DE102005001002A1

DE102005001002A1 - Fernbedienung zum Betätigen einer Schließeinrichtung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102005001002A1
Application number: DE200510001002
Authority: DE
Inventors: Joachim Höner; Dirk Öbbeke; Simone Rohrberg
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2005-01-07
Filing date: 2005-01-07
Publication date: 2006-07-20

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fernbedienung zum Betätigen einer Schließeinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einem Gehäuseoberteil, umfassend einen Tragkörper, der einen flexiblen elastischen Bereich aufweist, und ein auf das Gehäuseoberteil aufsetzbares Tastenelement mit Bedientasten zur Betätigung der Funktionen der Schließeinrichtung, wobei das Tastenelement mit dem Gehäuseoberteil verbindbar ist, wobei das Tastenelement (10) mit dem flexiblen Bereich (11) des Gehäuseoberteils (12) mittels mindestens eines photoinitiiert härtenden Klebstoffs verklebt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fernbedienung zum Betätigen einer Schließeinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einem Gehäuseoberteil umfassend einen Tragkörper, der einen flexiblen elastischen Bereich aufweist und ein auf das Gehäuseoberteil aufsetzbares Tastenelement mit Bedientasten zur Betätigung der Funktionen der Schließeinrichtung, wobei das Tastenelement mit dem Gehäuseoberteil verbunden wird.

Die DE 102 09 133 beschreibt eine typische Fernbedienung zum Betätigen einer Schließeinrichtung eines Kraftfahrzeugs in Form eines Funkschlüssels mit einem einen Schlüsselbart, eine Elektronik und eine Sendeantenne enthaltenden Gehäuse. Das Schlüsselgehäuse weist Bedientasten auf für die einzelnen Schließfunktionen, in der Regel ist dies das Verschließen der Fahrzeugtüren, das Öffnen der Fahrzeugtüren und das Öffnen einer Heckklappe.

Die DE 103 15 202 A1 beschreibt eine Fernbedienung zum Betätigen einer Schließeinrichtung eines Kraftfahrzeugs der eingangs genannten Gattung. Die bekannte Fernbedienung umfasst ein Gehäuseoberteil mit einem Tragkörper, der in bestimmten Bereichen Durchbrechungen aufweist, in die Strukturteile eingesetzt sind, die aus einem elastischen Kunststoff bestehen. Auf das Gehäuseoberteil (dort als Unterschale bezeichnet) wird ein Tastenelement (dort als Oberschale bezeichnet) mit den gewünschten Betätigungselementen aus Weichkunststoff aufgesetzt. Die Verbindung beider Elemente geschieht dadurch, dass das Tastenelement auf das Gehäuseoberteil insgesamt aufgespritzt wird.

Es ist auch bereits aus dem Stand der Technik bekannt, die Funktionstasten bei Kraftfahrzeug-Zündschlüsseln direkt auf einer flexiblen Membran zu verkleben. Derartige Verklebungen haben jedoch den Nachteil, dass sie bei Feuchteeinwirkung und/oder Temperaturschock beziehungsweise Wechselbelastung versagen und keine ausreichende Haftfestigkeit mehr gegeben ist. Bekannte Klebstoffsysteme mit hoher Haftfestigkeit sind in der Regel Zweikomponentensysteme, für die man eine entsprechende Misch- und Dosiertechnik benötigt, so dass die Verarbeitung verfahrenstechnisch aufwändig ist. Auch bei Einwirkung erhöhter Temperaturen ist eine Vernetzung in ausreichend kurzer Zeit nicht möglich. Auch mit geringerem Aufwand zu verarbeitende Einkomponenten/Heißhärtende Systeme benötigen einen gewissen Zeitraum für die Vernetzung.

