CN104943602A - 具有金属层和陶瓷层的交通工具内衬件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种交通工具内衬件(100)，其包括金属层(102)和直接位于金属层(102)之上的陶瓷层(104)；其中，陶瓷层(104)是交通工具内衬件(100)的直接可视面；金属层(102)具有透射可见光的透射穿孔(108)；陶瓷层(104)对于可见光是半透明的。

Description

具有金属层和陶瓷层的交通工具内衬件

技术领域

本发明涉及一种具有金属层和陶瓷层的交通工具内衬件、以及生产这种交通工具内衬件的方法。

背景技术

交通工具如轮船、列车和机动车(如轿车和卡车)等，其乘坐舱通常设有光源。光源有不同的任务，一方面它们以适当的方式照亮交通工具乘坐舱的内部，另一方面，光源被用来突出显示乘坐舱内操作部件的可视标志，以方便识别；进一步地，某些光源用来照亮乘坐舱内的表面，以便显示某些设计特点。

例如，DE 10 2006 011 849 A1公开了一种带有装饰元件的交通工具，该装饰元件位于交通工具之司乘人员的视野内，其中，该装饰元件的一部分是由陶瓷层形成的，该陶瓷层永久地附着在装饰元件之塑料载体件上。塑料载体件可以由透光或者导光(light-conducting)的材料组成，以便透过陶瓷层从后面照明或照射。

另外，DE 10 2011 013 200 A1公开了一种用于交通工具的操作元件，其具有塑料载体件和陶瓷覆盖层，其中，陶瓷覆盖层打有孔道，以作为引导光线的通道。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的交通工具内衬件以及生存这种交通工具内衬件的方法。

本发明独立权利要求的技术特征提供了实现上述发明目的的基本方案，而从属权利要求则给出了本发明的优选实施方式。

本发明的交通工具内衬件可以特别是机动车的仪表盘、中央控制台、门控制台之类器件，其中，交通工具内衬件具有金属层和直接位于该金属层之上的陶瓷层。陶瓷层处于内衬件的正面(可视面)，而金属层则具有透射可见光的穿孔，陶瓷层对于可见光是半透明的(translucent)。

此处，半透明是指物体让一部分光线通过、但又不是透明的能力。因而，陶瓷层是泛透明的(trans-transmitting)。

本发明实施方式的优点在于，一方面，可以保证交通工具内衬件的表面不显眼地被弥散光线照明；另一方面，不需要牺牲交通工具内衬件的高品质特点。例如，采用金属层，可以保证非常高的机械稳定性，即使金属层由于打孔而被弱化。

另外，与塑料相比，金属具有显著低的比热容(specific thermalcapacity)和显著高的导热性，这样，特别是用于机动车时，这种交通工具内衬件可以非常快速、舒适地适应机动车的内部温度。这在夏天很有益处，因为必须尽可能快地使得机动车内部以及其内衬件快速冷却到舒适的温度。正是金属和陶瓷的这种精确组合，才能提供快速适应交通工具内部环境温度的能力，因为尽管金属上覆盖有陶瓷，但二者具有相似的比热容。即使对于导热性，与塑料相比，陶瓷表面也提供了与金属明显更好的兼容能力。

根据本发明一具体实施方式，穿孔位于视觉识别的信息标记处并呈现其形状。这样，通过从后面照射金属层，就可以使乘客得到视觉识别的信息。这种信息可以是警告或其它信息。

例如，上述的信息可以是交通工具内各种电子器件的打开或关闭状态。

值得注意的是，此处，穿孔优选如此设计，使得当光源关闭时不能够看到穿孔，即呈现所谓的“黑板效应”(black panel effect)。只有当光源被打开时，才能注意到光源的存在。

根据本发明一具体实施方式，金属是由铝形成的金属涂层。优选地，铝是自给的(self-supporting)。一般而言，铝除了重量非常轻之外，还具有极高机械稳定性的优点。正因为此，铝特别适合用于机动车内衬件，特别是仪表盘，其必须能够承受较高的机械力，例如乘客倾斜在机动车内衬件上所施加的力。与塑料相比，在同等质量下，铝具有承受更高负荷而不变形的优点。另外，在导热性能和比热性能方面，铝还具有上述的优异性能。

陶瓷可以是由例如搪瓷形成的陶瓷层。另外，搪瓷由于较高的表面阻抗，其具有如此的优点：能以层状且可重复的方式施加到金属涂层上。例如，这不需要烧制陶瓷的高温，整体上讲，搪瓷和铝的兼容性特别好。而且，搪瓷具有如此的优点：通过选择所填加的钛、锑、锆和/或锡的氧化物或二氧化物，可以选择所需要的不透明度(opacity，即半透明的倒值)。通过调节这些添加物的浓度，可以轻易地调节搪瓷层的折射率和搪瓷层的不透明度，使其达到所需。

