-
Die
Erfindung betrifft einen Schalter für ein Kraftfahrzeug mit einer
Schutzschicht zur Darstellung einer Funktion des Schalters, wobei
der Schalter eine unterhalb der Schutzschicht angeordnete elektrolumineszierende
Schicht aufweist.
-
Ein
derartiger Schalter ist in der nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung
DE 103 37 989 A1 beschrieben.
-
Ein
beleuchtbares Funktionselement ist z.B. aus der
DE 299 12 656 U1 bekannt,
wobei das Funktionselement Tasten aufweist, die als mindestens teilweise
durchscheinende und/oder reflektierende Dome ausgeführt sind.
Die Dome sind durch die Mittel zur Beleuchtung der Tasten weitgehend
vollständig
ausleuchtbar ausgeführt.
Die Mittel zur Beleuchtung der Tasten sind zudem mit einer Trägerplatine verbunden.
Die Mittel zur Beleuchtung der Tasten sind dabei auf der Seite der
Trägerplatine
befestigt, die der Seite, auf der die Tasten angebracht sind, gegenüber liegt.
Zudem sind die Mittel zur Beleuchtung der Tasten in einem Gehäuse untergebracht.
Zur Verbesserung der Haptik der Tasten können die Dome aus transparentem
Polyurethan gefertigt werden. Zur Erzeugung des erforderlichen Schaltvorganges
ist das Trägermaterial
mit Kontaktfedern ausgerüstet, die
beim Niederdrücken
die elektrische Funktion von Schließern ausführen. Zudem ist vorgesehen,
dass das Trägermaterial
durchscheinend oder im Bereich der Mittel zur Beleuchtung der Tasten
ausgespart ausgeführt
ist.
-
Ein
beleuchtbares Funktionselement ist zudem z.B. aus der
DE 44 25 577 C2 bekannt.
So offenbart die
DE
44 25 577 C2 eine Schalterkappe für einen beleuchteten Schalter
in einem Kraftfahrzeug, wobei die Schalterkappe transparent ausgeführt und auf
einem Gehäuse
des Schalters gehalten ist und eine hinter der Schalterkappe angeordnete
Folie eine Bedruckung auf der der Schalterkappe zugewandten Seite
aufweist, wobei die Bedruckung einen geringen Reflektionsgrad aufweist,
nicht bedruckte Flächen der
Folie einen hohen Reflektionsgrad aufweisen und aus einer im Gehäuse angeordneten
Lichtquelle austretendes Licht seitlich in die Schalterkappe eingeleitet
wird, so dass es im wesentlichen nicht austritt und nur an den nicht
bedruckten Flächen
so reflektiert wird, dass es aus der Schalterkappe austritt. Zudem ist vorgesehen,
dass die Schalterkappe auf die mit der Bedruckung versehene Folie
aufgespritzt ist.
-
Es
ist Aufgabe der Erfindung, einen besonders für ein Kraftfahrzeug geeigneten
Schalter anzugeben, der insbesondere in großen Stückzahlen besonders wirtschaftlich
herstellbar ist.
-
Vorgenannte
Aufgabe wird durch einen Schalter für ein Kraftfahrzeug mit einer,
insbesondere transparenten, teilweise transparenten oder teiltransparenten,
Schutzschicht zur Darstellung einer Funktion des Schalters gelöst, wobei
der Schalter eine unterhalb der Schutzschicht angeordnete elektrolumineszierende
Schicht sowie eine unterhalb der Schutzschicht angeordnete Druckmessschicht
mit zumindest einem druckabhängigen
Widerstand aufweist.
-
In
vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die elektrolumineszierende
Schicht unterhalb der Druckmessschicht oder die Druckmessschicht
unterhalb der elektrolumineszierenden Schicht angeordnet.
-
In
weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Schalter
einen unterhalb der Druckmessschicht und der elektrolumineszierenden Schicht
angeordneten, insbesondere hinterschäumten, hinterprägten oder
hinterspritzten, Kunststoffformkörper
auf.
