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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
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In nahezu jedem Kraftfahrzeug befindet sich heutzutage im Armaturenbereich ein Gerät mit einem Bildschirm wie beispielsweise ein Navigationsgerät oder ein Autoradio. Dabei geht der Trend immer mehr zu größeren Anzeigesystemen, meistens in Form von Displays, wie man sie bei Laptops, Handys, etc. findet.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine Bildschirmeinrichtung für ein Fahrzeug, weiterhin eine Informationsvorrichtung für Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Informationsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
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Eine Bildschirmeinrichtung für ein Fahrzeug weist eine Anzeigeeinheit und eine Befestigungseinheit zum Befestigen der Bildschirmeinrichtung an einem Armaturenabschnitt des Fahrzeugs auf. Die Befestigungseinheit ist durch ein Rotationselement für eine Rotation der Bildschirmeinrichtung aus einer ersten Position in eine zweite Position und mindestens ein Fixierungselement zum Fixieren der Bildschirmeinrichtung an dem Armaturenabschnitt gekennzeichnet, wobei ein erster Abstand des Rotationselements von dem Krafteinleitungsbereich größer ist als ein zweiter Abstand des Rotationselements von dem Fixierungselement und das Fixierungselement ausgebildet ist, um ansprechend auf das Einleiten einer ausreichend großen Kraft in einen Krafteinleitungsbereich der Anzeigeeinheit die Rotation der Bildschirmeinrichtung in die zweite Position freizugeben.
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Gemäß dem hier vorgestellten Ansatz wird ein Befestigungskonzept für eine Befestigung einer Bildschirmeinrichtung insbesondere an einem Steuergerät oder Armaturenbrett eines Fahrzeugs vorgestellt, das zum einen eine stabile und sichere Befestigung der Bildschirmeinrichtung am Armaturenbrett ermöglichen kann und zum anderen gewährleisten kann, dass im Falle eines Aufpralls eines Insassen des Fahrzugs auf die Bildschirmeinrichtung eine Aufprallenergie durch im Aufbau inhärente Dämpfungsmechanismen so gemindert werden kann, dass keine größeren körperlichen Schäden beim Insassen infolge des Aufpralls entstehen.
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Es wird eine Bildschirmeinrichtung für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei die Bildschirmeinrichtung die folgenden Merkmale aufweist:
eine Anzeigeeinheit mit einer Anzeigefläche zum Anzeigen von Daten, wobei die Anzeigefläche einen Krafteinleitungsbereich zum Einleiten einer im Falle einer Kollision des Fahrzeugs durch ein Körperteil eines Insassen des Fahrzeugs bewirkten Kraft in die Bildschirmeinrichtung aufweist; und
eine Befestigungseinheit zum Befestigen der Bildschirmeinrichtung an einem Armaturenabschnitt des Fahrzeugs, wobei die Befestigungseinheit ein Rotationselement für eine Rotation der Bildschirmeinrichtung aus einer ersten Position in eine zweite Position und mindestens ein Fixierungselement zum Fixieren der Bildschirmeinrichtung an dem Armaturenabschnitt aufweist, wobei ein erster Abstand des Rotationselements von dem Krafteinleitungsbereich größer ist als ein zweiter Abstand des Rotationselements von dem Fixierungselement und das Fixierungselement ausgebildet ist, um ansprechend auf das Einleiten der Kraft die Rotation der Bildschirmeinrichtung in die zweite Position freizugeben.
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Bei der Bildschirmeinrichtung kann es sich um ein Anzeigegerät oder einen Träger für ein Anzeigegerät zum Anzeigen von Daten wie beispielsweise Fahrinformationen oder Infotainmentdaten handeln. Die Bildschirmeinrichtung kann im montierten Zustand insbesondere gegenüber einem Kopf eines in einem Fahrersitz des Fahrzeugs sitzenden Insassen des Fahrzeugs positioniert sein. Unter den Daten können Fahrinformationen wie Informationen eines Kombiinstruments oder eines Navigationsgeräts oder eines Infotainmentsystems des Fahrzeugs verstanden werden. Entsprechend kann die Anzeigeeinheit einen Bildschirm oder ein Trägerelement für einen Bildschirm bilden. Die Anzeigeeinheit kann plan, beispielsweise in Form einer rechteckigen Platte, ausgeführt sein. Für den Fall, dass die Bildschirmeinrichtung ein Anzeigegerät repräsentiert, kann die Anzeigefläche eine Bildschirmoberfläche bilden, in der die Fahrinformationen angezeigt werden können. Für den Fall, dass die Bildschirmeinrichtung einen Träger für ein Anzeigegerät repräsentiert, kann die Anzeigefläche eine Trägerfläche zum Tragen eines Bildschirms bilden. Bei dem Krafteinleitungsbereich