Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Feder sowie einen Taster.The
The present invention relates to a spring and a button.
Ein
Taster, manchmal auch als Taste bezeichnet, umfasst häufig eine
Feder und ein Betätigungselement.
Die Feder wird zur Rückstellung
des Betätigungselements,
beispielsweise in eine Ausgangsstellung, verwendet. Der Taster kann
als elektrischer Taster realisiert sein. Ein elektrischer Taster kann
beispielsweise als Folientaster hergestellt sein. Der Folientaster
umfasst eine Grundfolie und eine Deckfolie, wobei durch Drücken auf
die Deckfolie eine elektrische Verbindung zwischen Leiterbahnen hergestellt
wird. Die Deckfolie selber oder eine zusätzlich zwischen der Grundfolie
und der Deckfolie eingebaute Feder dienen der Rückstellung in die Ausgangsstellung.
Die Deckfolie übernimmt
hierbei auch die Funktion des Betätigungselements.One
Button, sometimes referred to as a button, often includes one
Spring and an actuator.
The spring becomes the default
the actuator,
For example, in a starting position used. The button can
be realized as an electrical button. An electrical button can
be made for example as a membrane switch. The membrane switch
comprises a base film and a cover sheet, by pressing on
the cover sheet made an electrical connection between tracks
becomes. The cover foil itself or an additional between the base film
and the cover foil built-in spring are used to return to the starting position.
The cover sheet takes over
Here also the function of the actuating element.
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Feder sowie einen Taster
zu schaffen, welche eine hohe Flexibilität bei der Einstellung der Federcharakteristik
aufweist.task
The present invention is a spring and a button
to create which a high flexibility in the adjustment of the spring characteristic
having.
Diese
Aufgabe wird mit den Gegenständen der
unabhängigen
Ansprüche
1 und 14 gelöst.
Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.These
Task becomes with the objects of the
independent
claims
1 and 14 solved.
Further developments and embodiments are the subject of the dependent claims.
In
einer Ausführungsform
umfasst eine Feder einen äußeren Bereich,
einen inneren Bereich sowie einen federnden Bereich. Der federnde
Bereich ist zwischen dem äußeren Bereich
und dem inneren Bereich angeordnet. Der federnde Bereich umfasst
min destens eine Ausnehmung. Der äußere Bereich
dient zur Verbindung mit einem Gehäuse. Der innere Bereich ist
zur Verbindung mit einem Betätigungselement
geeignet.In
an embodiment
a spring comprises an outer area,
an inner area and a springy area. The springy
Area is between the outer area
and the inner area. The resilient region comprises
at least one recess. The outer area
used for connection to a housing. The inner area is
for connection to an actuator
suitable.
Mit
Vorteil weist der federnde Bereich mindestens eine Ausnehmung auf,
sodass über
die Form der Ausnehmung die Federcharakteristik der Feder eingestellt
werden kann. Die Federcharakteristik kann beispielsweise eine Federkennlinie
sein, welche die Abhängigkeit
einer Federkraft von einem Federweg angibt. Der Federweg ist beispielsweise
die Verschiebung des inneren Bereichs in z-Richtung relativ zum äußeren Bereich
aus einer Ausgangslage, wobei der äußere Bereich in der x-y-Ebene
liegt. Eine derartige Federkennlinie kann progressiv, linear oder degressiv
sein. Alternativ kann die Federkennlinie einen nahezu konstanten
Verlauf aufweisen. Wiederum alternativ kann die Federkennlinie einen
unstetigen Anstieg zeigen. Alternativ oder zusätzlich kann die Federkennlinie
einen unstetigen Abfall aufweisen. Bei dem unstetigen Abfall ist
die Kraft bei abnehmendem Federweg unstetig.With
Advantage, the resilient region has at least one recess,
so over
the shape of the recess set the spring characteristic of the spring
can be. The spring characteristic, for example, a spring characteristic
be the dependence
indicates a spring force of a spring travel. The spring travel is for example
the displacement of the inner region in the z-direction relative to the outer region
from a starting position, with the outer region in the x-y plane
lies. Such a spring characteristic can be progressive, linear or degressive
be. Alternatively, the spring characteristic can be almost constant
Have history. Again, alternatively, the spring characteristic a
unsteady increase show. Alternatively or additionally, the spring characteristic
have discontinuous waste. In the discontinuous waste is
the force unsteady with decreasing travel.
In
einer Ausführungsform
ist die Feder für
einen Taster, insbesondere für
einen Druck-/Kipptaster, ausgelegt.In
an embodiment
is the spring for
a button, especially for
a push / tilt button, designed.
In
einer Ausführungsform
ist die Feder ausgelegt für
mindestens eine Bewegung des inneren Bereichs relativ zum äußeren Bereich
aus einer Gruppe, umfassend eine Bewegung des inneren Bereichs parallel
zu einer von dem äußeren Bereich
aufgespannten Ebene, eine Bewegung des inneren Bereichs senkrecht
zu der vom äußeren Bereich
aufgespannten Ebene und einer Kippung des inneren Bereichs gegenüber der
vom äußeren Bereich
aufgespannten Ebene.In
an embodiment
is the spring designed for
at least one movement of the inner area relative to the outer area
from a group comprising a movement of the inner area in parallel
to one of the outer area
spanned plane, a movement of the inner region perpendicular
to the outside area
spanned plane and a tilt of the inner area opposite to the
from the outer area
spanned level.
Mit
Druck-/Kipptaster ist ein Kipptaster oder alternativ ein Druck-
und Kipptaster bezeichnet. Der Kipptaster dient der Ermittlung,
ob das Betätigungselement
gegenüber
dem Gehäuse
gekippt ist. In einer Weiterbildung dient der Kipptaster der Ermittlung,
in welche Richtung das Betätigungselement
gekippt ist. Der Druck- und Kipptaster weist zusätzlich zu der Funktion des
Kipptasters die Funktion auf, dass er das Drücken des Betätigungselements
beispielsweise gegenüber
dem Gehäuse
ermitteln kann.With
Push-button is a toggle button or alternatively a pushbutton
and tilt button called. The toggle button is used to determine
whether the actuator
across from
the housing
is tilted. In a further development, the toggle button of the determination,
in which direction the actuator
is tilted. The pressure and toggle button has in addition to the function of
Toggle the function that he presses the actuator
for example, opposite
the housing
can determine.
In
einer Ausführungsform
ist die Feder einstückig
hergestellt. Mit Vorteil ist die Feder dadurch in hohen Stückzahlen
preisgünstig
herstellbar.In
an embodiment
the spring is in one piece
produced. Advantageously, the spring is thus in high quantities
inexpensive
produced.
In
einer Ausführungsform
weist der federnde Bereich mindestens einen Steg auf. Der Steg begrenzt
die Ausnehmung. Der Steg ist durch eine Verschiebung des inneren
Bereichs zum äußeren Bereich
verformbar. Der Steg kann somit die Funktion eines Biegeelements
aufweisen. Der Steg kann eine kleine Querschnittsfläche zeigen,
sodass die Federkraft gering ist, um einen Federweg zu erzielen.
Weiter kann der Steg alternativ oder zusätzlich einen hohen Wert für die Länge aufweisen,
sodass die Federkraft bei einem Wert für den Federweg gering ist.In
an embodiment
the resilient region has at least one web. The jetty is limited
the recess. The bridge is due to a shift of the inner
Area to the outside area
deformable. The web can thus the function of a bending element
exhibit. The web can show a small cross-sectional area
so that the spring force is low in order to achieve a spring travel.
Furthermore, the web may alternatively or additionally have a high value for the length,
so that the spring force is low at a value for the spring travel.
In
einer Ausführungsform
umfasst der innere Bereich eine weitere Ausnehmung. Die weitere
Ausnehmung ist ausgelegt zur festen Verbindung des Betätigungselements
mit dem inneren Bereich. Das Betätigungselement
kann ohne Spiel mittels der Ausnehmung in dem inneren Bereich der
Feder fixiert sein. Das Betätigungselement
kann mittels eines Klebers, eines Heißklebeverfahrens, einer Presspassung,
einer Einklemmvorrichtung, eines Einrastmechanismus oder eines Einschnappmechanismus
mit dem inneren Bereich mechanisch fest verbunden sein.In
an embodiment
the inner region comprises a further recess. The others
Recess is designed for fixed connection of the actuating element
with the inner area. The actuator
can play without play by means of the recess in the inner area of the
Be fixed spring. The actuator
can by means of an adhesive, a hot glue process, a press fit,
a pinching device, a latching mechanism or a snap mechanism
be mechanically firmly connected to the inner region.
