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Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Anzeigevorrichtung.
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Heutzutage ist eine Anzeigevorrichtung, die in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist, in der Regel als starre, unverbiegbare Vorrichtung ausgebildet. Allerdings kann mithilfe von einzelnen leuchtenden Dünnschichtbauelementen, wie beispielsweise einzelnen organischen Leuchtdioden (OLED für organic light emitting diode), durchaus eine biegsame und somit eine an eine Formänderung anpassungsfähige Anzeigevorrichtung ausgebildet werden. Eine derartige anpassungsfähige Anzeigevorrichtung weist im Vergleich zu einer starren Anzeigevorrichtung eine hohe Flexibilität auf und kann als flexible Anzeigevorrichtung bezeichnet werden.
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Die
EP 2 811 365 A1 zeigt eine flexible Anzeigevorrichtung mit einem biegbaren Teilbereich, der umgeben von flachen Teilbereichen der Anzeigevorrichtung angeordnet ist. Der biegbare Teilbereich der Anzeigevorrichtung ist von einem Gehäuse der Vorrichtung losgelöst ausgebildet.
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In der
DE 10 2018 113 608 A1 ist eine aufrollbare Anzeigevorrichtung gezeigt, die ein flexibles Anzeigepaneel aufweist. Das flexible Anzeigepaneel kann auf einer Paneelrolle aufgewickelt oder abgewickelt werden.
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Die
DE 11 2013 003 937 T5 zeigt eine elektronische Vorrichtung mit einer organischen Leuchtdiodenanzeige. Rahmenregionen dieser elektronischen Vorrichtung können minimiert werden, indem die Leuchtdiodenanzeige mit gebogenen Kantenteilen bereitgestellt wird, wobei ein Biegen der gebogenen Kantenteile vereinfacht möglich ist.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, mittels derer eine robuste Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt wird.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der folgenden Beschreibung und den Figuren angegeben.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass in einem Kraftfahrzeug große Temperaturschwankungen auftreten können, weshalb eine Fahrzeuginnenraumtemperatur typischerweise zwischen minus 20 Grad Celsius und plus 80 Grad Celsius schwanken kann. Bei derartigen Temperaturschwankungen treten jedoch für unterschiedliche Materialien unterschiedliche Temperaturausdehnungskoeffizienten auf. Außerdem tritt bei Minusgradtemperaturen oftmals eine Verringerung der Flexibilität, das heißt ein Erstarren eines Materials, auf. Um eine trotz der großen Temperaturschwankungen robuste Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitstellen zu können, sollte die Anzeigevorrichtung daher derart ausgebildet sein, dass sie bei derartig schwankenden Temperaturen stets weder spröde noch brüchig wird. Hierfür eignet sich eine Anordnung von einzelnen Komponenten der Anzeigevorrichtung, bei der die einzelnen Komponenten zueinander zumindest teilweise beweglich angeordnet sind.
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Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Trägerelement, ein Anzeigeelement sowie ein Trennelement. Das Trennelement ist zwischen dem Trägerelement und dem Anzeigeelement angeordnet. Das Trägerelement, das Anzeigeelement und das Trennelement, das heißt alle drei hier genannten Elemente der Anzeigevorrichtung, sind aus einem jeweiligen flexiblen Material ausgebildet. Als flexibles Material wird hierbei ein Material bezeichnet, das verformbar ist, ohne plastisch verformt zu werden, und zwar sowohl in einem für einen Kraftfahrzeuginnenraum typischen Temperaturbereich als auch bei einer Einwirkung von Kräften in einem typischen vorgegebenen Kräftebereich. Derartige Kräfte wirken beispielsweise bei einer Bedienung der Anzeigevorrichtung, die beispielsweise eine berührungssensitive Oberfläche aufweist, wenn ein Insasse des Kraftfahrzeugs mit einer Hand die Anzeigevorrichtung bedient. Bei einer derartigen Krafteinwirkungen kommt es somit nicht zu einer plastischen Verformung der Anzeigevorrichtung.
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Das Trägerelement ist beispielsweise aus einem Kunststoff hergestellt, wie zum Beispiel aus Polypropylen (PP) oder Polyamid (PA). Das Trägerelement weist hierbei bevorzugt eine Wabenstruktur auf, die zu einer Kompensation einer Temperaturbeeinflussung beitragen kann, indem beispielsweise einzelne Wabenelemente gestaucht oder gestreckt werden. Das Anzeigeelement ist beispielsweise aus organischen Leuchtdioden (OLED für Organic Light Emitting Diode) ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das Anzeigeelement eine Trägerstruktur aufweisen, auf der einzelne Mikroleuchtdioden (Mikro-LED, LED für Light Emitting Diode) angeordnet sind. Das Trennelement ist beispielsweise als Platte oder Folie aus einem flexiblen Kunststoff, wie zum Beispiel PP oder PA, hergestellt.
