本發(fā)明涉及一種用于機動車的操作元件，其中該操作元件具有觸敏的操作表面/操作界面，該操作表面由玻璃板的表面提供。玻璃的表面為此具有表面結(jié)構(gòu)，該表面結(jié)構(gòu)在玻璃板的加熱狀態(tài)中通過深沖/深拉方式形成。此外本發(fā)明還涉及一種用于制造用于觸敏操作元件的玻璃板的方法。在此提供玻璃板和具有第一模具元件和第二模具元件的深沖模具，玻璃板向深沖模具中被引入到第一模具元件和第二模具元件之間，并通過在玻璃板的加熱狀態(tài)中借助于深沖模具對玻璃板進行深沖過程產(chǎn)生玻璃板的第一表面的表面結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

從現(xiàn)有技術(shù)中已知觸敏的操作元件，例如觸摸板和觸摸屏，該操作元件可以具有玻璃板作為操作表面。這種玻璃板應(yīng)該盡可能硬和防刮擦，這例如通過確定的玻璃成分組合和硬化操作方法實現(xiàn)。

例如，文獻DE 11 2010 004 720 T5描述了一種玻璃成分組合，該玻璃成分組合具有高的強度、斷裂韌性和高的耐刮擦性。由這種玻璃可以通過浮法成型或深沖過程制造玻璃板，這種玻璃板尤其適用于觸摸屏。

此外文獻US 2013/0189486 A1描述了一種玻璃成分組合，該玻璃成分組合適用于快速3D擠壓成型并適用于硬化，以便由此同樣可以提供高的硬度、抗刮擦性和高的斷裂強度，尤其適用于平面的和非平面的或者說彎曲的觸摸屏表面。也可以在擠壓成型期間產(chǎn)生表面結(jié)構(gòu)，該表面結(jié)構(gòu)具有裝飾效果或視覺功能。

在觸敏的操作元件中不僅操作表面的魯棒性和外觀很重要，通過這種操作元件所提供的操作舒適性也很重要，以便實現(xiàn)例如盡可能簡單和舒適的操作過程。

在這個方面，文獻DE 10 2010 020 609 A1例如提供了一種本類型的操作元件和方法，其中通過對加熱的用于觸摸屏的玻璃表面進行深沖過程在玻璃表面上產(chǎn)生三維的、可感覺到的結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)元件用于將操作表面分為不同的并可以由使用者感覺到的區(qū)段，從而使用者可以例如通過突起的結(jié)構(gòu)單元感覺到確定的操作區(qū)域，而無需轉(zhuǎn)移視線至觸摸屏。因此操作元件的改進的和簡便的操作方案也在道路交通安全性方面起有利作用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，提供一種用于機動車的操作元件以及提出一種用于制造用于車輛的觸敏操作元件的玻璃板的方法，該玻璃板實現(xiàn)了操作元件的使用舒適性和操作舒適性的進一步提高。

上述目的通過根據(jù)獨立權(quán)利要求的用于機動車的操作元件和用于制造用于觸敏操作元件的玻璃板的方法實現(xiàn)。本發(fā)明的有利的設(shè)計方案在從屬權(quán)利要求中得到。

