DE19740478A1 - Spritzgießling aus einem thermoplastischen Elastomer und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Spritzgießling aus einem thermoplastischen Elastomer und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft zunächst einen Spritzgießling
aus einem thermoplastischen Elastomer, insbesondere
eine Schaltmatte für elektrische Geräte in Kraftfahr
zeugen, mit einer Grundplatte und darin an vorgegebenen
Positionen eingebetteten und mit der Grundplatte
einstückig über Membranen verbundenen Betätigungs
elementen.
Ein Spritzgießling und ein Verfahren zu seiner Her
stellung geht beispielsweise aus der EP 0 263 575 B1
hervor. Ein derartiger Spritzgießling in Form einer
Schaltmatte wird beispielsweise bei elektronischen
Fernbedienungen, Schalttafeln u. dgl. verwendet, wobei
durch Betätigen der Betätigungselemente Schaltvorgänge
ausgelöst werden. Bei einem solchen Spritzgießling ist
das als Gießmaterial verwendete thermoplastische
Elastomer ein thermoplastisches Polyesterelastomer. Ein
derartiges thermoplastisches Polyesterelastomer ist
undurchsichtig, in den meisten Fällen schwarz, und eine
aus ihm hergestellte Schaltmatte kann insbesondere
nicht in Geräten, welche beleuchtet sind, beispiels
weise Geräten, die in Automobilen zum Einsatz kommen
und die zur Betätigung in der Dunkelheit eine Beleuch
tung erfordern, verwendet werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen
Spritzgießling insbesondere eine Schaltmatte für
elektrische Geräte in Kraftfahrzeugen der gattungs
gemäßen Art derart zu verbessern, daß diese eine
einfache Beleuchtung der mit den Betätigungselementen
verbundenen Betätigungsknöpfen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei einem Spritzgießling der
eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß er aus einem lichtdurchlässigen, klaren
oder leicht trüben thermoplastischen Elastomer auf
Styrolbasis (TPE-S) besteht.
Aufgrund umfänglicher Versuche hat es sich als beson
ders vorteilhaft erwiesen, als Spritzgießling, ins
besondere als Schaltmatte für elektrische Geräte in
Kraftfahrzeugen, ein lichtdurchlässiges, thermopla
stisches Elastomer auf Styrolbasis (TPE-S) zu ver
wenden. Ein derartiges lichtdurchlässiges TPE-S weist
nicht nur eine genügende Stabilität und Elastizität
auf, um die an eine Schaltmatte gestellten Anforde
rungen zu erfüllen, sondern leitet auch das Licht auf
besonders vorteilhafte Weise. Hierdurch wird es
möglich, mit wenigen Beleuchtungsquellen, die bei
spielsweise in Form von Leuchtdioden auf einer Träger
platte, über welcher die Schaltmatte angeordnet ist,
sämtliche Betätigungselemente und mit diesen verbundene
Betätigungsknöpfe u. dgl. bei Dunkelheit zu beleuchten.
Hinsichtlich der Membranen sind bislang noch keine
näheren Ausführungen gemacht worden.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß die Membranen
eine sich über die Grundplatte erhebende konvexe
Gestalt aufweisen.
Vorzugsweise sind die Membranen in Betätigungsrichtung
der Betätigungselemente kegelstumpfförmig ausgebildet.
Als Betätigungselemente kommen rein prinzipiell die
unterschiedlichsten Ausführungsformen in Betracht. So
können beispielsweise die Betätigungselemente Erhebun
gen sein, wie sie beispielsweise aus der obenerwähnten
EP 0 263 575 B1 hervorgeht.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform, die
insbesondere eine sehr präzise Betätigung ermöglicht,
sieht vor, daß die Betätigungselemente eine druckknopf
förmige Erhebung und einen sich daran anschließenden,
die Grundplatte durchsetzenden Schaltstößel aufweisen.
Hierdurch ist es insbesondere möglich, eine Schaltmatte
im Abstand von einer elektrische Bauelemente tragenden
Trägerplatte anzuordnen, um dazwischen einen Licht
leiter, einen Reflektor oder beides einzusetzen. Ein
Schaltvorgang kann dabei durch die Schaltstößel sicher
ausgeführt werden.
