B. schwarz sind. Die Heizdrähte können hierfür vor Befestigen auf der Folie oder danach eingefärbt werden.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass der Werkstoff ein Polycarbonat ist. Dieser Werkstoff eignet sich sehr gut zur Verwendung im Automobilbereich, da er eine hohe Festigkeit, Steifigkeit und Härte aufweist, sowie ein guter Isolator gegen elektrischen Strom ist und beständig gegenüber Wasser, Mineralsäuren und anderen Stoffen ist. Auch eignet er sich gut zum Spritzgießen.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass der Teilbereich des Fahrzeugs ein oder mehrere Bereiche sind, an dem oder denen zu beheizende Radar- und/oder weitere
Sensorbauteile angeordnet sind. Um die Funktionsfähigkeit von Radarsensoren zu gewährleisten, ist es nötig, diese möglichst effizient zu beheizen, insbesondere, wenn sie drohen, durch Schnee oder Eis verdeckt zu werden, oder bereits verdeckt sind. Hierbei ist ein schnelles Enteisen wichtig, was durch den vorgeschlagenen Aufbau, welcher durch das Herstellungsverfahren realisiert wird, ermöglicht wird. Auch andere Bereiche des Fahrzeugs, welche mit Sensoren oder Bauteilen versehen sind, die nicht durch Schnee oder Eis verdeckt werden dürfen, können von dem Verfahren profitieren, insbesondere, wenn sie mittels Spritzguß hergestellt werden können.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger
Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Fiq. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fiq. 2 zeigt ein durch das Verfahren hergestelltes Bauteil mit Stecker gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente bzw. Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen. Nachfolgend wird das Herstellungsverfahren für die oben beschriebene Flächenheizung beschrieben. In einem ersten Schritt S1 wird eine Folienheizung bereitgestellt, umfassend eine Folie 1 mit Heizdrähten 11 , welche als Heizung für z.B. einen
Radarsensor an der Front eines Fahrzeugs dienen soll. Diese Folienheizung kann entweder als fertiges Bauteil bereits vorhanden sein oder in einem Vorprozess-Schritt angefertigt werden. Hierbei werden Heizdrähte 11 , welche aus einem elektrisch leitenden Material wie Kupfer bestehen, auf eine Folie 1 aufgebracht, z.B. geklebt. Das Verfahren ist dem Fachmann bekannt. Die Folie 1 mit den Heizdrähten 11 wird zu einer vorgegebenen Form umgeformt. Diese Form ist z.B. die Form einer Frontblende, insbesondere einer Nierenblende, eines Fahrzeugs. Die Folienheizung wird also so umgeformt, dass sie bündig mit der Oberfläche des herzustellenden Teilbereichs des Fahrzeugs, z.B. der Frontblende, ist bzw. darauf angeordnet werden kann.
Bevor im zweiten Schritt S2 die Folienheizung in das Spritzgußwerkzeug eingelegt wird, ist es vorteilhaft, wenn diese gereinigt wird. Hierzu sind dem Fachmann entsprechende Verfahren bekannt.
Im zweiten Schritt S2 wird die umgeformte Folienheizung in ein Spritzgußwerkzeug eingelegt. Hierbei können die Heizdrähte 11 entweder zur Wand oder in den Hohlraum des Spritzgußwerkzeugs weisen.
Im dritten Schritt S3 erfolgt dann ein Umspritzen mit einem vorgegebenen Werkstoff 2, z.B. Polycarbonat.
Im vierten Schritt S4 erfolgt dann ein Aufbringen einer transparenten Lackschicht 3 auf das fertige Spritzgußteil.
Je nachdem, wie die Heizdrähte 11 im zweiten Schritt S2 in das Spritzgußwerkzeug eingelegt wurden, wird die Dicke der Lackschicht 3 im vierten Schritt S4 gewählt.