Es sind zwar sogenannte Sekundenklebstoffe, beispielsweise auf Cyanacrylat- Basis bekannt, die im Sekundenbereich vernetzen. Die Vernetzungszeit ist jedoch stark abhängig vom chemischen Aufbau des Klebstoffs und/oder des zu verklebenden Substrats, so dass die Vernetzungsreaktion beschleunigt oder verzögert werden kann. Eine Beschleunigung bewirkt oft einen unzureichenden Haftungsaufbau. Durch die Verzögerung entstehen oft zu lange Vernetzungszeiten (Minutentakt), die für den vorliegenden Anwendungsfall nicht akzeptabel sind. Wenn bei einer Fernbedienung beispielsweise die Verklebung der Funktionstasten auf einer flexiblen Kunststoffmembran mittels eines Einkomponenten-Epoxidharz-Klebstoffs erfolgt, wird für die Vernetzung unter Wärmezufuhr (zum Beispiel 90°C) eine Vernetzungszeit im Minutenbereich, in der Regel 2 bis 4 Minuten benötigt. Die Vernetzungszeit eines solchen Klebstoffsystems ist für die vorliegenden Anwendungsfälle zu lang, das erforderliche Vernetzungsequipment ist kostenintensiv und zudem ist auch die Haftfestigkeit bei Feuchtebelastung unzureichend.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Fernbedienung zum Betätigen einer Schließeinrichtung eines Kraftfahrzeugs der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, bei der das Tastenelement mit den Funktionstasten für die einzelnen Bedienfunktionen mit dem elastisch flexiblen Bereich des Gehäuseoberteils über eine Klebeverbindung verbindbar ist, wobei die Verklebung sehr wenig Zeit und wenig Verarbeitungsaufwand erfordert.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Die Lösung dieser Aufgabe liefert eine erfindungsgemäße Fernbedienung zum Betätigen einer Schließeinrichtung eines Kraftfahrzeugs der eingangs genannten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Verklebung des Tastenelements mit dem flexiblen Bereich des Gehäuseoberteils mittels mindestens eines photoinitiiert härtenden Klebstoffs erfolgt. Der flexible Bereich des Gehäuseoberteils ist vorzugsweise eine Kunststoffmembran, die mindestens in einem bestimmten Wellenlängenbereich ausreichend lichtdurchlässig ist. Es wird vorzugsweise ein einkomponentiger Klebstoff verwendet, der leicht zu verarbeiten ist. Unmittelbar nach der Dosierung des Klebstoffs kann das Tastenelement positioniert und mit dem Gehäuseoberteil gefügt werden. Die Vernetzung des Klebstoffs erfolgt vorzugsweise mittels Lichtleiterlampe, und zwar vorzugsweise von der Kunststoffmembranrückseite her. Eine vollständige Vernetzung eines solchen lichthärtenden Klebstoffs lässt sich beispielsweise innerhalb einiger Sekunden realisieren. Für die erfindungsgemäße Anwendung geeignet ist zum Beispiel ein lichthärtender Acrylatklebstoff. Zur Haftungsverbesserung des Klebstoffs auf der Kunststoffmembran kann gemäß einer bevorzugten Weiterbildung zunächst eine Oberflächenvorbehandlung durchgeführt werden, beispielsweise eine physikalische Oberflächenvorbehandlung mittels Atmosphärenplasma.

Die in den Unteransprüchen genannten Merkmale betreffen bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung.

