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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betätigungselement in Form eines Druckknopfes, wobei der Druckknopf wenigstens ein Gehäuse und wenigstens einen in dem Gehäuse translatorisch bewegbaren Schaft umfaßt.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Druckknöpfe einzusetzen, die mit einem Schnappmechanismus in Verbindung stehen oder durch diesen gebildet werden. Dabei ist dieser Schnappmechanismus domartig ausgeführt und gibt dem Benutzer eine haptische Rückkopplung bezüglich der Betätigung des Druckknopfes. Ein Vorteil dieser bekannten Betätigungselemente besteht darin, dass dem Benutzer durch die genannte haptische Rückkopplung signalisiert wird, dass die Betätigung erfolgreich durchgeführt wurde, ein Nachteil besteht jedoch in der beschränkten translatorischen Bewegung bzw. Bewegbarkeit des Druckknopfes sowie darin, dass eine Anpassung bzw. Änderung der Kraft, mit der die Rückkopplung erzeugt wird, bei vorbekannten domförmigen auf einem Schnappmechanismus basierenden Betätigungselementen nicht möglich ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Betätigungselement der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die translatorische Bewegung des Druckknopfes größer ausgestaltet werden kann als bei vorbekannten Druckknöpfen und dass darüber hinaus die Möglichkeit besteht, die Kraft, mit der die Rückkopplung an den Nutzer erfolgt, einstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Betätigungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass das Gehäuse und/oder der Schaft zumindest ein verformbares Element aufweist und dass der Schaft und/oder das Gehäuse zumindest eine Aktivierungsfläche aufweist, wobei das verformbare Element und die Aktivierungsfläche derart zusammenwirken, dass das verformbare Element beim Bewegen des Schaftes relativ zu dem Gehäuse auf den Schaft eine Gegenkraft ausübt, die der Bewegungsrichtung des Schafts entgegengerichtet ist.
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Denkbar ist es, dass das vorformbare Element elastisch verformbar ist. Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, dass das verformbare Element durch wenigstens eine Feder gebildet wird oder wenigstens eine Feder umfasst.
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Das genannte verformbare Element kann sich vollumfänglich oder auch nur in einem Teilumfang um den genannten Schaft herum erstrecken.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Aktivierungsfläche durch einen Abschnitt des Schaftes gebildet wird, der gegenüber benachbarten Bereichen des Schaftes einen vergrößerten Durchmesser aufweist und/oder durch einen oder mehrere Vorsprünge, die von dem Schaft nach außen vorstehen, gebildet wird. Gelangt die Aktivierungsfläche in den Bereich des verformbaren Elementes, wird auf den Druckknopf durch das verformbare Element eine für den Nutzer wahrnehmbare Gegenkraft ausgeübt. Diese Gegenkraft wird als taktile Rückkopplung erkannt, so dass der Nutzer letztlich darüber informiert wird, dass die Betätigung beispielsweise eines Schalters oder Microschalters erfolgreich durchgeführt wurde.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aktivierungsfläche sowie das verformbare Element derart ausgestaltet sind, dass die Aktivierungsfläche an dem verformbaren Element vorbei bewegbar ist. Denkbar ist es somit beispielsweise, dass die Aktivierungsfläche und das verformbare Element so ausgeführt sind, dass die Aktivierungsfläche auf das verformbare Element zu bewegt wird, was nur unter Aufwendung einer bestimmten Kraft möglich ist und dass das Aktivierungselement sowie das verformbare Element derart ausgestaltet sind, dass die Aktivierungsfläche über das verformbare Element hinaus, d. h. an diesem vorbei bewegbar ist.