kann es sich um einen im montierten Zustand der Bildschirmeinrichtung oberen und einem Kopfbereich des Insassen gegenüberliegenden Abschnitt der Anzeigeeinheit handeln. Entsprechend kann es sich bei dem Körperteil insbesondere um einen Kopf des Insassen handeln. Die Befestigungseinheit kann in Form einer sich quer zu der Anzeigeeinheit erstreckenden Strebe oder Platte vorliegen. Bei dem Armaturenabschnitt kann es sich um einen Teil eines Armaturenbretts des Fahrzeugs oder um ein in das Armaturenbrett einsetzbares Gehäuse für ein Gerät des Fahrzeugs handeln. Das Rotationselement kann einstückig mit der Befestigungseinheit gebildet sein und ausgebildet sein, um die Rotation der Bildschirmeinrichtung um einen Drehpunkt zu bewirken. Beispielsweise kann die Anzeigeeinheit in einem montierten Zustand der Bildschirmeinrichtung in der ersten Position senkrecht zu einem Fahrgestell des Fahrzeugs stehen und in der zweiten Position von dem Insassen weggeklappt und auf einer Oberfläche des Armaturenbretts aufliegend in einem spitzen Winkel zu dem Fahrgestell stehen. Das Fixierungselement kann ein- oder zweistückig mit der Befestigungseinheit gebildet sein. Der erste und der zweite Abstand können durch eine erste Verbindungsgerade zwischen dem Rotationselement und dem Krafteinleitungsbereich und eine zweite Verbindungsgerade zwischen dem Rotationselement und dem Fixierungselement repräsentiert sein.
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Gemäß einer Ausführungsform kann sich die Befestigungseinheit im Wesentlichen quer zu der Anzeigeeinheit erstrecken und an eine der Anzeigefläche gegenüberliegende Rückseite der Anzeigeeinheit angrenzen. So kann für die Rotation der Bildschirmeinrichtung aus der ersten Position in die zweite Position eine vorteilhafte Hebelwirkung ausgenutzt werden.
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Ferner kann die Befestigungseinheit einstückig mit zumindest einem Abschnitt der Anzeigeeinheit gebildet sein. Gemäß dieser Ausführungsform kann eine für die Ausnutzung der Hebelwirkung vorteilhafte sehr starre Verbindung zwischen der Befestigungseinheit und der Anzeigeeinheit gewährleistet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Fixierungselement ausgebildet sein, um die Rotation der Bildschirmeinrichtung in die zweite Position freizugeben, wenn bei dem Einleiten der Kraft die Kraft einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Auf diese Weise kann der Bildschirmeinrichtung in der ersten Position eine ausreichend große statische Haltekraft verliehen werden.
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Beispielsweise kann das Fixierungselement als eine Sollbruchstelle ausgebildet sein, um die Rotation der Bildschirmeinrichtung in die zweite Position irreversibel freizugeben. Das Fixierungselement kann so einfach und kostengünstig realisiert werden.
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Alternativ kann das Fixierungselement als ein Rastelement ausgebildet sein, um die Rotation der Bildschirmeinrichtung in die zweite Position reversibel freizugeben. Vorteilhaft braucht so die Bildschirmeinrichtung nach einem Anwendungsfall des hierin vorgeschlagenen Konzepts nicht kostenintensiv ersetzt zu werden.
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Beispielsweise kann das Fixierungselement als ein perforierter Schraubpunkt, ein Niet, ein Scherstift, ein Steg, eine Klebung oder ein Blechdurchzug ausgebildet sein. Alle diese Varianten ermöglichen eine kostengünstige und technisch unaufwendige Umsetzung des hierin vorgeschlagenen Konzepts.
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Günstig ist es auch, wenn die Befestigungseinheit ein weiteres Fixierungselement zum Fixieren der Bildschirmeinrichtung an dem Armaturenabschnitt aufweist. So kann die Bildschirmeinrichtung vorteilhafterweise besonders robust und stabil und auch redundant an dem Armaturenabschnitt befestigt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann eine Länge einer ersten Verbindungsgeraden von einem Mittelpunkt des Rotationselements zu einem Mittelpunkt des Fixierungselements identisch mit einer Länge einer zweiten Verbindungsgeraden von dem Mittelpunkt des Rotationselements zu einem Mittelpunkt des weiteren Fixierungselements sein. So kann eine Fixierungskraft gleichmäßig auf die Fixierungselemente verteilt werden und es können kostensparend identische Fixierungselemente verwendet werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die erste Verbindungsgerade einen rechten Winkel mit der zweiten Verbindungsgeraden einschließen. Auf diese Weise kann eine vorteilhafte Kräfteverteilung in der Befestigungseinheit realisiert werden.
