DE102011016438A1

DE102011016438A1 - Anzeigeschaltereinheit für ein fahrzeug und Verfahr en zur Herstellung der Anzeigeschaltereinheit

Info

Publication number: DE102011016438A1
Application number: DE102011016438A
Authority: DE
Inventors: Dino DEMMA
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2012-10-11
Also published as: CN102789746B; GB201205931D0; GB2489805A; CN102789746A; US8882317B2; US20120255846A1

Abstract

Es wird eine Anzeigeschaltereinheit (3) für ein Fahrzeug (1) und ein Verfahren zur Herstellung der Anzeigeschaltereinheit (3) beschrieben. Die Anzeigeschaltereinheit (3) weist mindestens einen transparenten vorderen Kunststoffbereich (5) und einen hinteren Kunststoffbereich (6) auf. In dem transparenten vorderen Kunststoffbereich (5) des Kunststoffkörpers (4) sind Kunststoffschaltsymbole (11) angeordnet. Sensorstrukturen (14) von Näherungssensoren (13) sind jeweils hinter einem der Kunststoffschaltsymbole (11) in dem hinteren Kunststoffbereich (6) angeordnet. Das Material der Kunststoffschaltsymbole (11) weist lichtsensitive unsichtbare Partikel auf, die derart angeordnet sind, dass unter Bestrahlung farbig leuchtende Schaltsymbole (11) in dem umgebenden transparenten vorderen Kunststoffbereich (5) sichtbar sind.

Description

Es wird eine Anzeigeschaltereinheit für ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung der Anzeigeschaltereinheit beschrieben. Die Anzeigeschaltereinheit weist mindestens einen transparenten vorderen Kunststoffbereich und einen hinteren Kunststoffbereich auf. In dem transparenten vorderen Kunststoffbereich des Kunststoffkörpers sind Kunststoffschaltsymbole angeordnet.
Aus der Druckschrift DE 101 18 876 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von farbigen Strukturen auf einem Material bekannt, insbesondere zum Beschriften des Materials durch lokale Erwärmung von Volumenelementen des Materials mittels eines Laserstrahls. Dazu werden Metallionen in Form submikroskopischer Partikel zum Färben des Materials eingesetzt. Zum Einbringen der Metallionen in das undotierte Material wird eine Lösung oder ein Gel eines Metallsalzes auf eine Fläche des Materials aufgebracht und die lokale Erwärmung durch einen Laserstrahl erzeugt, der damit die farbige Struktur durch lokale Erwärmung auf der Oberfläche zur Beschriftung des Materials einbringt.
Dieses Verfahren liefert jedoch nur flächige Symbole für eine Anzeigevorrichtung. Außerdem werden die Symbole mit diesem Laserverfahren in Kunststoffmaterialien nur eingeschwärzt und ermöglichen keine farbige Gestaltung. Besonders für Fahrzeuge sind die Gestaltungsoptionen für Anzeigevorrichtungen auf unterschiedlich farbige Hintergrundbeleuchtungen eingeschränkt, obgleich ein Bedarf der Herstellern besteht, ihre Fahrzeuge zu differenzieren und einzigartige Stil- und Gestaltungsarten besonders in Bezug auf Optik und Haptik vorzusehen. Da die verfügbaren Anzeigemöglichkeiten jahrelang begrenzt blieben, sind die Stil- und Gestaltungsmöglichkeiten zur Differenzierung und Charakterisierung von Fahrzeugen in diesem Bereich äußerst eingeschränkt.
Eine Aufgabe ist es, diese Grenzen zu überwinden und eine Anzeigeschaltereinheit für ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung der Anzeigeschaltereinheit zu schaffen, das die Möglichkeiten der Stil- und Gestaltungsart für derartige Anzeigevorrichtungen erweitert und den Bedienkomfort in einem Fahrzeug verbessert.
Gelöst wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich mit den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Anzeigeschaltereinheit für ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung der Anzeigeschaltereinheit beschrieben. In einer Ausführungsform weist die Anzeigeschaltereinheit mindestens einen transparenten vorderen Kunststoffbereich und einen hinteren Kunststoffbereich auf. In dem transparenten vorderen Kunststoffbereich des Kunststoffkörpers sind Kunststoffschaltsymbole angeordnet. Sensorstrukturen von Näherungssensoren sind jeweils hinter einem der Kunststoffschaltsymbole in dem hinteren Kunststoffbereich angeordnet. Das Material der Kunststoffschaltsymbole weist lichtsensitive unsichtbare Partikel auf, die derart angeordnet sind, dass unter Bestrahlung farbig leuchtende Schaltsymbole in dem umgebenden transparenten vorderen Kunststoffbereich sichtbar sind.