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Dabei ist es denkbar, dass der Schaft derart ausgebildet ist, dass dieser in der Position, in der die Aktivierungsfläche an dem verformbaren Element vorbei bewegt ist, durch das verformbare Element in dieser Position wenigstens in einer Bewegungsrichtung fixiert wird. Denkbar ist es, den betätigten Druckknopf in der betätigten Position zu fixieren.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aktivierungsfläche durch einen oder mehrere Vorsprünge und/oder durch einen verdickten Schaftabschnitt gebildet wird und dass der Schaft in Bewegungsrichtung des Schaftes vor und nach den Vorsprüngen bzw. dem genannten Schaftabschnitt einen kleineren Durchmesser aufweist als im Bereich der Vorsprünge bzw. der Verdickung. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der genannte verdickte Schaftabschnitt und/oder die Vorsprünge relativ zu der Ebene der Verdickung bzw. der Vorsprünge, die senkrecht zu dem Schaft verläuft, spiegelsymmetrisch ausgeführt ist, d. h. in Bewegungsrichtung des Schaftes vor und nach dem verdickten Schaftabschnitt bzw. dem oder den Vorsprüngen im Hinblick auf die geometrische Ausgestaltung gleich oder im wesentlichen gleich ausgebildet ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft des weiteren ein System umfassend wenigstens ein Betätigungselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 sowie wenigstens einen Schalter, vorzugsweise einen Microschalter, wobei der Schalter und das Betätigungselement relativ zueinander derart angeordnet sind, dass der Schalter durch das Betätigungselement schaltbar ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft des weiteren ein Luftfahrzeug mit wenigstens einem Betätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder mit wenigstens einem System gemäß Anspruch 9. Denkbar ist es, das genannte Betätigungselement und/oder das genannte System beispielsweise im Cockpit eines Luftfahrzeuges anzuordnen.
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Weitere vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
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1: eine Längsschnittdarstellung durch das erfindungsgemäße Betätigungselement vor dessen Betätigung sowie das Detail B in vergrößerter Ansicht und
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2: eine Längsschnittansicht durch das Betätigungselement nach 1 nach dessen Betätigung sowie eine vergrößerte Ansicht des Details A.
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In den 1 und 2 ist jeweils mit dem Bezugszeichen 10 das feststehende, das heißt nicht bewegbare Gehäuse des Betätigungselementes gemäß der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet. In dem Gehäuse 10 läuft translatorisch bewegbar der Schaft 20, der in seinem oberen Endbereich die eigentliche Betätigungsfläche 30 für den Nutzer des Betätigungselementes aufweist.
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Wie dies aus 1 und 2 weiter hervorgeht, ist der Schaft 20 gegenüber dem Gehäuse 10 mittels der Federn 40, 50 derart vorgespannt, dass der Schaft 20 relativ zu dem Gehäuse 10 nach oben, das heißt in die nicht betätigte Position gemäß 1 vorgespannt wird bzw. eine Kraft in diese Richtung ausgeübt wird.
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Wie dies des weiteren aus 1 und 2 hervorgeht, weist der Schaft 20 in seinem unteren Endbereich bzw. im unteren Endabschnitt des Gehäuses 10 einen verdickten Abschnitt 22 auf. Dieser Abschnitt 22 des Schaftes 20 weist einen größeren Durchmesser auf als die Abschnitte des Schaftes 20, die vor und hinter dem verdickten Abschnitt 22 liegen. Mit dem Bezugszeichen 24 ist eine Aktivierungsfläche des Schaftes 22 gekennzeichnet, die in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel durch den Bereich größten Durchmessers des verdickten Abschnittes 22 des Schaftes 20 gebildet wird bzw. diesen umfasst und/oder den Abschnitt des Schaftes bildet oder umfasst, in dem die Dimension des Schaftes in Dicken- bzw. Breitenrichtung zu- oder abnimmt.
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Das Bezugszeichen 60 kennzeichnet eine Feder bzw. ein Federband, das in Längsrichtung des Gehäuses 10 und in Bewegungsrichtung des Schaftes 20 nicht verschieblich ist, sondern in einer Nut 12 des Gehäuses aufgenommen ist, wie dies insbesondere aus den Detaildarstellungen B und A der 1 und 2 hervorgeht.
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Wie dies aus diesen Detaildarstellungen hervorgeht, wird dieses Federband 60 durch eine um den Schaft 20 umlaufende Schraubenfeder 60 gebildet.
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Wie dies weiter aus 1 und 2 hervorgeht, ragt der Schaft 20 des Betätigungselementes in seinem unteren Endbereich aus dem Gehäuse 10 heraus. In diesem unteren Endbereich kann z. B. ein Microschalter oder dergleichen angeordnet sein, der betätigt wird, wenn der Druckknopf bzw. das Betätigungselement betätigt wird.