根據(jù)本發(fā)明的操作元件的特征是，表面結(jié)構(gòu)設(shè)計為波紋狀的，以及玻璃板的表面的至少一個完全能觸摸的部分設(shè)計有該表面結(jié)構(gòu)。尤其玻璃板的一側(cè)的整個表面也可以形成有表面結(jié)構(gòu)。本發(fā)明在此基于如下認(rèn)識，即有關(guān)用戶友好方面和尤其有關(guān)操作設(shè)備的觸覺方面的優(yōu)點不僅可以通過肉眼可見的、可感覺到的表面結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，而且還可以通過波紋狀的表面結(jié)構(gòu)的覆蓋表面的設(shè)計方案實現(xiàn)，例如通過表面的細結(jié)構(gòu)構(gòu)造或微結(jié)構(gòu)構(gòu)造實現(xiàn)。這些優(yōu)點尤其通過玻璃板的表面的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計方案實現(xiàn)，該可觸摸的表面決不具有平坦的表面區(qū)段。由此極大地改進了表面的滑擦性能，因為平坦的玻璃表面與非平坦的、波紋狀結(jié)構(gòu)的表面相比具有非常高的靜摩擦系數(shù)。高的靜摩擦系數(shù)在操作時尤其表現(xiàn)在，當(dāng)進行觸摸的操作運動方向轉(zhuǎn)換時或者手指短暫停留在表面上時首先感覺到高的阻力，直到可以進行期望的運動，這不利于觸敏的操作元件、例如觸摸屏或觸摸板的操作舒適性，并且會非常容易導(dǎo)致錯誤操作。相反，波紋結(jié)構(gòu)的表面則確保了在玻璃板的整個可觸摸的表面上的受控的觸摸運動，并進而以尤其有利的方式使操作變得容易。通過本發(fā)明也可以實現(xiàn)在滑擦噪聲方面的優(yōu)點，這是因為表面結(jié)構(gòu)也對這種滑擦噪聲的聲學(xué)效果產(chǎn)生影響。通過由波紋狀的表面結(jié)構(gòu)造成表面粗糙，可以有利地實現(xiàn)聲阻尼，尤其阻尼高頻聲，從而可以避免例如在平面、光滑的玻璃表面經(jīng)常出現(xiàn)的不愉快的尖聲和刮擦噪聲。此外通過本發(fā)明也可以極大地減小表面上的污染物的可見度，例如指紋、手指油污等。這一方面依賴于，通過波紋狀的表面結(jié)構(gòu)使手指不能整面地放置在表面上，另一方面主要是由于波紋結(jié)構(gòu)所決定的、與光滑的表面相比沒有方向性的光反射。因此在確定的視線角度情況下，在表面上僅可以看到一小部分的污染物。這尤其在操作元件設(shè)計為觸摸屏的情況下是有利的，因為這樣能夠明顯更好地識別顯示屏上的內(nèi)容和顯示。但通過本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)的另外的影響作用也有利于提高玻璃板顯示的內(nèi)容和指示的可辨識性。通過波紋狀的表面結(jié)構(gòu)可以提高射入到玻璃板中的光的耦出效果，從而整體上提高了玻璃板對光并進而對操作元件的由玻璃板顯示的內(nèi)容的透射率。

此外，用于機動車的觸敏操作元件的玻璃板可以設(shè)置有半透明的彩色覆層，以便使操作元件的彩色顯示圖像與車輛內(nèi)部空間的配色相協(xié)調(diào)。通過本發(fā)明能夠由于波紋結(jié)構(gòu)原因如此改變玻璃板的視覺特性，使得這種覆層在其顏色方面看起來明顯更濃并進而更深。這還導(dǎo)致，可以使用明顯更淺的色調(diào)作為覆層，并因此使用具有更高透光性的覆層。這還附加地有利于玻璃板的更高的透射率，并進而能夠以更清晰、更透亮并且最主要是光強度更大的方式將內(nèi)容顯示在操作元件上。另外通過本發(fā)明還可以實現(xiàn)玻璃板的有關(guān)熱學(xué)性能方面的改善。由于波紋狀的表面結(jié)構(gòu)使得玻璃板的表面積增大，改善了玻璃板的熱耦出，以及可以更好地將操作元件的熱量排出到周圍環(huán)境中，其表現(xiàn)方式為在使用者方面明顯更涼爽的并進而感覺更舒適的操作表面，此外還在有關(guān)減小操作設(shè)備本身強烈發(fā)熱方面帶來積極效果。相對于平坦的表面，通過波紋狀的表面結(jié)構(gòu)在手指觸摸表面時減小了手指的遮蓋面積，從而由于遮蓋面積減小，在移動手指時產(chǎn)生的摩擦更小，并向玻璃板傳遞的摩擦熱量更少。由此也可以有利地減小由于使用操作元件使玻璃板生熱。因此，總之通過本發(fā)明實現(xiàn)了有關(guān)提供盡可能高的使用舒適性和操作舒適性方面的顯著優(yōu)點。