Diese Anzeigeschaltereinheit hat gegenüber den bisherigen Schalthebeln, Schiebeschaltern, Kippschaltern, Drehknöpfen und anderen an oder auf dem Lenkrad angeordneten Betätigungsmöglichkeiten den Vorteil, dass mit einer derartigen Anzeigeschaltereinheit der Fahrer sich voll auf den Straßenverkehr und das Lenken seines Fahrzeugs konzentrieren kann und zum Auslösen unterschiedlicher Funktionen, wie Licht Einschalten, Abblenden, Aufblenden, Klimaeinstellungen, Sitzheizungen, Scheibenheizungen und anderen Funktionen, während der Fahrt durch einfaches Nähern eines Bedienfingers seiner Hand zur Anzeigeschaltereinheit die entsprechenden Funktionen ohne weitere Betätigung von Hebeln oder anderen mechanischen Hilfsmitteln veranlassen kann.
Fahrkomfort und Fahrsicherheit werden durch das Vorsehen einer derartigen Anzeigeschaltereinheit verbessert, zumal keine gegenläufigen Bewegungen zu den Lenkradbewegungen erforderlich werden, wie es beispielsweise bei Schalthebeln zur Betätigung von Scheibenwischern, Scheibenwaschanlagen oder ähnlichem erforderlich ist. Gleichzeitig kann durch die beleuchtbaren Schaltsymbole der Anzeigeschaltereinheit eine ansprechende und übersichtliche farbige Schaltfläche geschaffen werden, die durch eindeutige Schaltsymbole die Gefahr von Fehlbedienungen vermindert und die Stil- und Gestaltungsmöglichkeiten in Bezug auf die Innenausstattung eines Fahrzeugs verbessert.
In einer weiteren Ausführungsform sind darüber hinaus die Sensorstrukturen unsichtbare elektrisch leitende Schichtstrukturen, die auf eine Rückseite des transparenten vorderen Kunststoffbereichs hinter den Schaltsymbolen unsichtbar aufgebracht sind, und somit die Anzeige der Schaltsymbole nicht beeinträchtigen. Um die Schichtstrukturen der Sensorstruktur elektrisch an einen Schaltkreis anzuschließen, sind auf den Randseiten des Kunststoffkörpers, der aus mehreren Bereichen besteht, elektrische Steckanschlüsse vorgesehen, so dass die Anzeigeschaltereinheit kostengünstig montierbar ist und die elektrischen Anschlüsse die Sicht auf die Schaltsymbole nicht beeinträchtigen.
Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Sensorstrukturen mit ihren elektrisch leitenden unsichtbaren flächigen Schichtstrukturen Kondensatorstrukturen aufweisen. Dabei bilden die elektrisch leitenden Schichtstrukturen kapazitiv gekoppelte Antennenstrukturen einer mit den randseitigen elektrischen Anschlüssen verbundenen Oszillatorschaltung, deren kapazitive Kopplung durch das Annähern eines Bedienfingers geändert und damit ein Schaltimpuls ausgelöst wird. Dabei ist es vorgesehen, dass die kapazitive Kopplung eine Richtungserkennung ermöglicht, so dass Betriebsfunktionen für Fahrer und Beifahrer unterschieden werden können. Änderungen beispielsweise der Sitzheizung, der Lüftung, der Temperatur, der Klimaeinstellungen können somit individuell für die Fahrer und die Beifahrerseite eingestellt werden.
Ferner ist es vorgesehen, eine oder mehrere Schaltungsplatinen mit der Elektronik für die Sensorstruktur als undurchsichtige zusätzliche Lage auf die Rückseite des durchsichtigen Kunststoffkörpers anzuordnen.
Außerdem kann die Anzeigeschaltereinheit eine an Tag- und Nachtbetrieb angepasste Hintergrundbeleuchtung aufweisen. Bei Nachtbetrieb wird die Hintergrundbeleuchtung gegenüber dem Tagbetrieb in ihrer Intensität heruntergefahren, um störende Spiegelungen in den umgebenden Scheibenflächen innerhalb eines Fahrzeugs zu minimieren und einen Blendeffekt für den Fahrer zu vermeiden.
Ferner ist es vorgesehen, dass jedes Schaltsymbol unterschiedliche Schaltstellungs-Anzeigefarben aufweist. So können die Schaltsymbole farbig unterschiedlich beleuchtet werden. Beispielsweise können drei farblich unterschiedliche Schaltstellungen signalisiert werden, wie Bereitschaft der Funktion, eingeschaltete Funktion und ausgeschaltete Funktion. So kann zum Beispiel die Bereitschaft der Funktion durch ein gelbes Aufleuchten des Kunststoffschaltsymbols gezeigt werden, während ein nicht aufleuchtendes unbeleuchtetes Schaltsymbol aus transparentem mit sichtsensitiven Partikeln durchsetztes Schaltsymbol die Nicht-Bereitschaft der Funktion anzeigen kann. Eine rote Schaltstellungs-Anzeigefarbe beispielsweise des umgebenden transparenten undotierten Kunststoffes kann eine Ausschaltfunktion symbolisieren und eine grüne Schaltstellungs-Anzeigefarbe die eingeschaltete Funktion des Schaltsymbols kennzeichnen. Während die Bereitschaft des Schaltsymbols durch das Aufleuchten oder Nicht-Aufleuchten der Lichtsensitiven Partikel in dem Kunststoff des Schaltsymbols darstellbar ist, können die Schaltstellungs-Anzeigefarben durch unterschiedliches Ausleuchten der die Schaltsymbole umgebenden transparenten Kunststoffmasse realisiert werden.