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Günstig ist es auch, wenn das Rotationselement und das Fixierungselement und/oder das weitere Fixierungselement auf einer orthogonal oder parallel zu der Anzeigefläche verlaufenden Linie liegen. Auch auf diese Weise kann eine möglichst optimale Kräfteverteilung in der Befestigungseinheit und eine robuste Fixierung der Bildschirmeinrichtung an dem Armaturenabschnitt realisiert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann in einem im Fahrzeug montierten Zustand der Bildschirmeinrichtung der Krafteinleitungsbereich einen ersten Randabschnitt der Anzeigeeinheit bilden und die Befestigungseinheit an einen dem ersten Randbereich gegenüberliegenden zweiten Randbereich der Anzeigeeinheit angrenzen. Dabei kann der zweite Randbereich in Richtung eines Fahrgestells des Fahrzeugs weisen. Gemäß dieser Ausführungsform kann im Anwendungsfall des hier vorgestellten Konzepts eine vorteilhafte Drehrichtung der Bildschirmeinrichtung nach vorne und unten in Bezug zu dem Körperteil des Insassen gewährleistet werden.
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Das Rotationselement kann gemäß Ausführungsformen als ein Blechdurchzug, ein Niet oder ein Anbauelement an eine Wand der Befestigungseinheit ausgebildet sein. Damit kann das Rotationselement kostengünstig und technisch unaufwendig realisiert werden.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann die Bildschirmeinrichtung eine weitere Befestigungseinheit zum Befestigen der Bildschirmeinrichtung an dem Armaturenabschnitt des Fahrzeugs aufweisen. Dabei kann die Befestigungseinheit an eine Seitenkante der Anzeigeeinheit angrenzen und die weitere Befestigungseinheit an eine der Seitenkante gegenüberliegende weitere Seitenkante der Anzeigeeinheit angrenzen. So kann bei der Bewegung der Bildschirmeinrichtung aus der ersten in die zweite Position eine vorteilhafte geradlinige Führung der Bildschirmeinrichtung gewährleistet und ein Verkanten vermieden werden.
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Es wird weiterhin eine Informationsvorrichtung für ein Fahrzeug mit folgenden Merkmalen vorgestellt:
einer Bildschirmeinrichtung gemäß einer der im Vorangegangenen aufgeführten Ausführungsformen; und
einem Armaturenabschnitt zum Verbinden der Bildschirmeinrichtung mit einem Fahrzeug.
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Die Informationsvorrichtung kann beispielsweise durch eine Fahrinformationsvorrichtung wie ein Navigationsgerät oder ein Infotainmentsystem des Fahrzeugs oder einen Teil dieser Geräte repräsentiert sein. Bei dem Armaturenabschnitt kann es sich um einen Bereich eines Armaturenbretts des Fahrzeugs handeln, beispielsweise um eine Wand eines Hohlraums in dem Armaturenbrett. Alternativ kann es sich bei dem Armaturenabschnitt um ein Gehäuse eines Geräts der Instrumententafel, beispielsweise ein Gehäuse eines Navigationsgeräts des Fahrzeugs, handeln.
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Ferner wird ein Verfahren zum Herstellen einer Informationsvorrichtung für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen eines Armaturenabschnitts für ein Fahrzeug;
Bereitstellen einer Bildschirmeinrichtung gemäß einer hier vorgestellten Variante für ein Fahrzeug mit einer Anzeigeeinheit und einer Befestigungseinheit; und
Verbinden der Befestigungseinheit mit dem Armaturenabschnitt, um die Bildschirmeinrichtung an dem Armaturenabschnitt zu befestigen, um die Informationsvorrichtung herzustellen.
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Das Verfahren kann manuell oder teilautomatisiert ausgeführt werden. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Herstellungsverfahrens kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine Prinzipdarstellung einer Fahrinformationsvorrichtung für ein Fahrzeug in Kombination mit einem Armaturenbrett gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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2 eine schematische Darstellung einer Fahrinformationsvorrichtung für ein Fahrzeug in einer ersten Position gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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3 eine schematische Darstellung einer Fahrinformationsvorrichtung für ein Fahrzeug in einer zweiten Position gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
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4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Fahrinformationsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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Bei im Armaturenbereich in Fahrzeugen eingesetzten Anzeige- bzw. Displaysystemen wird derzeit grundsätzlich zwischen zwei Systemen unterschieden. In den Premium-Segmenten der Autohersteller finden sich oft versenkbare Displays. Diese können, je nach Bedarf, in das Armaturenbrett eingefahren oder aus dem Armaturenbrett herausgefahren werden. Im Standard- bzw. Serien-Segement werden oft starre Aufbauten eingesetzt, bei denen das Display nicht versenkbar fest am Armaturenbrett befestigt ist. Das hier vorgeschlagene neuartige klappbare Befestigungskonzept für Anzeigesysteme im Armaturenbereich ist für beide der oben beschriebenen Varianten realisierbar.
