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Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug.
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Zur Auswertung der Betätigungskraft auf einem Bedienteil mit einer Echtmetall- oder Echt-Holz-Oberfläche ist meist ein aufwändiger Aufbau notwendig. Speziell bei Echtmetall-Oberflächen, z. B. aus Chrom, mit mehreren Funktionen oder Schaltflächen können diese derzeit bezüglich der Positionserkennung nicht ausgewertet werden.
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Aus der
DE 10 2012 221 361 A1 geht ein Berührungssensor mit Abstandshaltern für ein Abdeckpanel hervor. In einer Ausführungsform umfasst ein Berührungssensor ein erstes isolierendes Substrat mit einer ersten Fläche. Der Berührungssensor umfasst des Weiteren eine erste Vielzahl von Elektroden, die ein oder mehrere leitfähige Materialien umfassen, die auf dem ersten isolierenden Substrat ausgebildet sind. Der Berührungssensor kann auch eine Vielzahl von Abstandshaltern umfassen, die sich von der ersten Fläche des ersten isolierenden Substrats ausgehend nach außen erstrecken. Jeder Abstandshalter der Vielzahl der Abstandshalter kann sich dabei im Wesentlichen um die gleiche Strecke, ausgehend von der ersten Fläche des ersten isolierenden Substrats, erstrecken. Die Vielzahl der Abstandshalter ist dazu ausgerüstet, einen im Wesentlichen konsistenten Luftspalt zwischen der ersten Vielzahl von Elektroden und einem Abdeckpanel aufrechtzuerhalten, wenn das Abdeckpanel auf dem ersten isolierenden Substrat befestigt wird.
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In der
DE 198 28 978 A1 ist ein Datenträger mit einer Tastenschaltanordnung beinhaltender Bedienoberfläche beschrieben. Darin wird ein Datenträger mit einer eine Tastschaltanordnung beinhaltende Bedienoberfläche beschrieben. Die Tastschaltanordnung ist in mehreren Schichten aufgebaut und weist zwei beabstandet übereinander liegende, flächige Elektrodenschichten auf. Anliegend an der Tastschaltanordnung ist eine optisch schaltbare Schicht vorgesehen, deren optisches Erscheinungsbild sich unter Einwirkung einer elektrischen Spannung ändert. Eine der die Tastschaltanordnung realisierenden Elektrodenschichten wird gleichzeitig zur Ansteuerung der optisch schaltbaren Schicht genutzt. Vorzugsweise ist die optisch schaltbare Schicht zwischen den Elektrodenschichten angeordnet, um so deren Beabstandung zu realisieren.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Aufbau einer Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zu vereinfachen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Verkleidungselement mit einer Bedienoberfläche, eine gegenüber der Bedienoberfläche an dem Verkleidungselement angeordneten Sensorvorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Bedienhandlung eines Nutzers an der Bedienoberfläche zu erfassen und einem Halteelement, welches dazu ausgelegt ist, das Verkleidungselement und die Sensorvorrichtung gegeneinander zu fixieren. Das Verkleidungselement ist dabei flexibel ausgestaltet. Mit anderen Worten kann das Verkleidungselement aus einem flexiblen oder elastischen oder biegsamen Material bestehen. Durch die flexible Ausgestaltung verformt sich hierdurch – durch die Betätigungskraft des Nutzers – ein jeweiliger Bereich der Bedienoberfläche, falls diese durch den Nutzer berührt und hierdurch mit einer Betätigungskraft beaufschlagt wird. Mit anderen Worten wird das Verkleidungselement lokal an der Berührstelle eingedrückt oder eingebeult. Angrenzende Bereiche, die ebenfalls von der Sensorvorrichtung erfasst sind, bleiben dabei unverändert.
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Hierdurch überträgt sich die Betätigungskraft zumindest teilweise auf die Sensorvorrichtung. In vorteilhafter Weise kann die Sensorvorrichtung dazu ausgelegt, in Abhängigkeit von einem Ort der Übertragung der Betätigungskraft Koordinaten des Bereichs zu signalisieren. Mit anderen Worten kann beim Ausüben einer Betätigungskraft, hervorgerufen durch die Bedienhandlung des Nutzers, auf eine Bedienoberfläche des Verkleidungselements das Verkleidungselement verformt werden. Diese Verformung kann auf die Sensorvorrichtung übertragen werden. Berührt oder drückt der Nutzer, beispielsweise mit seinem Finger, auf das Verkleidungselement, so kann das Verkleidungselement an dieser Stelle nachgeben. Die Verformung des Bereichs des Verkleidungselements, hervorgerufen durch das Drücken oder Berühren der Bedienoberfläche, kann auch die Sensorvorrichtung verformen.
