Bedienelement

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum lokalen Umformen einer glatten Oberfläche eines aus Glas oder einer Glaskeramik gefertigten Substrates. Ferner wird ein Bedienelement beschrieben, das mit dem Verfahren hergestellt ist.

Stand der Technik

In einer Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen und Ausbildungen von manuellen Bedienelementen für die Interaktion mit technischen Systemen und Geräten besteht der Wunsch die Anzahl der Bedienelemente aus Design- und Kostengründen zu reduzieren und zugleich den Grad an Multifunktionalität der meist in Form von Knöpfen oder Schaltern ausgebildeten Eingabemitteln zu steigern. Darüber hinaus soll im praktischen Umgang mit derartigen Bedienelementen ein möglichst wertiger Nutzereindruck entstehen, der dem haptischen Eindruck entsprechen soll, der sich beim Berühren hochwertiger Glas- oder Glaskeramikoberflächen ergibt. Ferner werden an die Oberflächenqualität der Bedienelemente hohe Anforderungen hinsichtlich einer hohen Oberflächengüte, einer einfachen Reinigung sowie

Korrosions- und Kratzbeständigkeit, sowie auch Haltbarkeit und

Alterungsbeständigkeit gestellt. All diesen Ansprüchen können grundsätzlich die Werkstoffe Glas oder Glaskeramik gerecht werden.

Bekannte Beispiele für Geräte mit hochwertigen Nutzeroberflächen mit intergierten oder adaptierten Bedienelementen, durch deren manuelle Berührung oder

Betätigung technische Funktionen ausgelöst werden, stellen berührempfindliche Grafikoberflächen von Smartphones und Tablet-PC ^' s dar. Eine Eingabe manueller Steuer- oder Aktivierungssignale erfolgt an der ansonsten glatt ausgebildeten

Benutzeroberfläche zumeist durch Antippen und in Form von Wischgesten. Das an der Graphikoberfläche zusätzlich visuell wahrnehmbar dargestellte Eingabefeld vermittelt die zusätzlich erforderliche Information über den exakten Eingabeort zur Ausführung der Berührung. Somit ist für eine zielgenaue und direkte Bedienung einzelner graphisch unterlegter Bereiche auf der Benutzeroberfläche ein direkter Blickkontakt zur Bedienfläche erforderlich. Dieser Vorgang, bei dem ein Nutzer zunächst visuell die Bedienfläche erkennen muss und anschließend durch Berühren eines entsprechenden Bereiches die Interaktion auslöst, ist jedoch für eine Vielzahl von Anwendungen äußerst ungünstig. Insbesondere bei Tätigkeiten, die ein hohes Maß an Aufmerksamkeit für die Umgebung erfordern, stellt ein Blick zur

Bedienoberfläche eine inakzeptable Ablenkung vom eigentlichen Geschehen dar. In diesem Zusammenhang sei auf die zunehmende Verbreitung von

berührempfindlichen, grafikunterstützten Bedienflächen als manuelle Eingabe- bzw. Bedienkonsolen in Fahrzeugen hingewiesen, durch die sehr effektiv und

kostengünstig verschiedenste Bedienelemente übersichtlich und platzsparend angeordnet und angesteuert werden können. Da jedoch, wie bereits erwähnt, für eine eindeutige Bedienung der Bedienmittel der Blickkontakt hin zur

Bedienoberfläche notwendig ist, wird insbesondere im Kraftfahrzeugbau dennoch an haptisch wahrnehmbaren Knöpfen und Schaltern festgehalten, die insbesondere für die Betätigung sehr wichtiger und sehr häufig genutzter Fahrfunktionen zuständig sind. Derartige haptisch greif- und fühlbare Bedienelemente ermöglichen dem Nutzer eine eindeutige haptische Rückmeldung und ermöglichen eine ablenkungsfreie Bedienung aller mit diesen konventionellen Bedienelementen verbundenen

Funktionen.