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1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Fahrinformationsvorrichtung für ein Fahrzeug in Kombination mit einem Armaturenbrett gemäß einem Ausführungsbeispiel. Schematisch gezeigt ist ein Ausschnitt aus einem vorderen Bereich eines Fahrzeugs 100 wie beispielsweise eines Personen- oder Lastkraftwagens oder eines anderen beliebigen Nutzfahrzeugs. An eine Frontscheibe 102 grenzt ein Armaturenbrett 104 an, das in 1 im Querschnitt gezeigt ist.
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Das Armaturenbrett 104 kann auch als Instrumententafel 104 oder Teil einer Instrumententafel 104 des Fahrzeugs 100 bezeichnet werden und weist einen Hohlraum auf, in den eine Informationsvorrichtung 106 gemäß dem hier vorgestellten Konzept teilweise eingebaut ist. Wie in der 1 dargestellt ist, steht hierbei die Informationsvorrichtung 106 über das Armaturenbrett 104 hinaus, beispielsweise in der Form eines Vorsprungs oder einer Platte. Die Informationsvorrichtung 106 setzt sich aus einer Bildschirmeinrichtung 108 und einem Armaturenabschnitt 110 zusammen. Die Bildschirmeinrichtung 108 kann gemäß dem Ausführungsbeispiel in den hier abgebildeten Figuren als aktiv betriebenes, Licht generierendes bzw. Licht aussendendes Display, beispielsweise als TFT-Display ausgeführt sein. Denkbar ist jedoch eine in den hier abgebildeten Figuren nicht bildlich dargestelltes Ausführungsbeispiel, in dem die Bildschirmeinrichtung 108 als passives Element, beispielsweise ein Reflexionsspiegelelement eines Head-Up-Displays, ausgebildet ist. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Informationsvorrichtung 106 um ein Navigationsgerät 106 des Fahrzeugs 100. Alternativ kann es sich bei der Informationsvorrichtung 106 um ein Infotainmentsystem oder ein Radiogerät des Fahrzeugs 100 handeln.
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Bei der Bildschirmeinrichtung 108 handelt es sich um ein Gerät zum Anzeigen von Daten wie beispielsweise Fahrinformationen für einen Insassen 112 des Fahrzeugs 100. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Bildschirmeinrichtung 108 um das Display 108 des Navigationsgeräts 106.
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Der Armaturenabschnitt 110 ist ausgebildet, um die Bildschirmeinrichtung 108 in Bezug zu der Instrumententafel 104 zu halten bzw. zu positionieren. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Armaturenabschnitt 110 um ein hier aus Metall hergestelltes Gehäuse 110 des Navigationsgeräts 106 des Fahrzeugs 100.
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Unter dem Display 108 kann je nach Betrachtungs- und/oder Bauweise lediglich ein Bildschirm oder ein Bildschirm in Kombination mit einer Gerätekappe verstanden werden. Der Einfachheit halber wird im Folgenden der Begriff „Display“ für beide möglichen Ausführungen verwendet.
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Displays 108 sind üblicherweise mit dem metallischen Gehäuse 110 mittels Schrauben, Nieten oder Ähnlichem fest verbunden. Auf dem Markt befinden sich aber auch Systeme, bei denen Gehäuse 110 und Display 108 nicht mechanisch, sondern nur elektrisch miteinander verbunden sind. Das Display 108 ist dann direkt im Armaturenbrett 104 befestigt. Das dazugehörende Steuergerät befindet sich in diesem Fall an einer anderen Stelle im Fahrzeug 100.
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Aufgrund ihrer Größe und anderer Gründe wird mehr und mehr davon abgewichen, Displays 108 homogen, das heißt flächig im Armaturenbrett 104 des Fahrzeugs 100, einzupassen und zu integrieren. Deshalb finden sich immer häufiger mehr oder weniger senkrecht stehende Displays 108 bzw. Gerätekappen mit Displays 108 in Fahrzeugen 100, wie in 1 anschaulich gezeigt. Sie ragen damit wie ein Brett oder Tablett aus dem Armaturenbrett 104 heraus.
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Die hierin vorgestellte neuartige Bildschirmeinrichtung 108 ist ausgebildet, um ansprechend auf einen Aufprall eines Körperteils des Insassen 112 – beispielsweise aufgrund einer Kollision des Fahrzeugs 100 – aus einer ersten Position in eine zweite Position zu klappen bzw. rotieren, um ein Verletzungspotenzial des Insassen 112 zu reduzieren. Bei dem Körperteil des Insassen 112 handelt es sich entsprechend einer üblichen Position der Informationsvorrichtung 106 im Armaturenbereich des Fahrzeugs 100 in der Regel um den Kopf des Insassen 112, wie in 1 skizziert.