Nach dem Einlegen der Folie 1 mit den Heizdrähten 11 in das Spritzgußwerkzeug im zweiten Schritt S2 erfolgt im dritten Schritt S3 das Umspritzen mit dem Werkstoff 2, z.B. Polycarbonat. Die Dicke des Werkstoffs 2 wird derart gewählt, dass die Heizdrähte 11 vollständig im Werkstoff 2, z.B. Polycarbonat, eingebettet sind. Dies entspricht z.B. einer Dicke des Werkstoffs 2 zwischen 2mm oder 3mm bis 12mm (jeweils
einschließlich). Vorteilhaft ist eine Dicke von etwa 2mm, 3mm, 5mm, 7mm oder 10 mm, je nach Art der Heizdrähte 11 und deren Ausrichtung im Werkzeug.
Wenn die Heizdrähte 11 nach dem Einlegen in das Spritzgußwerkzeug im zweiten Schritt S2 zur Wand des Spritzgußwerkzeugs weisen, kann die Dicke der Lackschicht 3 aufgrund der Hinterspritzung mit dem Werkstoff 2 etwas dünner sein, als wenn die Heizdrähte 11 nach dem Einlegen in das Spritzgußwerkzeug im zweiten Schritt S2 in den Hohlraum des Spritzgußwerkzeugs weisen. Die Dicke wird je nach Ausführung zwischen 0,2mm und 1 ,0mm (jeweils einschließlich), vorteilhaft etwa 0,7mm, gewählt.
Die Dicke des Gesamtschichtverbundes aus Folie 1 mit Heizdrähten 11 , Werkstoff 2 und Lackschicht 3 liegt vorteilhaft zwischen einschließlich 2mm und 7mm, vorteilhaft bei einem Vielfachen der halben Wellenlänge der Radarstrahlen im Material.
Die Lackschicht 3 ist transparent, so dass der darunterliegende Werkstoff 2 mit der Folienheizung im Wesentlichen sichtbar ist. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, die Heizdrähte 11 in einer Farbe bereitzustellen, die der Farbe des Werkstoffs 2 entspricht. Die Heizdrähte 11 können vor Herstellung der Folienheizung eingefärbt werden.
Das Material, aus dem die Lackschicht 3 besteht, ist beispielsweise PUR oder Polyurea. Diese Beschichtung über dem Werkstoff 2 z.B. aus Polycarbonat wird dazu verwendet, den Werkstoff 2 vor UV-Strahlung und anderen Medien, welche den Werkstoff 2 angreifen würden, zu schützen. Aufgrund der geringen Viskosität des Polyurethans sind sehr geringe Schichtstärken möglich, ohne große Scherkräfte aufzubringen. Dies erhöht die Prozesssicherheit beim Überspritzen. Die Folienheizung mit den Heizdrähten 11 kann näher an die zu beheizende Oberfläche, z.B. einen Radarsensor, positioniert werden, wodurch sich der Energiebedarf verringert und das Ansprechverhalten der Heizung verbessert. Durch das nachträgliche Überfluten der Folie 1 können die sichtbaren Folienränder kaschiert werden und eine nicht sichtbare Integration eines Teilheizungsbereichs in ein großes Bauteil wie eine Frontblende wird damit auch für transparente Werkstoffe ermöglicht. Das verwendete Material für die Lackschicht 3 sollte in jedem Fall transparent sein und für die Verwendung zum Überfluten geeignet sein, also eine entsprechend geeignete Viskosität aufweisen. Alternativ kann auch ein Aufspritzen erfolgen.
Zum Aufbringen der Lackschicht 3 ist es vorteilhaft, wenn das fertige Spritzgußteil, also der hergestellte Teilbereich des Fahrzeugs mit der Folienheizung, im
Spritzgußwerkzeug verbleibt.
Die Kontaktierung der Heizdrähte 11 erfolgt über einen entsprechenden Stecker 4, welcher vor oder nach dem Spritzgussprozess an die Folienheizung angebracht bzw. damit kontaktiert werden kann. Durch das Einleiten von Strom erhitzen sich die
Heizdrähte 11 und ein Abtauen oder Enteisen kann erfolgen.