Die
erste Ausnehmung beziehungsweise mindestens eine zusätzliche
Ausnehmung können kreisbogenförmige oder
spiralförmige
Schlitze sein. Die erste beziehungsweise die mindestens eine zusätzliche
Ausnehmung können
konzentrisch oder schräg
zum Mittelpunkt der Feder angeordnet sein. Die Ausnehmung beziehungsweise
die mindestens eine zusätzliche
Ausnehmung können
radial in Richtung des Mittelpunkts des federnden Bereichs ausgerichtet
sein. Damit erhöht
sich mit Vorteil die Steifigkeit der Feder.The first recess or at least one additional recess may be circular or spiral slots. The first or the at least one additional recess may be concentric or be arranged obliquely to the center of the spring. The recess or the at least one additional recess may be aligned radially in the direction of the center of the resilient region. This advantageously increases the stiffness of the spring.
In
einer Ausführungsform
ist der federnde Bereich kreisringförmig.In
an embodiment
the resilient area is circular.
In
einer Ausführungsform
kann die Feder als Stanzteil, Ätz-Formteil oder Spritzgussteil
realisiert sein. Bei der Herstellung als Ätz-Formteil wird eine Maske
auf das ebene Ausgangsmaterial der Feder, wie etwa ein dünnes Blech,
aufgebracht. Die nicht von der Maske geschützten Bereiche des Ausgangsmaterials
werden durch einen Ätzvorgang
entfernt, so dass die von der Maske geschützten Strukturen die Feder
ergeben.In
an embodiment
Can the spring as a stamped part, etching molding or injection molded part
be realized. In the production as an etching molding is a mask
on the flat source material of the spring, such as a thin sheet,
applied. The non-mask protected areas of the starting material
be through an etching process
removed, so that the structures protected by the mask the spring
result.
Als
Material kann die Feder ein Metall, insbesondere ein Federstahl,
oder einen Kunststoff, insbesondere ein Silicon, aufweisen. Das
Silicon kann hoch elastisch sein. Eine Feder aus Kunststoff kann beispielsweise
mittels Spritzguss realisiert sein. Hingegen kann eine Feder aus
einem Metall als Stanzteil, Ätz-Formteil
oder Metall-Spritzgussteil realisiert sein.When
Material, the spring may be a metal, in particular a spring steel,
or a plastic, in particular a silicone. The
Silicon can be highly elastic. A spring made of plastic, for example
be realized by injection molding. On the other hand, a spring can
a metal as a stamped part, etched molding
or metal injection molded part be realized.
Die
Feder kann als Membranfeder realisiert sein. Die Feder kann in einer
Stellung im Wesentlichen eben sein.The
Spring can be realized as a diaphragm spring. The spring can be in one
Position be essentially flat.
In
einer Ausführungsform
umfasst ein Taster die Feder, das Gehäuse und das Betätigungselement.
Das Gehäuse
ist mit dem äußeren Bereich
der Feder verbunden. Das Betätigungselement
ist mit dem inneren Bereich der Feder verbunden.In
an embodiment
a button comprises the spring, the housing and the actuator.
The housing
is with the outer area
connected to the spring. The actuator
is connected to the inner area of the spring.
In
einer Weiterbildung umfasst der Taster einen Magneten, der mit dem
Betätigungselement
verbunden ist. Dazu kann der Magnet am Betätigungselement oder am inneren
Bereich der Feder fest fixiert sein. Weiter umfasst der Taster einen
Halbleiterkörper
mit einem Magnetsensor. Der Magnetsensor kann mit dem Gehäuse fest
verbunden sein. Somit kann der Magnet gegenüber dem Halbleiterkörper verschoben
werden, da der äußere Bereich
der Feder zum inneren Bereich der Feder bewegt werden kann. Der
Magnetsensor dient zur Detektion des vom Magneten erzeugten Magnetfeldes.
Die Feder kann zur Führung
und Rückstellung
des Betätigungselementes
eingesetzt werden.In
In a further development, the pushbutton comprises a magnet, which with the
actuator
connected is. For this purpose, the magnet on the actuator or on the inner
Fixed area of the spring. Furthermore, the button includes a
Semiconductor body
with a magnetic sensor. The magnetic sensor can be fixed to the case
be connected. Thus, the magnet can be displaced with respect to the semiconductor body
be, since the outer area
the spring can be moved to the inner region of the spring. Of the
Magnetic sensor is used to detect the magnetic field generated by the magnet.
The spring can guide
and provision
of the actuating element
be used.
Alternativ
oder zusätzlich
kann der Magnet gegenüber
dem Halbleiterkörper
mittels einer Bewegung des äußeren Bereichs
der Feder zum inneren Bereich der Feder gekippt sein.alternative
or additionally
can the magnet opposite
the semiconductor body
by means of a movement of the outer area
the spring be tilted to the inner portion of the spring.
In
einer Ausführungsform
kann der Taster für die
Erfassung mindestens einer Bewegung des Betätigungselements relativ zum
Gehäuse
aus einer Gruppe, umfassend eine Bewegung parallel zu einer vom äußeren Bereich
der Feder aufgespannten Ebene, eine Bewegung senkrecht zu der vom äußeren Bereich
der Feder aufgespannten Ebene und einer Kippung gegenüber der
vom äußeren Bereich
aufgespannten Ebene, ausgelegt sein.In
an embodiment
can the button for the
Detecting at least one movement of the actuating element relative to
casing
from a group comprising a movement parallel to one from the outer area
the spring-spanned level, a movement perpendicular to that of the outer area
the spring-clamped plane and a tilt against the
from the outer area
spanned level, be designed.
Das
Gehäuse
kann einen Kunststoff oder ein Metall, insbesondere Kupfer oder
Aluminium, aufweisen. Das Betätigungselement
kann einen Kunststoff oder ein Metall, insbesondere Kupfer oder
Aluminium, aufweisen.The
casing
can be a plastic or a metal, especially copper or
Aluminum, have. The actuator
can be a plastic or a metal, especially copper or
Aluminum, have.
Zusammenfassend
hat das vorgeschlagene Prinzip folgende Vorteile: Die Lebensdauer
einer Feder ist vom Material der Feder abhängig. Durch die Verwendung
eines Metall oder eines harten Kunststoffes als Material der Feder
weist die Feder eine hohe Lebensdauer auf. Die Funktionssicherheit
der Feder ist hoch. Das Prinzip ermöglicht eine Anpassung der Federsteifigkeiten
abhängig
von der Baugröße des Tasters,
der Anwendung und der Funktionsanforderungen. Die Feder kann kostengünstig für die Massenproduktion
hergestellt werden. Die Feder ermöglicht eine Bewegung des inneren Bereichs
zum äußeren Bereich
in drei Dimensionen. Zusätzlich
oder alternativ kann die Feder eine Winkeländerung des inneren Bereichs
zum äußeren Bereich
in bis zu drei Dimensionen durchführen. Beispielsweise kann der
innere Bereich gegenüber
dem äußeren Bereich
gekippt sein. Wiederum beispielsweise kann der innere Bereich gegenüber dem äußeren Bereich
gedreht sein. Dabei kann durch die Wahl der ersten Ausnehmung beziehungsweise
von zusätzlichen
Ausnehmungen die Charakteristik der Feder bei einer Verschiebung
des inneren Bereichs zum äußeren Bereich
in einer der drei Dimensionen, einer Verkippung des inneren Bereichs
zum äußeren Bereich
und/oder einer Drehbewegung des inneren Bereichs zum äußeren Bereich
eingestellt werden.In summary
the proposed principle has the following advantages: the lifetime
a spring depends on the material of the spring. By use
a metal or a hard plastic as the material of the spring
the spring has a long service life. The functional safety
the spring is high. The principle allows adaptation of the spring stiffnesses
dependent
on the size of the button,
the application and the functional requirements. The spring can be inexpensive for mass production
getting produced. The spring allows movement of the inner area
to the outer area
in three dimensions. additionally
or alternatively, the spring may be an angular change of the inner region
to the outer area
in up to three dimensions. For example, the
inner area opposite
the outer area
be tilted. Again, for example, the inner area may be opposite the outer area
be turned. It can by the choice of the first recess or
of additional
Recesses the characteristic of the spring in a shift
of the inner area to the outer area
in one of the three dimensions, a tilt of the inner area
to the outer area
and / or a rotational movement of the inner region to the outer region
be set.
