DE102007058110B4

DE102007058110B4 - switch

Info

Publication number: DE102007058110B4
Application number: DE200710058110
Authority: DE
Inventors: Michael Steckel
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2007-12-03
Filing date: 2007-12-03
Publication date: 2010-01-21
Anticipated expiration: 2027-12-04
Also published as: DE102007058110A1

Abstract

Schalter umfassend:
einen ortsfesten Träger (10);
eine Schaltfläche (12), die nur an in einer Richtung (A) entgegengesetzten Seiten (13) über je wenigstens einen federnden plattenförmigen Schenkel (14) an dem Träger (10) angebunden ist, so dass die Schaltfläche in der Richtung (A) frei schwingen kann;
ein Schaltelement, das über die Schaltfläche (12) betätigbar ist; und
einen Schwingungsauslöser (15), der auf eine Betätigung des Schaltelements die Schaltfläche (12) in der Richtung (A) auslenkt, wobei die federnden Schenkel (14) nach der Auslenkung eine Rückstellkraft in der Richtung (A) erzeugen, wodurch die Schaltfläche (12) in die Ausgangslage zurückgebracht wird.Switch comprising:
a fixed support (10);
a button (12) which is connected to the carrier (10) only on at least one resilient plate-like leg (14) in opposite directions (A) so that the button is free in the direction (A) can swing;
a switching element operable via the button (12); and
a vibration actuator (15) which, upon actuation of the switching element, deflects the button (12) in the direction (A), the resilient legs (14) providing a restoring force in the direction (A) after deflection, whereby the button (12 ) is returned to the starting position.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalter insbesondere einen manuell betätigbaren Schalter zur Integration in einem Kraftfahrzeug und dabei insbesondere manuell betätigbare Schalter mit einem sehr geringen Schaltweg, wie er bei beispielsweise bei piezoelektrischen Schaltern vorkommt. Dabei umfasst der Begriff Schalter auch Taster oder ähnliches.The The present invention relates to a switch, in particular a manually operated switch for integration in a motor vehicle and in particular manually actuated Switch with a very small switching path, as in example occurs in piezoelectric switches. The term includes Switch also push button or similar.

Bei derartigen Schaltern ist aufgrund des sehr geringen Schaltwegs für den Bediener oftmals keine haptische Rückmeldung vorhanden, d. h. der Bediener merkt nicht zwangsläufig, dass er den Schalter überhaupt oder zum Auslösen der Schaltfunktion ausreichend betätigt hat. Aus diesem Grund werden im Stand der Technik oftmals Aktuatoren verwendet, die auch als sog. Haptomaten bezeichnet werden können. Diese Aktuatoren verbinden eine Schaltfläche des Schalters mit einem ortsfesten Träger und bilden meist die einzige Verbindung zwischen Schaltfläche und Träger.at Such switches are due to the very small switching path for the operator often no haptic feedback available, d. H. the operator does not necessarily notice that he's the switch at all or to trigger the switching function has sufficiently operated. For this reason will be In the prior art often used actuators, which also as so-called haptomaten can be called. These actuators connect a button the switch with a stationary carrier and usually form the only one Connection between button and carriers.

Bei einem solchen Aufbau ist die innere Stabilität des Aktuators verantwortlich für die Stabilität und Position der Schaltfläche. Insbesondere, wenn die Schaltfläche an weitere Bauteile angrenzt, ist eine exakte Positionierung hinsichtlich der Spaltmaße sowie Über- oder Unterstand notwendig. Darüber hinaus sollte diese exakte Positionierung auch im verbauten Zustand in allen drei Dimensionen stabil bleiben, ohne dass ein Verkippen der Schaltfläche auftritt. Eine ungenaue Positionierung oder ein Verkippen stellt insbesondere im Automobilbereich eine minderwertige Qualität dar und kann darüber hinaus auch zur Beeinträchtigung des Schaltvorgangs führen.at Such a structure is responsible for the internal stability of the actuator for the Stability and Position of the button. In particular, if the button adjacent to other components, is an exact positioning in terms the gap dimensions and over- or shelter necessary. About that In addition, this exact positioning should also be in the installed state stay stable in all three dimensions without tilting the button occurs. An inaccurate positioning or tilting poses especially in the automotive sector is an inferior quality and can over it also to the impairment of the switching process.

Durch die Anbindung der Schaltfläche über den Aktuator an dem Träger ist eine solche exakte Positionierung und auch eine Stabilität in allen drei Dimensionen mit nur einem Aktuator meist nicht realisierbar. Um die Stabilität zu erhöhen, werden daher in der Regel mehrere unter der Schaltfläche verteilte Aktuatoren verwendet, was jedoch eine zusätzlich Einwirkung auf die Eigenfrequenz des Systems (siehe später) hat.By the connection of the button over the Actuator on the carrier is such an exact positioning and also stability in all three dimensions with only one actuator usually not feasible. To the stability to increase, Therefore, there are usually several actuators distributed under the button used, but what an additional effect to the natural frequency of the system (see later).

