DE202021004033U1 - Verbundscheibenanordnung mit Touch-Bedienelement zur Steuerung einer Funktion - Google Patents

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Abstract

Verbundscheibenanordnung (1), umfassend:
- eine Verbundscheibe (2), die eine erste Scheibe (5) eine zweite Scheibe (6) und eine thermoplastische Zwischenschicht (7) aufweist, wobei die erste Scheibe (5) und die zweite Scheibe (6) über die thermoplastische Zwischenschicht (7) miteinander verbunden sind,
- ein Touch-Bedienelement (3) als Schaltelement zur Steuerung eines elektrisch regelbaren Funktionselements (12), und
- ein mit dem Touch-Bedienelement (3) elektrisch verbindbares Modul (4), wobei das Modul (4) als Vibrationsmodul zur Erzeugung eines haptischen Effekts in Form einer Vibration als Rückmeldung in Reaktion auf eine Betätigung des Touch-Bedienelements (3) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibration bezüglich Stärke, Dauer und Frequenz variiert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibenanordnung mit mindestens einem Touch-Bedienelement als Schaltelement zur Steuerung eines Funktionselements sowie eine Verwendung der Verbundscheibenanordnung.
  • Verbundscheiben bestehen aus mindestens einer Außenscheibe, einer Innenscheibe und einer klebefähigen Zwischenschicht, die die Außenscheibe mit der Innenscheibe flächig verbindet. Typische Zwischenschichten sind dabei Polyvinylbutyralfolien, die neben ihren Klebeeigenschaften eine hohe Zähigkeit und eine hohe akustische Dämpfung aufweisen. Die Zwischenschicht verhindert den Zerfall der Verbundglasscheibe bei einer Beschädigung. Die Verbundscheibe bekommt lediglich Sprünge, bleibt aber formstabil.
  • Verbundscheiben mit elektrisch schaltbaren optischen Eigenschaften sind aus dem Stand der Technik bekannt. Solche Verbundscheiben enthalten ein Funktionselement, welches typischerweise eine aktive Schicht zwischen zwei Flächenelektroden enthält. Die optischen Eigenschaften der aktiven Schicht können durch eine an die Flächenelektroden angelegte Spannung verändert werden. Ein Beispiel hierfür sind elektrochrome Funktionselemente, die beispielsweise aus US 20120026573 A1 und WO 2012007334 A1 bekannt sind. Ein weiteres Beispiel sind SPD-Funktionselemente (Suspended Particle Device) oder PDLC-Funktionselemente (Polymer Dispersed Liquid Crystal), die beispielsweise aus EP 0876608 B1 und WO 2011033313 A1 bekannt sind. Durch die angelegte Spannung lässt sich die Transmission von sichtbarem Licht durch elektrochrome oder SPD/PDLC-Funktionselemente steuern. Verbundscheiben mit solchen Funktionselementen können also auf komfortable Weise elektrisch ihre optischen Eigenschaften ändern und werden häufig als Dachscheiben in Fahrzeuge eingebaut.
  • Des Weiteren ist bekannt, dass Verbundscheiben zusätzlich einen Schaltbereich zur Steuerung des Funktionselements aufweisen. Derartige Schaltbereiche können durch eine Flächenelektrode oder durch eine Anordnung von zwei gekoppelten Elektroden ausgebildet sein, beispielsweise als kapazitive Schaltbereiche. Nähert sich ein Objekt dem Schaltbereich an, so ändert sich die Kapazität der Flächenelektrode gegen Erde oder die Kapazität des von den zwei gekoppelten Elektroden gebildeten Kondensators.
  • Die Kapazitätsänderung wird über eine Schaltungsanordnung oder Sensorelektronik gemessen und bei Überschreiten eines Schwellwerts wird ein Schaltsignal ausgelöst. Schaltungsanordnungen für kapazitive Schalter sind beispielsweise aus EP 0 899 882 A1 bekannt. Nach dem Stand der Technik wird ein Schaltsignal dadurch ausgelöst, dass eine Berührungsfläche des kapazitiven Schaltbereichs durch eine menschliche Hand berührt wird, deshalb werden diese Schaltbereiche auch als Touch Control bezeichnet.
  • US2010/179725 A1 offenbart eine Fahrzeugverglasung, welche einen manuell schaltbaren Sensor und eine dem Sensor zugeordnete Abschirmung umfasst. Der Sensor ist händisch zu betätigen und zum Schalten einer externen Vorrichtung vorgesehen.
