DE102015215862A1

DE102015215862A1 - Interieurteilsystem für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Interieurteil mit einem Oberflächenbereich, der ein, insbesondere kontextabhängig, veränderbares Bedienelement aufweist

Info

Publication number: DE102015215862A1
Application number: DE102015215862.4A
Authority: DE
Inventors: Gabriele Fruhmann; Cornelia Denk; Horst Klöden; Felix Klanner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2015-08-20
Filing date: 2015-08-20
Publication date: 2017-02-23

Abstract

Offenbart ist ein Interieurteilsystem (10) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend ein sich flächig erstreckendes Interieurteil (12) mit einer Basisschicht (16), die eine einem Benutzer zuwendbare erste Seite (16) aufweist, und eine 2-dimensionale Anordnung (20) von einer Mehrzahl von Formelementen (22), die zumindest in einem Teilabschnitt auf der ersten Seite (16) der Basisschicht (14) angeordnet sind, wobei jedes Formelement (22) einen vorbestimmten ersten Abschnitt (24), insbesondere einen distalen Endabschnitt (26), aufweist, dessen Abstand (2) zur Basisschicht (14) ansteuerbar veränderbar ist. Jedes Formelement (22) kann einen Abschnitt (28) aufweisen, der mit der Basisschicht (14) einen Winkel (30) ausbildet, der ansteuerbar veränderbar ist. Ferner kann jedes Formelement (22) aus einem, insbesondere reversiblen, 2-Wege-, Formgedächtnispolymer hergestellt sein.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Interieurteilsystem für ein Kraftfahrzeug. Das System umfasst ein Interieurteil mit einem Oberflächenteilbereich, der ein aus einer 2-dimensionalen Anordnung von hinsichtlich ihrer Positur ansteuerbar veränderbaren Formelementen dargestelltes Bedienelement aufweisen kann, dessen visuelles und haptisches Erscheinungsbild einstellbar ist.
Das Interieur eines Kraftfahrzeugs umfasst Interieurteile, wie etwa ein Armaturenbrett, eine Mittelkonsole, eine Türinnenverkleidung oder eine Dachinnenverkleidung, mit diesen Interieurteilen verbundene Bedienelemente, wie etwa Bedienknöpfe, Schieberegler, Tastaturen, foliierte Tastaturen oder Touchscreens, und Anzeigeelemente, wie etwa Displays, Kontrollleuchten oder eine Skalen- oder Ziffernanzeige eines Messgeräts.
Die visuelle Anmutung (oder das Erscheinungsbild) der Interieurteile, einschließlich das Aussehen von deren Oberflächen, und deren Haptik sind derzeit durch das Material, wie etwa Leder, Holz, Metall oder Kunststoff, aus dem die Oberfläche hergestellt ist, und durch die Endbearbeitung der Oberfläche dieses Materials bestimmt. Eine Endbearbeitung kann beispielsweise für Holz in der Form einer Glanzlackierung oder für Metall in der Form eines Bürstens oder eines Polierens ausgeführt werden. Die visuelle Anmutung dieses Interieurteils kann unter anderem hinsichtlich der Farbe und der Textur der Oberfläche und dadurch, ob die Oberfläche glänzt oder matt ist, charakterisiert werden. Die Haptik einer Oberfläche kann unter anderem hinsichtlich ihrer Härte oder Weichheit und ihrer Haftung mit der Oberfläche eines berührenden Gegenstands oder mit der Haut eines Benutzers charakterisiert werden.
Das Erscheinungsbild, einschließlich der visuellen Anmutung und der Haptik, eines herkömmlichen Bedienelements ist durch dessen Art, technische Umsetzung und/oder Design bestimmt, und umfasst beispielsweise die Abmessung, um die das Bedienelement aus der Oberfläche des Interieurteils herausragt, seine Abmessungen in der Richtung parallel zur Oberfläche des Interieurteils, seine Farbe, seinen farblichen Kontrast zur Farbe des umgebenden Abschnitts des Interieurteils und/oder seine Funktion, einschließlich etwa eine Funktion als Drehregler, Schieberegler, Drucktaste, Kipphebel oder Sensorbildschirm (touch screen).
Weil das Erscheinungsbild und die Haptik eines Bedienelements von den vorgenannten Parametern bestimmt ist, besteht ein Nachteil eines herkömmlichen Bedienelements darin, dass dessen Erscheinungsbild vor dessen Einbau in das, oder Zusammenbau mit dem, Interieurteil und vor dem Einbau des Interieurteils in das Kraftfahrzeug festgelegt und nach dem Einbau in das Kraftfahrzeug unveränderlich sind.
In modernen Kraftfahrzeugen gibt es verschiedene Fahrzustände, die sich durch ihren Automationsgrad unterscheiden. So sind einerseits ein herkömmlicher, im Wesentlichen vollständig von einem Benutzer gesteuerter Fahrzeugzustand und andererseits ein vollautomatischer Fahrzeugzustand bekannt, sowie dazwischen verschiedene teilweise automatisierte, sogenannte halbautomatisierte Fahrzustände. Für manche Oberflächenabschnitte von Interieurteilen und Bedienelementen ist es wünschenswert, dass deren Erscheinungsbild, einschließlich deren visuelle Anmutung, Haptik und/oder Funktion nicht – wie bisher – nach dem Einbau unveränderlich sind, sondern im Betrieb veränderbar sind, beispielsweise in Abhängigkeit vom Fahrzeugzustand des Kraftfahrzeugs gewählt oder eingestellt, werden können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Interieurteil für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, das ermöglicht, dass zumindest dessen Erscheinungsbild, welches durch das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Bedienelements, durch das Erscheinungsbild eines Bedienelements und/oder durch die Funktionalität eines Bedienelements in einem Teilabschnitt des Interieurteils geprägt ist, verändert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Interieurteilsystem mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.
Wie beansprucht, wird ein Interieurteilsystem für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt. Das Interieurteilsystem umfasst ein sich zumindest abschnittsweise flächig erstreckendes Interieurteil, das eine Basisschicht (oder Trägerschicht) mit einer einem Benutzer zuwendbaren ersten Seite aufweist.
Erfindungsgemäß umfasst das System eine 2-dimensionale Anordnung von einer Mehrzahl von Formelementen, die zumindest in einem Teilabschnitt auf der ersten Seite der Basisschicht angeordnet sind, wobei jedes Formelement einen vorbestimmten ersten Abschnitt aufweist, dessen Abstand zur Basisschicht ansteuerbar veränderbar ist.
Der vorbestimmte erste Abschnitt kann ein distaler Endabschnitt des Formelements sein.
Dadurch, dass der Abstand der vorbestimmten ersten Abschnitte von einer Mehrzahl von Formelementen zur Basisschicht veränderbar ist, ist das Erscheinungsbild des die Mehrzahl von Formelementen enthaltenden Teilabschnitts des Interieurteils veränderbar oder einstellbar, kann beispielsweise ein Bedienelement durch Hervortreten zum Erscheinen oder zum Verschwinden gebracht werden, und können das Erscheinungsbild oder die Funktionalität des Bedienelements verändert werden. Auch können die vorgenannten Eigenschaften dynamisch in Abhängigkeit von einem Fahrzeugzustand des Kraftfahrzeugs gewählt werden.
Die 2-dimensionale Anordnung der Formelemente kann hinsichtlich ihrer Verteilung über der Basisschicht unregelmäßig sein, d.h. die Formelemente können eine unregelmäßige, 2-dimensionale Anordnung aufweisen.
Alternativ dazu kann die 2-dimensionale Anordnung der Formelemente hinsichtlich ihrer Verteilung über der Basisschicht regelmäßig sein, d.h. die Formelemente können eine regelmäßige, 2-dimensionale Anordnung ausbilden.
Das Interieurteilsystem kann Mittel zum Detektieren einer Annäherung von, oder einer Berührung durch, eine Aktuatoreinrichtung oder einen Körperteil eines Benutzers auf zumindest einem Teil der in dem Teilabschnitt angeordneten Formelemente aufweisen. Derartige Mittel werden hierin kurz Detektiermittel genannt. Das Vorsehen der Detektiermittel ermöglicht, dass der Teilabschnitt des Interieurteils, der die Mehrzahl der veränderbaren Formelemente aufweist, eine Funktion eines durch Berührung oder Annäherung betätigbares Bedienelements annehmen kann.
Die Detektiermittel können in Abhängigkeit von einem Fahrzeugzustand aktivierbar sein, beispielsweise ein- oder ausgeschaltet und/oder hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit verändert werden. Alternativ oder zusätzlich können die Detektiermittel einen Annäherungsensor oder einen Drucksensor, beispielsweise einen kapazitiven Drucksensor, umfassen. Noch alternativ oder zusätzlich kann die Aktuatoreinrichtung einen in einer Hand eines Benutzers haltbaren Stift umfassen, wie etwa ein Stift, wie er beim Bedienen von Minicomputern oder elektronischen Organizern verwendet wird, oder die Aktuatoreinrichtung kann ein Körperteil, wie etwa ein Finger oder ein Handballen eines Benutzers, sein.
In einer ersten Ausführungsform kann jedes Formelement einen Abschnitt aufweisen, der mit der Basisschicht einen Winkel ausbildet und an dessen distalem Ende der erste Abschnitt des Formelements angeordnet ist. Dabei kann der Winkel des Abschnitts (und mithin auch ein Winkel des Formelements) in Bezug zur Basisschicht, ansteuerbar veränderbar sein.
In einer zweiten Ausführungsform kann jedes Formelement einen Abschnitt aufweisen, der eine Biegung hat und an dessen distalem Ende der erste Abschnitt des Formelements angeordnet ist. Dabei kann die Biegung des Abschnitts (und mithin auch der Abstand des ersten Abschnitts zur Basisschicht) ansteuerbar veränderbar sein.
In einer dritten Ausführungsform kann jedes Formelement einen Abschnitt aufweisen, der eine Erstreckungslänge hat und an dessen distalem Ende der erste Abschnitt des Formelements angeordnet ist. Dabei kann die Erstreckungslänge des Abschnitts ansteuerbar veränderbar sein.
In einer vierten Ausführungsform kann jedes Formelement in der Basisschicht an einer Verankerungsposition derart verschwenkbar gelagert oder verankert sein, dass das Formelement an der ersten Seite oder an einer der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite der Basisschicht einen ersten oder zweiten mechanischen Hebelarm, respektive, ausbildet. In dieser Ausführungsform weist das Interieurteilsystem ferner mechanische Aktuatormittel auf, die auf der ersten oder auf der zweiten Seite der Basisschicht, respektive, angeordnet sind und die dazu ausgebildet sind, an distalen Endabschnitten der ersten oder der zweiten mechanischen Hebelarme, respektive, von einer Mehrzahl von Formelementen anzugreifen und die distalen Endabschnitte der Hebelarme in lateraler Richtung um eine Distanz in Bezug zu der Verankerungsposition ansteuerbar zu verschieben. Somit kann jedes von den Aktuatormitteln angegriffene Formelement in Bezug zu der Basisschicht um einen von der Distanz der lateral gerichteten Verschiebung des Aktuatormittels abhängigen Schwenkwinkel verschwenkt werden, und entsprechend kann auch der Anstellwinkel dieses Formelements in Bezug zur Basisschicht verändert werden. In dieser vierten Ausführungsform kann das Formelement im Wesentlichen starr sein.