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Die Anzeigevorrichtung umfasst außerdem ein Anzeigeelementausgleichselement sowie ein Trennelementausgleichselement. Das Anzeigeelementausgleichselement und das Trennelementausgleichselement sind beispielsweise als jeweiliges Federelement ausgebildet. Das Anzeigeelementausgleichselement ist mit dem Anzeigeelement der Anzeigevorrichtung gekoppelt und dazu ausgebildet, einen Längenänderung des flexiblen Anzeigeelements auszugleichen. Das Trennelementausgleichselement ist demgegenüber mit dem Trennelement gekoppelt und dazu ausgebildet, eine Längenänderung des flexiblen Trennelements auszugleichen. Sowohl das Anzeigeelementausgleichselement als auch das Trennelementausgleichselement sind hierfür bevorzugt an einem gemeinsamen Rand der Anzeigevorrichtung angeordnet. Kommt es nun beispielsweise aufgrund von Temperaturschwankungen im Kraftfahrzeug oder aufgrund einer Krafteinwirkung auf die Anzeigevorrichtung zu einer Längenänderung des Anzeigeelements und/oder des Trennelements, kann diese Längenänderung mithilfe des jeweiligen Ausgleichselements, das heißt mithilfe des Anzeigeelementausgleichselements und/oder des Trennelementausgleichselements, kompensiert, das heißt ausgeglichen werden. Aufgrund der Wabenstruktur des Trägerelements ist ein derartiges Ausgleichselement für das Trägerelement nicht nötig und folglich bevorzugt nicht vorgesehen. Alternativ dazu kann die Anzeigevorrichtung ein Trägerelementausgleichselement umfassen, das analog zum Anzeigeelementausgleichselement und Trennelementausgleichselement eine Längenänderung des mit dem Trägerelementausgleichselement gekoppelten Trägerelements ausgleichen kann.
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Die Anzeigevorrichtung ist insgesamt als Sandwich-Aufbau realisiert, bei dem auf dem Trägerelement das Trennelement und auf dem Trennelement das Anzeigeelement angeordnet ist. Mithilfe des Trennelementausgleichselements und des Anzeigeelementausgleichselements wird erreicht, dass eine derartige Anzeigevorrichtung für einen großen Temperaturbereich von beispielsweise minus 20 Grad Celsius bis plus 80 Grad Celsius eine hohe Verformbarkeit zulässt, und zwar indem ein Längenausgleich des Anzeigeelements oder des Trennelements mithilfe des jeweiligen Ausgleichselements kompensiert wird. Hierdurch wird es außerdem möglich, dass die Anzeigevorrichtung beispielsweise aufgerollt oder andersartig verformt werden kann, ohne dass es zu einer Beschädigung des Anzeigeelements kommt. Mithilfe des Trennelements wird zudem erreicht, dass Konturen des Trägerelements langfristig keinen Einfluss auf das Anzeigeelement ausüben können, wodurch beispielsweise eine planare Form einer Oberfläche des Anzeigeelements unerwünscht beeinflusst werden könnte. Mithilfe des Trennelements wird also ein langlebiges Anzeigeelement für die Anzeigevorrichtung erreicht. Die Trennschicht kann hierbei beispielsweise zwischen 5 und 500 Mikrometer dick sein. Relevant ist hierbei, dass das Trennelement dick genug ist, damit eine Berührung des Anzeigeelements nicht zu einer Beschädigung des Trägerelements führt. Letztendlich wird mithilfe der Anzeigevorrichtung eine innerhalb des typischen Kräftebereiches flexibel verformbare Anzeigevorrichtungen für ein Kraftfahrzeug erreicht, die somit robust ist. Diese ist sowohl bei einem großen Temperaturbereich als auch unter mechanischer Krafteinwirkung in vorteilhafter Weise einsetzbar, da die einzelnen Elemente der Anzeigevorrichtung, das heißt das Trägerelement, das Anzeigeelement und das Trennelement jeweils aus flexiblen Materialien ausgebildet sind.
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Alternativ oder zusätzlich zu einer Anordnung in einem Kraftfahrzeug kann die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung in oder an einem Gerät und/oder in einem anderen Fahrzeug, wie beispielsweise einem Flugzeug, angeordnet sein.
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Zu der Erfindung gehören auch Ausgestaltungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben. Im Folgenden sind als Elemente der Anzeigevorrichtung stets nur das Trägerelement, das Anzeigeelement und das Trennelement zu verstehen und keine weiteren Komponenten der Anzeigevorrichtung.
