Vorrichtung aufweisend ein PMMA Bauteil direkt verbunden mit einem TPE Bauteil und Verfahren zur Verbindung der beiden Bauteile

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung aufweisend ein erstes Bauteil direkt verbunden mit einem zweiten Bauteil, wobei das erste Bauteil aus TPE und das zweite Bauteil aus PMMA hergestellt ist, und ein entsprechendes Verfahren zu dessen Herstellung. Eine derartige Vorrichtung ist im Stand der Technik kaum zu finden, da eine Verbindung zwischen einem PMMA (Polymethylmethacrylat, Handelsname beispielsweise Plexiglas) und einem TPE (Thermoplastisches Elastomer, Handelsname beispielsweise Thermoplast K TC4LEZ der Firma Krailburg ) schwierig herzustellen ist, obwohl eine solche Verbindung in bestimmten Anwendungsfällen wünschbar wäre. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine entsprechende Vorrichtung anzugeben, die eine derartige Verbindung aufweist und ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Verbindung. Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Vorrichtung nach Patentanspruch 1 und ein Verfahren nach Patentanspruch 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Dadurch, dass das erste Bauteil eine erste Fläche aufweist und das zweite Bauteil eine zweite Fläche aufweist und die erste Fläche mit der zweiten Fläche direkt verbunden ist, wobei die Verbindung dadurch ausgestaltet ist, dass eine durch Wärmeeinwirkung aus dem ersten Bauteil ausgetretene Flüssigkeit eine Verklebung der ersten Fläche mit der zweiten Fläche realisiert, wird eine dauerhafte Verbindung der beiden Bauteile ohne einen zusätzlichen Kleber oder zusätzliches Vulkanisationsmatenal realisiert. Diese erreichte Verbindung ist auch wasserdicht, so dass sie beispielsweise auch in elektrischen Bauteilen mit der Schutzklasse IP54 vorteilhaft angewendet werden kann, wenn es um eine Verbindung von TPE Bauteilen mit PMMA Bauteilen geht und eine solche Materialpaarung wirtschaftlich erst ermöglicht. Die aus dem PMMA ausgetretene Flüssigkeit besteht aus langkettigen Kohlenwasserstoffen, wie man aus einer IR Spektroskopie Analyse der Flüssigkeit entnehmen kann.

Dadurch, dass die zweite Fläche die größte Fläche des zweiten Bauteils darstellt kann eine besonders stabile Verbindung der beiden Bauteile erreicht werden.

Dies kann dadurch realisiert werden, dass das zweite Bauteil als Scheibe ausgestaltet ist.

Sofern die Vorrichtung eine Kamera aufweist und das erste Bauteil als Rohr oder Konus ausgestaltet ist, welches oder welcher zwischen der Scheibe und der Kamera angeordnet und mit der Scheibe verklebt ist, kann das Rohr oder der Konus die Kamera optisch von sonstigen in der Vorrichtung angeordneten Bauteilen trennen. Hierbei können Teile der Kamera in das Rohr oder den Konus ragen. Das erste Bauteil kann somit beispielsweise als optische Dichtung eingesetzt werden.

Wenn das Rohr oder der Konus in die erste Fläche übergeht, wobei sich die erste Fläche senkrecht zur Achse des Rohrs oder Konus über den Durchmesser des Rohres oder Konus hinaus erstreckt, wird die zur Verklebung der beiden Bauteile vorhandene Fläche vergrößert und so die Stabilität der Verbindung weiter erhöht. Bei genügend großer Wandstärke des Rohres oder Konus kann auf diese zusätzliche Ausbildung verzichtet werden. Dann kann man auch das Ende des Rohres oder das Ende des Konus direkt mit der Scheibe verbinden.

Falls benachbart zu dem ersten Bauteil eine Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist können direkte Einwirkungen der Beleuchtungsvorrichtung auf die Kamera verhindert und so die Qualität der Aufnahmen verbessert werden.