In der hiervor beschriebenen, ersten bis vierten Ausführungsform besteht eine Gemeinsamkeit darin, dass letztlich der Abstand des vorbestimmten ersten Abschnitts des veränderbaren Formelements zur Basisschicht veränderbar ist, und zwar für eine Mehrzahl von Formelementen. Die Mehrzahl dieser Formelemente kann mithin ein durch das Erscheinungsbild erkennbares, oder ein im Erscheinungsbild und/oder der Funktion veränderbares, Bedienelement ausbilden.
Das Interieurteilsystem kann ferner eine Abdeckschicht aufweisen, die über der Formelementanordnung angeordnet ist. Die Abdeckschicht kann dabei auch angrenzend an die Formelemente angeordnet sein. Die Abdeckschicht ist derart mit der Anordnung der Formelemente mechanisch gekoppelt, dass ein lokaler Abstand der Abdeckschicht zur Basisschicht gleichförmig mit einem Abstand eines ersten Abschnitts eines lokal vorhandenen Formelements zur Basisschicht, insbesondere gleichförmig mit den Abständen der ersten Abschnitte der Mehrzahl der lokal in der Formelementanordnung vorhandenen Formelemente, veränderbar ist. Die Abdeckschicht kann die Mehrzahl der Formelemente der Formelementanordnung überdecken, und sie kann eine Funktion einer Schutzschicht und/oder eine Funktion einer Druckverteilungsschicht ausüben.
Jedes Formelement kann aus einem Formgedächtnispolymer (shape memory polymer, SMP) hergestellt sein. Formgedächtnispolymere werden in der Kraftfahrzeugtechnik der Klasse der sogenannten Smart Materials zugeordnet. Das Formgedächtnispolymer kann insbesondere ein reversibles, 2-Wege-Formgedächtnispolymer (reversible two-way SMP) sein, bei dem die Form des Materials bei einem durch eine externe Stimulierung induzierten Phasenübergang zwischen einer ersten Form (Grundform) und einer zweiten Form (eingeprägte Form) reversibel verändert werden kann.
Die aus dem Formgedächtnispolymer ausgebildete Formelementanordnung kann als eine Folie (Smart Material Folie) ausgebildet sein.
Das Interieurteilsystem kann ferner Mittel zum Einwirken auf und/oder Verändern von mindestens einer physikalischen Eigenschaft der Formelemente aufweisen. Derartige Mittel werden hierin kurz als Einwirkmittel bezeichnet.
Die Einwirkmittel können dazu ausgebildet sein, die Formen der Formelemente durch eine Einwirkung auf, oder eine Veränderung von, einer Stimulierung oder von mehreren Stimulierungen des Formgedächtnispolymers zu verändern, wobei eine Stimulierung eine(s) der folgenden ist: eine Temperaturveränderung, ein Einwirken von Elektrizität, wie etwa einen Durchfluss eines elektrischen Stroms oder ein Anlegen eines elektrischen Feldes, eine Einstrahlung von Licht oder UV-Licht, ein Anlegen eines magnetischen Feldes, ein Einwirken eines chemischen Potentials, eine mechanische Einwirkung, einen Kontakt mit Wasser, einen Kontakt mit einem Lösungsmittel an dem Formgedächtnispolymer, oder eine Kombination aus diesen.
In bevorzugten Ausführungsformen umfassen die Einwirkmittel eine Anordnung von einem oder mehreren sich flächig erstreckenden Einwirkmitteln. Ein Einwirkmittel kann, je nach der dem Formgedächtnispolymer zugeordneten Stimulierung, eines oder mehrere der folgenden sein: ein Heizelement, ein Kühlelement, ein Heiz- und/oder Kühlelement, eine UV-Lichtquelle, einen UV-Lichtleiter oder ein Piezoelement.
Die Einwirkmittel können zumindest in dem Teilabschnitt der Formelementanordnung auf einer Seite oder beiden Seiten der Basisschicht angeordnet sein. In einer Ausgestaltung können die Einwirkmittel zumindest in dem Teilabschnitt auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite der Basisschicht angeordnet sein. In dieser Ausgestaltung beeinflussen oder beeinträchtigen die Einwirkmittel nicht die auf der ersten Seite wahrnehmbare visuelle Anmutung des Interieurteils bzw. die Formen der auf der ersten Seite angeordneten Formelemente. In einer alternativen Ausgestaltung können die Einwirkmittel auf der einem Benutzer zuwendbaren, ersten Seite der Basisschicht angeordnet sind. In der alternativen Ausgestaltung können die Einwirkmittel für Licht, insbesondere für sichtbares Licht, transparent sein. Dies, damit die Einwirkmittel die auf der ersten Seite wahrnehmbare visuelle Anmutung des Interieurteils möglichst wenig bzw. nicht visuell wahrnehmbar beeinflussen.
Die externe Stimulierungsgröße, die den Phasenübergang herbeiführt, ist vorzugsweise die Temperatur. Der Phasenübergang zwischen der ersten und der zweiten Form kann bei einer Umwandlungstemperatur vonstattengehen, die im Bereich von +0°C bis 80°C, bevorzugt von +10°C bis 70°C, mehr bevorzugt von +15°C bis 60°C und noch mehr bevorzugt von +15°C bis 50°C ist. Diese Ausgestaltungen ermöglichen, dass die Formelemente ihre Form und insbesondere den Abstand ihres ersten Abschnitts zur Basisschicht, mithin ihr Erscheinungsbild einschließlich ihrer visuellen Anmutung und Haptik, reversibel zwischen zwei Ausprägungen (hin und her) wechseln kann, wobei ein Wechsel insbesondere über eine Temperaturänderung der Elementenanordnung induziert werden kann.
In den vorgenannten Ausgestaltungen sind die Einwirkmittel Temperaturveränderungsmittel. Diese können eine Anordnung von einem oder mehreren sich flächig erstreckenden Heiz- und/oder Kühlelementen aufweisen, wobei die Anordnung zumindest in dem Teilabschnitt angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, die Temperatur der Formelemente im Bereich der Umwandlungstemperatur des Formgedächtnispolymers zu verändern. Derartige Temperaturveränderungsmittel können als Heizfolie, als Kühlfolie oder als Heiz- und/oder Kühlfolie, ausgebildet sein.
Die Temperaturveränderungsmittel können dazu ausgebildet sein, die Temperatur der Formelemente im Umwandlungstemperaturbereich des Formgedächtnispolymers zu verändern. Derartige Temperaturveränderungsmittel können mit einer die Elementenanordnung ausbildenden Smart Material Folie, insbesondere flächig, verbunden sein. Dieser Folienverbund kann gesondert hergestellt werden und in einem gesonderten weiteren Herstellungsschritt mit der Basisschicht des Interieurteils verbunden werden. Dabei oder anschließend kann die Basisschicht in der für die vorbestimmte Verwendung im Fahrzeuginterieur vorgesehenen, äußeren Form ausgeformt werden.
Unter den oben genannten, möglichen Stimulierungen zum Bewirken des Phasenübergangs eines Formgedächtnispolymers ist die Temperatur bei der erfindungsgemäßen Verwendung des Formgedächtnispolymers in der Kraftfahrzeugtechnik eine besonders zweckmäßige, einfach handzuhabende und zu implementierende Stimulierungsform.
Wie oben bereits angedeutet, kann alternativ oder zusätzlich zu einer Temperaturveränderung als die einen Phasenübergang des Formgedächtnispolymers induzierende, externe Stimulierung (oder Stimulus) auch eine Stimulierung sein, die durch Einwirken von Elektrizität, insbesondere durch einen Durchfluss eines elektrischen Stroms oder ein Anlegen eines elektrischen Feldes, durch Einstrahlung von Licht oder UV-Licht, durch Anlegen eines magnetischen Feldes, durch Einwirken eines chemischen Potentials, durch eine mechanische Einwirkung, durch einen Kontakt mit Wasser, durch einen Kontakt mit einem Lösungsmittel, oder durch irgendeine Kombination von zwei oder mehreren Stimulierungen aus den vorgenannten, wirkt. Derartige Ausgestaltungen des Formgedächtnispolymers ermöglichen, dass alternativ oder zusätzlich zur Temperatur auch durch die hiervor beispielhaft genannten anderen Stimulierungen Änderungen der Formen der Formelemente, und darüber gegebenenfalls Änderungen der visuellen Anmutung der Elementenanordnung, bewirkt werden können.
Allgemein sind Eigenschaften, Herstellungsmöglichkeiten und Anwendungsgebiete von Formgedächtnispolymeren beispielsweise in dem Artikel von Jinsong Leng et al., „Shape-memory polymers and their composites: Stimulus methods and applications", („Formgedächtnispolymere und ihre Verbundstoffe: Stimulierungsverfahren und Anwendungen"), Progress in Material Science 56 (2011), Seiten 1077–1135, und in dem Artikel von L. Sun et al., „Stimulus-responsive shape memory materials: A review", (Auf Stimulierung reagierende Formgedächtnismaterialien: Ein Überblick), Materials and Design 33 (2012), Seiten 577–640, beschrieben. Die beiden vorgenannten Artikel werden hierin in ihren Gesamtheiten durch Verweis aufgenommen.
Das Interieurteilsystem kann ferner eine Übertragungseinrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, eine räumliche Verteilung, wie etwa ein 2-dimensionales Bild, von Licht, insbesondere Licht mit einer oder mehreren Wellenlänge im Spektrum von sichtbarem Licht, auf, hinter oder in zumindest einen Teilabschnitt der Anordnung der Formelemente zu übertragen. Mittels einer derartigen Übertragungseinrichtung kann die visuelle Erscheinung oder Anmutung des mit der Lichtverteilung bestrahlten Teilabschnitts verändert, insbesondere ansteuerbar verändert, werden.
In einer Ausführungsform kann die Übertragungseinrichtung dazu ausgebildet sein, die räumliche Lichtverteilung in Abhängigkeit von einem Fahrzeugzustand zu verändern und/oder einzustellen.
In dieser oder anderen Ausführungsformen kann die räumliche Lichtverteilung zumindest hinsichtlich eines Merkmals derselben veränderbar sein. Dabei kann das Merkmal zumindest eines oder eine Kombination der folgenden umfassen: die Wellenlänge des Lichts, die räumliche Verteilung der Intensität des übertragenen Lichts oder ein durch die räumliche Verteilung der Intensität dargestelltes, 2-dimensionales Bildmotiv.
