CN115119507A - 具有操作设备的玻璃和用于制造玻璃的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有操作设备（1）的玻璃，所述玻璃包括至少一个板（2）、尤其是弯的板，以及包括操作设备，其中所述操作设备具有至少一个操作元件（17），所述操作元件布置在操作侧（6）上，其中所述操作设备利用背离所述操作侧（6）的紧固侧（8）布置在所述板（2）上。此外，本发明涉及一种用于制造所述玻璃的方法。

Description

具有操作设备的玻璃和用于制造玻璃的方法

技术领域

本发明涉及尤其是在机动车中的具有操作设备的玻璃，并且涉及一种用于制造玻璃的方法。

背景技术

根据现有技术已知的是，在车辆中在车身的片段中使用车顶玻璃。这种玻璃（Verglasung）可以被实施为经典玻璃或也可以被实施为非透明玻璃。在非透明玻璃的情况下，例如使用经印刷的或涂覆的板（Scheiben），所述板例如具有金属外观。

此外已知的是，在建筑物和/或车辆中使用功能性玻璃。从DE 20 2005 014 791U1中已知一种用于机动车的内部空间照明设备。为此，将OLED屏幕设计为光源，使得所述OLED屏幕辐射到车辆的内部空间中。OLED屏幕可以尤其是布置在机动车的车顶天盖中，例如布置在车顶模块中。在此，车顶模块可以被构造为透明或部分透明的车顶模块，其中OLED屏幕在关断状态下是透明的或部分透明的，使得车顶模块尽管提供OLED屏幕仍可以作为透明或部分透明的遮阳顶蓬起作用。已知的OLED屏幕在太阳照射或大的温度波动下具有有限的使用寿命。

DE 19927683 C1公开一种复合玻璃板，所述复合玻璃板由至少两个玻璃板和连接所述玻璃板的透明复合层组成以及具有基本上反射太阳辐射的可见光谱之外的射线、尤其是红外射线的遮阳层。复合玻璃板在其指向内部空间的表面上配备有与遮阳层在空间上分离的、透明的基本上反射热射线的另一覆层（低辐射层）。

挡风玻璃板也是已知的，其中遮阳板以功能元件的形式集成到所述挡风玻璃板中，所述功能元件具有电可调节的光学特性、尤其是具有电可调节的透射或散射性能。从而驾驶员可以控制挡风玻璃板本身针对太阳辐射的透射性能，传统的机械遮阳板变得可放弃。

电可调节的遮阳板此外也应用在机动车的玻璃车顶中。尤其是在大面积全景玻璃板的情况下，存在可变地控制板的透射的需求。在此，根据太阳高度，存在以下必要性：即仅遮蔽板的部分区域，或在停放的车辆中也作为视线防护装置将整个面切换为非透明的。

用于实现可调节的遮阳板的这种电可切换的功能元件是所谓的PDLC功能元件（聚合物分散液晶（polymer dispersed liquid crystal））。在此，有源层包含衬入聚合物基质中的液晶。如果不施加电压，则液晶以无序的方式对准，这导致穿过有源层的光的强烈散射。如果对平面电极施加电压，则液晶沿共同的方向对准，并且光通过有源层的透射被提高。PDLC功能元件较少地通过降低总透射起作用，而是通过增加散射起作用，以便保证防目眩。

具有电可调节的遮阳板的挡风玻璃板例如从DE 102013001334 A1、DE102005049081 B3、DE 102005007427 A1和DE 102007027296 A1中已知。DE 102010021563A1描述一种具有电可调节的遮阳板的挡风玻璃板，所述遮阳板在部分区域中可切换，其中通过在遮阳板的边缘区域中的电容性传感器装置可以控制各个元件的变暗。

电可控制的功能元件的电接触通常经由汇流导体（也称为“汇流排（bus bars）”）进行，所述汇流导体在功能元件的边缘区域中施加到平面电极上，并且以导电的方式与所述平面电极接触。通过例如经由安置在汇流导体处的扁平导体将汇流导体与外部电压源连接，将电压施加到平面电极上并且切换功能元件的有源层。