Wenn innerhalb des Rohres oder Konus ein Objektiv der Kamera angeordnet ist kann in das Objektiv nur außerhalb der Vorrichtung vorhandenes Licht aufgenommen werden. So wird effektiv verhindert, dass Licht der innerhalb der Vorrichtung angeordneten Lichtquelle die Aufnahmen der Kamera beeinträchtigt. Es ergibt sich so ein Kameramodul, bei der die Kamera in einem Modul-Gehäuse angeordnet ist, welches eine PMMA Scheibe aufweist und in dem Modul-Gehäuse auch noch eine oder mehrere Beleuchtungsvorrichtungen angeordnet sind, um die für die Kamera erforderliche Beleuchtung der von der Kamera aufzunehmenden Objekte zu gewährleisten. Hierbei ist von entscheidender Wichtigkeit, dass Licht der Beleuchtungsvorrichtung nicht direkt in die Kamera gelangen kann, sondern nur das von einem von der Kamera aufzunehmenden Objekt reflektierte Licht, um eine möglichst gute Qualität der Aufnahmen der Kamera zu gewährleisten.

Dadurch, dass bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verklebung der ersten Fläche des ersten Bauteils mit der zweiten Fläche des zweiten Bauteils, wobei das erste Bauteil und das zweite Bauteil in einer zuvor beschriebenen Vorrichtung angeordnet sind, dass die erste Fläche 11 des ersten Bauteils auf eine Temperatur > 90°C erhitzt wird und dass die erste Fläche mit der zweiten Fläche mit einem Druck > 5 N/cm ² , vorzugsweise mit einem Druck > 10 N/cm ² zusammengepresst wird, wird eine dauerhafte Verbindung der beiden Bauteile ohne zusätzlichen Klebstoff oder zusätzliches Vulkanisierungsmaterial erreicht.

Sofern die Vorrichtung eine Beleuchtungsvorrichtung aufweist, kann die erforderliche Temperatur mittels der Beleuchtungsvorrichtung erzielt werden. So wird kein zusätzlicher Ofen oder sonstige Heizvorrichtung zum Erreichen der erforderlichen Temperatur benötigt.

Besonders effektiv ist das Verfahren, wenn die erforderliche Temperatur während eines Tests der Vorrichtung nach dem Zusammenbau der Vorrichtung erreicht wird. So wird kein zusätzlicher Herstellungsschritt benötigt.

Auf ein zusätzliches Werkzeug zum Erreichen des erforderlichen Drucks kann verzichtet werden, wenn das Rohr oder der Konus eine derartige Überlänge aufweist, dass im zusammengebauten Zustand der Vorrichtung das Rohr oder der Konus gegen die Scheibe gedrückt wird und so der erforderliche Druck bereitgestellt wird. Man kann in diesem Zusammenhang auch von einer Presspassung des Rohrs oder Konus zwischen der Scheibe und dem auf dem anderen Ende des Rohrs befindlichen Bauteil sprechen. So wird durch die (geringe) Verformung des Rohrs oder des Konus ein Druck des Rohres oder Konus auf die Scheibe aufgebaut. Die erforderliche Temperatur wird dann vorteilhaferweise beim Testen der Beleuchtungsvorrichtung erzielt, so dass insgesamt keine zusätzlichen Herstellungsschritte erforderlich sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine Ansicht auf ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Explosionsdarstellung

Figur 2 das Ausführungsbeispiel aus Figur 1 im Schnitt im zusammengebauten Zustand

Figur 3 eine Einzelansicht des ersten Bauteils aus Figur 1 und 2

Figur 4 den Vergleich der IR Spektroskopie Analyse der ausgetretenen

Flüssigkeit und eines Paraffinen Mineralöls

In Figur 1 erkennt man ein erstes Bauteil 1 aus TPE mit einer ersten Fläche 11 , ein zweites Bauteil 2 aus PMMA in Form einer lichtdurchlässigen Scheibe, ein Objektiv 3 in einem Kameragehäuse 33 angeordnet auf einer Leiterplatte 52, Linsen 41 einer ansonsten nicht dargestellten Beleuchtungsvorrichtung angeordnet auf einer Leiterplatte 51 , die eine Öffnung 510 aufweist. Die erste Fläche 11 ist senkrecht zur Achse des Rohrs oder Konus des Bauteils 1 angeordnet und erstreckt sich über den Durchmesser des Rohres oder Konus hinaus. Von einem möglichen Modul-Gehäuse ist nur das zweite Bauteil 2 dargestellt