In Zusammenhang mit über eine Benutzeroberfläche erhaben ausgebildeten

Bedienelementen sei zum Stand der Technik auf folgende Druckschriften

hingewiesen:

Aus der Druckschrift DE 10 201 1 1 15 379 A1 ist ein beschichtetes Glas- oder Glaskeramik-Substrat mit einer Schicht mit haptischen Eigenschaften zu entnehmen, wobei die Schicht eine haptisch fühlbare Struktur aufweist und vorzugsweise aus Kunststoffmaterial besteht.

Der Druckschrift US 2012/0146922 A1 beschreibt eine berührempfindliche

Benutzeroberfläche, die auf einem Glassubstrat strukturiert aufgebrachte, haptisch wahrnehmbare Feldelemente vorsieht, die in einer Art Schachbrettanordnung ausgebildet und angeordnet sind und somit dem Nutzer eine haptisch

wahrnehmbaren Oberflächenortsauflösung ermöglichen. Auch in diesem Fall sind die haptisch wahrnehmbaren Strukturfelder mit einer Kunststoffschicht belegt.

Sämtliche auf Kunststoffmaterial basierenden, haptisch wahrnehmbaren

Oberflächenstrukturen weisen jedoch inhärent das Problem der Anhaftung von Partikeln, die sich als Verunreinigungen merklich machen, der Alterung, der mangelnde Kratzbeständigkeit sowie der Korrosion durch Reinigungsmittel und Medien, wie Öle und Fette auf, die bei der Benutzung durch den Nutzer auf die Kunststoffoberfläche übertragen werden können.

Zur Vermeidung der vorstehenden Problematik bietet es sich an, die entsprechenden Strukturen direkt in die Glasoberfläche einzuprägen, um hybride Materialstrukturen zu vermeiden. Aus der Druckschrift DE 197 13 309 C1 sind hierzu ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Heißformgebung von Präzisionsstrukturen im Flachglas erläutert, bei dem ein erwärmtes Formgebungswerkzeug mit einer strukturgebenden Oberfläche auf einer Seite des Flachgases in das Glasmaterial gedrückt wird, wobei die Erwärmung und Erweichung des Glasmateriales zur Umformung über eine gezielte Erwärmung des Umformwerkzeuges selbst erfolgt. Die ausschließliche Erwärmung über das Werkzeug kann dazu führen, dass im noch nicht ausreichend erwärmten Glas beim Beginn des Umformvorganges Spannungen oder ganze Risse entstehen können. Zudem besteht die Gefahr des Anhaftens oder auch Klebens von erweichtem Glas am Werkzeug, zumal der Werkzeug kontakt solange andauern muss, bis das Glas auf die benötigte Umformtemperatur erhitzt ist. Dadurch werden unter Umständen zu hohe Grenzflächentemperaturen erreicht.

Die Druckschrift DE 10 2010 020 439 A1 beschreibt ein thermisches

Umformverfahren für flächige Glassubstrate, bei dem bspw. eine umzuformende Glasscheibe ganzheitlich innerhalb eines Ofens erwärmt wird, während sie auf einem formgebenden Werkzeug aufliegt. Bei Erreichen der Erweichungstemperatur nimmt die Glasscheibe im Wege der auf ihr lastenden Gravitationskraft, ggf. unterstützt durch zusätzliche Über- bzw. Unterdruckkräfte, die Oberflächenform des

Werkzeuges an, indem sich die Glasscheibe flächig an die Oberflächenkontur des Werkzeuges anschmiegt.

Ferner gehen aus den Druckschriften DE 10 2010 045 094 B2 sowie

DE 103 444 41 A1 jeweils ein formgebendes Verfahren zur

Oberflächenstrukturierung von Glasprodukten hervor, bei dem zu Zwecken der Formgebung auf die jeweils erhitzte und erweichte Glasproduktoberfläche ein formgebendes Walzen- oder Rollenwerkzeug kraftbeaufschlagt aufgesetzt wird. Die Verwendung derartiger Rollen- bzw. Walzenwerkzeuge hat jedoch den Nachteil, dass auch nicht zu strukturierende, ebene Glasoberflächenbereiche zwangsläufig, wenn auch nur geringfügig mitumgeformt werden und damit ihre ursprüngliche Oberflächengüte aus dem Floatglasprozess verlieren. Der in großen Teilen nicht benötigte Werkzeug kontakt mit den nicht umzuformenden Glasoberflächen führt auch unweigerlich zum Verschleiß und bedingt darüber hinaus einen weiteren verfahrenstechnischen Aufwand. Die Druckschrift DE 10 2012 020 609 B2 erläutert ein Bedienelement für einen Kraftwagen, bei dem das haptisch wahrnehmbare Bedienelement über eine

Glasoberfläche emporragt und vermittels eines durch Tiefziehen der

Bedienoberfläche im erwärmten Zustand ausgebildet ist.

