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Title:
METHOD FOR PRODUCING AT LEAST TWO TYPES OF HANDLES MADE OF PLASTIC MATERIAL WITH DIFFERENT SURFACES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/052116
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing different handles made of plastic material. According to said method, there are standard types of handle which comprise a plastic surface (11) and luxury types which comprise a plastic blank with an electroplated metallic covering (21). In order to simplify and to make the inventive method cheaper, the same tool which is employed to produce the standard types of handle is used to produce the plastic blank for the luxury types of handle. Similarly, the same type of plastic material (16) is used. It is practically possible to use the standard types of plastic blank to produce the luxury types. After a plasma coating (32) with a base metal (23), the plastic blank is plasmatically coated with an intermediate metal (25) which provides a galvanic intermediate coating (34) having a substantial thickness. Said intermediate metal electroplated surface (27') can then be finished (27''). In the last procedural step (36), the desired cover metal (22) can finally be applied on said treated surface (27'') of the intermediate products (19).

Inventors:
WEISS WINFRIED (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/013884
Publication Date:
July 04, 2002
Filing Date:
November 28, 2001
Export Citation:
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Assignee:
HUF HUELSBECK & FUERST GMBH (DE)
WEISS WINFRIED (DE)
International Classes:
B60N3/02; C23C2/02; C23C4/18; C25D7/00; E05B85/10; E05B15/16; E05B17/00; (IPC1-7): E05B1/00; C23C4/02; C23C28/00
Foreign References:
US3915664A1975-10-28
DE4440521C11995-11-02
Attorney, Agent or Firm:
Mentzel, Norbert (Kleiner Werth 34 Wuppertal, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Verfahren zum Herstellen von mindestens zwei oberflächenmäßig unterschiedlichen Typen (10,20) von Handhaben aus Kunststoffmaterial (16), insbesondere von Türaußengriffen oder von Innenbetätigungselementen für Fahrzeuge, nämlich einerseits einer Standardtype (10) mit einer Kunststoffoberfläche (11) und andererseits einer Luxustype (20) mit einer auf einem Kunststoffrohling (10') galvanisch aufgebrachten metallischen Deckschicht (29), dadurch gekennzeichnet, dass im gleichen Formwerkzeug aus gleichem Kunststoffmaterial (16) sowohl die Standardtype (10) als auch der Kunststoffrohling (10') der Luxustype (20) erzeugt werden, dass der Kunststoffrohling (10') zunächst dünn mit einem Basismetall (23) plasmabeschichtet wird, wodurch ein oberflächig elektrisch leitendes Vorprodukt (17) entsteht, dass danachbevor eine dicke Schicht (28) eines Zwischenmetalls (25) galvanisch aufgetragen wirdauf das Vorprodukt (17) noch eine dünne Plasmabeschichtung (26) aus diesem Zwischenmetall (25) aufgebracht wird, dass nach der galvanischen Beschichtung (28) ein Zwischenprodukt (19) entsteht, dessen ZwischenmetallOberfläche (27') dann glättend bearbeitet (27") wird, und dass auf die geglättete Oberfläche (27") des Zwischenprodukts (19) schließlich die Deckschicht (29) aus gewünschtem Deckmetall (22) aufgalvanisiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Formen der Standardtype (10) und des Kunststoffrohlings (10') der Luxustype (20) die Kunststoffoberfläche (11) mit einer Narbung (12) versehen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beim ursprünglichen Kunststoffrohling (10') bestehende Narbungsstruktur (12) zwar beim plasmabeschichteten Vorprodukt (17) noch besteht, aber nach dem galvanischen Beschichten (28) mit Zwischenmetall (25) und/oder nach der Oberflächenglättung (27") des Zwischenprodukts (19) beseitigt wird und ein oberflächig strukturfreies Endprodukt bei der Luxustype (20) entsteht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nicht nur zum Herstellen der Standardtype (10), sondern auch zum Herstellen des Kunststoffrohlings (10') für die Luxustype (20) Polyamid in das gleiche Formwerkzeug eingeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das in das Formwerkzeug eingeführte PolyamidMaterial mit Glasfasern verstärkt ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Basismetall (23) Chrom verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Zwischenmetall (25) Kupfer verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Deckmetall (22) Nickel verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Deckmetall (22) Chrom verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Deckmetall (22) Silber oder Gold verwendet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Kunststoffrohling (10') der Luxustype (20) das Basismetall (23) mit einer Schichtdicke von unter 1, um, insbesondere von ca. 0,6 um plasmatisch aufgebracht wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Basisschicht (24) des Vorprodukts (17) eine ZwischenmetallSchicht (26) von wenigen, um, vorzugsweise ca. 4, um, plasmatisch aufgebracht wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf das plasmatisch beschichtete (26) Nachprodukt (18) eine weitere ZwischenmetallSchicht (28) in einer Schichtdicke bis zu ca. 50, um galvanisch aufgebracht wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Glättungsphase (35) die Oberfläche (27') des Zwischenprodukts (19) geschliffen und poliert (27") wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der letzten Arbeitsphase (36) zur Herstellung der Luxustype (20) auf die geglättete Oberfläche (27") des Zwischenprodukts (19) eine Deckschicht (22) von mehreren Rm, vorzugsweise von ca. 4, um aufgebracht wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass beim Herstellen der Luxustype (20) vor dem Plasmabeschichten mit Basismetall (23) der Kunststoffrohling (10') mit einer organischen Beschichtung versehen wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Schicht auf dem Kunststoffrohling (10') aufgespritzt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Beschichtung der Kunststoffoberfläche (11) anstelle ihrer Reinigung verwendet wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffrohling (10') aus Vollmaterial erzeugt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffrohling (10') nach einem Gasinnendruckverfahren hergestellt wird und einen inneren Hohlraum besitzt.
Description:
Verfahren zum Herstellen von mindestens zwei oberflächenmäßig unterschiedlichen Typen von Handhaben aus Kunststoffmaterial Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art. Es besteht das Bedürfnis bei Fahrzeugen Handhaben mit unterschiedlicher Oberfläche anzubieten, die dann nach den Wünschen des Fahrzeugherstellers wahlweise verwendet werden können. Als Handhaben bei Fahrzeugen kommen z. B. Türaußengriffe oder aber Betätigungselemente im Fahrzeuginnenbereich in Frage. Es gibt dabei preiswerte Handhaben, die eine unbeschichtete Kunststoffoberfläche aufweisen. Diese soll nachfolgend kurz als "Standardtype"der Handhabe bezeichnet werden. Bedarfsweise können, auf Wunsch des Kundens, solche Standardtypen auch noch lackiert werden.

