Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
GEAR KNOB DISPLAY DEVICE, AND METHOD FOR PRODUCING IT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/179711
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a gear knob display device (100) for the gear or drive position selector switch of a motor vehicle, having: - a display (20); - a glass cover (10) which covers the display (20); and - a frame (50) which receives the display (20) and the glass cover (10). According to the invention, the display (20) and the frame (50) are decoupled mechanically, with the result that the display (20) can move relative to the frame (50). Furthermore, the invention relates to a method for producing the gear knob display device (100) and to a gear knob (200) having a gear knob display device (100).

Inventors:
KIRCHHOFF JOHANNES (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/054175
Publication Date:
September 26, 2019
Filing Date:
February 20, 2019
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F16H59/02
Domestic Patent References:
WO2014124173A12014-08-14
Foreign References:
DE102014226146A12016-06-23
US20090086123A12009-04-02
EP1502802A12005-02-02
EP1502802A12005-02-02
DE102008059982A12009-06-25
DE102012022651A12014-05-22
US9383000B22016-07-05
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1 . Schaltknauf-Anzeigeeinrichtung (100) für den Gang- oder Fahrstufenwahlschalter eines Kraftfahrzeugs, mit:

- einem Display (20);

- einem das Display (20) überdeckenden Deckglas (10); und

- einem das Display (20) und das Deckglas (1 0) aufnehmenden Rahmen (50);

dadurch gekennzeichnet, dass

das Display (20) und der Rahmen (50) mechanisch entkoppelt sind, sodass sich das Display (20) relativ zum Rahmen (50) bewegen kann.

2. Schaltknauf-Anzeigeeinrichtung (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Display (20) und das Deckglas (10) einen Display-Deckglas-Verbund (40) bilden, wozu das Display (20) flächig mit der Deckglas-Innenfläche verklebt ist, und dieser Display-Deckglas-Verbund (40) in einer mit Absatz (53) ausgebildeten

Rahmenöffnung (51 ) des Rahmens (50) angeordnet ist, derart, dass ein

überstehender Randbereich des Deckglases (10) am Absatz (53) anliegt und zwischen Display (20) und Rahmen (50) keine direkte starre Verbindung besteht.

3. Schaltknauf-Anzeigeeinrichtung (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich am Absatz (53) der Rahmenöffnung (51 ) eine gegen den überstehenden Randbereich des Deckglases (10) abdichtende Dichtung (56) befindet.

4. Schaltknauf-Anzeigeeinrichtung (100) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Display (20) und in der Rahmenöffnung (51 )

ineinandergreifende Rastelemente (25, 55) vorgesehen sind.

5. Schaltknauf-Anzeigeeinrichtung (100) nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Display (20) und in der Rahmenöffnung (51 )

komplementäre Führungselemente (25, 54) vorgesehen sind.

6. Schaltknauf-Anzeigeeinrichtung (100) nach einem der vorausgehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (50) Bestandteil eines Schaltknaufs (200) ist.

7. Verfahren zur Herstellung einer Schaltknauf-Anzeigeeinrichtung (100) gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, mit den Schritten:

- Verkleben des Displays (20) mit dem Deckglas (10), wobei ein Display-Deckglas- Verbund (40) gebildet wird; und

- Ausrichten und Einsetzen des Display-Deckglas-Verbunds (40) in den Rahmen (50).

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsetzen in einer geführten linearen Bewegung oder in einer geführten rotatorischen Bewegung erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Display (20) beim Einsetzen in den Rahmen (50) mittels sich selbst verbindender

Kontaktelemente elektrisch angeschlossen wird.

10. Schaltknauf (200) eines Gang- oder Fahrstufenwahlschalters mit einer integrierten Anzeigeeinrichtung (100), die gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildet und/oder mit einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9 hergestellt ist.

Description:
Schaltknauf-Anzeigeeinrichtung und Verfahren zur Herstellung

Die Erfindung betrifft eine Schaltknauf-Anzeigeeinrichtung für den Schaltknauf bzw. Schalthebel eines Gang- oder Fahrstufenwahlschalters eines Kraftfahrzeugs, mit einem Display und einem Deckglas. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Schaltknauf-Anzeigeeinrichtung.

