DE102022116953A1

DE102022116953A1 - Formteil

Info

Publication number: DE102022116953A1
Application number: DE102022116953.7A
Authority: DE
Inventors: Philipp Weih
Original assignee: Novem Car Interior Design GmbH
Current assignee: Novem Car Interior Design GmbH
Priority date: 2022-07-07
Filing date: 2022-07-07
Publication date: 2024-01-18
Also published as: WO2024008867A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Formteil (10) umfassend eine Dekorschicht (11) mit einer als Sichtseite ausgebildeten Vorderseite (12) und einer der Vorderseite (12) gegenüberliegenden Rückseite (13), und einen an der Rückseite (13) der Dekorschicht (11) angeordneten Träger (14).Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass an oder im Formteil (10) ein oder mehrere CMUT-Sensor- und/oder Bedienelemente (15) angeordnet sind, wobei das oder die CMUT-Sensor- und/oder Bedienelemente (15) zur Detektion einer Berührung der oder einer Näherung hin zur Vorderseite (12) der Dekorschicht (11) durch einen Bediener vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Formteil, insbesondere ein als Formteil ausgebildetes Dekorteil und/oder Verkleidungsteil für einen Fahrzeuginnenraum.
Im Fahrzeuginnenraum werden zahlreiche Dekor- und Verkleidungsteile eingebaut, beispielsweise Türverkleidungen, Konsolen- und Instrumentenverblendungen. Zu den Dekor- und Verkleidungsteilen zählen auch Bedientasten bzw. die Abdeckungen von Bedientasten.
Derartige Formteile umfassen eine Dekorschicht mit einer als Sichtseite ausgebildeten Vorderseite und einer der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite, und einen an der Rückseite der Dekorschicht angeordneten Träger.
Häufig gewünscht bei solchen Formteilen ist eine Integration von Sensor- und/oder Bedienelementen, um so genannte „Touch“-Funktionen auf der Formteiloberfläche zu ermöglichen. Zur Anwendung kommen hierzu bisher insbesondere kapazitive Sensor- und/oder Bedienelemente. Nachteilig bei kapazitiven Sensor- und/oder Bedienelementen ist jedoch der Umstand, dass diese nicht hinter leitenden Schichten der Formteile eingesetzt werden können, da die leitende Schicht den Sensor beeinträchtigt. So ist es beispielsweise nicht möglich, Touch-Sensoren oder Bedienelemente hinter leitenden Dekorflächen, wie Aluminium oder Carbon, bereitzustellen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Formteil anzugeben, insbesondere ein neues Formteil, welches die vorgenannten Nachteile zumindest weitestgehend vermeidet und/oder eine Integration von Touch-Sensoren oder Bedienelementen hinter leitenden Flächen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Formteil ist dadurch gekennzeichnet, dass an oder im Formteil ein oder mehrere CMUT-Sensor- und/oder Bedienelemente angeordnet sind, wobei das oder die CMUT-Sensor- und/oder Bedienelemente zur Detektion einer Berührung der oder Näherung hin zur Vorderseite der Dekorschicht durch einen Bediener vorgesehen sind.
Das Wirkprinzip von Sensor- und/oder Bedienelemente auf Basis der CMUT (Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducers / kapazitive mikromechanische Ultraschallwandler) Technologie basiert auf dem Senden und der Detektion von Ultraschallwellen.
Die Vorteile der Erfindung liegen somit insbesondere darin, dass es mit den neuen CMUT Sensoren - im Gegensatz zu kapazitiven Sensoren - möglich ist, durch leitende Formteiloberflächen oder Schichten des Formteils, wie beispielsweise eine Dekorschicht aus Aluminium oder Carbon, hindurch eine Berührung oder Näherung durch die Hand oder den Finger eines Bedieners zu detektieren.