根据本发明另一具体实施方式，交通工具内衬件还包括提供可见光的光源，其中，光源位于金属层的一侧，该金属层的一侧远离陶瓷层。例如，光源可以是二维发光元件或点光源如发光二极管(LED)。

根据本发明另一具体实施方式，交通工具内衬件还包括检测器，其中，检测器位于金属层的一侧，该金属层的一侧远离陶瓷层；其中，所设置的检测器能在预设的空间限制区域内检测用户与交通工具内衬件之陶瓷层的任何接触。

例如，上述的区域被标记进行了特别的标识。在另外一个实施例中，电测器包括电容式接近开关。

因而，本发明不采用柔性的、可被机械力驱动的塑料件开关，提出为了不破坏交通工具内衬件的整体稳定性而采用接近开关。采用这种接近开关，不会使交通工具内衬件发生任何弱化。接近开关搭配金属层，可是使开关整体上更牢固。

根据本发明一具体实施方式，穿孔可以是圆柱状，穿孔的直径在20μm至2mm之间，优选为1mm，和/或穿孔的长度在0.3至5mm之间。

优选地，穿孔的直径与长度的径长比在0.025至0.05之间。其优点是光线通过穿孔达到陶瓷层而没有发生损耗性的散射。对此，已经证明前述的径长比具有令人吃惊的优点。

较小的径长比的缺点是：在陶瓷层的光输出太小；而如果径长比太大，就会因为穿孔中的光散射太大而导致光线的显著损失。特别地，由于圆柱状穿孔没有内部镜反射，使得圆柱状穿孔内不希望有的反射而导致光线损失。

根据本发明另一具体实施方式，陶瓷层的厚度在40μm至300μm之间。厚度在此范围内，陶瓷层具有足够高的机械稳定性，以防止在正常使用中金属层所施加的机械影响导致陶瓷层的“磨损”。另一方面，厚度在此范围内，能够保证足够的光线穿透陶瓷层，从而保证所需要的照明效果。

根据本发明另一具体实施方式，交通工具内衬件是仪表盘，特别是机动车的仪表盘。

另一方面，本发明还提供了一种制备交通工具内衬件的方法，该方法包括：

-提供一金属层，该金属层具有用于透射可见光的穿孔；

-在上述金属层上施加一陶瓷层，其中，该陶瓷层以液状或粘稠状施加到金属层上，且该陶瓷层对于可见光是半透明的；

-干燥金属层上的陶瓷层，其中，在陶瓷层施加和干燥时，金属层保持垂直。

金属层保持垂直位置的优点在于，当陶瓷层施加到金属层以及在陶瓷层的干燥过程中，可以防止陶瓷材料渗入穿孔。这样，由于金属层保持垂直，可以保证所施加的陶瓷层具有均匀的厚度，即使在穿孔区域。此处，金属层的垂直位置是指金属层保持垂直于地面。

根据本发明一具体实施方式，穿孔为圆柱体，陶瓷层通过喷雾而施加到金属层上，其中喷射的方向偏离圆柱体的轴线方向30至70°。例如，如果圆柱体的轴线指向水平方向，按照前述的实施方式，喷射角偏离该水平方向一个30到70°的角度。这样的优点在于，当陶瓷层喷射到金属层上时，正被喷射的陶瓷材料不会被驱赶到穿孔中。这也有助于陶瓷层的均匀，例如，这使得施加到穿孔区域的陶瓷层，与喷射位置之下没有穿孔的金属层上的陶瓷层，具有相同的厚度。

根据本发明一具体实施方式，所施加的陶瓷层材料的粘度是如此选择的，在穿孔中因毛细虹吸所导致的陶瓷材料的毛细吸水头小于穿孔长度的15％。此处，毛细虹吸是指穿孔吸入喷射的液状或粘稠状陶瓷材料的能力。适当选择所喷陶瓷材料的粘度，可以使得毛细效应最小化。这有助于施加到整个内衬件上的陶瓷层具有恒定的厚度，尽管存在穿孔。

例如，喷射的陶瓷材料的粘度可以通过添加水加以调节。通常，所添加的水占喷射材料总质量的35-60％。优选地，粘度大于1Pa·s。陶瓷材料中所含固体颗粒的粒子大小应当在微米级的范围或更小。