Ferner werden die Aktuatoren als Standardelemente mit einer vorgegebenen Eigenfrequenz, z. B. von der Firma Immersion Corporation, USA, vertrieben. Darüber hinaus werden von den Automobilherstellern gewisse optimierte Eigenfrequenzen an der Schaltfläche gefordert. Die Schaltflächen hingegen werden in der Regel zumindest teilweise basierend auf Designgesichtspunkten ausgestaltet, so dass ihre Form und das Gewicht vorgegeben sind. Da gleichzeitig auch die Eigenfrequenz der Akuatoren, die auf dem Markt erhältlich sind, vorgegeben ist, sich die gesamte Eigenfrequenz jedoch aus Schaltfläche und dem Aktuator ergibt, ist es in der Praxis nahezu unmöglich eine von den Herstellern vorgegebene Eigenfrequenz der Schaltflächen, die bei z. B. ca. 120 Hz liegt, zu erzielen.Further be the actuators as standard elements with a given Natural frequency, z. From the company Immersion Corporation, USA. About that In addition, automobile manufacturers have certain optimized natural frequencies at the button required. The buttons however, they are usually at least partially based on design considerations designed so that their shape and weight are given. There At the same time also the natural frequency of the Akuatoren, which in the market available are given, but the entire natural frequency is off button and the actuator, it is practically impossible in practice natural frequency of the buttons specified by the manufacturers, the at z. B. is about 120 Hz, to achieve.

Des Weiteren ist aus der DE 102 19 401 A1 eine Tastatur bekannt mit einer Tastaturmatte mit mehreren aneinandergereihten Tastenköpfen, an deren Unterseite jeweils eine Kontaktpille vorgesehen ist. Die Tastköpfe sind jeweils über umlaufende Bälge zur Vermittlung eines taktilen Gefühls an der Tastaturmatte angebunden, welche wiederum über Gehäusestege gehalten wird. Durch eine translatorische Bewegung des Tastenkopf, bei der die Kontaktpille mit einem Kontakt auf einer Leiterplatte in Kontakt kommt, wird der Schaltvorgang ausgelöst, so dass der Betätiger durch den Tastenhub sowie den zu überwindenden Druck durch die Tastaturbälge eine haptische Rückmeldung (taktiles Gefühl) erfährt.Furthermore, from the DE 102 19 401 A1 a keyboard known with a keypad with several juxtaposed key tops, at the bottom of each a contact pill is provided. The probes are each connected via circumferential bellows to impart a tactile feeling on the keypad mat, which in turn is held over housing webs. By a translational movement of the key head, in which the contact pill comes into contact with a contact on a printed circuit board, the switching operation is triggered, so that the actuator by the key stroke and the pressure to be overcome by the keyboard bellows haptic feedback (tactile feeling) learns.

Darüber hinaus sind aus der US 6,218,966 B1 , der WO 01/54109 A1 , der EP 1 560 102 A1 oder DD 247 533 A1 Aktoren als Schwingungsauslöser bekannt, um für eine haptische Rückmeldung zu sorgen.In addition, from the US 6,218,966 B1 , of the WO 01/54109 A1 , of the EP 1 560 102 A1 or DD 247 533 A1 Actuators are known as vibration actuators to provide haptic feedback.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung beruht in Anbetracht der obigen Ausführungen darin einen eingangs genannten Schalter derart weiterzubilden, dass unabhängig von der Anzahl der verwendeten Aktuatoren eine möglichst genaue Positionierung der Schaltfläche sowie eine ausreichend dreidimensionale Stabilität erzielbar ist. Und zugleich die Eigenfrequenz der Schaltfläche auf einfachste Weise an den geforderten Frequenzbereich anpassbar ist.The Object of the present invention is based on the above versions in an initially mentioned switch in such a way that independently From the number of actuators used as accurate as possible positioning of the button and a sufficient three-dimensional stability can be achieved. Simultaneously the natural frequency of the button in the simplest way adaptable to the required frequency range is.

Diese Aufgabe wird durch einen Schalter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.These The object is achieved by a switch with the features of the claim 1 solved. Advantageous developments of the invention are mentioned in the subclaims.

Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, die Schaltfläche nicht über den Aktuator bzw. Schwingungsauslöser mit dem Träger zu verbinden, sondern unabhängig von dem Aktuator über federnde Schenkel anzubinden, die nach der Auslenkung der Schaltfläche ein Rückfedern in die Ausgangslage bewirken.Of the The present invention is based on the idea that the button does not have the Actuator or vibration trigger with the carrier to connect, but independently from the actuator over connect resilient legs, which after the deflection of the button on recoil bring into the starting position.

