CN220065457U - 一种操作元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种操作元件，包括：由半透明或透明的第一热塑性塑料制成的支架；不透明层、优选不透明漆层，其被局部施加到支架的表面上，以便通过表面的半透明的、优选未涂覆的部分区域当光耦合到支架中时产生发光面；其中不透明层和发光面规定当操作元件按预期安装时面向观察者的共同可见面；由透明的第二热塑性塑料制成的重叠可见面的、罩形的隔板，使得可见面通过隔板可见，并且在其背离可见面的一侧上形成外接触面；由不透明的第三热塑性材料制成的材料锁合地连接到罩形的隔板的、容纳罩形的隔板的框架；其中框架材料锁合地固定在支架上；以及相关的制造方法。

Description

一种操作元件
技术领域
本发明涉及一种用于制造具有透明、罩形的隔板的操作元件的方法，该隔板被设计成覆盖发光面。
背景技术
操作元件例如用于通过触摸或致动来执行操作元件的操作输入，以便在人机界面的框架内改变机动车部件的开关状态或功能状态。操作元件例如可枢转、可倾斜或类似地支承在支脚上，该支脚用于将操作元件固定在机动车上，特别是仪表板、中央控制台或门饰板上。玻璃或类玻璃表面目前非常流行，因为它们给操作员留下了宝贵的人机界面印象。然而，玻璃作为一种材料通常会带来受伤的风险，并且由于其复杂的生产过程和相对较高的重量而很少成为一种选择。如果这种类型的玻璃表面是通过热成型方法生产的，例如通过用透明塑料包覆成型支架，则在支架和透明涂层上产生的热应力以及固化行为会对以这种方式生产的操作元件的尺寸精度还有它的耐用性造成问题，特别是在使用时，操作元件会受到强烈的温度波动，如在机动车中经常发生的情况，以及机械负载，例如在启动期间发生的那些。这可能导致光学上没有吸引力的分离过程，其特别发生在过渡点，例如到发光面的过渡处。其他解决方案，例如通过模内薄膜注射制造的操作元件，也存在分离问题，特别是在薄膜的边缘区域。
发明内容
在此背景下，需要一种用于制造具有视觉吸引力但同时更耐用的操作元件的方法的解决方案，该操作元件具有透明、罩形、覆盖发光面的隔板。
本发明涉及一种制造装饰隔板的方法，其具有如下步骤。在根据本发明提供的热成型步骤中，由半透明或透明的第一热塑性塑料制成的支架被热成型。在同时的、优选随后的步骤中，支架的表面局部用有不透明层涂覆，使得当光耦合到所述支架中时，表面的半透明的、优选未涂覆的部分区域保持发光面，并且当所述操作元件按预期安装时不透明层和发光面规定面向观察者的共同可见面。不透明层例如是漆层，其在压力或喷涂方法中区域性地施加到表面上。也可以在大面积或整个区域上进行涂覆，其中在随后的烧蚀步骤中去除不透明层或漆层以产生发光面，例如通过激光烧蚀。
在进一步的热成型步骤中，罩形的隔板由透明的第二热塑性塑料热成型。在进一步的或在上述热成型步骤期间，框架由不透明的第三热塑性塑料热成型。在上述热成型步骤之后或期间，隔板在接合步骤中材料锁合地连接到框架，使得隔板被容纳在框架中。上述步骤优选结合在多组分注射成型步骤中，因为例如使用至少一种共同的成型工具或至少一种共同的成型工具部件来执行这些步骤。
随后，在接合步骤中，框架材料锁合地连接到支架，使得罩形的隔板布置在可见面上方并且可见面通过隔板可见并且在其背离可见面的一侧形成外接触面。框架与支架的材料锁合的连接优选通过超声波焊接进行。根据本发明的操作元件的制造确保罩形的隔板仅通过框架搁置在支架上。由于支架与罩形的隔板的间隔布置或仅松散触摸接触的相对布置，因此不存在可见面的损伤。在透明包覆成型的可见面上没有观察到视觉上有害的分离迹象。此外，罩形的隔板几乎可以以任何方式设计，因为冷却过程引起的收缩过程不会影响隔板与支架的其他预期连接。这增加了设计自由度，特别是创造了选择仿玻璃材料的罩形的隔板的设计的可能性，其特征特别在于相对高的材料厚度和/或具有直边棱的表面轮廓。因此，在所述框架与所述支架材料锁合连接之后，罩形的隔板至少在其区域中在可见面上具有至少1.5mm的厚度。
优选地，设置有布置在分别为共同触摸接触提供的区域中的周向隆起作为超声波焊接的能量导向器。