Die
Erfindung wird nachfolgend an mehreren Ausführungsbeispielen anhand der
Figuren näher
erläutert.
Funktions- beziehungsweise wirkungsgleiche Strukturen tragen gleiche
Bezugszeichen. Insoweit Strukturen in ihrer Funktion übereinstim men,
wird deren Beschreibung nicht in jeder der folgenden Figuren wiederholt.
Es zeigen:The
Invention will be described below in several embodiments with reference to the
Figures closer
explained.
Functional or equivalent structures carry the same
Reference numerals. Insofar as structures are identical in their function,
the description thereof is not repeated in each of the following figures.
Show it:
1A bis 1H beispielhafte
Ausführungsformen
einer Feder nach dem vorgeschlagenen Prinzip und 1A to 1H exemplary embodiments of a spring according to the proposed principle and
2A und 2B eine
beispielhafte Ausführungsform
eines Tasters nach dem vorgeschlagenen Prinzip. 2A and 2 B an exemplary embodiment of a probe according to the proposed principle.
1A und 1B zeigen
eine beispielhafte Ausführungsform
einer Feder. In 1A ist eine Aufsicht und in 1B eine
dreidimensionale Darstellung der Feder 10 gezeigt. Die
Feder 10 weist einen äußeren Bereich 11,
einen inneren Bereich 12 und einen federnden Bereich 13 auf.
Der federnde Bereich 13 ist zwischen dem inneren Bereich 12 und dem äußeren Bereich 11 angeordnet.
Der federnde Bereich 13 umschließt den inneren Bereich 12.
Hingegen umschließt
der äußere Bereich 11 den
federnden Bereich 13. Der innere Bereich 12 ist
in der Aufsicht als Kreis realisiert. Der federnde Bereich 13 weist
eine erste Ausnehmung 14 auf. In der Ausführungsform
gemäß 1A weist
der federnde Bereich genau eine Ausnehmung, nämlich die erste Ausnehmung 14,
auf. Der federnde Bereich 13 umfasst einen ersten Steg 15.
Der erste Steg 15 verbindet den äußeren Bereich 11 mit
dem inneren Bereich 12. Gemäß 1A umfasst
der federnde Bereich 13 genau einen Steg, nämlich den
ersten Steg 15. Der erste Steg 15 ist als Spirale
realisiert. 1A and 1B show an example te embodiment of a spring. In 1A is a supervision and in 1B a three-dimensional representation of the spring 10 shown. The feather 10 has an outer area 11 , an inner area 12 and a resilient area 13 on. The springy area 13 is between the inner area 12 and the outer area 11 arranged. The springy area 13 encloses the inner area 12 , By contrast, the outer area encloses 11 the resilient area 13 , The inner area 12 is realized in the supervision as a circle. The springy area 13 has a first recess 14 on. In the embodiment according to 1A the resilient region has exactly one recess, namely the first recess 14 , on. The springy area 13 includes a first bridge 15 , The first jetty 15 connects the outer area 11 with the inner area 12 , According to 1A includes the resilient area 13 exactly one footbridge, namely the first footbridge 15 , The first jetty 15 is realized as a spiral.
Der äußere Bereich 11 ist
als Kreisring ausgebildet. Der Kreisring ist geschlossen. Der innere Bereich 12 weist
eine weitere Ausnehmung 16 auf. Die weitere Ausnehmung 16 ist
kreisförmig
realisiert. Somit ist der innere Bereich 12 als Kreisring
ausgebildet.The outer area 11 is designed as a circular ring. The circular ring is closed. The inner area 12 has a further recess 16 on. The further recess 16 is realized circular. Thus, the inner area 12 designed as a circular ring.
Der
Steg 15 hat in der Aufsicht die Breite B. Die Breite B
des Stegs 15 ist konstant. Ein Abstand A zwischen zwei
Umläufen
des spiralförmigen
Stegs 15 ist konstant. Der Abstand A' zwischen dem äußersten Umlauf des spiralförmigen Stegs 15 und
dem äußeren Bereich 11 nimmt
kontinuierlich auf Null ab. Ebenso nimmt der Abstand A' zwischen dem innersten
Umlauf des spiralförmigen
Stegs 15 und dem inneren Bereich 12 kontinuierlich
auf den Wert Null ab. Aufgrund des spiralförmigen ersten Stegs 15 hat
die erste Ausnehmung 14 ebenfalls eine Spiralform. Die Feder 10 ist
konzentrisch realisiert. Der Mittelpunkt des kreisförmigen inneren
Bereichs 12 ist gleichzeitig der Mittelpunkt des kreisringförmigen äußeren Bereichs 11.The jetty 15 has in the supervision the width B. The width B of the web 15 is constant. A distance A between two turns of the spiral web 15 is constant. The distance A 'between the outermost circulation of the spiral web 15 and the outer area 11 decreases continuously to zero. Likewise, the distance A 'between the innermost circulation of the spiral web takes 15 and the inner area 12 continuously down to zero. Due to the spiral-shaped first bridge 15 has the first recess 14 also a spiral shape. The feather 10 is realized concentrically. The center of the circular inner area 12 is at the same time the center of the annular outer area 11 ,
Der
innere Bereich 12 kann gegenüber einer Ebene, die vom äußeren Bereich 11 aufgespannt wird,
verschoben werden. Liegt beispielsweise der äußere Bereich 11 in
der x-y-Ebene eines x-y-z-Koordinatensystems, so kann der innere
Bereich 12 parallel zur x-y-Ebene verschoben werden. Darüber hinaus
kann der innere Bereich 12 in z-Richtung und in -z-Richtung
verschoben werden. Weiter kann der innere Bereich 12 gegenüber dem äußeren Bereich 11 gekippt
werden. Die Flächennormale,
die auf der Fläche
des inneren Bereichs 12 senkrecht steht, kann somit gegenüber der
Flächennormale,
die auf der vom äußeren Bereich 11 aufgespannten
Ebene senkrecht steht, gekippt werden. Die Flächennormale des inneren Bereichs 12 kann
gegenüber
der z-Achse gekippt werden. Die Kraft F, um einen Kippwinkel theta
gegenüber
der z-Achse zu erzielen, ist vorteilhafterweise von der Richtung
der Kippung unabhängig.The inner area 12 may be opposite to a plane that is from the outer area 11 is spanned, be moved. For example, is the outer area 11 in the xy plane of an xyz coordinate system, so can the inner region 12 be moved parallel to the xy plane. In addition, the inner area 12 be moved in z-direction and -z-direction. Next, the inner area 12 opposite the outer area 11 be tilted. The surface normal, which is on the surface of the inner region 12 is perpendicular, thus can be compared to the surface normal, on the outside of the area 11 clamped plane is vertical, tilted. The surface normal of the inner region 12 can be tilted with respect to the z-axis. The force F to achieve a tilt angle theta with respect to the z-axis is advantageously independent of the direction of the tilt.
1B zeigt
die dreidimensionale Darstellung der Feder 10 aus 1A.
Der federnde Bereich 13 hat eine Dicke D. Der äußere Bereich 11 und
der innere Bereich 12 weisen ebenfalls die Dicke D auf. Die
Dicke der Feder 10 ist somit konstant. Die Feder 10 kann
als Stanzteil oder Ätz-Formteil
hergestellt werden. Die Feder 10 ermöglicht eine weiche Anbindung
von einem Betätigungselement
zu einem Gehäuse. 1B shows the three-dimensional representation of the spring 10 out 1A , The springy area 13 has a thickness D. The outer area 11 and the inner area 12 also have the thickness D on. The thickness of the spring 10 is thus constant. The feather 10 can be produced as a stamped part or etching molding. The feather 10 allows a soft connection of an actuator to a housing.