Dementsprechend umfasst der Schalter der vorliegenden Erfindung einen ortsfesten Träger, wobei unter ortsfest zu verstehen ist, dass der Träger zur Erzeugung der haptischen Rückmeldung nicht bewegt wird, sondern ortsfest verbleibt. Ferner umfasst der Schalter eine Schaltfläche, die an entgegengesetzten Seiten über je wenigstens einen federnden Schenkel an dem Träger angebunden ist. Mit entgegengesetzten Seiten sind bei einer beispielsweise viereckigen Schaltfläche die jeweils einander gegenüberliegenden Seiten bzw. entgegengesetzten Seiten zu verstehen, wohingegen beispielsweise bei einer runden Schaltfläche die beiden Halbkreise bzw. Halbellipsen etc. die zwei entgegengesetzten Seiten bilden. Darüber hinaus ist ein Schaltelement in dem Schalter vorgesehen, das über die Schaltfläche betätigbar ist. Mit anderen Worten wird durch Aufbringen einer Kraft auf die Schaltfläche, das Schaltelement betätigt und der Schaltvorgang ausgelöst. Schließlich umfasst der Schalter der vorliegenden Erfindung einen Schwingungsauslöser bzw. Aktuator, der auf eine Betätigung des Schaltelements, beispielsweise elektrisch gesteuert, die Schaltfläche auslenkt. Einmal ausgelenkt federt die Schaltfläche über die federnden Schenkel, die eine Rückstellkraft erzeugen, automatisch in die Ausgangslage zurück, wobei es sich dabei um eine im Wesentlichen freie Schwingung handelt, während der die Schaltfläche mit einer gewissen Eigenfrequenz, z. B. 120 Hz ausschwingt. Dabei ist die Schaltfläche nur über die Schenkel an dem Träger angebunden, um so ein freies Schwingen der Schaltfläche zu ermöglichen, wobei die Rückstellkraft ausschließlich durch die Schenkel zur Verfügung gestellt wird.Accordingly, the switch of the present invention comprises a stationary carrier, wherein it is to be understood that the carrier is not moved to generate the haptic feedback, but remains stationary. Further, the switch comprises a button which is connected on opposite sides via at least one resilient leg to the carrier. With opposite sides are in a square button, for example, each against each other To understand overlying pages or opposite sides, whereas, for example, in a round button, the two semi-circles or hemispheres, etc. form the two opposite sides. In addition, a switching element is provided in the switch, which can be actuated via the button. In other words, by applying a force to the button, the switching element is actuated and the switching process is triggered. Finally, the switch of the present invention comprises a vibration actuator which deflects the button upon actuation of the switching element, for example electrically controlled. Once deflected the button over the resilient legs, which generate a restoring force, automatically springs back into the starting position, which is a substantially free vibration during which the button with a certain natural frequency, eg. B. 120 Hz oscillates. In this case, the button is connected only via the legs on the support, so as to allow a free swinging of the button, the restoring force is provided solely by the legs.

Vorteilhafterweise ist auf jeder der entgegengesetzten Seite nur ein Schenkel vorgesehen. Ferner weist der Schenkel, der aus Stabilitätsgründen erfindungsgemäß plattenförmig ausgestaltet ist, eine Breite auf, die wenigstens der Hälfte der entsprechenden Seite der Schaltfläche, mit der der Schenkel in Verbindung steht, entspricht. Bei einer Schaltfläche mit im Wesentlichen viereckiger Form bedeutet dies, dass der Schenkel eine Breite aufweist, die wenigstens der Hälfte der Länge der Seite, mit der er verbunden ist, entspricht. Dies führt dazu, dass eine Torsion der Schaltfläche um eine Achse in der Ebene der Schaltfläche und eine Drehung der Schaltfläche um eine zur Schaltfläche im Wesentlichen senkrechte Achse verhindert wird.advantageously, is provided on each of the opposite side only one leg. Furthermore, the leg, the invention designed for stability reasons plate-shaped is, a width at least half of the corresponding page the button, with which the leg is in communication corresponds. At a button with a substantially quadrangular shape, this means that the thigh has a width that is at least half the length of the side to which it is connected is, corresponds. this leads to cause a twist of the button around an axis in the plane of the button button and a rotation of the button one to the button essentially vertical axis is prevented.

Bei dieser Ausführungsform ist es weiter bevorzugt und insbesondere um ein Kippen zu vermeiden, dass die Schenkel jeweils mittig mit der entsprechenden Seite der Schaltfläche in Verbindung stehen.at this embodiment it is further preferred and in particular to avoid tilting, that the legs each center with the corresponding side of the button keep in touch.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Schwingungsauslöser um einen Hubmagneten umfassend ein mit einer Spule umwickeltes Eisenjoch (Elektromagnet) und ein Gegenstück aus magnetischem Material. Die Wahl eines derartigen Schwingungsauslösers, wie sie beispielsweise von der Firma Immersion Corporation, USA erhältlich sind, ist insbesondere durch den einfachen Aufbau, das geringe Gewicht, die hohe aufbringbare Kraft etc. begründet. Andererseits sind jedoch auch beispielsweise Unwuchtmotoren, Exciter und andere Aktuatoren zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung denkbar.According to one particularly preferred embodiment it is in the vibration trigger to a lifting magnet comprising an iron yoke (electromagnet) wrapped with a coil and a counterpart made of magnetic material. The choice of such a vibration trigger, as they for example, available from the company Immersion Corporation, USA, is particularly due to the simple structure, the low weight, the high applicable force etc. justified. On the other hand, however also for example unbalance motors, exciters and other actuators for generating a haptic feedback conceivable.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Eisenjoch an dem Träger befestigt und das Gegenstück an einer dem Träger zugewandten Seite der Schaltfläche. Dies führt dazu, dass der Hubmagnet bei Betätigung des Schaltelements angesteuert wird, so dass der Elektromagnet eine Magnetkraft erzeugt mittels der das Gegenstück angezogen wird. Unmittelbar nach dem Anziehen wird die Versorgung der Spule mit Strom unterbrochen (Elektromagnet abgeschaltet). Ist das Gegenstück mit der Schaltfläche verbunden, so wird die Schaltfläche bei diesem Vorgang zusammen mit dem Gegenstück angezogen und damit die Schwingung ausgelöst. Durch das Unterbrechen der Stromversorgung der Spule unmittelbar nachdem das Anziehen, kann die Schaltfläche über die federnden Schenkel mit der vorgegebenen Eigenfrequenz in die Ausgangslage ausschwingen.According to one preferred embodiment the iron yoke on the carrier attached and the counterpart at one of the carrier facing side of the button. this leads to to that the solenoid on actuation of the switching element is driven, so that the electromagnet a Magnetic force generated by means of which the counterpart is attracted. immediate after tightening the power to the coil is interrupted (Electromagnet switched off). Is the counterpart connected to the button, so will the button Attracted in this process together with the counterpart and thus the Vibration triggered. By interrupting the power supply of the coil immediately After putting on, the button may be over the springy thighs swing out into the starting position with the given natural frequency.