-
Vorgenannte
Aufgabe wird zudem – insbesondere
in Verbindung mit vorgenannten Merkmalen – durch ein Schaltpanel für ein Kraftfahrzeug
mit einer Schutzschicht zur Darstellung zumindest zweier Schalter
gelöst,
wobei das Schaltpanel eine unterhalb der Schutzschicht angeordnete
elektrolumineszierende Schicht sowie eine unterhalb der Schutzschicht
angeordnete Druckmessschicht mit zumindest zwei unabhängig voneinander
bedienbaren druckabhängigen
Widerständen
aufweist, wobei jeder Darstellung eines Schalters je zumindest einer der
zumindest beiden druckabhängigen
Widerstände zugeordnet
ist.
-
In
weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Darstellung
der zumindest zwei Schalter eine gemeinsame elektrolumineszierende Schicht
zugeordnet.
-
Vorgenannte
Aufgabe wird zudem – insbesondere
in Verbindung mit vorgenannten Merkmalen – durch ein Verfahren zum Herstellen
eines Schalters für
ein Kraftfahrzeug gelöst,
wobei eine zumindest eine elektrolumineszierende Schicht und zumindest eine
oberhalb oder unterhalb der elektrolumineszierenden Schicht angeordnete
Druckmessschicht (mit zumindest einem druckabhängigen Widerstand) aufweisende
Folie in eine Form gelegt und anschließend mit Kunststoff hinterschäumt, hinterprägt oder
hinterspritzt wird.
-
Kraftfahrzeug
im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein individuell im Straßenverkehr
benutzbares Landfahrzeug. Kraftfahrzeuge im Sinne der Erfindung
sind insbesondere nicht auf Landfahrzeuge mit Verbrennungsmotor
beschränkt.
-
Weitere
Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen.
Dabei zeigen:
-
1 eine
Innenansicht eines Kraftfahrzeuges,
-
2 ein
Ausführungsbeispiel
für ein
Schaltpanel,
-
3 einen
Querschnitt durch eine Druckmessfolie entlang der Schnittlinie B-B
in 4,
-
4 einen
Querschnitt durch die Druckmessfolie gemäß 3 entlang
der Schnittlinie A-A,
-
5 einen
Querschnitt durch eine elektrolumineszierenden Schicht und
-
6 ein
Verfahren zum Herstellen eines Schalters oder Schaltpanels für ein Kraftfahrzeug.
-
1 zeigt
eine Innenansicht eines Kraftfahrzeuges 1. Das Kraftfahrzeug 1 weist
ein in einer Mittelkonsole 2 angeordnetes Schaltpanel 3 auf.
Eine derartiges oder ähnliches
Schaltpanel kann alternativ oder zusätzlich auch auf einem Lenkrad 4,
in einer Tür 5,
oder einer Bedienkonsole 7 angeordnet sein.
-
2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
des Schaltpanels 3 in einer dreidimensionalen Explosionsdarstellung.
Das Schaltpanel 3 weist eine Schutzschicht 20 zur
Darstellung von Schaltern 11, 12, 13, 14, 15 und 16 und
Doppelschaltern 21, 22, 23 und 24 auf,
wobei die Darstellung der Doppelschalter 21, 22, 23 und 24 je
zwei Darstellungen eines Schaltelementes 32 und 33, 34 und 35, 36 und 37 bzw. 38 und 39 umfassen.
Unterhalb der Schutzschicht 20 ist eine elektrolumineszierende
Schicht 40 mit einem beleuchtbaren Bereich 41 und
unterhalb der elektrolumineszierenden Schicht 40 eine Druckmessschicht 50 mit
unabhängig
voneinander bedienbaren druckabhängigen
Widerständen 51, 52, 53, 54, 56, 57, 58, 59, 60, 61 und 62 angeordnet.
Dabei ist der druckabhängige
Widerstand 53 unterhalb der Darstellung des Schalters 11 angeordnet
und damit der Darstellung des Schalters 11 zugeordnet.
Der druckabhängige
Widerstand 59 ist unterhalb der Darstellung des Schalters 12 angeordnet
und damit der Darstellung des Schalters 12 zugeordnet.
Der druckabhängige Widerstand 60 ist
unterhalb der Darstellung des Schalters 13 angeordnet und
damit der Darstellung des Schalters 13 zugeordnet. Der
druckabhängige Widerstand 61 ist
unterhalb der Darstellung des Schalters 16 angeordnet und
damit der Darstellung des Schalters 16 zugeordnet. Der
druckabhängige Widerstand 62 ist
unterhalb der Darstellung des Schalters 15 angeordnet und
damit der Darstellung des Schalters 15 zugeordnet.