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In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Anzeigevorrichtung eine Halteeinrichtung aufweist. Die Halteeinrichtung umfasst ein Fixierelement, das dazu ausgebildet ist, das Trägerelement, das Anzeigeelement und das Trennelement an einer gemeinsamen ersten Seite zu fixieren. Die Halteeinrichtung ist beispielsweise als Rahmen für eine quaderförmige Anzeigevorrichtung ausgebildet, wobei eine Länge und Breite der Anzeigevorrichtung im Vergleich zu einer Dicke der Anzeigevorrichtung größer sind. Über die Länge und Breite der Anzeigevorrichtung erstreckt sich auf einer Oberfläche der Anzeigevorrichtung eine Anzeigefläche des Anzeigeelements. Bei einem Blick auf diese Anzeigefläche des Anzeigeelements bei einer Blickrichtung senkrecht zur Anzeigefläche lassen sich eine obere Seite, eine der oberen Seite gegenüberliegende untere Seite sowie zwei seitliche Seiten unterscheiden. Die seitlichen Seiten werden im Folgenden als in Blickrichtung linke und rechte Seite der Anzeigevorrichtung bezeichnet. Die gemeinsame erste Seite ist nun beispielsweise die obere Seite der Anzeigevorrichtung. An dieser oberen Seite ist mithilfe des Fixierelements vorgesehen, dass dort alle drei Elemente der Anzeigevorrichtung, das heißt das Trägerelement, das Anzeigeelement und das Trennelement, jeweils fest befestigt sind. An dieser ersten Seite sind somit alle drei Elemente fest von der Halteeinrichtung eingespannt. Eine Relativbewegung zwischen Trägerelement, Anzeigeelement und Trennelement und der Halteeinrichtung ist an dieser ersten Seite nicht möglich. Alternativ dazu kann die untere Seite der Anzeigevorrichtung als erste Seite ausgebildet sein. Alternativ dazu kann die erste Seite als linke Seite oder als rechte Seite der Anzeigevorrichtung ausgebildet sein. Relevant ist hierbei, dass nur eine gemeinsame erste Seite existiert, an der die drei Elemente der Anzeigevorrichtung fest verankert sind. Hierdurch wird erreicht, dass mithilfe der Halteeinrichtung das Trägerelement, das Anzeigeelement und das Trennelement zusammengehalten werden, ohne dass beispielsweise eine Klebebeschichtung auf einzelnen Oberflächen der einzelnen Elemente der Anzeigevorrichtung angeordnet ist, um diese miteinander in dem beschriebenen Aufbau zu befestigen.
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In einer weiteren Ausgestaltungsform ist vorgesehen, dass die Halteeinrichtung an einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite ein Halteelement umfasst. Dieses Halteelement ist mit dem Anzeigeelementausgleichselement und dem Trennelementausgleichselement gekoppelt. Das Halteelement dient also zum Fixieren der beiden Ausgleichselemente an der Halteeinrichtung und somit am Rahmen der Anzeigevorrichtung. Weder das Trennelement noch das Anzeigeelement sind somit an der zweiten Seite direkt mit der Halteeinrichtung gekoppelt und an dieser fixiert. Bei der zweiten Seite handelt es sich gemäß dem oben genannten Beispiel um die untere Seite des Rahmens der Anzeigevorrichtung. An dieser unteren Seite der Anzeigevorrichtung ist nun die Längenänderung des Trennelements und/oder des Anzeigeelements mithilfe des entsprechenden Ausgleichselements ausgleichbar. Hierdurch wird erreicht, dass bei einer Längenänderung, beispielsweise aufgrund von Temperaturschwankungen und/oder mechanischer Einwirkung auf die Anzeigevorrichtung, eine jeweilige Verformung des Trennelements und/oder des Anzeigeelements in Längsrichtung möglich ist. Eine Längenänderung im Sinne der Erfindung ist also in diesem Beispiel eine Längenänderung des Anzeigeelements beziehungsweise des Trennelements in eine Richtung parallel zu einer Verbindungsebene zwischen der oberen und der unteren Seite der Halteeinrichtung. Spannt beispielsweise die Anzeigefläche des Anzeigeelements eine Fläche in z- und y-Richtung auf, wohingegen die Tiefe der Anzeigevorrichtung in x-Richtung zeigt, ist die Längenänderung beispielsweise eine Änderung in z-Richtung dieses Koordinatensystems. Voraussetzung hierfür ist jedoch, dass die erste Seite und die zweite Seite des Anzeigeelements und des Trennelements jeweils parallel zur y-Richtung verlaufen. Durch die Kopplung des Trennelements mit dem Trennelementausgleichselement sowie des Anzeigeelements mit dem Anzeigeelementausgleichselement und der beschriebenen Kopplung des Anzeigeelementausgleichselements sowie des Trennelementausgleichselements mit dem Halteelement wird letztendlich eine stabile Befestigung der Anzeigevorrichtung mithilfe der Halteeinrichtung erreicht. Ohne dass es zu einem Trennen der einzelnen Elemente der Anzeigevorrichtung voneinander kommt, sind somit ein kompakter Transport und/oder Einbau der Anzeigevorrichtung an einem gewünschtem Zielort, zum Beispiel im Kraftfahrzeug, möglich.