Als alternative Ausgestaltung ist es selbstverständlich auch möglich das Gegenstück derart vorzusehen, dass es auf wenigstens einen der Schenkel wirkt. D. h. beim Ansteuern der Spule wird das Gegenstück angezogen und überträgt diese Bewegung auf einen oder bevorzugterweise beide Schenkel, die dann durch die Verbindung mit der Schaltfläche diese Auslenken. Danach erfolgt das gleiche Zurückfedern, wie es oben beschrieben wurde.When alternative embodiment, it is of course also possible that counterpart such that it acts on at least one of the legs. Ie. When driving the coil, the counterpart is attracted and transmits them Movement on one or preferably both legs, which then by linking with the button these deflect. After that the same springback occurs, as described above.

Insbesondere kommen derartige Systeme bei Schaltelementen mit sehr kleinem Schaltweg vor, bei denen der Bediener aufgrund des geringen Schaltwegs keine haptische Rückmeldung erfährt. Dementsprechend handelt es sich bei dem Schaltelement der vorliegenden Erfindung insbesondere um ein piezoelektrisches Schaltelement.Especially Such systems come with switching elements with a very small switching path before, where the operator due to the low switching path no haptic feedback experiences. Accordingly it is in the switching element of the present invention in particular a piezoelectric switching element.

Bei derartigen Schaltern ist es durchaus denkbar, dass mehrere Schalter in einem Bauteil integriert werden. Da es unwahrscheinlich ist, dass ein Verwender gleichzeitig zwei Schalter betätigt, können in einem solchen Modul mehrere Schaltelemente durch den gleichen Aktuator in Schwingung versetzt werden, um so die haptische Rückmeldung für die jeweiligen Schalter zu bilden. Dementsprechend ist der Schalter der vorliegenden Erfindung vorzugsweise mit einer Schaltfläche versehen, die aus mehreren Teilschaltflächen aufgebaut ist, denen jeweils ein Schaltelement zugeordnet ist, so dass über die einzelnen Teilschaltflächen durch Aufbringen einer Kraft das jeweilige Schaltelement betätigbar und der zugehörige Schaltvorgang auslösbar ist. Der Aktuator wird dabei unabhängig vom betätigten Schaltelement angesteuert und die haptische Rückmeldung erfolgt für alle Teilschaltflächen gleichzeitig. Da jedoch in der Regel nur eine Teilschaltfläche berührt werden wird, wird die Schwingung der anderen Teilschaltflächen nicht wahrgenommen.at Such switches, it is quite possible that several switches be integrated in one component. Since it is unlikely that a user actuates two switches simultaneously, can in such a module several switching elements by the same actuator be vibrated so as to provide the haptic feedback for the to form respective switch. Accordingly, the switch preferably provided with a button of the present invention, which consists of several sub-buttons is constructed, each associated with a switching element, so that over the individual sub-buttons by applying a force the respective switching element actuated and the associated one Switching action can be triggered is. The actuator is independent of the actuated switching element controlled and the haptic feedback done for everyone part buttons simultaneously. However, as a rule, only a partial button is touched becomes, the vibration of the other sub-buttons does not perceived.

