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Die Erfindung betrifft eine Bedientastenanordnung und ein Bedienelement mit einer solchen Bedientastenanordnung.
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Tasten sind üblicherweise sichtbar und/oder fühlbar. Es gibt jedoch bereits Tasten, welche zunächst unsichtbar und nicht tastbar sind, und durch ein plötzliches Signal aus einer verformbaren Oberfläche heraus erscheinen. Dies ist beispielsweise bei taktilen Displays, sogenannten Braille-Displays, der Fall.
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Die
DE 10 2007 022 056 A1 offenbart ein taktiles Display mit einer Mehrzahl von Tastkörpern, die in einem Raster angeordnet sind und parallel zueinander geführt sind und jeweils durch einen zugeordneten elektrischen Aktor zwischen zwei unterschiedlichen Stellungen bewegbar sind, und mit einer Betriebsschaltung für die Aktoren, wobei die Tastkörper jeweils längs der Randkanten von Platinen angeordnet sind, die parallel beabstandet sind und über einen Bus elektrisch verbunden sind.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Bedientastenanordnung mit einer herausfahrbaren Taste anzugeben. Eine weitere Aufgabe ist die Angabe eines Bedienelements mit einer solchen Bedientastenanordnung.
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Diese Aufgabe wird durch eine Bedientastenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Bedienelement mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
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In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die beliebig geeignet miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Bedientastenanordnung aufweisend ein Gehäuse, und
einen Motor, welcher im Gehäuse angeordnet ist, wobei der Motor einen Rotor und einen Stator aufweist, und wobei der Rotor zumindest teilweise im Stator angeordnet ist, und wobei der Rotor im Stator beweglich angeordnet ist, und wobei der Stator mit dem Gehäuse fest verbunden ist, und wobei der Rotor in einer axialen Richtung eine Motorachse aufweist,
einen Schlitten, welcher an der Motorachse verfahrbar angeordnet ist,
einen Tauchspulenaktuator mit einer Spule und einem Topfmagneten, wobei die Spule oder der Topfmagnet über den Schlitten verfahrbar mit der Motorachse verbunden ist und wobei korrespondierend dazu der Topfmagnet oder die Spule zumindest mit dem Gehäuse verbunden ist,
eine Taste, welche in axialer Richtung mit dem Schlitten endseitig an einer der rotorabgewandten Seite verbunden ist, so dass ein Ausfahren der Taste mittels des Schlittens ermöglicht ist,
eine Feder, welche an einem Anfang der Bedientastenanordnung angeordnet ist und welche eine Lagerung des Rotors ermöglicht,
und ein elastisches Element, welches an dem, den Anfang gegenüberliegenden Ende der Bedientastenanordnung an der Taste mittelbar oder unmittelbar angeordnet ist.
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Somit sind der Rotor mit der Motorachse, der Tauchspulenaktuator, der Schlitten und die Taste federnd zwischen dem elastischen Element und der Feder gelagert.
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Durch die Erfindung wird bedarfsweise ein Herausfahren der Taste zur besseren Sichtbarkeit der Taste bewerkstelligt, beispielsweise wenn diese in einem Bedienelement angeordnet ist. Ferner wird durch das Herausfahren der Taste die Gesamtlänge der Bedientastenanordnung zwischen dem elastischen Element und der Feder vergrößert. Dadurch wird das elastische Element nach außen (heraus)gedrückt.
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Durch das Herausdrücken des elastischen Elements wird die Taste hervorgeschoben .
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Zwischen der Eigenfederung bzw. Rückstellkraft des elastischen Elements und der durch die Feder federnd gelagerten Motorachse entsteht im ausgefahrenen Zustand einer solchen Bedientastenanordnung ein Kräftegleichgewicht.
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Die Erfindung nutzt das Kräftegleichgewicht zwischen der Eigenfederung bzw. Rückstellkraft des elastischen Elements und der durch die Feder federnd gelagerten Motorachse, um Mikrobewegungen durch Drücken der Taste zu ermöglichen. Durch das Drücken der Taste entsteht ein Kräfteungleichgewicht.