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Ein in dem in 1 gezeigten im montierten Zustand der Informationsvorrichtung 106 oberer Bereich einer Anzeigefläche 114 der Bildschirmeinrichtung 108 bildet einen Krafteinleitungsbereich 116 zum Einleiten einer im Falle einer Kollision des Fahrzeugs 100 durch den Kopf eines Insassen 112 bewirkten Kraft 118 in die Bildschirmeinrichtung 108. Wie die Skizze in 1 zeigt, bewegt sich der Kopf des Insassen 112 bei einer Kollision des Fahrzeugs 100 in einer mittels eines Pfeils in der Darstellung gekennzeichneten Aufprallrichtung bzw. Wirkrichtung 118 in Richtung des Krafteinleitungsbereichs 116 und prallt bei ausreichend hoher Bewegungsenergie auf diesen auf. Übersteigt die Bewegungsenergie des Kopfes des Insassen 112 einen vorbestimmten Schwellenwert, dreht sich die Bildschirmeinrichtung 108 um einen in 1 nicht gezeigten Drehpunkt aus der ersten Position in die zweite Position und absorbiert somit einen Großteil dieser Bewegungsenergie. Verletzungen am Kopf des Insassen 112 können damit verhindert oder zumindest in ihrer Schwere reduziert werden.
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In der Darstellung in 1 ist die Bildschirmeinrichtung 108 in der ersten Position gezeigt, in der in dem in 1 gezeigten montierten Zustand der Informationseinrichtung 106 die Anzeigefläche 114 senkrecht oder zumindest nahezu senkrecht steht. In Strichlinien ist eine zweite Position der Bildschirmeinrichtung 108 gezeigt, wenn diese bei ausreichend hoher Aufprallenergie des Kopfes des Insassen 112 entlang eines mittels eines gestrichelten Pfeils in der Darstellung in 1 gekennzeichneten Weges 120 in die zweite Position gedreht wurde. In der mittels Strichlinien in der Darstellung in 1 angedeuteten zweiten Position der Bildschirmeinrichtung 108 liegt eine Rückwand bzw. Rückseite 122 der Bildschirmeinrichtung 108 auf einer Oberseite des Armaturenbretts 104 auf. Ob die Bildschirmeinrichtung bei einem Aufprall immer mit der Rückseite auf Armaturenbrettoberseite hängt von der Form des Armaturenbretts ab. Dies ist auch nicht zwingend notwendig. Wichtig ist, dass der Freiraum groß genug ist, um eine Rotation zuzulassen. Je größer dieser ist, umso mehr Energie kann absorbiert werden.
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Die meisten Autohersteller haben hohe Anforderungen, was die statischen Kräfte von in den Armaturenbereich 104 von Fahrzeugen integrierten Bildschirmeinrichtungen bzw. Displays 108 betrifft. Unter statischer Krafteinwirkung versteht man hier, dass das Display 108 bzw. eine Gerätekappe für das Display 108 hohen Zug- und/oder Druckbelastungen standhalten können muss. Wird es zweckentfremdet, indem beispielsweise der Insasse 112 des Fahrzeugs 100 beim Verstellen seiner Sitzposition daran zieht oder sich abstützt, darf es nicht „nachgeben“ oder gar abbrechen. Diese Zug- bzw. Druckanforderungen liegen nicht selten bei bis zu 500 Newton. Auf der anderen Seite muss dabei der Insassenschutz, wie er auch in der ECE-R21 beschrieben ist, sichergestellt sein. Dieser Schutz vor Kopfverletzungen wird dadurch erreicht, dass das Display 108 entlang des Weges 120 ausweicht, sobald die Krafteinwirkung größer wird als die geforderte statische Haltekraft.
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Das hierin vorgestellte Konzept der bewegbaren Displayanbindung ist auf beide der oben beschriebenen Systeme anwendbar, also sowohl auf starre als auch motorgesteuerte, versenkbare Displays 108. Es werden dabei vorteilhafterweise zwei entscheidende Bedingungen erfüllt, nämlich zum einen eine feste und stabile Einbaulage der Bildschirmeinrichtung 108 und zum Anderen eine Verhinderung starker Kopfverletzungen durch ein durch das Ausweichen der Bildschirmeinrichtung 108 entlang des Weges 120 gegebenes Dämpfungssystem. Dieses bewirkt, dass auf das Display 108 im Falle eines Kopfaufschlags nicht die volle Energie wirkt, und zwar unabhängig davon, ob es mittels eines Gehäuses 110, wie in 1 gezeigt, oder als „Stand-alone“-Variante direkt im Armaturenbrett 104 befestigt ist.
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2 zeigt anhand einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines möglichen Aufbaus der neuartigen Informationsvorrichtung 106 aus 1. Die Bildschirmeinrichtung 108 weist eine Anzeigeeinheit 200 und eine Befestigungseinheit 202 auf. Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel setzt sich die Anzeigeeinheit 200 aus einem Bildschirm- bzw. Anzeigeelement 204 und einem aus einem sehr steifen Material gebildeten Halter- bzw. Trägerelement 206 für das Anzeigeelement 204 zusammen. Ein das Trägerelement 206 und das Anzeigeelement 204 einfassendes, beispielsweise aus Kunststoff gebildetes, Außengehäuse 208 der Anzeigeeinheit 200 ist in 2 in Strichlinien gekennzeichnet. Das Anzeigeelement 204 ist ausgebildet, um Fahrinformationen anzuzeigen und weist dazu beispielsweise LEDs oder OLEDs auf. Eine im verbauten Zustand der Informationsvorrichtung 106 in Richtung eines Insassen weisende Fläche des Anzeigeelements 204 bildet die Anzeigefläche 114. Der Krafteinleitungsbereich 116 der Bildschirmeinrichtung 108 erstreckt sich im Wesentlichen von einer Oberkante des Außengehäuses 208 zu einem in der Darstellung in 2 oberen Bereich der Anzeigefläche 114.