Um diese unterschiedlichen Anzeigefarben für die Schaltstellungen bereitzustellen, ist es vorgesehen, dass zusätzlich zu einer Hintergrundbeleuchtung Leuchtdioden mit unterschiedlicher Leuchtfarbe auf Randseiten des Kunststoffkörpers angeordnet sind und jeweils auf den Bereich eines der Schaltsymbole ausgerichtet sind. Damit wird sichergestellt, dass jedes Schaltsymbol für sich und seine umgebende Kunststoffmasse in den unterschiedlichen Schaltstellungs-Anzeigefarben aufleuchten kann.
Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Schaltsymbole dreidimensional in dem Kunststoffvolumen des vorderen Kunststoffbereichs angeordnet sind. Dazu können dreidimensional geformte Schaltsymbole aus der oben bereits erwähnten Kunststoffmasse mit lichtsensitiven unsichtbaren Partikeln hergestellt und in eine transparente undotierte Kunststoffmasse des vorderen Bereichs eingebettet sein. Auch besteht die Möglichkeit, die lichtsensitiven Partikel gezielt und lokalisiert zu einem Schaltsymbol in eine Kunststoffmasse selektiv einzubringen.
Schließlich ist es auch möglich, in der transparenten Kunststoffmasse des vorderen Kunststoffbereichs dreidimensionale Aussparungen einzubringen, die anschließend mit aus der Kunststoffmasse mit lichtsensitiven unsichtbaren Partikeln zu dreidimensionale Schaltsymbole aufgefüllt werden oder in die vorgefertigte dreidimensionale Schaltsymbole mittels eines transparenten Klebstoffs eingeklebt werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Kunststoffmasse der farbig aufleuchtenden Schaltsymbole lichtsensitive Nanopartikel auf, die durch eine Hintergrundbeleuchtung zum farbigen Aufleuchten anregbar sind, um damit die Schaltbereitschaft des einzelnen Symbols oder der gesamten Anzeigeschaltereinheit zu signalisieren. Dabei ist es nicht erforderlich, dass die Lichtquelle der Hintergrundbeleuchtung auf der Rückseite des hinteren Kunststoffbereichs des Kunststoffkörpers angeordnet ist. Vielmehr kann der Kunststoffkörper von seinen Randseiten aus beleuchtet werden. Auch ist es möglich, dass Reflektorpartikel in dem hinteren Kunststoffbereich angeordnet werden, um eine seitlich angeordnete Hintergrundbeleuchtung in Richtung auf die Vorderseite des Kunststoffkörpers abzulenken bzw. zu Reflektieren.
Die Sensorstruktur kann entweder eine Struktur aus äußerst dünnem Draht sein mit einem Durchmesser kleiner als ein menschliches Haar, so dass sie im Kunststoffkörper der Anzeigeschaltereinheit fast nicht erkennbar ist, oder eine Streifenstruktur oder Mäanderstruktur aus einer transparenten elektrisch leitenden strukturierten Indiumoxid- oder strukturierten Eisenoxidbeschichtung. In diesem Fall ist die Sensorstruktur elektrisch leitend und ihre elektrische Kapazität kann durch ein Nähern einer Fingerspitze in Richtung auf die Schaltsymbole ausgelöst werden und damit beispielsweise die Eigenschwingung eines Schwingkreises eines elektronischen Schaltkreises derart ändern, dass daraus ein Schaltsignal abgeleitet werden kann, mit dem eine Funktion, die durch das Schaltsymbol dargestellt wird, ein- oder ausgeschaltet werden kann.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigeschaltereinheit für ein Fahrzeug weist nachfolgende Verfahrensschritte auf. Zunächst werden formstabile dreidimensionale transparente Kunststoffschaltsymbole aus einer zum farbigen Aufleuchten anregbaren Kunststoffmasse hergestellt. Anschließend wird dieses dreidimensionale Kunststoffschaltsymbol in einen transparenten vorderen Kunststoffbereich aus einer transparenten Kunststoffmasse eingebettet. Danach wird eine elektrisch leitende transparente Beschichtung auf eine Rückseite des transparenten vorderen Kunststoffbereichs aufgebracht. Nun erfolgt ein Strukturieren der Beschichtung zu einer Sensorstruktur eines Näherungssensors. Abschließend erfolgt ein Anbringen eines zu dem vorderen transparenten Kunststoffbereich kongruenten hinteren Kunststoffbereichs.