In
einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform ist die Dicke D
des ersten Steges 15 verschieden von der Dicke des äußeren und
des inneren Bereichs 11, 12.In an alternative, not shown embodiment, the thickness D of the first web 15 different from the thickness of the outer and inner regions 11 . 12 ,
1C zeigt
eine weitere beispielhafte Ausführungsform
der Feder, die eine Weiterbildung der in den 1A und 1B gezeigten
Feder ist. Der federnde Bereich 13 umfasst eine zweite
Ausnehmung 21 und einen zweiten Steg 24. Der zweite
Steg 24 ist ebenfalls spiralförmig realisiert. Somit verbinden
zwei spiralförmige
Stege 15, 24 den äußeren Bereich 11 mit
dem inneren Bereich 12. Der äußere Umriss des federnden Bereichs 13 ist
rechteckförmig.
Der äußere Bereich 11 weist
einen rechteckförmigen
Umriss auf. Mit Vorteil ist eine Feder 10 mit einem rechteckförmigen äußeren Umriss
des äußeren Bereichs 11 einfach
in ein rechteckförmiges
Gehäuse
einsetzbar. Durch die Verwendung zweier spiralförmiger Stege 15, 24 ist
die Feder 10 härter
verglichen mit der Feder gemäß 1A und 1B. 1C shows a further exemplary embodiment of the spring, the training in the 1A and 1B shown spring is. The springy area 13 includes a second recess 21 and a second jetty 24 , The second jetty 24 is also realized in a spiral shape. Thus connect two spiral webs 15 . 24 the outer area 11 with the inner area 12 , The outer outline of the resilient area 13 is rectangular. The outer area 11 has a rectangular outline. With advantage is a spring 10 with a rectangular outer contour of the outer area 11 easy to use in a rectangular housing. By using two spiral webs 15 . 24 is the spring 10 harder compared to the spring according to 1A and 1B ,
In
einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform umfasst der federnde
Bereich 13 mehr als zwei spiralförmige Stege.In an alternative, not shown embodiment, the resilient region comprises 13 more than two spiral webs.
1D und 1E zeigen
eine weitere beispielhafte Ausführungsform
einer Feder nach dem vorgeschlagenen Prinzip, die eine Weiterbildung
der in den 1A bis 1C gezeigten
Federn ist. In 1D ist die Feder 10 in
Aufsicht und in 1E in einer dreidimensionalen
Darstellung gezeigt. Der äußere Bereich 11 ist
als Kreisring realisiert. Der innere Bereich 12 umfasst
in der Aufsicht eine Kreisfläche. Der
federnde Bereich 13 ist als Kreisring ausgebildet. Der
innere Bereich 12 weist die weitere Ausnehmung 16 auf.
Die erste Ausnehmung 14 des federnden Bereichs 13 ist
auf einer kreisförmigen
Linie 20 angeordnet, die sich im federnden Bereich 13 befindet. Die
kreisförmige
Linie 20 umschließt
den inneren Bereich 12. Weiter umfasst der federnde Bereich 13 mindestens
eine weitere Ausnehmung, nämlich
eine zweite Ausnehmung 21, die auf der kreisförmigen Linie 20 angeordnet
ist. In der Ausführungsform
gemäß 1D sind
darüber
hinaus eine dritte und eine vierte Ausnehmung 22, 23 auf
der kreisförmigen
Linie 20 angeordnet. Zwischen der Ausnehmung 20 und
der zweiten Ausnehmung 21 befindet sich der erste Steg 15.
Der federnde Bereich 13 umfasst mindestens einen weiteren
Steg, nämlich
den zweiten Steg 24, der sich zwischen der zweiten und
der dritten Ausnehmung 21, 22 befindet. Darüber hinaus
umfasst der federnde Bereich 13 einen dritten und einen
vierten Steg 25, 26 zwischen der dritten und der
vierten Ausnehmung 22, 23 beziehungsweise der
vierten Ausnehmung 23 und der Ausnehmung 20. Die
erste, zweite, dritte und vierte Ausnehmung 14, 21, 22, 23 sind
entlang der kreisförmigen
Linie 20 angeordnet und liegen auf der kreisförmigen Linie 20. 1D and 1E show a further exemplary embodiment of a spring according to the proposed principle, a further development of the in the 1A to 1C shown springs is. In 1D is the spring 10 in supervision and in 1E shown in a three-dimensional representation. The outer area 11 is realized as a circular ring. The inner area 12 includes in the supervision of a circular area. The springy area 13 is designed as a circular ring. The inner area 12 has the further recess 16 on. The first recess 14 of the resilient area 13 is on a circular line 20 arranged in the springy area 13 located. The circular line 20 encloses the inner area 12 , Next includes the resilient area 13 at least one further recess, namely a second recess 21 on the circular line 20 is arranged. In the embodiment according to 1D are also a third and a fourth recess 22 . 23 on the circular line 20 arranged. Between the recess 20 and the second recess 21 is the first footbridge 15 , The springy area 13 comprises at least one further web, namely the second web 24 extending between the second and third recesses 21 . 22 located. In addition, the resilient area includes 13 a third and a fourth bridge 25 . 26 between the third and fourth recesses 22 . 23 or the fourth recess 23 and the recess 20 , The first, second, third and fourth recesses 14 . 21 . 22 . 23 are along the circular line 20 arranged and lie on the circular line 20 ,
Darüber hinaus
umfasst der federnde Bereich 13 mindestens eine zusätzliche
Ausnehmung 28, die auf einer zusätzlichen kreisförmigen Linie 27 angeordnet
ist. Die zusätzliche
kreisförmige
Linie 27 ist von der kreisförmigen Linie 20 umschlossen.
Additiv sind auf der zusätzlichen
kreisförmigen
Linie 27 weitere zusätzliche
Ausnehmungen 29, 30, 31 angeordnet. Ferner
umfasst der federnde Bereich eine dritte, eine vierte und eine fünfte kreisförmige Linie 32, 33, 34.
Die zusätzliche
Linie 28 umschließt
die dritte kreisförmige
Linie 32, die dritte kreisförmige Linie 32 umschließt die vierte
kreisförmige
Linie 33 und die vierte kreisförmige Linie umschließt die fünfte kreisförmige Linie 34.
Die innerste kreisförmige
Linie, nämlich
die fünfte
kreisförmige
Linie 34, umschließt den
inneren Bereich 12. Auf der dritten, vierten und fünften kreisförmigen Linie 32, 33, 34 sind
jeweils vier Ausnehmungen angeordnet. Zwischen den Ausnehmungen 28, 29, 30, 31 auf
der zusätzlichen
kreisförmigen
Linie 27 befinden sich vier Stege. Auch auf den dritten,
vierten und fünften
kreisförmigen
Linien 32 bis 34 befinden sich zwischen den jeweiligen
Ausnehmungen Stege. Darüber
hinaus befinden sich Stege zwischen zwei benachbarten Ausnehmungen zweier
benachbarter kreisförmiger
Linien. Die Stege zwischen Ausnehmungen auf einer der kreisförmigen Linien 20, 27, 32, 33, 34 sind
versetzt zu den Stegen zwischen den Ausnehmungen der jeweils benachbarten
Linie angeordnet. Die erste, zweite, dritte, vierte und die zusätzlichen
Ausnehmungen 14, 21, 22, 23, 28, 29, 30, 31 sind
kreisbogenförmig.
Die Ausnehmungen haben abgerundete Formen.In addition, the resilient area includes 13 at least one additional recess 28 on an additional circular line 27 is arranged. The additional circular line 27 is from the circular line 20 enclosed. Additive are on the additional circular line 27 additional additional recesses 29 . 30 . 31 arranged. Furthermore, the resilient region comprises a third, a fourth and a fifth circular line 32 . 33 . 34 , The additional line 28 encloses the third circular line 32 , the third circular line 32 encloses the fourth circular line 33 and the fourth circular line encloses the fifth circular line 34 , The innermost circular line, namely the fifth circular line 34 encloses the inner area 12 , On the third, fourth and fifth circular line 32 . 33 . 34 each four recesses are arranged. Between the recesses 28 . 29 . 30 . 31 on the additional circular line 27 There are four bridges. Also on the third, fourth and fifth circular lines 32 to 34 are located between the respective recesses webs. In addition, webs are located between two adjacent recesses of two adjacent circular lines. The webs between recesses on one of the circular lines 20 . 27 . 32 . 33 . 34 are arranged offset to the webs between the recesses of the respective adjacent line. The first, second, third, fourth and additional recesses 14 . 21 . 22 . 23 . 28 . 29 . 30 . 31 are circular arc. The recesses have rounded shapes.