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Durch die Betätigung, d. h. das Drücken der Taste wird ein axiales Kräfteungleichgewicht erzeugt. Das Drücken der Taste erzeugt eine Mikrobewegung sowohl des elastischen Elements, der Taste, des Schlittens als auch des Tauchspulenaktuators, sowie des Rotors mit der Motorachse. Diese Mikrobewegung wird ermöglicht, da der Rotor elastisch bzw. nicht starr im Stator angeordnet ist und zudem federnd auf der Feder gelagert ist. Durch diese Mikrobewegung wird eine Bewegung des Topfmagneten oder der Spule bewirkt, wodurch der Tauchspulenaktuator mittels der Spule ein Spannungssignal (Mikrofonprinzip) erzeugt, dass beispielsweise von einer Steuerungseinheit empfangen und verarbeitet wird. Dadurch kann erkannt werden, dass die Taste gedrückt worden ist.
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Erfindungsgemäß wurde weiter erkannt, dass der Rotor eines Motors ein axiales Spiel aufweist. Dieser Rotor wird nun über die Motorachse und einem Schlitten an einen Tauchspulenaktuator gekoppelt, wobei der Schlitten zudem an eine Taste gekoppelt ist. Durch Erzeugung von Mikrobewegungen mittels Drückens der Taste durch einen Bediener erzeugt der Tauspulenaktuator Spannungssignale, welche wiederum von einer Steuereinheit empfangen und als „Drücken der Taste“ interpretiert werden können. Die Taste selber wird durch das „Drücken“ nicht bzw. nur unwesentlich verformt bzw. eingedrückt.
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Vorzugsweise ist der Motor dazu ausgebildet, das Ausfahren der Taste über Schlitten und Motorachse zu bewerkstelligen. Dabei kann die Motorachse vorzugsweise als Spindel ausgestaltet sein. Dadurch kann ein einfaches Ausfahren der Taste bewerkstelligt werden. Dazu kann der Rotor den Schlitten über die Spindel antreiben, was ein herausfahren der Taste bewirkt.
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Ist die Taste beispielsweise in einem Bedienelement integriert, wird die Taste somit sichtbar.
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Vorzugsweise ist die Bedientastenanordnung dazu ausgebildet, bei Drücken der ausgefahrenen Taste, die Taste selber, den Schlitten, die Spule oder den Topfmagneten als auch die Motorachse und den Rotor in Richtung Feder zu bewegen. Dadurch wird ein Kräfteungleichgewicht erzeugt. Die Spule oder der Topfmagnet bewegt sich in Richtung Feder, wodurch die Spule im Topfmagnet bewegt wird. Vorzugsweise ist bei der Bewegung der Spule oder des Topfmagneten die Spule dazu ausgebildet, ein Spannungssignal zu erzeugen.
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Weiterhin ist vorzugsweise eine Steuerungseinheit vorgesehen, welche dazu ausgebildet ist, das Spannungssignal zu empfangen und vorzugsweise zu verarbeiten.
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Dadurch kann erkannt werden, dass die Taste gedrückt wird, ohne dass eine signifikante Bewegung der Taste notwendig ist. Dies bedeutet, dass lediglich Mikrobewegungen notwendig sind, um ein Betätigen der Taste zu erkennen.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist die Steuerungseinheit dazu ausgelegt, bei Empfangen des Spannungssignals ein oder mehrere definierte Stromimpulse in der Spule zu erzeugen (Aktuatorprinzip). Vorzugsweise ist die Taste ferner dazu ausgebildet, durch die Verbindung an den Schlitten bei den ein oder mehreren definierten Stromimpulsen zu vibrieren.
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Durch die definierten Stromimpulse wird somit auf der Taste eine haptische Rückmeldung/Feedback erzeugt. Dadurch kann der Bediener erkennen, dass die Taste gedrückt ist bzw. als gedrückt erkannt worden ist.