In Figur 2 erkennt man zusätzlich die zweite Fläche 21 des zweiten Bauteils 2, Leuchtdioden 4, einen Kamerasensor 31 und einen Störstrahl S. In Figur 2 erkennt man weiterhin, dass das erste Bauteil 1 als Konus ausgestaltet ist. Das Objektiv 3 befindet sich mit Teilen des Kameragehäuses 33 vollständig innerhalb des ersten Bauteils 1 und ist vor dem Kamerasensor 3 angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht es aus 3 separaten Linsen, es kann aber auch mehr oder weniger Linsen aufweisen. Das erste Bauteil 1 hat ein geringes Übermaß, so dass es zwischen der zweiten Fläche 21 des zweiten Bauteils 2 und dem Kameragehäuse 33 eingeklemmt ist und so der für die Verklebung erforderliche Druck bereitgestellt wird.

Es ist aber auch möglich, auf das Übermaß des ersten Bauteils 1 zu verzichten und vor dem übrigen Zusammenbau der sonstigen dargestellten Bauteile das erste Bauteil 1 und das zweite Bauteil 2 miteinander unter Wärmezufuhr und Ausübung des erforderlichen Drucks miteinander zu verbinden.

Die Leuchtdioden 4 sind hinter den Linsen 41 angeordnet und bilden so die Beleuchtungs-Vorrichtung, die die für die Funktion der Kamera erforderliche Helligkeit zur Verfügung stellt. Um einen Betrachter der Kamera nicht zu stören, senden die Leuchtdioden vorzugsweise für den Menschen nicht sichtbare Lichtstrahlen aus. Die erste Fläche 11 des ersten Bauteils 1 ist fest und lichtdicht mit der zweiten Fläche 21 des zweiten Bauteils 2 verbunden, so dass ein Eindringen von Lichtstrahlen der Leuchtdioden 4 zwischen dem ersten Bauteil 1 und zweiten Bauteil 2 sicher verhindert wird. Weiterhin ragt das erste Bauteil 1 durch die Öffnung 510 der Leiterplatte 51. So können die Leuchtdioden 4 näher an dem zweiten Bauteil 2 angeordnet werden. Grundsätzlich könnten die Leuchtdioden 4 auch auf der Leiterplatte 52 angeordnet werden und damit auf die Leiterplatte 51 verzichtet werden. Der in Figur 2 dargestellte Aufbau bringt aber eine bessere Ausnutzung des Lichts der Leuchtdioden 4

In Figur 3 erkennt man auf der ersten Fläche 11 des ersten Bauteils 1 Vertiefungen 110. Diese haben die Aufgabe, überschüssige ausgetretenen Flüssigkeit aufzunehmen und so eine besonders ebene Verbindung der ersten Fläche 11 des ersten Bauteils 1 mit der zweite Fläche 21 des zweiten Bauteils sicherzustellen. Die Vertiefungen 110 sind aber nicht in jedem Fall erforderlich. In Figur 4 erkennt man eine erste Kurve 91 und eine zweite Kurve 92, wobei die erste Kurve die IR Spektroskopie Analyse der aus dem Bauteil 1 ausgetretenen Flüssigkeit und die zweite Kurve 92 die IR Spektroskopie Analyse eines Paraffinen Mineralöls zeigt. Man kann deutliche Übereinstimmungen erkennen.

Bezugszeichenliste

Erstes Bauteil 1 (TPE)

Erste Fläche 11 Zweites Bauteil 2 (PMMA)

Zweite Fläche 21

Objektiv 3

Kamerasensor 31

Kameragehäuse 33 Leuchtdiode 4

Linse 41

Leiterplatte 51 , 52

Öffnung in Leiterplatte 510