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Die Befestigungseinheit 202 ist einstückig mit dem Trägerelement 206 der Anzeigeeinheit 200 gebildet. Die Befestigungseinheit 202 grenzt an eine von der Anzeigefläche 114 abgewandte Rückseite 210 der Anzeigeeinheit 200 – hier eine Rückseite des Trägerelements 206 – an und erstreckt sich quer zu der Anzeigeeinheit 200. Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Befestigungseinheit 202 eine flache plattenartige Form mit einem von der Anzeigeeinheit 200 weg weisenden abgerundeten Endbereich auf. Die Befestigungseinheit 202 dient der Befestigung der Bildschirmeinrichtung 108 an dem Armaturenabschnitt 110 eines Fahrzeugs, der hier wiederum in Form des Metallgehäuses 110 eines Navigationsgeräts des Fahrzeugs vorliegt. Zur Befestigung an dem Metallgehäuse 110 weist die Befestigungseinheit 202 ein Fixierungselement 212 und ein weiteres Fixierungselement 214 auf, die versetzt im Material der Befestigungseinheit 202 angeordnet sind.
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Wie die Darstellung in 2 zeigt, bildet bei dem im Fahrzeug montierten Zustand der Informationsvorrichtung 106 der Krafteinleitungsbereich 116 einen ersten – oberen – Randabschnitt der Anzeigeeinheit 200, wobei die Befestigungseinheit 202 an einen dem ersten Randbereich gegenüberliegenden zweiten – unteren – Randbereich der Anzeigeeinheit 200 angrenzt, der in Richtung eines Fahrgestells des Fahrzeugs weist. Aus dieser Konstellation ergibt sich die mittels des gebogenen Pfeils in der Darstellung gekennzeichnete Rotationsrichtung 120 der Bildschirmeinrichtung 108 in Richtung des Armaturenabschnitts 110 und nach unten.
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Die Befestigungseinheit 202 ist ferner über ein Rotationselement 216 mit dem Metallgehäuse 110 verbunden. Das Rotationselement 216 ist von den Fixierungselementen 212, 214 beabstandet in dem Material der Befestigungseinheit 202 ausgeformt oder an dieses angeformt. Das Rotationselement 216 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf und erlaubt bei einer Freigabe der Bildschirmeinrichtung 108 gegenüber dem Armaturenabschnitt 110 die Rotation 120 der Bildschirmeinrichtung 108 um einen im Zentrum des Rotationselements 216 liegenden Drehpunkt 218 aus der in 2 gezeigten ersten Position in die zweite Position.
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Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Rotationselement 216 als ein Blechdurchzug ausgeführt, der in eine an entsprechender Stelle im Material des Armaturenabschnitts 110 ausgebildete Öffnung eingreift. Gemäß alternativen Ausführungsbeispielen kann das Rotationselement 216 als ein Niet oder ein Anbauelement an eine zu dem Armaturenabschnitt 110 gerichtete Wand der Befestigungseinheit 202 in Form beispielsweise eines Zapfens ausgebildet sein.
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Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Informationsvorrichtung 106 bilden die Fixierungselemente 212, 214 Sollbruchstellen in der Verbindung der Bildschirmeinrichtung 108 mit dem Armaturenabschnitt 110 und sind als perforierte Verschraubungen bzw. Schraubpunkte 212, 214 ausgeführt. Die Fixierungselemente 212, 214 sind so ausgelegt, dass sie bei statischer Krafteinwirkung auf eine Oberkante der Anzeigeeinheit 200 – beispielsweise in Form eines Zugs, dessen Wirkrichtung 220 mittels eines nach rechts gerichteten Pfeils in 2 gekennzeichnet ist, oder mittels eines Drucks, dessen Wirkrichtung 222 mittels eines nach links gerichteten Pfeils in 2 gekennzeichnet ist – die Bildschirmeinrichtung 108 in der in 2 gezeigten ersten Position halten. Übersteigt eine in den Krafteinleitungsbereich 116 eingeleitete Kraft einen vordefinierten Schwellenwert, brechen die Fixierungselemente 212, 214 und geben die Rotation bzw. Bewegung 120 der Bildschirmeinrichtung 108 in die zweite Position frei.