ZEICHNUNGEN
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezungnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen
1 ein Gehäuseoberteil mit dem Tastenelement in perspektivischer Explosionsdarstellung vor der Verbindung von der Oberseite her gesehen,
2 eine entsprechende perspektivische Explosionsansicht von Gehäuseoberteil und Tastenelement vor der Verbindung jeweils von der Unterseite her gesehen,
3 eine perspektivische Ansicht eines Gehäuseoberteils der Fernbedienung nach der Aufbringung des Tastenelements,
4 eine vollständige perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fernbedienung.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Zunächst wird auf 1 Bezug genommen. Die Darstellung zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Fernbedienung zum Betätigen einer Schließeinrichtung eines Kraftfahrzeugs, die man auch als elektronischen Kraftfahrzeug-Zündschlüssel bezeichnen kann. Diese Fernbedienung umfasst ein Gehäuseoberteil 12, welches einen Tragkörper aufweist, der eine Art Rahmen bildet. Den einzelnen Bedienfunktionen zugeordnet sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel insgesamt drei flexible Bereiche 11, die jeweils durch Kunststoffmembranen gebildet sind. Auf das Gehäuseoberteil 12 wird das Tastenelement 10 aufgeklebt, welches in dem Ausführungsbeispiel eine entsprechende Anzahl von Bedientasten 10a, 10b, 10c aufweist, die miteinander verbunden sind zu einem einstückigen Tastenelement. Diese Bedientasten 10a, 10b, 10c entsprechen den üblichen Schließfunktionen eines derartigen elektronischen Zündschlüssels, beispielsweise 10a „Kraftfahrzeugtüren schließen", 10c „Kraftfahrzeugtüren öffnen" und 10b „Kofferraum öffnen". Auf die übrigen Bereiche des Gehäuseoberteils 12 wird im vorliegenden Fall nicht im Detail eingegangen, da diese für die vorliegende Erfindung keine besondere Bedeutung haben. Ein wesentlicher Aspekt für die vorliegende Erfindung liegt darin, dass die für den flexiblen Bereich 11 verwendete Kunststoffmembran mindestens in einem bestimmten Wellenlängenbereich ausreichend lichtdurchlässig ist, so dass eine Härtung und Vernetzung des Klebstoffs durch Lichteinwirkung beispielsweise von der Rückseite des Gehäuseoberteils 12 her erfolgen kann, wenn der Klebstoff zuvor auf die Oberseite der Kunststoffmembranen 11 aufgebracht wurde.
2 zeigt das Gehäuseoberteil 12 mit den drei flexiblen Bereichen 11 von der Unterseite her. Außerdem ist das Tastenelement 10 von der Unterseite her dargestellt. 3 zeigt den Zustand der Fernbedienung nach dem Vorgang des Verklebens des Tastenelements 10 mit dem Gehäuseoberteil 12. Wie man sieht wurde das Tastenelement 10 so aufgeklebt, dass die Bereiche der einzelnen Bedientasten 10a, 10b, 10c im verklebten Zustand über den Kunststoffmembranen der flexiblen Bereiche 11 liegen. Wenn man nun mit dem Finger auf eine der Bedientasten 10a, 10b, 10c drückt, wird die darunter liegende Kunststoffmembran des flexiblen Bereichs (siehe auch 1) eingedrückt, wodurch ein entsprechender Schaltvorgang ausgelöst wird, der dann wiederum die gewünschte Schließfunktion ausübt. 4 zeigt die vollständige Fernbedienung 15, die das zuvor beschriebene Gehäuseoberteil 12 mit dem Tastenelement 10 sowie weitere Bauteile umfasst, insbesondere einen Zündschlüssel, eine Elektronik, eine Sendeantenne etc., auf die hier nicht näher eingegangen wird.
Zur Verklebung des Tastenelements 10 mit dem Gehäuseoberteil 12 wird in der Regel so vorgegangen, dass zunächst eine physikalische Vorbehandlung der Bereiche mit der flexiblen Kunststoffmembran 11 erfolgt durch Atmosphärendruckplasma. Danach erfolgt die Aufbringung des Klebstoffs auf die so behandelte Oberfläche der Kunststoffmembranen. Die Kunststoffmembran kann beispielsweise aus einem thermoplastischen Elastomeren (TPE) bestehen, zum Beispiel aus einem Polyesterblockamid, welches flexibel an den Kunststoffrahmen des umlaufenden Tragkörpers 12 angespritzt wird. Danach erfolgt der Fügevorgang, wobei das Tastenelement beispielsweise mittels Niederhalter und lichtdurchlässigem Gegenhalter auf dem Gehäuseoberteil temporär fixiert wird. Anschließend erfolgt die Vernetzung des Klebstoffs und zwar vorzugsweise von der Rückseite her durch die Kunststoffmembran hindurch beispielsweise mittels Punktstrahler.