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Um eine Betätigungskraft des Nutzers auf der Bedienoberfläche nachzuweisen zu können, kann die Sensorvorrichtung einen vorgegebenen Aufbau aufweisen. Bevorzugt kann die Sensorvorrichtung aus einer ersten Sensorschicht, einer zweiten Sensorschicht und einer elastischen Zwischenschicht gebildet sein, welche zwischen der ersten und der zweiten Sensorschicht angeordnet ist. Dabei kann die erste Sensorschicht aus einem elastischen oder biegsamen oder verformbaren Material bestehen. Bevorzugt können die erste und die zweite Sensorschicht eine Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Material aufweisen. Mit anderen Worten können die erste und die zweite Sensorschicht eine Elektrodenschicht aufweisen. Insbesondere ist in jeder Sensorschicht eine Matrix aus Elektroden vorgesehen, wobei jeder Elektrode einer Schicht eine Koordinate zugeordnet sein kann. Die Betätigungskraft – ausgeübt durch den Nutzer an der Bedienoberfläche – kann eine Annäherung der ersten Sensorschicht an die zweite Sensorschicht bewirken. Mit anderen Worten kann die Sensorvorrichtung aus zwei Sensorschichten, insbesondere Elektrodenflächen oder Elektrodenmatrizen, bestehen, welche durch eine elastische Zwischenschicht, insbesondere einen elastischen Spacer, getrennt sein können. Die erste und die zweite Sensorschicht können durch einen Abstandhalter – die elastische Zwischenschicht – voneinander getrennt sein.
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Beim Ausüben einer Betätigungskraft auf eine Bedienoberfläche des Verkleidungselements können sich durch die elastische Zwischenschicht die beiden Sensorschichten – erste Sensorschicht und zweite Sensorschicht – der Sensorvorrichtung annähern. Mit anderen Worten kann die Sensorvorrichtung auf Druck reagieren, welcher die erste und die zweite Sensorschicht einander annähert oder punktuell verbindet. Eine Oberfläche der ersten Sensorschicht, d. h. eine dem Verkleidungselement abgewendete Fläche, und eine Oberfläche der zweiten Sensorschicht, welche der ersten Sensorschicht zugewandt ist, können als Elektrodenfläche ausgebildet sein. Bevorzugt können die erste und die zweite Sensorschicht mittels Indiumzinnoxid gebildet sein. Mit anderen Worten können die einander zugeordneten Flächen der ersten und der zweiten Sensorschicht mit einem elektrisch leitfähigen Material beschichtet sein. Durch eine Annäherung der ersten Sensorschicht an die zweite Sensorschicht kann sich ein elektrisches Feld ändern. Diese Änderung kann durch eine Messeinrichtung ausgewertet werden. Ferner kann durch die Messeinrichtung ebenfalls eine Position der Verformung, d. h. die Stelle, welche durch den Nutzer auf der Bedienoberfläche berührt wurde, auf der Bedienoberfläche bestimmt werden.
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In vorteilhafter Weise kann die Sensorvorrichtung dazu ausgebildet sein, die übertragene Betätigungskraft auch betragsmäßig zu erfassen. Mit anderen Worten kann die durch die Betätigungskraft an der Bedienoberfläche bewirkte Verformung, beispielsweise ausgeübt durch einen Finger einer Hand eines Nutzers, durch eine nachgeschaltete Elektronik oder Messvorrichtung ausgewertet werden und als Maß für die Betätigungskraft dienen. Durch die einfache Anordnung der Bedienvorrichtungselemente – Verkleidungselement und Sensorvorrichtung – kann ein einfacher Aufbau gewährleistet werden. Ferner ergibt sich dadurch der Vorteil eines platzsparenden und bauraumoptimierten Aufbaus.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass nur hinter vorbestimmten Bereichen, das heißt gegenüber der Bedienoberfläche des Verkleidungselements, eine Sensorvorrichtung angeordnet ist, in welchem eine Bedienhandlung des Nutzers ermöglicht werden soll. Mit anderen Worten kann ein Verkleidungselement mit mehreren Funktionen oder Schaltflächen bereitgestellt sein. Mit anderen Worten können Bedienbereiche des Verkleidungselements kapazitiv ausgebildet sein, an welchen eine Bedienhandlung eines Nutzers an der Bedienoberfläche gewährleistet werden soll. Mit anderen Worten kann die Bedienoberfläche in kapazitive Bedienbereiche und nicht-kapazitive Bereiche unterteilt sein. Mit nicht-kapazitive Bereiche ist hier gemeint, dass diese Bereiche auf der Bedienoberfläche nicht durch eine Bedienhandlung des Nutzers ausgewertet werden.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Verkleidungselement aus Metall und/oder einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere Holz, gebildet ist. Ferner kann das Verkleidungselement als Platte oder Folie bereitgestellt sein. Mit anderen Worten kann die Bedienoberfläche des Verkleidungselements als Echtmetall- oder Echt-Holz-Oberfläche ausgebildet sein. In vorteilhafter Weise kann die Bedienoberfläche verchromt sein. Mit anderen Worten kann das Verkleidungselement aus Kunststoff bestehen und eine verchromte Bedienoberfläche aufweisen.