Die Druckschrift DE 10 2014 1 10 923 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Glas- oder Glaskeramikartikels, bspw. einer Glaskeramik- Kochfläche, bei dem ein scheibenförmiges Ausgangsglas erwärmt und anschließend durch Applizieren einer Kraft geformt wird.

Die Druckschrift US 2016/0031737 A1 offenbart ein Verfahren zur Formung eines Glasartikels ohne die Verwendung eines Formwerkzeuges. Das erwärmte

Glassubstrat wird in diesem Fall mittels Vakuumdruckdifferenzen umgeformt.

Beide vorstehenden Druckschriften beschreiben Umformprozesse, bei denen nicht der gesamte erwärmte Bereich einer Krafteinwirkung zu Zwecken einer Umformung unterliegt.

Die Druckschrift DE 691 14 680 T2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Ausgusstülle eines Glasbehälters, bei dem die umzuformende Fläche mittels eines Brenners erweicht und anschließend nach außen mittels einer Formungsrolle geformt wird.

Die Druckschrift US 201 1/0039071 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung erhabener Strukturen auf einem transparenten Substrat, bei dem Laserstrahlung zunächst eine Erhöhung des Absorptionskoeffizienten innerhalb eines Glases bewirkt und eine weitere Bestrahlung zu einer Expansion des Glasmaterials aufgrund des Energieeintrags führt. Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zum lokalen Umformen einer glatten Oberfläche eines aus Glas oder einer Glaskeramik gefertigten Substrates derart auszubilden, so dass einerseits gewährleitstet sein soll, dass die

Glasoberfläche in den Bereichen, in denen keine Umformung stattfindet, keine durch den Umformprozess herrührenden Qualitätseinbußen erleidet. Zum anderen sollen haptisch wahrnehmbare Strukturen in die Substratoberfläche eingebracht werden, die sämtlichen Anforderungen an eine manuell bedienbare hochwertige

Benutzeroberfläche entsprechen sollen, so insbesondere über eine hohe

Oberflächengüte, einfache Reinigung, Korrosions- und Kratzbeständigkeit,

Haltbarkeit, Alterungsbeständigkeit etc. verfügen sollen. Auch unter

wirtschaftsökonomischen Gesichtspunkten soll das Verfahren für eine

Massenfertigung im industriellen Maßstab geeignet sein.

Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist in den Ansprüchen 1 und 1 1 angegeben. Gegenstand des Anspruches 15 ist ein lösungsgemäß

ausgebildetes Bedienelement zur manuellen Betätigung. Die lösungsgemäßen Ansprüche in vorteilhafter Weise weiterbildenden Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der weiteren Beschreibung insbesondere unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.

Das lösungsgemäße Verfahren zum lokalen Umformen einer glatten Oberfläche eines aus Glas oder einer Glaskeramik gefertigten Substrates zeichnet sich durch die Kombination folgender Verfahrensschritte aus: In einem ersten Schritt wird ein Wärmeeintrag ausschließlich innerhalb eines lokal begrenzten Bereiches durch die Oberfläche des Substrates durchgeführt, wobei der lokal begrenzte Bereich wenigstens bereichsweise an einen nicht mit dem Wärmeeintrag beaufschlagten Oberflächenbereich des Substrates nahtlos angrenzt bzw. vollständig von diesem umgeben ist. Der Wärmeeintrag wird derart durchgeführt, so dass das Substrat innerhalb des lokal begrenzten Bereiches zumindest an der Oberfläche erweicht, d. h. einen plastisch verformbaren Zustand einnimmt. Der Wärmeeintrag wird mittels auf die Oberfläche des Substrates gerichteter Laserstrahlung, Gasflamme,

Infrarotstrahlung, elektrischer Mikrowellen oder Plasmaentladung durchgeführt.