In diesen oder anderen Ausführungsformen kann der Fahrzeugzustand durch einen Automationsgrad des Fahrzeugzustands des Kraftfahrzeugs gekennzeichnet sein. Insbesondere kann der Fahrzeugzustand zumindest einen der folgenden umfassen: einen im Wesentlichen vollständig von einem Benutzer gesteuerten Fahrzeugzustand, einen teilweise automatisierten Fahrzeugzustand oder einen vollständig automatisierten Fahrzeugzustand.
In einer Ausführungsform weist die Übertragungseinrichtung eine Auflichtprojektionseinrichtung auf. Die Auflichtprojektionseinrichtung ist dazu ausgebildet, die räumliche Verteilung von Licht in einer Auflichtprojektion auf, hinter oder in die Anordnung der Formelemente zu projizieren.
In einer dazu alternativen Ausführungsform weist die Übertragungseinrichtung eine Bildhintergrundbeleuchtungseinrichtung auf. Die Bildhintergrundbeleuchtungseinrichtung kann in zumindest dem Teilabschnitt auf einer der ersten Seite gegenüber liegenden Seite der Basisschicht angeordnet sein. Ferner kann sie dazu ausgebildet sein, die räumliche Lichtverteilung in dem Teilabschnitt zu erzeugen und als Hintergrundbeleuchtung in Richtung zur ersten Seite durch die Anordnung der Formelemente hindurch abzustrahlen.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung mit Verweis auf die beigefügten Zeichnungen in Einzelheiten beschrieben. Dabei zeigt:
1a eine perspektivische Ansicht auf einen Teilabschnitt von einer Anordnung von einer Mehrzahl von auf einer Basisschicht angeordneten Formelementen eines erfindungsgemäßen Interieurteilsystems, wobei die Formelemente einen relativ kleinen Winkel mit der Basisschicht bilden, so dass die Abstände der distal an den Formelementen angeordneten, ersten vorbestimmten Abschnitte zur Basisschicht relativ klein sind,
1b einen in 1a angedeuteten, vergrößerten Ausschnitt der 1a, der ein einzelnes Formelement mit dem in 1a gezeigten Zustand zeigt,
1c eine perspektivische Ansicht, ähnlich wie 1a, auf einen Teilabschnitt von einer Anordnung von einer Mehrzahl von auf einer Basisschicht angeordneten Formelementen eines Interieurteilsystems, gemäß der in 1a gezeigten Ausführungsform, wobei die Formelemente einen relativ großen Winkel mit der Basisschicht bilden, so dass die Abstände der distal an den Formelementen angeordneten, ersten vorbestimmten Abschnitte zur Basisschicht relativ groß sind,
1d einen in 1c angedeuteten, vergrößerten Ausschnitt der 1c, der ein einzelnes Formelement mit dem in 1c gezeigten Zustand zeigt,
2 eine schematische Querschnittansicht eines erfindungsgemäßen Interieurteilsystems mit einem Abschnitt eines Interieurteils, der einen ersten Teilabschnitt mit einer Anordnung von einer Mehrzahl von auf einer Basisschicht angeordneten Formelementen in einem ersten, relativ verlängerten Zustand und einen zweiten Teilabschnitt der Anordnung von Formelementen in einem zweiten, relativ verkürzten Zustand aufweist,
3 eine schematische Querschnittansicht eines erfindungsgemäßen Interieurteilsystems, ähnlich wie 2, mit einem Abschnitt eines Interieurteils, das einen ersten Teilabschnitt mit einer Anordnung von einer Mehrzahl von auf einer Basisschicht angeordneten Formelementen in einem ersten, relativ verlängerten Zustand und einen zweiten Teilabschnitt der Anordnung mit Formelementen in einem zweiten, relativ verkürzten Zustand aufweist,
4 eine schematische Aufsicht auf den ersten und den zweiten Teilabschnitt des Interieurteils aus der 2 oder des Interieurteils aus der 3,
5 eine schematische, perspektivische Ansicht von einem Abschnitt eines erfindungsgemäßen Interieurteils, das einen ersten Teilabschnitt mit einer Anordnung von einer Mehrzahl von auf einer Basisschicht angeordneten Formelementen in einem ersten, relativ verlängerten Zustand und einen zweiten Teilabschnitt mit Formelementen in einem zweiten, relativ verkürzten Zustand aufweist,
6 eine schematische, perspektivische Ansicht von einem Abschnitt eines erfindungsgemäßen Interieurteils, das einen ersten Teilabschnitt mit einer Anordnung von einer Mehrzahl von auf einer Basisschicht angeordneten Formelementen in einem ersten, relativ wenig gebogenen Zustand und einen zweiten Teilabschnitt mit Formelementen in einem zweiten, relativ stärker gebogenen Zustand aufweist,
7 eine schematische Querschnittansicht von einem Abschnitt eines erfindungsgemäßen Interieurteils, das einen Teilabschnitt mit einer Anordnung von einer Mehrzahl von auf einer Basisschicht angeordneten Formelementen in einem in Bezug auf die Basisschicht einen Winkel ausbildenden Zustand und Aktuatormittel aufweist,
8 eine schematische Querschnittansicht eines erfindungsgemäßen Interieurteilsystems, das ein Interieurteil mit mehreren kontextabhängig ausgebildeten Bedienelementen und eine als Projektionseinrichtung für die Auflichtprojektion einer Lichtverteilung auf das Interieurteil ausgebildete Übertragungseinrichtung aufweist, und
9 eine schematische Querschnittansicht eines erfindungsgemäßen Interieurteilsystems, das ein Interieurteil mit mehreren, kontextabhängig ausgebildeten Bedienelementen und eine als Projektionseinrichtung für die Bildhintergrundprojektion einer Lichtverteilung auf das Interieurteil ausgebildete Übertragungseinrichtung aufweist.
Die 1a bis 1d zeigen eine Ausführungsform einer 2-dimensionalen Anordnung 20 von einer Mehrzahl von Formelementen 22 gemäß der Erfindung. Die Formelemente 22 sind auf einer ersten Seite 16 einer Basisschicht 14 angeordnet. Die 2-dimensionale Anordnung 20 der Formelemente 22 ist dieser Ausführungsform hinsichtlich ihrer Verteilung über der Basisschicht 14 unregelmäßig.
Die 1a bis 1d sind schematische Wiedergaben von mit einem Rasterelektronenmikroskop gemachten Bildaufnahmen von Formgedächtnispolymeren (SMP) auf Polyurethan(PU)-Basis, die in dem eingangs erwähnten Artikel von Jinsong Leng et al. enthalten sind. In diesem Artikel ist auch die Herstellung der in den 1a bis 1d gezeigten Polyurethan-Formgedächtnispolymer-Einrichtung beschrieben, siehe die 52 dieses Artikels. Die Basisschicht 14 wurde aus einem polyurethanbasierten Formgedächtnispolymer mit einer Dotierung von 2 vol% Nickel (PU SMP/Ni) hSergestellt. Anschließend wurden auf der Basisschicht 14 vertikal herausragende PU SMP/Ni Ketten erzeugt, indem an deren erster (in den 1a bis 1d oberer) Seite 16 während des Aushärtens der SMP/Ni-Mischung ein vertikales magnetisches Feld angelegt wurde.
Die 1a und 1b zeigen die Morphologie der Anordnung 20 mit abgeflachten, d.h. einen relativ kleinen Winkel 32 mit der Basisschicht 16 bildenden, PU SMP/Ni Ketten (Formelemente 22). Im Gegensatz dazu zeigen die 1c und 1d die Morphologie der Anordnung 20 mit weiter aufgerichteten, d.h. einen relativ großen Winkel 32 mit der Basisschicht 16 bildenden, PU SMPNi Ketten (Formelemente 22), so wie diese sich nach einem anschließenden Erwärmen zur Formänderung bzw. Formwiederherstellung (shape recovery) zeigen. Das PU SMP/Ni Formgedächtnispolymer hat die Temperatur und/oder auch die Feuchtigkeit der Umgebung als externe Stimulierung. Das PU SMP/Ni Formgedächtnispolymer kann durch Verändern der Temperatur und/oder der Umgebungsfeuchtigkeit von seinem einen, ursprünglichen, ersten Zustand (siehe 1a und 1b) in einen erinnerten bzw. vorgeformten, zweiten Zustand (siehe 1c und 1d) und auch wieder zurück in den wiederhergestellten, d.h. den ersten Zustand (siehe 1a und 1b) überführt werden.
Jedes der in den 1a bis 1d gezeigten Formelemente 22 ist auf der ersten Seite 16 der Basisschicht angeordnet und hat einen vorbestimmten ersten Abschnitt 24, der in dieser Ausführungsform der distale Endabschnitt 26 des Formelements 22 ist. Jedes der Formelemente 22 ist aus PU SMP/Ni hergestellt, d.h. einem bekannten Formgedächtnispolymer, das wegen der Überführbarkeit von seinem ersten Zustand (mit einer Form gemäß der 1a und 1b) in seinen zweiten Zustand (mit einer Form gemäß der 1c und 1d) und zurück ein sogenanntes reversibles, 2-Wege-Formgedächtnispolymer ist. Weil jedes Formelement 22 wie beschrieben aus einem Formgedächtnispolymer hergestellt ist, ist die äußere Form des Formelements 22, in der Ausführungsform der 1a bis 1d insbesondere der Winkel 32 des Formelements 22 in Bezug auf die Basisschicht 14, und mithin der Abstand 28 eines vorbestimmten ersten Abschnitts 24 (hier der distale Endabschnitt 26) des Formelements 22 zur Basisschicht 14 veränderbar, und zwar ansteuerbar veränderbar durch Verändern der die Stimulierung des Formgedächtnispolymers ausbildenden physikalischen Größe (hier die Temperatur und/oder die Feuchtigkeit).
In den 1a und 1b sind die Formelemente 22 in einem ersten Zustand, in dem die Formelemente 22 einen relativ kleinen Winkel 32 mit der Basisschicht 14 bilden, so dass Abstände 28 (siehe 1b) von distal an den Formelementen 22 angeordneten, ersten vorbestimmten Abschnitten 24 zur Basisschicht 14 relativ klein sind. Im Gegensatz dazu sind die Formelemente 22 in den 1c und 1d in einem zweiten Zustand, in dem die Formelemente 22 einen relativ großen Winkel 32 mit der Basisschicht 14 bilden, so dass die Abstände 28 (siehe 1d) der distal an den Formelementen 22 angeordneten, ersten vorbestimmten Abschnitten 24 zur Basisschicht 14 relativ groß sind.
Die anhand der 1a bis 1d beschriebene, ansteuerbare Veränderbarkeit des Zustands bzw. der äußeren Form der Formelemente 22 in einer Anordnung 20 von einer Mehrzahl von Formelementen 22 wird erfindungsgemäß in einem Interieurteilsystem 10 dazu verwendet, auf einem Interieurteil 12 für ein Kraftfahrzeug ein Bedienelement erscheinen und verschwinden zu lassen. Dies kann insbesondere in Abhängigkeit von einem äußeren Kontext geschehen, wobei das Bedienelement wie etwa einem Fahrzeugzustand, visuell und haptisch wahrnehmbar hervortreten und wieder verschwinden gelassen werden kann.