  • Derartige Schaltbereiche sind üblicherweise nicht mittig auf einer Windschutzscheibe, sondern im Randbereich der Windschutzscheibe oder auch einer Dachscheibe angeordnet. Der Schaltbereich liegt nicht im Sichtfeld des Fahrzeugführers, deshalb ist dem Fahrzeugführer oft nicht klar, ob er den Schaltbereich berührt hat und ein Schaltsignal erzeugt wurde. Die Berührung der Fahrzeugscheibe, insbesondere der Dachscheibe, kann einen Fahrzeugführer unnötig ablenken oder dabei zumindest seine Sicht auf die Straße erheblich erschweren. Gleichzeitig besteht das Bedürfnis so wenig wie möglich das Blickfeld durch eine Scheibe zu beeinträchtigen. Daher werden z.B. Sensoren am Rand der Scheibe, bevorzugt im Bereich eines Schwarzdruckes angeordnet.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Verbundscheibenanordnung bereitzustellen, die ein Touch-Bedienelement aufweist, bei dessen Betätigung der Fahrzeugführer seinen Blick von der Straße nicht abwenden muss.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Verbundscheibenanordnung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Die erfindungsgemäße Verbundscheibenanordnung umfasst zumindest die folgenden Merkmale:
    • - eine Verbundscheibe, die eine erste Scheibe, eine zweite Scheibe und eine thermoplastische Zwischenschicht aufweist, wobei die erste Scheibe und die zweite Scheibe über die thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind,
    • - ein Touch-Bedienelement als Schaltelement zur Steuerung eines elektrisch regelbaren Funktionselements, und
    • - ein mit dem Touch-Bedienelement elektrisch verbindbares Modul, wobei das Modul als Vibrationsmodul zur Erzeugung eines haptischen Effekts in Form einer Vibration als Rückmeldung in Reaktion auf eine Betätigung des Touch-Bedienelements vorgesehen ist.
    Insbesondere wird der haptische Effekt durch das Touch-Bedienelement ausgelöst.
  • Dadurch, dass ein Fahrzeugnutzer eine haptische Rückmeldung auf das Betätigen des Touch-Bedienelements erhält, muss er nicht seinen Blick auf das Touch-Bedienelement richten und von der Straße abwenden. Somit wird die Fahrsicherheit erhöht, da der Fahrzeugnutzer, insbesondere der Fahrzeugführer, eine direkte Bestätigung auf die Betätigung des Touch-Bedienelementes erhält.
  • Der Begriff „Betätigung“ ist breit auszulegen, so dass er jegliche Wechselwirkung, Berührungen mit der Verbundscheibe umfasst, die in ein elektrisches Schaltsignal umgewandelt werden können.
  • Die erfindungsgemäße Verbundscheibenanordnung mit einem Touch-Bedienelement dient zur Abtrennung eines Innenraums von einer äußeren Umgebung. Mit Hilfe des vorgesehenen Touch-Bedienelements kann ein Gegenstand, beispielsweise eine menschliche Hand, erfasst und ein Schaltsignal generiert werden. Das Touch-Bedienelement kann zur elektrischen Steuerung einer Funktion innerhalb oder außerhalb der Verbundscheibe, bevorzugt einer Änderung der optischen Transparenz des Funktionselements, insbesondere einer Suspended Particle Device (SPD)-Schicht, Polymer Dispersed Liquid Crystal (PDLC)-Schicht oder einer elektrochromen Zwischenschicht, der Fensterscheibe einer Heizfunktion, einer Beleuchtung, insbesondere einer an oder in der Fensterscheibe angeordneten Lichtquelle, wie einer Leuchtdiode (LED oder OLED), insbesondere dimmbaren Leuchtdiode, verwendet werden. Die Lichtquelle kann an einer beliebigen Stelle der ersten oder zweiten Scheibe angeordnet sein, insbesondere über einen Sitz und am Seitenrand der Verbundscheibe.
  • Der besondere Vorteil der Leuchtdiode liegt in den kleinen Abmessungen und der geringen Leistungsaufnahme. Der von den LEDs emittierte Wellenlängenbereich kann im Bereich des sichtbaren Lichtes frei gewählt werden, beispielsweise nach praktischen und/oder ästhetischen Gesichtspunkten.
  • Erfindungsgemäß weist die Verbundscheibe eine thermoplastische Zwischenschicht auf, die insbesondere verschiedene thermoplastische Materialen aufweisen kann, welche auf mehreren Einzelschichten thermoplastischer Materialien basieren. Der Begriff „Zwischenschicht“ bezieht sich auf eine durch Verbinden mehrerer verschiedener Einzelschichten erzeugte Gesamtschicht, die zwischen der ersten und zweiten Scheibe angeordnet ist.
  • Die Scheiben enthalten bevorzugt Glas, besonders bevorzugt Flachglas, ganz besonders bevorzugt Floatglas, wie Kalk-Natron-Glas, Borosilikatglas oder Quarzglas, oder bestehen daraus. Alternativ können die Scheiben klare Kunststoffe, vorzugsweise starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon enthalten oder daraus bestehen. Die Scheiben sind bevorzugt transparent, insbesondere für die Verwendung der Verbundscheibe als Windschutzscheibe oder Rückscheiben eines Fahrzeugs oder anderen Verwendungen bei denen eine hohe Lichttransmission erwünscht ist. Als transparent im Sinne der Erfindung wird dann eine Scheibe verstanden, die eine Transmission im sichtbaren Spektralbereich von größer 70 % aufweist. Für Scheiben, die nicht im verkehrsrelevanten Sichtfeld des Fahrers liegen, beispielsweise für Dachscheiben, kann die Transmission aber auch viel geringer sein, beispielsweise größer als 5 %.
  • Die Verbundscheibe kann eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen. Bevorzugt sind die Scheiben plan oder leicht oder stark in einer Richtung oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen. Insbesondere werden plane Scheiben verwendet. Die Scheiben können farblos oder gefärbt sein.