Der
federnde Bereich 13 ist in der Aufsicht als Lochplatte
realisiert. Dabei bilden die Ausnehmungen 14, 21, 22, 23, 28, 29, 30, 31 die
Löcher
der Lochplatte. Die Ausnehmungen 14, 21, 22, 23, 28, 29, 30, 31 sind
als Langlöcher
realisiert. Die Ausnehmungen 14, 21, 22, 23, 28, 29, 30, 31 sind
konzentrisch um den Mittelpunkt des federnden Bereichs 13 angeordnet.
Der äußere Bereich 11 kann
in einer x-y-Ebene eines x-y-z-Koordinatensystems liegen. Dabei
ist die Feder 10' spiegelsymmetrisch
zur x-Achse und spiegelsymmetrisch zur y-Achse. Die z-Achse steht
senkrecht auf dem äußeren Bereich 11.
Ohne Verkippung steht die z-Achse auch senkrecht auf dem Mittelpunkt
des inneren Bereichs 12 und auf dem Mittelpunkt des federnden
Bereichs 13. Der federnde Bereich 13 ist drehwinkelsymmetrisch bezüglich einer
Drehung um die z-Achse mit einem Drehwinkel phi. Der Wert des Drehwinkels
phi beträgt 360°:n. In der
Ausführungsform
gemäß 1D nimmt
n den Wert 4 und der Drehwinkel phi 90° an.The springy area 13 is realized in the supervision as a perforated plate. The recesses form 14 . 21 . 22 . 23 . 28 . 29 . 30 . 31 the holes of the perforated plate. The recesses 14 . 21 . 22 . 23 . 28 . 29 . 30 . 31 are realized as slots. The recesses 14 . 21 . 22 . 23 . 28 . 29 . 30 . 31 are concentric around the center of the springy area 13 arranged. The outer area 11 may be in an xy plane of an xyz coordinate system. Here is the spring 10 ' mirror-symmetric to the x-axis and mirror-symmetric to the y-axis. The z-axis is perpendicular to the outer area 11 , Without tilting, the z-axis is also perpendicular to the center of the inner region 12 and on the center of the resilient area 13 , The springy area 13 is rotationally symmetric with respect to a rotation about the z-axis with a rotation angle phi. The value of the rotation angle phi is 360 °: n. In the embodiment according to 1D assumes n the value 4 and the rotation angle phi 90 °.
Der äußere Bereich 11 weist
in der Aufsicht einen ersten Durchmesser D1 auf. Der innere Umriss des äußeren Bereichs 11 besitzt
einen zweiten Durchmesser D2. Der zweite Durchmesser D2 ist somit
der äußere Durchmesser
des federnden Bereichs 13. Der äußere Umriss des inneren Bereichs 12 weist einen
dritten Durchmesser D3 auf. Je geringer der Unterschied zwischen
dem zweiten Durchmesser D2 und dem dritten Durchmesser D3 ist, desto
härter
ist die Feder 10'.The outer area 11 has a first diameter D1 in the plan view. The inner outline of the outer area 11 has a second diameter D2. The second diameter D2 is thus the outer diameter of the resilient region 13 , The outer outline of the inner area 12 has a third diameter D3. The smaller the difference between the second diameter D2 and the third diameter D3, the harder the spring 10 ' ,
1E zeigt
die dreidimensionale Darstellung der Feder 10'. Die Dicke
des Stegs 15 oder eines weiteren Stegs des federnden Bereichs 13 nimmt den
Wert D an. Der innere Bereich 12 sowie der äußere Bereich 11 haben
als Dicke ebenfalls den Wert D. 1E shows the three-dimensional representation of the spring 10 ' , The thickness of the bridge 15 or another bridge of the resilient area 13 takes the value D The inner area 12 as well as the outer area 11 have as thickness also the value D.
Der
innere Bereich 12 kann gegenüber dem äußeren Bereich 11 parallel
zu der vom äußeren Bereich 11 aufgespannten
x-y-Ebene verschoben werden. Insbesondere kann der innere Bereich 12 in
die x-Richtung, –x-Richtung,
y-Richtung und –y-Richtung verschoben
werden. Weiter kann der innere Bereich 12 senkrecht zu
der vom äußeren Bereich 11 aufgespannten
x-y-Ebene verschoben werden. Insbesondere kann der innere Bereich 12 in
z-Richtung und –z-Richtung
verschoben werden. Darüber
hinaus kann der innere Bereich 12 gegenüber der vom äußeren Bereich 11 aufgespannten
x-y-Ebene gekippt werden.The inner area 12 can be compared to the outer area 11 parallel to that of the outer area 11 spanned xy plane to be moved. In particular, the inner area 12 in the x-direction, -x-direction, y-direction and -y direction are shifted. Next, the inner area 12 perpendicular to the outer area 11 spanned xy plane to be moved. In particular, the inner area 12 be moved in z-direction and -z-direction. In addition, the inner area 12 opposite to the outer area 11 tilted xy plane tilted.
Mit
Vorteil ist die Feder 10' gemäß den 1D und 1E härter als
die Feder 10 gemäß den 1A und 1B bei
gleichen Abmessungen des inneren und des äußeren Bereichs 11, 12.Advantageous is the spring 10 ' according to the 1D and 1E harder than the spring 10 according to the 1A and 1B with the same dimensions of the inner and the outer area 11 . 12 ,
Mit
Vorteil weist die Feder 10 eine hohe Robustheit auf, da
ein Bruch eines einzelnen Stegs nicht zum Ausfall der Feder 10' führt. Mit
Vorteil weist die Feder 10' eine
Drehwinkelsymmetrie von 90° auf,
so dass sich der Verlauf der Kraft F für eine Kippung mit einer Periode
von 90° wiederholt.
Somit wird der Benutzer eines Kipptasters mit der Feder 10' hinsichtlich
der Richtungen für
die Kippung geführt.
Der Kipptaster mit der Feder 10' gemäß 1D und 1E kann
bevorzugt in vier Richtungen gekippt werden.Advantageously, the spring 10 a high robustness, since a breakage of a single bridge does not lead to failure of the spring 10 ' leads. Advantageously, the spring 10 ' a rotational angle symmetry of 90 °, so that the course of the force F repeats for a tilt with a period of 90 °. Thus, the user of a toggle button with the spring 10 ' with regard to the directions for the tilting. The rocker switch with the spring 10 ' according to 1D and 1E can preferably be tilted in four directions.
In
einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform nimmt der Faktor
n nicht den Wert 4, wie in den 1D und 1E gezeigt,
sondern die Werte 2 oder 3 oder Werte größer als 4 an.In an alternative embodiment, not shown, the factor n does not take the value 4, as in FIGS 1D and 1E but the values 2 or 3 or values greater than 4 are indicated.
In
einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform weist der federnde
Bereich nicht fünf
kreisförmige
Linien auf, auf denen Ausnehmungen angeordnet sind, sondern eine
bis vier Linien oder mehr als fünf
Linien.In
an alternative, not shown embodiment, the resilient
Area not five
circular
Lines on which recesses are arranged, but one
to four lines or more than five
Lines.
In
einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform ist die erste Ausnehmung 14 nicht
auf der kreisförmigen
Linie 20 angeordnet. Die Ausnehmung 14 kann beispielsweise
schräg
zum Mittelpunkt des federnden Bereichs 13 angeordnet sein.
Alternativ können
die erste, zweite, dritte und vierte Ausnehmung 14, 21, 22, 23 radial
zum Mittelpunkt des federnden Bereichs 13 ausgerichtet
sein. In der radialen Anordnung wird eine hohe Steifigkeit in der x-y-Ebene
erreicht.In an alternative, not shown embodiment, the first recess 14 not on the circular line 20 arranged. The recess 14 may, for example, obliquely to the center of the resilient area 13 be arranged. Alternatively, the first, second, third and fourth recesses 14 . 21 . 22 . 23 radially to the center of the resilient region 13 be aligned. In the radial arrangement, a high rigidity in the xy plane is achieved.