Die Patentschrift EP 1 502 802 A1 beschreibt eine Anzeigeeinrichtung, die ein Display mit veränderlicher Anzeige sowie eine transparente Abdeckung aufweist. Die Anzeigeeinrichtung ist so gestaltet, dass sie mithilfe einer rahmenartigen

Aufnahmeeinrichtung im Kopfbereich eines Schaltknaufs angeordnet werden kann.

Zum Stand der Technik wird ferner auf die Patentschriften DE 10 2008 059 982 A1 , DE 10 2012 022 651 A1 und US 9,383,000 B2 hingewiesen.

Eine Schaltknauf-Anzeigeeinrichtung ist Bedien- bzw. Betätigungskräften ausgesetzt, was zu Funktionsbeeinträchtigungen oder sogar Beschädigungen des Displays führen kann.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltknauf-Anzeigeeinrichtung anzugeben, die dem Display besseren Schutz bietet und die insbesondere auch einfach herstellbar ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch die erfindungsgemäße Schaltknauf- Anzeigeeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 . Mit einem

nebengeordneten Patentanspruch erstreckt sich die Erfindung auch auf ein

Herstellverfahren. Mit einem weiteren nebengeordneten Patentanspruch erstreckt sich die Erfindung ferner auf einen Schaltknauf, der eine erfindungsgemäße oder erfindungsgemäß hergestellte Anzeigeeinrichtung aufweist. Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich analog für alle Erfindungsgegenstände aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Erfindungsbeschreibung und auch aus der Zeichnung. Die erfindungsgemäße Schaltknauf-Anzeigeeinrichtung (bzw.

Schaltknaufanzeigeeinrichtung) umfasst:

- ein Display, d. h. wenigstens ein Display;

- ein Deckglas, welches das Display überdeckt; und

- einen Rahmen, der das Display und das Deckglas aufnimmt (sowie auch der Befestigung der Anzeigeeinrichtung am bzw. im Schaltknauf dient).

Erfindungsgemäß sind das Display und der Rahmen mechanisch entkoppelt, sodass sich das Display relativ zum Rahmen bewegen kann.

Mit dem erfindungsgemäßen Aufbau wird sozusagen eine schwimmende Lagerung des Displays im Rahmen erreicht, sodass sich das Display in Normalenrichtung (senkrecht zur Displayfläche) und/oder in Querrichtung mit konstruktiv

vorgegebenem Bewegungsfreiraum (Spiel) relativ zum Rahmen bewegen kann. Der Bewegungsfreiraum kann wenige Zehntel Millimeter (bspw. 0,1 mm bis 0,3 mm) betragen. Dadurch wird beim Aufbringen von Bedien- bzw. Betätigungskräften einerseits ein direkter Kraftfluss zwischen Display und Rahmen verhindert und andererseits kann das Display ausweichen, sodass Funktionsbeeinträchtigungen oder Beschädigungen vermieden werden. Die erfindungsgemäße Entkopplung von Display und Rahmen ermöglicht aber auch eine unterschiedliche Wärmeausdehnung (Delta-Alpha-Problematik) und verhindert aufgrund fehlender Wärmebrücken eine direkte Erwärmung des Rahmens und des Schaltknaufs durch das Display und umgekehrt. Das Display und der Rahmen sind insofern auch thermisch entkoppelt.

Ein Display ist insbesondere ein Bildschirm zur visuellen Anzeige veränderlicher bzw. dynamischer Informationen (bspw. zur Darstellung des Schaltschemas, einer aktiven Fahrstufe, einer Schaltempfehlung, eines Begrüßungslogos und dergleichen). Das Display kann z. B. ein pixelbasierter LCD-, OLED- oder MicroLED-Bildschirm sein. Das Display ist bevorzugt als vorgefertigtes Displaymodul ausgebildet. Das Display bzw. Displaymodul kann mit einer Touchfunktion ausgestattet sein. Ebenso kann eine Touchscreenfolie verwendet werden, die z. B. zwischen Display und Deckglas angeordnet oder innenseitig auf das Deckglas auflaminiert ist. Das Deckglas (Cover) ist transparent und kann eben oder gewölbt ausgebildet sein. Bevorzugt weist das Deckglas eine gewölbte Deckglas-Au ßenfläche (die später dem Betrachter bzw. Bediener zugewandt ist) und eine planare Deckglas-Innenfläche (die später dem Display zugewandt ist) auf. Das Deckglas kann aus Kunststoff oder Echtglas gebildet sein.