  • Die Dicke der Scheiben kann breit variieren und so den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Standardstärken der einzelnen Scheiben von 1,0 mm bis 25 mm, beispielsweise von 1,1 mm bis 2,0 mm bevorzugt von 1,4 mm bis 2,5 mm, beispielsweise 1,6 mm oder 2,1 mm für Fahrzeugglas und bevorzugt von 4 mm bis 25 mm für Möbel, Geräte und Gebäude, verwendet. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach der Größe der erfindungsgemäßen Verwendung. Die erste Scheibe und zweite Scheibe weisen beispielsweise im Fahrzeugbau und Architekturbereich übliche Flächen von 200 cm2 bis zu 20 m2 auf.
  • Erfindungsgemäß ist das Modul als Vibrationsmodul zur Erzeugung einer Vibration vorgesehen. Das Modul kann dazu vorgesehen sein eine erkannte Betätigung durch eine Vibration zu bestätigen oder dem Benutzer den Eindruck eines Tastendrucks zur vermitteln. Die Konzentration und Blickrichtung des Benutzers, insbesondere eines Fahrzeugführers, wird nicht dadurch abgelenkt, dass er seinen Blick in Richtung des Touch-Bedienelements richten muss, sondern beim Strecken der Hand in Richtung des Touch-Bedienelements wird ihm ein Schaltsignal durch Vibration bestätigt.
  • Die Vibration des Vibrationsmoduls kann bzgl. Stärke, Dauer und Frequenz variieren. Somit können verschiede Abfolgen von Vibrationssignalen generiert werden. Das Vibrationsmodul kann je nach zugeordnete Funktion auf eine Betätigung des Touch-Bedienelements unterschiedliche Vibrationen erzeugen. Beispielsweise kann eine erkannte Betätigung durch eine kurze Vibration bestätigt werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn ein Zusammenhang zwischen Stärke der Vibration und der Entfernung oder Zeitdauer der Berührung des Benutzers besteht.
  • In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibenanordnung sind/ist das Touch-Bedienelement und/oder das Modul bevorzugt an einer, insbesondere als Innenscheibe bezeichneten, Scheibe der Verbundscheibe angeordnet. Mit Innenscheibe wird im Sinne der Erfindung die dem Innenraum (Fahrzeuginnenraum) zugewandte Scheibe der Verbundscheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet. Außenseitige Oberfläche der Scheiben bedeutet hierbei die Oberfläche der Scheiben, die nach außen, also von dem Fahrzeuginnenraum wegweist. Innenseitige Oberfläche bedeutet demnach die Oberfläche der Scheibe, die zum Fahrzeuginnenraum hin weist. Im Falle der Verbundscheibe als Fahrzeugscheibe kann sie beispielsweise eine Dachscheibe, eine Windschutzscheibe, eine Heckscheibe, eine Seitenscheibe oder eine andere den Fahrzeuginnenraum begrenzende Verglasung sein. Durch eine derartige Anordnung wird das Touch-Bedienelement besonders einfach zugänglich und der haptische Effekt besonders intensiv vom Benutzer wahrgenommen.
  • Weiterhin kann das Modul, insbesondere das Vibrationsmodul, haftfest mit der Innenscheibe verbunden sein. Vorzugsweise wird hierbei das Modul mit einem Klebestoff an der Innenscheibe befestigt.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann das Modul beispielsweise als ein Piezoaktuator ausgebildet sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Verbundscheibe als eine Dachscheibe eines Fahrzeugs ausgebildet und/oder das Funktionselement in oder an der Verbundscheibe angeordnet. Wird das Touch-Bedienelement durch den Fahrzeugführer betätigt, erhöht dies die Fahrsicherheit, da der Fahrzeugführer wegen der Wahrnehmung des haptischen Effekts als Rückmeldung seinen Blick nicht von der Straße abwenden muss.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Touch-Bedienelement, auch als sogenanntes Touch Control bezeichnet, als eine kapazitive oder ohmsche Schaltfläche ausgestaltet sein. Im Falle einer kapazitiven Schaltfläche ist die Schaltfläche für eine kapazitive Berührungsdetektion ausgebildet. Unter Berührung wird im Rahmen der Erfindung jegliche Wechselwirkung mit der Schaltfläche verstanden, die zu einer Generierung eines Schaltsignals führt. Insbesondere ist dies eine Berührung einer Oberfläche der Verbundscheibe in einem Bereich, der sich durch orthogonale Projektion des Touch-Bedienelements auf der Oberfläche ergibt.
  • Im Falle der kapazitiven Schaltfläche ist das Touch-Bedienelement vorzugsweise aus einer elektrisch leitfähigen Schicht ausgebildet. Die elektrisch leitfähige Schicht kann beispielsweise Kupfer, Silber, Gold oder Legierungen mit zumindest einem der vorgenannten Materialien aufweisen. Beispielsweise kann die elektrisch leitfähige Schicht auch als Heiz- oder Antennenschicht fungieren. Die elektrisch leitfähige Schicht ist bevorzugt transparent. Die elektrisch leitfähige Schicht kann unmittelbar auf einer innenseitigen Oberfläche der Fahrzeugscheibe oder einer Zwischenschicht oder auf einer zusätzlichen Trägerfolie, bevorzugt einer transparenten Trägerfolie angeordnet werden.