Um Kontakte einfach herzustellen, ist vorzugsweise
vorgesehen, daß die Schaltstößel an ihrer Unterseite
mit einem elektrisch leitenden Material beschichtet
sind. Es ist darüber hinaus auch die Betätigung von
elektromechanischen Tippschaltern oder Schaltfolien
möglich, so daß dann die Beschichtung entfallen kann.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur
Herstellung eines Spritzgießlings aus einem thermopla
stischen Elastomer, insbesondere einer Schaltmatte für
elektrische Geräte in Kraftfahrzeugen, die eine oder
mehrere flexibel bewegbare, sich über eine Grundplatte
erhebende Betätigungselemente aufweist, die zusammen
mit der Grundplatte unter Zwischenfügung von Membranen,
die sich von den äußeren Rändern der Betätigungs
elemente fortsetzen und in die Grundplatte übergehen,
einstückig gegossen werden, wobei das Gießmaterial in
eine Gußform des Spritzgießlings durch jeweils minde
stens eine Öffnung in jeweils einen, jedem Betätigungs
element entsprechenden Bereich der Gußform eingeführt
wird, um die Betätigungselemente, die Membranen und die
Grundplatte einstückig zu gießen.
Diesbezüglich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein solches gattungsgemäßes Verfahren derart weiterzu
bilden, daß auch thermoplastische Elastomere mit einer
geringeren Härte als beispielsweise die aus der EP 0 263 575
B1 hervorgehenden thermoplastischen Polyestere
lastomere verarbeitet werden können. Insbesondere soll
das Verfahren so weitergebildet werden, daß auch
thermoplastische Elastomere auf Styrolbasis verarbeitet
werden können, so daß es möglich ist, die obenbe
schriebenen Spritzgießlinge aus einem lichtdurch
lässigen thermoplastischen Elastomer auf Styrolbasis
herzustellen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung
eines Spritzgießlings aus einem thermoplastischen
Elastomer der obenbeschriebenen Art erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß die Öffnung seitlich an einer
Position der Gußform mündet, die einer sich über die
Grundplatte erhebenden Begrenzungsfläche der Betäti
gungselemente entspricht.
Durch diese seitliche Anordnung der Öffnungen an der
sich über die Grundplatte erhebenden Begrenzungsfläche
der Betätigungselemente wird auf besonders vorteilhafte
Weise eine Entformung der Spritzgießlinge ermöglicht.
Es hat sich nämlich gezeigt, daß beispielsweise bei
einer zentralen Anordnung der Öffnung, wie sie aus der
EP 0 263 575 B1 hervorgeht, insbesondere bei weichen
thermoplastischen Elastomeren, beim Entformen des
fertig gegossenen Spritzgießlings aus der Gußform an
der Stelle der Mündung der Öffnung Fäden auftreten, die
dadurch entstehen, daß ein Teil des Spritzgießlings im
Bereich der Mündung der Öffnung praktisch immer an der
Gußform hängen bleibt und beim Entformungsvorgang
langgezogen wird, bis er schließlich abreißt.
Demgegenüber hat die seitliche Anordnung der Öffnung
den besonders großen Vorteil, daß bei einer Entformung
die in der Gußform ausgebildete Mündung der Öffnung
eine scharfe Kante bildet, welche beim Entformen ein
Abscheren des fertigen Spritzgießlings hervorruft. Die
Kante übt so gewissermaßen eine Messer- oder Scher
funktion aus, sie schneidet den erstarrten Teil, der
sich nach Fertigstellung des Spritzgießlings noch in
der Öffnung befindet, von der Begrenzungsfläche des
Betätigungselements sauber ab. Hierdurch werden die
obenbeschriebenen "Fäden" vollständig vermieden. Wie
sich aus einer Vielzahl von umfänglichen Versuchen
gezeigt hat, ermöglicht erst eine derartige seitliche
Anordnung der Öffnung zur Zufuhr des Gießmaterials die
Verarbeitung von thermoplastischen Elastomeren auf
Styrolbasis, die eine geringere Härte aufweisen, als
beispielsweise die aus der EP 0 263 575 B1 hervor
gehenden thermoplastischen Polyesterelastomere.
Um insbesondere den Spritzgießvorgang weiter zu
vereinfachen und sicherzustellen, daß bei einer
Entformung die Spritzgießlinge auf der Auswurfseite der
Gußform so lange haften bleiben, bis sie durch einen
Auswerfer entformt werden, ist vorteilhafterweise
vorgesehen, daß an den Betätigungselementen auf ihrer der
Auswurfseite der Gußform zugewandten Seite Hinter
schnitte vorgesehen sind. Aufgrund dieser Hinter
schnitte der Betätigungselemente bleiben die Spritz
gießlinge gewissermaßen an der Auswurfseite der Gußform
hängen, bis sie durch an sich bekannte Auswerfer von
der Gußform weggestoßen werden.