Die vorliegende Erfindung schafft einerseits einen Schalter, bei dem die Schaltfläche sehr genau positionierbar ist und diese exakte Positionierung darüber hinaus im verbauten Zustand auch stabil beibehalten werden kann. Darüber hinaus ist durch einfache Anpassung der Formgebung und Dimensionierung der Schenkel problemlos die Eigenfrequenz einstellbar, mit der die Schaltfläche schwingt. Diesbezüglich sei angemerkt, dass sich die Eigenfrequenz durch die gesamte bewegte Masse relativ zur Rückstellkraft (durch die Schenkel erzeugt) ergibt. Je nachdem wie der Aktuator bzw. das Gegenstück angebunden werden, d. h. direkt oder indirekt mit den Schenkeln oder mit der Schaltfläche selbst, ist die bewegte Masse vorgegeben. Die Rückstellkraft kann jedoch durch die Formgebung und Dimensionierung der Schenkel entsprechend eingestellt werden. Daher kann im Wesentlichen unabhängig von der Eigenfrequenz der Aktuatoren und unabhängig von der Anzahl der verwendeten Aktuatoren eine vorgegebene Eigenfrequenz eingestellt werden.The present invention provides on the one hand a switch in which the button can be positioned very accurately and this exact positioning can also be stably maintained in the installed state. In addition, by simply adjusting the shape and dimensioning of the legs easily the natural frequency is adjustable, with which the button vibrates. In this regard, it should be noted that the natural frequency is given by the total mass moved relative to the restoring force (generated by the legs). Depending on how the actuator or the counterpart are connected, ie directly or indirectly with the legs or with the button itself, the moving mass is given. However, the restoring force can be adjusted accordingly by the shaping and dimensioning of the legs. Therefore, a predetermined natural frequency can be set substantially independently of the natural frequency of the actuators and independently of the number of actuators used.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen ersichtlich, die unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erfolgt.Further Features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments, the with reference to the accompanying drawings.

In den Zeichnungen zeigt:In the drawings shows:

1 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Schalters gemäß einer ersten Ausführungsform; 1 a cross-sectional view of a switch according to the invention according to a first embodiment;

2 eine vergleichbare Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Schalters gemäß einer zweiten Ausführungsform; 2 a comparable cross-sectional view of a switch according to the invention according to a second embodiment;

3 eine vergleichbare Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Schalters gemäß einer dritten Ausführungsform; 3 a comparable cross-sectional view of a switch according to the invention according to a third embodiment;

4 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Schalter, bei dem die Schaltfläche weg gelassen wurde, um eine Anordnung der Aktuatoren zu zeigen; 4 a plan view of a switch according to the invention, in which the button has been omitted, to show an arrangement of the actuators;

5 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Schalter, bei dem die Schaltfläche weg gelassen wurde, um eine alterntive Anordnung der Aktuatoren zu zeigen; 5 a plan view of a switch according to the invention, in which the button has been omitted, to show an alterntive arrangement of the actuators;

6 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Schalter, bei dem die Schaltfläche weg gelassen wurde, um eine weitere alternative Anordnung der Aktuatoren zu zeigen. 6 a plan view of a switch according to the invention, in which the button has been omitted to show a further alternative arrangement of the actuators.

Der in 1 dargestellt Schalter umfasst einen ortsfesten Träger 10 sowie einen Betätigungsabschnitt 11. Der Betätigungsabschnitt 11 weist auf seiner dem Träger 10 abgewandten Seite 10 eine Schaltfläche 12 auf. An entgegengesetzten Seiten 13 des Betätigungselements 11 bzw. der Schaltfläche 12 sind integral mit dem Betätigungselement 11 je ein Schenkel 14 ausgebildet, die bei der dargestellten Ausführungsform plattenförmig ausgebildet sind und deren Breite, bei der es sich um die Dimension senkrecht zur Blattebene in 1 handelt entlang einem Großteil (mehr als 50%) der Seite 13 des Schaltelements 12 entspricht. Das in den Figuren nicht dargestellte piezoelektrische Schaltelement kann an einer beliebigen Stelle angeordnet sein, an der die auf die Betätigungsfläche 12 aufgebrachte Kraft auf das piezoelektrische Schaltelement übertragbar ist, so dass durch eine Deformation des piezoelektrischen Schaltelements ein elektrisches Signal ausgegeben wird, das die entsprechende Schaltfunktion auslöst.The in 1 illustrated switch comprises a stationary support 10 and an operation section 11 , The operating section 11 points to his the carrier 10 opposite side 10 a button 12 on. On opposite sides 13 of the actuating element 11 or the button 12 are integral with the actuator 11 one leg each 14 formed, which are plate-shaped in the illustrated embodiment and whose width, in which it is the dimension perpendicular to the sheet plane in 1 trades along much (more than 50%) of the page 13 of the switching element 12 equivalent. The piezoelectric switching element not shown in the figures can be arranged at any point at which the on the actuating surface 12 applied force to the piezoelectric switching element is transferable, so that an electrical signal is output by a deformation of the piezoelectric switching element, which triggers the corresponding switching function.