Die 2 bis 4 zeigen in schematischer Form weitere Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Interieurteilsystemen 10 für ein Kraftfahrzeug. In diesen Ausführungsformen umfassen die Interieurteilsysteme 10 als gemeinsame Merkmale jeweils ein auf einem Interieurteil 12 angeordnetes Bedienelement (nicht bezeichnet), das in der Form einer 2-dimensionalen Anordnung 20 von auf einer Basisschicht 14 angeordneten Formelementen 22 ausgebildet ist, wobei in einem Teilabschnitt der Formelementanordnung 20 die Abstände 28 von ersten Abschnitten 24 der Formelemente 22 zur Basisschicht 14 ansteuerbar veränderbar sind. Im Gegensatz zu der in den 1a bis 1d gezeigten Ausführungsform ist in den in 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen die 2-dimensionale Anordnung 20 der Formelemente 22 hinsichtlich ihrer Verteilung über der Basisschicht 14 jeweils regelmäßig; mit anderen Worten, die Formelemente 22 bilden eine regelmäßige, 2-dimensionale Anordnung 20.
Die in den 2 bis 4 gezeigten Interieurteilsysteme 10 umfassen, als weitere gemeinsame Merkmale, ein sich zumindest abschnittsweise flächig erstreckendes Interieurteil 12, das folgendes aufweist: eine Basisschicht 14 mit einer (in den 2 und 3 oberen) ersten Seite 16 und einer (in den 2 und 3 unteren) zweiten Seite 18; eine 2-dimensionale Anordnung 20 von einer Mehrzahl von Formelementen 22, die zumindest in einem Teilabschnitt auf der ersten Seite 16 der Basisschicht 14 angeordnet sind; eine Abdeckschicht 48, die über der Formelementanordnung 20 angeordnet ist und diese überdeckt; Mittel 74 zum Detektieren einer Annäherung von, oder einer Berührung durch, eine Aktuatoreinrichtung oder einen Körperteil eines Benutzers auf zumindest einem Teil der in dem Teilbereich angeordneten Formelemente 22 (d.h. Detektiermittel 74); und Mittel 52 zum Einwirken auf und/oder Verändern von mindestens einer physikalischen Eigenschaft der Formelemente 22 (d.h. Einwirkmittel 52).
Erfindungsgemäße Interieurteilsysteme 10 können ferner jeweils eine Übertragungseinrichtung 56 umfassen, die in den 2 bis 4 nicht gezeigt ist, die jedoch in den 8 und 9 gezeigt ist und bezüglich dieser unten beschrieben wird. Eine Übertragungseinrichtung 56 ist allgemein dazu ausgebildet, eine räumliche Verteilung 58 (siehe 8), wie etwa ein 2-dimensionales Bild, von Licht, insbesondere Licht mit einer oder mehreren Wellenlänge im Spektrum von sichtbarem Licht, auf, hinter oder in zumindest einen Teilabschnitt der Anordnung 20 der Formelemente 22 zu übertragen.
Erfindungsgemäße Interieurteilsysteme 10 können ferner jeweils eine Steuereinrichtung 80 sowie einen Leitungsbus 82 und mit diesem Leitungsbus 82 elektrisch verbundene Steuer- und Versorgungsleitungen (nicht bezeichnet, jedoch in den 2, 3, 8 und 9 gezeigt) für jede von den Einwirkmitteln 52, den Detektiermitteln 74 und der Übertragungseinrichtung 56 umfassen. Eine Steuereinrichtung 80 ist als solche dazu ausgebildet, die Funktionen der Einwirkmittel 52, der Detektiermittel 74 und der Übertragungseinrichtung 56 anzusteuern, einzustellen, auszulesen und/oder zu überwachen.
Jedes in den 1 bis 3 und 5 bis 9 gezeigte Formelement 22 ist aus einem Formgedächtnispolymer hergestellt, und zwar aus einem reversiblen 2-Wege-Formgedächtnispolymer, so dass dieses zwischen seinem ursprünglichen (ersten) Zustand und seinem erinnerten bzw. vorgeformten (zweiten) Zustand durch Verändern der Stimulierung hin und her verändert werden kann. Es sind Formgedächtnispolymere mit vielfältigen externen Stimulierungen bekannt und in einem erfindungsgemäßen Interieurteilsystem 10 einsetzbar, wobei eine Stimulierung durch Verändern der Temperatur, durch Einwirken von Elektrizität, insbesondere durch einen Durchfluss eines elektrischen Stroms oder ein Anlegen eines elektrischen Feldes, durch Einstrahlung von Licht oder UV-Licht, durch Anlegen eines magnetischen Feldes, durch Einwirken eines chemischen Potentials, durch eine mechanische Einwirkung, durch einen Kontakt mit Wasser, durch einen Kontakt mit einem Lösungsmittel, oder eine Kombination aus diesen erfolgen kann. Jedoch wird in einem erfindungsgemäßen Interieurteil 12 mit Vorteil ein Formgedächtnispolymer eingesetzt, bei dem die die externe Stimulierung darstellende, physikalische Eigenschaft die Temperatur ist. Dies, weil die Temperatur in einem Kraftfahrzeug besonders leicht verändert bzw. auf zwei verschiedene, diskrete Werte eingestellt werden kann, wobei der eine Wert unter und der andere Wert über der Umwandlungstemperatur des Formgedächtnispolymers liegt. Das über die Temperatur stimulierbare Formgedächtnispolymer hat eine Umwandlungstemperatur im Bereich von +0°C bis 80°C, bevorzugt im Bereich von +10°C bis 70°C, mehr bevorzugt im Bereich von +15°C bis 60°C und noch mehr bevorzugt im Bereich von +15°C bis 50°C.
Demgemäß sind die in den 2, 3, 8 und 9 gezeigten Einwirkmittel 52 Temperaturveränderungsmittel, die dazu ausgebildet sind, die Temperatur der Formelemente 22 im Bereich der Umwandlungstemperatur des Formgedächtnispolymers, dessen Stimulus die Temperatur ist, zu verändern. Die Temperaturveränderungsmittel umfassen eine Anordnung von einem oder mehreren sich flächig erstreckenden Heiz- und/oder Kühlelementen 54, die in dem Teilabschnitt der Basisschicht 14 angeordnet sind, in dem auch auf der ersten Seite 16 der Basisschicht die Anordnung 20 der Formelemente 22 angeordnet sind. Jedoch sind Heiz- und/oder Kühlelemente 54 auf der der ersten Seite 16 gegenüberliegenden (in den 2, 3, 8 und 9 unteren), zweiten Seite 18 der Basisschicht 14 angeordnet. Die Temperaturveränderungsmittel (Heiz- und/oder Kühlelemente 54) sind jeweils über ein Paar von Versorgungsleitungen, die der Versorgung mit, bzw. Zufuhr von, elektrischem Heiz- oder Kühlstrom dienen, mit dem Leitungsbus 82 und über diesen mit der Steuereinrichtung 80 elektrisch verbunden. Somit kann über die Steuereinrichtung 80 die Temperatur der Heiz- und/oder Kühlelemente 54, mithin die Temperatur der dazu benachbart angeordneten Formelemente 22 und also der Formzustand des Formgedächtnispolymers, d.h. die äußere Form der Formelemente 22, die in einem Bereich benachbart zu den Heiz- und/oder Kühlelementen 54 angeordnet sind, gesteuert (oder eingestellt) werden.
Für das Formgedächtnispolymer, das in den in den 2, 3, 8 und 9 gezeigten Ausführungsformen eines Interieurteilsystems 10 verwendet wird, ist die ursprüngliche Form der Formteile 22 ein Zustand bei einer Temperatur unterhalb der Umwandlungstemperatur, und zwar ein Zustand, bei dem der Abstand des ersten Abschnitts 24 der Formelemente 22 zu der Basisschicht 14 relativ klein ist. Dies betrifft die Formelemente 22, die in Bereichen der ersten (in den 2 und 3 oberen Seite 16 der Basisschicht 14 angeordnet sind, die nicht benachbart zu den Temperaturveränderungsmitteln (z.B. den Heiz- und/oder Kühlelementen) sind. Mit anderen Worten betrifft dies die Formelemente 22, die in den 2 und 3 in den beiden äußeren (linken und rechten) Bereichen der Basisschicht 14 und in der 4 außerhalb des dort kreisförmig gezeigten Übergangsbereichs 51 angeordnet sind. In diesen Bereichen der Basisschicht ist auch der lokale Abstand 50 der über diesen Formelementen 22 angeordneten Abdeckschicht 48 zu der Basisschicht 14 relativ klein.
Im Gegensatz dazu ist für das in den Ausführungsformen der 2, 3, 8 und 9 verwendete Formgedächtnispolymer die erinnerte bzw. vorgeformte Form der Formteile 22 ein Zustand bei einer Temperatur oberhalb der Umwandlungstemperatur, und zwar ein Zustand, bei dem der Abstand des ersten Abschnitts 24 der Formelemente 22 zu der Basisschicht 14 relativ groß ist. Dies betrifft die Formelemente 22, die in Bereichen angeordnet sind, die benachbart zu den Temperaturveränderungsmitteln (Heiz- und/oder Kühlelemente 54) angeordnet sind. Mit anderen Worten betrifft dies die Formelemente 22, die in den 2 und 3 in einem mittleren Bereich der Basisschicht 14 und in der 4 innerhalb des dort kreisförmig gezeigten Übergangsbereichs 51 angeordnet sind. In diesem Bereich der Basisschicht ist der lokale Abstand 50 der Abdeckschicht 48, die über diesen Formelementen 22 angeordnet sind, zu der Basisschicht 14 relativ groß. Von einer einem Benutzer zugewandten Seite, d.h. von der Seite, auf der die Abdeckschicht 48 angeordnet ist, springt die dem Benutzer zugewandte Oberfläche der Abdeckschicht 48 in dem Bereich der Basisschicht 14, die gegenüberliegend zu den Temperaturveränderungsmitteln (Heizelementen 54) angeordnet sind, hervor. Dieser (in den 2, 3, 8 und 9 nach oben) hervorspringende Bereich der Abdeckschicht 48 kann von einem Benutzer als ein Bedienelement, wie etwa ein Druckknopf, visuell und haptisch wahrgenommen werden.