Rein prinzipiell können bei dem Verfahren zur Her
stellung von Spritzgießlingen die unterschiedlichsten
thermoplastischen Elastomere, insbesondere auch
thermoplastische Elastomere geringerer Härte zum
Einsatz kommen.
Vorteilhafterweise verwendet man als Spritzgießmaterial
ein lichtdurchlässiges thermoplastisches Elastomer auf
Styrol-Basis (TPE-S).
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind
Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der
zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbei
spiele.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Spritzgießling in
Form einer Schaltmatte, der von der Erfin
dung Gebrauch macht;
Fig. 2 eine entlang der Linie II-II in Fig. 1
geschnittene Darstellung der in Fig. 1
dargestellten Schaltmatte;
Fig. 3 eine entlang der Linie III-III geschnittene
Darstellung der in Fig. 1 dargestellten
Schaltmatte;
Fig. 4 eine entlang der Linie IV-IV in Fig. 1
geschnittene Darstellung der in Fig. 1
dargestellten Schaltmatte;
Fig. 5 den Kraft-Wegverlauf eines Betätigungsele
ments einer in Fig. 1 bis Fig. 4 dargestell
ten Schaltmatte und
Fig. 6 schematisch eine Gußform für eine in Fig. 1
bis Fig. 4 dargestellte Schaltmatte.
Ein Spritzgießling in Form einer Schaltmatte, darge
stellt in Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4, umfaßt
eine Grundplatte 10, in der an vorgegebenen Positionen
Betätigungselemente eingebettet sind, die einstückig
über Membranen 30 mit der Grundplatte 10 verbunden
sind.
Die Betätigungselemente 20 weisen eine druckknopf
förmige Erhebung 21 und einen sich daran anschließen
den, die Grundplatte 10 durchragenden Schaltstößel 22
auf. Auf der druckknopfförmigen Erhebung kann bei
spielsweise eine aus einem harten Kunststoffmaterial
bestehende Kappe 23 vorgesehen sein.
Die Membranen 30 erheben sich über die Grundplatte 10
und können, wie dargestellt, eine in Betätigungs
richtung des Betätigungselements kegelstumpfförmige
Gestalt aufweisen.
Es versteht sich, daß jegliche andere konvexe Gestalt
ebenfalls in Frage kommt, beispielsweise eine gekrümm
te, kreissegmentartige Gestalt oder dergleichen.
Durch die kegelstumpfförmige Form der Membranen 30
ergibt sich ein Schnappverhalten der Betätigungs
elemente 20 dann, wenn Druck auf die druckknopfförmige
Erhebung 21 der Betätigungselemente 20 ausgeübt wird.
An der Unterseite der Schaltstößel 22 ist eine elek
trisch leitende Beschichtung aufgebracht, die einen
elektrischen Kontakt herstellt, wenn der Schaltstößel
22 auf zwei sich gegenüberliegenden Kontaktflächen
einer Trägerplatte (nicht dargestellt) zur Anlage
kommt.
Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Schaltmatte
besteht aus einem lichtdurchlässigen thermoplastischen
Elastomer auf Styrolbasis, einem sogenannten TPE-S. Ein
solches weist nicht nur eine genügende Elastizität bei
einer hinreichenden Härte auf, sondern leitet das
Licht, welches von auf einer Trägerplatte angeordneten
Beleuchtungskörpern, beispielsweise Leuchtdioden (nicht
dargestellt), abgestrahlt wird, sehr gut und trans
portiert es so zu den Betätigungselementen 20 und den
Kappen 23, welche beispielsweise an ihrer Oberseite
lichtdurchlässige Bereiche aufweisen, so daß eine
Beleuchtung der Kappen 23 bei Dunkelheit gewährleistet
ist.
Das Schnappverhalten der Betätigungselemente 20 ist in
Fig. 5 anhand einer Kraft-Weg-Kennlinie schematisch
dargestellt. Der Kennlinie läßt sich entnehmen, daß bis
zu einem gewissen Betätigungshub eine zunehmende Kraft
erforderlich ist, die dann nach Überschreiten des
Maximums Ma schlagartig bis zu einem Minimum Mi
abnimmt, um dann, wenn der Schaltstößel 22 auf der
Trägerplatte aufliegt und einen Kontakt herstellt,
wieder stark zuzunehmen.