-
Der
druckabhängige
Widerstand 51 ist unterhalb der Darstellung des Schaltelementes 33 angeordnet
und damit der Darstellung des Schaltelementes 33 zugeordnet.
Der druckabhängige
Widerstand 52 ist unterhalb der Darstellung des Schaltelementes 32 angeordnet
und damit der Darstellung des Schaltelementes 32 zugeordnet.
Der druckabhängige
Widerstand 54 ist unterhalb der Darstellung des Schaltelementes 39 angeordnet
und damit der Darstellung des Schaltelementes 39 zugeordnet.
Der druckabhängige
Widerstand 56 ist unterhalb der Darstellung des Schaltelementes 38 angeordnet
und damit der Darstellung des Schaltelementes 38 zugeordnet.
Der druckabhängige
Widerstand 57 ist unterhalb der Darstellung des Schaltelementes 37 angeordnet
und damit der Darstellung des Schaltelementes 37 zugeordnet.
Der druckabhängige
Widerstand 58 ist unterhalb der Darstellung des Schaltelementes 36 angeordnet und
damit der Darstellung des Schaltelementes 36 zugeordnet.
-
Die
Darstellungen von Schaltern 11, 12, 13, 14, 15 und 16 bzw.
die Darstellungen Schaltelementen 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 und 39 bilden
zusammen mit den ihnen zugeordneten druckabhängigen Widerständen 51, 52, 53, 54, 56, 57, 58, 59, 60, 61 und 62 sowie
dem zugeordneten beleuchtbaren Bereich 41 der elektrolumineszierenden
Schicht 40 Schalter im Sinne der Ansprüche.
-
Unterhalb
der Druckmessschicht 50 ist ein Kunststoffformteil 80 angeordnet.
Die elektrolumineszierende Schicht 40 kann auch zwischen
der Druckmessschicht 50 und dem Kunststoffformteil 80 angeordnet
sein. Die Schutzschicht 20 kann eine Folie oder eine aufgedruckte
Schicht sein.
-
Die
Schutzschicht 20 kann eine Folie, z.B. aus Kunststoff,
sein. Auf diese Folie können
die Darstellungen von Schaltern 11, 12, 13, 14, 15 und 16 bzw.
die Darstellungen von Schaltelementen 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 und 39 aufgedruckt
sein. Die Schutzschicht 20 kann auch lediglich aus den
Darstellungen von Schaltern 11, 12, 13, 14, 15 und 16 bzw.
den Darstellungen Schaltelementen 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 und 39 bestehen,
die auf der elektrolumineszierenden Schicht 40 oder der
Druckmessschicht 50 aufgedruckt sein können. Darstellungen von Schaltern 11, 12, 13, 14, 15 und 16 bzw.
die Darstellungen Schaltelementen 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 und 39 im
Sinne der Erfindung können
deren bildhafte Darstellung in einer Ebene oder dreidimensionale Konturen
umfassen. Darstellungen von Schaltern 11, 12, 13, 14, 15 und 16 bzw.
die Darstellungen Schaltelementen 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 und 39 im
Sinne der Erfindung können
jedoch auch deren Maskierung in einer Ebene oder dreidimensionale
Konturen zur Maskierung umfassen. Bei einer Maskierung ist z.B. eine
eigentliche Darstellung eines Schalters 11, 12, 13, 14, 15 bzw.
16 oder eines Schaltelementes 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 bzw. 39 nicht
(in gleicher Weise wie ein Bereich außerhalb der Darstellung des
Schalters 11, 12, 13, 14, 15 bzw. 16 oder
des Schaltelementes 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 bzw. 39)
bedruckt. Vielmehr ist ein Bereich außerhalb der Darstellung des
Schalters 11, 12, 13, 14, 15 bzw. 16 oder
des Schaltelementes 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 bzw. 39 bedruckt
bzw. abgedeckt, so dass ein Betrachter die Darstellung des Schalters 11, 12, 13, 14, 15 bzw. 16 oder
des Schaltelementes 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 bzw. 39 erkennen
und/oder ertasten kann.