  • Geeignete elektrisch leitfähige Schichten sind beispielsweise aus DE202008017611U1 , EP 0 847 965 B1 oder WO2012/052315 A1 bekannt. Sie enthalten typischerweise eine oder mehrere, beispielsweise zwei, drei oder vier elektrisch leitfähige, funktionelle Schichten. Die funktionellen Schichten enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, beispielsweise Silber, Gold, Kupfer, Nickel und oder Chrom, oder eine Metalllegierung. Die funktionellen Schichten enthalten besonders bevorzugt mindestens 90 Gew. % des Metalls, insbesondere mindestens 99,9 Gew. % des Metalls. Die funktionellen Schichten können aus dem Metall oder der Metalllegierung bestehen. Die funktionellen Schichten enthalten besonders bevorzugt Silber oder eine silberhaltige Legierung. Solche funktionelle Schichten weisen eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit bei gleichzeitiger hoher Transmission im sichtbaren Spektralbereich auf. Die Dicke einer funktionellen Schicht beträgt bevorzugt von 5 nm bis 50 nm, besonders bevorzugt von 8 nm bis 25 nm. In diesem Bereich für die Dicke der funktionellen Schicht wird eine vorteilhaft hohe Transmission im sichtbaren Spektralbereich und eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit erreicht.
  • Typischerweise ist jeweils zwischen zwei benachbarten funktionellen Schichten zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet. Bevorzugt ist unterhalb der ersten und/oder oberhalb der letzten funktionellen Schicht eine weitere dielektrische Schicht angeordnet. Eine dielektrische Schicht enthält zumindest eine Einzelschicht aus einem dielektrischen Material, beispielsweise enthaltend ein Nitrid wie Siliziumnitrid oder ein Oxid wie Aluminiumoxid. Dielektrische Schicht können aber auch mehrere Einzelschichten umfassen, beispielsweise Einzelschichten eines einem dielektrischen Material, Glättungsschichten, Anpassungsschichten, Blockerschichten und/oder Antireflexionsschichten. Die Dicke einer dielektrischen Schicht beträgt beispielsweise von 10 nm bis 200 nm.
  • Weitere geeignete elektrisch leitfähige Schichten enthalten bevorzugt Indium-Zinnoxid (ITO), fluordotiertes Zinnoxid (SnO2:F) oder aluminiumdotiertes Zinkoxid (ZnO:AI) oder bestehen daraus.
  • Die elektrisch leitfähige Schicht kann prinzipiell jede Beschichtung sein, die elektrisch kontaktiert werden kann. Soll die erfindungsgemäße Verbundscheibe die Durchsicht ermöglichen, wie es beispielsweise bei Scheiben im Fensterbereich der Fall ist, so ist die elektrisch leitfähige Schicht bevorzugt transparent. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die elektrisch leitfähige Schicht eine Schicht oder ein Schichtaufbau mehrerer Einzelschichten mit einer Gesamtdicke von kleiner oder gleich 2 µm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 1 µm.
  • Das Ausbilden eines Touch-Bedienelements kann z.B. durch Druck oder ablative mechanische und/oder chemische Verfahren, chemische Gasphasenabscheidung (chemical vapour deposition, CVD), plasmagestützte Gasphasenabscheidung (PECVD) ausgeführt sein und ist für das nähere Verständnis der Erfindung im Folgenden ohne Belang. Dadurch wird vorteilhafterweise eine dünne Anordnung ermöglicht, die einfach in eine Verbundscheibe integriert werden kann. Weiterhin kann das Touch-Bedienelement einen IR-Sensor umfassen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist die elektrisch leitfähige Schicht auf einer Folie angeordnet, die mit der Fahrzeugscheibe verbunden ist, wobei die Folie zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe eingebracht ist. Insbesondere kann die Folie zumindest ein Material ausgewählt aus der Gruppe aufweisend Polyimid, Polyurethan, Polymethylenmetacrylsäure, Polykarbonat, Polyethylenterephthalat, Polyvinylbutyral, FR6, Acrylnitril-butadien-Styrol- Copolymerisat, Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polybutylenterephthalat, Polyamid aufweisen. Die Vorkonfektionierung auf einer Folie erlaubt eine besonders kostengünstige Herstellung.
  • Vorzugsweise wird das Modul und das Touch-Bedienelement über ein externes Kontrollmodul (ECU) und/oder einen Flachleiter miteinander elektrisch verbunden. Sowohl das Touch-Bedienelement als auch das Modul sind jeweils über einen Flachleiter, einen metallischen Draht oder einen litzenförmigen Leiter elektrisch miteinander verbindbar. Der Flachleiter wird aus der Verbundscheibe herausgeführt. Die Verbundscheibenanordnung kann dann besonders einfach am Verwendungsort mit einer Spannungsquelle und einer Signalleitung, die das Schaltsignal des Touch Bedienelements auswertet, verbunden werden. Das Modul, insbesondere Vibrationsmodul, kann am Flachleiter kontaktiert sein oder vollständig im Flachleiter integriert sein.