In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird auf die erweichte Oberfläche innerhalb des lokal begrenzten Bereiches eine Kraft appliziert, durch die die erweichte Oberfläche des Substrates innerhalb des Bereiches umgeformt wird. Nach Erreichen der gewünschten Umformung, die insbesondere zum Erhalt einer haptisch wahrnehmbaren Oberflächenstruktur dient, wird das Substrat zum Erhalt einer innerhalb des lokalen Bereiches erstarrten und umgeformten Oberfläche abgekühlt.

Alternativ oder in Kombination zu den vorstehend erläuterten, lösungsgemäßen Verfahrensschritten kann anstelle oder in Kombination mit der Applikation einer auf die erweichte Oberfläche innerhalb des lokal begrenzten Bereiches gerichtete Kraft eine auf einer der erweichten Oberfläche gegenüberliegenden Substratoberfläche gerichtete Kraft einwirken, so dass die der Substratoberfläche gegenüberliegende erweichte Oberfläche des Substrates innerhalb des lokal begrenzten Bereiches umgeformt wird.

Die letztere Verfahrensalternative eignet sich insbesondere in jenem Fall, bei dem der Wärmeeintrag durch die Oberfläche des Substrates derart durchgeführt wird, dass sich innerhalb des lokal begrenzten Bereiches zwischen der erweichten Oberfläche und der dieser gegenüberliegenden Substratoberfläche ein

Temperaturgradient einstellt, so dass das Substrat an der der erweichten Oberfläche gegenüberliegenden Substratoberfläche zumindest bereichsweise elastisch, vorzugsweise plastisch, verformbar ist. Auf diese Weise vermag eine auf die „rückseitige" Substratoberfläche gerichtete Kraft diese lokal zu deformieren, wodurch sich an der gegenüberliegenden erweichten Oberfläche eine Oberflächenumformung abzeichnet. Ebenso ist es denkbar, dass sich die gewünschte

Oberflächenumformung zu Seiten der erweichten Oberfläche als Folge einer überlagerten Krafteinwirkung sowohl von Seiten der erweichten Oberfläche als auch von Seiten der dieser Oberfläche gegenüberliegenden Substratoberfläche ergibt. Durch den nur lokal begrenzten Wärmeeintrag durch die glatte und vorzugsweise unbehandelte Oberfläche des Glas- oder Glaskeramiksubstrates ausschließlich innerhalb des wenigstens einen begrenzten Bereiches, in dem die gewünschte Oberflächenumformung stattfinden soll, bleibt die übrige, an diesen wenigstens einen Bereich angrenzende Oberfläche des Substrates unbeeinträchtigt sowohl hinsichtlich eines direkten Wärmeeintrages, als auch in Bezug auf eine mögliche Kontaktierung mit einem Umform Werkzeug und behält somit ihre ursprüngliche höchste

Oberflächengüte aus dem Floatglasprozess unverändert bei.

Aber auch der auf die Oberfläche des Substrates innerhalb des begrenzten

Bereiches gerichtete Wärmeeintrag erfolgt vorzugsweise in einer Weise, bei der die Oberflächengüte keine oder nur vernachlässigbar geringe Wärmeeintragsbedingte Oberflächendegradation erfährt. Dies wird mittels eines kontaktfreien

Wärmeeintrages realisiert, bspw. unter Verwendung gerichteter Laserstrahlung, einer Apertur begrenzten Infrarotstrahlung oder mittels elektrischer Mikrowellen oder mittels einer lokalen Plasmaentladung über oder einer auf den lokal begrenzten Bereich an der Oberfläche gerichteten Gasflamme.