圣戈班（Saint-Gobain）的US 8 519 362 B2描述一种装入到汽车中的HUD系统。所述HUD系统基于层压挡风玻璃板，其中HUD功能来自由发光体材料制成的层。US 7 230 767B2描述一种汽车玻璃板中的显示系统，其中使用发光材料，所述发光材料将图像投影给驾驶员。该图像是距驾驶员的眼睛和挡风玻璃板几米远地被聚焦的虚拟图像。

在圣戈班自身专利EP 2 883 693中描述一种用于集成到复合玻璃板中的HUD系统的制造方法。

对于具有一定程度漫反射的透明玻璃单元的一般性概念，存在圣戈班的多个专利出版物，例如EP 2 670 594、EP 2 856 256、EP 2 856 533、EP 2 872 328、EP 3 063 002,WO 2012 104 547、WO 2018 015 702和FR 3 054 17。在这些专利文献中尤其公开了这种漫反射玻璃可以包含粗糙的内表面和安置于其上的覆层，并且这种玻璃可以被用于OLED显示器解决方案或用于基于投影的显示器解决方案。

WO 2020/143996 A1公开一种用于在几何和光度测定非平凡面上表示数字图像的设备和方法。尤其是，该文献公开将图像投影到挡风玻璃板上，所述挡风玻璃板包括具有可切换液晶层的复合玻璃。

根据现有技术此外已知的是，为驾驶员和乘客设置操作设备和/或阅读灯，所述操作设备和/或阅读灯紧固在车辆的车身处。

DE 102010009246 A1针对一种用于将车内后视镜固定在挡风玻璃板处的保持装置，其中保持装置包括用于紧固在挡风玻璃板处的基座和用于容纳摄像机的外壳。

在DE 102011006402 A1中描述一种用于家用电器的操作面板，所述操作面板包括触摸元件薄膜条，所述触摸元件薄膜条在注塑过程中装备有面板塑料（Blendenkunststoff）。

DE 102012213900 A1公开一种用于车辆的移动导航设备，所述移动导航设备包括坞站和屏幕单元，其中屏幕单元以可取下的方式紧固在坞站处。

发明内容

存在对操作设备的需求，所述操作设备在车辆中与玻璃一起构成组合部件并且因此能够更简单地被安装到车辆中。此外，存在以下需求：说明一种紧凑的操作设备，所述操作设备在放置、可达性和功能性方面也满足要求高的设计准则。

关于具有权利要求1的特征的具有操作设备的玻璃以及关于具有权利要求14的特征的方法来解决本发明的任务。合乎目的的设计方案从各自从属权利要求中得出。

根据本发明的具有操作设备的玻璃包括至少一个板、尤其是弯的板以及包括操作设备，其中该操作设备具有至少一个操作元件，所述操作元件布置在操作侧上，其中操作设备利用背离操作侧的紧固侧布置在板上。操作设备包括一个或多个电子部件和能量供应装置。操作设备此外包括热变形的薄膜，所述热变形的薄膜具有装饰侧和与装饰侧相对的下侧。在此，装饰侧表示操作设备的操作侧。薄膜的与装饰侧相对的面被称为热变形的薄膜的下侧。热变形的薄膜是在模具中在热作用下变形的薄膜。在此，薄膜持久地且不可逆地被变形。具有至少一个电子部件的功能层被印刷到热变形的薄膜的下侧。主体布置在薄膜的下侧和/或功能层处，所述主体以不可拆卸的方式与薄膜和/或功能层连接。在此，非可逆地、非无破坏地可拆卸的连接被称为不可拆卸的连接，例如在压铸方法中产生的连接。操作设备此外包括能量供应装置，所述能量供应装置与至少一个电子部件电连接。