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Weiterhin vorzugsweise ist das elastische Element als gummiartige Oberflächenfolie ausgebildet. Ist die Bedientastenanordnung in einem Element angeordnet, welches als Oberfläche eine solche gummiartige Oberflächenfolie aufweist, so ist es möglich, die Taste aus dieser gummiartigen Oberflächenfolie heraus erscheinen bzw. ausfahren zu lassen, wobei sich die Taste wie eine gewöhnliche Taste erfühlen und bedienen lässt, ohne dass bei Betätigung der Taste eine wesentliche tatsächliche Verformung notwendig ist.
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Alternativ ist das elastische Element als Feder mit einer gummiartigen Oberflächenfolie ausgebildet. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Federkraft der gummiartigen Oberflächenfolie niedrig ist. Insbesondere ist die Feder parallel zu der gummiartigen Oberflächenfolie angeordnet.
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Weiterhin vorzugsweise weist der Topfmagnet eine Topfplatte mit einer zentralen Topfplattenöffnung und einer Topfaußenwand auf, wobei der Topfmagnet ferner einen an der Topfplatte angeordneten zylindrischen Kern mit einer zu der zentralen Topfplattenöffnung korrespondierende Kernöffnung aufweist, wobei der Topfmagnet in dem Gehäuse angeordnet ist und mit dem Gehäuse verbunden ist, und wobei die Motorachse entlang der axialen Richtung so am Rotor angeordnet ist, dass sich die Motorachse durch die Topfplattenöffnung und die Kernöffnung in axialer Richtung erstreckt.
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Weiterhin vorzugsweise ist ein Spulenkörper vorgesehen, mit welchem die Spule fest am Schlitten angeordnet ist, derart dass die Spule zumindest teilweise in axialer Richtung zwischen der Topfaußenwand und dem zylindrischen Kern als auch beabstandet von der Topfplatte angeordnet ist, so dass die Spule bei Betätigung der Taste durch einen Bediener oder durch den Motor zwischen der Topfaußenwand und dem zylindrischen Kern verfahrbar ist.
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Dabei ist die Spule bevorzugt derart angeordnet, dass diese bei ausgefahrener Taste teilweise in dem Raum zwischen der Topfaußenwand und dem zylindrischen Kern in axialer Richtung hineinragt und bei Betätigung der Taste weiter in den Raum zwischen der Topfaußenwand und dem zylindrischen Kern hineinfährt, so dass sich der Abstand zu der Topfplatte verkleinert. Durch die Bewegung der Spule im Topfmagneten wird das Spannungssignal erzeugt.
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Weiterhin vorzugsweise ist der Motor dazu ausgelegt, bei Betätigung des Motors den Schlitten als auch die Spule mit dem Spulenkörper sowie die Taste in axialer Richtung so herauszufahren, dass sich der Abstand zwischen der Spule und der Topfplatte vergrößert.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist bei Betätigung der herausgefahrenen Taste in axialer Richtung zum Motor hin, die Spule zwischen der Topfaußenwand und dem zylindrischen Kern in axialer Richtung bewegbar, so dass sich der Abstand zwischen der Spule und der Topfplatte verkleinert. Vorzugsweise ist die Spule dazu ausgebildet, bei Verkleinerung des Abstandes zwischen Spule und Topfplatte ein Spannungssignal zu generieren. Weiterhin vorzugsweise ist eine Steuerungseinheit vorgesehen, wobei die Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist, das Spannungssignal zu empfangen und bei Empfang des Spannungssignals ein oder mehrere Stromimpulse in der Spule zu erzeugen, so dass dadurch eine Vibration der Taste erzeugbar ist.
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Eine weitere Ausgestaltung einer Bedientastenanordnung ist möglich, indem die Position von Topfmagneten und Spule vertauscht werden, wobei in diesem Fall die Spule fest mit dem Gehäuse verbunden ist und der Topfmagnet auf dem Schlitten angeordnet ist und mit dem Schlitten verfährt.
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Eine weitere Ausgestaltung einer Bedientastenanordnung ist möglich, indem die Position von Tauchspulenaktuator und Motor vertauscht werden.