Die 4 zeigt eine Aufsicht von oben auf das in 2 und 3 gezeigte Interieurteil 12 des Interieurteilsystems 10, und zwar einen Blick auf die einem Benutzer zugewandte Oberfläche der Abdeckschicht 48. Die 4 zeigt einen inneren und einen äußeren Kreis. Der innere Kreis entspricht dem (in den 2 und 3 von oben sichtbaren) Umriss der Temperaturveränderungsmittel (Heizelement 54) und dem Bereich, der diejenigen Formelemente 22 enthält, die eine Temperatur oberhalb der Umwandlungstemperatur aufweisen und demgemäß in ihrem erinnerten bzw. vorgeformten Zustand sind. Das heißt, der innere Kreis in 4 markiert den äußeren Umriss eines hervorspringen Bereichs der Abdeckschicht 48. Der äußere Kreis entspricht der (in den 2 und 3 von oben sichtbaren) inneren Begrenzung des Bereichs, der die Formelemente 22 enthält, die eine Temperatur unterhalb der Umwandlungstemperatur aufweisen und die demgemäß in ihrem ursprünglichen Zustand sind. Das heißt, der Bereich außerhalb des äußeren Kreises in 4 enthält den nicht hervorspringen Bereich der Abdeckschicht 48. Der kreisförmige Bereich 51 zwischen dem inneren und dem äußeren Kreis ist ein Übergangsbereich 51, in dem die Form der Formelemente 22 bzw. der lokale Abstand 50 der Abdeckschicht 48 zu der Basisschicht 14 von der Form bzw. dem Abstand außerhalb des äußeren Kreises in 4 in die Form bzw. den Abstand innerhalb des inneren Kreises in 4 übergeht. Dieser Übergangsbereich 51 ist mittels der in den Figuren angebrachten, vertikalen gestrichelten Linien, die sich aus der 4 über die 3 bis in die 2 erstrecken, auch in den 2 und 3 markiert und bezeichnet.
Die Abdeckschicht 48 überdeckt die Anordnung 20 der Formelelemente 22 und dient zu deren Schutz, insbesondere als ein Schutz vor Verschmutzung und Beschädigung. Die Abdeckschicht 48 ist über der Formelementanordnung 20 angeordnet und liegt auf den ersten Abschnitten 24 der Formelemente 22 auf bzw. ist in Berührung mit diesen. Auf diese Weise wird ein lokaler mechanischer Druck auf die Abdeckschicht 48, beispielsweise durch eine Berührung mit einem Körperteil eines Benutzers, auf die ersten Abschnitte 24 der Formelemente 22, und über die Formelemente 22 auf die Basisschicht 14 übertragen, so dass dieser Druck von den unten näher beschriebenen Detektiermitteln 74 detektiert werden kann. Ferner ist die Abdeckschicht 48 biegsam und flexibel, und zwar derart, dass ihr lokaler Abstand 50 zur Basisschicht 14 gleichförmig mit dem Abstand 28 der ersten Abschnitte 24 der Formelemente 22 zur Basisschicht 14 veränderbar ist.
Wie in den 2, 3, 8 und 9 gezeigt, umfassen die Detektiermittel 74 einen Annäherungssensor oder einen Drucksensor 76, der in den in diesen Figuren gezeigten Ausführungsformen als kapazitiver Drucksensor 78 ausgeführt ist und der benachbart zu (in den 2, 3, 8 und 9 unter) den Einwirkmitteln 74 angeordnet ist. Der Drucksensor 76, 78 umfasst zwei benachbart zueinander angeordnete, kapazitiv miteinander gekoppelte Elemente und ist im Übrigen ausgebildet, und funktioniert in, einer für den Fachmann bekannten Weise.
Wie bereits erwähnt, ist der Annäherungs- oder Drucksensor 76 dazu ausgebildet, eine Annäherung von, oder eine Berührung durch, einen Körperteil eines Benutzers auf zumindest einem Teil der in einem Teilbereich (d.h. in den 2, 3, 8 und 9 über dem Annäherungs- oder Drucksensor 76) angeordneten Formelemente 22 detektieren. Als Körperteil des Benutzers ist hier insbesondere an eine Hand, einen Handballen oder einen Finger des Benutzers zu denken. Anstatt mit einem Körperteil (Hand, Handballen, Finger) kann der Benutzer die Detektiermittel 74 auch mit einer Aktuatoreinrichtung bedienen. Als Aktuatoreinrichtung ist hier insbesondere an einen in der Hand eines Benutzers haltbaren Stift, beispielsweise ein Stift, wie er beim Bedienen von Minicomputern oder elektronischen Organizern verwendet wird, zu denken. Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Detektiermittel 74 kontextabhängig, insbesondere in Abhängigkeit von einem Fahrzeugzustand, aktiviert und deaktiviert werden können, wie dies unten näher beschrieben wird.
Wenn ein Benutzer mit einem Körperteil oder einer Aktuatoreinrichtung in einem der (in den 2, 3, 8 und 9 nach oben) hervorspringenden Bereiche der Abdeckschicht 48, die von ihm als Bedienelement (Druckknopf) wahrgenommen werden, auf die Abdeckschicht 48 drückt, dann wird die damit verbundene Annäherung an oder die Berührung von der Abdeckschicht 48 von dem diesem Bereich zugeordneten Detektiermittel 74 (in den 2, 3, 8 und 9 von dem auf der zweiten Seite 18 der Basisschicht 14 angeordneten Drucksensor 76) detektiert. Eine Detektion des Drucks kann als Betätigung des Bedienelements, in der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise als ein Drücken des Druckknopfes, interpretiert werden.
Wenn in einem der (in den 2, 3, 8 und 9 nach oben) hervorspringenden Bereich der Abdeckschicht 48, der von einem Benutzer als Bedienelement (Druckknopf) wahrgenommen wird, mittels der Temperaturveränderungsmittel (Heizelemente 54) die Temperatur der Formelemente 22 auf eine Temperatur unterhalb der Umwandlungstemperatur gebracht bzw. erniedrigt wird, dann ändern die in diesem Bereich angeordneten Formelemente 22 ihre äußere Form und nehmen die Form an, die die Formelemente 22, die in dem diesen Bereich umgebenden Flächenabschnitt der Basisschicht 14 angeordnet sind, bereits vor der Temperaturveränderung aufgewiesen haben. Dann nimmt in diesem Bereich auch die Abdeckschicht 48 einen lokalen Abstand 50 zur Basisschicht 14 ein, wie er in dem diesen Bereich umgebenden Flächenabschnitt der Basisschicht 14 vor der Temperaturveränderung bereits vorlag. Infolgedessen verschwindet das Hervorspringen der Abdeckschicht 48, mit anderen Worten, es verschwindet das vor der Temperaturveränderung vom Benutzer wahrnehmbare Bedienelement.
Wenn die Temperatur der Formelemente 22 in dem zu dem Temperaturveränderungsmittel (Heizelement 54) benachbarten Bereich wieder auf eine Temperatur oberhalb der Umwandlungstemperatur gebracht bzw. erhöht wird, dann ändern die in diesem Bereich angeordneten Formelemente 22 ihre äußere Form zurück in die in den 2, 3, 8 und 9 gezeigte Form. Infolgedessen erscheint das Hervorspringen der Abdeckschicht 48 wieder, mit anderen Worten, das ursprünglich vor der Temperaturerniedrigung vom Benutzer wahrnehmbare Bedienelement erscheint wieder und wird vom Benutzer wieder visuell und haptisch wahrnehmbar. Auf diese Weise implementieren die in den 2, 3, 8 und 9 gezeigten Ausführungsformen eines Interieurteilsystems 10 ein bei Bedarf erscheinendes und bei Bedarf aktivierbares Bedienelement, nämlich einen bei Bedarf erscheinenden Druckknopf („button-on-demand“).
Die 5 bis 7 zeigen schematische, perspektivische Ansichten von Abschnitten von Interieurteilen 12 gemäß noch weiterer Ausführungsformen, die jeweils eine Anordnung 20 von Formteilen 22 aufweisen. Die in den 5 bis 7 gezeigten Interieurteile 12 umfassen als gemeinsame Merkmale eine Basisschicht 14, auf deren erster (in den 5 bis 7 oberen) Seite 16 eine Anordnung 20 von einer Mehrzahl von Formelementen 22 angeordnet ist. Die Formelemente 22 sind aus einem reversiblen, 2-Wege-Formgedächtnispolymer ausgebildet, dessen externe Stimulierung die Temperatur ist. Wie bei den in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen ist auch bei den in den 5 bis 7 gezeigten Ausführungsformen die 2-dimensionale Anordnung 20 der Formelemente 22 hinsichtlich ihrer Verteilung über der Basisschicht 14 jeweils regelmäßig; d.h. die Formelemente 22 bilden eine regelmäßige, 2-dimensionale Anordnung 20.
In der in der 5 gezeigten Ausführungsform erstreckt sich jedes Formelement 22 im Wesentlichen vertikal zur Oberfläche der Basisschicht 14 und ist durch eine Erstreckungslänge 34 gekennzeichnet. Auch hat jedes Formelement 22 einen distalen Endabschnitt 26, der in dieser Ausführungsform den erfindungsgemäßen, vorbestimmten ersten Abschnitt 24 ausbildet, dessen Abstand 28 zur Basisschicht 14 ansteuerbar veränderbar ist. In einem (in der 5 inneren) Teilbereich sind Formelemente 22 in einem relativ verlängerten Zustand, d.h. die Erstreckungslänge 34 ist relativ groß, während in einem komplementären (in der 5 inneren) Teilabschnitt die Formelemente 22 in einem relativ verkürzten Zustand sind, d.h. die Erstreckungslänge 34 relativ klein ist. Der relativ verlängerte Zustand der Formelemente 22 entspricht dem erinnerten bzw. vorgeformten Zustand des Formgedächtnispolymers, den dieses einnimmt, wenn die Temperatur oberhalb der Umwandlungstemperatur ist. Demgemäß ist auf der der ersten Seite 16 gegenüberliegenden, zweiten Seite 18 der Basisschicht 14, in einem Bereich, der die relativ verlängerten Formelemente 22 enthält, ein Heizelemente (nicht gezeigt) angeordnet, ähnlich wie in den in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen. Der relativ verkürzte Zustand der Formelemente 22 entspricht dem ursprünglichen Zustand des Formgedächtnispolymers, den dieses einnimmt, wenn die Temperatur unterhalb der Umwandlungstemperatur ist.
Somit und wie erläutert, zeigt die 5 eine Ausführungsform, in der jedes Formelement 22 einen Abschnitt 28 aufweist, der eine Erstreckungslänge 34 hat und an dessen distalem Ende der erste Abschnitt 24 des Formelements 22 angeordnet ist, dessen Abstand 28 zur Basisschicht 14 ansteuerbar veränderbar ist, und zwar dadurch, dass die Erstreckungslänge 34 des Abschnitts 28 ansteuerbar veränderbar ist.