Bei der oben genannten physikalischen Vorbehandlung der TPE-Oberfläche der Kunststoffmembranen wird die Oberfläche durch Atmosphärendruckplasma aktiviert, um die geforderte Nassfestigkeit zu gewährleisten. Dabei wird die Oberflächenspannung von ca. 48 mN/m auf ca. 70 mN/m (Wasserbenetzbarkeit) erhöht, was eine bessere Benetzungsfähigkeit des Klebstoffs auf den zu verbindenden Substraten zur Folge hat. Für den Effekt dieser Vorbehandlung sind verschiedene Parameter von Bedeutung, wie zum Beispiel die Geschwindigkeit (zum Beispiel 3 m/min), der Abstand zwischen Düse und Substrat (zum Beispiel 3 mm) und die Düsengeometrie (zum Beispiel rotierend, 25°). Beim Abfahren der Oberfläche sollte sichergestellt sein, dass alle Bereiche ausreichend vorbehandelt werden, gegebenenfalls ist eine zweifache oder mehrfache Behandlung mit Versatz (zum Beispiel 10 mm) notwendig.
Bei dem verwendeten photoinitiiert härtenden Klebstoff handelt es sich vorzugsweise um ein einkomponentiges lösemittelfreies modifiziertes Acrylatsystem. Dieser Klebstoff wird unmittelbar nach der physikalischen Vorbehandlung auf die zu verklebenden Bereiche des TPE-Kunststoffmembran-Tastenfelds appliziert. Da sich der Klebstoff mit einer Viskosität von zum Beispiel η = 50.000 mPas thixotrop verhält, erfolgt die Applikation pro Tastenfeld vorzugsweise in zwei sich kreuzenden diagonal gelegten Raupen. Die Klebstoffmenge kann je nach Größe der Bedienfelder beziehungsweise Kunststoffmembranen so angepasst werden, dass nach Verpressen ein vollständiger Film begrenzt durch eine umlaufende Nut an der TPE-Oberfläche entsteht. Die optimal ermittelte Klebstoffmenge ist dabei so, dass kein Klebstoff in den Faltenbalg der TPE-Membran gelangt, um einen negativen Einfluss auf die Haptik der Tastenfunktionen zu vermeiden. Die Klebstoffapplikation erfolgt vorzugsweise automatisch mittels eines Robotersystems, wobei die Dosierung aus handelsüblichen Anlagen erfolgen kann.
Der eigentliche Fügevorgang erfolgt vorzugsweise einige Sekunden, beispielsweise weniger als 15 Sekunden nach der Klebstoffapplikation, vorzugsweise per Robotersystem. Beim Transport der Teile zwischen Klebstoffapplikation und Fügevorgang sollte jeglicher Lichtzutritt aufgrund des Angelierens des Klebstoffs vermieden werden.
Eine Positionierung des Tastenelements 10 relativ zu dem Gehäuseoberteil 12 kann in x- und in y-Richtung mittels der unterseitig am Tastenelement angespritzten Stifte 16 erfolgen (siehe 2). Diese tauchen beim Fügevorgang in die auf der TPE-Membran angeformten Sacklöcher 17 ein (siehe 1). Dabei wird vereinzelt Klebstoff in die Sacklöcher 17 gezogen, was die Haftfestigkeit des Verbundes zusätzlich verbessert.