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Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Bedienelement mit einer wie oben beschriebenen Bedientastenanordnung, wobei das Bedienelement eine gummiartige Oberflächenfolie aufweist, wobei das elastische Element der Bedientastenanordnung durch die gummiartige Oberflächenfolie ausgebildet ist, und wobei die Bedientastenanordnung so im Bedienelement integriert ist, dass die Taste der Bedientastenanordnung im nicht herausgefahrenen Zustand nicht aus der gummiartigen Oberflächenfolie hervorsteht.
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Insbesondere kann die Taste hinterleuchtet werden, so dass bei dem erfindungsgemäßen Bedienelement die hinterleuchtete Taste aus der gummiartigen transluzenten Oberflächenfolie heraus erscheinen bzw. ausgefahren werden kann und wie ein gewöhnlicher Taster mit haptischer Rückmeldung bedient werden kann, ohne dass bei Betätigung eine augenscheinliche Verformung stattfindet (wegelose Bedienung der Taste).
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Durch eine solche Bedientastenanordnung wird die Taste bei Betätigung quasi nicht verformt bzw. verschoben oder eingedrückt. Eine Bedienung der Taste bzw. das Eindrücken der Taste wird dem Bediener durch die haptische Rückmeldung angezeigt. Durch diese haptische Rückmeldung ist ein Tastenklick von Seiten des Bedieners spürbar bzw. wird simuliert.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren.
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Darin zeigen schematisch:
- 1: eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Bedientastenanordnung,
- 2: die erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Bedientastenanordnung schematisch,
- 3: eine zweite Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Bed ientastenanordnung.
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1 zeigt eine Bedientastenanordnung 1a mit einer herausgefahrenen Taste 15 schematisch im Querschnitt. Diese weist ein Gehäuse 2 auf. In dem Gehäuse 2 ist ein Motor angeordnet, welcher einen Rotor 4 und einen den Rotor 4 zumindest teilweise umgebenden Stator 3 umfasst. Das Gehäuse 2 weist vorzugsweise einen zylindrischen Mantel auf.
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Der Stator 3 ist fest mit dem Gehäuse 2 verbunden. Ferner umfasst der Rotor 4 eine bevorzugt zylinderförmig ausgestaltete Motorachse 5, welche sich in einer axialen Richtung A erstreckt.
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Die Motorachse 5 ist dabei vorzugsweise als Spindel ausgestaltet.
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Ferner weist die Bedientastenanordnung 1a einen Tauchspulenaktuator 19 (2) auf. Der Tauchspulenaktuator 19 (2) weist einen topfförmigen Topfmagneten 20 (2) auf, welcher wiederum eine Topfplatte 6 aufweist. Vorzugsweise ist die Topfplatte 6 als runde Topfplatte 6 ausgebildet.
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Die Topfplatte 6 ist in dem Gehäuse 2 angeordnet und mit diesen fest verbunden. Die Topfplatte 6 weist eine zentrale Topfplattenöffnung 7 auf, welche sich in axialer Richtung A erstreckt.
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Die Topfplatte 6 und der Rotor 4 sind in axialer Richtung A zueinander beabstandet, das heißt, mit einem geringen Spalt zueinander in dem Gehäuse 2 angeordnet. Ferner ist an der Topfplatte 6 ein zylindrischer Kern 8 in axialer Richtung A angeordnet, welcher eine, zu der zentralen Topfplattenöffnung 7 fluchtende bzw. sich anschließende zentrale Kernöffnung 9 aufweist, so dass die zentrale Topfplattenöffnung 7 und die zentrale Kernöffnung 9 in axialer Richtung A eine durchgängige Öffnung ausbilden. Der zylindrische Kern 8 ist vorzugsweise ein Magnet.