在本發(fā)明的一有利的設(shè)計方案中，表面結(jié)構(gòu)設(shè)計為微結(jié)構(gòu)。因此波紋狀的表面結(jié)構(gòu)的特性在于波紋結(jié)構(gòu)的波長，該波長明顯小于1mm。通過這種類型的細微的結(jié)構(gòu)可以以有利的方式實現(xiàn)：由波紋狀的表面結(jié)構(gòu)造成的不同的表面彎曲不會伴隨有玻璃板顯示內(nèi)容的視覺可感受到的扭曲變形。此外通過這種類型的細微的結(jié)構(gòu)可以提供尤其舒適的操作感受，并可以尤其有效實現(xiàn)上述提到的優(yōu)點。此外通過借助于深沖/伸拉(tiefziehen)過程形成該表面結(jié)構(gòu)，以尤其有利的方式提供了實現(xiàn)這種類微結(jié)構(gòu)的解決方案。正是在形成具有這種微結(jié)構(gòu)的玻璃板方面，通過深沖過程形成該表面結(jié)構(gòu)是尤其有利的。與直接加工玻璃表面相比，一方面可以非常輕柔地生成該表面結(jié)構(gòu)，而不會對玻璃板加載或損壞玻璃板。另一方面還可以在此使用如下認(rèn)知，即能夠以尤其簡單的方式由此實現(xiàn)細微的結(jié)構(gòu)：可以將相應(yīng)的紋樣引入/施加到深沖模具的模具元件中，例如借助于CNC-銑削，在深沖過程中將該紋樣轉(zhuǎn)化/轉(zhuǎn)移到玻璃板的一側(cè)的表面上，并且以這種方式任何細微的結(jié)構(gòu)都可以被引入到模具元件中并進而被引入/施加到玻璃表面中。

可以以有利的方式如此實現(xiàn)波紋狀的微結(jié)構(gòu)，即該表面結(jié)構(gòu)具有凸起和凹陷，其中在每兩個位置最近的凸起之間和每兩個位置最近的凹陷之間的距離測量為在80微米和130微米之間。通過這種小長度標(biāo)度的波紋狀表面結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)玻璃表面在宏觀上的尤其均質(zhì)的觸感和視覺效果，以及優(yōu)化了玻璃板在滑擦性能、滑擦噪聲、污染物的可視性和透光率方面的性能。尤其結(jié)合了如下情況才實現(xiàn)了這種優(yōu)化，即該表面結(jié)構(gòu)被設(shè)計成具有在5微米和20微米之間的結(jié)構(gòu)高度。結(jié)構(gòu)高度指的是表面結(jié)構(gòu)的凸起和凹陷之間以參考平面為基準(zhǔn)的高度差，該參考平面平行于玻璃表面的宏觀伸展而延伸。該結(jié)構(gòu)高度因此比結(jié)構(gòu)寬度小一個數(shù)量級，由此提供了非常微小的局部的表面彎曲。因此可以避免，該波紋的結(jié)構(gòu)被使用者感覺到或者不舒適地和明顯地感覺到。此外這種小結(jié)構(gòu)高度可以尤其簡單和快速地借助于表面的深沖過程實現(xiàn)，這是因為僅需要沿垂直于玻璃板的方向?qū)崿F(xiàn)小的形狀改變。通過小的表面彎曲還可以確保，不會通過表面結(jié)構(gòu)發(fā)生玻璃板顯示內(nèi)容的可視覺感受的扭曲變形。此外表面結(jié)構(gòu)對于使用者是不能視覺感覺到的。

