具有薄膜结构压力传感器的控制元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种带有压力传感器的控制元件。
【背景技术】
[0002]出于美学方面的考虑，以及为了获得结构上的活动空间，人们通常追求的是，可以使操作面呈现任意形状的控制元件。此外，为了避免灰尘进入和液体渗入的风险，优选设计是，选用结构尽可能封闭的隔板以及不可见的操作面，也就是这种在操作面和固定隔板之间无间隙的控制元件。所以说，人们对这些控制元件的要求是，它们的操作面能够尽可能地被集成到环绕的隔板的任意表面内，其中，在隔板和操作面之间可以实现尽可能不可见或者说无间隙的过渡。另外，在汽车行业内，人们期望，控制元件的结构能够节省空间，出于节省燃料方面的考虑，它们的重量也应该比较小。
【发明内容】
[0003]此目的可通过本发明所要求保护的控制元件以及其中提供的方法解决。优选实施例在本文中也得以描述。需要指出的是，在本文被单独列举出来的特征可以通过任意具有技术意义的方式，相互结合在一起，另外，这些特征也可以被用于描述本发明的其它实施例。另外，具体实施例，尤其是与附图相结合的具体实施例用于描述以及详细说明本发明的特征。
[0004]根据本发明的控制元件具有一个层结构。所述的层结构包括一个弹性可变形的第一层，其限定了面向操作人员的操作面。在所述操作面的范围内，所述的第一层具有一个弧形结构，比如说一个拱形结构，这样的话，就可以产生一个不平整的操作面。所述弧形结构可覆盖整个操作面。根据本发明，在一个不平整的操作面内，还可以有一个或多个弧形结构。根据本发明，所述弧形结构可以对第一层两侧产生影响，它既可以对由操作面限定的表面，也可以对第一层背向操作面的后表面产生影响。
[0005]所述可弹性变形的第一层为，例如，所述层结构的外层。基本上，所述第一层的弹性可变形性被用于将元件从促动位置复位到未促动位置。所述的第一层可以是，例如，由金属和/或塑料材料制成，优选的，由热塑性材料制成，如聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。此夕卜，所述层结构还包括位于背向操作人员一侧的支撑物，与所述第一层相比，所述支撑物为刚性结构。另外，所述控制元件还包括位于所述支撑物和第一层之间的压力传感器，其也被称为力传感器，所述压力传感器具有弹性薄膜或弹性薄膜层结构，或者说，它可以被集成到一个弹性薄膜或弹性薄膜层结构中。根据本发明，所述压力传感器的结构应该保证，当其在所述第一层和支撑物之间出现变形时，它可以检测到作用于操作面的操作力。所述压力传感器可以是，例如，压电压力传感器。
[0006]所述压力传感器，比如说，可以通过电气方式连接到评估单元上，在将测定压力值与规定数值进行比较时，如果超出规定数值，则触发相应的开关功能。
[0007]通过使用具有薄膜结构的压力传感器，几乎可以使所述操作面的表面轮廓呈任意形状，在所述压力传感器内，通过所述传感器的薄膜结构，可形成可变形的第一层。通过采取适当措施，所述支撑物的结构可以保证，所述支撑物被填充到所述传感器薄膜或所述传感器薄膜结构中。这样一来，除了极高的自由度外，在控制元件重量非常小的情况下，还可以实现体积非常小的结构，尤其是非常小控制元件。
[0008]优选的，隶属于所述压力传感器的薄膜或薄膜结构完全由所述支撑物支撑。所述支撑物优选为由浇注化合物经浇注和固化形成。所述支撑物可以由，例如，一种固化树脂，如环氧树脂，或者一种双组份粘合剂构成，其中，处于非硬化可流动状态下的固化树脂或粘合剂应用在所述压力传感器上。这样就可以实现无间隙的控制元件及其极精确的功能。
[0009]根据所述控制元件的另一个实施例，本发明具有多个呈一排或呈矩阵排布的压力传感器结构，以及多个隶属于各个压力传感器并因此呈矩阵排布的操作面结构。按照本发明的设计，借助各个控制元件可使多功能控制元件实现非常紧凑的结构。另一方面，根据本发明，所述控制元件的大活动空间也可以允许各个操作面实现非常灵活的排布，即，从原则上讲，所述操作面相互之间几乎可以达到任意相对对齐的状态。
[0010]根据本发明，所述第一层可以直接在所述支撑物上，为操作面的外侧提供支撑。这样一来，就可以保证，在进行控制时发生的变形以及第一层因此而产生的曲面，基本上可以被限制在操作面的范围内，特别是，在根据本发明设计的控制元件中，针对具有多个相邻的压力传感器以及多个相关操作面的控制元件结构，人们可以选择相对紧密相邻排布的操作面设计，这样一来，就不会导致，各个被执行控制元件对相邻的未被执行控制元件产生“串扰”。优选的是，将环绕操作面的第一层的支撑体安装在支撑物上。
[0011]根据本发明，对于具有紧邻的位于操作面外侧的第一层支撑体的控制元件的实施例，在操作面方向上，位于支撑体区域上游的隐藏的环形缓冲部，由位于第一层和支撑物之间并且相对于支撑物而言较为柔软的材料制成。这种相对柔软的缓冲部，可以被用于减小第一层在与操作面紧邻的支撑体边缘上的过度负荷，如过度伸展等危险。否则，这种拉伸过度会使第一层保持永久性的弹性变形，从而会影响第一层复位回到非促动位置上。优选的是，所述缓冲部的材料具有一个弹性模量，同时该弹性模量应该大于支撑物的弹性模量，另夕卜，优选的是，其弹性模量应该大于支撑物以及第一层的弹性模量。
[0012]优选的是，在操作面内，第一层为至少局部呈透明或者半透明的结构，这样是为了，比如说，在所述操作面内安装一个背面可发光的标志面。
[0013]此外，优选的是，压力传感器结构为至少局部呈透明或者局部呈半透明的结构或者为开放的结构，这样是为了通过安装于支撑物侧面上的一个照明装置，为第一层结构提供背面照明。根据本发明的另一个优选实施例，所述支撑物是至少局部呈透明或者半透明的结构。优选的是，与所述操作面紧密相邻的支撑物区域，具有透明或者半透明的结构。
[0014]优选的是，所述第一层是不平整的结构。比如说，在所述操作面的范围内，设有用于创建触觉导向的三维测量结构。
[0015]对压力传感器而言，优选的是，在柔性薄膜层结构中，设有电容式传感器。比如说，每个传感器均具有两个被一个弹性层分隔开的金属电极。可通过评估单元检测由所述弹性层的形状变化而引起的电极电容变化，并且，人们可以将其与某个预定指进行比较。为了实现电极的电绝缘，还可以另外设计其它电极涂覆层。
【附图说明】
[0016]结合以下附图，本文对本发明进行进一步说明。其中，这些附图只是示例性图示，仅表示优选的实施例变形。其中:
[0017]图1是按照本发明的控制元件的第一实施例的剖视图；
[0018]图2是图1所示的第一实施例的另一个剖视图；
[0019]图3是按照本发明的控制元件的第二实施例