Der abfallende Teil zwischen dem Maximum Ma und dem
Minimum Mi ist Ausdruck für das erwähnte Schnapp
verhalten.
Ein Verfahren zur Herstellung einer in Fig. 1 bis Fig.
4 dargestellten Schaltmatte wird nachfolgend anhand der
Fig. 6 näher beschrieben.
Wie aus Fig. 6 schematisch hervorgeht, ist eine Gußform
aus zwei Hälften 70, 80 zusammengesetzt. Die erste
Hälfte 70 ist auf der sogenannten Düsenseite einer
Spritzgußmaschine angeordnet, während die zweite Hälfte
80 auf der sogenannten Auswurfseite angeordnet ist.
In beiden Hälften 70, 80 sind Ausnehmungen vorgesehen,
die zu der Gestalt des durch Spritzguß herzustellenden
Spritzgießlings komplementär ausgebildet sind. Bei der
in Fig. 6 dargestellten Gußform weisen die beiden
Hälften 70, 80 Bereiche auf, die der Schaltmatte
entsprechen.
In der düsenseitigen Hälfte 70 der Gußform sind
Öffnungen oder Zulaufkanäle 72 vorgesehen, die in das
Betätigungselement 20 bildende Ausnehmungen 74 der
Gußform an Stellen münden, welche seitlichen Positionen
der sich über der Grundplatte erhebenden Begrenzungs
flächen des Betätigungselements 20 entsprechen. Durch
diese Öffnungen 72 wird das Gießmaterial in Form eines
thermoplastischen Elastomers auf Styrol-Basis (TPE-S)
eingeführt. Dabei füllt sich zunächst der Bereich, der
der druckknopfförmigen Erhebung 21 und dem Schaltstößel
22 entspricht, mit Gießmaterial. Das Gießmaterial
strömt hierbei auch gleichzeitig radial nach außen in
Bereiche, die die Membranen 30 bilden.
Die von den Hohlräumen ausströmenden Ströme des
Gießmaterials, welche die Membranen 30 bilden, treffen
sich an Stellen der Gußform, welche die Grundplatte 10
bilden, im wesentlichen etwa in der Mitte zwischen
jeweils den Ausnehmungen, die den Betätigungselementen
20 entsprechen. Auf diese Weise wird sichergestellt,
daß an den Membranen 30 keine Bindenähte entstehen, die
beim Entformen des Spritzgießlings zu einer Beschädi
gung der Membranen führen können. Die Bindenähte
entstehen vielmehr in der Grundplatte 10 selbst und
sind insoweit beim Entformungsvorgang unproblematisch.
Wie aus Fig. 6 weiter hervorgeht, sind in dem Bereich
der Ausnehmungen, welche die Schaltstößel 22 bilden,
Hinterschnitte 78 angeordnet (übertrieben dargestellt),
welche ebenfalls mit Gießmaterial gefüllt werden.
Durch diese Hinterschnitte wird sichergestellt, daß das
fertiggestellte Spritzgußteil bei einem Öffnen der
Gußform, d. h. dann wenn sich die auswurfseitige Hälfte
80 der Gußform von der düsenseitigen Hälfte 70 (in Fig.
6 nach unten) entfernt, an der auswurfseitigen Hälfte
80 so lange aufgrund dieser mit Gießmaterial gefüllten
Hinterschnitte haften bleibt und der Anguß in der
Düsenseite sauber abgetrennt wird, bis es durch (nicht
dargestellte) Auswerfer, die durch die auswurfseitige
Hälfte 80 hindurchfahren, zur Entformung von der
auswurfseitigen Hälfte 80 weggestoßen und an einer
geeigneten Stelle aufgefangen wird.
Bei dem Öffnen der Gußform 80 wird dabei das in den
Öffnungen 72 verbleibende erstarrte Gießmaterial durch
Herausziehen des fertig gegossenen Spritzgießlings
durch eine die Mündung bildende umlaufende Kante der in
der düsenseitigen Hälfte angeordneten Öffnung 72
gewissermaßen abgeschert. Dabei übt die Kante der
Mündung der Öffnung 72 eine Messer- oder Scherfunktion
aus.
Durch die seitliche Anordnung der Öffnung 72 an einer
sich über die Grundplatte 10 erhebenden Begrenzungs
fläche des Betätigungselements 20 wird auf diese Weise
insbesondere bei thermoplastischen Elastomeren auf
Styrol-Basis, welche eine geringere Härte aufweisen als
andere thermoplastische Elastomere, beispielsweise
plastische Polyesterelastomere, eine sichere und
rückstandsfreie Entformung des fertiggestellten
Spritzgießlings ermöglicht.