在本發(fā)明的另一有利的設(shè)計方案中，凸起和凹陷被設(shè)計為分別沿縱向延伸方向伸長，尤其是，表面結(jié)構(gòu)等高線大部分分布在相同的方向上。這可以例如通過將紋樣引入到深沖模具元件中的方式實現(xiàn)，該紋樣包括平行走向的溝紋。該溝紋可以以尤其簡單的方式銑入工件元件中，由此這種具有波紋狀的、尤其周期式的微結(jié)構(gòu)的玻璃板的制造證明是尤其簡單和成本低的。

然而尤其有利的是，網(wǎng)格式地布置凸起和凹陷，從而凸起被四個凹陷包圍，反之亦然，尤其是，表面結(jié)構(gòu)的等高線大部分以閉合的、尤其圓形的或橢圓形的線延伸。這在制造技術(shù)方面可以尤其簡單地實現(xiàn)，其方式是：除了沿第一方向延伸的第一溝紋外，在工件元件中還銑出另外的第二溝紋，該第二溝紋垂直于第一溝紋，或者以至少與第一溝紋形成在85°和95°之間的范圍中的角度延伸。由此得到溝紋處的交叉紋樣，該交叉紋樣在深沖過程中轉(zhuǎn)化到玻璃表面上，從而產(chǎn)生所描述的由凸起和凹陷形成的網(wǎng)格。這種交叉結(jié)構(gòu)在此——尤其是該結(jié)構(gòu)的上述提到的尺寸相結(jié)合——具有如下優(yōu)點，即該表面結(jié)構(gòu)因此不具有優(yōu)先方向。在表面的觸覺、視覺、熱學(xué)和聲學(xué)的特征方面，能夠因此實現(xiàn)在整個表面上的非常高程度的均質(zhì)性。

根據(jù)本發(fā)明的用于制造玻璃板的方法的特征是，在提供深沖模具時提供如下的深沖模具，該深沖模具的第一模具元件具有紋樣，該紋樣至少通過引入多個、溝紋狀的第一凹陷形成。此外玻璃板向深沖模具中這樣引入到第一模具元件和第二模具元件之間，使得在玻璃板的深沖過程中紋樣被作為波紋狀的表面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化到玻璃板的第一表面上。

該方法因此設(shè)計用于制造根據(jù)本發(fā)明的操作元件的玻璃板，尤其以特別成本低及有效的方式。紋樣的產(chǎn)生可以例如借助于銑削、尤其CNC-銑削實現(xiàn)，以便可以將任意小的微結(jié)構(gòu)以簡單的方式轉(zhuǎn)化到玻璃板上。因此以這種方式可以尤其簡單地在玻璃板的一側(cè)的整個表面上構(gòu)造表面結(jié)構(gòu)。這種微結(jié)構(gòu)的構(gòu)造由此不受到限制，然而溝紋紋樣的特征是其可以尤其簡單和有效地實現(xiàn)，以及因此特別有利的尤其是具有斜紋的交叉結(jié)構(gòu)的紋樣，其所產(chǎn)生的效果是使玻璃板的觸覺、視覺、熱學(xué)和聲學(xué)的性能得到額外優(yōu)化和均質(zhì)化。

因此在本發(fā)明的有利的設(shè)計方案中，第一凹陷沿第一方向延伸地被引入到模具元件中并且在與第一方向垂直的第二方向上鄰接地引入，其中相應(yīng)的第一凹陷在第二方向上具有小于130微米的寬度。以這種方式能夠簡單地產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)，該微結(jié)構(gòu)最終轉(zhuǎn)化到玻璃板上。這種溝紋的寬度可以以簡單的方式通過設(shè)置銑削參數(shù)、如銑削間距和銑削半徑規(guī)定。還可以通過這些參數(shù)以簡單的方式規(guī)定所得到的玻璃板的表面結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)高度。