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Die Motorachse 5 erstreckt sich durch die zentrale Topfplattenöffnung 7 und die daran sich anschließende zentrale Kernöffnung 9 in axialer Richtung A hindurch. Ferner weist der Topfmagnet 20 (2) noch eine bevorzugt sich in axialer Richtung A zylindrisch erstreckende Topfaußenwand 11 auf, welche mit der Topfplatte 6 verbunden ist, und welche radial beabstandet zu dem zylindrischen Kern 8 in dem Gehäuse 2 angeordnet ist.
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Die Topfaußenwand 11 ist zumindest teilweise mit dem Gehäuse 2 fest verbunden.
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Ferner weist die Bedientastenanordnung 1a noch einen an der Motorachse 5 angeordneten und in axialer Richtung A verfahrbaren Schlitten 12 auf, d. h., dass die Motorachse 5 dazu ausgebildet ist, den Schlitten 12 anzutreiben. Der Tauchspulenaktuator 19 (2) weist zudem einen Spulenkörper 13 und eine an dem Spulenkörper 13 befestigte Spule 14 auf.
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Die Spule 14 ist mittels des Spulenkörpers 13 fest an dem Schlitten 12 angeordnet, so dass die Spule 14 mit dem Schlitten 12 verfahrbar ist. Dabei ist die Spule 14 zwischen der Topfaußenwand 11 und dem zylindrischen Kern 8 und jeweils beabstandet zu der Topfaußenwand 11 und dem zylindrischen Kern 8 angeordnet. Ferner ist am Schlitten 12 an der rotorabgewandten Seite eine Taste 15 fest, beispielsweise über ein Gleitlager 21, angeordnet.
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Zudem ist ein elastisches Element an der rotorabgewandten Seite der Taste 15, hier in Form einer gummiartigen Oberflächenfolie 16 angeordnet, welche die Taste 15 überstehend bedeckt. Vorzugsweise ist die Bedientastenanordnung 1a in einem Bedienelement (nicht gezeigt) angeordnet, welches als Oberfläche die gummiartige Oberflächenfolie 16 aufweist.
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Weiterhin ist eine Biegefeder 17 am Rotor 4 so angeordnet, dass der Rotor 4 zwischen der Biegefeder 17 und dem Topfmagneten 20 (2) angeordnet ist, sowie auf der Biegefeder 17 federnd gelagert ist.
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Somit sind die Taste 15, der Schlitten 12, die Spule 14 mit dem Spulenkörper 13 als auch die Motorachse 5 mit dem Rotor 4 miteinander fest axial verbunden.
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Der Rotor 4 ist dabei im Stator 3 derart angeordnet, sodass Bewegungen des Rotors 4 im Mikrobereich möglich sind.
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Durch das elastische Element hier die gummiartige Oberflächenfolie 16 und die Biegefeder 17 sind die Teile Rotor 4, Motorachse 5, Spule 14 und Spulenkörper 13 als auch die Taste 15 federnd gelagert, so dass Mikrobewegungen möglich sind.
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Zum Verfahren der Taste 15 wird der Rotor 4 und die Motorachse 5 betätigt. Die Motorachse 5, vorzugsweise die Spindel, treibt den Schlitten 12 an. Dadurch wird der Schlitten 12 in axialer Richtung A und zur rotorabgewandten Seite bewegt. Dadurch wird wiederum sowohl die Taste 15 als auch der Spulenkörper 13 und die Spule 14 zu der zur rotorabgewandten Seite bewegt. Die Spule 14 weist dadurch einen größeren Abstand zu der Topfplatte 6 auf als vorher.
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Durch das Verfahren des Schlittens 12 wird zudem die Taste 15 hervorgeschoben, das heißt die Taste 15 wird sichtbar, wenn sie vorher im nicht ausgefahrenen Zustand vollständig in einem Bedienelement integriert/angeordnet war oder steht durch den Verfahrweg des Schlittens 12 mehr aus dem Bedienelement hervor als vorher.
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Durch den Verfahrweg vergrößert sich die Gesamtlänge der zwischen der Biegefeder 17 und der gummiartigen Oberflächenfolie 16 liegenden Bauteile der Bedientastenanordnung 1a, das heißt die gummiartige Oberflächenfolie 16 wird durch den Verfahrweg nach außen gedrückt.