In der in der 6 gezeigten Ausführungsform ist jedes Formelement 22 im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet, an einem (in der 6 linken) Rand des Rechtecks mit der Basisschicht 14 verbunden und an den drei übrigen (in der 6 vorderen, rechten und hinteren) Rändern von der Basisschicht 14, beispielsweise durch einen Stanzprozess, getrennt. Jedes Formelement 22 ist durch eine Biegung gekennzeichnet. Dabei erstreckt sich jedes Formelement 22 von seinem mit der Basisschicht 14 verbundenen Rand zunächst im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Basisschicht 14 und erhebt sich aufgrund der Biegung mit zunehmenden Abstand von diesem Rand stetig weiter aus der Basisschicht 14 heraus, bis es in einem distalen Endabschnitt 26 den größten Abstand 28 zur Basisschicht 14 erreicht. In jedem Formelement 22 bildet in dieser Ausführungsform der distale Endabschnitt 26 des Formelements 22 mit dem jeweils größten Abstand 28 zur Basisschicht 14 den erfindungsgemäßen, vorbestimmten ersten Abschnitt 24 aus, dessen Abstand 28 zur Basisschicht 14 ansteuerbar veränderbar ist. In einem Teilbereich (in der 6 die sich von vorne nach hinten erstreckenden, mittleren Reihen) sind Formelemente 22 in einem relativ stark gebogenen Zustand, d.h. der Abstand 28 ist relativ groß. In anderen Teilabschnitten (in der 6 in der linken und der rechten sich von vorne nach hinten erstreckenden, Reihe) sind Formelemente 22 in einem relativ wenig gebogenen Zustand, d.h. der Abstand 28 ist relativ klein. Der relativ stärker gebogene Zustand der Formelemente 22 entspricht dem erinnerten bzw. vorgeformten Zustand des Formgedächtnispolymers, den dieses einnimmt, wenn die Temperatur oberhalb der Umwandlungstemperatur ist. Demgemäß ist auf der der ersten Seite 16 gegenüberliegenden, zweiten Seite 18 der Basisschicht 14, in dem Bereich, der die relativ stark gebogenen Formelemente 22 enthält, ein Heizelemente (nicht gezeigt) angeordnet. Der relativ wenig gebogene Zustand der Formelemente 22 entspricht dem ursprünglichen Zustand des Formgedächtnispolymers, den dieses einnimmt, wenn die Temperatur unterhalb der Umwandlungstemperatur ist.
Somit und wie erläutert, zeigt die 6 eine Ausführungsform, in der jedes Formelement 22 einen Abschnitt 30 aufweist, der eine Biegung hat und an dessen distalem Ende der erste Abschnitt 24 des Formelements 22 angeordnet ist, dessen Abstand 28 zur Basisschicht 14 ansteuerbar veränderbar ist, und zwar dadurch, dass die Biegung des Abschnitts 28 ansteuerbar veränderbar ist.
In der in 7 gezeigten Ausführungsform hat jedes Formelement die Form eines auf den Kopf gestellten „J“, wobei der gekrümmte Bereich von jedem „J“ den ersten Abschnitt 24 eines jeweiligen Formelements 22 ausbildet, dessen Abstand 28 zur Basisschicht 14 ansteuerbar veränderbar ist. Des Weiteren ist in der 7 jedes Formelement 22 in der Basisschicht 14 an einer Verankerungsposition 36 verschwenkbar gelagert (oder verankert). Dabei erstreckt sich das Formelement 22 an der ersten Seite 16 der Basisschicht 14 aus der Basisschicht 14 (in der 7 nach oben) heraus und bildet einen Anstellwinkel 46 in Bezug zur Basisschicht aus. An der der ersten Seite 16 gegenüberliegenden, zweiten Seite 18 der Basisschicht 14 erstreckt sich das Formelement 22 ebenfalls aus der Basisschicht 14 (in der 7 nach unten) heraus ist, wobei an dem Formelement 22 ein mechanischer Hebelarm 38 ausgebildet wird, an dessen distalem Endabschnitt 42 ein mechanisches Aktuatormittel 40 angreift.
Das mechanische Aktuatormittel 40 ist in der Ausführungsform der 7 auf der zweiten Seite 18 der Basisschicht 14 angeordnet. Es ist dazu ausgebildet, an den Endabschnitten 42 der mechanischen Hebelarme 38 von einer Mehrzahl von Formelementen 22 anzugreifen, einen jeweiligen Endabschnitt 42 des Hebelarms 38 des jeweiligen Formelements 22 in lateraler Richtung 44 (siehe den Doppelpfeil 44 in der 7) um eine Distanz in Bezug zu der Verankerungsposition 34 zu verschieben. In der Ausführungsform der 7 ist das Aktuatormittel 40 eine dünne Platte, die parallel zur Basisschicht 14 angeordnet ist und die eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist, durch die hindurch sich jeweils ein mechanischer Hebelarm 36 von einem der „J“-förmigen Formelemente 22 erstreckt. Infolge einer in lateraler Richtung 44 vonstattengehenden Verschiebung des Aktuatormittels 40 wird jedes von dem Aktuatormittel 40 angegriffene Formelement 22 in Bezug zu der Basisschicht 14 um einen von der Distanz, um die das Aktuatormittel 40 in lateraler Richtung 44 verschoben wird, abhängigen Schwenkwinkel 47 (siehe den gebogenen Doppelpfeil 47 in der 7) verschwenkt.
Mit anderen Worten bildet in der 7 jedes Formelement 22 in einer Grundposition an der ersten Seite 16 der Basisschicht 14 einen (in der Figur spitzen) Anstellwinkel 46 in Bezug auf die Basisschicht 14. Wenn das Aktuatormittel 40 in der lateralen Richtung 44 (d.h. in der 7 nach rechts) bewegt wird, dann wird der Endabschnitt 42 eines jeden Hebelarms 38 von jedem Formelement 22 ebenfalls in dieser Richtung 44 bewegt. Infolgedessen verschwenkt das gesamte Formelement 22, wie durch den gekrümmten Pfeil 47 angedeutet (in der 7 im Gegenuhrzeigersinn), so dass der Anstellwinkel 46 des Formelements sich entsprechend vergrößert.
Somit und wie hiervor beschrieben, zeigt die 7 eine Ausführungsform, in der jedes Formelement 22 einen Abschnitt aufweist, der mit der Basisschicht 14 einen Winkel 32 (siehe 1), nämlich den Anstellwinkel 46, ausbildet und dessen distales Ende den ersten Abschnitt 24 des Formelements 22 bildet, dessen Abstand 28 zur Basisschicht 14 ansteuerbar veränderbar ist, und zwar dadurch, dass über die Verschiebbarkeit (angedeutet durch 44 in der 7) des Aktuatormittels 40 der Winkel 32, 46 ansteuerbar veränderbar (angedeutet durch 47 in der 7) ist.
Die 8 und 9 zeigen Ausführungsformen von Interieurteilsystemen 10, die als gemeinsame Merkmale folgendes aufweisen: ein Interieurteil 12 mit einer Basisschicht 14, die eine einem Benutzer zuwendbare erste Seite 16 aufweist; eine 2-dimensionale Anordnung 20 von einer Mehrzahl von Formelementen 22, die auf der ersten (in den 8 und 9 oberen) Seite 16 der Basisschicht 14 angeordnet sind; eine Abdeckschicht 48, die über der Formelementanordnung 20 angeordnet ist; Detektiermittel 74 zum Detektieren einer Annäherung von, oder einer Berührung durch, eine Aktuatoreinrichtung oder einen Körperteil eines Benutzers auf zumindest einem Teilabschnitt der Formelemente 22; Einwirkmittel 52, die als Temperaturveränderungsmittel ausgebildet sind; eine Übertragungseinrichtung 56, die allgemein dazu ausgebildet ist, eine räumliche Verteilung 58 von Licht auf, hinter oder in zumindest einen Teilabschnitt der Formelementanordnung 20 zu übertragen; eine Steuereinrichtung 80 zum Steuern von mehreren verschiedenen Funktionen des Interieurteilsystems 10; und einen Leitungsbus 82, d.h. ein Bündel von elektrischen Versorgungsleitungen und Steuerungsleitungen, über den die Steuerungseinrichtung 80 mit den verschiedenen, ansteuerbaren Elementen des Interieurteilsystems 10, einschließlich der Übertragungseinrichtung 56, den Einwirkmitteln 52 und den Detektiermitteln 74, funktionell verbunden ist. Wie bei den in den 2 und 3 sowie 5 bis 7 gezeigten Ausführungsformen ist auch bei den in den 8 und 9 gezeigten Ausführungsformen die 2-dimensionale Anordnung 20 der Formelemente 22 hinsichtlich ihrer Verteilung über der Basisschicht 14 jeweils regelmäßig; d.h. die Formelemente 22 bilden eine regelmäßige, 2-dimensionale Anordnung 20.
Die in den 8 und 9 gezeigten Interieurteile 12 sind ähnlich aufgebaut wie die in den 2 und 3 gezeigten Interieurteile 12, insbesondere das in der 2 gezeigte Interieurteil 12, dessen Formelemente 22 hinsichtlich ihrer Funktionalität den Formelementen 22 der Interieurteile 12 in den 8 und 9 gleichen. Jedes Formelement 22 umfasst einen vorbestimmten ersten Abschnitt 24, der (wie in den Ausführungsformen der 2 und 5) der distale Endabschnitt 26 des Formelements 22 ist und dessen Abstand 28 zur Basisschicht 14 ansteuerbar veränderbar ist. Jedes Formelement 22 ist aus einem reversiblen 2-Wege-Formgedächtnispolymer hergestellt, das eine Umwandlungstemperatur im Bereich von +0°C bis 80°C, bevorzugt von +10°C bis 70°C, mehr bevorzugt von +15°C bis 60°C und noch mehr bevorzugt von +15°C bis 50°C hat.
Die Einwirkmittel 52 sind, wie bereits erwähnt, als Temperaturveränderungsmittel ausgebildet und umfassen ein Anordnung von mehreren (in den 8 und 9 drei) sich flächig erstreckenden Heiz- und/oder Kühlelementen 54. Diese sind auf der der ersten Seite 16 gegenüberliegenden, zweiten (in den 8 und 9 unteren) Seite 18 der Basisschicht 14 angeordnet und sind dazu ausgebildet, die Temperatur der Formelemente 22 in einem Bereich, der die Umwandlungstemperatur des Formgedächtnispolymers enthält, zu verändern.
Die Detektiermittel 74 umfassen mehrere (in den 8 und 9 drei) Annäherungssensoren oder Drucksensoren 76, die jeweils als kapazitive Drucksensoren 78 ausgebildet sind. Die Detektiermittel 74 sind, ebenso wie die Einwirkmittel 52, auf der zweiten (in den 8 und 9 unteren) Seite 18 der Basisschicht 14 und jeweils benachbart zu den Einwirkmitteln angeordnet.
