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Die Erfindung betrifft ein Kunststoffformteil für ein Fahrzeug mit einer Dekorbeschichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und ein Verfahren zum Auftragen einer Dekorbeschichtung auf das Kunststoffformteil nach dem Patentanspruch 12.
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Zur Oberflächenveredelung von im Fahrzeugbau eingesetzten Kunststoffteilen können deren Oberflächen mit einer optisch ansprechenden metallischen Oberflächenschicht überzogen werden, etwa einer Chrombeschichtung.
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Aus der
DE 20 2004 008 181 U1 ist ein gattungsgemäßes Kunststoffformteil bekannt, das als ein Ausströmerreiter zur Betätigung von verschwenkbaren Lamellen eines Personenausströmers im Fahrzeuginnenraum eingesetzt wird. Der Ausströmerreiter ist zweiteilig ausgebildet mit einem äußeren Grundkörper, in dem ein galvanisch bearbeitbares Kunststoffmaterial eingespritzt wird. Das in einen Hohlraum des Grundkörpers eingespritzte Kunststoffmaterial tritt durch eine Aussparung im Grundkörper bis an die Sichtseite des Ausströmerreiters hervor. Bei einer anschließend erfolgenden galvanischen Bearbeitung kann das galvanisch bearbeitbare Kunststoffmaterial mit galvanischem Metall, beispielsweise Chrom, beschichtet werden, wodurch die Sichtseite des Ausströmerreiters mit einer optisch ansprechenden Dekorbeschichtung versehen ist.
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Der aus zwei unterschiedlichen Kunststoffkomponenten gebildete Ausströmerreiter ist fertigungstechnisch entsprechend aufwändig herstellbar. Auf Grund der hier angewendeten galvanischen Beschichtung ist darüber hinaus das die Dekorschicht tragende Kunststoffmaterial auf ein galvanisch bearbeitbares Kunststoffmaterial beschränkt. Die dadurch festgelegten Materialpaarungen zwischen dem äußeren Grundkörper und dem Einlegerteil können einer kostengünstigen Fertigung im Hinblick auf die Materialauswahl und die Fertigungsschritte entgegenstehen.
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Aus der
DE 20 2008 008 817 U1 ist ein weiterer Ausströmerreiter bekannt, auf dessen Sichtseite partiell Metallschichten durch Galvanisieren oder Bedampfen aufgebracht sind.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kunststoffformteil für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Auftragen einer Dekorbeschichtung auf das Kunststoffformteil bereitzustellen, bei dem fertigungstechnisch einfach sowie kostengünstig eine Dekorbeschichtung aufgebracht werden kann.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 12 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist das Kunststoffformteil mit einem Heißsiegelabschnitt ausgebildet, auf dem die Dekorbeschichtung, insbesondere eine Chrombeschichtung, durch Heißsiegeln aufgebracht ist. Beim Heißsiegeln oder auch beim Heißprägen prägt ein beheizter Stempel unter hohem Anpressdruck sowie hoher Prozesstemperatur die Dekorbeschichtung auf das zu dekorierende Kunststoffformteil.
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Um hierbei ein ausreichend stabiles Widerlager bereitzustellen, weist das erfindungsgemäße Kunststoffformteil einen entsprechend ausgebildeten Heißsiegelabschnitt auf, der so bemessen ist, dass er den hohen Anpressdruck und der hohen Prozesstemperatur während des Heißsiegelvorganges standhalten kann. Derart hohe thermische und/oder mechanische Belastungen treten demgegenüber bei anderen Verfahren zur Aufbringung der Dekorschicht nicht auf, etwa dem galvanischen Bearbeiten, dem Aufbringen der Dekorschicht durch Bedampfen oder durch Schweißverbindung.