操作设备优选地是模内操作设备，所述模内操作设备以所谓的模内方法制造。在模内方法中，将薄膜放入到模具中并且用聚合物物质进行后注塑。在此，薄膜在热作用下被变形并且得出根据本发明的具有操作设备的玻璃的热变形的薄膜。在此，注射到模具中的聚合物物质得出操作设备的主体。将薄膜插入模具中，使得薄膜的装饰侧指向工具的方向。具有至少一个电子部件的功能层位于薄膜的背离工具的表面（也称为下侧）上。在此将操作设备的主体和热变形的薄膜和/或操作设备的主体和功能层以材料决定的方式相互连接，使得得出不可拆卸的连接。由此得出组件彼此的稳定连接以及视觉上引人注目的表面，其造型可以通过使用不同的薄膜装饰简单地被适配。

在一种优选的实施方式中，板是弯的。在机动车中经常使用弯的、即非平面的板。根据本发明的操作设备特别良好地适用于与弯的板一起使用，因为操作设备的主体的形状可以被适配于板几何形状。操作设备的主体优选地在主体的最靠近板的表面处具有与板完全一致的弯曲。也就是说，主体的与板相邻的表面和与主体相邻的板表面彼此近似平行地伸展。在考虑主体的最靠近板的表面时，不考虑主体的沿主体中心方向凹陷的表面和腔。板和主体的表面的完全一致的弯曲是有利的，以便在操作设备和板之间实现视觉上引入注目的环绕式均匀的间隙尺寸。

在一种优选的实施方式中，热变形的薄膜具有与板不一致的弯曲。因此，热变形的薄膜的弯曲与板的弯曲互相相反。热变形的薄膜连同操作设备的位于其后面的主体在此作为隆起物从玻璃中凸出。这是有利的，以便保证简单的可达性和可操作性。

玻璃可以是具有各种层、尤其是至少一个可切换层的复合玻璃或中空玻璃（Isolierverglasung）。操作设备既可以布置在玻璃的边缘区域中，也可以布置在玻璃的中央区域中。因此可能的是，能够实现用于通过用户操作的最优定位。

操作设备被配置用于安置在玻璃上。在此，玻璃尤其是车辆玻璃、尤其是车顶玻璃或挡风玻璃板。然而，可替代地玻璃也可以是建筑物玻璃。

该薄膜是热塑性薄膜，所述热塑性薄膜通过热作用和压力被置于期望的形状。

功能层可以以印刷方法被施加到薄膜的下侧，或者可以是与薄膜以热学方式或借助于粘合层连接的其他薄膜。

在一种设计方案中，印刷电子器件在未变形状态下被施加到薄膜上。该印刷电子器件包括至少一个电子部件。在一种替代设计方案中，将配备有电子器件、尤其是印刷电子器件的其他薄膜与薄膜的下侧连接。在此，薄膜和其他薄膜的变形可以单独地或作为薄膜复合体进行。印刷电子器件在此是功能层的组成部分。功能层的电子部件是操作元件的一部分。在此，在本发明的意义上，操作元件可以被理解为操作表面、尤其是薄膜表面的区域，其具有位于其下方的部件，所述区域通过按压或按压和滑动（gleitendend）运动来执行切换功能。这种操作元件本身是已知的。

在设计方案中，操作设备包括一个或多个模块。所述一个或多个模块可以包括来自Wifi模块、微型投影仪、全息投影仪、用于可切换玻璃的控制装置、用于活顶的控制装置或监控传感器中的至少一个。在此，微型投影仪应该被理解为具有尤其是10 cm³以下、尤其是2 cm³以下的小结构尺寸的投影仪。这种投影仪可以被设计用于将图像投影到玻璃或布置在附近的其他玻璃上。