Mit diesem Verfahren wird es möglich, Schaltsymbole, die zunächst in einem Kunststoffkörper nicht sichtbar sind, in dieser Anzeigeschaltereinheit farbig aufleuchten zu lassen, indem von den Rändern der Anzeigeschaltereinheit Licht auf nicht sichtbare lichtsensitive Partikel fällt und diese farbig aufleuchten lässt.
Dazu werden Kunststoffsymbole aus einem Kunststoff wie Plexiglas, das diese lichtsensitiven Partikel enthält, für ein derartiges dreidimensionales Schaltsymbol herausgetrennt und in eine transparente Kunststoffmasse des vorderen transparenten Kunststoffbereichs eingebettet.
Um in einem solchen Kunststoffkörper auch eine Schaltfunktion zu integrieren, ist es vorgesehen, auf der Rückseite des transparenten vorderen Kunststoffbereichs eine elektrisch leitende nicht sichtbare Beschichtung oder einen nahezu nicht sichtbaren Draht aufzubringen, und anschließend den hinteren transparenten Kunststoffbereich zum Schutz einer derartigen elektrisch leitenden Struktur mit einem hinteren Kunststoffbereich zu bedecken. Dabei können die beiden Kunststoffbereiche zu einem gesamten Kunststoffkörper an ihren Trennflächen zusammenschmelzen. Das Einbetten der dreidimensionalen Kunststoffschaltsymbole kann auch mittels Eingießen der dreidimensionalen Kunststoffschaltsymbole in eine transparente Kunststoffmasse unter Vakuum erfolgen, um sicherzustellen, dass keine Blasenbildungen den Übergang zwischen den Kunststoffen stören.
Das Einbetten der formstabilen dreidimensionalen Kunststoffschaltsymbole kann auch mittels Einkleben der Schaltsymbole in vorbereitete Aussparungen des vorderen transparenten Kunststoffbereichs erfolgen. Dazu können die Schaltsymbole in die Aussparungen mit Hilfe eines transparenten Klebstoffs eingeklebt werden, so dass auch hier der Übergang von dem transparenten Kunststoffbereich zu den Schaltsymbolen nicht erkennbar ist, solange die Anzeigeschaltereinheit nicht von Licht durchflutet ist.
Um eine durchsichtige transparente elektrisch leitende Beschichtung für den Näherungssensor aufzubringen, kann ein Aufsprühen, Aufdampfen, PVD-(physical vapor deposition) oder CVD-(chemical vapor deposition)Verfahren mit einem anschließenden selektiven Ätzen zu einer Sensorstruktur erfolgen. Ein derartiges selektives Ätzen wird üblicherweise dadurch erreicht, dass die nicht zu ätzenden Bestandteile vor dem eigentlichen Ätzvorgang mit einer strukturierten Photolackschicht bedeckt werden. Dabei wird das Ätzmittel oder die Ätzlösung von den Eigenschaften der elektrisch leitenden, aber durchsichtigen Beschichtung bestimmt, die wie oben bereits erwähnt Indiumoxid oder Eisenoxid sein kann. Ein Strukturieren derartiger Sensorstrukturen einer elektrisch leitenden Beschichtung kann auch mittels Laserverfahren erfolgen.
Darüber hinaus ist es möglich, dass beim Umschalten eines der Schaltsymbole ein optisches oder ein akustisches oder ein haptisches Signal ausgelöst wird, mit dem der Fahrer des Fahrzeugs über den jeweiligen Schaltzustand des Schalters der Anzeigeschaltereinheit zusätzlich informiert wird. Anstelle eines Angießens des hinteren Kunststoffbereichs an den vorderen Kunststoffbereich kann es auch vorgesehen werden, dass der hintere Kunststoffbereich vorgefertigt wird und dann mit einem transparenten Klebstoff auf die Rückseite des vorderen transparenten Kunststoffbereichs aufgeklebt wird.
Ausführungsformen werden nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs, das eine Anzeigeschaltereinheit in einem Fahrzeugführerbereich aufweist;
2 zeigt eine schematische Vorderansicht einer Anzeigeschaltereinheit;
3 zeigt eine schematische Vorderansicht der Anzeigeschaltereinheit gemäß 2 mit Näherungssensoren einer ersten Ausführungsform;
4 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Kunststoffkörper der Anzeigeschaltereinheit gemäß 2;
5 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Kunststoffkörpers der Anzeigeschaltereinheit gemäß 3;
6 zeigt eine schematische Vorderansicht einer Anzeigeschaltereinheit mit Näherungssensoren einer weiteren Ausführungsform;
7 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Kunststoffkörpers der Anzeigeschaltereinheit gemäß 3;
8 zeigt eine schematische Druntersicht eines Kunststoffkörpers mit Leuchtdiodenpositionen;
9 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Kunststoffkörpers gemäß 8.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 1, das eine Anzeigeschaltereinheit in einem Fahrzeugführerbereich 2, der durch einen Kreis markiert ist, aufweist. In dem Fahrzeugführerbereich 2 sind Komponenten und Funktionen des Fahrzeugs 1 im Innenraum 20 vorhanden, die in der Bedienreichweite des Fahrzeugführers angeordnet sind. Dazu gehört auch die neue Anzeigeschaltereinheit, wie sie in den nachfolgenden Figuren näher erläutert wird.