Unter Berührung oder Näherung durch einen Bediener wird nicht nur die Berührung oder Näherung durch den Bediener selbst, sondern auch eine Berührung oder Näherung durch Gegenstände verstanden, die ein Bediener als Hilfsmittel verwendet, wie beispielsweise Stifte, deren Berührung der oder Näherung hin zur Vorderseite der Dekorschicht mittels eines Benutzers durch die CMUT-Sensor- und/oder Bedienelemente detektiert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung umfasst die Dekorschicht ein leitendes Material oder ist aus einem leitenden Material gebildet. Das leitende Material ist oder umfasst insbesondere Aluminium und/oder Carbon und/oder Edelstahl. Alternativ könnte die Dekorschicht auch aus einem nichtleitenden Material gebildet sein. Die Vorteile der Erfindung kommen jedoch besonders bei einem leitenden Material zum Tragen.
Der Träger ist vorzugsweise ein Kunststoffträger, beispielsweise aus Polycarbonat (PC) oder Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polycarbonat-Acrylnitril-Butadien-Styrol (PC-ABS). Bevorzugt ist der Träger transparent oder transluzent. Alternativ könnte der Träger auch aus Edelstahl gebildet sein. Es kann vorgesehen sein, dass sowohl Dekorschicht als auch Träger aus einer einzigen Edelstahlschicht gebildet sind. Der Träger kann durchgehend dieselbe Schichtdicke aufweisen. Alternativ kann der Träger abschnittsweise, bevorzugt im Bereich der CMUT-Sensor- und/oder Bedienelemente, ausgedünnt sein.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die CMUT-Sensor- und/oder Bedienelemente an der Rückseite des Trägers angebracht, insbesondere angeklebt und/oder angeclipsed und/oder angeschweißt und/oder angeschraubt. Wichtig ist dabei eine definierte Anbringung ohne Luftspalt, um eine fehlerfreie Detektion sicherstellen zu können. Hierzu muss im Falle des Anklebens ein Klebesystem mit gleichbleibenden Eigenschaften, wie beispielsweise Härte etc., für das Anbringen eingesetzt werden.
Besonders bevorzugt sind an der Vorderseite der Dekorschicht ein oder mehrere Symbole vorgesehen, wobei je ein CMUT-Sensor- und/oder Bedienelemente je einem Symbol zugeordnet ist und/oder im Bereich des Symbols an der Rückseite des Trägers angeordnet ist.
Bei solchen Symbolen handelt es sich bevorzugt um ein oder mehrere Funktionssymbole oder Geometrien oder Formen oder formfolgende Linien, welche auf der Sichtseite der Dekorschicht des Formteils dargestellt werden, d.h. insbesondere in Draufsicht auf die Sichtseite der Dekorschicht als solche zu erkennen sind. Ferner kann es sich bei dem Symbol auch um einen oder mehrere Buchstaben, Schriftzüge, Zeichen oder sonstige Gestaltungselemente handeln.
Es kann vorgesehen sein, dass das oder die Symbole jeweils durch einen oder mehrere Durchbrüche, insbesondere durch eine durch die Durchbrüche gebildete Mikroperforation, in der Dekorschicht ausgebildet sind, wobei sich der oder die Durchbrüche von der Rückseite der Dekorschicht zur Vorderseite der Dekorschicht durch die Dekorschicht hindurcherstrecken, und wobei auf der Rückseite der Dekorschicht, insbesondere am oder im Träger, ein Lichtsystem, beispielsweise umfassend eine oder mehrere LEDs, angeordnet ist, wobei von dem Lichtsystem ausgehendes Licht durch den oder die Durchbrüche zur Darstellung des Symbols an die Vorderseite der Dekorschicht geleitet wird oder leitbar ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das oder die Symbole durch eine partielle Druck- und/oder Farbbeschichtung an der Vorderseite der Dekorschicht ausgebildet sind.
Auch kann vorgesehen sein, dass das oder die Symbole durch, beispielsweise mittels Prägung gebildete, Vertiefungen in der Fläche der Dekorschicht und/oder Erhebungen aus der Fläche der Dekorschicht ausgebildet sind.
Darüber hinaus sind auch Mischformen möglich, wobei die Symbole teilweise mittels Durchbrüchen (mit oder ohne Hinterleuchtung) und/oder teilweise mittels Farb- und/oder Druckschichten und/oder teilweise mittels Vertiefungen und/oder Erhöhungen gebildet sind.
Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung umfasst das Formteil ein oder mehrere Feedback-Elemente zur Erzeugung eines Feedback-Signals, wobei das oder die Feedback-Elemente mit dem oder den CMUT-Sensor- und/oder Bedienelementen verbunden sind, um bei einer Detektion einer Berührung der oder einer Näherung hin zur Vorderseite der Dekorschicht durch einen Bediener durch das oder die CMUT-Sensor- und/oder Bedienelemente ein Feedback-Signal für den Bediener auszugeben.
Es kann vorgesehen sein, dass die Feedback-Elemente haptische Feedback-Elemente, beispielsweise Vibrationseinrichtungen, zur Ausgabe eines haptischen Feedback-Signals, und/oder visuelle Feedback-Elemente, beispielsweise Beleuchtungseinrichtungen, zur Ausgabe eines visuellen Feedback-Signals und/oder akustische Feedback-Elemente, beispielsweise Lautsprecher, zur Ausgabe eines akustischen Feedback-Signals sind oder umfassen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Formteil eine Steuereinrichtung aufweist, wobei die Steuereinrichtung mit dem oder den CMUT-Sensor- und/oder Bedienelementen verbunden ist, wobei durch die Steuereinrichtung bei einer von den CMUT-Sensor- und/oder Bedienelementen detektierten Berührung der oder Näherung hin zur Vorderseite der Dekorschicht durch einen Bediener ein Steuersignal zur Steuerung externer Einheiten erzeugt wird.
Das Steuersignal kann beispielsweise im Kfz-Innenraum vorgesehene externe Einheiten, wie elektrische und/oder elektronische Einheiten, ansteuern, beispielsweise die Rücken- und/oder Armlehen-Stelleinrichtungen, die Klimaanlage, die Belüftung, die Beleuchtung, das Radio und/oder das Navigationssystem, etc.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Formteils in einer schematischen Schnittdarstellung;
2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Formteils in einer schematischen Schnittdarstellung;
3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Formteils in einer schematischen Schnittdarstellung.

Einander entsprechende Teile und Komponenten sind in 1 bis 3, auch über die verschiedenen Ausführungsbeispiele hinweg, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
1 bis 3 zeigen jeweils ein erfindungsgemäßes, als Formteil 10 ausgebildetes Dekorteil und/oder Verkleidungsteil für einen Fahrzeuginnenraum. Das Formteil 10 umfasst eine Dekorschicht 11 mit einer als Sichtseite ausgebildeten Vorderseite 12 und einer der Vorderseite 12 gegenüberliegenden Rückseite 13, und einen an der Rückseite 13 der Dekorschicht 11 angeordneten Träger 14.
Am Formteil 10 sind mehrere CMUT-Sensor- und/oder Bedienelemente 15 angeordnet, die zur Detektion einer Berührung der Vorderseite 12 der Dekorschicht 11 durch einen Bediener vorgesehen sind.
Die Dekorschicht 11 ist aus einem leitenden Material gebildet, wobei das leitende Material bevorzugt Aluminium oder Carbon ist. Der Träger 14 ist vorzugsweise ein transparenter oder transluzenter Kunststoffträger, bevorzugt aus Polycarbonat (PC) oder Polycarbonat- Acrylnitril-Butadien-Styrol (PC-ABS).
Die CMUT-Sensor- und/oder Bedienelemente 15 sind an der Rückseite 16 des Trägers 14 angebracht, insbesondere angeklebt, angeclipsed oder angeschweißt.