可切换玻璃尤其是应该被理解为包括具有两种功能状态的一个或多个层的玻璃。在此，所述层可以是可以在透明和半透明或不透明状态之间切换的层、例如液晶层。此外，在此所述层可以是发光层、例如OLED层。在此，具有两种功能状态的层可以是整面的或部分面的。这样的层在玻璃中经由母线（Sammelleiterschienen）（汇流排）适宜地被连接。

监控传感器尤其是应该被理解为检验活力功能和/或驾驶能力的传感器。这样的传感器可以例如包括射频发射器或摄像机，所述射频发射器或摄像机可以连接到车辆电子器件或外部监控系统上。

在设计方案中，操作设备包括至少一个照明元件、尤其是阅读照明装置。

在另一设计方案中，用于容纳组合部件的一个或多个腔布置在所述层和所述主体之间、布置在所述主体中或布置在紧固侧上。组合部件尤其是应被理解为模块、照明装置或例如能量供应装置的一部分、例如电池。

适宜地，主体的紧固侧具有用于以可拆卸的方式紧固在与所述玻璃连接的保持板上的锁定设备。保持板适宜地与玻璃粘接并且具有用于钩入、尤其是啮合操作设备的突出部和/或紧固设备。在此，保持板尤其是被设计为使得所述固定板在操作设备的安装状态下从操作设备的侧不可见。

在设计方案中，能量供应装置包括端子和/或电池。端子尤其是可以是用于与布置在玻璃中的电极连接的端子。端子也可以是一个或多个切换信号也被传输所经由的端子。

在另一设计方案中，操作设备此外包括数据端子。在此，可以是有线缆的或有线数据端子或无线数据端子。操作设备可以经由数据端子与车辆电子器件连接。

玻璃可以是具有各种层、尤其是至少一个可切换层的复合玻璃或中空玻璃。操作设备既可以布置在玻璃的边缘区域中，也可以布置在玻璃的中央区域中。因此可能的是，能够实现用于通过用户操作的最优定位。

玻璃适宜地是车辆玻璃、尤其是车辆车顶玻璃。

在一种设计方案中，玻璃可以包括至少一个第一操作设备和第二操作设备。因此，例如在车辆车顶玻璃的情况下，玻璃可以具有中央地布置在前面的第一操作设备和/或布置在乘客排中的第二操作设备。可替代地，车辆车顶玻璃也可以在乘客排中分别在外部边缘处具有操作设备。

在一种优选的设计方案中，紧固侧的形状和所述玻璃的板的形状在重叠区域中彼此对应。对应尤其是可以被理解为紧固侧和玻璃具有相同的弯曲。这提供以下优点：可以使玻璃和操作设备以平面方式彼此连接或可以以环绕地恒定的间隙尺寸彼此连接。

所述板的表面与所述操作设备的主体之间的环绕式间隙尺寸优选地小于5 mm、尤其是小于1 mm、尤其是小于0.2 mm。因此，操作设备的边缘要么直接位于板的表面上，要么与板构成均匀的阴影缝隙（Schattenfuge）。

根据本发明的用于制造具有操作设备的玻璃的方法包括以下步骤：

a）提供具有装饰侧和下侧的热塑性薄膜，

b）将功能层布置到所述薄膜的下侧，

c）使所述薄膜以热学方式变形，

d）用塑料对变形的薄膜进行后注塑来构造主体，

e）将所述主体紧固在所提供的玻璃处。

功能层可以以印刷方法被施加到薄膜的下侧，或者可以是与薄膜以热学方式或借助于粘合层连接的其他薄膜。

在一种设计方案中，印刷电子器件在未变形状态下被施加到薄膜上。该印刷电子器件包括至少一个电子部件。在一种可替代的设计方案中，将配备有电子器件、尤其是印刷电子器件的其他薄膜与薄膜的下侧连接。在此，薄膜和其他薄膜的变形可以单独地或作为薄膜复合体进行。