  • Unter Flachleiter (auch Flachbandleiter oder Folienleiter genannt) wird ein elektrischer Leiter verstanden, dessen Breite deutlich größer ist als seine Dicke. Ein solcher Flachleiter ist beispielsweise ein Streifen oder Band enthaltend oder bestehend aus Kupfer, verzinntem Kupfer, Aluminium, Silber, Gold oder Legierungen davon. Der Flach- oder Folienleiter weist beispielsweise eine Breite von 2 mm bis 16 mm und eine Dicke von 0,03 mm bis 0,1 mm auf. Der Flach- oder Folienleiter kann eine isolierende, bevorzugt polymere Ummantelung, beispielsweise auf Polyimid-Basis aufweisen. Folienleiter, die sich zur Kontaktierung von elektrisch leitfähigen Schichten oder Modulen in Scheiben eignen, weisen lediglich eine Gesamtdicke von beispielsweise 0,3 mm auf. Derart dünne Folienleiter können einfach und ästhetisch auf der innenseitigen Oberfläche angeordnet und beispielsweise aufgeklebt werden. In einem Folienleiterband können sich mehrere voneinander elektrisch isolierte, leitfähige Schichten befinden.
  • Die elektrische Leitungsverbindung zwischen dem Touch-Bedienelement oder dem Modul und dem Flachleiter erfolgt bevorzugt über elektrisch leitfähige Kleber, die eine sichere und dauerhaft elektrische Leitungsverbindung zwischen Anschlussbereich und Zuleitung ermöglichten. Alternativ kann die elektrische Leitungsverbindung auch durch Klemmen oder Federkontakte erfolgen oder der Flachleiter kann auch auf einem Anschlussbereich des Touch-Bedienelements aufgedruckt werden, beispielsweise mittels einer eingebrannten metallhaltigen und insbesondere silberhaltigen, elektrisch leitfähigen Druckpaste oder Lötung, insbesondere Ultraschalllötung.
  • Ein Schaltsignal wird entweder direkt vom Touch-Bedienelement an das Modul übertragen oder durch das Kontrollmodul ausgewertet und an das Modul zur Erzeugung eines haptischen Effekts weitergeleitet.
  • Eine derartige Verbundscheibenanordnung kann dann besonders einfach am Verwendungsort mit einer Spannungsquelle und einer Signalleitung verbunden werden, die ein Schaltsignal des Kontrollmoduls auswertet, beispielsweise in einem Fahrzeug über einen CAN-Bus. Die ausgegebenen Schaltsignale können beliebig und den Erfordernissen der jeweiligen Verwendung angepasst sein. So kann das Schaltsignal eine positive Spannung, beispielsweise 12 V, bedeuten, kein Schaltsignal beispielsweise 0 V bedeuten und ein anderes Schaltsignal beispielweise + 6 V bedeuten. Die Schaltsignale können auch den bei einem CAN-Bus üblichen Spannungen CAN_High und CAN_Low entsprechen und um einen dazwischen liegenden Spannungswert wechseln. Das Schaltsignal kann auch gepulst und/oder digital codiert sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Modul zwischen einer Innenscheibe der Dachscheibe und einer Blende, insbesondere einer Fahrzeugblende, in Durchsichtrichtung der Dachscheibe durch die Blende verdeckt angeordnet sein. Mit einer derartigen Anordnung ist es möglich die Intensität des haptischen Effekts, insbesondere der Vibration, zu steigern.
  • Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Verbundscheibe an zumindest einem Abschnitt am Rand der ersten oder zweiten Scheibe einen, insbesondere schwarzen, Abdeckdruck auf. Das Modul kann in Durchsichtrichtung der Verbundscheibe, insbesondere einer Windschutzscheibe, von dem opaken Abdeckdruck verdeckt sein. Dadurch wird das optische Erscheinungsbild der in einem Fahrzeug eingebauten Verbundscheibe deutlich verbessert. Zusätzlich kann das Touch-Bedienelement und das Modul unterhalb des Abdeckdrucks platziert sein, sodass sie optisch unsichtbar bleiben und somit den ästhetischen Eindruck nicht stört.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist das Touch-Bedienelement und das Modul am äußeren Rand der Verbundscheibe angeordnet. Dabei beträgt der Abstand zum äußeren Rand bevorzugt weniger als 10 cm, besonders bevorzugt weniger als 0,5 cm. Dies erlaubt eine elektrische Kontaktierung des Touch-Bedienelements, beispielsweise mit einem Flachleiter, unter dem optisch unauffälligen Abdeckdruck.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundscheibenanordnung in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen beispielsweise als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheiben und/oder Dachscheibe.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren sind eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Figuren schränken die Erfindung in keiner Weise ein.
  • Es zeigen:
    • 1 eine Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibenanordnung,
    • 2 eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibenanordnung als Dachscheibe,
    • 3 eine Querschnittdarstellung einer weiteren alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibenanordnung mit einem Vibrationsmodul an einer außenseitigen Oberfläche einer Innenscheibe, und
    • 4 eine Querschnittdarstellung einer weiteren alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibenanordnung mit einem Vibrationsmodul an einer innenseitigen Oberfläche einer Innenscheibe.
  • Angaben mit Zahlenwerten sind in aller Regel nicht als exakte Werte zu verstehen, sondern beinhalten auch eine Toleranz von +/- 1 % bis zu +/- 10 %.