Zur Aufnahme des Displays und des Deckglases ist der Rahmen mit einer entsprechenden Rahmenöffnung bzw. Aussparung ausgebildet. Der Rahmen kann aus Metall oder Kunststoff gefertigt sein. Der Rahmen ist bevorzugt ein

Spritzgussteil, insbesondere ein Kunststoff-Spritzgussteil. Der Rahmen kann als separater Rahmen ausgebildet sein, der in eine entsprechende Ausnehmung des Schaltknaufs eingefügt ist/wird. Der Rahmen kann aber auch Bestandteil des Schaltknaufs sein und kann insbesondere einstückig mit dem Schaltknauf

ausgebildet sein.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Display und das Deckglas einen Display- Deckglas-Verbund bilden, wozu das Display, insbesondere mittels optischem

Klebstoff, flächig mit der Deckglas-Innenfläche verklebt ist, und dieser, insbesondere stabile, Display-Deckglas-Verbund in einer mit Absatz ausgebildeten Rahmenöffnung des Rahmens angeordnet ist, derart, dass ein (seitlich über das Display)

überstehender Randbereich des Deckglases am Absatz anliegt und zwischen Display und Rahmen keine direkte starre Verbindung besteht, d. h., das Display und Rahmen sind frei von einer direkten starren Verbindung bzw. sind von einer direkten starren Verbindung befreit und sind somit mechanisch entkoppelt.

Am Absatz in der Rahmenöffnung kann eine gegen den überstehenden und anliegenden Randbereich des Deckglases abdichtende Dichtung angeordnet sein, die das Eindringen von Schmutz, Feuchtigkeit und dergleichen verhindert. Als Dichtung kann eine Dicht- und/oder Klebmasse oder auch ein Dichtring verwendet werden. Bei einem als Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildeten Rahmen kann die Dichtung auch angespritzt sein (der Rahmen ist bspw. als 2-Komponenten- Spritzgussteil ausgebildet). Am Display und in der Rahmenöffnung des Rahmens können ineinandergreifende Rastelemente vorgesehen sein, die insbesondere als Rastnasen und

Rastvertiefungen ausgebildet sind. Die Rastelemente ermöglichen lediglich eine nachgiebige Verrasterung, um ein unbeabsichtigtes Lösen des in den Rahmen eingesetzten Display-Deckglas-Verbunds zu verhindern. Ein darüber

hinausgehender Kraftfluss wird nicht ermöglicht.

Am Display und in der Rahmenöffnung des Rahmens können komplementäre Führungselemente vorgesehen sein. Die Führungselemente ermöglichen beim Zusammenbau bzw. beim Einsetzen des Display-Deckglas-Verbunds in den Rahmen eine geführte (lineare oder gegebenenfalls auch rotatorische) Bewegung, ohne jedoch im zusammengebauten Zustand einen direkten Kraftfluss zwischen Display und Rahmen zu ermöglichen. Dadurch kann bspw. das Ineinandergreifen von Rastelementen (s. o) vereinfacht werden. Die Führungselemente können auch so gestaltet sein, dass ein falscher Einbau des Displays verhindert wird (Poka-Yoke- Prinzip). Bevorzugt ist eine kombinierte Ausführung der Rast- und Führungselemente vorgesehen, insbesondere derart, dass diese als Rastnasen und Führungsnuten, an deren Enden sich Rastvertiefungen für die Rastnasen befinden, ausgebildet sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur einfachen Herstellung einer

erfindungsgemäßen Schaltknauf-Anzeigeeinrichtung mit entkoppeltem Display umfasst zumindest die folgenden Schritte:

- Bereitstellen von Display bzw. Displaymodul, Deckglas und Rahmen;

- Verkleben des Displays mit dem Deckglas, wobei ein Display-Deckglas-Verbund gebildet wird; und

- Ausrichten und Einsetzen des Display-Deckglas-Verbunds in den Rahmen, wobei gegebenenfalls eine geführte lineare oder rotatorische Bewegung und/oder eine Verrasterung zwischen Display und Rahmen erfolgt.