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Dem Heißsiegeln sowie dem Heißprägen liegen in etwa gleiche Prozessbedingungen zu Grunde, die es erforderlich machen, das Kunststoffformteil mit einem speziell dafür dimensionierten Heißsiegelabschnitt auszubilden. Das Heißprägen und das Heißsiegeln sind daher im Rahmen der Offenbarung der Erfindung als gleichwertige Verfahren zu betrachten. Die Erfindung ist daher nicht nur auf das Heißsiegeln beschränkt, sondern betrifft auch das Heißprägen und vergleichbare Verfahren, deren thermische und mechanisch Belastungen vergleichbar sind.
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Wie oben erwähnt bildet der Heißsiegelabschnitt des Kunststoffformteiles während des Heißsiegelvorganges ein stabiles Widerlager, auf das mittels des Heißsiegelstempels die Dekorbeschichtung prozesssicher aufgebracht werden kann. Die Dekorbeschichtung kann dabei zunächst auf einer Trägerfolie vorgehalten werden. Beim Heißsiegeln wird dann die Trägerfolie über den beheizten Stempel mittels eines vorgegebenen Anpressdruckes sowie einer vorgegebenen Prozesstemperatur gegen das Kunststoffformteil gedrückt. Dadurch wird die Dekorbeschichtung von der Trägerfolie gelöst und auf die Sichtseite des Kunststoffformteiles übertragen. Die somit auf das Kunststoffformteil aufgebrachte Dekorbeschichtung ist sehr abrieb- und kratzfest und besitzt eine hohe physikalische und chemische Beständigkeit.
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Der Heißsiegelabschnitt weist eine dem Stempel zugewandte Oberfläche auf, die zu beschichten ist. Diese zu beschichtende Oberfläche kann durch einen umlaufende Abrisskante begrenzt sein. Beim Präge-/Heißsiegelvorgang kann daher der Stempel einerseits die Dekorbeschichtung mit großem Anpressdruck gegen die dafür vorgesehene Oberfläche drücken. Andererseits kann ein äußerer Stempelrand an der umlaufenden Abrisskante des Heißsiegelabschnittes vorbeigeführt werden. Dadurch reißt die Dekorbeschichtung an der Abrisskante ab, wodurch die Dekorbeschichtung optisch einwandfrei von dieser umlaufenden Abrisskante des Kunststoffformteiles begrenzt werden kann.
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Bevorzugt kann das Kunststoffformteil einen Grundkörper aufweisen, auf dem der Heißsiegelabschnitt als ein, um eine vorgegebene Höhe erhabener Vorsprung ausgebildet ist. Der Heißsiegelabschnitt und der Grundkörper können bevorzugt materialeinheitlich aus demselben Kunststoffmaterial ausgebildet sein. Dabei kann der Heißsiegelabschnitt bevorzugt an der oben erwähnten umlaufenden Abrisskante in eine ebenfalls umlaufende Ringschulter übergehen. Im Vergleich zur, dem Stempel zugewandten Oberfläche des Heißsiegelabschnittes, ist die umlaufende Ringschulter somit zurückgesetzt. Die Ringschulter verbleibt im Gegensatz zur Oberseite des Heißsiegelabschnittes während des Heißsiegelvorganges außer Wirkverbindung mit dem Heißsiegelstempel.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Kunststoffformteil ein Ausströmerreiter zur Betätigung von verschwenkbaren Lamellen eines im Fahrzeug angeordneten Personenausströmers sein. Der Ausströmerreiter kann den Heißsiegelabschnitt auf seiner, dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Sichtseite aufweisen. Dabei kann der Ausströmerreiter einen im Wesentlichen quaderförmigen Grundkörper aufweisen, dessen eine Schmalseite den Heißsiegelabschnitt bildet. Der Grundkörper der Ausströmerreiters kann insgesamt ein Hohlprofilteil sein, das eine kanalförmige Durchgangsöffnung für eine Lamelle aufweist. Auf dieser Lamelle kann der Ausströmerreiter längsverschiebbar angeordnet sein.