Wesentlich aufwendiger ist dagegen die Herstellung von Handhaben, die zwar auch aus einem Kunststoffrohling bestehen, die aber eine hochglanzpolierte metallische Außenfläche aufweisen. Derartige Handhaben sollen mit"Luxustype"bezeichnet werden. Es ist zwar bekannt mittels lonisationseinrichtungen Metalle zu verdampfen und in einer ein Plasma erzeugenden Bogenentladung zwischen Anode und Kathode ein Kunststoffsubstrat mit Metall zu beschichten (DE 44 40 521 C1), doch sind solche plasmatisch aufgebrachten Metallschichten zu dünn, um einen bestimmungsgemäßen Gebrauch ausreichend lange standhalten zu können. Selbst wenn man die Kosten zur Herstellung einer dickeren Plasmabeschichtung auf Handhaben in Kauf nehmen würde, wäre die Schichtdicke nicht ausreichend, um sie einer Hochglanzpolierung zu unterziehen, wie es eine Luxustype erfordert.

Deswegen musste bei dem bekannten Verfahren zur Herstellung der Luxustype für den Kunststoffrohling ein elektrisch leitender Kunststoff, z. B. ein ABS-Material verwendet werden, das ein preiswerteres galvanisches Aufbringen der gewünschten metallischen Deckschicht in ausreichender Stärke erlaubt. Die so gewonnene Deckschicht ist für eine Hochglanzpolierung ausreichend. Ein solcher elektrisch leitender Kunststoff ist aber verhältnismäßig teuer und besitzt nicht jene günstigen Eigenschaften, die dem zur Herstellung der Standardtype dienenden preiswerteren Kunststoff zugrunde liegen. Außerdem weist der elektrisch leitende Kunststoff für den Kunststoffrohling der Luxustype ein anderes Schrumpfverhalten auf, als der einfache, zur Herstellung der Standardtype verwendete nicht elektrisch leitende Kunststoff. Unter anderem wegen dieses unterschiedlichen Schrumpfungsverhaltens musste man deshalb für den Kunststoffrohling der Luxustype andere Formwerkzeuge als zur Herstellung der einfachen Standardtype verwenden. Die Herstellung getrennter Formwerkzeuge und die Verwendung unterschiedlicher Materialien verteuerte die Herstellung der beiden Typen von Handhaben. Dabei sollten wegen ihrer wahlweisen Verwendung die äußeren Abmessungen bei der Spartype und bei der Luxustype im wesentlichen gleich sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu verbilligen und zu vereinfachen.