Es versteht sich, daß das obenbeschriebene Verfahren
nicht auf thermoplastische Elastomere auf Styrol-Basis
beschränkt ist, sondern auch bei thermoplastischen
Elastomeren, welche eine höhere Härte und eine geringe
re Elastizität aufweisen, als thermoplastische Elasto
mere auf Styrol-Basis zum Einsatz kommen kann.
Claims (9)
1. Spritzgießling aus einem thermoplastischen Elasto
mer, insbesondere Schaltmatte für elektrische
Geräte in Kraftfahrzeugen, mit einer Grundplatte
(10) und darin an vorgegebenen Positionen einge
betteten und mit der Grundplatte einstückig über
Membranen (30) verbundenen Betätigungselementen
(20), dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem
lichtdurchlässigen, klaren oder leicht trüben
thermoplastischen Elastomer auf Styrolbasis
(TPE-S) besteht.
2. Spritzgießling nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Membranen (30) eine sich über
die Grundplatte (10) erhebende konvexe Gestalt
aufweisen.
3. Spritzgießling nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Membranen (30) in Betätigungs
richtung der Betätigungselemente (20) kegelstumpf
förmig ausgebildet sind.
4. Spritzgießling nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungselemen
te (20) jeweils eine druckknopfförmige Erhebung
(21) und einen sich daran anschließenden, die
Grundplatte durchragenden Schaltstößel (22)
aufweisen.
5. Spritzgießling nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schaltstößel (22) an ihrer
Unterseite mit einem elektrisch leitenden Material
beschichtet sind.
6. Spritzgießling nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungselemen
te (20), die Membranen (30) und die Grundplatte
(10) derart angeordnet sind, daß die Betätigungs
elemente (20) ein Schnappverhalten zeigen, wenn
Druck auf sie ausgeübt wird.
7. Verfahren zur Herstellung eines Spritzgießlings
aus einem thermoplastischen Elastomer, insbesonde
re einer Schaltmatte für elektrische Geräte in
Kraftfahrzeugen, welcher eine oder mehrere flexi
bel bewegbare, sich über eine Grundplatte (10)
erhebende Betätigungselemente (20) aufweist, die
zusammen mit der Grundplatte (10) unter Zwischen
fügung von Membranen (30), die sich von den
äußeren Rändern der Betätigungselemente (20)
fortsetzen und in die Grundplatte (10) übergehen,
einstückig gegossen werden, wobei das Gießmaterial
in eine Gußform des Spritzgießlings durch jeweils
mindestens eine Öffnung (72) in jeweils einen,
jedem Betätigungselement (20) entsprechenden
Bereich der Gußform eingeführt wird, um die
Betätigungselemente (20), die Membranen (30) und
die Grundplatte (10) einstückig zu gießen, dadurch
gekennzeichnet, daß die mindestens eine Öffnung
(72) seitlich an einer Position der Gußform
mündet, die einer sich über die Grundplatte (10)
erhebenden seitlichen Begrenzungsfläche der
Betätigungselemente (20) entspricht.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß an einer auswurfseitigen Hälfte (80) der
Gußform Hinterschnitte (78) vorgesehen sind.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß man als Spritzgießmaterial ein
lichtdurchlässiges thermoplastisches Elastomer auf
Styrolbasis (TPE-S) verwendet.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997140478 DE19740478A1 (de) | 1997-09-15 | 1997-09-15 | Spritzgießling aus einem thermoplastischen Elastomer und Verfahren zu seiner Herstellung |
PCT/DE1998/000711 WO1999014777A1 (de) | 1997-09-15 | 1998-03-11 | Spritzgiessling aus einem thermoplastischen elastomer und verfahren zu seiner herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997140478 DE19740478A1 (de) | 1997-09-15 | 1997-09-15 | Spritzgießling aus einem thermoplastischen Elastomer und Verfahren zu seiner Herstellung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19740478A1 true DE19740478A1 (de) | 1999-03-18 |
Family
ID=7842373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997140478 Withdrawn DE19740478A1 (de) | 1997-09-15 | 1997-09-15 | Spritzgießling aus einem thermoplastischen Elastomer und Verfahren zu seiner Herstellung |
Country Status (2)
Country | Link |
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DE (1) | DE19740478A1 (de) |
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