Das Display kann beim Einsetzen in den Rahmen mittels sich selbst verbindender Kontaktelemente elektrisch verbunden bzw. angeschlossen werden. Ein Montage- bzw. Fertigungsschritt zum elektrischen Anschluss kann somit eingespart werden. Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Die in der Zeichnung gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, auch unabhängig von konkreten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein und die Erfindung entsprechend weiterbilden.

Fig. 1 veranschaulicht in einer Schnittdarstellung das Einsetzen eines vormontierten Display-Deckglas-Verbunds in einen Rahmen zur Herstellung einer

erfindungsgemäßen Schaltknauf-Anzeigeeinrichtung.

Fig. 2 zeigt in einer Schnittdarstellung eine gemäß Fig. 1 hergestellte Schaltknauf- Anzeigeeinrichtung.

In Fig. 1 ist ein Display bzw. ein Displaymodul 20 gezeigt, das mittels optischem Klebstoff 30 flächig und luftspaltfrei mit einem seitlich bzw. in Querrichtung

überstehenden Deckglas 1 0 verklebt ist. Das Deckglas 10 kann mit einer Wölbung ausgebildet sein, wie durch die strichlinierte Linie angedeutet. Der vormontierte Display-Deckglas-Verbund 40 wird, wie durch den Pfeil angedeutet, in den

vorbereiteten Rahmen 50 eingesetzt. Der Rahmen 50 weist eine entsprechend formangepasste Rahmenöffnung 51 auf, die zur Oberseite 52 hin mit einem

umlaufenden Absatz bzw. Stufenfalz 53 ausgebildet ist. Im Absatz 53 befindet sich eine Dichtmasse oder Dichtung 56. In der Rahmenöffnung 51 sind Führungsnuten 54 ausgebildet, die an ihren unteren bzw. inneren Enden Rastvertiefungen 55

aufweisen. Korrespondierend hierzu weist das Display 20 seitliche Rastnasen 25 auf, die direkt am Display 20 oder an einem Hilfsrahmen oder dergleichen ausgebildet sein können. Gleichwirkend können die Führungsnuten und Rastvertiefungen auch am Display 20 und die Rastnasen am Rahmen 50 bzw. in der Rahmenöffnung 51 ausgebildet sein.

Das Display 20 und das Deckglas 10 sind stoffschlüssig gefügt und bilden einen stabilen und insbesondere untrennbaren Display-Deckglas-Verbund 40. Zum

Einsetzen des Display-Deckglas-Verbunds 40 werden die Rastnasen 25 zu den Führungsnuten 54 ausgerichtet, wobei insbesondere nur eine konstruktiv

vorgegebene Ausrichtung des Displays 20 relativ zum Rahmen 50 ermöglicht wird, um Einbaufehler zu vermeiden (Poka-Yoke-Prinzip). Das Einsetzen erfolgt dann in einer geführten Bewegung, wobei die Rastnasen 25 durch die Führungsnuten 54 gleiten und schließlich in die Rastvertiefungen 55 einrasten. Dabei wird eine nachgiebige bzw. richtungsabhängiges Spiel aufweisende Verrasterung zwischen dem Display 20 und dem Rahmen 50 gebildet, wie in Fig. 2 gezeigt, durch die der Display-Deckglas-Verbund 40 festgehalten ein unerwünschtes Fierausfallen oder Entnehmen verhindert wird. (Mit der Verrasterung lassen sich lediglich geringe, in Einsetz- bzw. Fügerichtung wirkende Haltekräfte erzielen.)

Beim Einsetzen schlägt der überstehende Randbereich des Deckglases 10 am Absatz 53 an, sodass das Deckglas 10 mit seinem innenseitigen Randbereich auf dem Absatz 53 aufliegt bzw. am Absatz 53 anliegt. Die Dichtung 56 verhindert im Weiteren ein Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit. Mit der Dichtung 56 kann optional auch eine Verklebung zwischen Deckglas 10 und Rahmen 50 erfolgen. Der umlaufende Absatz 53 bildet eine formangepasste Vertiefung für die im Wesentlichen spaltfreie Aufnahme des Deckglases 10, derart, dass die Deckglas-Au ßenfläche bündig mit der Rahmenoberseite 52 abschließt. Das Deckglas 10 ist somit fest eingefasst. Der stabile Display-Deckglas-Verbund 40 ist lösbar bzw. trennbar mit dem Rahmen 50 verbunden und kann, bspw. unter Zuhilfenahme eines geeigneten Werkzeugs, wieder demontiert werden. Der Absatz 53 und die Dichtung 56 können in bekannter Weise durch einen innenseitig auf das Deckglas 10 aufgedruckten