以下将借助附图，对本发明的优选实施方式进行更详细的说明，其中：

附图说明

图1是具有金属层和陶瓷层的交通工具内衬件的切面示意图；

图2是另一交通工具内衬件的切面示意图；

图3显示了带有冷却元件的交通工具内衬件的另外的切面示意图；

图4显示了具有传感器功能的机动车内衬件的另外的切面示意图；

图5显示了将陶瓷层施加到金属层上的方法；

图6显示了制备交通工具内衬件之方法的流程图。

具体实施方式

在下面的具体实施方式中，相同或相应的元件采用相同的附图标记。

如果未做特别说明，下面的实施方式中，假定交通工具内衬件是用于机动车中。

图1显示了机动车内衬件100的切面示意图，包括金属层102和直接位于金属层之上的陶瓷层104。此处，陶瓷层面对交通工具的内部空间(没有示出细节)，因而其形成可被交通工具内乘客看见的可视面(正面)，该乘客直接面对交通工具内衬件。

金属层具有透射可见光的穿孔，其中，穿孔是由金属层中一系列圆柱孔108形成的。光源，例如发光二极管106可以从后面照亮穿孔108，也就是从远离陶瓷层的一侧照亮，使得光线通过穿孔而撞击到陶瓷层104上。

由于陶瓷层104是半透明的，即使是对于通过穿孔108而进入的光线，穿孔的照明同时导致在穿孔108之下的陶瓷层104的表面被弥散光线照明。

现在，如果这些穿孔是如此排列的，例如呈可见的标识标志的形状，如“airbag defect(安全气囊缺陷)”，当光源106打开时，用户可以看到安全气囊是有缺陷的。当然也可以是其它的词汇。

有利的是，穿孔的密度和直径长度比是如此设置，使得当光源106关闭时，乘客看不到位于陶瓷层104之后的穿孔108，即使当其看向陶瓷层104时。交通工具内衬件的这种特性可以描述为“黑板效应”，其倾向于使得当光源106被关闭时，观察者不能区分出具有穿孔108的内衬件区域和没有这些穿孔108的内衬件区域。

有利的是，金属层102是一铝层，陶瓷层104是一搪瓷层。

图2显示了图1中所示交通工具内衬件100的改进，其中，穿孔108不再是完全平行的，而是在相邻区域中彼此呈V-形。这具有如此优点，通过单一光源106，此时其可以为点光源，照亮几个空间分离的陶瓷层104的表面区域。这样，就有可能用较少的光源为陶瓷层的大表面200提供光线。基于单一光源106，穿孔108引导光线呈V-形，也即径向到达陶瓷层104上的各个位置。

图3显示了图1中所示交通工具内衬件100的变体，除金属层102外，其还具有热交换元件300。由于金属具有较低的比热容和较高的导热能力，例如通过使用热交换元件“冷却元件”300，而有可能从临界交通工具内部空间的陶瓷层104中“抽”走热量。如果用塑料代替金属层102，这将是不可能的，因为塑料是非常差的热传导体。

因而，可以理解，例如冷却元件300是主动的冷却元件，其可主动地将交通工具内衬件的温度冷却到设定的温度。此处，其也有助于同时冷却交通工具的内部空间。然而，也有可能利用热交换元件300，对交通工具内衬件进行加温处理，使得在冬季中于较短的时间内，将交通工具内衬件的温度提升到舒适的温度，例如20℃。

另外，有可能热交换元件300具有通常的肋条，其可以流通交通工具通风***的气流，该交通工具采用本发明的交通工具内衬件。此时可以自动地保证：当气流被加热时，交通工具内衬件也被加热；当气流被冷却时，交通工具内衬件被冷却。

在另一个实施例中，交通工具内衬件是仪表盘，这样，通过元件300，可以对更大的区域的交通工具内部空间的温度进行调节。

图4显示了使用交通工具内衬件100一操作元件的变体。其中，穿孔108是如此排列的，例如其围绕陶瓷层104的操作区域。例如，穿孔108呈圆圈形围绕这一操作区域。在陶瓷层104对面的金属层102一侧，在操作区域的高度安装电容式传感器400。其按如此方式调节，在接近时，或者甚至在被人指402在前述陶瓷层104的操作区域接触时，都能基于电容的变化检测到这样的接触。这样，检测到接触可以触发交通工具内部空间的进一步开关操作。

光源106具有为用户显示其要接触的操作区域的目的。然而，有利的是，只有要求用户输入时才进行如此的显示。这意味着如果不要求用户进行输入，用户看不到输入区域，特别是就不会因此引起迷惑。