在设计方案中，该方法此外包括：

将固定板粘合在所述玻璃处，并且将所述主体以可拆卸的方式紧固在所述固定板处。

附图说明

下面也鉴于其他特征和优点根据实施例的描述并且参照所附附图更详细地阐述本发明。分别以原理略图：

图1示出第一设计方案中的具有操作设备的玻璃，

图2示出第二设计方案中的具有操作设备的玻璃，

图3a示出第一设计方案中的车辆车顶玻璃，

图3b示出第二设计方案中的车辆车顶玻璃，

图3c示出第三设计方案中的车辆车顶玻璃，

图4a示出通过第一设计方案中的操作设备的横截面，

图4b示出通过第二设计方案中的操作设备的横截面，

图4c示出通过第三设计方案中的板上的操作设备的横截面，

图4d示出操作设备，以及

图5示出方法流程。

具体实施方式

图1示出具有弯曲的板2和操作设备1的玻璃。操作设备1布置在朝向用户的侧、尤其是内侧上。操作设备1具有操作侧6和紧固侧8。在所示的实施中，紧固侧8被紧固在保持板4上，所述保持板4与板2连接。

图2示出具有操作设备的玻璃的第二设计方案。紧固侧8和板2在重叠区域30中具有相同的轮廓并且以平面的方式直接彼此连接。平面式连接可以通过粘接装置3进行。

图3a-c示出车辆车顶玻璃40的设计方案。车辆车顶玻璃40具有至少一个板2。然而，车辆车顶玻璃尤其是复合玻璃和/或中空玻璃，所述复合玻璃和/或中空玻璃可以具有功能层。在图3a中，操作设备1布置在驾驶员和副驾驶员之间。在图3b中，第一操作设备1a布置在驾驶员和副驾驶员之间。第二操作设备1b和第三操作设备1c布置在后座的外部区域中。这种布置尤其是适用于具有集成阅读灯的操作设备1。

图4a和b示出通过操作设备1的设计方案的横截面。该操作设备包括热塑性薄膜10。热塑性薄膜10具有装饰侧10a和下侧10b。装饰侧10a布置在操作设备1的操作侧6上。具有印刷电子器件的层12布置在下侧10b上。热塑性薄膜10在图4a中基本上是平坦的，而在图4b和4c中具有拱顶。用附图标记20表示操作设备1的主体。主体20包括至少一个能量供应装置14，所述能量供应装置与具有印刷电子器件的层12连接。如图4d中所示，操作设备1此外具有操作元件17。该操作元件17可以从操作设备1的操作侧6被操作。

可选地，操作设备1包括照明元件18。该照明元件可以集成在主体20中，如图4a、4b和4c中所示。在这种情况下，照明元件18上方的层12和薄膜10是透明的或半透明的。此外，这种照明元件也可以是层12中的印刷部件。一个或多个其他模块16同样可以集成在操作设备1、尤其是集成在主体20中。在一种设计方案中，如图4b中所示，腔22可以布置在层12和薄膜10之间。可替代地，如图4c中所示，腔22可以布置在主体20的下侧，使得所述腔22构造在板2之间，所述板2利用粘合剂3与操作设备1连接。代替粘合剂3，也可以设置保持设备4。示例性地，模块16在该设计方案中布置在腔中。可以将图4a-d中所示的操作设备与如在图1至3中所示的玻璃组合。

图5示出根据一种设计方案的用于制造具有操作设备1的玻璃的方法的流程。

在步骤a）中，提供具有装饰侧和下侧的热塑性薄膜。在随后的步骤b）中，例如通过印刷将功能层12布置在薄膜的下侧。

在步骤c）中，将薄膜10尤其是与层12一起通过热变形置于期望的形状。可替代地，可以单独地将步骤c）应用于薄膜和功能层，并且在变形状态下可以将薄膜与功能层连接。

步骤d）包括利用塑料对变形的薄膜进行后注塑来构造主体。在该步骤中，此外也可以一起注射一个或多个模块和/或多个元件，或者可以构成空腔，例如腔22，部件可以被引入到所述空腔中。这样的腔也可以保持从操作设备的紧固侧可进入，以便事后插入或移除元件。步骤e）包括将主体紧固在所提供的玻璃处。根据本身已知的方法制造玻璃本身。