尤其有利的是，第一模具元件的紋樣附加地通過引入多個沿第三方向延伸的、溝紋式的第二凹陷形成，其中第三方向相對于第一方向成不等于零度的角度，優(yōu)選垂直于第一方向或至少成85°至90°的角度。換句話說，因此向模具元件中引入交叉結(jié)構(gòu)，該交叉結(jié)構(gòu)然后在玻璃表面的凸起和凹陷的交叉結(jié)構(gòu)式的布置中體現(xiàn)出來。

此外還可以如此實現(xiàn)深沖過程，玻璃板的與第一表面相對的第二表面設(shè)計為平坦的。由此僅玻璃板的一側(cè)設(shè)置有波紋狀的表面結(jié)構(gòu)，這尤其在用于觸敏的操作元件的傳感系統(tǒng)方面、在還將設(shè)置的覆層方面以及在玻璃板的穩(wěn)定性方面是尤其有利的。

另外玻璃板還可以進行另外的加工步驟。尤其可以在例如最終的加工步驟中使玻璃板的具有表面結(jié)構(gòu)的一側(cè)進行酸洗過程。通過酸洗過程可以使表面結(jié)構(gòu)的可能的棱邊通過酸洗被修圓。也可以更加以限制地構(gòu)造該表面結(jié)構(gòu)，例如使表面結(jié)構(gòu)的凹陷進一步加深并進而使結(jié)構(gòu)高度增大。

附圖說明

本發(fā)明的其它優(yōu)點、特征和細節(jié)從權(quán)利要求、下面對優(yōu)選實施形式的說明中以及根據(jù)附圖得出。在此示出：

圖1a示出具有根據(jù)本發(fā)明的實施例的波紋狀的微結(jié)構(gòu)的玻璃表面的示意圖和放大圖；

圖1b以沿在圖1a中示出的剖面線剖開的玻璃板的剖面示出表面結(jié)構(gòu)的走向的示意圖；

圖2示出用于引入到深沖模具的模具元件中的銑削紋樣的斜紋的交叉結(jié)構(gòu)的示意圖，該深沖模具用于在根據(jù)本發(fā)明的實施例的玻璃板上產(chǎn)生波紋狀的表面結(jié)構(gòu)；

圖3示出在深沖模具元件中的溝紋式的銑削紋樣的橫截面的示意圖，用于說明銑削參數(shù)(銑削間距和銑削半徑)；和

圖4示出玻璃板的波紋狀的表面結(jié)構(gòu)的示意圖，具有根據(jù)本發(fā)明實施例的網(wǎng)格式布置的凸起和凹陷。

具體實施方式

圖1a示出具有根據(jù)本發(fā)明的實施例的波紋狀的微結(jié)構(gòu)12a的玻璃表面10a的示意圖和放大圖，而圖1b在玻璃板的沿圖1a中畫出的點P1和P2之間的剖面線S剖開的剖面中示出表面結(jié)構(gòu)12a的走向。這個表面結(jié)構(gòu)12a可以通過對玻璃板進行深沖過程產(chǎn)生，其方式是將銑削紋樣引入到深沖模具的兩個工具半體中的一個工具半體中，銑削紋樣的形式是彼此鄰接的、沿一方向平行延伸的、相同的溝紋，在兩個工具半體之間插入玻璃板，從而這個紋樣作為對應(yīng)的負(fù)形狀轉(zhuǎn)化到玻璃表面10上。由此可以在玻璃表面10a上產(chǎn)生具有縱向延伸的凸起14a和凹陷14b的周期式的波紋結(jié)構(gòu)12a。至少在確定的公差范圍內(nèi)看來(該公差范圍尤其小于結(jié)構(gòu)寬度B本身)，這個紋樣12在這個示例中在其縱向伸長方向(在此沿z方向)上的形狀方面是平移不變的，這是因為這種細微的結(jié)構(gòu)12a在其形狀方面一方面受到偶然因素所決定的波動或者說偏差的影響，如從圖1b中的單個波紋的不同的成形所看出的那樣。另一方面能夠有特意產(chǎn)生這種波動和差別，例如通過對具有表面結(jié)構(gòu)12a的玻璃表面10最終酸洗，由此通過這種有意產(chǎn)生的不規(guī)則性使使用者不能感覺到或不能明顯感覺到玻璃表面10的該結(jié)構(gòu)，這使操作感覺更加舒適。