Die temporäre Fixierung des Tastenelements mittels Niederhalter und Gegenhalter ist vorteilhaft, um eine vollflächige Benetzung zwischen den einzelnen Substraten herzustellen, eine gleichmäßige Klebstoffschichtdicke zu gewährleisten und die vorgeschriebene maßliche Positionierung der einzelnen Bedientasten des Tastenelements zu dem Gehäuseoberteil (Spaltmaße) zu realisieren. Diese Fixierung erfolgt vorzugsweise einige Sekunden nach der Fügung des Tastenelements. Dabei fährt beispielsweise ein Niederhalter von oben auf die Bedientasten des Tastenelements. Eine Anpressvorrichtung ist flexibel gestaltet, um Teiletoleranzen ausgleichen zu können und somit einen gleichmäßigen Anpressdruck bei allen drei Bedientasten zu gewährleisten. Eine Gewichtskraft von zum Beispiel ca. 100 g pro Bedientaste ist ausreichend, um beispielsweise einen gleichmäßigen Klebespalt von 0,1 mm einzustellen.
Mit dem Gegenhalter werden die durch den Niederhalter aufgebrachten Kräfte abgefangen. Damit wird gewährleistet, dass die flexible TPE-Membran in der ihr vorgegebenen Positionierung verbleibt und die Funktionstasten entsprechend in einer Ebene verklebt werden können. Der Gegenhalter besteht vorzugsweise aus einem transparenten Werkstoff mit guter Transmission (Lichtdurchlässigkeit) wie zum Beispiel PMMA oder dergleichen. Dieser Werkstoff weist eine hohe Lichttransmission auf und bewirkt in Verbindung mit der vorgegebenen Teiledicke von zum Beispiel etwa 20 mm beim Durchstrahlen einen nur geringen Lichtverlust von zum Beispiel max. 10 %. Der Gegenhalter ist starr an dem Werkstückträger befestigt und derart positioniert, dass die Rückseite des Gehäuseoberteils im Bereich der TPE-Membran diesen zur Gewährleistung der optischen Ankopplung direkt kontaktiert.
Nachdem die Bedientasten des Tastenelements durch Gegen- und Niederhalter auf der TPE-Membran maßlich fixiert sind, erfolgt die Vernetzung des Klebstoffs zum Beispiel mittels Punktstrahler von unten (von der Rückseite her) durch den Niederhalter und die TPE-Membran hindurch. Dabei ist für jedes der im vorliegenden Ausführungsbeispiel 3 Bedientastenfelder in der Regel ein Lichtleiter erforderlich, welcher vorzugsweise nahe bis an den Niederhalter herangefahren wird. Die Belichtungszeit beträgt beispielsweise einige Sekunden, wobei eine mehrfache Belichtungszeit mit Unterbrechung dazwischen möglich ist. Bei derartigen Vernetzungszeiten können bei vorgegebener Teilegeometrie Vernetzungsgrade des Klebstoffs von beispielsweise ca. 97 % erreicht werden.
Wichtig für die sichere Vernetzung des photoinitiiert härtenden Klebstoffsystems sind die Lichtdurchlässigkeit und die Schichtdicke der TPE-Komponente im Bereich der flexiblen Kunststoffmembran, sowie der Abstand zur Lichtquelle und die Klebschichtdicke. Der im Ausführungsbeispiel verwendete TPE-Typ absorbiert UVA-Licht, ist jedoch für sichbares Licht ab einer Wellenlänge von beispielsweise ca. 400 nm durchlässig. Der photoinitiiert härtende Klebstoff härtet bei Wellenlängen von beispielsweise zwischen 380 und 450 nm aus und eignet sich somit sehr gut für die Verklebung mit der TPE-Membran. Diese weist in dem genannten Wellenlängenbereich bei einer Materialschichtdicke von beispielsweise 0,6 mm bis 0,9 mm eine Transmission von ca. 60 bis 80 % auf und ist damit ausreichend lichtdurchlässig.