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Halteelement dazu ausgebildet ist, das Trägerelement an der zweiten Seite zu fixieren. Das Trägerelement selbst ist somit sowohl an der oberen als auch an der unteren Seite jeweils mit der Halteeinrichtung gekoppelt. Dies basiert auf der Idee, dass das Trägerelement aufgrund seiner Wabenstruktur und den damit verbundenen Materialeigenschaften dazu ausgebildet ist, Längenänderungen, wie sie aufgrund von Temperaturschwankungen und mechanischen Einflüssen zu erwarten sind, zu kompensieren und folglich kein Trägerelementausgleichselement benötigt wird. In einer alternativen Ausgestaltungsform kann es jedoch vorgesehen sein, dass an der zweiten Seite ein derartiges Trägerelementausgleichselement, analog zum Anzeigeelementausgleichselement und Trennelementausgleichselement, angeordnet ist, wobei das Trägerelementausgleichselement mit dem Trägerelement gekoppelt und dazu ausgebildet ist, die Längenänderung des flexiblen Trägerelements auszugleichen. Durch die beschriebene Wahl des Trägerelements als die Wabenstruktur aufweisender Kunststoff wird jedoch erreicht, dass kein aufwendiges Ausgleichselement für dieses Element der Anzeigevorrichtung nötig ist, um die erwarteten Längenänderungen ausgleichen zu können. Hierdurch wird eine kostengünstige und einfach herstellbare Anzeigevorrichtung ermöglicht.
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In einer zusätzlichen Ausgestaltungsform ist vorgesehen, dass die Halteeinrichtung zwei Rahmenelemente umfasst, die jeweils zwischen dem Fixierelement und dem Halteelement angeordnet sind. Die Rahmenelemente befinden sich im oben genannten Beispiel somit auf der linken und rechten Seite der Anzeigevorrichtung. Die zwei Rahmenelemente sind dazu ausgebildet, das Trägerelement, das Anzeigeelement und das Trennelement derart festzuhalten, dass eine jeweilige Verformung des Trägerelements, des Anzeigeelements und des Trennelements in einer Querrichtung der Anzeigevorrichtung unterbunden, jedoch eine jeweilige Verformung in einer Längsrichtung der Anzeigevorrichtung möglich ist. Letztendlich halten die Halteelemente lediglich die Anzeigevorrichtung an der linken und rechten Seite, jedoch spannen sie die einzelnen drei Elemente der Anzeigevorrichtung jeweils nicht fest ein. Bei der Längenänderung der einzelnen drei Elemente ist somit weiterhin eine Verformung der einzelnen drei Elemente in Längsrichtung möglich, da diese seitlich nicht von den Rahmenelementen fixiert werden. Eine Verformung in Querrichtung, beispielsweise eine Ausdehnung in Querrichtung, das heißt in y-Richtung der Anzeigevorrichtung, wird jedoch unterbunden, da die zwei Rahmenelemente an den beiden senkrecht zur ersten und zweiten Seite angeordneten Seiten der Anzeigevorrichtung angeordnet sind. Die Halteeinrichtung kann hierbei als zusammenhängende Einrichtung ausgebildet sein, das heißt das Fixierelement kann an zwei Enden mit jeweils einem der Rahmenelemente verbunden sein, wohingegen die jeweiligen Rahmenelemente an dem jeweiligen dem Fixierelement gegenüberliegenden Ende mit dem Halteelement verbunden sind. Letztendlich wird hierdurch die Halteeinrichtung in Form eines Rahmens für eine quaderförmige Anzeigevorrichtung beschrieben. Hierdurch wird ausreichend Flexibilität der Anzeigevorrichtung in Längsrichtung zur Kompensation der Längenänderung gegeben, wobei dennoch eine Fixierung der Anzeigevorrichtung in der Halteeinrichtung gegeben ist.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform ist es vorgesehen, dass das Trägerelement, das Trennelement und das Anzeigeelement derart zueinander angeordnet sind, dass eine jeweilige Relativbewegung in Längsrichtung der Anzeigevorrichtung zwischen dem Trägerelement und dem Trennelement sowie zwischen dem Anzeigeelement und dem Trennelement ermöglicht ist. Zwischen den einzelnen drei Elementen der Anzeigevorrichtung, das heißt dem Trägerelement und dem Trennelement sowie dem Trennelement und dem Anzeigeelement, ist also jeweils beispielsweise in einem Zwischenraum ein Luftspalt gegeben. Hierdurch ist es möglich, dass beispielsweise das Trennelement eine größere Längenänderung vollzieht als das Anzeigeelement und es dennoch zu keiner Reibung und/oder Schädigung des Trägerelements, des Anzeigeelements und/oder des Trennelements