2 zeigt eine schematische Vorderansicht einer Anzeigeschaltereinheit 3. Die Anzeigeschaltereinheit 3 weist einen Kunststoffkörper 4 auf, von dem hier in der Vorderansicht ein vorderer Kunststoffbereich 5 zu sehen ist, in dem Schaltsymbole 11 angeordnet sind, die einen kleinen Ausschnitt aus möglichen Schaltsymbolen, die mit Hilfe einer derartigen Anzeigeschaltereinheit 3 betätigbar sind, darstellen.
Beispielhaft sind sechs Schaltsymbole 23 bis 28 gezeigt, wobei 23 ein alphanumerisches Schaltsymbol ist und 24 ein Schaltsymbol einer Fahrzeugbegrenzungsleuchte darstellt, das in dem vorderen Kunststoffbereich 5 des Kunststoffkörpers 4 angeordnet ist. Außerdem wird mit dem Kunststoffschaltsymbol 25 ein Schaltsymbol für ein Abblendlicht gezeigt, und mit dem Kunststoffschaltsymbol 26 ein Fernlicht dargestellt. Schließlich sind noch das Kunststoffschaltsymbol 27 auf dieser Anzeigeschaltereinheit 3 angeordnet, das zum Einschalten der Nebelschlussleuchte vorgesehen ist, und das Kunststoffschaltsymbol 28, das für einen Nebelscheinwerfer bereitsteht.
Darüber hinaus zeigt diese Vorderansicht, dass an einer unteren Randseite 17 des Kunststoffkörpers 4 für jedes der Kunststoffschaltsymbole 23 bis 28 zwei Leuchtdioden 21 und 22 vorgesehen sind, die zusätzlich zu einer Hintergrundbeleuchtung, über welche die Kunststoffschaltsymbole 23 bis 28 selbst zum Leuchten angeregt werden, vorgesehen sind, um zusätzlich zwei unterschiedliche Farben, für die das Schaltsymbol 23 bis 24 umgebende transparente Kunststoffmasse 32 zuzumischen und um damit den Schaltzustand des jeweiligen Schaltsymbols 23 bis 28 zu signalisieren.
So sind für den Einschaltzustand einer Fahrzeugfunktion beispielsweise eine grüne Leuchtdiode 21 und für den ausgeschalteten Zustand eine rote Leuchtdiode 22 vorgesehen. Die Leuchtdioden 21 und 22 koppeln über die untere Randseite 17 ihr farbiges Licht in dem hinteren Kunststoffbereich des Kunststoffkörpers 4 ein, so dass ein vorderes transparentes Kunststoffvolumen 12, welches das jeweilige Kunststoffschaltzeichen 23 bis 28 umgibt, indirekt beleuchtet wird.
3 zeigt eine schematische Vorderansicht der Anzeigeschaltereinheit 3 mit Näherungssensoren 13 einer ersten Ausführungsform. Die Näherungssensoren 13 sind hier mäanderförmig ausgeführt und als Kapazitätselektrode vorgesehen, wobei sich die Kapazität in dem Augenblick ändert, in dem sich ein Bedienfinger des Fahrers dem Schaltsymbol und damit der Mäanderstruktur 18 nähert. Die Näherungssensoren 13 mit ihren Sensorstrukturen 14, die hier mäanderförmig als Mäanderstrukturen 19 ausgebildet sind, können bei Nähern eines Bedienungsfingers des Fahrers die Kapazität beispielsweise eines Schwingkreises derart verstellen, dass der Schwingkreis einen Schaltvorgang auslöst. Dazu geht die Mäanderstruktur 19 in elektrische Anschlüsse 15 und 16 über, die für jede dieser Sensorstrukturen 14 vorgesehen sind.