Durch das Bereitstellen von mehreren (in den 8 und 9 drei) Anordnungen von Heiz- und/oder Kühlelementen 54 und jeweils benachbart dazu angeordneten Detektiermitteln 74 sind in den in den 8 und 9 gezeigten Interieurteilen 12 jeweils mehrere (in den 8 und 9 drei) bei Bedarf erscheinende und bei Bedarf aktivierbare Bedienelemente (buttons-on-demand) implementiert, ähnlich wie in den 2 bis 4, in denen jedoch jeweils nur ein derartiges Bedienelement implementiert ist.
Bei der in den 8 und 9 gezeigten Abdeckschicht 48 ist, ähnlich wie in den 2 bis 4, ihr lokaler Abstand 50 zur Basisschicht 14 gleichförmig mit dem Abstand der ersten Abschnitte 24 der lokal vorhandenen Formelemente 22 zur Basisschicht 14 veränderbar. Die Abdeckschicht 48 überdeckt die Anordnung 20 der Formelelemente 22 und dient zu deren Schutz, insbesondere als Schutz vor Verschmutzung und Beschädigung.
Die Übertragungseinrichtung 56 ist dazu ausgebildet, eine räumliche Verteilung 58, wie etwa ein 2-dimensionales Bild, von Licht, insbesondere Licht mit einer oder mehreren Wellenlänge im Spektrum von sichtbarem Licht, auf, hinter oder in zumindest einen Teilabschnitt der Anordnung 20 der Formelemente 22 zu übertragen.
In der in 8 gezeigten Ausführungsform des Interieurteilsystems 10 ist die Übertragungseinrichtung 56 als eine Projektionseinrichtung, insbesondere als eine Auflichtprojektionseinrichtung 60, ausgeführt und dazu ausgebildet, die Lichtverteilung 58 als Auflicht auf die Formelementanordnung 20 zu projizieren. Die Auflichtprojektionseinrichtung 60 umfasst eine Lichtquelle 62, eine Kollimatorlinsenoptik 64, eine Durchlichtmodulationseinrichtung 66 und eine Projektionslinsenoptik 68. Die Lichtquelle 62 ist über die Steuereinrichtung 80 ansteuerbar, d.h. einschaltbar, ausschaltbar und hinsichtlich der ausgestrahlten Lichtintensität steuerbar. Die Durchlichtmodulationseinrichtung 66 ist ebenfalls von der Steuereinrichtung 80 ansteuerbar. Die Durchlichtmodulationseinrichtung 66 wirkt ähnlich wie ein in der Optik bekanntes Diapositiv, jedoch ist das durch die Einrichtung 66 dargestellte Bildmotiv nicht statisch, sondern kann über die Steuereinrichtung 80 dynamisch ansteuerbar verändert werden. Die Durchlichtmodulationseinrichtung 66 umfasst eine 2-dimensionale Anordnung von optisch transparenten, jedoch hinsichtlich ihrer Transparenz einzeln ansteuerbaren Zellen zur Modulation des durchgelassenen Lichts, vergleichbar wie, oder ausgeführt als, eine LCD (liquid crystal display)-Anzeigeeinrichtung. In der in 8 gezeigten Ausführungsform funktioniert die Auflichtprojektionseinrichtung 60 wie ein bekannter, sogenannter Beamer.
Die in der 9 gezeigte Ausführungsform eines Interieurteilsystems 10 entspricht funktionell im Wesentlichen der in 8 gezeigten Ausführungsform, unterscheidet sich jedoch durch die Ausgestaltung der Übertragungseinrichtung 56. Anstelle der Auflichtprojektionseinrichtung 60 aus der 8 ist die Übertragungseinrichtung 56 in der 9 als Hintergrundbeleuchtungseinrichtung 70 ausgebildet. Letztere ist auf der zweiten (in der 9 unteren) Seite 18 der Basisschicht 14 angeordnet, die der dem Benutzer zuwendbaren und mit der Formelementanordnung 20 versehenen, ersten Seite 16 gegenüberliegt. Die Hintergrundbeleuchtungseinrichtung 70 ist dazu ausgebildet, die Lichtverteilung 58 in Richtung zu der dem Benutzer zuwendbaren Seite, d.h. in Richtung zu der Formelementanordnung 20 und durch diese hindurch, also in Richtung zum Benutzer, abzustrahlen. Die Hintergrundbeleuchtungseinrichtung 70 umfasst eine 2-dimensionale Anordnung von lichtemittierenden Zellen (Beleuchtungszellen) 72, wobei die Lichtemission von jeder Zelle 72 zumindest hinsichtlich ihrer Intensität, und in weiterer Ausgestaltung zum Darstellen einer Farbdisplayeinrichtung auch hinsichtlich ihrer Farbe, gesondert ansteuerbar ist. Die Ansteuerung der Lichtemission der einzelnen Zellen 72 erfolgt über die Steuereinrichtung 80. Die Hintergrundbeleuchtungseinrichtung 70 kann, ähnlich wie in bekannten Flachbild-Anzeigeeinrichtungen, als eine Anordnung einer Mehrzahl von LEDs (light emitting diode) ausgeführt sein.
Mittels der Übertragungseinrichtung 56 kann die visuelle Erscheinung der dem Benutzer zugewendeten, ersten Seite 16 des Interieurteils 12 einstellbar verändert werden. Insbesondere kann die visuelle Erscheinung derjenigen Teilabschnitte auf der ersten Seite 16 des Interieurteils 12 einstellbar verändert werden, in denen die Einwirkmittel 52 (d.h. die Heiz- und/oder Kühlelemente 54) und die Detektiermittel 74 angeordnet sind und in denen die bei Bedarf erscheinenden und bei Bedarf aktivierbaren Bedienelemente angeordnet sind. Beispielsweise kann die visuelle Erscheinung eines Bedienelements in dessen aktiviertem Zustand, d.h. wenn beispielsweise die Abdeckschicht 48 im Bereich der aktivierten Bedienelemente hervorspringt, durch die Einstrahlung einer Lichtverteilung, wie etwa einem Bild von einem herkömmlichen Bedienelements, für einen Benutzer besonders auffällig gestaltet werden.
Die in den 8 und 9 gezeigten Übertragungseinrichtungen 56, d.h. die Auflichtprojektionseinrichtung 60 und die Hintergrundbeleuchtungseinrichtung 70, sind dazu ausgebildet, die übertragene räumliche Lichtverteilung 58 in Abhängigkeit von einem Fahrzeugzustand zu verändern und/oder einzustellen. Dabei ist die Lichtverteilung 58 zumindest hinsichtlich eines Merkmals derselben veränderbar, das zumindest eines der folgenden umfasst: die Wellenlänge des Lichts, die räumliche Verteilung der Intensität des übertragenen Lichts und ein durch die räumliche Verteilung der Intensität dargestelltes, 2-dimensionales Bildmotiv. Über die Wellenlänge des eingestrahlten Lichts kann die Farbe der übertragenen Lichtverteilung 58 verändert werden. Über die räumliche Verteilung der Intensität des übertragenen Lichts, d.h. über die räumliche Lichtverteilung 58, kann eine durch die Lichtverteilung 58 angezeigte Information verändert werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann über die räumliche Verteilung 58 der übertragenen bzw. eingestrahlten Lichtintensität ein durch diese auf dem Oberflächenabschnitt projiziertes Bild oder Bildmotiv verändert werden. Auf diese Weise kann die visuelle Anmutung eines Oberflächenabschnitts des Interieurteils 12, der ein bei Bedarf aktivierbares Bedienelement (button-on-demand) enthält, über die von der Übertragungseinrichtung 56 eingestrahlte Lichtverteilung 58 verändert werden.
In einer Ausführungsform stellt die von der Übertragungseinrichtung 56 übertragene, d.h. die von der Projektionseinrichtung eingestrahlte, 2-dimensionale Lichtverteilung 58 ein Bild dar. Dieses Bild ist veränderbar, und es kann das Abbild einer Struktur einer Oberfläche eines Materials, wie etwa oberflächenbearbeitetes Holz, oberflächenbearbeitetes Metall, Leder oder Kunststoff, sein. Auf diese Weise kann beispielsweise zwischen einer Anmutung des Oberflächenabschnitts als gebürstete Metalloberfläche oder als Holzoberfläche gewechselt werden. Das Bild kann auch das Bild eines herkömmlichen Bedienelements sein, das auf oder in einen Oberflächenabschnitts des Interieurteils 12, der ein bei Bedarf aktivierbares Bedienelement enthält, übertragen (oder projiziert) wird.
Allgemein ist die Übertragungseinrichtung 56 dazu ausgebildet, die räumliche Lichtverteilung 58 in Abhängigkeit von einem Fahrzeugzustand, d.h. kontextabhängig, einzustellen. Der Fahrzeugzustand kann durch einen Automationsgrad des Fahrzeugzustands des Kraftfahrzeugs gekennzeichnet sein. Dementsprechend umfasst der Fahrzeugzustand zumindest einen der folgenden: einen im Wesentlichen vollständig von einem Benutzer gesteuerten Fahrzeugzustand, einen teilweise automatisierten Fahrzeugzustand und einen vollständig automatisierten Fahrzeugzustand.
Auf die hiervor beschriebene Weise kann beispielsweise auf einem erfindungsgemäßen Interieurteil 12, wenn das Kraftfahrzeug in einem vollständig von einem Benutzer gesteuerten Fahrzeugzustand betrieben wird, ein bei Bedarf aktivierbares Bedienelement, wie etwa ein Druckknopf, zur Erscheinung gebracht werden, und zwar einerseits durch Aktivieren der Einwirkmittel 52 und ein dadurch bewirktes Verändern der Form der benachbart zu dem Einwirkmittel 52 angeordneten Formelemente 22 sowie ein dadurch wiederum bewirktes Hervorspringen der Abdeckfolie 48 (wie in den 2, 3, 8 und 9 gezeigt), und andererseits ergänzend durch Projektion eines Bildes und/oder einer bestimmten Farbe in den Bereich der hervorspringenden Abdeckfolie 48 mittels der Übertragungsmittel 56. Wenn der Fahrzeugzustand des Kraftfahrzeugs verändert wird und das Kraftfahrzeug in einem vollständig automatisierten Fahrzeugzustand betrieben wird, kann das Bedienelement zum Verschwinden gebracht werden, wobei das Hervorspringen der Abdeckfolie 48 und das projizierte Bild eines Bedienelements verschwinden. Des Weiteren kann dem betroffenen Oberflächenabschnitt des Interieurteils 12, der nun frei von einem Bedienelement ist, eine andere Funktion zugewiesen werden. Eine derartige andere Funktion kann die Funktion einer Dekorationsfläche sein, etwa indem mittels der Übertragungsmittel 56 ein Abbild einer Struktur einer Oberfläche eines Materials, wie etwa oberflächenbearbeitetes Holz, auf den Oberflächenabschnitt projiziert wird. Alternativ kann die andere Funktion die Funktion einer Displayeinrichtung sein, etwa indem mittels der Übertragungsmittel 56 ein anzuzeigendes Bild, eine Grafik oder eine Folge von bewegten Bildern, wie etwa ein Film, auf den Oberflächenabschnitt projiziert wird.