aufgrund von Relativverschiebungen der einzelnen Elemente zueinander kommt. Denn die einzelnen drei Elemente der Anzeigevorrichtung sind nicht miteinander fest verklebt, sondern liegen nur lose aufeinander. Dennoch ist die Anzeigevorrichtung an sich kompakt zusammenhaltend ausgebildet, da mithilfe der beschriebenen Halteeinrichtung und insbesondere dem Fixierelement der Halteeinrichtung das Zusammenhalten der drei Elemente der Anzeigevorrichtung mit geringem Aufwand realisiert ist. Je nach aktueller Temperatur sowie je nach mechanischer Krafteinwirkung kann somit materialabhängig eine jeweilige Längenänderung des Trennelements, des Anzeigeelements und/oder des Trägerelements erfolgen, ohne dass es zu einem Aufbau von Kräften zwischen den einzelnen Elementen der Anzeigevorrichtung kommt. Hierdurch wird trotz unterschiedlichen Materialien innerhalb der Anzeigevorrichtung die hohe Flexibilität der Anzeigevorrichtung realisiert.
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Außerdem sieht eine Ausgestaltungsform der Erfindung vor, dass das Anzeigeelementausgleichselement und Trennelementausgleichselement jeweils als Loslager ausgebildet sind. Das Trennelementausgleichselement und das Anzeigeelementausgleichselement sind also jeweils als Lager im Sinne einer Verbindung zwischen dem Anzeigeelement beziehungsweise dem Trennelement und dem Halteelement ausgebildet. Mithilfe des jeweiligen Ausgleichselements ist eine Bewegung des Trennelements beziehungsweise des Anzeigeelements relativ zur Umgebung, das heißt letztendlich zum Halteelement der Halteeinrichtung, möglich. Durch die Ausbildung als Loslager werden Bewegungen in eine bestimmte Richtung im Raum, die in dem bisherigen Beispiel als z-Richtung bezeichnet wird, nicht unterbunden. Dieses Loslager kann beispielsweise mithilfe eines Federsystems und/oder einem gummiartigen Element realisiert sein. Relevant ist hierbei, dass weder das Trennelementausgleichselement noch das Anzeigeelementausgleichselement als Festlager ausgebildet sind. Insgesamt wird hierdurch auf technisch einfach realisierbare Art und Weise, und zwar mithilfe eines üblichen Loslagers, der Längenausgleich des Anzeigeelements sowie des Trennelements ermöglicht. Hierdurch wird zudem eine kostengünstige Herstellung der Anzeigevorrichtung ermöglicht.
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Des Weiteren sieht eine Ausgestaltungsform der Erfindung vor, dass das Anzeigeelement als Anzeigeelement mit integriertem Bedienelement ausgebildet ist. Das integrierte Bedienelement ist bevorzugt als berührungssensitiver Bildschirm ausgebildet. Das Anzeigeelement kann beispielsweise eine sogenannt Touch-Oberfläche aufweisen, wodurch das Anzeigeelement nicht nur zum Anzeigen von Inhalten ausgebildet ist, sondern auch eine Bedienfunktion aufweist. Die Anzeigevorrichtung eignet sich daher beispielsweise für eine Bedieneinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mithilfe derer beispielsweise ein Navigationssystem, ein Multimediasystem sowie andere Steuer- und Einstellungssysteme des Kraftfahrzeugs nicht nur angezeigt, sondern zudem bedient werden können. Hierdurch wird die Anzeigevorrichtung multifunktional gestaltet.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Anzeigevorrichtung eine Verformungseinrichtung umfasst, die dazu ausgebildet ist, zwischen einer eingefahrenen Stellung und einer ausgefahrenen Stellung bewegt zu werden. Bei der Anzeigevorrichtung kann es sich daher beispielsweise um eine einrollbare Anzeigevorrichtung handeln. Diese befindet sich im eingerollten Zustand in der eingefahrenen Stellung und im ausgerollten Zustand in der ausgefahrenen Stellung. Es ist jedoch nicht immer ein vollständiges Ein- oder Ausrollen der Anzeigevorrichtung vorzusehen. Vielmehr kann beispielsweise eine Verformung eines Teilbereichs der Anzeigevorrichtung relativ zu einem daran angrenzenden Teilbereich der Anzeigevorrichtung um einen Winkel zwischen größer als 0 Grad und kleiner als 180 Grad vorgesehen sein. Die Verformungseinrichtung ist beispielsweise in einem Randbereich der Anzeigevorrichtung angeordnet und dazu ausgebildet, mithilfe entsprechender translatorischer Bewegungen die Anzeigevorrichtung in die gewünschte Stellung zu verformen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Verformungseinrichtung dazu ausgebildet sein, eine Rotationsbewegung zumindest eines Teilbereichs der Anzeigevorrichtung durchzuführen. Die Bewegung der Anzeigevorrichtung kann manuell oder automatisch mittels der Verformungseinrichtung erfolgen. Bei einer Biegung