Der ausschließlich innerhalb des lokal begrenzten Bereiches durch die Oberfläche des Substrates gerichtete Wärmeeintrag wird vorzugsweise derart dosiert

durchgeführt, so dass sich innerhalb des Substrates lateral sowie auch orthogonal zur Substratoberfläche ein Temperatur- und Viskositätsgradient ausbildet. Die lateral, d. h. längs zur Oberfläche orientierte Temperaturverteilung sollte zu einem lateralen Viskositätsgradienten führen, bei dem die Oberflächenbereiche, die sich nahtlos an den lokal begrenzten und mit dem Wärmeeintrag beaufschlagten Oberflächenbereich angrenzen, keine Erweichung erfahren, wohingegen die vom Wärmeeintrag beaufschlagte Oberfläche erweicht werden soll. In Abhängigkeit vom tatsächlich gewählten Substratmaterial, das vorzugsweise aus Glas oder einer Glaskeramik, bspw. Kalk-Natronglas, Borosilikatglas, Aluminosilikatglas, Quarzglas,

Chalkogenidglas oder Mischungen aus den vorstehend genannten Gläsern mit Metallen oder Keramiken bestehen kann, wird der Wärmeeintrag beendet, sobald das Substrat an der Oberfläche innerhalb des lokal begrenzten Bereiches eine Viskosität zwischen 10 ⁵ und 10 ¹¹ Pa s, vorzugsweise zwischen 10 ⁸ und 10 ⁹ Pa s annimmt. Die vorstehenden Substratmaterialien verleihen aufgrund Ihrer thermischen Wärmeleiteigenschaften, Härte sowie glatten Oberflächenbeschaffenheit einem Endprodukt eine haptisch wahrnehmbare, hochwertige Oberflächenqualität.

Ebenfalls in Abhängigkeit von der Form und Größe des Substrates und insbesondere von der Substratdicke stellt sich ein orthogonal zur Oberfläche des Substrates orientierter Temperatur- und Viskositätsgradient ein, der die thermisch bedingte Erweichung des Substratmaterials in Tiefen- bzw. Dickenausdehnung innerhalb des Substrates bestimmt. Der Viskositätsgradient längs der Dicke des Substrates sollte sich vorzugsweise derart ausbilden, so dass die der Wärmeeintrag beaufschlagten Oberfläche des Substrates gegenüberliegende Substratoberfläche eine Viskosität oberhalb jener Viskositätswerte aufweist, bei der das Substratmaterial zu erweichen beginnt. In vorteilhafter Weise liegt das Substrat zudem auf einer wärmeabführenden Unterlage auf, so dass die unmittelbar auf der Unterlage aufliegende

Substratoberfläche gekühlt werden kann.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante des lösungsgemäßen Verfahrens bietet es sich an, insbesondere zu Zwecken der Vermeidung von thermisch induzierten mechanischen Materialspannungen und dadurch möglicherweise bedingten Materialrissen das Substrat im Vorfeld vor dem lokalen Wärmeeintrag gesamtheitlich vorzuwärmen, wobei das Substrat auf eine Temperatur unterhalb der Erweichungstemperatur des Substrates vorgewärmt wird. Die Vorwärmung kann vorzugsweise innerhalb eines hierfür geeigneten Wärmeofens vorgenommen werden.

Zum Zwecke der Oberflächenumformung innerhalb des lokal begrenzten Bereiches, in dem die Substratoberfläche einen erweichten Zustand im Wege des lokalen Wärmeeintrages angenommen hat, erfolgt eine lokale Kraftapplikation auf die erweichte Oberfläche innerhalb des lokal begrenzten Bereiches entweder

gesamtheitlich, bereichsweise, lokal oder lokal verteilt, je nachdem in welcher Form die gewünschte Oberflächenumformung vorgenommen werden soll. Die

Kraftapplikation kann in unterschiedlicher Weise vorgenommen werden. Eine erste Möglichkeit der Kraftapplikation besteht in der Verwendung eines geeignet ausgebildeten Werkzeuges, das in punktuellen oder flächigen Kontakt mit der erweichten Oberfläche des Substrats gebracht wird. Auf diese Weise können orthogonal zur Oberfläche orientierte Anpresskräfte und/oder schräg zur Oberfläche orientierte Scherkräfte appliziert werden, durch die das erweichte Substratmaterial verdrängt wird, wodurch sich seitlich zur Oberfläche gerichtete Verlagerungen des erweichten Substratmaterials ergeben, die sich letztlich durch in Erscheinung tretende Materialumformungen an der Oberfläche des erweichten Substrates auszeichnen. Nicht notwendigerweise jedoch in vorteilhafter Form biete es sich an, das mit der Oberfläche in Kontakt tretende Werkzeug zum Zwecke der lokalen Oberflächenumformung vorzuwärmen.