  • 1 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibenanordnung 1. Die Verbundscheibenanordnung 1 umfasst hier beispielsweise eine Verbundscheibe 2, ein Touch-Bedienelement 3 sowie ein Modul 4, insbesondere ein Vibrationsmodul. Die Verbundscheibe 2 umfasst eine erste Scheibe 5 und eine zweite Scheibe 6, die über eine Zwischenschicht 7 aus einer PVB-Folie miteinander verbunden sind. Das Modul 4 ist haftfest an der zweiten Scheibe 6 und am Touch-Bedienelement 3 angeordnet. Um eine Möglichkeit zur Erkennung einer durch das Touch-Bedienelement erfassten Berührung zu gewährleisten, ist das Modul dazu vorgesehen einen haptischen Effekt zu generieren.
  • Das Touch-Bedienelement 3 und das Modul 4 sind jeweils über eine elektrische Leitungsverbindung mit einem Flachleiter 9 elektrisch leitend verbunden. Eine sichere elektrisch leitende Verbindung wird dabei bevorzugt durch einen elektrisch leitfähigen Kleber erzielt. Der Flachleiter 9 besteht beispielsweise aus einer 50 µm dicken Kupferfolie und ist beispielsweise mit einer Polyimidschicht isoliert. Der Flachleiter 9 ist hier beispielsweise außerhalb der Verbundscheibe 2 mit einem Kontrollmodul (ECU) verbunden. Das Kontrollmodul verfügt über eine kapazitive Sensorelektronik, die eine Schaltsignal auswerten und generieren kann. Die Sensorelektronik ist dazu geeignet Kapazitätsänderungen des Schaltbereichs gegenüber einem Umgebungsbereich präzise zu messen und in Abhängigkeit eines Schwellwerts ein Schaltsignal beispielsweise an den CAN-Bus eines Fahrzeugs weiter zu geben.
  • Über das Schaltsignal können beliebige Funktionen im Fahrzeug geschaltet werden. Beispielsweise kann eine Beleuchtung in oder an einer Verbundscheibe ein- oder ausgeschaltet werden. In Abhängigkeit von Schaltsignal wird über das Modul 4 der haptische Effekt, beispielsweise eine Vibration, erzeugt. Ein Vibrationssignal oder eine genaue Vibrationsfolge ist im Kontrollmodul hinterlegt. So kann beispielsweise bei Betätigung des Touch-Bedienelements 3, d.h. bei einer Berührung des Schaltbereichs, das Kontrollmodul eine kurze Vibration initiieren. Die Vibration bestätigt haptisch dem Fahrzeugführer, dass ein Schaltsignal generiert wurde ohne dass der Fahrzeugführer seine Blickrichtung ändern muss. Dabei kann die Stärke der Vibration, je geringer der Abstand zwischen dem Finger des Fahrzeugnutzers und dem Touch-Bedienelement ist, zunehmen.
  • Die erste Scheibe 5 und zweite Scheibe 6 bestehen jeweils beispielsweise aus NatronKalkglas und wurden im Floatverfahren hergestellt. Die zweite Scheibe 6 weist über ihre nahezu gesamte außenseitige Oberfläche eine Schicht 8 auf. Die Schicht 8 ist eine elektrisch leitfähige Schicht, die durch beschichtungsfreie Trennlinien in unterschiedliche, voneinander elektrisch isolierte Bereiche unterteilt ist. In diesem Beispiel bedeutet elektrisch isoliert, dass die Bereiche voneinander galvanisch getrennt sind, das heißt, dass kein Gleichstrom (DC) zwischen den Bereichen fließen kann. Die Breite der Trennlinien beträgt 30 µm bis 200 µm und bevorzugt 70 µm bis 140 µm. Derartig dünne Trennlinien erlauben eine sichere und ausreichend hohe elektrische Isolierung und stören gleichzeitig die Durchsicht durch die Verbundscheibe nicht oder nur geringfügig.
  • Im Randbereich der Verbundscheibe 2 weist die Schicht 8 beispielsweise das Touch-Bedienelement auf, das eine kapazitive Schaltfläche umfasst. Das Touch-Bedienelement erzeugt ein (hier nur angedeutetes) elektrisches Feld 10, das sich innerhalb eines Aktivierungsbereichs erstreckt. Der Aktivierungsbereich ist über eine parallele Fläche zu der innenseitigen Oberfläche angeordnet und erstreckt sich in Richtung des Innenraums. Dabei kann bevorzugt der Aktivierungsbereich eine Breite von weniger oder gleich 10 cm in Richtung des Innenraums aufweisen. Mit Hilfe des vorgesehenen Aktivierungsbereichs kann ein Gegenstand, beispielsweise ein menschlicher Finger 11, erfasst und ein Signal generiert werden. Wird ein Gegenstand in den Aktivierungsbereich bewegt, bewirkt der Gegenstand eine Änderung des elektrischen Feldes, die durch die kapazitive Schaltfläche erfasst wird.
  • Die seitlichen Kanten der Verbundscheibe 2 werden durch eine Blende 13 des Fahrzeugs verdeckt.