der flexiblen Anzeigevorrichtung mittels der Verformungseinrichtung können außerdem unterschiedliche Krümmungsradien der einzelnen der drei Elemente, das heißt des Trägerelements, des Anzeigeelements und des Trennelements, kompensiert werden, da die Längenänderung jedes Elements mittels einer eigenen Kompensierungseinheit erfolgt, und zwar mittels des Anzeigeelementausgleichselements, des Trennelementausgleichselements oder der Wabenstruktur des Trägerelements. Es wird also eine flexible Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug realisiert, die vielseitig und zudem lokal unterschiedlich geformt und somit an zahlreichen Positionen innerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnet sein kann. Hierdurch wird die Anzeigevorrichtung vielseitig einsetzbar.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist eine Anzeigevorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde, auf. Diese Anzeigevorrichtung ist beispielsweise im Bereich einer Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs angeordnet. Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Anzeigevorrichtung;
- 2 eine geschnittene Darstellung einer Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug; und
- 3 eine Draufsicht auf eine Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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In 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 skizziert, von dem ein Fahrzeuginnenraum zu sehen ist. In dem Kraftfahrzeug 10 ist eine Anzeigevorrichtung 12 angeordnet, und zwar im Bereich einer Mittelkonsole 11 des Kraftfahrzeugs 10. Die Anzeigevorrichtung 12 weist eine flächige Anzeigefläche 14 auf, auf der hier eine Routenführung mithilfe eines Navigationssystems des Kraftfahrzeugs 10 angezeigt wird.
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Die in 1 skizzierte Anzeigevorrichtung 12 befindet sich in einer ausgefahrenen Stellung 18, in der die Anzeigefläche 14 vollständig für einen Insassen 13 des Kraftfahrzeugs 10 zu sehen ist. In 1 ist außerdem mithilfe von gestrichelten Linien eine eingefahrene Stellung 19 der Anzeigevorrichtung 12 skizziert. In dieser eingefahrenen Stellung 19 ist die Anzeigefläche 14 für den Insassen 13 nicht sichtbar, da die Anzeigevorrichtung 12 in der eingefahrenen Stellung 19 zu einer Rolle aufgerollt wurde. Die Anzeigevorrichtung 12 umfasst daher eine Verformungseinrichtung 16, die dazu ausgebildet ist, die Anzeigevorrichtung 12 zwischen der eingefahrenen Stellung 19 und der ausgefahrenen Stellung 18 zu bewegen. Die Bewegung zwischen den Stellungen 18, 19 erfolgt bevorzugt automatisch, kann aber auch manuell vom Insassen 13, beispielsweise durch Ziehen an der aufgerollten Anzeigevorrichtung 12, initiiert werden.
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Eine Tiefe der Anzeigevorrichtung 12, das heißt eine Ausdehnung der Anzeigevorrichtung 12 in einer x-Richtung, ist deutlich kleiner als eine jeweilige Ausdehnung der Anzeigevorrichtung 12 in einer y- oder z-Richtung, das heißt als eine Breite oder eine Länge der Anzeigevorrichtung 12. Diese Ausgestaltung der Tiefe relativ zur Länge wird außerdem in der geschnittenen Darstellung in 2 deutlich.
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In 2 ist skizziert, dass die Anzeigevorrichtung 12 aus drei aufeinander angeordneten Elementen besteht, und zwar aus einem Trägerelement 20, einem Anzeigeelement 24 und einem Trennelement 22. Das Trennelement 22 ist zwischen dem Trägerelement 20 und dem Anzeigeelement 24 angeordnet. Das Trägerelement 20, das Anzeigeelement 24 und das Trennelement 22 sind jeweils aus einem jeweiligen flexiblen Material ausgebildet. Hierbei ist das Trägerelement 20 beispielsweise aus einem Kunststoff, wie Polypropylen (PP) oder einem Polyamid (PA) hergestellt. Wie aus dem Bildausschnitt 20a des Trägerelements 20 deutlich wird, weist das Trägerelement 20 bevorzugt eine Wabenstruktur 21 auf. Das Anzeigeelement 24 ist beispielsweise aus organischen Leuchtdioden (OLED für Organic Light Emitting Diode) oder aus einzelnen Mikro-Leuchtdioden (Mikro-LED, LED für Light Emitting Diode) hergestellt. Das Anzeigeelement 24 weist außerdem ein integriertes Bedienelement auf, das hier als berührungssensitiver Bildschirm realisiert ist. Das Trennelement 22 ist als Kunststofffolie oder als flexible Kunststoffplatte ausgebildet und typischerweise zwischen 5 Mikrometern und 500 Mikrometern dick. Alternativ kann das Trennelement 22 zwischen 0,5 und 1 Millimeter dick sein. Als Dicke wird hierbei die Ausdehnung in x-Richtung bezeichnet.