Alternativ oder in Kombination mit dem Einsatz eines oder mehrerer vorstehend erläuterter Werkzeuge zum Zwecke der lokalen Oberflächenumformung eignet sich die Applikation eines lokal über der erweichten Oberfläche vorherrschenden Überoder Unterdruckes, der kontinuierlich oder pulsartig auf die lokal begrenzte, erweichte Oberfläche des Substrates zum Zwecke einer Oberflächendeformation einwirkt. Zur Bereitstellung bzw. Realisierung eines lokalen an der erweichten

Oberfläche des Substrates vorherrschenden Druckgradientens dienen Druckdüsen, durch die räumlich gerichtet ein Gasstrom, bspw. in Form von Druckluft, auf die Oberfläche gerichtet werden kann, um lokal einen Überdruck zu erzeugen.

Gleichsam ist es vorstellbar, eine Saugdüsenanordnung oberflächennah zu positionieren, durch deren Saugwirkung sich ein oberflächennaher Unterdruck zumindest zeitweise ausbilden kann.

Eine weitere Variante für das Applizieren der auf die Oberfläche innerhalb des lokal begrenzten Bereiches einwirkenden Kraft besteht im Anhaften wenigstens eines Körpers an die erweichte Oberfläche derart, so dass der Körper mit dem erweichten Substrat eine dauerhafte Form- und/oder Stoffschlussverbindung ausbildet.

Vorzugsweise besteht der Körper aus dem gleichen Material wie das Substrat und erfährt zumindest beim In kontakttreten mit der erweichten Oberfläche gleichfalls eine Erweichung, wodurch sich letztlich eine Stoffschlussverbindung einstellt. Ebenfalls ist es möglich, die Materialwahl für den wenigstens einen Körper derart vorzunehmen, so dass sich eine dauerhafte Formschlussverbindung ausbildet. Dies ist

insbesondere dann der Fall, wenn die Erweichungstemperatur des zu applizierenden Körpers oberhalb der Erweichungstemperatur des Substratmaterials liegt.

Grundsätzlich ist es möglich, die auf die Oberfläche innerhalb des lokal begrenzten Bereiches einwirkende Kraft zeitlich während und/oder nach dem Wärmeeintrag zu applizieren. In gleicher weise ist es möglich, die Kraftapplikation auf die Oberfläche innerhalb des lokal begrenzten Bereiches vor, während oder nach dem Abkühlen der Oberfläche zu beenden.

Durch die Erwärmung der Substratoberfläche ausschließlich an wenigstens einem lokal begrenzten Bereich der Oberfläche sind energetische Einsparungen sowie auch signifikante Verkürzungen der erforderlichen Prozesszeiten zu erwarten, zumal insbesondere im Hinblick auf industrielle Anwendungen des lösungsgemäßen Verfahrens die erforderlichen Aufheiz- sowie Abkühlvorgänge erheblichen Einfluss auf Prozesskosten sowie auch Prozesszeiten haben. Nur der guten Ordnung halber wird darauf hingewiesen, dass es mit Hilfe des lösungsgemäßen Verfahrens möglich ist, auf einer einzigen Substratoberfläche an einer Vielzahl jeweils lokal begrenzter Bereiche die lösungsgemäßen Verformungen vorzunehmen. Diese können an einer Substratoberfläche entweder zeitlich parallel oder zeitlich hintereinander

durchgeführt werden, je nach vorhandenen Ressourcen.