优选地，在框架材料锁合地连接到支架之后，罩形的隔板布置成，使得在罩形的隔板和不透明层之间布置空气间隙，以便持久地防止损坏不透明层。
优选地，至少在成型框架之后，框架的材料厚度不超过3.0mm、更优选地不超过2.0mm。
在成型之后，罩形的隔板优选地形成接触面上的触觉明显的凸起，其中该凸起在框架与支架材料锁合的连接之后重叠布置在罩形的隔板和可见面之间的空腔。
在优选的实施例中，支架具有多部分设计并且光导也布置在支架中，使得光导被容纳在支架中，以便将来自光源的光耦合到支架中。
在该方法的另一个实施例中，支架的另一表面涂有另一不透明层，使得另一表面的半透明的、优选未涂层的部分区域在光耦合到支架中时规定另一发光面，其中以这种方式产生的发光面是不同的，例如相对于支架在直径上相反，使得另外的不透明层和另外的发光面规定当操作元件按预期安装时面向观察者的另外的共同可见面，从而可见面例如布置在支架的相对侧上。
在热成型步骤中，由另一种透明的第二热塑性塑料制成另一罩形的隔板，在相同的成型步骤或另一热成型步骤中，由另一种不透明的第三热塑性塑料热成型另一框架。在单独的步骤中或在上述成形期间，将另外的隔板材料锁合地连接到另外的框架，使得另外的隔板容纳在另外的框架中。
在进一步的接合步骤中，将另外的框架与支架材料锁合地连接，使得另外的罩形的隔板重叠布置在另外的可见面上，并且另外的可见面通过另外的罩形的隔板是可见的，并在其背离另外的可见面的一侧上形成另一个外接触面。更优选地，连接使用超声波完成。
优选地规定，上述接合步骤包括将框架材料锁合地连接到另一框架的步骤，或者在单独的步骤中直接连接框架。然而，优选地规定，它们在它们共同的触摸接触区域的整个长度上以材料锁合的方式连接，以便防止散射光从支架逸出。
本发明还涉及一种操作元件，其具有由半透明或透明的第一热塑性塑料制成的支架。此外，不透明层，优选不透明漆层，局部地被施加到支架的表面，以便当光被耦合到支架中时通过表面的半透明的、优选未涂覆的部分区域规定发光面。当按预期安装操作元件时，不透明层和发光面形成面向观察者的共同可见面。此外，提供由透明的第二热塑性塑料制成的覆盖可见面的罩形的隔板，使得可见面通过隔板可见并且在其背离可见面的一侧形成外接触面。由不透明的第三热塑性材料制成的材料锁合地连接到隔板的、容纳隔板的框架材料锁合地固定在支架上。材料锁合的连接优选地通过超声波焊接制成。根据本发明的操作元件的设计确保罩形的隔板仅通过框架搁置在支架上。由于支架与罩形的隔板的间隔布置或仅松散触摸接触的相对布置，因此不存在可见面的损伤。在透明包覆成型的可见面上没有观察到视觉上有害的分离迹象。此外，罩形的隔板几乎可以以任何方式设计，因为冷却过程引起的收缩过程不会涉及隔板与支架的其他预期连接。这增加了设计自由度，特别是创造了选择仿玻璃材料的设计的可能性，其特征特别在于相对高的材料厚度和/或具有直边棱的表面轮廓。因此，在所述框架与所述支架材料锁合连接之后，隔板至少在可见面上具有至少1.5mm的厚度。
罩形的隔板优选地设计成，在罩形的隔板和不透明层之间布置空气间隙，以便持久地防止损坏不透明层。
框架优选具有不超过3.0mm、更优选2.0mm的材料厚度。
罩形的隔板优选地形成接触面上的触觉明显的凸起，其中该凸起重叠布置在罩形的隔板和可见面之间的空腔。
为了防止散射光逸出，根据一个优选实施例，框架与支架材料锁合连接的区域完全包围可见面。
在优选实施例中，支架具有多部分设计并且光导也容纳在支架中，以便将来自光源的光耦合到支架中。
根据优选的实施例，操作元件具有另外的不透明层，该不透明层局部地施加到支架的另外的表面上，以便当光被耦合到支架中时通过另外的表面的半透明的、优选未涂覆的部分区域规定另外的发光面。在这种情况下，另外的不透明层和另外的发光面规定当支架按预期安装时面向观察者的另外的可见面。还提供了由透明材料制成的重叠另外的可见面的另外的罩形的隔板，该罩形的隔板布置成，使得另外的可见面通过另外的罩形的隔板对观察者可见。由另外的第三热塑性材料制成的另外的材料锁合到另外的罩形的隔板的框架也以材料锁合的方式固定到支架上，例如通过超声波焊接。框架优选彼此材料锁合地连接，更优选在它们的共同触摸接触区域的整个长度上材料锁合地连接。本发明还涉及根据优选实施方式之一的操作元件在机动车中的用途。