1F bis 1H zeigen
eine weitere beispielhafte Ausführungsform
einer Feder nach dem vorgeschlagenen Prinzip, die eine Weiterbildung
der in den 1A bis 1E gezeigten
Federn ist. In 1F ist die Feder 10'' in Aufsicht, in 1G in
einer Seitenansicht und in 1H in
einer dreidimensionalen Darstellung gezeigt. Darüber hinaus zeigen die Figuren
ein Betätigungselement 80,
das mit der Feder 10'' verbunden ist.
Der federnde Bereich 13 der Feder 10'' weist eine Blattfeder 81 auf.
Wie in 1H gezeigt, verbindet die Blattfeder 81 den
inneren Bereich 12 mit dem äußeren Bereich 11.
Die Blattfeder 81 verbindet einen ersten Bereich 82 des äußeren Bereichs 11 mit
dem inneren Bereich 12 sowie den inneren Bereich 12 mit
einem zweiten Bereich 83 des äußeren Bereichs 11.
Der äußere Bereich 11 ist
in der Aufsicht als Kreisring realisiert. Der erste Bereich 82 liegt
somit dem zweiten Bereich 83 gegenüber. Der innere Bereich 12 ist
in der Mitte des äußeren Bereichs 11 angeordnet.
Die Blattfeder 81 weist näherungsweise Geradenabschnitte
im Umriss auf. 1F to 1H show a further exemplary embodiment of a spring according to the proposed principle, a further development of the in the 1A to 1E shown springs is. In 1F is the spring 10 '' in supervision, in 1G in a side view and in 1H shown in a three-dimensional representation. In addition, the figures show an actuating element 80 that with the spring 10 '' connected is. The springy area 13 the feather 10 '' has a leaf spring 81 on. As in 1H shown, connects the leaf spring 81 the inner area 12 with the outer area 11 , The leaf spring 81 connects a first area 82 of the outer area 11 with the inner area 12 as well as the inner area 12 with a second area 83 of the outer area 11 , The outer area 11 is realized in the supervision as a circular ring. The first area 82 is thus the second area 83 across from. The inner area 12 is in the middle of the outer area 11 arranged. The leaf spring 81 has approximately straight line sections in the outline.
Die
Blattfeder 81 ist als Blattfederpaar ausgebildet. Dazu
weist die Blattfeder 81 einen ersten und einen zweiten
Blattfedersteg 84, 85 auf. Die Hauptrichtung des
ersten Blattfederstegs 84 ist parallel zu der Hauptrichtung
des zweiten Blattfederstegs 85. Der erste und der zweite
Blattfedersteg 84, 85 ist in der Aufsicht näherungsweise
rechteckförmig.
Die Übergänge vom
ersten und zweiten Blattfedersteg 84, 85 zum äußeren Bereich 11 sind
abgerundet. Dadurch wird die Herstellung vereinfacht und eine Kerbwirkung
vermieden, die zu Ausfällen
führen
könnte.The leaf spring 81 is designed as a leaf spring pair. For this purpose, the leaf spring 81 a first and a second leaf spring bar 84 . 85 on. The main direction of the first leaf spring bar 84 is parallel to the main direction of the second leaf spring bar 85 , The first and the second leaf spring bar 84 . 85 is approximately rectangular in plan. The transitions from the first and second leaf spring bar 84 . 85 to the outer area 11 are rounded. This simplifies manufacture and avoids a notch effect that could lead to failures.
Darüber hinaus
umfasst die Feder 10'' eine weitere
Blattfeder 86. Die weitere Blattfeder 86 ist ebenfalls
als Blattfederpaar realisiert. Die zweite Blattfeder 86 weist
somit einen dritten und einen vierten Blattfedersteg 87, 88 auf.
Die Hauptrichtung des dritten Blattfederstegs 87 ist parallel
zu der Hauptrichtung des vierten Blattfederstegs 88. Die
weitere Blattfeder 86 verbindet einen dritten Bereich 89 des äußeren Bereichs 11 mit
einem vierten Bereich 90 des äußeren Bereichs 11.
Der Schnittpunkt zwischen der Blattfeder 81 und der weiteren
Blattfeder 86 liegt im inneren Bereich 12. Wie
in 1H gezeigt, bilden die Blattfeder 81 sowie
die weitere Blattfeder 86 die weitere Ausnehmung 16 im
inneren Bereich 12. Die Dimensionen der weiteren Ausnehmung 16 werden durch
den ersten, den zweiten, den dritten und den vierten Blattfedersteg 84, 85, 87, 88 vorgegeben.
Der erste, der zweite, der dritte und der vierte Bereich 82, 83, 89, 90 sind
gleichmäßig auf
dem Kreisring des äußeren Bereichs 11 verteilt.
Die Blattfeder 81 bildet einen 90°-Winkel zu der weiteren Blattfeder 86.In addition, the spring includes 10 '' another leaf spring 86 , The other leaf spring 86 is also realized as a leaf spring pair. The second leaf spring 86 thus has a third and a fourth leaf spring bar 87 . 88 on. The main direction of the third leaf spring bar 87 is parallel to the main direction of the fourth leaf spring bar 88 , The other leaf spring 86 connects a third area 89 of the outer area 11 with a fourth area 90 of the outer area 11 , The intersection of the leaf spring 81 and the other leaf spring 86 lies in the inner area 12 , As in 1H shown form the leaf spring 81 and the other leaf spring 86 the further recess 16 in the inner area 12 , The dimensions of the additional recess 16 be through the first, the second, the third and the fourth leaf spring bar 84 . 85 . 87 . 88 specified. The first, the second, the third and the fourth area 82 . 83 . 89 . 90 are even on the annulus of the outer area 11 distributed. The leaf spring 81 forms a 90 ° angle to the other leaf spring 86 ,
Wie
in der Seitenansicht gemäß 1G sowie
in der dreidimensionalen Ansicht gemäß 1H ersichtlich,
umfasst die Feder 10'' ein erstes
und ein zweites Federelement 91, 92. Das erste
Federelement 91 weist die Blattfeder 81 auf. Das
zweite Federelement 92 umfasst die weitere Blattfeder 86.
Der äußere Bereich 11 der
Feder 10'' umfasst einen Kreisring
des ersten Federelements 91 sowie einen Kreisring des zweiten
Federelements 92, die aufeinander aufgebracht sind. Das
erste und das zweite Federelement 91, 92 können identisch
realisiert sein. Zur Herstellung der Feder 10'' werden das erste Federelement 91 gegenüber dem
zweiten Federelement 92 derart um einen Drehwinkel gedreht
aufgebracht, dass die Blattfeder 91 den Winkel von 90° zur weiteren
Blattfeder 86 bildet. Zur Befestigung des ersten Federelements 91 auf
dem zweiten Federelement 92 weisen die beiden Federelemente 91, 92 Verstärkungen 93 bis 96 des äußeren Bereichs 11 auf.
Die Verstärkungen 93 bis 96 umfassen
jeweils eine Justageausnehmung 97 bis 100. Wenn
die Justageausnehmungen 97 bis 100 im ersten Federelement 91 unter
den Justageausnehmungen im zweiten Federelement liegen, kann mittels
eines nicht gezeigten Stifts in den Justageausnehmungen das erste
mit dem zweiten Federelement 91, 92 fest fixiert werden.As in the side view according to 1G as well as in the three-dimensional view according to 1H can be seen, includes the spring 10 '' a first and a second spring element 91 . 92 , The first spring element 91 has the leaf spring 81 on. The second spring element 92 includes the further leaf spring 86 , The outer area 11 the feather 10 '' includes a circular ring of the first spring element 91 and a circular ring of the second spring element 92 which are applied to each other. The first and the second spring element 91 . 92 can be realized identically. For the production of the spring 10 '' become the first spring element 91 opposite the second spring element 92 applied so rotated by a rotation angle that the leaf spring 91 the angle of 90 ° to the other leaf spring 86 forms. For attachment of the first spring element 91 on the second spring element 92 have the two spring elements 91 . 92 reinforcements 93 to 96 of the outer area 11 on. The reinforcements 93 to 96 each comprise an adjustment recess 97 to 100 , If the adjustment recesses 97 to 100 in the first spring element 91 lie under the Justageausnehmungen in the second spring element, by means of a pin, not shown, in the Justageausnehmungen the first with the second spring element 91 . 92 firmly fixed.