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Dadurch ergibt sich die Möglichkeit zur Darstellung oder Umsetzung von Echtmetall-Oberflächen. Durch den Aufbau der Sensorvorrichtung mit einer ersten und einer zweiten Sensorschicht und einer dazwischen angeordneten elastischen Zwischenschicht kann die Bedienhandlung des Nutzers trotz beispielsweise einer Metalloberfläche, kapazitiv erfasst werden. Bisherige Ausführungen waren teuer, aufwändig und auch nur bedingt möglich, da bei mehreren Funktionen in einem Bedienteil mit Echtmetall-Oberfläche keine Unterscheidung der einzelnen Funktionen durch die leitende Echtmetall-Oberfläche wegen des elektrischen Kurzschlusses möglich waren. Mit anderen Worten kann bei der Bedienvorrichtung durch einen Sandwichaufbau direkt ein Panel erzeugt werden, welches eine sehr dünne Echtmetall- oder Echt-Holz-Oberfläche aufweisen kann, welche gut zu handeln ist, insbesondere beim Transport und zur Weiterverarbeitung, und eine einfache Art der Auswertung der Betätigungskraft und Positionserkennung bieten kann.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Halteelement eine Klebeschicht aufweist, welche zwischen dem Verkleidungselement und der Sensorvorrichtung angeordnet ist. Mit anderen Worten können die Komponenten der Bedienvorrichtung – Verkleidungselement und Sensorvorrichtung – einzeln durch die Klebeschicht aufeinander geklebt sein. Ferner kann die Klebeschicht transparent ausgebildet sein.
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In vorteilhafter Weise kann das Halteelement einen gegossenen Kunststoff aufweisen, mittels welchem eine Fassung gebildet ist, welche die Sensorvorrichtung gegen das Verkleidungselement hält. Dazu kann das Halteelement bevorzugt transparent ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann die Sensorvorrichtung in der Fassung angeordnet sein, welche gegenüber der Bedienoberfläche an dem Verkleidungselement angeordnet ist. Mit anderen Worten kann die Sensorvorrichtung in eine Vergussmasse eingebettet sein. Mit anderen Worten können die Komponenten der Bedienvorrichtung – Verkleidungselement und Sensorvorrichtung – durch den gießbaren Kunststoff über eine Vergussmasse umspritzt oder vergossen sein. Die Fassung kann dabei ein U-Profil aufweisen. Ferner können bevorzugt auch nur eine erste und eine zweite Seitenfläche der Sensorvorrichtung, welche sich senkrecht zur Bedienoberfläche erstrecken, mit dem gießbaren Kunststoff umgossen und an dem Verkleidungselement gehalten sein.
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Durch das Halteelement, welches als Fassung oder als Klebeschicht ausgebildet sein kann, kann das Verkleidungselement durch den Sandwichaufbau eine hohe Stabilität erhalten. Mit Sandwichaufbau ist hier eine parallele, aufeinanderfolgende Anordnung des Verkleidungselements, der Sensorvorrichtung und des Halteelements gemeint. Ferner kann die Bedienvorrichtung bei einer späteren Verarbeitung besser gehandelt werden. Durch den einfachen Aufbau in mehreren Schichten – Sandwichaufbau – kann eine Kostenreduzierung erreicht werden.
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Zur weiteren Stabilisierung kann in einer weiteren Ausführungsform die Bedienvorrichtung ferner ein Trägerelement umfassen, wobei die Sensorvorrichtung zwischen dem Trägerelement und dem Verkleidungselement angeordnet ist. Bevorzugt kann das Trägerelement durch das Halteelement fixiert sein. Durch das Trägerelement kann das Verkleidungselement gestützt sein.