-
3 zeigt
einen Querschnitt durch einen Ausschnitt der Druckmessfolie 50 entlang
der Schnittlinie B-B in 4 im Bereich des druckabhängigen Widerstandes 53 als
Ausführungsbeispiel
für die
Ausgestaltung der übrigen
druckabhängigen
Widerstände 51, 52, 54, 56, 57, 58, 59, 60, 61 und 62, und 4 zeigt
einen Querschnitt durch einen Ausschnitt der Druckmessfolie 50 entlang
der Schnittlinie A-A in 3. Dabei bezeichnet Bezugszeichen 90 eine
Trägerfolie.
Unterhalb der Trägerfolie 90 ist
eine Schicht 91 aus einem halbleitenden Polymer angeordnet.
Unter der Schicht 91 aus dem halbleitenden Polymer ist
eine Abstandsschicht 92 mit einer Aussparung 99 angeordnet.
Unter der Abstandsschicht 92 ist eine Trägerfolie 93 angeordnet.
-
In
der Aussparung 99 sind auf der Trägerfolie 93 Elektroden 95 und 96 aus
einer Silberleitpaste angeordnet. Die Elektroden 95 und 96 weisen
ineinandergreifende Elektrodenfinger 100, 101, 102, 103, 104 und 105 auf.
Die Elektroden 95 und 96 sind über Zuleitungen 98 und 97 mit
einer nicht dargestellten Auswerteschaltung verbindbar, mittels
derer der elektrische Widerstand zwischen den Elektroden 95 und 96 messbar
ist. Wird ausreichender Druck auf die Trägerfolie 90 oder die
Trägerfolie 93 ausgeübt, so berührt die
Schicht 91 aus einem halbleitenden Polymer die Elektroden 95 und 96,
so dass sich zwischen den Elektroden 95 und 96 Widerstandsbrücken ausbilden
und damit den elektrischen Widerstand zwischen den Elektroden 95 und 96 verringern. Der
elektrische Widerstand zwischen den Elektroden 95 und 96 ist
durch die nicht dargestellte Auswerteschaltung messbar. Unterschreitet
der elektrische Widerstand zwischen den Elektroden 95 und 96 einen
bestimmten Grenzwert, so wird dies als Schalten interpretiert.
-
Die
Schicht 91 aus dem halbleitenden Polymer, die Abstandsschicht 92 mit
der Aussparung 99 und die Elektroden 95 und 96 bilden
ein Ausführungsbeispiel
für einen
druckabhängigen
Widerstand im Sinne der Ansprüche.
-
Die
Druckmessschicht 50 kann der Schutzschicht 20 mit
der Seite der Trägerfolie 90 oder
mit der Seite der Trägerfolie 93 zugewandt
sein.
-
Druckmessfolien
können
z.B. als so genannte FSR-Elemente von der Elektrade GmbH Elektronik,
Lochhamer Schlag 10b, 82166 Gräfelfing, Deutschland
(siehe auch www.electrade.com/html/produkte/sensorik_fsr.htm) und
der Firma Steadlands, PO Box 41, Blyth NE24 3YE, Groß Britannien
bezogen werden. Zudem bietet die Firma IEE in Luxemburg (siehe auch
www.iee.lu/EN/PressRelease/PressRelease_01.php?prid=41) Folien mit einer
elektrolumineszierenden Schicht und einer FSR-Schicht an.
-
5 zeigt
einen Querschnitt durch einen Ausschnitt der elektrolumineszierenden
Schicht 40 gemäß 2.
Die elektrolumineszierende Schicht 40 weist eine transparente
Elektrode 140, eine transparente Isolationsschicht 141,
eine Licht emittierende Schicht (Pigmentschicht) 142, eine
weitere Isolationsschicht 143 und eine Rückelektrode 144 auf.
-
Die
Licht emittierende Schicht (Pigmentschicht)
142 kann aus
einem Material gebildet sein, bei dem Zinksulfid (ZnS) als das Basismaterial
verwendet ist und dem eine geringe Menge eines Licht emittierenden
Kerns (Mn) zugegeben ist. Licht wird mittels der Licht emittierenden
Schicht (Pigmentschicht)
142 durch Anlegen eines elektrischen
Wechselfeldes über
die transparente Elektrode
140 und die Rückelektrode
144,
die mit nicht dargestellten elektrischen Kontakten verbunden sind,
unter Verwendung einer nicht dargestellten Energiequelle emittiert.