An der Vorderseite 12 der Dekorschicht 11 sind mehrere Symbole 17 vorgesehen, wobei je ein CMUT-Sensor- und/oder Bedienelement 15 je einem Symbol 17 zugeordnet und im Bereich des Symbols 17 an der Rückseite 16 des Trägers 14 angeordnet ist. Bei dem Symbol 17 handelt es sich beispielsweise um Funktionssymbole, welche auf der Sichtseite der Dekorschicht 11 des Formteils 10 dargestellt werden. Ferner kann es sich bei den Symbolen 17 auch um einen oder mehrere Buchstaben, Schriftzüge, Zeichen oder sonstige Gestaltungselemente handeln.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 1 ist jedes Symbol 17 durch mehrere Durchbrüche 18, insbesondere durch eine durch die Durchbrüche 18 gebildete Mikroperforation, in der Dekorschicht 11 ausgebildet. Die Durchbrüche 18 erstrecken sich von der Rückseite 13 der Dekorschicht 11 zur Vorderseite 12 der Dekorschicht 11 durch die Dekorschicht 11 hindurch. Auf der Rückseite 13 der Dekorschicht 11, angebracht an der Rückseite des Trägers 14, ist ein Lichtsystem 19, umfassend eine oder mehrere LEDs, angeordnet. Von dem Lichtsystem 19 ausgehendes Licht ist durch die Durchbrüche 18 leitbar, um das Symbol 17 an der Vorderseite 12 der Dekorschicht 11 durch Hinterleuchtung darzustellen.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 2 sind die Symbole 17 jeweils durch eine partielle Druck- und/oder Farbbeschichtung 20 an der Vorderseite 12 der Dekorschicht 11 ausgebildet.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 3 sind die Symbole 17 durch mittels Prägung gebildete Vertiefungen 21 in der Fläche der Dekorschicht 11 ausgebildet.
Darüber hinaus sind auch Mischformen möglich, wobei die Symbole 17 teilweise mittels Durchbrüchen (mit oder ohne Hinterleuchtung) und/oder teilweise mittels Farb- und/oder Druckschichten und/oder teilweise mittels Vertiefungen und/oder Erhöhungen gebildet sind.
Das erfindungsgemäße Formteil 10 gemäß den Ausführungsbeispielen nach 1 bis 3 umfasst je CMUT-Sensor- und/oder Bedienelement 15 ein Feedback-Element 22 zur Erzeugung eines Feedback-Signals, wobei die Feedback-Elemente 22 mit den jeweils zugehörigen CMUT-Sensor- und/oder Bedienelementen 15 verbunden sind, um bei einer Detektion einer Berührung der Vorderseite 12 der Dekorschicht 11 durch einen Bediener durch das CMUT-Sensor- und/oder Bedienelement 15 ein Feedback-Signal für den Bediener auszugeben. Die Feedback-Elemente 22 können haptische Feedback-Elemente, beispielsweise Vibrationseinrichtungen, zur Ausgabe eines haptischen Feedback-Signals, oder visuelle Feedback-Elemente, beispielsweise Beleuchtungseinrichtungen, zur Ausgabe eines visuellen Feedback-Signals oder akustische Feedback-Elemente, beispielsweise Lautsprecher, zur Ausgabe eines akustischen Feedback-Signals sein.
Das Formteil 10 umfasst ferner eine Steuereinrichtung 23, wobei die Steuereinrichtung 23, beispielsweise einen Mikrocontroller, mit den CMUT-Sensor- und/oder Bedienelemente 15 verbunden ist, wobei durch die Steuereinrichtung 23 bei einer von den CMUT-Sensor- und/oder Bedienelementen 15 detektierten Berührung der Vorderseite 12 der Dekorschicht 11 durch einen Bediener ein Steuersignal zur Steuerung externer Einheiten erzeugt wird. Das Steuersignal kann beispielsweise im Kfz-Innenraum vorgesehene elektrische und/oder elektronische Einheiten ansteuern, beispielsweise die Rücken- und/oder Armlehen-Stelleinrichtungen, die Klimaanlage, die Belüftung, die Beleuchtung, das Radio und/oder das Navigationssystem, etc.