Dies wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 genannten Verfahrensschritte erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.

Bei der Erfindung ist für beide Typen von Handhaben nur ein einziges Formwerkzeug erforderlich. Darüber hinaus erlaubt es das erfindungsgemäße Verfahren für die Herstellung der Standardtype das gleiche Kunststoffmaterial, wie für die Luxustype zu verwenden. Man braucht also beim Herstellungsverfahren überhaupt nicht darauf zu achten, ob Standardtypen oder Luxustypen hergestellt werden sollen. Man kann zunächst für beide Typen ein einheitliches Produkt herstellen, um nachträglich darüber zu entscheiden, welche und wie viele dieser Produkte als Standardtype verwendet bzw. als Luxustype weiter vervollkommnet werden sollen. Man erhält den Vorteil einer einheitlichen Lagerhaltung von Handhaben für beide Typen. Nach der Formgebung einer ausreichenden Anzahl von als Standardtype ausgebildeten Handhaben wird die gewünschte Anzahl dieser Objekte als Kunststoffrohling angesehen, der dann den weiteren, in Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritten unterzogen wird, bis schließlich die dazu analoge Luxustype dieser Handhabe vorliegt. Das vereinfacht und verbilligt wesentlich das Verfahren zur Herstellung dieser beiden Handhaben-Typen.

Weitere vorteilhafte Verfahrensschritte sind in den Unteransprüchen, in der Beschreibung und in den Zeichnungen angegeben bzw. näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen : Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer als Standardtype ausgebildeten Handhabe, Fig. 2 die gleiche Handhabe, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu einer Luxustype vervollkommnet wurde und Fig. 3, schematisch und in starker Vergrößerung bruchstückhaft ein Teilstück eines Querschnitts der in Fig. 2 gezeigten Luxustype der Handhabe, woran die einzelnen Verfahrensschritte und ihre Ergebnisse näher erläutert werden sollen.

In Fig. 1 ist eine Handhabe 10 gezeigt, die als"Standardtype"ausgebildet ist und als Türaußengriff bei einem Fahrzeug verwendet werden kann. Die Kunststoffoberfläche 11 kann mit einer Narbenstruktur 12 versehen sein, die eine bessere Griffigkeit erlaubt. Diese Narbung 12 ist aus dem in starker Vergrößerung wiedergegebenen Profil eines Kunststoffrohlings 10'zu ersehen, von welchem ein Teilstück seines Querschnitts in Fig. 3 gezeigt ist. Entsprechend seiner Nutzung als Ziehgriff besitzt der Handgriff 10 am einen Ende seines Griffteils 13 eine Lagerstelle 14 und am gegenüberliegenden Ende einen Betätiger 15, der nach der Montage des Ziehgriffs mit einer Schlossmechanik zusammenwirkt. Es versteht sich, dass als Handhabe 10 auch andere Griffformen aufweisen oder als andere Betätigungselemente von Fahrzeugen verwendet werden könnten.

Fig. 2 zeigt eine als sogenannte"Luxustype"ausgebildete Handhabe 20, die formmäßig der vorerwähnten Spartype 10 gleicht. Auch die Luxustype 20 besitzt folglich die erwähnte Lagerstelle 14, den Griffteil 13 und den Schlossbetätiger 15.

Sie unterscheidet sich allerdings dadurch, dass sie eine metallische Oberfläche 21 aufweist, die hier geglättet und poliert ist. Zur Ausbildung dieser Metalloberfläche 21 wird ein Deckmetall 22 verwendet, das an sich unterschiedlich sein kann. Im vorliegenden Fall wird Chrom/Nickel verwendet. Es könnte aber, wenn es der Kunde wünscht, auch jedes andere Metall sein, z. B. Kupfer, Silber, Gold, Wolfram, Titan.