  • Das Touch-Bedienelement 3 kann alternativ in Form eines vorkonfektionierten Patches ausgebildet sein. Hierbei ist auf eine Folie aus beispielsweise PET (Polyethylenterephthalat) eine elektrisch leitfähige Schicht, beispielsweise aus Silber (Ag) aufgebracht, wobei in die leitfähige Schicht das Touch-Bedienelement 3 eingearbeitet ist, beispielsweise mittels Laser. Der Patch ist in die transparente Verbundschutzscheibe 2 einlaminiert.
  • 2 zeigt eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibenanordnung 1 als Dachscheibe in einem Kraftfahrzeug. Der Fahrer des Kraftfahrzeugs blickt durch eine Windschutzscheibe 15. Sein Sichtfeld 16 durch die Windschutzscheibe 15 ist durch eine Strichlinie angedeutet.
  • Die Verbundscheibe 2 umfasst hier beispielsweise zusätzlich ein Funktionselement 12, das in die Zwischenschicht 7 eingelagert ist. Die Zwischenschicht 7 umfasst hier insgesamt drei thermoplastische Schichten, die jeweils durch eine thermoplastische Folie mit einer Dicke von 0,38 mm aus PVB ausgebildet sind. Die erste thermoplastische Schicht ist mit der ersten Scheibe 5 verbunden, die zweite thermoplastische Schicht mit der zweiten Scheibe 6. Die dazwischenliegende dritte thermoplastische Schicht umgibt seitlich das Funktionselement 12. Das Funktionselement 12 ist ein PDLC-Funktionselement, das als eine regelbare Sonnenblende fungiert. Der Fahrer kann abhängig vom Sonnenstand das PDLC-Funktionselement über das Touch-Bedienelement 3 bedienen.
  • Die Abmessungen der Verbundscheibe 2 betragen beispielsweise 0,9 m x 1,5 m. Die Verbundscheibe 2 ist beispielsweise dafür vorgesehen, in Einbaulage einen Fahrzeuginnenraum von einer äußeren Umgebung abzutrennen. Das heißt, die innenseitige Oberfläche der zweiten Scheibe 6 ist vom Innenraum aus zugänglich, wogegen die außenseitige Oberfläche der zweiten Scheibe 6 bezüglich des Fahrzeuginnenraums nach außen weist. Die Dicke der ersten Scheibe 5 beträgt beispielsweise 2,1 mm. Prinzipiell kann die erste Scheibe 5 auch andere Dicken aufweisen. So kann die erste Scheibe 5 beispielsweise eine Dicke von 4 mm aufweisen. Die Dicke der zweiten Scheibe 6 beträgt beispielsweise 1,6 mm.
  • In diesem Fall ist die Anordnung des Touch-Bedienelements 3 so gewählt, dass der Fahrer des Fahrzeugs den Aktivierungsbereich des Touch-Bedienelements 3 bequem über seinen Kopf erreichen kann.
  • Im dargestellten Ausgestaltungsbeispiel ist der Aufbau derart abgestimmt, dass bei einer Bewegung der Hand innerhalb des Aktivierungsbereichs, d.h. an der innenseitigen Oberfläche in 2 der zweiten Scheibe 6 über der kapazitiven Schaltfläche, ein Schaltsignal ausgelöst wird. Dabei erzeugt das Modul 4 eine Vibration als Rückmeldung in Reaktion auf die Betätigung des Touch-Bedienelements 3 ohne dass der Fahrer seinen Blick von der Straße abwenden muss.
  • 3 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibenanordnung 1 mit dem Modul 4 als Vibrationsmodul an einer außenseitigen Oberfläche der zweiten Scheibe 6, einer Innenscheibe eines Fahrzeugs. Die Verbundscheibe 2 umfasst in diesem Beispiel die erste Scheibe 5 und die zweite Scheibe 6, die über die Zwischenschicht 7 aus einer PVB-Folie miteinander verbunden sind. Die innenseitige Oberfläche der zweiten Scheibe 6 weist die elektrisch leitfähige Schicht 8 und das Touch-Bedienelement 3 auf. Mit anderen Worten ist das Touch-Bedienelement 3 an einer der Zwischenschicht 7 abgewandten Oberfläche der zweiten Scheibe 6 angeordnet. Die Schicht 8 kann eine sogenannte Low-E-Beschichtung sein.
  • Derartige Low-E-Beschichtungen weisen funktionelle Schichten aus beispielsweise ITO auf und umfassen folgenden Schichtstapel: Scheibe 1 / Haftschicht / funktioneller Schicht / Barriereschicht / Antireflexionsschicht. Die Low-E-Beschichtung hat den Vorteil korrosionsbeständig zu sein. Die Low-E-Beschichtung kann daher auf der Oberfläche der zweiten Scheibe 6 aufgebracht sein. Die zweite Scheibe 6 ist dazu vorgesehen in Einbaulage einem Innenraum, beispielsweise eines Fahrzeugs oder eines Gebäudes, zugewandt zu sein. Auf dieser Oberfläche verringert die Low-E-Beschichtung besonders effektiv im Sommer die Aussendung von Wärmestrahlung der Scheibe in den Innenraum und im Winter die Abstrahlung von Wärme in die äußere Umgebung.