Darüber hinaus weist der Schalter aus 1 einen Aktuator 15 in Form eines Hubmagneten auf. Dieser setzt sich aus einem Eisenjoch 16 zusammen, das von einer Spule 17 umwickelt ist. Dieses Eisenjoch 16 mit der Spule 17 (Elektromagnet) ist über Befestigungsmittel 18 an dem Träger 10 befestigt. Des Weiteren umfasst der Aktuator 15 ein Gegenstück aus magnetischen Material (ferritischem Eisen). Dieses Gegenstück 19 ist bei der Ausführungsform in 1 an einer Platine 20 befestigt, welche wiederum beidseits an den Schenkeln 14 anliegt oder mit diesen verbunden ist. Diese Befestigung des Gegenstücks 19 an der Platine 20 erfolgt dabei gleichermaßen über Befestigungsmittel 18. Bei diesen, wie auch den vorgenannten Befestigungsmitteln 18, kann es sich z. B. um folgende materialabhängige Befestigungstechniken handeln: Schrauben, Nieten, Klemmen, Schnappen, Pressen, Kleben etc.. Das Eisenjoch 16 und das Gegenstück 19 sind bei der dargestellten Ausführungsform L-förmig ausgestaltet, wobei sich die langen Schenkel des „L” und die kurzen Schenkel des „L” jeweils gegenüberliegen und in der, in 1 dargestellten, Ausgangslage jeweils ein Spalt 21 zwischen der Stirnseite des langen Schenkels und einer Seite des kurzen Schenkels 16 der jeweiligen L-förmigen Elemente 16 und 19 vorliegt.In addition, the switch indicates 1 an actuator 15 in the form of a solenoid. This is made up of an iron yoke 16 Together, that of a coil 17 is wrapped. This iron yoke 16 with the coil 17 (Electromagnet) is about fasteners 18 on the carrier 10 attached. Furthermore, the actuator includes 15 a counterpart of magnetic material (ferritic iron). This counterpart 19 is in the embodiment in 1 on a circuit board 20 attached, which in turn on both sides of the thighs 14 is present or connected to these. This attachment of the counterpart 19 on the board 20 takes place equally via fasteners 18 , In these, as well as the aforementioned fasteners 18 , it can be z. B. to the following material-dependent fastening techniques act: screws, rivets, clamps, snap, pressing, gluing, etc .. The iron yoke 16 and the counterpart 19 are in the illustrated embodiment L-shaped, with the long legs of the "L" and the short legs of the "L" each opposite and in the, in 1 shown, starting position one gap 21 between the front of the long thigh and one side of the short thigh 16 the respective L-shaped elements 16 and 19 is present.

Wie es aus den 4–6 ersichtlich ist, können bei einem derartigen Schalter zwei Aktuatoren 15 nebeneinander angeordnet sein, d. h. parallel zueinander (siehe 3 und 4), wobei sich die Aktuatoren 15 in ihrer Größe unterscheiden können und z. B. statt nur einer Spule pro Aktuator 15 (siehe 4) auch zwei Spulen 17 pro Aktuator 15 vorgesehen sein können (siehe 5). Darüber hinaus können auch mehr als zwei Aktuatoren z. B. vier (siehe 6) vorgesehen sein. Diese sind beispielsweise derart gruppiert, dass sie an vier Ecken eines Rechtecks angeordnet sind.As it is from the 4 - 6 can be seen, in such a switch two actuators 15 be arranged side by side, ie parallel to each other (see 3 and 4 ), where are the actuators 15 can differ in size and z. B. instead of just one coil per actuator 15 (please refer 4 ) also two coils 17 per actuator 15 can be provided (see 5 ). In addition, more than two actuators z. Four (see 6 ) be provided. These are, for example, grouped so that they are arranged at four corners of a rectangle.

Darüber hinaus ist es bevorzugt auf der Platine 20 eine oder mehrere Leuchtmittel vorzugsweise LEDs 23 vorzusehen, die dazu dienen eine Symbolik in dem Betätigungselement 11, die auf der Seite der Schaltfläche 12 erkennbar ist, zu hinterleuchten, wobei dies in Form einer Suchbeleuchtung und/oder einer Funktionsbeleuchtung erfolgen kann. Diesbezüglich wird auf die deutschen Patentanmeldungen DE 10 2004 009 208 A und DE 102 60 831 A verwiesen.In addition, it is preferred on the board 20 one or more lamps, preferably LEDs 23 to provide that serve a symbolism in the actuator 11 on the side of the button 12 it can be seen to backlight, this can be done in the form of a search lighting and / or a functional lighting. In this regard, the German patent applications DE 10 2004 009 208 A and DE 102 60 831 A directed.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Schalters und insbesondere der haptischen Rückmeldung wird im Folgenden erläutert.The Function of the switch according to the invention and in particular the haptic feedback is below explained.

Wird durch einen Bediener eine Betätigungskraft auf die Schaltfläche 12 ausgeübt, die im Wesentlichen in 1 von oben nach unten erfolgt, wird das nicht dargestellte piezoelektrische Schaltelement verformt und ein elektrischer Impuls erzeugt. Dieser elektrische Impuls löst einerseits den Schaltvorgang aus und führt andererseits dazu, dass die Spule 17 bzw. die Spulen 17 mit Strom versorgt werden, so dass über die Kombination Eisenjoch 16 und Spule 17 eine Magnetkraft erzeugt wird. Diese Magnetkraft führt dazu, dass das Gegenstück 19 angezogen wird, d. h. sich der Spalt 21 zwischen den Elementen 16 und 19 schließt. Die Anregung der Spule 17 ist nur zeitweilig und wird unmittelbar nachdem das Zusammenziehen der Elemente 16 und 19 erfolgt ist wieder freigegeben.Is an operating force on the button by an operator 12 exercised essentially in 1 From top to bottom, the piezoelectric switching element, not shown, is deformed and generates an electrical pulse. On the one hand, this electrical pulse triggers the switching process and, on the other hand, causes the coil 17 or the coils 17 be powered, so that over the combination iron yoke 16 and coil 17 a magnetic force is generated. This magnetic force causes the counterpart 19 is attracted, ie, the gap 21 between the elements 16 and 19 closes. The excitation of the coil 17 is only temporary and becomes immediately after the contraction of the elements 16 and 19 is done is released again.