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Bei Betätigung der ausgefahrenen Taste 15 wird der Schlitten 12, die Taste 15 selber als auch der Spulenkörper 13 in Richtung Rotor 4 minimal durch eine Mikrobewegung bewegt. Der Rotor 4, welcher beweglich in dem Stator 3 angeordnet ist, fängt die Bewegung auf, indem er sich im Stator 3 bewegt und gegen die Biegefeder 17 drückt.
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Durch die Bewegung der Taste 15 bewegt sich zudem die Spule 14 zwischen der Topfaußenwand 11 und dem zylindrischen Kern 8 auf die Topfplatte 6 zu, das heißt der Abstand zwischen Spule 14 und Topfplatte 6 nimmt wieder ab. Durch die Anordnung zwischen Topfaußenwand 11 und dem zylindrischen Kern 8 und die Bewegung zur Topfplatte 6 hin generiert die Spule 14 bei Eindrücken/Drücken der Taste 15 ein Spannungssignal (Mikrofonprinzip). Dieses wird von einer Steuerungseinheit 10 empfangen, insbesondere drahtlos empfangen und verarbeitet.
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Wird ein Spannungssignal von der Steuerungseinheit 10 empfangen, so erzeugt die Steuerungseinheit 10 einen oder mehrere definierte Stromimpulse (Aktuatorprinzip) in der Spule 14. Dadurch wird eine Vibration des Schlittens 12 erzielt, welcher die Vibration an die Taste 15 überträgt. Somit wird an der Taste 15 ein haptisches Rückmeldesignal erzeugt.
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2 zeigt die Funktion der Bedientastenanordnung 1a und deren Funktionsweise schematisch.
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Die Bedientastenanordnung 1a weist die Biegefeder 17 auf, welche im ausgefahrenen Zustand der Taste 15 eine Federkraft F1 aufweist. Eine Federkraft (Spannkraft) entsteht, wenn ein elastischer Körper auseinandergezogen oder zusammengedrückt wird. Mit der Biegefeder 17 verbunden bzw. durch ein Lager 18 gelagert, ist der Rotor 4. Der Rotor 4 ist in dem Stator 3 beweglich angeordnet. Dabei bedeutet beweglich, dass Mikrobewegungen ausgeführt werden können. Rotor 4 und Stator 3 sind in dem Gehäuse 2 (1) angeordnet.
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Der Stator 3, welcher als Spule ausgeführt sein kann, ist fest mit dem Gehäuse 2 (1) verbunden.
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Der Rotor 4 weist die Motorachse 5 auf, welche sich in axialer Richtung A erstreckt. Ferner weist die Bedientastenanordnung 1a den Tauchspulenaktuator 19, welcher im Gehäuse 2 (1) angeordnet ist, auf. Der Tauchspulenaktuator 19umfasst den Topfmagneten 20. Der Topfmagnet 20 weist die Topfplatte 6 (1) mit der Topfplattenöffnung 7 (1) auf. An der Topfplatte 6 (1) ist die Topfaußenwand 11 (1) angeordnet. Die Topfaußenwand 11 (1) und vorzugsweise auch die Topfplatte 6 (1) sind mit dem Gehäuse 2 (1) zumindest teilweise fest (starr) verbunden.
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Ferner weist der Topfmagnet 20 einen als zylindrischen Kern 8 ausgebildeten Magneten mit zentraler Kernöffnung 9 auf, wobei der zylindrische Kern 8 in axialer Richtung A sich an der rotorabgewandten Seite an die Topfplatte 6 (1) anschließt. Die zentrale Kernöffnung 9 und Topfplattenöffnung 7 bilden eine durchgängige bzw. zueinander anschließende Öffnung aus. Die Motorachse 5 wird beweglich in der durchgängigen Öffnung in axialer Richtung A angeordnet. An der Motorachse 5 ist an dem zentralen Kern 8 in axialer Richtung A an der rotorabgewandten Seite der verfahrbare Schlitten 12 angeordnet.