Da, wie bereits erwähnt, alle nicht am Umformprozess beteiligten

Oberflächenbereiche des Substrates keinen unmittelbar auf diese gerichteten

Wärmeeintrag erfahren, bleibt die Oberflächenqualität eben dieser

Oberflächenbereiche unbeeinflusst. Ferner wird im Wege der gezielten und lokalen Kraftapplikation auf die erweichte Substratoberfläche erwärmtes Substratmaterial vorwiegend seitlich zum Krafteintrag verdrängt. Auf diese Weise bleibt die dem Wärmeeintrag gegenüberliegende Substratoberfläche erhalten und weitgehend unbeeinflusst. Randnahe Spannungen innerhalb des Substrates lassen sich daher besser kontrollieren, zumal der Randbereich nicht erwärmt und somit keine mechanischen Spannungen durch den Umformprozess in den Randbereich eingetragen werden können.

Mit dem lösungsgemäßen Verfahren lässt sich vorzugsweise wenigstens ein

Bedienelement zur manuellen Betätigung herstellen, das sich über oder unter einer Benutzeroberfläche erstreckt und über eine haptisch wahrnehmbare Strukturgröße sowie Strukturform verfügt, wobei zumindest die Benutzeroberfläche aus einem Glas- oder Glaskeramiksubstrat besteht. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bedienelement einstückig aus dem Glas- oder Glaskeramikmaterial geformt und stellt somit eine sich über oder unter der Benutzeroberfläche einstückig erhabene bzw. abgesenkte haptisch wahrnehmbare Form dar, bspw. in Form einer konkaven oder konvexen Struktur, die über eine Strukturgröße verfügt, die vorzugsweise zwischen 100 μηη und einigen wenigen Zentimetern beträgt.

Das Bedienelement ist vorzugsweise Teil einer druck- oder berührempfindlichen Grafikoberfläche, wie sie für die Bedienung elektrischer Geräte im Allgemeinen und insbesondere als Bedienpanel für Haushaltsgeräte, Geräte für die

Unterhaltungsindustrie sowie für den Fahrzeugbereich um einige zu nennen, eingesetzt werden können. Denkbar ist vor allem auch die Verwendung und

Ausbildung der Bedienelemente als Wandfunktionsschalter in Gebäuden zur Betätigung technischer Einheiten, bspw. von Lampen, Heizung, Klima- oder

Alarmanlage. Die lösungsgemäßen Bedienelemente lassen sich vorzugsweise, je nach Ausbildung von Form und Größe als haptisch wahrnehmbare Positionierhilfen, Druckschalter, Tastschalter, Schiebeschalter oder Drehregler realisieren.

Hierbei ist die Substratoberfläche, die der Benutzeroberfläche entspricht, auf der wenigstens ein technisch funktionales Bedienelement angeordnet ist, vorzugsweise eben ausgebildet, jedoch besteht die Möglichkeit, die Benutzeroberfläche

gesamtheitlich gekrümmt oder gewölbt auszubilden. Neben einer haptisch wahrnehmbaren Strukturbildung auf der Substratoberfläche lässt sich das lösungsgemäße Verfahren gleichsam auch für die Strukturbildung von ausschließlich optisch wahrnehmbaren und/oder optisch funktionalen Strukturen an der Substratoberfläche einsetzen. So lassen sich im Wege des erläuterten

Verfahrens auch Oberflächenstrukturen schaffen, die dem haptischen

Berührempfinden aufgrund der geringen Strukturgröße unzugänglich sind, jedoch für Lichtwellen beugungs- und brechungsinitiierende Strukturen darstellen. Die

Realisierung von optischen Gittern ist auf diese Weise bspw. möglich.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen

Erfindungsgedankens anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 a, b Sequenzbilddarstellungen zur Illustration des

lösungsgemäßen Verfahrens anhand einer

umzuformenden Glasscheibe.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit

Figur 1 a zeigt eine schematische Darstellung einer Unterlage 1 , auf der ein Substrat in Form einer Glasscheibe 2 flächig aufliegt. Zu Zwecken einer lokalen Umformung 3, siehe Figur 1 b, innerhalb eines lokal begrenzten Bereiches 4 auf der Oberseite 5 der Glasscheibe 2 wird die Glasscheibe 2 im lokal umzuformenden Bereich 4 mit einem Wärmeeintrag 6 erwärmt, bspw. mit Hilfe eines Laserstrahls, eines Infrarot-Strahlers, einer Gasflamme etc. Die Erwärmung des Glassubstrates 2 innerhalb des lokal begrenzten Bereiches 4 erfolgt soweit, bis sich die Oberfläche 5 innerhalb des lokal begrenzten Bereiches 4 erweicht und eine Viskosität, vorzugsweise zwischen 10 ⁸ und 10 ⁹ Pa s annimmt. Hierbei stellt sich über die Dicke D der Glasscheibe 2 ein Temperatur- sowie auch Viskositätsgradient ein, so dass die gegenüberliegende, rückseitige Substratoberfläche 7, die der Rückseite der Glasscheibe 2 entspricht, ihre elastischen Eigenschaften weitgehend beibehält. Eine vorteilhafte Kühlung der rückseitigen Glasscheibenoberfläche 7, die über die Unterlage 1 erfolgen kann, stellt sicher, dass das Glas an der rückseitigen Substratoberfläche 7 nicht erweicht.

Der Wärmeeintrag 6 wird beendet, sobald der lokal begrenzte Bereich 4 an der Oberfläche 5 der Glasscheibe 2 gesamtheitlich bzw. weitgehend gesamtheitlich erweicht ist. Die sich nahtlos und einstückig an den lokal begrenzten Bereich 4 angrenzenden, übrigen Oberflächenbereiche 5 ^* der Glasscheibe 2 verbleiben unterhalb der Erweichungstemperatur und werden somit nicht erweicht.

In enger zeitlicher Verzahnung zur Erwärmung der Oberfläche 5 innerhalb des lokal begrenzten Bereiches 4 erfolgt eine Umformung der erweichten Oberfläche innerhalb des lokal begrenzten Bereiches 4 durch einen Krafteintrag 8, vorzugsweise mit Hilfe eines Werkzeuges, während die Glasscheibe 2 auf der Unterlage 1 aufliegt. Durch einen mittigen innerhalb des lokal begrenzten Bereiches 4 auf die Oberfläche gerichteten Krafteintrag 8 wird Glasmaterial nach unten verdrängt, wodurch es zu einer lateralen Materialverlagerung innerhalb der Glasscheibe 2 kommt, wodurch sich eine Erhebung 9 radial um den Ort der Krafteinwirkung 8 ergibt.

Durch die Form und Größe des lokal begrenzten Bereiches 4 der erwärmten

Oberfläche sowie die Art des Krafteintrages 8 können verschiedenartig haptisch wahrnehmbare Oberflächenstrukturen geprägt werden. Je nach Bedarf und haptischer Wirkung der sich ausbildende Oberflächenumformung 3 wird eine entsprechende Strukturgröße in die Glasscheibe eingeprägt, die lokale Erhebungen, vorzugsweise im mm-Bereich und laterale Ausdehnungen bis hin in den cm-Bereich aufweisen können.

Alternativ oder in Kombination mit der Applikation einer Kraftwirkung 8 kann auf den erweichten Oberflächenbereich des Glassubstrates 2 vorzugsweise ein Glaskörper 10 zur Ausbildung einer haptischen Struktur aufgesetzt werden. Im Wege der lokalen Erwärmung erfährt der Glaskörper 10 ebenfalls eine lokale Erweichung, 5 wodurch sich eine Stoffschlussverbindung zwischen dem Glaskörper 10 und dem Glassubstrat 2 ausbildet.

Zusätzlich ist es möglich, die Glasscheibe 2 vor oder nach erfolgter

Oberflächenumformung in ihrer Gesamtheit zu formen, bspw. durch Biegen. Hierzu wird die Glasscheibe 2 gesamtheitlich erwärmt, bspw. in einem Prozessofen.

Bezugszeichenliste Unterlage

Glasscheibe

Umformung, Bedienelement

Lokal begrenzter Bereich

Oberfläche der Glasscheibe

Lokal angrenzende Oberflächenbereiche der Glasscheibe Wärmeeintrag

Rückseitige Glasscheibenoberfläche

Krafteinwirkung

Erhebung

Glaskörper