Bezugszeichenliste

10: Interieurteilsystem
12: Interieurteil
14: Basisschicht
16: erste Seite
18: zweite Seite
20: Anordnung von Formelementen
22: Formelement
24: erster Abschnitt
26: distaler Endabschnitt
28: Abstand
30: Abschnitt
32: Winkel
34: Erstreckungslänge
36: Verankerungsposition
38: Hebelarm
40: Aktuatormittel
42: Endabschnitt
44: laterale Richtung
46: Anstellwinkel
47: Schwenkwinkel
48: Abdeckschicht
50: lokaler Abstand
51: Übergangsabschnitt
52: Einwirkmittel
54: Heiz- und/oder Kühlelement
56: Übertragungseinrichtung
58: Lichtverteilung
60: Auflichtprojektionseinrichtung
62: Lichtquelle
64: Kollimatorlinsenoptik
66: Durchlichtmodulationseinrichtung
68: Projektionslinsenoptik
70: Hintergrundbeleuchtungseinrichtung
72: Beleuchtungszelle
74: Detektiermittel
76: Drucksensor
78: kapazitiver Drucksensor
80: Steuereinrichtung
82: Leitungsbus

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

Artikel von Jinsong Leng et al., „Shape-memory polymers and their composites: Stimulus methods and applications“, („Formgedächtnispolymere und ihre Verbundstoffe: Stimulierungsverfahren und Anwendungen“), Progress in Material Science 56 (2011), Seiten 1077–1135 [0034]
Artikel von L. Sun et al., „Stimulus-responsive shape memory materials: A review“, (Auf Stimulierung reagierende Formgedächtnismaterialien: Ein Überblick), Materials and Design 33 (2012), Seiten 577–640 [0034]
Jinsong Leng et al. [0055]

Claims

Interieurteilsystem (10) für ein Kraftfahrzeug, mit folgendem: ein sich zumindest abschnittsweise flächig erstreckendes Interieurteil (12) mit: einer Basisschicht (14), die eine einem Benutzer zuwendbare erste Seite (16) aufweist, gekennzeichnet durch eine 2-dimensionale Anordnung (20) von einer Mehrzahl von Formelementen (22), die zumindest in einem Teilabschnitt auf der ersten Seite (16) der Basisschicht (14) angeordnet sind, wobei jedes Formelement (22) einen vorbestimmten ersten Abschnitt (24), insbesondere einen distalen Endabschnitt (26), aufweist, dessen Abstand (28) zur Basisschicht (14) ansteuerbar veränderbar ist.
Interieurteilsystem gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch: Mittel (74) zum Detektieren einer Annäherung von, oder einer Berührung durch, eine Aktuatoreinrichtung oder einen Körperteil eines Benutzers auf zumindest einem Teil der in dem Teilabschnitt angeordneten Formelemente (22) (kurz: Detektiermittel (74)), wobei insbesondere die Detektiermittel (74) in Abhängigkeit von einem Fahrzeugzustand aktivierbar sind, wobei insbesondere die Detektiermittel (74) einen Annäherungssensor oder einen Drucksensor (76), beispielsweise einen kapazitiven Drucksensor (78), umfassen, und/oder wobei insbesondere die Aktuatoreinrichtung einen in einer Hand eines Benutzers haltbaren Stift umfasst oder der Körperteil ein Finger oder ein Handballen des Benutzers ist.
Interieurteilsystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei jedes Formelement (22) einen Abschnitt aufweist, der mit der Basisschicht (14) einen Winkel (32, 46) ausbildet und an dessen distalem Ende der erste Abschnitt (24) des Formelements (22) angeordnet ist, wobei der Winkel (32, 46) ansteuerbar veränderbar ist.
Interieurteilsystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei jedes Formelement (22) einen Abschnitt (30) aufweist, der eine Biegung hat und an dessen distalem Ende der erste Abschnitt (24) des Formelements (22) angeordnet ist, wobei die Biegung des Abschnitts (28) ansteuerbar veränderbar ist.
Interieurteilsystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei jedes Formelement (22) einen Abschnitt (28) aufweist, der eine Erstreckungslänge (34) hat und an dessen distalem Ende der erste Abschnitt (24) des Formelements (22) angeordnet ist, wobei die Erstreckungslänge (34) des Abschnitts (28) ansteuerbar veränderbar ist.
Interieurteilsystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei: jedes Formelement (22) in der Basisschicht (14) an einer Verankerungsposition (36) derart verschwenkbar gelagert oder verankert ist, dass das Formelement (22) auf der ersten Seite (16) oder auf einer ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite (18) der Basisschicht (14) einen ersten oder zweiten mechanischen Hebelarm (38), respektive, ausbildet, und wobei das Interieurteilsystem (10) ferner aufweist: mechanische Aktuatormittel (40), die auf der ersten (16) oder auf der zweiten Seite (18) der Basisschicht (14), respektive, angeordnet sind und die dazu ausgebildet sind, an distalen Endabschnitten (42) der ersten oder der zweiten mechanischen Hebelarme (38) von einer Mehrzahl von Formelementen (22) anzugreifen, die distalen Endabschnitte (42) der Hebelarme (38) in lateraler Richtung (44) um eine Distanz in Bezug zu der Verankerungsposition (34) ansteuerbar zu verschieben, so dass jedes von den Aktuatormitteln (40) angegriffene Formelement (22) in Bezug zu der Basisschicht (14) um einen von der Distanz abhängigen Schwenkwinkel verschwenkt wird und entsprechend die Anstellwinkel (46) dieser Formelemente (22) in Bezug zur Basisschicht (14) verändert werden.
Interieurteilsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Abdeckschicht (48), die über der Formelementanordnung (20), insbesondere angrenzend an diese, angeordnet ist und deren lokaler Abstand (50) zur Basisschicht (14) gleichförmig mit einem Abstand eines ersten Abschnitts (24) eines lokal vorhandenen Formelements (22) zur Basisschicht (14) veränderbar ist.
Interieurteilsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 wobei: jedes Formelement (22) aus einem Formgedächtnispolymer, insbesondere einem reversiblen 2-Wege-Formgedächtnispolymer, hergestellt ist, insbesondere wobei das Interieurteilsystem (10) ferner Mittel (52) zum Einwirken auf und/oder Verändern von mindestens einer physikalischen Eigenschaft der Formelemente (22) (kurz: Einwirkmittel (52)) aufweist, wobei vorzugsweise die Einwirkmittel (52) dazu ausgebildet sind, die Formen der Formelemente (22) durch eine Einwirkung auf, oder eine Veränderung von, einer Stimulierung oder von mehreren Stimulierungen des Formgedächtnispolymers zu verändern, wobei eine Stimulierung eine(s) der folgenden ist: eine Temperaturveränderung, ein Einwirken von Elektrizität, wie etwa einen Durchfluss eines elektrischen Stroms oder ein Anlegen eines elektrischen Feldes, eine Einstrahlung von Licht oder UV-Licht, ein Anlegen eines magnetischen Feldes, ein Einwirken eines chemischen Potentials, eine mechanische Einwirkung, einen Kontakt mit Wasser, einen Kontakt mit einem Lösungsmittel an dem Formgedächtnispolymer, oder eine Kombination aus diesen, wobei mehr bevorzugt die Einwirkmittel (52) in zumindest einem Teilabschnitt der Anordnung (20) der Formelemente (22) auf einer Seite oder beiden Seiten der Basisschicht (14) angeordnet sind, und wobei noch mehr bevorzugt die Einwirkmittel (52) eines oder mehrere der folgenden umfassen: eine Anordnung von einem oder mehreren sich flächig erstreckenden Einwirkelementen (40), wie beispielsweise ein Heizelement, ein Kühlelement, ein Heiz- und/oder Kühlelement (54), eine UV-Lichtquelle, einen UV-Lichtleiter oder ein Piezoelement.
Interieurteilsystem gemäß Anspruch 8, wobei die als Stimulierung wirkende physikalische Eigenschaft des Formgedächtnispolymers die Temperatur ist und insbesondere das Formgedächtnispolymer eine Umwandlungstemperatur im Temperaturbereich von +10°C bis 80°C hat, und die Einwirkmittel (52) Temperaturveränderungsmittel sind und eine Anordnung von einem oder mehreren sich flächig erstreckenden Heiz- und/oder Kühlelementen (54) aufweisen, welche Anordnung zumindest in dem Teilabschnitt angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, die Temperatur der Formelemente (22) im Bereich der Umwandlungstemperatur des Formgedächtnispolymers zu verändern.
Interieurteilsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner aufweisend: eine Übertragungseinrichtung (56), die dazu ausgebildet ist, eine räumliche Verteilung (58), wie etwa ein 2-dimensionales Bild, von Licht, insbesondere Licht mit einer oder mehreren Wellenlängen im Spektrum von sichtbarem Licht, auf, hinter oder in zumindest einen Teilabschnitt der Anordnung (20) der Formelemente (22) zu übertragen.
Interieurteilsystem gemäß Anspruch 10, wobei die Übertragungseinrichtung (56) dazu ausgebildet ist, die räumliche Lichtverteilung (58) in Abhängigkeit von einem Fahrzeugzustand zu verändern und/oder einzustellen, wobei insbesondere die Lichtverteilung (58) zumindest hinsichtlich eines der folgenden Merkmale veränderbar ist: die Wellenlänge des Lichts, die räumliche Verteilung der Intensität des übertragenen Lichts oder ein durch die räumliche Verteilung der Intensität dargestelltes, 2-dimensionales Bildmotiv, und/oder wobei insbesondere der Fahrzeugzustand durch einen Automationsgrad des Fahrzeugzustands des Kraftfahrzeugs gekennzeichnet ist, und wobei vorzugsweise der Fahrzeugzustand zumindest einen der folgenden umfasst: einen im Wesentlichen vollständig von einem Benutzer gesteuerten Fahrzeugzustand, einen teilweise automatisierten Fahrzeugzustand und einen vollständig automatisierten Fahrzeugzustand.
Interieurteilsystem gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei die Übertragungseinrichtung (56) eine Auflichtprojektionseinrichtung (60) aufweist, die dazu ausgebildet ist, die räumliche Lichtverteilung (58) in einer Auflichtprojektion auf, hinter oder in die Anordnung der Formelemente (22) zu projizieren, oder wobei die Übertragungseinrichtung (56) eine Bildhintergrundbeleuchtungseinrichtung (70) aufweist, die in zumindest dem Teilabschnitt auf einer der ersten Seite (16) gegenüber liegenden Seite (18) der Basisschicht (14) angeordnet ist und die dazu ausgebildet ist, die räumlich Lichtverteilung (58) in dem Teilabschnitt zu erzeugen und als Hintergrundbeleuchtung in Richtung zur ersten Seite (16) durch die Anordnung (20) der Formelemente (22) hindurch abzustrahlen.