同时，在乘客舱内要进行操作的输入元件的平均数目可以最小化。只有那些要求相应的用户输入的输入元件，才总会被用户看到。

为了制备上述的交通工具内衬件，通常，第一步是必须提供金属层102，该金属层具有透射可见光的透射穿孔，即穿孔108。图5示意性地显示了该金属层102，图6则显示了流程图，其中，提供金属层的步骤被标识为附图标记600。

接着，为了在下一步602中将陶瓷层施加到金属层102上，提供液体状或粘稠状的陶瓷层材料，例如喷射到金属层上。要喷射的陶瓷层应当具有如此的厚度和如此的光线性质，使得所得到的陶瓷层对于可见光是半透明的。

最后，在步骤604中，位于金属层之上的陶瓷层被干燥，其中，在施加和干燥陶瓷层时，保持金属层102处于垂直位置。这样，由于垂直位置，在液体状陶瓷材料或粘稠状陶瓷材料被施加到金属层之后，陶瓷材料在重力作用下沿垂直方向504流动。由于金属层保持垂直，陶瓷材料不会流到穿孔108中。这就防止了穿孔被所施加的陶瓷材料堵塞。

另外，可以使用喷雾工具500，将陶瓷层喷射施加到金属层102上。喷雾工具500具有喷射设计502，其偏离圆柱孔的轴线方向一个角度α。该偏离按方向504计算，也即如所示的垂直方向。角α为30-70°。

这有助于防止在喷射过程中，陶瓷材料无意地直接施加到金属层102的穿孔108中。

附图标记

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                100      交通工具内衬件

                102      金属层

                104      陶瓷层

                106      光源

                108      穿孔

                200      区域

                300      热交换元件

                400      电容式传感器

                402      手指

                500      喷射工具

                502      喷射方向

                504      垂直方向

Claims (12)

1.一种交通工具内衬件(100)，其包括金属层(102)和直接位于所述金属层(102)之上的陶瓷层(104)；

其中，所述的陶瓷层(104)是交通工具内衬件(100)的直接可视面；

所述金属层(102)具有透射可见光的透射穿孔(108)；所述陶瓷层(104)对于可见光是半透明的。

2.如权利要求1所述的交通工具内衬件(100)，其中，所述金属层(102)的金属是铝。

3.如前述权利要求之一所述的交通工具内衬件(100)，其中，所述陶瓷层(104)的陶瓷是搪瓷。

4.如前述权利要求之一所述的交通工具内衬件(100)，其还包括检测器(400)；其中，所述的检测器(400)位于金属层(102)的一侧，该金属层(102)的一侧远离陶瓷层(104)；所述检测器能检测在预设的指定空间区域内用户与交通工具内衬件(100)的陶瓷层(104)的任何接触。

5.如权利要求4所述的交通工具内衬件(100)，其中，所述的检测器(400)是电容式接近开关。

6.如前述权利要求之一所述的交通工具内衬件(100)，其中，穿孔(108)具有圆柱体形状，该穿孔的直径在20μm至2mm之间，优选为1mm，和/或该穿孔的长度在0.3mm至5mm之间。

7.如权利要求6所述的交通工具内衬件(100)，其中，所述穿孔直径和长度的直径长度比为0.025-0.05。

8.如前述权利要求之一所述的交通工具内衬件(100)，其中，所述陶瓷层(104)的厚度在40μm至300μm之间。

9.如前述权利要求之一所述的交通工具内衬件(100)，其中，所述的交通工具内衬件(100)是机动车的仪表盘。

10.一种制备交通工具内衬件(100)的方法，其中，该方法包括：

-提供一金属层(102)，该金属层(102)具有用于透射可见光的穿孔(108)；

-在所述金属层(102)上施加一陶瓷层(104)，其中，该陶瓷层(104)示以液状或粘稠状陶瓷材料施加到所述金属层(102)上，且该陶瓷层(104)对于可见光是半透明的；

-干燥位于所述金属层(102)上的陶瓷层(104)，其中，在施加和干燥所述陶瓷层(104)时，保持所述金属层(102)垂直。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述的穿孔(108)具有圆柱体的形状，所述陶瓷层(104)是通过喷射而施加到所述金属层(102)上；其中，喷射的方向偏离圆柱体轴线方向30-70°。

12.如权利要求10或11所述的方法，其中，所施加的陶瓷层(104)的陶瓷材料的粘度是如此选择的，在穿孔(108)中因毛细虹吸所导致的陶瓷材料的毛细吸水头小于该穿孔长度的15％。