Dadurch, dass die Platine 20 an beiden Schenkeln 14 anliegt bzw. mit ihnen verbunden ist, wird die Bewegung des Gegenstücks 19 entlang des Pfeils A in 1 auch auf die Schenkeln 14 übertragen, so dass sich die Schaltfläche 12 bzw. das Betätigungselement 11 in der gleichen Richtung A nach rechts bewegt, d. h. ausgelenkt wird. Nach dem Wegfall der Magnetkraft bewirken die Schenkel 14 eine Rückstellung des Betätigungselements 11 bzw. der Schaltfläche 12 in die Ausgangslage. D. h. nach dem Auslenken federt das System in die Ausgangslage zurück.By doing that, the board 20 on both thighs 14 is attached or connected to them, the movement of the counterpart 19 along the arrow A in 1 also on the thighs 14 Transfer, so that the button 12 or the actuating element 11 in the same direction A is moved to the right, that is deflected. After the elimination of the magnetic force, the legs cause 14 a provision of the actuating element 11 or the button 12 in the starting position. Ie. after deflection, the system springs back into the starting position.

Dabei handelt es sich um eine im Wesentlichen freie Schwingung. Diese erfolgt mit einer gegebenen Eigenfrequenz, die durch Formgebung und Dimensionierung der Schenkel 14 auf ein gewünschtes Maß, vorzugsweise ca. 120 Hz, einstellbar ist. Durch das Schwingen der Schaltflächen 12 erhält der Bediener eine haptische Rückmeldung, dass der Schaltvorgang ausgelöst wurde.This is a substantially free vibration. This is done with a given natural frequency, by shaping and dimensioning of the legs 14 to a desired level, preferably about 120 Hz, is adjustable. By swinging the buttons 12 the operator receives a haptic feedback that the switching process has been triggered.

Wie es aus den 4–6 ersichtlich wird, ist dabei die Schaltfläche 12 stabil in drei Dimensionen X, Y, Z und genauestens positioniert, wobei dies unabhängig davon erfolgt, wie viele Aktuatoren zum Einsatz kommen. Z. B. wäre diese Stabilität auch gewährleistet, wenn nur ein Aktuator vorgesehen wäre.As it is from the 4 - 6 is apparent, is the button 12 Stable in three dimensions X, Y, Z and accurately positioned, regardless of how many actuators are used. For example, this stability would also be ensured if only one actuator were provided.

Darüber hinaus lässt sich die Eigenfrequenz mit der das Betätigungselement 11 bzw. die Schaltfläche 12 ausschwingt unabhängig von der vorgegebenen Frequenz durch den Aktuator durch reine Gestaltung der Schenkel 14 hinsichtlich Form und Dimension bewerkstelligen.In addition, the natural frequency can be with the actuator 11 or the button 12 independent of the given frequency by the actuator swings through pure design of the legs 14 in terms of shape and dimension accomplish.

Der Schalter gemäß der zweiten Ausführungsform in 2 unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten Schalter lediglich durch die Ausgestaltung des Aktuators 15. Gleiche oder ähnliche Elemente sind jedoch mit den gleichen Bezugsziffern versehen und bei gleichen Elementen wird auf eine erneute Beschreibung verzichtet.The switch according to the second embodiment in 2 is different from the one in 1 shown switch only by the configuration of the actuator 15 , However, the same or similar elements are provided with the same reference numerals and the same elements will be omitted to a new description.

Der Aktuator 15 unterscheidet sich dadurch, dass das Eisenjoch 16 und das Gegenstück 19 nach hinten gekippt, sprich liegend statt vormals stehend angeordnet sind. Die liegende Anordnung erlaubt ein flacheres Bauteil. Ansonsten ist die Ausgestaltung der zweiten Ausführungsform identisch zu der der ersten Ausführungsform und auf eine weitere Beschreibung der Ausgestaltung so wie der Funktion wird zur Vermeidung von Wiederholungen verzichtet.The actuator 15 differs in that the iron yoke 16 and the counterpart 19 tilted backwards, that is lying horizontally instead of previously arranged standing. The horizontal arrangement allows a flatter component. Otherwise, the embodiment of the second embodiment is identical to that of the first embodiment and a further description of the embodiment as the function is omitted to avoid repetition.

Bezug nehmend auf 3 ist ein Schalter der vorliegenden Erfindung gemäß einer dritten Ausführungsform dargestellt. Auch hier sind gleiche oder ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern versehen und auf eine detaillierte Beschreibung der gleichen Elemente wird verzichtet.Referring to 3 a switch of the present invention according to a third embodiment is shown. Again, the same or similar elements are provided with the same reference numerals and a detailed description of the same elements is omitted.