附图标记列表

1 操作设备

1a 第一操作设备

1b 第二操作设备

1c 第三操作设备

2 板

3 粘接装置

4 固定板

6 操作侧

8 紧固侧

10 薄膜

10a 装饰侧

10b 下侧

12 功能层

14 能量供应装置

16 模块

17 操作元件

18 照明元件

20 主体

22 腔

30 重叠区域

40 车辆车顶玻璃。

Claims (15)

1.一种具有操作设备（1）的玻璃，所述玻璃包括至少一个板（2），其中所述操作设备（1）具有至少一个操作元件（17），所述操作元件布置在操作侧（6）上，并且所述操作设备利用背离所述操作侧（6）的紧固侧（8）布置在所述板（2）上，并且其中所述操作设备（1）包括：

-在模具中热变形的薄膜（10），所述薄膜具有装饰侧（10a）和位于所述薄膜（10）的与所述装饰侧相对的侧上的下侧（10b），其中所述装饰侧（10a）是所述操作设备（1）的操作侧（6），

-具有至少一个电子部件的功能层（12），所述功能层布置在所述薄膜（10）的下侧（10b）上，

-主体（20），所述主体布置在所述薄膜（10）的下侧（10b）和/或所述功能层（12）处并且以不可拆卸的方式与所述薄膜（10）和/或所述功能层（12）连接，以及

-能量供应装置（14），所述能量供应装置与所述至少一个电子部件电连接。

2.根据权利要求1所述的玻璃，其中所述板（2）是弯的，并且优选地所述操作设备（1）的主体（20）在所述主体（20）的最靠近所述板（2）的表面处具有与所述板（2）完全一致的弯曲。

3.根据权利要求1或2所述的玻璃，其中所述热变形的薄膜（10）具有与所述板（2）不一致的弯曲。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的玻璃，其中所述操作设备（1）包括来自由Wifi模块、微型投影仪、全息投影仪、用于可切换玻璃的控制装置、用于活顶的控制装置或监控传感器组成的组中的一个或多个模块（16）。

5.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃，其中所述操作设备（1）包括至少一个照明元件（18）、尤其是阅读照明装置。

6.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃，其中用于容纳组合部件的一个或多个腔（22）布置在所述层（12）和所述主体（20）之间、布置在所述主体（20）中或布置在所述主体（20）的紧固侧上。

7.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃，其中所述紧固侧（8）具有用于以可拆卸的方式紧固在与所述玻璃连接的保持板（4）上的锁定设备。

8.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃，其中所述能量供应装置（14）包括端子和/或电池。

9.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃，其中所述操作设备（1）此外包括数据端子。

10.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃，其中所述玻璃是车辆玻璃、尤其是车辆车顶玻璃（40）。

11.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃，其中所述玻璃包括至少一个第一操作设备（1a）和第二操作设备（1b）。

12.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃，其中所述紧固侧（8）的形状和所述玻璃的板（2）的形状在重叠区域中彼此对应。

13.根据权利要求中任一项所述的玻璃，其中所述板（2）的表面与所述主体（20）之间的环绕式间隙尺寸小于5 mm、尤其是小于1 mm、尤其是小于0.2 mm。

14.一种用于制造根据权利要求1至13中任一项所述的具有操作设备（1）的玻璃的方法，所述方法包括以下步骤：

a）提供具有装饰侧和下侧的热塑性薄膜，

b）将功能层布置到所述薄膜的下侧上，

c）使所述薄膜以热学方式变形，

d）用塑料对变形的薄膜进行后注塑来构造主体，

e）将所述主体紧固在所提供的玻璃处。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述方法此外包括：

将固定板粘合在所述玻璃处，并且将所述主体以可拆卸的方式紧固在所述固定板处。

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