附图说明
参考以下附图更详细地解释本发明。附图仅应被理解为示例并且仅代表优选的实施例变型。附图中：
图1a示出了属于根据本发明的操作元件1的框架3的透视图；
图1b示出了属于根据本发明的操作元件1的罩形的隔板2的透视图；
图1c示出了属于根据本发明的操作元件1的罩形的隔板2和以材料锁合的方式连接的框架3的透视图；
图2a示出了属于根据本发明的操作元件1的罩形的隔板2和以材料锁合的方式连接的框架3的透视图；
图2b示出了属于根据本发明的操作元件1的支架4的透视图；
图2c示出了根据本发明的操作元件1的透视图，其具有以材料锁合的方式连接的罩形的隔板2、框架3和支架4；
图3示出了图2c中根据本发明的操作元件的剖视图；
图4示出了根据本发明的操作元件1的另一实施方式的剖视图。
具体实施方式
根据本发明的方法主要参照图1a至3进行解释。在根据本发明的方法的热成型步骤中，框架3由第三不透明热塑性塑料热成型。如图1a所示，框架3的特征在于框架开口。如图1b所示，在相同或进一步的热成型步骤中，罩形的隔板2由透明的第二热塑性塑料制成。罩形的隔板2形成面向操作者的外触摸面2b，当触摸面2b被触摸时，其形成用于触觉定向的凸起2a。罩形的隔板2材料锁合连接到图1a的框架3，以便形成图1c中所示的组合，其中罩形的隔板2容纳在框架3中，特别是容纳在其框架开口中。材料锁合的连接例如在单独的接合步骤中发生，例如在超声波焊接步骤中。上述步骤优选结合在多组分注射成型步骤中，因为例如使用至少一种共同的成型工具或至少一种共同的成型工具部件来执行这些步骤并且实现框架3和罩形的隔板2之间的材料锁合的连接，再次如图2a所示。
在根据本发明提供的热成型步骤中，由半透明或透明的第一热塑性塑料制成的支架4被热成型，如图2b所示。在同时的、优选随后的步骤中，支架4的表面在一些区域涂有不透明层4a，使得当光耦合到支架4中时，表面的半透明、未涂敷的部分区域以及因此发光面4b被保持。当按预期安装操作元件1时，不透明层4a和发光面4b形成面向观察者的共同可见面4c。不透明层4a例如是漆层，其在压力或喷涂方法中局部地施加到支架4的表面上。也可以在大面积或整个区域上进行涂覆，其中在随后的烧蚀步骤中去除不透明层4a以产生发光面4b，例如通过激光烧蚀。
随后，在接合步骤中，将框架3材料锁合地连接到支架4，使得罩形的隔板2布置在可见面4c之上并且因此布置在发光面4b之上并且可见面4c以及因此发光面4b通过罩形罩2可见，而罩形的隔板2在其背对可见面4c的一侧形成外接触面2b。框架3与支架4的材料锁合的连接优选地通过超声波焊接实现，其结果是获得图2c中所示的操作元件。根据本发明的操作元件的制造确保罩形的隔板2仅通过框架3搁置在支架4上。由于支架4和罩形的隔板2的间隔布置或仅松散触摸接触的相对布置，可见面4c没有损害，特别是不透明层4a没有损害。没有观察到如现有技术中已知的在透明包覆成型的可见面的情况下光学上不利的分离现象。此外，罩形的隔板2的设计几乎可以是任意的，因为冷却过程引起的收缩过程不影响罩形的隔板2与支架4的另外预期的连接。这增加了设计自由度，特别是创造了选择仿玻璃材料的罩形的隔板2的设计的可能性，其特征特别在于相对高的材料厚度和/或具有直边棱的表面轮廓。在此，在所述框架3与所述支架4材料锁合连接之后，罩形的隔板2至少在其区域中在可见面4c上具有至少1.5mm的厚度。
如图3中的剖视图所示，罩形的隔板2被设计成，在罩形的隔板3和不透明层4a之间存在空气间隙或至多触摸接触，以便永久地防止损坏不透明层4a。
在接触面2b的凸起2a的区域中，罩形的隔板2与布置在罩形的隔板2和可视表面4c之间的空腔5重叠。为了防止散射光逸出，框架3与支架4材料锁合连接的区域完全包围可见面4c。这在支架4超声焊接到框架3时通过以下方式实现，即在支架4上提供指向框架3的方向的周向隆起6，其用作超声焊接期间的能量导向器。
在另一实施例中，支架4具有多部分设计并且光导9也容纳在支架4中，以便将来自光源10的光耦合到支架4中，例如如图4所示。