Der Aktuator 15 bzw. Schwingungsauslöser 15 weist dabei im Wesentlichen die gleiche Ausgestaltung wie der Aktuator 15 der ersten Ausführungsform in 1 auf. Jedoch ist bei der dargestellten Ausführungsform in 3 der Träger 10 in Form einer Platine ausgebildet, auf der auch die in den 4–6 dargestellten LEDs 23 und Aktuatoren angeordnet sind. Mit anderen Worten ist die Kombination aus Eisenjoch 16 und Spule 17 an der Platine 20 befestigt, wozu die Befestigungsmittel 18 verwendet werden.The actuator 15 or vibration trigger 15 has substantially the same configuration as the actuator 15 the first embodiment in 1 on. However, in the illustrated embodiment, in FIG 3 the carrier 10 formed in the form of a board on which also in the 4 - 6 represented LEDs 23 and actuators are arranged. In other words, the combination is iron yoke 16 and coil 17 on the board 20 attached, including the fasteners 18 be used.

Das Gegenstück 19 hingegen ist an der dem Träger 10 zugewandten Seite des Betätigungselements 11, d. h. der der Schaltfläche 12 entgegengesetzten Seite des Betätigungselements 11 befestigt und angebracht, wobei auch hier die gleichen Befestigungsmittel zum Einsatz kommen können, wie für die Kombination aus Eisenjoch 16 und Spule 17. Auch bei dieser Ausführungsform ist die Funktionsweise die gleiche wie bei den vorangegangenen Ausführungsformen, so dass auf eine erneute Beschreibung verzichtet wird.The counterpart 19 however, it is at the carrier 10 facing side of the actuating element 11 ie the button 12 opposite side of the actuator 11 attached and attached, whereby here the same fasteners can be used, as for the combination of iron yoke 16 and coil 17 , Also in this embodiment, the operation is the same as in the previous embodiments, so that a further description is omitted.

Die oben beschriebenen und in den Figuren dargestellten Ausführungsformen sind keine abschließende Darstellung der Möglichkeiten die vorliegende Erfindung umzusetzen. Vielmehr ist es auch denkbar andere Aktuatoren 15, wie beispielsweise Unwuchtmotoren etc. einzusetzen oder aber eine unterschiedliche Formgestaltung des Betätigungselements 11 und insbesondere auch der Schenkel 14. Diese können zur Anpassung der Eigenfrequenz des schwingenden Systems durch entsprechende Schwächungen im Material, andere Formgebung und/oder Dimensionierung derart ausgebildet werden, dass die zu erzielende Eigenfrequenz erreicht wird.The embodiments described above and illustrated in the figures are not a final illustration of the possibilities to implement the present invention. Rather, it is also conceivable other actuators 15 to use as imbalance motors, etc., or a different shape of the Betätigungsele ments 11 and especially the thigh 14 , These can be designed to adapt the natural frequency of the oscillating system by appropriate weakening in the material, other shaping and / or dimensioning such that the natural frequency to be achieved is achieved.

Claims

Switch comprising: a fixed support ( 10 ); a button ( 12 ), which are only on opposite sides in one direction (A) ( 13 ) via at least one resilient plate-shaped leg ( 14 ) on the carrier ( 10 ), so that the button can swing freely in the direction (A); a switching element that is activated via the button ( 12 ) is operable; and a vibration trigger ( 15 ), which upon actuation of the switching element, the button ( 12 ) deflects in the direction (A), wherein the resilient legs ( 14 ) after the deflection generate a restoring force in the direction (A), whereby the button ( 12 ) is returned to the starting position.

Switch according to Claim 1, in which only one leg ( 14 ), which has a width which is at least half of the corresponding side of the button ( 12 ), with which the thigh ( 14 ) corresponds.

Switch according to Claim 2, in which the leg ( 14 ) in each case in the middle with the corresponding side of the button ( 12 ).

Switch according to one of the preceding claims, wherein the vibration trigger ( 15 ) a solenoid comprising a coil with a ( 17 ) wrapped iron yoke ( 16 ) and a counterpart ( 19 ) of magnetic material.

Switch according to claim 4, in which the iron yoke ( 16 ) on the carrier ( 10 ) and the counterpart ( 19 ) on a side of the button facing the wearer ( 12 ) is attached.

Switch according to claim 4, in which the iron yoke ( 16 ) on the carrier ( 10 ) and the counterpart ( 19 ) on at least one of the legs ( 14 ) button ( 12 ) acts.

Switch according to Claim 6, in which the counterpart ( 19 ) on both legs ( 14 ) button ( 12 ) acts.

Switch according to one of the preceding claims, at the switching element is a piezoelectric switching element.

Switch according to one of the preceding claims, in which the button ( 12 ) is composed of a plurality of sub-buttons, each associated with a switching element.

Switch according to one of the preceding claims, in which the limbs ( 14 ) are aligned in the starting position perpendicular to the direction (A).