如在圖1b中的x軸的標(biāo)度示出，點P1和點P2的間距為875.5μm。這個結(jié)構(gòu)的波長——在此被稱為凹陷14b或凸起14a的結(jié)構(gòu)寬度B——所測量的是在兩個凹陷14b或者兩個凸起14a之間在與縱向延伸方向(在此為z方向)垂直的方向(此處為x方向)上的間距，即尤其是在圖1b中示出的在兩個相鄰的最小值或最大值之間的間距，該波長優(yōu)選位于80μm和130μm之間的范圍中，并在本示例中測量為在96μm和120μm之間。同樣受到一定的波動影響的結(jié)構(gòu)高度H在此優(yōu)選位于在5μm和20μm之間的范圍中。原則上也可以實現(xiàn)具有明顯更小或明顯更大的尺寸的該結(jié)構(gòu)。通過具有這種尺寸的微結(jié)構(gòu)12a可以在玻璃板的觸覺、操作感覺、視覺、聲學(xué)、熱學(xué)性能方面、在表面上的滑擦性能方面以及進而通常地講在操作元件的操作和使用友好性方面實現(xiàn)非常大的優(yōu)點。

為了更加優(yōu)化這些性能并以尤其均質(zhì)的方式在整個玻璃表面10上提供這些性能，可以設(shè)置斜紋的交叉結(jié)構(gòu)16，如在圖2中示意性表示的。尤其在此以示意的方式示出銑削紋樣，其能夠被引入到深沖模具的模具元件中。這個銑削紋樣具有沿第一方向(此處為x方向)延伸的第一溝紋18a和沿與該方向垂直的方向(在此為z方向)延伸的第二溝紋18b，這些溝紋優(yōu)選在其寬度方面和其深度方面相同設(shè)計，該寬度相當(dāng)于銑削間距d(見圖3)，該深度可以由確定的銑削半徑R規(guī)定(見圖3)。對此，圖3根據(jù)在深沖模具元件中的溝紋式的銑削紋樣20的橫截面的示意圖示出了這些銑削參數(shù)。

通過具有如在圖2中示出的交叉結(jié)構(gòu)16的銑削紋樣可以在玻璃表面10b上通過深沖并尤其通過后來的酸洗過程產(chǎn)生表面結(jié)構(gòu)12b，如在圖4中所示。圖4示出具有網(wǎng)格式布置的凸起22a和凹陷22b的玻璃板的波紋狀的表面結(jié)構(gòu)12b的示意圖。凸起和凹陷在此尤其這樣布置，即每四個凸起22a包圍一個凹陷22b，反之亦然。在深沖過程中通過包括棱邊的銑削紋樣有可能產(chǎn)生的有棱邊的凹陷22b可以通過最終的酸洗過程被修圓，并由此產(chǎn)生波紋結(jié)構(gòu)12b的尤其無棱邊的和連續(xù)的分布。

總之由此可以提供如下的操作元件、尤其是觸摸板或觸摸屏，該操作元件具有用于觸摸操作的表面，其在滑擦性能、污染物的可視性、滑擦噪聲和通過玻璃板顯示的內(nèi)容(如操作元件的不同功能的圖標(biāo))的清晰可識別性方面得到優(yōu)化，還可以尤其簡單地和成本低地制造該操作元件。