  • Das Modul 4 ist haftfest an der zweiten Scheibe 6 befestigt. Sowohl das Touch-Bedienelement 3 als auch das Modul 4 sind in Blickrichtung durch die Verbundscheibe 2 durch einen schwarzen Abdeckdruck 14 abgedeckt und somit für den Betrachter unsichtbar.
  • 4 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibenanordnung 1 mit dem Modul 4 als einem Vibrationsmodul an einer außenseitigen Oberfläche der zweiten Scheibe 6 (Innenscheibe). Die Verbundscheibe 2 umfasst auch in diesem Beispiel die erste Scheibe 5 und die zweite Scheibe 6, die über die Zwischenschicht 7 aus einer PVB-Folie miteinander verbunden sind, wobei die elektrisch leitfähige Schicht 8 und das Touch-Bedienelement 3 an der innenseitigen Oberfläche der zweiten Scheibe 6 angeordnet sind. Die Verbundscheibe 2 ist in Einbaulage in einem Fahrzeug verbaut.
  • Die seitlichen Kanten der Verbundscheibe 2 werden durch eine Blende 13, insbesondere aus Kunststoff, des Fahrzeugs verdeckt. Das Modul 4 ist haftfest über eine Klebeverbindung an der zweiten Scheibe 6 befestigt. Mit anderen Worten ist das Modul 4 an einer der Zwischenschicht 7 abgewandten Oberfläche der zweiten Scheibe 6 angeordnet. Dabei ist das Modul 4 derart an der Scheibe 6 angeordnet, dass es in einer Blickrichtung durch die Blende 13 verdeckt wird. Das Touch-Bedienelement 3 ist analog zu 3 in einer Blickrichtung durch die Verbundscheibe 2 durch einen schwarzen Abdeckdruck verdeckt angeordnet.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Verbundscheibenanordnung
    2
    Verbundscheibe
    3
    Touch-Bedienelement
    4
    Modul
    5
    erste Scheibe
    6
    zweite Scheibe
    7
    Zwischenschicht
    8
    elektrisch leitfähige Schicht
    9
    Flachleiter
    10
    elektrisches Feld
    11
    Finger
    12
    Funktionselement
    13
    Blende
    14
    Abdeckdruck
    15
    Windschutzscheibe
    16
    Sichtfeld Fahrer
  • 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 Patentliteratur
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    • EP 0876608 B1 [0003]
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    • DE 202008017611 U1 [0027]
    • EP 0847965 B1 [0027]
    • WO 2012/052315 A1 [0027]

Claims (13)

  1. Verbundscheibenanordnung (1), umfassend: - eine Verbundscheibe (2), die eine erste Scheibe (5) eine zweite Scheibe (6) und eine thermoplastische Zwischenschicht (7) aufweist, wobei die erste Scheibe (5) und die zweite Scheibe (6) über die thermoplastische Zwischenschicht (7) miteinander verbunden sind, - ein Touch-Bedienelement (3) als Schaltelement zur Steuerung eines elektrisch regelbaren Funktionselements (12), und - ein mit dem Touch-Bedienelement (3) elektrisch verbindbares Modul (4), wobei das Modul (4) als Vibrationsmodul zur Erzeugung eines haptischen Effekts in Form einer Vibration als Rückmeldung in Reaktion auf eine Betätigung des Touch-Bedienelements (3) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibration bezüglich Stärke, Dauer und Frequenz variiert.
  2. Verbundscheibenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Touch-Bedienelement (3) und/oder das Modul (4) an einer Scheibe (5, 6) der Verbundscheibe (2) angeordnet ist.
  3. Verbundscheibenanordnung (1) nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundscheibe (2) als eine Dachscheibe eines Fahrzeugs ausgebildet ist und/oder das Funktionselement (12) in oder an der Verbundscheibe (2) angeordnet ist.
  4. Verbundscheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (4) haftfest mit der zweiten Scheibe (6) verbunden ist.
  5. Verbundscheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (4) einen Piezoaktuator umfasst.
  6. Verbundscheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Touch-Bedienelement (3) eine kapazitive oder ohmsche Schaltfläche umfasst.
  7. Verbundscheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Touch-Bedienelement (3) einen IR-Sensor umfasst.
  8. Verbundscheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (4) und das Touch-Bedienelement (3) über ein Kontrollmodul (ECU) und/oder einen Flachleiter miteinander elektrisch verbindbar sind.
  9. Verbundscheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (4) zwischen der zweiten Scheibe (6) der Dachscheibe und einer Blende (13), insbesondere einer Fahrzeugblende, in Durchsichtrichtung der Dachscheibe verdeckbar angeordnet ist.
  10. Verbundscheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (4) in Durchsichtrichtung der Verbundscheibe (2) von einem opaken Abdeckdruck verdeckt wird.
  11. Verbundscheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Touch-Bedienelement (3) und/oder das Modul (4) an einer der Zwischenschicht (7) abgewandten Oberfläche der zweiten Scheibe (6) angeordnet.
  12. Verbundscheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (12) ein PDLC-Funktionselement und/oder eine Lichtquelle ist.
  13. Verbundscheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Touch-Bedienelement (3) zur elektrischen Steuerung der optischen Transparenz des Funktionselements (12) vorgesehen ist.
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R150 Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years
R082 Change of representative

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