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An diesem Schlitten 12 ist über den Spulenkörper 13 (1) die Spule 14 befestigt. Die Spule 14 ist beabstandet zu der Topfplatte 6 (1) zwischen Topfaußenwand 11 (1) und Kern 8 angeordnet.
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Ferner ist an dem Schlitten 12 die Taste 15 sowie die an der schlittenabgewandten bzw. rotorabgewandten Tastenseite die gummiartige Oberflächenfolie 16 befestigt, wobei die gummiartige Oberflächenfolie 16 im ausgefahrenen Tastenzustand eine Federkraft F_Folie aufweist.
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Wird der Schlitten 12 durch die Motorachse 5 angetrieben, so verfährt dieser in axialer Richtung A und schiebt dabei die Taste 15 aus der gummiartigen Oberflächenfolie 16 heraus. Die Taste 15 wird dadurch sichtbar. Ferner wird durch das Herausfahren der Taste 15 der Abstand der Spule 14 von der Topfplatte 6 vergrößert.
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Durch das Verfahren des Schlittens 12 wird die Gesamtlänge der Bedientastenanordnung 1a zwischen der gummiartigen Oberflächenfolie 16 und der Biegefeder 17 vergrößert (hier mit S1 gekennzeichnet). Dadurch wird die gummiartige Oberflächenfolie 16 nach außen gedrückt. Die Taste 15 wird dadurch sichtbar.
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Die gummiartige Oberflächenfolie 16 wird verformt.
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Wird die Taste 15 durch einen Bediener gedrückt, so wird die Taste 15 in Richtung Rotor 4 verschoben und es entsteht ein axiales Kräfteungleichgewicht. Der Schlitten 12, der Spulenkörper 13 (1), die Spule 14 sowie die Motorachse 5 und der Rotor 4 werden in die Richtung des Rotors 4 gedrückt.
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Durch die Aufhängung des Rotors 4 sind Mikrobewegungen möglich. Dies bedeutet, dass die Spule 14 den Abstand zu der Topfplatte 6 verringert; sozusagen durch die Mikrobewegung weiter zwischen der Kernöffnung 8 und Topfaußenwand 11 eingebracht wird, hier mit ΔS2 bezeichnet. Dadurch generiert die Spule 14 ein Spannungssignal (Mikrofonprinzip), dass an die Steuerungseinheit 10 übermittelt und dort verarbeitet wird. Die Steuerungseinheit 10 erzeugt in der Spule 14 definierte Stromimpulse, welche an der Taste 15 eine haptische Rückmeldung beispielsweise eine Vibration erzeugen.
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Mittels der Erfindung ist es möglich, eine Taste 15 mit haptischer Rückmeldung zu erzeugen. Ferner ist es gleichzeitig möglich, dass die Taste 15 auf Mikrobewegungen, d. h. nahezu wegelos, reagiert, bzw. die Verformung beim Betätigen der Taste 15 im Mikrobereich liegen. Zudem sind gleichzeitig keine Leistungsaufnahme in den Endpositionen notwendig.
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Mittels der erfindungsgemäßen Bedientastenanordnung 1a wird das Kräftegleichgewicht zwischen der Rückstellkraft/Eigenfederung der gummiartigen Oberflächenfolie 16 und der federnd gelagerten Motoachse 5 ausgenutzt, um Mikrobewegungen zu ermöglichen, während die Taste 15 stets plan gegen die gummiartige Oberflächenfolie 16 drückt, so dass auf dieser, bei nicht ausgefahrenem Zustand der Bedientastenanordnung 1a, eine gleichmäßige Kontur erscheint.