Bezugszeichen liste

10: Formteil
11: Dekorschicht
12: Vorderseite (Dekorschicht)
13: Rückseite (Dekorschicht)
14: Träger
15: CMUT-Sensor- und/oder Bedienelemente
16: Rückseite (Träger)
17: Symbol
18: Durchbrüche
19: Lichtsystem
20: Druck- und/oder Farbbeschichtung
21: Vertiefung
22: Feedback-Element
23: Steuereinrichtung

Claims

Formteil (10), umfassend eine Dekorschicht (11) mit einer als Sichtseite ausgebildeten Vorderseite (12) und einer der Vorderseite (12) gegenüberliegenden Rückseite (13), und einen an der Rückseite (13) der Dekorschicht (11) angeordneten Träger (14), dadurch gekennzeichnet, dass an oder im Formteil (10) ein oder mehrere CMUT-Sensor- und/oder Bedienelemente (15) angeordnet sind, wobei das oder die CMUT-Sensor- und/oder Bedienelemente (15) zur Detektion einer Berührung der oder einer Näherung hin zur Vorderseite (12) der Dekorschicht (11) durch einen Bediener vorgesehen sind.
Formteil (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekorschicht (11) ein leitendes Material umfasst oder aus einem leitenden Material gebildet ist.
Formteil (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Material Aluminium und/oder Carbon und/oder Edelstahl ist oder umfasst.
Formteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die CMUT-Sensor- und/oder Bedienelemente (15) an der Rückseite (16) des Trägers (14) angebracht sind.
Formteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Vorderseite (12) der Dekorschicht (11) ein oder mehrere Symbole (17) vorgesehen sind, wobei je ein CMUT-Sensor- und/oder Bedienelemente (15) je einem Symbol (17) zugeordnet ist und/oder im Bereich des Symbols (17) an der Rückseite (16) des Trägers (14) angeordnet ist.
Formteil (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Symbole (17) jeweils durch einen oder mehrere Durchbrüche (18) in der Dekorschicht (11) ausgebildet ist, wobei sich der oder die Durchbrüche (18) von der Rückseite (13) der Dekorschicht (11) zur Vorderseite (12) der Dekorschicht (11) durch die Dekorschicht hindurch erstrecken (11), und wobei auf der Rückseite (13) der Dekorschicht (11) ein Lichtsystem (19) angeordnet ist, wobei von dem Lichtsystem (19) ausgehendes Licht durch den oder die Durchbrüche (18) zur Darstellung des Symbols (17) an die Vorderseite (12) der Dekorschicht (11) geleitet wird oder leitbar ist.
Formteil (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Symbole (17) durch eine partielle Druck- und/oder Farbbeschichtung (20) an der Vorderseite (12) der Dekorschicht (11) ausgebildet sind.
Formteil (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Symbole (17) durch Vertiefungen (21) in der Fläche der Dekorschicht (11) und/oder Erhebungen aus der Fläche der Dekorschicht (11) ausgebildet sind.
Formteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (10) ein oder mehrere Feedback-Elemente (22) zur Erzeugung eines Feedback-Signals umfasst, wobei das oder die Feedback-Elemente (22) mit dem oder den CMUT-Sensor- und/oder Bedienelementen (15) verbunden sind, um bei einer Detektion einer Berührung der oder einer Näherung hin zur Vorderseite (12) der Dekorschicht (11) durch einen Bediener durch das oder die CMUT-Sensor- und/oder Bedienelemente (15) ein Feedback-Signal für den Bediener auszugeben.
Formteil (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Feedback-Elemente (22) haptische Feedback-Elemente zur Ausgabe eines haptischen Feedback-Signals und/oder visuelle Feedback-Elemente zur Ausgabe eines visuellen Feedback-Signals und/oder akustische Feedback-Elemente zur Ausgabe eines akustischen Feedback-Signals sind oder umfassen.
Formteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (10) eine Steuereinrichtung (23) aufweist, wobei die Steuereinrichtung (23) mit dem oder den CMUT-Sensor- und/oder Bedienelementen (15) verbunden ist, wobei durch die Steuereinrichtung (23) bei einer von den CMUT-Sensor- und/oder Bedienelementen (15) detektierten Berührung der oder Näherung hin zur Vorderseite (12) der Dekorschicht (11) durch einen Bediener ein Steuersignal zur Steuerung externer Einheiten erzeugt wird.