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Anstelle der Ausführung der Fixierungselemente 212, 214 als perforierte Schraubpunkte sind auch Ausführungen als Niete, Scherstifte, Stege oder Blechdurchzüge oder eine Mischung aus diesen Komponenten denkbar. Alternativ können die Fixierungselemente 212, 214 auch in Form von lokalen Klebungen vorliegen.
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Für eine reversible Bewegung der Bildschirmeinrichtung 108 zwischen der ersten und der zweiten Position können die Fixierungselemente 212, 214 in einer alternativen Variante auch als Rastelemente 212, 214 ausgebildet sein.
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Gemäß dem hier vorgestellten Konzept der Displayanbindung mit definierter Sollbruchstelle oder Raststelle im Armaturenbrett soll für die Rotation 120 der Bildschirmeinrichtung 108 eine Hebelwirkung vorteilhaft ausgenutzt werden. Entsprechend bildet die Anzeigeeinheit 200 einen ersten – langen – Hebel 200 und die Befestigungseinheit 202 einen zweiten – kurzen – Hebel 202 der Bildschirmeinrichtung 108. Eine spezifische Hebelwirkung der Bildschirmeinrichtung 108 ist durch ein Längenverhältnis der beiden Hebel 200, 202, eine Ausgestaltung der Fixierungselemente 212, 214 und eine Wahl des Materials für die Anzeigeeinheit 200 und/oder die Befestigungseinheit 202 definiert.
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Dabei sind die Hebellängen so definiert, dass ein mittels eines Pfeils in der Darstellung in 2 gekennzeichneter erster Abstand 224 des Rotationselements 216 von dem Krafteinleitungsbereich 116 größer ist als ein mittels weiterer Pfeile in der Darstellung in 2 gekennzeichneter zweiter Abstand 226 des Rotationselements 216 von dem Fixierungselement 212 und dem weiteren Fixierungselement 214.
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Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Informationsvorrichtung 106 ist das Hebelverhältnis insbesondere durch Längenverhältnisse zwischen dem einen Mittelpunkt des Rotationselements 216 bildenden Drehpunkt 218 und einer Ober- bzw. Endkante der Anzeigeeinheit 200 sowie zwischen dem Drehpunkt 218 und Mittelpunkten der Fixierungselemente 212, 214 definiert. So beträgt eine parallel zu der Anzeigefläche 114 betrachtete erste Länge l1 228 von dem Drehpunkt 218 zu einer Ober- bzw. Endkante der Anzeigeeinheit 200 ein Mehrfaches einer zweiten Länge l2 229 einer ersten Verbindungsgeraden 230 von dem Drehpunkt 218 zu einem Mittelpunkt des Fixierungselements 212 und einer zweiten Verbindungsgeraden 232 von dem Drehpunkt 218 zu einem Mittelpunkt des weiteren Fixierungselements 214.
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Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Fixierungselemente 212, 214 so positioniert, dass neben dem identischen Abstand 226 der Fixierungselemente 212, 214 zu dem Rotationselement 216 bzw. der identischen Länge der Verbindungsgeraden 230, 232 auch ein rechter Winkel zwischen den zwei Verbindungsgeraden 230, 232 gebildet ist.
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Die in 2 gezeigte Ausführung der Befestigungseinheit 202 mit zwei Fixierungselementen 212, 214 sowie die individuelle Positionierung der Fixierungselemente 212, 214 ist lediglich beispielhaft. Es können gemäß weiteren Ausführungsbeispielen mehr oder weniger als die zwei Fixierungselemente 212, 214 zum Einsatz kommen, und die Fixierungselemente 212, 214 können anders positioniert sein.
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Ferner liegen bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Fahrinformationsvorrichtung 106 das Rotationselement 216 und das Fixierungselement 212 auf einer orthogonal zu der Anzeigefläche 114 verlaufenden Linie und das Rotationselement 216 und das weitere Fixierungselement 214 auf einer parallel zu der Anzeigefläche 114 verlaufenden Linie. Auch diese Ausführungsform bildet lediglich eine von mehreren möglichen Varianten der Positionierung der Elemente 212, 214, 216 ab.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Informationsvorrichtung 106 neben der Befestigungseinheit 202 eine weitere – gegebenenfalls identisch gestaltete – Befestigungseinheit zum Befestigen der Bildschirmeinrichtung 108 an dem Armaturenabschnitt 110 aufweisen. In diesem Fall grenzt beispielsweise die Befestigungseinheit 202 an eine erste, z. B. linke, Seitenkante der Anzeigeeinheit 200 an und die weitere Befestigungseinheit an eine der ersten Seitenkante gegenüberliegende zweite, z. B. rechte, Seitenkante der Anzeigeeinheit 200 an.
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2 zeigt die Informationsvorrichtung 106 in einer Position, in der sie sich im verbauten Zustand befindet, und die Bildschirmeinrichtung 108 in einer Grundstellung in der ersten Position, in der sie senkrecht bzw. aufrecht steht.