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Die Materialstärke im Bereich des Heißsiegelabschnittes ist dabei auf Grund der herstellungsbedingt hohen thermischen und mechanischen Belastung größer gewählt als in den übrigen Wandabschnitten des Ausströmerreiters. Bevorzugt kann der Ausströmerreiter im Bereich des Heißsiegelabschnittes eine Materialstärke in der Größenordnung von 2,5 bis 3,5 mm, insbesondere 2,9 mm, aufweisen. Die übrigen Wandabschnitte des quaderförmigen, als Hohlprofilteil ausgebildeten Ausströmerreiters können demgegenüber Materialstärken im Bereich von 1 bis 2 mm, insbesondere 1 bis 1,5 mm, aufweisen. Zur Gewährleistung eines einwandfreien Heißsiegelvorganges kann die Mindesthöhe an der Abrisskante bei 0,5 mm liegen. Eine bevorzugte Höhe der Abrisskante liegt jedoch im Bereich 1 mm.
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Alternativ dazu kann das Kunststoffformteil als Scheinwerfer-/Leuchten-Umrandungsring ausgebildet sein, dessen Sichtseite die Dekorbeschichtung, insbesondere eine Chrombeschichtung, trägt. Die Bemessung der Materialstärke, der Höhe der Abrisskante im Bereich des Heißsiegelabschnittes sind dabei identisch mit den oben genannten Maßangaben.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
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Es zeigen:
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1 einen in einer Instrumententafel im Fahrzeuginnenraum vorgesehenen Personenausströmer;
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2 und 3 jeweils einen Ausströmerreiter des Personenausströmers in unterschiedlichen Ansichten; und
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4 den Ausströmerreiter in einer angedeuteten Heißsiegelvorrichtung zur Veranschaulichung des Heißsiegelverfahrens.
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In der 1 ist ein in einer Instrumententafel angeordneter Personenausströmer gezeigt, der an seiner Austrittsöffnung Lamellen 1, 3 aufweist, die jeweils um eine horizontale oder um eine vertikale Schwenkachse verschwenkbar sind. Zur Schwenkbetätigung der Lamellen 1, 3 ist ein Ausströmerreiter 5 vorgesehen, der auf einer horizontalen Lamelle 1 längsverschiebbar aufgesetzt ist. Der Ausströmerreiter 5 ist aus einem Kunststoffmaterial gebildet und weist an seiner, dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Sichtseite eine Dekorbeschichtung 7, insbesondere eine Chrombeschichtung, auf.
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In der 2 ist der Ausströmerreiter 5 in einer Seitenschnittdarstellung gezeigt. Demzufolge weist der Ausströmerreiter 5 einen als Hohlprofiteil gebildeten, quaderförmigen Grundkörper 9 auf. Zwischen den beiden gegenüberliegenden Wandabschnitten 11 des quaderförmigen Grundkörpers 9 ist eine Durchgangsöffnung 13 angeordnet, durch die sich die angedeutete Lamelle 1 erstreckt, auf die der Ausströmerreiter 5 sitzt.
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Gemäß der 2 und 3 ist die Dekorbeschichtung 7 auf einer oberen, geschlossenen Schmalseite des Ausströmerreiters 5 aufgetragen. Das Auftragen der Dekorbeschichtung 7 erfolgt durch ein später anhand der 4 beschriebenes Heißsiegelverfahren. Um den thermischen sowie mechanischen Belastungen im Heißsiegelvorgang standhalten zu können, ist die obere, geschlossene Schmalseite des Ausströmerreiters 5 mit einem speziell dafür bemessenen Heißsiegelabschnitt 15 ausgebildet. Der Heißsiegelabschnitt 15 ist um eine Höhe Δh als erhabener Vorsprung von der Schmalseite des Ausströmerreiters 5 abgesetzt. Dadurch bildet sich eine umlaufende Abrisskante 17, die eine Oberseite des Heißsiegelabschnittes 15 begrenzt, welche mit der Dekorbeschichtung 7 versehen ist. An der umlaufenden Abreißkante 17 geht die Oberseite des Heißsiegelabschnittes 15 mit geringem Radius in eine dazu rechtwinklige Seitenflanke 18 über. An diese schließt sich im weiteren Konturverlauf eine seitlich ausgeweitete Ringschulter 19 des quaderförmigen Grundkörpers 9 an.