4 zeigt eine schematische Draufsicht auf den Kunststoffkörper 4 mit mehreren Bereichen, wobei hier lediglich zwei Bereiche zu sehen sind, nämlich ein vorderer Kunststoffbereich 5 mit einer Vorderseite 7 und ein hinterer Bereich 6 mit einer Rückseite 10 des Kunststoffkörpers 4. Der Kunststoffkörper 4 weist eine Tiefe T auf, wobei in dem vorderen Bereich dreidimensionale Kunststoffschaltsymbole 23 bis 28 angeordnet sind, die eine Tiefe t aufweisen, die geringer ist als die Tiefe T des Kunststoffköpers 4. Auf der Rückseite 9 des vorderen Kunststoffbereichs kann die in 3 gezeigte Mäanderstruktur 19 aufgedampft sein, oder sie ist auf einer Vorderseite 8 eines hinteren Kunststoffbereichs 6 angeordnet. Aufgrund der dünnen leitfähigen Beschichtung in dieser Draufsicht ist lediglich eine dünne Trennlinie an den Positionen der Näherungssensoren zu sehen, an denen die strukturierte leitfähige Beschichtung der jeweiligen Sensorstruktur vorgesehen ist. Der hintere Kunststoffbereich 6 ist mit seiner Vorderseite 8 an die Rückseite 9 des vorderen Kunststoffbereichs 5 angegossen. Außerdem ist es auch möglich, dass der vordere Kunststoffbereich 5 und der hintere Kunststoffbereich 6 als Teilbereiche des Kunststoffkörpers 4 getrennt hergestellt werden und anschließend nach Aufbringen der zwischengelagerten Sensorstruktur aufeinander mit einem transparenten Klebstoff geklebt sind.
5 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Kunststoffkörpers 4 der Anzeigeschaltereinheit 3. Jedoch sind weder die Hintergrundbeleuchtungsquelle noch die Positionen der farbigen Leuchtdioden eingezeichnet, welche die in dem vorderen Kunststoffbereich 5 angeordneten dreidimensionalen Kunststoffschaltsymbole 11 bzw. den umgebenden Kunststoff beleuchten. Je nach Betriebszustand kann die Bereitschaft der Anzeigeschaltereinheit 3 durch Ein- oder Ausschalten der Hintergrundbeleuchtungsquelle signalisiert werden. Beim Einschalten der Hintergrundbeleuchtung wird von den Randseiten oder von der Rückseite des Kunststoffkörpers 4 Licht in das Kunststoffvolumen 12 eingekoppelt, wobei lichtsensitive Partikel der Kunststoffmasse 34 der Kunststoffschaltsymbole 11 farbig aufleuchten. Die umgebende transparente Kunststoffmasse 32 kann, wie bereits oben erwähnt, durch entsprechende Leuchtdioden derart farbig ausgeleuchtet sein, dass damit der Schaltzustand der einzelnen Kunststoffschaltsymbole 11 angezeigt wird.
Darüber hinaus zeigt 5 die Sensorstruktur 14 der Näherungssensoren 13, die entweder als dünne Drahtkonstruktion oder als transparent elektrisch leitende Streifen mäanderförmig auf der Rückseite 9 des vorderen Kunststoffbereichs 5 aufgebracht sind. Werden der vordere Kunststoffbereich 5 und der hintere Kunststoffbereich 6 als getrennte Kunststoffteile vorbereitet, so können sie dank einer hier nur teilweise gezeigten Klebstofffuge 41 eines transparenten Klebstoffs miteinander verbunden sein. Aus der unteren Randseite 17 des Kunststoffkörpers 4 ragen im Bereich der Sensorstrukturen 14 die Anschlüsse 15 und 16 zu den Sensorstrukturen heraus. Diese elektrischen Anschlüsse 15 und 16 können als Stecker oder als Steckbuchsen ausgeführt sein und bilden Kontaktflächen auf der unteren Randseite 17, über welche die Sensorstrukturen 14 mit entsprechenden Sensorschaltkreisen verbunden sind.
6 zeigt eine schematische Vorderansicht einer Anzeigeschaltereinheit 3' mit Näherungssensoren 13' einer weiteren Ausführungsform. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Die mit Linien symbolisierte Sensorstruktur 14' kann entweder dünne Drähte aufweisen, die zwischen dem hinteren und dem vorderen Kunststoffbereich eingebettet sind, oder sie können als dünne transparente elektrisch leitende Streifen ausgebildet sein, die auf der Rückseite 9 des vorderen Kunststoffbereichs 5 strukturiert sind. Diese elektrisch leitende Sensorstruktur 14' geht für jede Sensorstruktur 14' in elektrische Anschlüsse 29 und 30 auf der unteren Randseite 17 des hinteren Kunststoffbereichs 6 über. Diese elektrischen Anschlüsse 29 und 30 können Steckkontakte, oder Steckbuchsen, oder oberflächenmontierbare Kontaktflächen aufweisen.
Eine elektrisch leitende transparente Beschichtung kann beispielsweise Indiumoxid oder Eisenoxid aufweisen. Die Strukturierung zu einer Sensorstruktur 14' mit geraden vertikalen nebeneinander liegenden Streifen kann durch ein selektives Ätzverfahren erreicht werden. Wenn sich ein Bedienfinger des Fahrers einem der Kunststoffschaltsymbole nähert und die Anzeigeschaltereinheit 3' in Bereitschaft steht, wird die Streifenstruktur 18 der Näherungssensoren 13' eine Kapazitätsänderung erfahren, die benutzt werden kann, um elektrisch einen Schaltvorgang auszulösen, um die mit den Kunststoffschaltsymbolen verbundenen Funktionen beim Führen des Fahrzeugs auszuführen.