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Somit kann das Trägerelement beispielsweise durch eine weitere Klebeschicht – zwischen Trägerelement und Sensorvorrichtung – an der Sensorvorrichtung gehalten sein. Bevorzugt kann das Trägerelement auch in der Vergussmasse eingebettet sein oder in der Fassung, gebildet durch den gießbaren Kunststoff angeordnet sein. Mit anderen Worten können die Sensorvorrichtung und das Trägerelement durch die Fassung gegen das Verkleidungselement gehalten sein.
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Ferner kann das Trägerelement Aussparungen aufweisen, beispielsweise für die Beleuchtung, durch welche Licht hindurchtreten kann. Dazu kann die Sensorvorrichtung zumindest bereichsweise transparent ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann auf der Bedienoberfläche des Verkleidungselements eine Kontur ausgebildet sein, welche die Form eines Symbols aufweist. Die Kontur kann dabei transparent ausgebildet sein. Die Kontur kann zum Beispiel eine Zahl und/oder ein Buchstabe und/oder ein Wort und/oder ein Symbol mit einer geometrischen Form, wie beispielsweise ein Kreis oder ein Rechteck, darstellen. Das Symbol oder die Kontur kann dabei beispielsweise mittels einer Lichtquelle, dessen Licht durch die Aussparungen des Trägerelements tritt, ausgeleuchtet sein.
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Zu der Erfindung gehört ferner ein Kraftfahrzeug mit einer Bedienvorrichtung. Die Bedienvorrichtung ist insbesondere eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung. Das Kraftfahrzeug kann bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgestaltet sein.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Dazu zeigen:
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1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung in einem Querschnitt; und
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2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung in einem Querschnitt in einer weiteren Ausführungsform.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsformen stellen aber die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängige voneinander betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung auch jeweils unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung 10. Die Bedienvorrichtung 10 kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, welcher insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet ist, angeordnet sein. Beispielsweise kann die Bedienvorrichtung 10 an einer Armlehne oder einer Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs angeordnet sein.
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Dabei sind in einem Schichtaufbau, das heißt direkt aneinander aufeinanderfolgend, ein Verkleidungselement 12 mit einer Bedienoberfläche 14, eine gegenüber der Bedienoberfläche 14 an dem Verkleidungselement 12 angeordnete Sensorvorrichtung 16 und ein Halteelement 20 angeordnet. Optional kann zwischen der Sensorvorrichtung 16 und dem Halteelement 20 ein Trägerelement 28 vorgesehen sein. Das Halteelement 20 bildet, gemäß 1, eine Fassung aus, welche die Sensorvorrichtung 16 und/oder das Trägerelement 28 gegen das Verkleidungselement 12 hält. Mit anderen Worten ist das Halteelement 20 dazu ausgebildet, das Verkleidungselement 12 und die Sensorvorrichtung 16 gegeneinander zu fixieren.
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Das Verkleidungselement 12 kann dabei aus Metall und/oder einem isolierenden Material, insbesondere Holz, gebildet sein. Ferner kann das Verkleidungselement 12 als Platte oder Folie bereitgestellt sein. Das Halteelement 20, welches als Fassung ausgebildet ist, welche die Sensorvorrichtung 16 gegen das Verkleidungselement 12 hält, kann aus einem gießbaren Kunststoff gebildet sein. Mit anderen Worten kann die Sensorvorrichtung 16 und/oder das Trägerelement 28 mit einer Vergussmasse umspritzt oder vergossen sein.
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Die Sensorvorrichtung 16 kann, wie 1 zu entnehmen ist, aus einer ersten Sensorschicht 22 und einer zweiten Sensorschicht 24 mit einer dazwischen liegenden elastischen Zwischenschicht 26 gebildet sein.
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Das Verkleidungselement 12 ist dabei flexibel ausgestaltet. Hierdurch kann sich durch die Betätigungskraft eines Nutzers 18 ein jeweiliger Bereich der Bedienoberfläche 14 verformen, falls dieser durch den Nutzer 18 berührt und hierdurch mit einer Betätigungskraft beaufschlagt wird. Berührt oder drückt ein Nutzer 18 beispielsweise mit seinem Finger auf die Bedienoberfläche 14 des Verkleidungselements 12, so kann eine Betätigungskraft, ausgeübt durch den Nutzer 18, eine Annäherung der ersten Sensorschicht 22 an die zweite Sensorschicht 24 bewirken. Mit anderen Worten kann die Betätigungskraft, ausgeübt durch den Nutzer 18, zumindest teilweise auf die Sensorvorrichtung 16 übertragen werden. Die Sensorvorrichtung 16 kann dazu mit einer Steuereinrichtung (in 1 nicht dargestellt) gekoppelt sein. Die Steuereinrichtung empfängt dabei Sensorsignale, erfasst durch die Sensorvorrichtung 16, welche dazu ausgebildet ist, eine Bedienhandlung des Nutzers 18 an der Bedienoberfläche 14 zu erfassen, und steuert in Abhängigkeit von den Sensorsignalen ein mit der Bedienvorrichtung 10 gekoppeltes Gerät (in 1 nicht dargestellt).