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Die Materialstärke s1 an der mit dem Heißsiegelabschnitt 15 gebildeten Schmalseite des Ausströmerreiters 5 beträgt beispielhaft 2,9 mm und ist damit wesentlich größer bemessen als die Wandstärke s2 der beiden Wandabschnitte 11 des Grundkörpers 9. Aufgrund seiner Geometrie bildet der Heißsiegelabschnitt 15 ein besonders formstabiles sowie thermisch widerstandsfähiges Widerlager, auf das die Dekorbeschichtung 7 beim Heißsiegelvorgang prozesssicher aufbringbar ist.
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Die Formstabilität des Heißsiegelabschnittes 15 wird außerdem dadurch erhöht, dass dieser zusammen mit dem Grundkörper 11 materialeinheitlich und einstückig aus demselben Kunststoffmaterial gefertigt ist. Auf ein, die Formstabilität schwächendes zusätzliches Einlegerteil, das die Dekorbeschichtung 7 trägt, ist demgegenüber verzichtet.
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In der 4 ist das Heißsiegelverfahren anhand einer Prinzipdarstellung veranschaulicht. Demzufolge weist die gezeigte Vorrichtung einen durch ein Heizelement 21 beheizbaren Stempel 23 auf, der oberhalb des Ausströmerreiters 5 vorgesehen ist. Der Ausströmerreiter 5 ist in einer nicht näher dargestellten Aufnahme der Heißsiegelvorrichtung gehaltert. Durch den Spalt zwischen dem Stempel 23 und dem Ausströmerreiter 5 erstreckt sich eine Trägerfolie 25, die an ihrer Unterseite die aufzutragende Dekorbeschichtung 7 trägt. Beim Heißsiegeln wird der Stempel 23 erhitzt und mit einem vorgegebenen Anpressdruck sowie unter Zwischenlage der Trägerfolie 25 gegen den Ausströmerreiter 5 gepresst. Durch den Anpressdruck sowie die Prozesstemperatur wird die Dekorbeschichtung 7 auf die Oberfläche des Heißsiegelabschnittes 15 Obertragen.
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Der Stempel 23 ist aus einem nachgiebigen Material, etwa Silikon, hergestellt. Entsprechend kann sich die, dem Ausströmerreiter 5 zugewandten Stempelfläche beim Anpressen der Oberflächenkontur des Ausströmerreiters 5 anpassen. Der mittlere Bereich der Stempelfläche ist daher bei nach unten bewegtem Stempel 23 in Druckanlage mit der Oberseite des Heißsiegelabschnittes 15. Der äußere Randbereich der Stempelfläche wird hingegen beim Absenken des Stempels 23 an der Abreißkante 17 vorbei sowie entlang der Seitenflanke 18 in Richtung auf die zurückgesetzte Ringschulter 19 verlagert. Dadurch wird die Dekorbeschichtung 7 an der Abrisskante 17 unterbrochen und optisch einwandfrei lediglich die Oberseite des Heißsiegelabschnittes 15 geprägt. Im heruntergefahrenen Zustand kann dabei die Trägerfolie 25 mit der Dekorbeschichtung 7 in Vertikalrichtung beabstandet zur Ringschulter 19 des Ausströmerreiters 5 sein, um eine Beschichtung der Ringschulter 19 zu vermeiden.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 3
- verschwenkbare Lamellen
- 5
- Ausströmerreiter
- 7
- Dekorbeschichtung
- 9
- Grundkörper
- 11
- Wandabschnitte
- 13
- Durchführungsöffnung
- 15
- Heißsiegelabschnitt
- 17
- Abrisskante
- 18
- Seitenflanke
- 19
- Ringschulter
- 21
- Heizelement
- 23
- Stempel
- 25
- Trägerfolie
- 27
- Stempelrand
- s1, s2
- Materialstärken
- Δh
- Höhe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202004008181 U1 [0003]
- DE 202008008817 U1 [0005]