7 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Kunststoffkörpers 4' der Anzeigeschaltereinheit 3', in der nochmals deutlich wird, dass die Kunststoffschaltsymbole 11 in einem vorderen Kunststoffbereich 5 dreidimensional angeordnet sind, was beispielsweise durch einen Dotiervorgang des transparenten Kunststoffs mit Hilfe von lichtsensitiven Nanopartikeln erfolgen kann oder dadurch erreicht werden kann, dass aus einer Kunststoffmasse 34, welche diese lichtsensitiven Partikel enthält, entsprechende dreidimensionale Kunststoffschaltsymbole 23 bis 28 geformt oder gegossen werden.
Diese vorgefertigten Kunststoffschaltsymbole 11 können dann in die transparente Kunststoffmasse 32 des vorderen Kunststoffbereichs 5 eingegossen oder eingesetzt werden. Anstelle eines Eingießens können diese Kunststoffschaltsymbole auch in vorbereitete Aussparungen in den vorderen Kunststoffbereich 5 eingefügt beziehungsweise eingeklebt werden. Beim Einkleben wird wiederum ein transparenter Klebstoff eingesetzt. Die elektrischen Anschlüsse 15 und 16 dieser Sensorstruktur 14' sind wiederum an den Anschlussbereichen für jedes einzelne Kunststoffschaltsymbol 11 vorgesehen.
8 zeigt eine schematische Druntersicht eines Kunststoffkörpers 4 für eine Anzeigeschaltereinheit 3' mit den Positionen für jeweils zwei Leuchtdioden 21 und 22, welche die transparente undotierte Kunststoffmasse 32, welche die Kunststoffschaltsymbole 11 umgibt, indirekt und farbig anstrahlen. Damit kann der Schaltzustand für jeden einzelnen der Schalter der Kunststoffschaltsymbole 23 bis 28 der Anzeigeschaltervorrichtung 3' mit unterschiedlichen Anzeigefarben symbolisiert werden. Dazu sind die Leuchtdioden paarweise angeordnet, so dass insgesamt drei Schaltzustände gezeigt werden können, einmal der Bereitschaftszustand, der die Schaltsymbole zum Aufleuchten bringt durch eine entsprechende Hintergrundbeleuchtung, sowie den Einschaltzustand und den Ausschaltzustand jedes einzelnen Symbols, indem die umgebende transparente Kunststoffmasse 32 durch entsprechend farbig leuchtende Leuchtdioden 21 oder 22 indirekt beleuchtet wird.
9 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Kunststoffkörpers 4' gemäß 8. In dieser Ausführungsform sind die Leuchtdioden 21 und 22 auf der unteren Randseite 17 im hinteren Kunststoffbereich 6 angeordnet und beleuchten damit indirekt den transparenten Kunststoff des vorderen Kunststoffbereichs 5 und tauchen diese transparente Kunststoffmasse 32 in ein farbiges Licht, welches den Einschaltzustand der Schaltsymbole 23 bis 28 signalisiert.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Fahrzeugführerbereich
3: Anzeigeschaltereinheit
3': Anzeigeschaltervorrichtung
4: Kunststoffkörper
4: Kunststoffkörper
5: vorderer Kunststoffbereich
6: hinterer Kunststoffbereich
7: Vorderseite
8: Vorderseite
9: Rückseite
10: Rückseite
11: Kunststoffschaltsymbol
12: Kunststoffvolumen
13: Näherungssensor
13': Näherungssensor
14: Sensorstruktur
14': Sensorstruktur
15: elektrischer Anschluss
16: elektrischer Anschluss
17: Randseite
18: Streifenstruktur
19: Mäanderstruktur
20: Innenraum des Fahrzeugs
21: Leuchtdiode
22: Leuchtdiode
23: alphanumerisches Schaltsymbol
24: Fahrzeugbegrenzungsleuchte
25: Abblendlicht
26: Fernlicht
27: Nebelschlussleuchte
28: Nebelscheinwerfer
29: Anschluss
30: Anschluss
32: Kunststoffmasse
34: Kunststoffmasse
T: Tiefe des Kunststoffkörpers
t: Tiefe der Kunststoffschaltsymbole

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10118876 A1 [0002]

Claims

Anzeigeschaltereinheit für ein Fahrzeug (1) aufweisend: – einen Kunststoffkörper (4) mit mindestens einem transparenten vorderen Kunststoffbereich (5) und einem hinteren Kunststoffbereich (6); – Kunststoffschaltsymbole (11), die in einem transparenten vorderen Kunststoffbereich (5) des Kunststoffkörpers (4) angeordnet sind, – Näherungssensoren (13) mit Sensorstrukturen (14), wobei jeweils eine Sensorstruktur (14) hinter einem der Kunststoffschaltsymbole (11) in dem hinteren Kunststoffbereich (6) angeordnet ist, und wobei das Material der Kunststoffschaltsymbole (11) lichtsensitive unsichtbare Partikel aufweist, die derart angeordnet sind, dass unter Bestrahlung farbig leuchtende Schaltsymbole (11) in dem umgebenden transparenten vorderen Kunststoffbereich (5) sichtbar sind.