Farbrand (Abdeckdruck) verdeckt sein.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt das Einsetzen mit einer geführten linearen Bewegung (Einschieben). Insbesondere bei einem runden Display 20 und Deckglas 10 kann das Einsetzen auch mit einer geführten rotatorischen Bewegung erfolgen (Eindrehen), wozu die Führungsnuten 54 in einer entsprechend rund ausgebildeten Rahmenöffnung 51 wendelartig gestaltet sein können.

Der Rahmen 50 kann als loser Rahmen ausgebildet sein. Nach dem Einsetzen des Display-Deckglas-Verbunds 40 in den Rahmen 50 kann die dadurch gebildete Schaltknauf-Anzeigeeinrichtung 100 in die dafür vorgesehene Ausnehmung im Schaltknauf 200 eingefügt werden, wie aus Fig. 2 ersichtlich. Zuvor muss das Display 20 noch an eine elektrische Schnittstelle im Schaltknauf 200 angeschlossen werden, insbesondere mittels flexiblem Kabel. Bevorzugt wird die elektrische Verbindung beim Einfügen mittels sich selbst verbindender Kontaktelemente hergestellt, wozu am Display 20 und in der Ausnehmung des Schaltknaufs 200 entsprechende

Steckverbinder oder dergleichen vorhanden sind. Der Rahmen 50 kann auch

Bestandteil des Schaltknaufs 200 sein und kann insbesondere einstückig mit dem Schaltknauf 200 ausgebildet sein, sodass der vormontierte Display-Deckglas- Verbund 40 direkt in den Schaltknauf 200 eingesetzt und der Schaltknauf 200 dabei geschlossen wird. Auch hierbei kann der elektrische Anschluss des Displays 20 mittels sich selbst verbindender Kontaktelemente erfolgen.

Die in Fig. 2 gezeigte Schaltknauf-Anzeigeeinrichtung 100 kann einfach hergestellt werden, wie vorausgehend erläutert, und bietet zudem einen verbesserten

Displayschutz, da das Display 20 und der Rahmen 50 mechanisch entkoppelt sind. Das Display 20 ist seitlich und nach unten quasi freiliegend angeordnet.

Insbesondere besteht keine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Display 20 und dem Rahmen 50 (d. h. das Display 20 und der Rahmen 50 sind

stoffschlussverbindungsfrei) über die irgendwelche Kräfte übertragen werden könnten. Auf das Deckglas 10 und/oder den Rahmen 50 einwirkende Bedienkräfte F werden nur über den Rahmen 50 in den Schaltknauf 200 abgeleitet. Das Display 20 ist weder in einen Kraftfluss eingebunden noch werden über das Display 20 irgendwelche Gegen- oder Abstützkräfte aufgebracht. Da außerdem keine direkte starre Verbindung zwischen dem Display 20 und dem Rahmen 50 besteht, kann sich das Display 20 relativ zum Rahmen 50 bewegen, wie mit dem Mehrrichtungspfeil angedeutet, und den Bedienkräften F ausweichen bzw. nachgeben.

Funktionsbeeinträchtigungen und Beschädigungen des Displays 20 können somit effektiv verhindert werden. Ferner werden unterschiedliche Wärmeausdehnungen ermöglicht und eine direkte Wärmeübertragung zwischen Display 20 und Rahmen 50 verhindert. Bezuaszeichen

10 Deckglas

0 Display

5 Führungs-/Rastelement

0 Klebstoff

0 Display-Deckglas-Verbund

0 Rahmen

1 Rahmenöffnung

2 Rahmenoberseite

3 Absatz

54 Führungselement

55 Rastelement

56 Dichtung

100 Anzeigeeinrichtung

200 Schaltknauf

F Bedienkräfte