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Die Anzeigevorrichtung 12 weist außerdem ein Anzeigeelementausgleichselement 26 sowie ein Trennelementausgleichselement 28 auf. Das Anzeigeelementausgleichselement 26 ist mit dem Anzeigeelement 24 gekoppelt, und das Trennelementausgleichselement 28 ist mit dem Trennelement 22 gekoppelt. Das Anzeigeelementausgleichselement 26 ist dazu ausgebildet, eine Längenänderung 29 des Anzeigeelements 24 auszugleichen. Die Längenänderung 29 ist in 2 mithilfe eines Pfeils skizziert. Die Längenänderung 29 erfolgt in z-Richtung des skizzierten Koordinatensystems. Analog dazu ist das Trennelementausgleichselement 28 dazu ausgebildet, eine Längenänderung 29 des Trennelements 22 auszugleichen. Die einzelnen drei Elemente der Anzeigevorrichtung 12, das heißt das Trägerelement 20, das Anzeigeelement 24 und das Trennelement 22, sind nicht fest miteinander verbunden, sondern jeweils durch einen Zwischenraum 25 voneinander getrennt. Hierdurch werden jeweilige Relativbewegungen in z-Richtung zwischen dem Trägerelement 20 und dem Trennelement 22 sowie zwischen dem Anzeigeelement 24 und dem Trennelement 22 ermöglicht. Der Zwischenraum 25 ist beispielsweise jeweils mit Luft gefüllt. Alternativ dazu kann der Zwischenraum 25 mit einem Gas aufgefüllt sein, beispielsweise mit reinem Stickstoff.
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Das Anzeigeelementausgleichselement 26 sowie das Trennelementausgleichselement 28 sind jeweils als Loslager ausgebildet, das heißt, sie ermöglichen die Längenänderung 29 in einer Raumrichtung, und zwar in z-Richtung.
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Die Anzeigevorrichtung 12 weist außerdem eine Halteeinrichtung 30 auf. Die Halteeinrichtung 30 wiederum umfasst ein Fixierelement 32, ein Halteelement 34 sowie zwei Rahmenelemente 36 (siehe Bezugszeichen 36 in 3).
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Wie in 2 skizziert ist das Fixierelement 32 dazu ausgebildet, das Trägerelement 20, das Anzeigeelement 24 und das Trennelement 22 an einer gemeinsamen ersten Seite 31 zu fixieren. Diese erste Seite 31 entspricht also hier einer oberen Seite der Anzeigevorrichtung 12 in z-Richtung. An einer der ersten Seite 31 gegenüberliegenden zweiten Seite 33 ist das Halteelement 34 angeordnet, das mit dem Anzeigeelementausgleichselement 26 und dem Trennelementausgleichselement 28 gekoppelt ist. Das Halteelement 34 ist außerdem dazu ausgebildet, das Trägerelement 20 an der zweiten Seite 33 zu fixieren. Eine Längenänderung 29 des Trägerelements 20 wird nämlich mithilfe der Wabenstruktur 21 des Trägerelements 20 ausgeglichen.
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In 3 ist eine Draufsicht der Anzeigevorrichtung 12 skizziert. Aus dieser wird deutlich, dass die zwei Rahmenelemente 36 jeweils zwischen dem Fixierelement 32 und dem Halteelement 34 angeordnet sind. Die zwei Rahmenelemente 36 sind dazu ausgebildet, dass Trägerelement 20, das Anzeigeelement 24 und das Trennelement 22 derart festzuhalten, dass eine jeweilige Verformung des Trägerelements 20, des Anzeigeelements 24 und des Trennelements 22 in einer Querrichtung 37 der Anzeigevorrichtung 12 unterbunden ist. Die jeweilige Verformung in der Längsrichtung, das heißt in Richtung der Längenänderung 29, ist somit unbeeinflusst von den Rahmenelementen 36 möglich. Eine Verformung in der Querrichtung 37, die der y-Richtung entspricht, ist also nicht möglich, wohingegen eine Längenänderung 29 in x-Richtung möglich ist und mithilfe des Anzeigeelementausgleichselements 26, des Trennelementausgleichselements 28 sowie der Wabenstruktur 21 des Trägerelements 20 kompensiert wird. Die zwei Rahmenelemente 36 greifen somit ohne feste Fixierung an den seitlichen Seiten 35 der drei einzelnen Elemente der Anzeigevorrichtung 12 an, das heißt am Trägerelement 20, am Anzeigeelement 24 und am Trennelement 22. Der Bereich, in dem das Anzeigeelementausgleichselement 26 sowie das Trennelementausgleichselement 28 angeordnet sind, ist hierbei bevorzugt von einer Abdeckung 38 verdeckt. Die Abdeckung 38 verdeckt einen mit einer gestrichelten Linien 39 skizzierten unteren Teilbereich der Anzeigevorrichtung 12. In diesem unteren abgedeckten Teilbereich ist das Anzeigeelementausgleichselement 26 angeordnet.