Anzeigeschaltereinheit nach Anspruch 1, wobei die Sensorstrukturen (14) unsichtbare elektrisch leitende Schichtstrukturen aufweisen und mit elektrischen Anschlüssen (15, 16) auf einer Randseite (17) des Kunststoffkörpers (4), der aus mehreren Bereichen besteht, verbunden sind.
Anzeigeschaltereinheit nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Sensorstruktur (14) Kondensatorstrukturen aufweist.
Anzeigeschaltereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzeigeschaltereinheit (3) eine an Tag- und Nachtbetrieb angepasste Hintergrundbeleuchtung aufweist.
Anzeigeschaltereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes Schaltsymbol (11) unterschiedliche Schaltstellungs-Anzeigefarben aufweist und Leuchtdioden (21 bis 32) für die unterschiedlichen Schaltstellungs-Anzeigefarben auf Randseiten (17) des Kunststoffkörpers (4) angeordnet sind.
Anzeigeschaltereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltsymbole (11) dreidimensional in dem transparenten Kunststoffvolumen (12) des transparenten vorderen Kunststoffbereichs (5) angeordnet sind, und wobei die dreidimensionalen Schaltsymbole (11) einen vorgeformten farbig aufleuchtenden Kunststoff aufweisen und in eine transparente Kunststoffmasse (32) eingehüllt sind.
Anzeigeschaltereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Kunststoffmasse (34) der farbig aufleuchtenden Schaltsymbole (11) aus Kunststoff lichtsensitive Nanopartikel angeordnet sind, die durch eine Hintergrundbeleuchtung zum farbigen Aufleuchten angeregt sind.
Anzeigeschaltereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensorstruktur (14) eine Streifenstruktur (18) oder eine Mäanderstruktur (19) aus einer transparenten elektrisch leitenden strukturierten Indiumoxid- oder strukturierten Eisenoxidbeschichtung ist.
Anzeigeschaltereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensorstruktur (14) eine Richtungserkennung aufweist, so dass Betriebsfunktionen wie Änderungen der Sitzheizung, der Lüftung, der Temperatur, der Klimaeinstellungen individuell für die Fahrer und die Beifahrerseite unterschiedlich einstellbar sind.
Anzeigeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine oder mehrere Schaltungsplatinen mit der Elektronik für die Sensorstruktur (14) als undurchsichtige zusätzliche Lage auf der Rückseite des durchsichtigen Kunststoffkörpers (4) angeordnet sind.
Verfahren zur Herstellung einer Anzeigeschaltereinheit (3) für ein Fahrzeug (1), das folgende Verfahrensschritte aufweist: – Herstellung von formstabilen dreidimensionalen transparenten Kunststoffschaltsymbolen (11) aus einer zum farbigen Aufleuchten anregbaren Kunststoffmasse (34), – Einbetten der formstabilen dreidimensionalen Kunststoffschaltsymbole (11) in einen transparenten vorderen Kunststoffbereich (5) aus einer transparenten Kunststoffmasse (32); – Aufbringen einer transparenten elektrisch leitenden Beschichtung auf eine Rückseite (9) des transparenten vorderen Kunststoffbereichs (5); – Strukturieren der Beschichtung zu einer Sensorstruktur (14) eines Näherungssensors (13); – Anbringen eines zu dem vorderen transparenten Kunststoffbereich (5) kongruenten hinteren Kunststoffbereichs (6).
Verfahren nach Anspruch 11, wobei ein Einbetten von dreidimensionalen Kunststoffschaltsymbolen (11) mittels Eingießen der dreidimensionalen Kunststoffschaltsymbole (11) in eine transparente Kunststoffmasse (32) unter Vakuum erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Einbetten der formstabilen dreidimensionalen Kunststoffschaltsymbole (11) mittels Einkleben der Schaltsymbole (11) in vorbereitete Aussparungen des vorderen transparenten Kunststoffbereichs (5) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, wobei das Aufbringen und Strukturieren der transparenten elektrisch leitenden Beschichtung mittels Aufsprühen, Aufdampfen, PVD oder CVD-Verfahren und anschließendem selektivem Ätzen zu einer Sensorstruktur (14) oder Laserablation erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Herstellung des Kunststoffkörpers (4) der hintere Kunststoffbereich (6) an den transparenten vorderen Kunststoffbereich (5) unter Einbetten der Sensorstrukturen angegossen wird.