Das
Betätigungselement 80 ist
zylinderförmig
ausgeführt.
Das Betätigungselement 80 weist
einen ersten und einen zweiten Zylinderkörper 101, 102 auf.
Der erste Zylinderkörper 101 ist
mit dem zweiten Zylinderkörper 102 verbunden.
Der erste Zylinderkörper 101 ist
spielfrei in die weitere Ausnehmung 16 eingefügt. Der
erste Zylinderkörper 101 hat einen
kleineren Durchmesser als der zweite Zylinderkörper 102. Zwischen
der Blattfeder 81 und der weiteren Blattfeder 86 ist
das Betätigungselement 80 spielfrei
fixiert und wird durch die Blattfeder 81 beziehungsweise
die weitere Blattfeder 86 in die Nulllage zurückgestellt.The actuator 80 is cylindrical. The actuator 80 has a first and a second cylinder body 101 . 102 on. The first cylinder body 101 is with the second cylinder body 102 connected. The first cylinder body 101 is backlash in the further recess 16 inserted. The first cylinder body 101 has a smaller diameter than the second cylinder body 102 , Between the leaf spring 81 and the other leaf spring 86 is the actuator 80 fixed without play and is replaced by the leaf spring 81 or the other leaf spring 86 returned to the zero position.
Eine
Kraft F auf eine Oberfläche
des zweiten Zylinderkörpers 102 wird
auf den Biegebalken 81 und den weiteren Biegebalken 86 übertragen.
Die erste und der zweite Blattfedersteg 84, 85 weist
die Breite B und die Dicke D auf. Die Federkonstante hängt somit
von der Breite B und der Dicke D des ersten, zweiten, dritten und
vierten Blattfederstegs 84, 85, 87, 88 sowie
von der Länge
der Blattfeder 81, 86 ab. Die Länge der
Blattfeder 81, 86 wiederum ist abhängig von
dem Wert des zweiten und des dritten Durchmessers D2, D3.A force F on a surface of the second cylinder body 102 is on the bending beam 81 and the other bending beam 86 transfer. The first and the second leaf spring bar 84 . 85 indicates the width B and the thickness D on. The spring constant thus depends on the width B and the thickness D of the first, second, third and fourth leaf spring web 84 . 85 . 87 . 88 as well as the length of the leaf spring 81 . 86 from. The length of the leaf spring 81 . 86 again depends on the value of the second and third diameters D2, D3.
In
einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform kann die Feder 10'' einstückig realisiert sein, wobei
der erste, zweite, dritte und vierte Blattfedersteg 84, 85, 87, 88 entsprechend
den in 1E gezeigten Blattfederstegen
realisiert ist.In an alternative, not shown embodiment, the spring 10 '' be realized in one piece, wherein the first, second, third and fourth leaf spring bar 84 . 85 . 87 . 88 according to the in 1E shown leaf spring webs is realized.
2A zeigt
eine beispielhafte Ausführungsform
eines Tasters, der eine Feder gemäß einer der in den 1A bis 1H gezeigten
Ausführungen
umfasst. Der Taster 110 weist die Feder 10 und das
Betätigungselement 80 auf,
das fest mit dem inneren Bereich 12 verbunden ist. Weiter
umfasst der Taster 110 einen Magneten 111, der
mit dem Betätigungselement 80 verbunden
ist. Der Magnet 111 ist zwischen dem Betätigungselement 80 und
dem inneren Bereich 12 angeordnet. Der Taster 110 weist
ein Gehäuse 112 auf,
das mit dem äußeren Bereich 11 der
Feder 10 verbunden ist. Die Verbindung von dem Gehäuse 112 zum äußeren Bereich 11 kann
mittels Kleber oder mittels Einklemmen des äußeren Bereichs 11 erfolgen. 2A shows an exemplary embodiment of a push button, the spring according to one of the in the 1A to 1H includes shown embodiments. The button 110 shows the spring 10 and the actuator 80 on, stuck with the inner area 12 connected is. Next includes the button 110 a magnet 111 that with the actuator 80 connected is. The magnet 111 is between the actuator 80 and the inner area 12 arranged. The button 110 has a housing 112 on that with the outer area 11 the feather 10 connected is. The connection of the housing 112 to the outer area 11 can be done by glue or by pinching the outer area 11 respectively.
Mit
dem Gehäuse 112 ist
ein Halbleiterkörper 113 fest
verbunden. Die Verbindung kann dadurch realisiert sein, dass der
Taster 110 einen Träger 114 aufweist,
der einerseits fest mit dem Gehäuse 112 und
andererseits fest mit dem Halbleiterkörper 113 verbunden
ist. Der Träger 114 weist
eine Leiterplatte, englisch printed circuit board, auf. Somit ist über die Feder 10 der
Magnet 111 beweglich gegenüber dem Halbleiterkörper 113 angeordnet.
Der Halbleiterkörper 113 umfasst
mindestens einen ersten Magnetsensor 115. Der erste Magnetsensor 115 detektiert das
vom Magneten 113 erzeugte Magnetfeld BM. Zur Detektion
einer Verschiebung und/oder einer Verkippung des Betätigungselements 80 in
dem Gehäuse 112 kann
beispielsweise der Halbleiterkörper 113 den
ersten Magnetsensor 115 sowie einen zweiten, einen dritten
und einen vierten Magnetsensor 116 bis 118 umfassen.
Die Feder 10 ist somit über
ihre Außenkontur
mit dem Gehäuse 112 und
damit mit der Leiterplatte 114 verbunden. Die weitere Ausnehmung 16 im
inneren Bereich 12 kann als Bohrung realisiert sein. Die
Ausnehmung 16 befindet sich somit im Zentrum der Feder 10.
Die Ausnehmung 16 dient zur Aufnahme des Betätigungselements 80.With the housing 112 is a semiconductor body 113 firmly connected. The connection can be realized by the button 110 a carrier 114 has, on the one hand firmly with the housing 112 and on the other hand fixed to the semiconductor body 113 connected is. The carrier 114 has a printed circuit board, English printed circuit board, on. Thus, over the spring 10 the magnet 111 movable with respect to the semiconductor body 113 arranged. The semiconductor body 113 includes at least a first magnetic sensor 115 , The first magnetic sensor 115 detects that from the magnet 113 generated magnetic field BM. For detecting a displacement and / or a tilting of the actuating element 80 in the case 112 For example, the semiconductor body 113 the first magnetic sensor 115 and second, third and fourth magnetic sensors 116 to 118 include. The feather 10 is thus about its outer contour with the housing 112 and thus with the circuit board 114 connected. The further recess 16 in the inner area 12 can be realized as a bore. The recess 16 is thus in the center of the spring 10 , The recess 16 serves to accommodate the actuating element 80 ,
2B zeigt
die beispielhafte Ausführungsform
des Tasters gemäß 2A in
einer gegenüber der
z-Achse gekippten Stellung. Der Taster 110 kann eine Kippbewegung
durchführen,
bei der das Betätigungselement 80 und
der Magnet 111 gegenüber dem
Gehäuse 112,
dem Träger 114 und
dem Halbleiterkörper 113 kippbar
ist. Mit der Kippbewegung kann zum Beispiel ein Feld auf einer Anzeige
ausgewählt werden.
Weiter kann der Taster 110 eine Druckbewegung durchführen, bei
der der Abstand des Betätigungselements 80 und
des Magnets 111 gegenüber dem
Träger 114 und
dem Halbleiterkörper 113 verringert
wird. Mit der Druckbewegung kann beispielsweise eine Eingabe bestätigt werden.
Der Benutzer kann somit eine Kipp- und Druckbewegung durchführen. 2 B shows the exemplary embodiment of the button according to 2A in a tilted position with respect to the z-axis. The button 110 can perform a tilting movement, in which the actuating element 80 and the magnet 111 opposite the housing 112 , the carrier 114 and the semiconductor body 113 is tiltable. With the tilting movement, for example, a field may be selected on a display. Next, the button 110 perform a pressure movement, wherein the distance of the actuating element 80 and the magnet 111 opposite the carrier 114 and the semiconductor body 113 is reduced. With the pressure movement, for example, an input can be confirmed. The user can thus perform a tilting and pushing movement.