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Insgesamt zeigen die Beispiele eine Anordnung für eine Tragstruktur für eine flexible Anzeigevorrichtung 12. Diese Trag- oder auch Montagestruktur für ein flexibles Display als Anzeigeelement 24 der Anzeigevorrichtung 12 wird unterschiedlichen mechanischen Bedingungen sowie Temperaturbedingungen gerecht. Dabei handelt es um einen Sandwich-Aufbau, bei dem die unterschiedlichen Komponenten, das heißt die unterschiedlichen drei Elemente der Anzeigevorrichtung 12, nur an zwei Enden miteinander befestigt sind, und zwar an der ersten Seite 31 sowie an der zweiten Seite 33. Abhängig von den Eigenschaften und dem Aufbau der einzelnen Schichten, das heißt dem Trägerelement 20, dem Anzeigeelement 24 und dem Trennelement 22 als einzeln aufeinander angeordnete Schichten, gibt es mindestens eine nachgiebige Befestigung der jeweiligen Komponente, die in Form des Anzeigeelementausgleichselements 26 und des Trennelementausgleichselements 28 gegeben ist. Die Nachgiebigkeit kann entsprechend den Eigenschaften der Komponenten individuell abgestimmt werden, und zwar durch entsprechende Wahl des Anzeigeelementausgleichselements 26 sowie des Trennelementausgleichselements 28. Außer an den Anbindungspunkten, das heißt außer am Fixierelement 32 sowie in gewisser Weise am Halteelement 34, werden die einzelnen Elemente der Anzeigevorrichtung 12 nicht aufeinander befestigt. Das heißt diese werden beispielsweise nicht aufeinander festgeklebt.
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Das Sandwich besteht beispielhaft aus den drei genannten Elementen, dem flexiblen Anzeigeelement 24, dem flexiblen Trägerelement 20 als Träger und dem flexiblen Trennelement 22 als Schutzschicht zwischen dem Anzeigeelement 24 und dem Trägerelement 20. Das Trennelement 22 sollte eine direkte Berührung des Trägerelements 20 mit dem Anzeigeelement 24 unterbinden und somit Abrieb und mechanische Beanspruchung des Anzeigeelements 24 reduzieren. Zentral ist hierbei die Idee, über eine Festanbindung mithilfe des Fixierelements 32 und eine Loslageranbindung mithilfe des Anzeigeelementausgleichselements 26 sowie des Trennelementausgleichselements 28 eine an sich flexible Anzeigevorrichtung 12 zu erzielen. Der Begriff des Luftspalts im Zwischenraum 25 dient hierbei lediglich der Beschreibung, dass es zwischen den einzelnen der drei Elemente keine feste oder geklebte Verbindung gibt. Relevant ist hierbei, dass das Loslager als Anzeigeelementausgleichselement 26 beziehungsweise Trennelementausgleichselement 28 mit einer Nachgiebigkeit versehen wird. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Anzeigevorrichtung 12 an sich vorgespannt ist und zum Beispiel keine Oberflächenwelligkeiten aufweist. Außerdem können verschiedene Materialien innerhalb der Anzeigevorrichtung 12 kombiniert werden, die gegebenenfalls unterschiedliche Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweisen, die jedoch durch die zulässige Längenänderung 29 kompensiert werden. Bei einer Biegung der flexiblen Anzeigevorrichtung 12 können außerdem unterschiedliche Krümmungsradien der einzelnen der drei Elemente, das heißt des Trägerelements 20, des Anzeigeelements 24 und des Trennelements 22, kompensiert werden. Zudem ist ein problemloser Austausch des Anzeigeelements 24 ohne Beeinflussung des Trennelements 22 oder des Trägerelements 20 möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2811365 A1 [0003]
- DE 102018113608 A1 [0004]
- DE 112013003937 T5 [0005]