Der Abstand zwischen Lichtquelle und Substrat sollte vorzugsweise etwa im Bereich von 30 mm liegen, um einerseits die erforderliche Strahlungsintensität sicherzustellen und andererseits, um zu gewährleisten, dass die komplette Fläche der Bedientasten bestrahlt wird. Die Prozessüberwachung hinsichtlich ausreichender Lichtdurchlässigkeit kann beispielsweise per Intensitäts-Messeinrichtung im VIS-Bereich erfolgen. Dabei kann der komplette Aufbau-Punktstrahler, Niederhalter, TPE-Membran überprüft werden. Versuche haben gezeigt, dass bei den verwendeten Strahlungslampen, den oben angegebenen Materialien und Abständen beziehungsweise Schichtdicken eine Intensität (VIS) von ca. 30 mW/cm² gewährleistet sein sollte.
Direkt nach dem Vernetzungsprozess können die verklebten Teile entlastet werden, wobei der Niederhalter entfernt wird. Die Teile sind dann in jeglicher Lage bezüglich der Klebefestigkeit handhabbar. Der vollständige Haftungsaufbau ist erst nach weiteren ca. 24 Stunden bei Raumtemperaturlagerung abgeschlossen. Die bei Einhaltung der oben genannten Parameter ermittelten Festigkeitswerte lagen bei einer Schälbelastung der einzelnen Bedientasten bei ca. 50 bis 90 N/Taste.

Claims

Fernbedienung zum Betätigen einer Schließeinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einem Gehäuseoberteil umfassend einen Tragkörper, der einen flexiblen elastischen Bereich aufweist, und ein auf das Gehäuseoberteil aufsetzbares Tastenelement mit Bedientasten zur Betätigung der Funktionen der Schließeinrichtung, wobei das Tastenelement mit dem Gehäuseoberteil verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastenelement (10) mit dem flexiblen Bereich (11) des Gehäuseoberteils (12) mittels mindestens eines photoinitiiert härtenden Klebstoffs verklebt ist.
Fernbedienung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Bereich (11) des Gehäuseoberteils (12) mindestens eine Kunststoffmembran umfasst.
Fernbedienung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Bereich (11) des Gehäuseoberteils (12) mindestens eine Kunststoffmembran umfasst, die mindestens in einem bestimmten Wellenlängenbereich ausreichend lichtdurchlässig ist.
Fernbedienung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastenelement (10) mit dem Gehäuseoberteil (12) mittels eines einkomponentigen Klebstoffs verklebt ist.
Fernbedienung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastenelement (10) mit dem Gehäuseoberteil (12) mittels eines Acrylatklebstoffs verklebt ist.
Verfahren zur Herstellung einer Fernbedienung zum Betätigen einer Schließeinrichtung eines Kraftfahrzeugs, welche ein Gehäuseoberteil mit einem Tragkörper umfasst, der einen flexiblen elastischen Bereich aufweist, wobei auf dieses Gehäuseoberteil ein Tastenelement mit Bedientasten zur Betätigung der Funktionen der Schließeinrichtung aufgesetzt und mit dem Gehäuseoberteil verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastenelement (10) mit dem flexiblen Bereich (11) des Gehäuseoberteils (12) mittels mindestens eines photoinitiiert härtenden Klebstoffs verklebt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vernetzung des mindestens einen Klebstoffs von der Rückseite des flexiblen Bereichs des Gehäuseoberteils (12) her erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vernetzung des mindestens einen Klebstoffs mittels Lichtleiterlampe erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitgehend vollständige Vernetzung des mindestens einen photoinitiiert härtenden Klebstoffs innerhalb eines Zeitraums von weniger als einer Minute, vorzugsweise innerhalb eines Zeitraums von weniger als zwanzig Sekunden erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Haftungsverbesserung des Klebstoffs auf dem flexiblen Bereich (11) des Gehäuseoberteils vor der Verklebung mindestens eine Oberflächenvorbehandlung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Oberflächenvorbehandlung mindestens eine physikalische Oberflächenvorbehandlung mittels Atmosphärenplasma vorgesehen ist.