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3 zeigt anhand einer weiteren schematischen Darstellung die beispielhafte Informationsvorrichtung 106 aus 2 in einer zweiten Position gemäß einem Ausführungsbeispiel. Ansprechend auf ein Einleiten einer ausreichend großen Kraft in den Krafteinleitungsbereich 116 wurden aufgrund der Hebelwirkung die Fixierungselemente 212, 214 zerstört und haben die Rotation 120 der Bildschirmeinrichtung 108 in Bezug zu dem Armaturenabschnitt 110 freigeben. In der Darstellung in 3 befindet sich die Bildschirmeinrichtung 108 in der zweiten Position.
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Anhand der 1 bis 3 wurde eine Funktionsweise des hierin vorgestellten neuartigen Konzepts der rotierfähigen Displayanbindung am Beispiel der Befestigungsvariante „Verbindung an einem metallischen Gehäuse 110“ beschrieben. Ragt etwas heraus oder steht etwas hervor, entsteht ein Hebel. Genau diese Hebelverhältnisse und deren Gesetzmäßigkeiten sind entscheidend bei diesem Konzept. Um den definierten Drehpunkt 218, der durch vielerlei Möglichkeiten wie z. B. durch Blechdurchzüge, Niete, Anbauelemente, etc., realisiert werden kann, wirkt eine statische Kraft in Form von Zug oder Druck oder eine dynamische Kraft, wie im Falle eines Kopfaufschlags in der Wirkrichtung 118 auf das Display 108. Über den Drehpunkt 218 wirkt diese Kraft auf den meist kleineren Hebelarm in Form der Befestigungseinheit 202, die die Verbindung des Displays 108 zum Gehäuse oder Armaturenbrett 110 bildet. Entscheidend ist, dass die lokalen Verbindungsstellen in Form der Fixierungselemente 212, 214 als Sollbruchstellen oder Rastpunkte wirken.
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Drei Faktoren bestimmen also im Wesentlichen, wie eine Sollbruchstelle bzw. Raststelle ausgelegt ist, und zwar eine Kraft „F“, welche in der Wirkrichtung 118 auf das Display 108 wirkt, die Hebelverhältnisse l1 und l2 und die für die Bildschirmeinrichtung 108 bzw. den Armaturenabschnitt 110 verwendeten Materialien. Andere Einflüsse, wie z. B. die Reibung, wurden hierin nicht betrachtet, sind aber Teil einer Berechnung und Auslegung des Systems. Die Sollbruchstellen 212, 214 selbst können auf verschiedenste Weise ausgeführt sein. Beispiele sind perforierte Schraubpunkte, Niete, Scherstifte, Klebungen, Stege, Blechdurchzüge, usw. Legt man diese Sollbruchstellen 212, 214 so aus – beispielsweise durch ein Klicksystem –, dass sie nicht unwiederbringlich zerstört werden, sondern im Falle des Kopfaufpralls das Display 108 wie beschrieben „freigeben“, hat man die Möglichkeit, das System reversibel zu gestalten.
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Da üblicherweise die Krafteinwirkung beim Kopfaufprall um ein Vielfaches – oft um den Faktor 10 – höher ist als bei statischen Kräften, ist gemäß dem hier vorgestellten Konzept also genügend Sicherheit vorhanden, um zu verhindern, dass die Sollbruchstellen 212, 214 schon bei rein statischer Belastung zerstört werden. Dies geschieht erst beispielsweise bei einem Unfall, wenn die Zerstörung erforderlich ist. Übersteigt die Kraft, die auf die Sollbruchstellen 212, 214 wirkt, einen zu definierenden Wert, werden die Sollbruchstellen bzw. Fixierungselemente 212, 214 zerstört, und das Display 108 schwenkt um den Drehpunkt 218 von dem Insassen 112 weg. Dabei wird die Ausgangsenergie auf ein geringes Maß reduziert. Dadurch werden Kopfverletzungen verhindert, zumindest aber auf ein Minimum reduziert.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 400 zum Herstellen einer Informationsvorrichtung für ein Fahrzeug. Das Verfahren kann zum Herstellen der in den 1 bis 3 gezeigten Informationsvorrichtung ausgeführt werden. In einem ersten Schritt des Bereitstellens 402 wird ein Armaturenabschnitt für ein Fahrzeug bereitgestellt. In einem zweiten Schritt des Bereitstellens 404 wird eine Bildschirmeinrichtung für ein Fahrzeug, die eine Anzeigeeinheit und eine Befestigungseinheit aufweist, bereitgestellt. Die Schritte 402 und 404 können in beliebiger Reihenfolge oder gleichzeitig ausgeführt werden. In einem Schritt des Verbindens 406 wird die Befestigungseinheit mit dem Armaturenabschnitt verbunden, um die Bildschirmeinrichtung an dem Armaturenabschnitt zu befestigen und die Informationsvorrichtung herzustellen.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