Die Herstellung einer solchen Luxustype 20 mit dem gewünschten Deckmetall 22 vollzieht sich in übereinstimmender Weise, was anhand der Fig. 3 näher erläutert wird.

Bei der Erfindung wird ein Kunststoffrohling 10'verwendet, welcher aus jenem Kunststoffmaterial 16 besteht, welches bereits zur Herstellung der Standardtype 10 verwendet worden ist. Dafür eignet sich z. B. Polyamid, welches vorzugsweise mit ca.

30% Glasfasern verstärkt worden ist. Dadurch erhält man ein Kunststoffmaterial mit besonders hoher Festigkeit, welches bislang bei der Herstellung von Luxustypen nicht verwendet werden konnte. Man verwendet daher für den Rohling 10'auch das gleiche Formwerkzeug wie bei der Standardtype 10 und kann folglich die bei der Standardtype 10 angefallenen Produkte als Kunststoffrohlinge 10'zur Herstellung der Luxustype 20 verwenden. Es genügt in einem ersten Arbeitsschritt diese mit der Standardtype identischen Rohlinge 10'zu reinigen. In Fig. 3 ist dieser erste Arbeitsschritt 31 im äußersten rechten Abschnitt dieser Figur veranschaulicht ; man sieht die Kunststoffoberfläche 11 des Rohlings 10'mit der erwähnten Narbenstruktur 12. Es kann sich um einen schwarzen Kunststoff handeln, der nicht elektrisch leitend zu sein braucht. In manchen Anwendungsfällen empfiehlt es sich, die Rohlinge 10'vor der Weiterbehandlung zunächst mit einer organischen Beschichtung zu versehen. Diese Beschichtung kann durch ein Spritzverfahren auf die Oberfläche 11 aufgebracht werden. Diese organische Beschichtung schließt eventuelle Risse im Rohling 10'. Es wird auch die vorausgehend aufgebrachte Struktur 12 etwas eingeebnet. Das vorerwähnte Reinigen der Oberfläche 11 ist zumindest in manchen Fällen dann auch entbehrlich. Man erhält dann, unabhängig vom Kunststoffmaterial 16 eine definierte Oberfläche im Rohling 16, die dann wie folgt weiterbehandelt wird.

Ein nicht mit einer organischen Beschichtung versehener Rohling 10'oder ein im letztgenannten Sinne behandelter Rohling werden dann in eine Vorrichtung zum Plasmabeschichten mit einem bestimmten Basismaterial 23 gebracht, das z. B. aus Chrom bestehen kann. Dieser zweite Arbeitsschritt ist im nächsten, mit 32 gekennzeichneten Abschnitt von Fig. 3 zu entnehmen. Die aufgebrachte Chromschicht 23 besitzt eine recht dünne mit 24 bezeichnete Stärke 24, von ca. 0,6 p. m. Man erhält auf diese Weise ein Vorprodukt 17, welches oberflächig elekrisch leitend ist. Die dünne Chromschicht 23 lässt die Narbenstruktur 12 des Rohlings 10' noch voll erkennen.

Diese elektrische Leitfähigkeit wird im dritten Arbeitsschritt 33 noch weiter erhöht, vor allem aber wird-im Hinblick auf den noch näher zu beschreibenden vierten Arbeitsschritt-durch eine weitere Plasmabeschichtung ein bestimmtes Zwischenmetall 25 aufgebracht. Als Zwischenmetall 25 wird im vorliegenden Fall Kupfer verwendet. Der Metalldampf aus Kupfer 25 erzeugt hier eine Schichtdicke 26 von ca. 4 um. Die Haftung dieses Kupfers 25 auf der vorausgehend aufgedampften Chromschicht 23 ist optimal. Man erhält ein Nachprodukt 18 mit einer Oberfläche 27 aus Kupfer. Die oberflächige Narbenstruktur des vorausgehenden Vorprodukts 17 kann sich dabei bereits verringert haben.