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1 zeigt den Zustand des erfindungsgemäßen Betätigungselementes vor dessen Auslösung bzw. Betätigung durch einen Nutzer. Wie dies aus dieser Figur hervorgeht, befindet sich die Aktivierungsfläche 24 in diesem Fall nicht im Kontakt mit dem Federband 60, sondern ist in Betätigungsrichtung des Schaftes 20 vor diesem angeordnet. Wird nun auf die Betätigungsfläche 30 und damit auch auf den Schaft 20 gemäß 1 nach unten eine Kraft ausgeübt, das heißt möchte ein Nutzer den Druckknopf gemäß der Erfindung betätigen, wird der Schaft 20 entgegen der Kraft der Federn 40, 50 nach unten bewegt, was dazu führt, dass die Aktivierungsfläche 24 in Kontakt mit dem Federband 60 tritt. Dies führt dazu, dass dem Nutzer, beispielsweise dem Piloten eine haptische bzw. taktile Rückmeldung gegeben wird, die kennzeichnet, dass der Schaft 20 um eine bestimmte Strecke nach unten bzw. relativ zum Gehäuse bewegt wurde. Durch diese Bewegung nach unten wird aufgrund des verdickten Bereiches 22 des Schaftes 20 das Federband 60 elastisch verformt und übt in diesem Moment auf die Hand des Nutzers eine Gegenkraft aus. Diese Gegenkraft wird als taktile Rückkopplung wahrgenommen, so dass der Nutzer weiß, dass der Druckknopf betätigt wurde.
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Wird der Druckknopf ganz eingedrückt, wie dies aus 2 hervorgeht, wandert die Aktivierungsfläche 24 an dem elastisch verformbaren Federband 60 vorbei und liegt schließlich unterhalb, das heißt in Bewegungsrichtung nach dem Federband 60, wie dies aus der Detaildarstellung A hervorgeht. Dies bedeutet, dass während der Bewegung des Schaftes 20 gemäß 1 und 2 von oben nach unten die Aktivierungsfläche 24 zunächst vor dem elastisch verformbaren Federband 60, dann auf Höhe des elastischen verformbaren Federbandes 60 und schließlich nach dem elastisch verformbaren Federband 60 liegt.
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In der in 2 dargestellten Position wird der Druckknopf durch das Federband 60 in der dargestellten Position gehalten und es bedarf einer bestimmten Mindestkraft, um den Schaft 20 bzw. die Aktivierungsfläche 24 gemäß 2 nach oben an dem Federband 60 vorbeizubewegen.
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Der Moment, in dem die Aktivierungsfläche 24 beim Betätigen Des Druckknopfes in den Bereich des elastisch verformbaren Federbandes 60 gelangt und/oder in dessen Bereich liegt und/oder bereits über das elastische Federband 60 hinaus bewegt wurde, wie dies aus 2 hervorgeht, kann eine haptische Rückkopplung bzw. taktile Rückkopplung an den Nutzer geben, der dem Nutzer signalisiert, dass der Druckknopf ordnungsgemäß betätigt wurde.
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Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Schnappdomen ermöglicht die vorliegende Erfindung eine im wesentlichen unbeschränkte translatorische Bewegbarkeit des Schaftes 20 bzw. des Druckknopfes. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Kraft, die durch die deformierte Feder bzw. das deformierte Federband 60 ausgeübt wird durch die Dimensionen der Aktivierungsfläche 24 und/oder der Feder bzw. des Federbandes 60 veränderbar sind. Durch Verringerung des Durchmessers der Aktivierungsfläche 24 wird diese Kraft vergrößert.
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Durch die Veränderung der Position des verdickten Bereiches 22 bzw. Aktivierungsfläche 24 ist es möglich, die Position bzw. den Moment für eine spezifische taktile Rückkopplung an den Nutzer zu verändern. Denkbar ist somit eine Ausführungsform, bei der der verdickte Bereich und/oder Vorsprünge bzw. die Aktivierungsfläche nicht fest an dem Schlaft 20 angeordnet ist, wie dies bei dem Ausführungsbeispiel der Fall ist, sondern relativ zu dem Schaft 20 an unterschiedlichen Positionen fixierbar ist.
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Schließlich wird darauf hingewiesen, dass die Feder 60 bzw. das verfahrbare Element auch am Schaft und die Aktivierungsfläche bzw. der verdickte Bereich oder dergleichen am Gehäuse angeordnet sein kann. Die obigen Ausführungen gelten für eine solche Ausgestaltung entsprechend.