在该实施方式中，操作元件1具有另外的不透明层4a’，该不透明层局部地施加到支架4的另外的表面上，以便当光被耦合到支架4中时通过另外的表面的半透明的、优选未涂覆的部分区域规定另外的发光面4b’。在此，当支架4按预期安装时，另外的不透明层4a’和另外的发光面4b’规定面向观察者的另外的可见面4c’。还提供了由透明材料制成的重叠另外的可见面的另外的罩形的隔板2’，该罩形的隔板布置成，使得另外的可见面4c’通过另外的罩形的隔板2b’对观察者可见。由另外的第三热塑性材料制成的另外的材料锁合到另外的罩形的隔板2’的框架3’也以材料锁合的方式固定到支架4上，例如通过超声波焊接。在此,框架3、3’通过超声波焊接以材料锁合的方式相互连接，在此在它们共同的接触区域的整个长度上材料锁合地连接。为此，图3中所示的细长凸起7设置在框架3上，并且图3中所示的细长凸起8也设置在支架4的部件上，其分别用作超声焊接期间的能量导向器。关于用于制造另外的罩形的隔板2’和另外的框架3’的方法，但是关于在支架4或其另外的部件上的另外的可见面4c’的生产，参考以上实施例。

Claims (12)

1.一种操作元件(1)，其特征在于，包括：
用半透明或透明的第一热塑性塑料制成的支架(4)；
不透明层(4a)，其被局部施加到支架(4)的表面上，以便通过表面的半透明的、未涂覆的部分区域当光耦合到支架(4)中时规定一个发光面(4b)；其中不透明层(4a)和发光面(4b)规定当操作元件(1)按预期安装时面向观察者的共同可见面(4c)；用透明的第二热塑性塑料制成的与可见面(4c)重叠的、罩形的隔板(2)，使得可见面(4c)通过隔板(2)可见，并且在其背离可见面(4c)的一侧上形成外接触面(2b)；
由不透明的第三热塑性材料制成的框架(3)，其材料锁合地连接到罩形的隔板(2)，并容纳罩形的隔板(2)；其中框架(3)材料锁合地固定在支架(4)上。
2.根据权利要求1所述的操作元件(1)，其特征在于，所述不透明层(4a)为不透明漆层。
3.根据权利要求1所述的操作元件(1)，其特征在于，在罩形的隔板(2)和不透明层(4a)之间布置有空气间隙。
4.根据权利要求1或2或3所述的操作元件(1)，其特征在于，所述罩形的隔板(2)至少在可见面(4c)上具有至少1.5mm的厚度。
5.根据权利要求1所述的操作元件(1)，其特征在于，所述框架(3)的材料厚度不超过3.0mm。
6.根据权利要求5所述的操作元件(1)，其特征在于，所述框架(3)的材料厚度为2.0mm。
7.根据权利要求1所述的操作元件(1)，其特征在于，所述罩形的隔板(2)形成接触面(2b)的触觉明显的凸起(2a)，其中所述凸起(2a)叠至空腔(5)，所述空腔布置在所述罩形的隔板(2)和可见面(4c)之间。
8.根据权利要求1所述的操作元件(1)，其特征在于，所述框架(3)材料锁合地连接到支架(4)的区域完全包围可见面(4c)。
9.根据权利要求1所述的操作元件(1)，其特征在于，所述操作元件(1)包括一个多个部分的支架(4)和容纳在所述支架(4)中的光导(9)，以便将来自光源(10)的光耦合到支架(4)中。
10.根据权利要求1所述的操作元件(1)，其特征在于，包括：另一不透明层(4a’)，其被局部地施加到支架(4)的另一表面上，以便通过另外的表面半透明的、未涂覆的部分区域在光耦合到支架(4)中时规定另外的发光面(4b’)；其中，另外的不透明层(4a’)和另外的发光面(4b’)规定当支架(4)按预期安装时面向观察者的另外的可见面(4c’)；由透明材料制成的与另外的可见面(4c’)重叠的另外的罩形的隔板(2’)，所述隔板布置为，使得另外的可见面(4c’)通过另外的隔板(2’)对观察者来说是可见的；由另一种第三热塑性材料制成的另外的框架(3’)，其材料锁合地连接到另外的罩形的隔板(2’)；其中另外的框架(3’)材料锁合地固定在支架(4’)上。
11.根据权利要求10所述的操作元件(1)，其特征在于，所述框架(3)和另外的框架(3’)以材料锁合的方式连接。
12.根据权利要求11所述的操作元件(1)，其特征在于，所述框架(3)和另外的框架(3’)在它们共同的触摸接触区域的整个长度上材料锁合地连接。
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