Das Nachprodukt 18 des dritten Arbeitsschritts 33 wird im nächsten Arbeitsschritt 34 einer galvanischen Behandlung unterzogen, und zwar wieder mit dem gleichen Zwischenmetall 25, welches vorausgehend, im dritten Arbeitsschritt 33, bereits plasmatisch aufgetragen wurde. Zur Aufgalvanisierung auf das Nachprodukt 18 wird also wieder Kupfer 25 verwendet. Dadurch entsteht ein Zwischenprodukt 19 mit einer großen galvanischen Schichtdicke 28 von ca. 50 u, m. Es liegt eine galvanische Kupferoberfläche 27'vor, welche kaum noch die ursprüngliche Narbenstruktur 12 des Rohlings 10'erkennen lässt. Doch selbst wenn diese Narbenstruktur auf der Kopfoberfläche 17'sich noch bemerkbar machen sollte, wird sie in jedem Fall im fünften Arbeitsschritt 35 beseitigt. Dort wird nämlich die Oberfläche mechanisch geglättet. Dies geschieht im vorliegenden Fall durch Schleifen und Polieren. Nach dem fünften Arbeitsschritt 35 erhält man bei diesem Zwischenprodukt 19 also eine hochglanzpolierte Kupferoberfläche 27". Der ursprünglich mit Strukturen 12 versehene Rohling 10'trägt nach dieser fünften Prozedur 35 eine glatte galvanische Oberfläche 27".

Im letzten sechsten Arbeitsschritt 36 erfolgt schließlich eine letzte ebenfalls galvanische Beschichtung mit dem sich nach dem Kundenwunsch richtenden Deckmetall 22. Das ist im vorliegenden Fall, wie bereits erwähnt wurde, Nickel ca.

, um/ca. 0,5 J. m Chrom. Es wäre aber auch möglich, hier andere Metalle, z. B.

Silber/Gold oder Titan zusätzlich zu verwenden. Die Schichtdicke 29 der Deckschicht 22 beträgt ca. 15,5 u. m. Das Endprodukt 20 ist also die Luxustype 20 der Handhabe mit der gewünschten Metalloberfläche 21. Dieses Endprodukt 20 ist wegen der vorausgehenden polierten Kupferoberfläche 27"absolut glatt und bedarf in der Regel keiner weiteren Nachbehandlung.

Eine weitere Type der gleichen Handhabe lässt sich, ausgehend von der Spartype 10, dadurch erlangen, dass man die Kunststoffoberfläche 11 mit beliebigem farbigem Material beschichtet. Das kann z. B. durch Spritzen von Lacken geschehen.

Ausgehend von einheitlichen Kunststoffteilen, die als Standardtype 10 verwendet werden, ist also bei der Erfindung die Herstellung einer großen Palette unterschiedlicher Typen von im wesentlichen formgleicher Handhaben möglich.

Bezugszeichenliste : 10 einfache Handhabe, Spartype 10'Rohling für 20 11 Kunststoffoberfläche von 10 bzw. 10' 12 Narbenstruktur von 10 bzw. 10' 13 Griffteil von 10 bzw. 20 14 Lagerstelle von 10 bzw. 20 15 Betätiger von 10 bzw. 20 16 Kunststoffmaterial von 10 bzw. 10' 17 Vorprodukt für 20 18 Nachprodukt für 20 19 Zwischenprodukt für 20 20 luxuriöse Handhabe, Luxustype 21 Metalloberfläche von 20, Deckmetallflächen 22 Deckmetall, Chrom/Nickel 23 Basismetall auf 17, Chrom 24 Dicke von 23 25 Zwischenmetall auf 17 bzw. 18, Kupfer 26 Schichtdicke der plasmatischen Schicht von 25 27 plasmatische Kupferoberfläche von 18 27'galvanische Kupferoberfläche von 19, Zwischenmetall-Oberfläche 27"hochglanzpolierte Kupferoberfläche von 19 28 galvanische Schichtdicke von 25 29 Schichtdicke von 22 31 erster Arbeitsschritt, Reinigen von 10' 32 zweiter Arbeitsschritt, Plasmabeschichtung mit 23 33 dritter Arbeitsschritt, Plasmabeschichtung mit 25 34 vierter Arbeitsschritt, galvanisches Beschichten mit 25 35 fünfter Arbeitsschritt, Hochglanzbehandlung 36 sechster Arbeitsschritt, galvanisches Aufbringen von 22