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Beispielsweise kann die Bedienvorrichtung 10 zur Aktivierung einer Warnblinklichtanlage eines Kraftfahrzeugs vorgesehen sein. Möchte ein Nutzer 18 beispielsweise eine Warnblinklichtanlage des Kraftfahrzeugs aktivieren, so kann er sich mit seinem Finger der Bedienvorrichtung 10 nähern und auf den jeweiligen Bereich der Bedienoberfläche 14 drücken. Auf der Bedienoberfläche 14 des Verkleidungselements 12 können mehrere Symbole, welche mit einer Bedienfunktion assoziiert werden, vorgesehen sein. Hinter jedem Symbol, das heißt gegenüber der Bedienoberfläche 14, kann jeweils eine Sensorvorrichtung 16 angeordnet sein. Für die Warnblinklichtanlage des Kraftfahrzeugs kann dazu auf der Bedienoberfläche 14 symbolisch ein Dreieck vorgesehen sein.
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Die Symbole auf der Bedienoberfläche 14 des Verkleidungselements 12 können ausgeleuchtet sein. Dazu können in dem Halteelement 20 oder dem Trägerelement 28 Aussparungen vorgesehen sein. Hinter, das heißt gegenüber, der Sensorvorrichtung 16 kann eine Leuchteinrichtung, beispielsweise eine LED, angeordnet sein.
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Drückt der Nutzer 18 nun beispielsweise mit seinem Finger auf das Dreieck, so kann sich durch die Betätigungskraft des Nutzers 18 dieser Bereich verformt und hierdurch die Betätigungskraft zumindest teilweise auf die Sensorvorrichtung 16 übertragen wird. Die von der Sensorvorrichtung 16 erfassten Sensorsignale können an eine Steuereinrichtung weitergeleitet werden, welche in Abhängigkeit von den Sensorsignalen beispielsweise eine Warnblinklichtanlage ansteuert oder aktiviert. Die Sensorvorrichtung 16 kann ferner dazu ausgelegt sein, in Abhängigkeit von einem Ort der Übertragung der Betätigungskraft Koordinaten des Bereichs zu signalisieren.
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In 2 ist schematisch eine weitere Ausführungsform der Bedienvorrichtung 10 in einem Querschnitt dargestellt. Der Unterschied zu der in 1 gezeigten Ausführungsform der Bedienvorrichtung 10 ist, dass als Halteelement 20 eine Klebeschicht vorgesehen ist, welche zwischen dem Verkleidungselement 12 und der Sensorvorrichtung 16 angeordnet ist. Ist beispielsweise zusätzlich zur Stabilisierung ein Trägerelement 28 vorgesehen, welches die Bedienvorrichtung 10 zusätzlich stützt, so kann zwischen dem Trägerelement 28 und dem Verkleidungselement 12 die Sensorvorrichtung 16 angeordnet sein. Ferner kann zwischen der Sensorvorrichtung 16 und dem Trägerelement 28 ebenfalls eine Klebeschicht vorgesehen sein.
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Insgesamt geht somit ein Bedienpanel im Sandwichaufbau zur Betätigungskraft-Auswertung hervor. Vorzugsweise ist die Oberfläche als Echtmetall- oder Echt-Holz-Oberfläche ausgebildet. Die Idee umfasst die Möglichkeit bei einem Bedienpanel (zum Beispiel Schalterleiste oder Lichtmodul) durch einen Sandwichaufbau direkt ein Panel zu erzeugen, welches eine sehr dünne Echtmetall- oder Echt-Holz-Oberfläche (Kunststoff oder Kunststofffolie) aufweisen kann, gut zu handlen ist (Transport und Weiterverarbeitung) und eine einfache Art der Auswertung der Betätigungskraft und Positionserkennung bietet. Besonders vorteilhaft ist dies bei einem Bedienteil mit mehreren Funktionen beziehungsweise Schaltflächen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012221361 A1 [0003]
- DE 19828978 A1 [0004]