Durch das vorgeschlagene Verfahren kann das Ziel erreicht werden, eine transparente Fahrzeugfront bereitzustellen, welche den Blick auf das aus dem beschriebenen Werkstoff hergestellte, evtl mit Designelementen versehene Exterieurbauteil ermöglicht, bei der aber die Heizdrähte 11 nicht (störend) sichtbar sind und beim
Berühren nicht gespürt werden. Dies wird durch das Aufbringen der transparenten Lackschicht 3 erreicht. Die Heizdrähte 11 weisen einen Durchmesser von in etwa 0,05mm bis 0,1 mm auf, so dass die Lackschicht 3 ebenfalls sehr dünn gewählt werden kann.
Das Verfahren, eine vorgegebene Fläche eines Fahrzeugs, insbesondere einen Bereich mit einem Radarsensor, zu beheizen, wird also derart ausgeführt, dass ein
folienbasiertes Heizelement mit der Drahtseite zur Kavität oder zum Spritzgießwerkzeug im Spritzgießwerkzeug eingelegt wird und anschließend die Folienseite in einem ersten formgebenden Prozess mit einem vorgegebenen Werkstoff, z.B. Polycarbonat, hinterspritzt wird. Anschließend wird die Kavität geöffnet und das Verbundbauteil aus Folienheizung und erster Kunststoffkomponente wird einer zweiten Kavität zugeordnet, entweder innerhalb eines Werkzeugs oder es wird ein weiteres Werkzeug verwendet. Danach erfolgt eine weitere Beschichtung mit einem transparenten Polyurethan (PUR). Dabei wird die Beschichtung zur vollständigen Einbettung der folienbasierten Heizung über die Drahtseite des gesamten Bauteils geflutet. Um eine eventuell noch vorhandene erkennbare Struktur durch die Folie 1 , genauer deren Ränder, zu kaschieren, kann der Werkstoff 2 in einer vorgegebenen Struktur hergestellt werden, welcher die Ränder der Folie 1 in diese Struktur integriert und damit zu einem Teil des Designs macht.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Flächenheizung zum Beheizen eines
Teilbereichs eines Fahrzeugs, wobei
- in einem ersten Schritt (S1 ) Heizdrähte (11 ) auf einer Folie (1 ) angeordnet und die Folie (1 ) anschließend zu einer vorgegebenen Form umgeformt wird, oder eine zu einer vorgegebenen Form umgeformte Folie (1 ) bereitgestellt wird,
- in einem zweiten Schritt (S2) die umgeformte Folie (1 ) in ein Spritzgußwerkzeug eingelegt wird, wobei die Heizdrähte (11 ) entweder zur Wand oder in den Hohlraum des Spritzgußwerkzeugs weisen,
- in einem dritten Schritt (S3) eine Umspritzung mit einem vorgegebenen Werkstoff (2) erfolgt, und
- in einem vierten Schritt (S4) eine transparente Lackschicht (3) auf das fertige
Spritzgußteil aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Dicke der Lackschicht im (3) vierten Schritt (S4) derart gewählt wird, dass die Heizdrähte (11 ) vollständig im Werkstoff (2) eingebettet sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dicke des
Gesamtschichtverbundes aus Folie (1 ) mit Heizdrähten (11 ), Werkstoff (2) und
Lackschicht (3) zwischen einschließlich 2mm und 7mm, vorteilhaft bei einem Vielfachen der halben Wellenlänge der Radarstrahlen im Material, liegt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lackschicht (3) eine Dicke von zwischen 0,2mm und 1 ,0mm, vorteilhaft etwa 0,5mm oder 0,7mm, aufweist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lackschicht (3) mittels Überfluten im Werkzeug aufgebracht wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die umgeformte Folie (1 ) lediglich einen Teilbereich des Spritzgußwerkzeugs einnimmt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Heizdrähte (11 ) zumindest in Teilbereichen, vorteilhaft über die gesamte Fläche, in der Farbe des Werkstoffs (2) eingefärbt sind oder werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im dritten Schritt (S3) die Umspritzung mit dem vorgegebenen Werkstoff (2) derart erfolgt, dass eine strukturierte Oberfläche mit vorgegebener Struktur erzeugt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Werkstoff (2) ein Polycarbonat ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Teilbereich des Fahrzeugs ein oder mehrere Bereiche sind, an dem oder denen zu beheizende Radar- und/oder weitere Sensorbauteile angeordnet sind.
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