Um mit dieser elektrolumineszierenden Schicht eine Lichtemissionsluminanz
von 70 cd/m2 oder mehr zu erreichen, beträgt die Mn-Konzentration z.B.
etwa 0.4-0.6 Gew.-% (gegenüber
dem Zinksulfid). Eine derartige elektrolumineszierende Schicht kann
z.B. mittels eines Vakuumabscheidungsverfahrens, mittels Atomschichtkristallzüchtung (ALE),
mittels chemischer Dampfabscheidung oder mittels Sputtern erzeugt
werden. Nähere
Einzelheiten zur beispielhaften Herstellung einer solchen elektrolumineszierenden
Schicht können
der
DE 43 32 209 A1 entnommen
werden.
-
Die
Pigmentschicht 142 kann zudem ZnSe und/oder ZnS/CdS aufweisen
oder im wesentlichen aus ZnSe und/oder ZnS/CdS bestehen. Sofern
die Pigmentschicht 142 im wesentlichen aus ZnS, ZnSe und/oder
ZnS/CdS besteht, schließt
dies nicht aus, dass kleine Mengen (im Prozentbereich) anderer Elemente
wie etwa 0.4-0.6 Gew.-% Mn vorgesehen sind, d.h. z.B. dass die Pigmentschicht 142 metalldotiert
ist.
-
Weitere
mögliche
Ausgestaltungen der elektrolumineszierenden Schicht
40 können der
EP 0 699 730 B1 entnommen
werden.
-
Die
elektrolumineszierende Schicht 40 kann auch als Folie ausgebildet
sein.
-
Es
kann vorgesehen sein, dass die elektrolumineszierende Schicht 40 gemäß 5 aufgebaut ist,
wobei die elektrolumineszierende Schicht 40 jedoch außerhalb
des beleuchtbaren Bereichs 41 maskiert ist. Es kann aber
auch vorgesehen sein, dass nur der beleuchtbare Bereich 41 gemäß 5 aufgebaut
ist.
-
6 zeigt
ein Verfahren zum Herstellen des Schaltpanels 3 oder eines
entsprechend aufgebauten Schalters für ein Kraftfahrzeug. Dabei
wird eine Folie aus der Schutzschicht 20, der elektrolumineszierende
Schicht 40 und der Druckmessschicht 50 in einem
Schritt 150 in eine nicht dargestellte Form gelegt. In
einem folgenden Schritt 151 wird die Folie aus der Schutzschicht 20,
der elektrolumineszierende Schicht 40 und der Druckmessschicht 50 mit
Kunststoff hinterschäumt,
hinterprägt
oder hinterspritzt. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Schutzschicht 20 erst
im Anschluss an Schritt 151 in einem weiteren Schritt aufgebracht
wird.
-
Die
Elemente und Schichten in den Figuren sind unter Berücksichtigung
von Einfachheit und Klarheit und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet.
So sind z.B. die Größenordnungen
einiger Elemente bzw. Schichten übertrieben
gegenüber anderen
Elementen bzw. Schichten dargestellt, um das Verständnis der
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung zu verbessern.
-
- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Mittelkonsole
- 3
- Schaltpanel
- 4
- Lenkrad
- 5
- Tür
- 7
- Bedienkonsole
- 11,
12, 13, 14,
-
- 15,
16
- Darstellung
eines Schalters
- 20
- Schutzschicht
- 21,
22, 23, 24
- Darstellung
eines Doppelschalters
- 32,
33, 34, 35,
-
- 36,
37, 38, 39
- Darstellung
eines Schaltelementes
- 40
- elektrolumineszierende
Schicht
- 41
- beleuchtbarer
Bereich
- 50
- Druckmessschicht
- 51,
52, 53, 54,
-
- 56,
57, 58, 59,
-
- 60,
61, 62
- druckabhängiger Widerstand
- 80
- Kunststoffformteil
- 90,
93
- Trägerfolie
- 91
- Schicht
aus dem halbleitenden Polymer
- 92
- Abstandsschicht
- 95,
96
- Elektrode
- 97,
98
- Zuleitung
- 99
- Aussparung
- 100,
101, 102,
-
- 103,
104, 105
- Elektrodenfinger
- 140
- transparente
Elektrode
- 141,
143
- Isolationsschicht
- 142
- Pigmentschicht
/ Licht emittierende Schicht
- 144
- Rückelektrode
- 150,
151
- Schritt