Der
Taster 110 kann in einem elektronischen Gerät verwendet
werden. Ein derartiges elektronisches Gerät kann beispielsweise ein Gerät zur mobilen
Kommunikation, ein Rechner, insbesondere ein Laptop, oder ein Pocket-PC
sein. Der Taster 110 kann zur Navigation eines Mauszeigers
an dem Display des Gerätes
und zur Selektion der Position der Anzeige durch Knopfdruck ausgelegt
sein.The button 110 can be used in an electronic device. Such an electronic device may be, for example, a device for mobile communication, a computer, in particular a laptop, or a pocket PC. The button 110 can be designed to navigate a mouse pointer on the display of the device and to select the position of the display by pressing a button.
Die
Feder 10 kann so realisiert sein, dass eine große Elastizität senkrecht
zur Oberfläche
der Feder 10 für
die Schaltfunktion des Tasters 110 zur Verfügung steht.The feather 10 can be realized so that a large elasticity perpendicular to the surface of the spring 10 for the switching function of the button 110 is available.
In
einer Ausführungsform
weist ein Taster 110 mit einer Feder 10, welche
einen spiralförmigen Steg 15 aufweist,
eine Blechlinse 119 auf. Mittels der Blechlinse 119 kann
eine Schaltfunktion realisiert werden. Die Blechlinse 119 kann
ein innen hohler Metallkörper
sein. Ein derartiger Taster 110 kann zum Ermitteln einer
Druckbewegung ausgelegt sein.In one embodiment, a button 110 with a spring 10 which has a spiraling bridge 15 has, a sheet metal lens 119 on. By means of the sheet metal lens 119 a switching function can be realized. The sheet metal lens 119 may be an inside hollow metal body. Such a button 110 can be designed to determine a pressure movement.
In
einer Ausführungsform
weist der Taster 110 keine Blechlinse 119 auf.In one embodiment, the button has 110 no sheet metal lens 119 on.
Die
Elastizität
des Werkstoffes der Feder 10, 10', 10'' bewirkt
eine reproduzierbare Rückstellung des
Betätigungselements 80 in
die Mittellage. Mittels der ersten Ausnehmung 14 beziehungsweise
den Ausnehmungen 21, 22, 23, 28, 29, 30, 31 kann
die Federsteifigkeit der Feder 10, 10', 10'' eingestellt werden. Somit können unterschiedliche
Federsteifigkeiten entsprechend den Abmessungen des Tasters 110 realisiert
werden. Die Form der ersten Ausnehmung 14 beziehungsweise
der weiteren Ausnehmungen 21, 22, 23, 28, 29, 30, 31 definiert
die Form des ersten Steges 15 und der weiteren Stege 24, 25, 26. Der
erste Steg 15 sowie die weiteren Stege 24, 25, 26 sind
schmal. Der erste Steg 15 sowie die weiteren Stege 24, 25, 26 wirken
wie Biegeträger,
die sich zufolge der Verschiebung des Betätigungselements 80 zum
Gehäuse 112 verformen.
Wird das Betätigungselement 80 losgelassen,
so nimmt die Feder 10, 10', 10'' aufgrund
der Elastizität
des Federmaterials wieder die ursprüngliche Form an. Der federnde
Bereich 13 kann asymmetrisch realisiert sein, sodass der Taster 110 ausgelegt
ist, den Benutzer in seinen Bewegungen zu führen.The elasticity of the material of the spring 10 . 10 ' . 10 '' causes a reproducible return of the actuator 80 in the middle position. By means of the first recess 14 or the recesses 21 . 22 . 23 . 28 . 29 . 30 . 31 can the spring stiffness of the spring 10 . 10 ' . 10 '' be set. Thus, different spring stiffness corresponding to the dimensions of the probe 110 will be realized. The shape of the first recess 14 or the other recesses 21 . 22 . 23 . 28 . 29 . 30 . 31 defines the shape of the first bridge 15 and the other bridges 24 . 25 . 26 , The first jetty 15 as well as the other bridges 24 . 25 . 26 are slim. The first jetty 15 as well as the other bridges 24 . 25 . 26 Act like bending beams, according to the displacement of the actuator 80 to the housing 112 deform. Will the actuator 80 let go, so take the spring 10 . 10 ' . 10 '' due to the elasticity of the spring material back to the original shape. The springy area 13 can be realized asymmetrically, so the button 110 is designed to guide the user in his movements.
In
einer nicht gezeigten Ausführungsform können der
erste, zweite, dritte und vierte Steg 15, 24, 25, 26 rotationssymmetrisch
angeordnet sein. Dadurch ergibt sich mit Vorteil ein symmetrischer Aufbau
beispielsweise für
die Anwendung des Tasters 110 als Mauszeiger.In an embodiment not shown, the first, second, third and fourth bridge 15 . 24 . 25 . 26 be arranged rotationally symmetrical. This results in an advantageous symmetrical structure, for example, for the application of the probe 110 as a mouse pointer.
-
10,
10', 10''10
10 ', 10' '
-
Federfeather
-
1111
-
äußerer Bereichouter area
-
1212
-
innerer
Bereichinternal
Area
-
1313
-
federnder
Bereichspringy
Area
-
1414
-
erste
Ausnehmungfirst
recess
-
1515
-
erster
Stegfirst
web
-
1616
-
weitere
AusnehmungFurther
recess
-
2020
-
kreisförmige Liniecircular line
-
2121
-
zweite
Ausnehmungsecond
recess
-
2222
-
dritte
Ausnehmungthird
recess
-
2323
-
vierte
Ausnehmungfourth
recess
-
2424
-
zweiter
Stegsecond
web
-
2525
-
dritter
Stegthird
web
-
2626
-
vierter
Stegfourth
web
-
2727
-
zusätzliche
kreisförmige
Linieadditional
circular
line
-
28,
29, 30, 3128
29, 30, 31
-
zusätzliche
Ausnehmungadditional
recess
-
3232
-
dritte
kreisförmige
Liniethird
circular
line
-
3333
-
vierte
kreisförmige
Liniefourth
circular
line
-
3434
-
fünfte kreisförmige Liniefifth circular line
-
8080
-
Betätigungselementactuator
-
8181
-
Blattfederleaf spring
-
8282
-
erster
Bereichfirst
Area
-
8383
-
zweiter
Bereichsecond
Area
-
8484
-
erster
Blattfederstegfirst
Leaf spring bar
-
8585
-
zweiter
Blattfederstegsecond
Leaf spring bar
-
8686
-
weitere
BlattfederFurther
leaf spring
-
8787
-
dritter
Blattfederstegthird
Leaf spring bar
-
8888
-
vierter
Blattfederstegfourth
Leaf spring bar
-
8989
-
dritter
Bereichthird
Area
-
9090
-
vierter
Bereichfourth
Area
-
9191
-
erstes
Federelementfirst
spring element
-
9292
-
zweites
Federelementsecond
spring element
-
93,
94, 95, 9693
94, 95, 96
-
Verstärkungreinforcement
-
97,
98, 99, 10097
98, 99, 100
-
JustageausnehmungJustageausnehmung
-
101101
-
erster
Zylinderfirst
cylinder
-
102102
-
zweiter
Zylindersecond
cylinder
-
110110
-
Tasterbutton
-
111111
-
Magnetmagnet
-
112112
-
Gehäusecasing
-
113113
-
HalbleiterkörperSemiconductor body
-
114114
-
Trägercarrier
-
115115
-
erster
Magnetfeldsensorfirst
magnetic field sensor
-
116116
-
zweiter
Magnetfeldsensorsecond
magnetic field sensor
-
117117
-
dritter
Magnetfeldsensorthird
magnetic field sensor
-
118118
-
vierter
Magnetfeldsensorfourth
magnetic field sensor
-
119119
-
Blechlinsesheet metal lens
-
A,
A', A''A,
A ', A' '
-
Abstanddistance
-
BB
-
Breitewidth
-
BMBM
-
Magnetfeldmagnetic field
-
DD
-
Dickethickness
-
D1D1
-
erster
Durchmesserfirst
diameter
-
D2D2
-
zweiter
Durchmessersecond
diameter
-
D3D3
-
dritter
Durchmesserthird
diameter
-
FF
-
Kraftforce
-
thetatheta
-
Kippwinkeltilt angle
-
phiphi
-
Drehwinkelangle of rotation