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3 zeigt eine weitere Bedientastenanordnung 1b mit einer herausgefahrenen Taste 15. Diese Bedientastenanordnung 1b weist wie in 1 das Gehäuse 2 ( 1) auf. In dem Gehäuse 2 (1) ist der Motor angeordnet, welcher den Rotor 4 und einem dem Rotor 4 zumindest teilweise umgebenden Stator 3 umfasst. Ferner umfasst der Rotor 4 wie in 1 die Motorachse 5, welche sich in der axialen Richtung A erstreckt. Ferner weist die Bedientastenanordnung 1b den Tauchspulenaktuator 19 auf. Der Tauchspulenaktuator 19 weist den topfförmigen Topfmagneten 20 auf, welcher die Topfplatte 6 (1) aufweist. Diese ist in dem Gehäuse 2 (1) angeordnet und mit diesem fest verbunden.
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Die Topfplatte 6 (1) weist die zentrale Topfplattenöffnung 7 auf, welche sich in axialer Richtung A erstreckt.
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Die Topfplatte 6 (1) und der Rotor 4 sind in axialer Richtung A beabstandet, das heißt mit einem geringen Spalt zueinander in dem Gehäuse 2 angeordnet. Ferner ist an der Topfplatte 6 (1) in axialer Richtung A der zylindrische Kern 8 angeordnet, welcher die zentrale Kernöffnung 9 aufweist.
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Die Motorachse 5 erstreckt sich in axialer Richtung A durch die zentrale Topfplattenöffnung 7 (1) und die daran sich anschließende zentrale Kernöffnung 9 hindurch.
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Ferner weist der Topfmagnet 20 noch die bevorzugt zylindrisch ausgebildete Topfaußenwand 11 (1) auf, welche mit der Topfplatte 6 (1) verbunden ist, und welche radial beabstandet zu dem zylindrischen Kern 8 in dem Gehäuse 2 (1) angeordnet ist.
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Die Topfaußenwand 11 ist zumindest teilweise mit dem Gehäuse 2 (1) fest verbunden.
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Ferner weist die Bedientastenanordnung 1b den an der Motorachse 5 angeordneten und in axialer Richtung A verfahrbaren Schlitten 12 auf. Der Tauchspulenaktuator 19 weist den Spulenkörper 13 (1) und die an dem Spulenkörper 13 befestigte Spule 14 auf.
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Die Spule 14 ist mittels des Spulenkörpers 13 (1) fest an dem Schlitten 12 angeordnet. Dabei ist die Spule 14 beabstandet zwischen der Topfaußenwand 11 (1) und dem zylindrischen Kern 8 angeordnet.
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Ferner ist am Schlitten 12 an der rotorabgewandten Seite eine Taste 15 fest, beispielsweise über ein Gleitlager 21 (1) angeordnet. Weiterhin ist der Rotor 4 federnd an der Biegefeder 17 angeordnet. Vorzugsweise ist die Biegefeder 17 als Blattfeder ausgebildet.
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Ferner ist das elastische Element an der rotorabgewandten Seite der Taste 15 angeordnet. Dieses elastische Element weist eine Feder vorzugsweise eine Blattfeder 22 auf, auf welcher eine zu dem Bediener hinweisende, parallel angeordnete, gummiartige Oberflächenfolie 16 aufgebracht ist. Dadurch kann eine zu geringe Federkraft der gummiartigen Oberflächenfolie 16 ausgeglichen werden.
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In einer weiteren nicht gezeigten Ausgestaltung kann die Position des Topfmagneten 20 mit der Position des Spulenkörpers 13 (1) in Kombination mit der Spule 14 vertauscht werden, das heißt die Spule 14 ist fest in dem Gehäuse 2 integriert und der Topfmagnet 20 (2) verfährt auf der Motorachse 5. In einer weiteren nicht gezeigten Ausgestaltung kann die Position des Tauchspulenaktuators 19 und des Motors getauscht werden.
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Durch die erfindungsgemäße Bedientastenanordnung 1b ist in der Endposition / Anfangsposition (ausgefahrene, eingefahrene Bedientastenanordnung 1b) keine Leistungsaufnahme notwendig. Die Taste 15 generiert bei minimalen Verfahrweg ein haptisches Feedback an den Bediener und gibt durch das Spannungssignal ein Betätigen der Taste 15 an das Steuerungselement 10 an.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007022056 A1 [0003]
