DE4033591A1

DE4033591A1 - Vorrichtung zur darstellung taktiler informationen

Info

Publication number: DE4033591A1
Application number: DE19904033591
Authority: DE
Inventors: Eugen Dipl Ing Schaefer
Original assignee: METEC INGENIEURGESELLSCHAFT MB
Current assignee: METEC INGENIEURGESELLSCHAFT MB
Priority date: 1990-10-24
Filing date: 1990-10-24
Publication date: 1992-04-30
Also published as: DE4213552A1

Description

In der Offenlegungsschrift DE 38 11 406 A1 und an anderen Stellen sind Vorrichtungen zur Darstellung taktiler Informationen be schrieben, bei denen der Antrieb der Taststifte durch piezo-elek trische Biegewandler (Bimorph-Streifen) erfolgt. Es werden ver schiedene Arten der Einspannung und verschiedene Biegewandler be schrieben, wobei üblicherweise zwei Möglichkeiten der elektri schen Ansteuerung des Bimorphs verwendet werden: Entweder werden die beiden Außenseiten durch eine Umkontaktierung verbunden, wo durch gleichzeitig eine Seite des Wandlers in Polarisationsrich tung, die andere gegen die Polarisationsrichtung angesteuert wird (d. h. eine Seite wird verkürzt. die andere verlängert), oder es wird eine Ansteuerung gewählt, bei der nur jeweils eine Seite des Bimorphs angesteuert wird mit einer höheren Spannung, je nach ge wünschter Bewegungsrichtung.

In beiden Fällen werden üblicherweise die Außenelektrode der Kera mikelemente durch Anlöten eines Drähtchens kontaktiert. Keramik- Material ist aber sehr empfindlich bei lokaler Wärmeeinbringung, die Temperaturen in der Größenordnung der Curie-Temperatur des Ke ramik-Materials voraussetzt.

In DE 38 11 406 A1 ist zwar für die erste Art der Ansteuerung eine geeignete Kontaktierung vorgeschlagen, indem eine Lagerstel le gleichzeitig als elektrischer Kontakt ausgebildet wird.

Für eine Anwendung der einseitigen Ansteuerung wird folgende Lö sung vorgeschlagen, die fertigungstechnische Vorteile hat und gleichzeitig die lokale Materialbeschädigung der Keramik vermei det.

Zum Antrieb der taktilen Punkte werden Bimorph-Streifen verwen det, die seriell polarisiert sind, so daß an der einen Außenelek trode ein positiver Pol, an der anderen ein negativer Pol und an der Mittelelektrode ein + und - Pol angeordnet sind. Wird nun die Mittelelektrode mit der positiven Spannung angesteuert, so er fährt die untere Keramikschicht bekanntlich ein elektrisches Feld, das den Streifen in Längsrichtung kontrahiert und zur nega tiven Elektrode hin biegt. Wird die Mittelelektrode mit dem nega tiven Pol verbunden, so biegt sich der Streifen in Richtung des positiven Pols. Die Keramik wird nur in Polarisationsrichtung be aufschlagt, Depolarisationseffekte können nicht entstehen.

Die Kontaktierung und Einspannung des Bimorphs erfolgt nun vor teilhaft derart, daß ein ebenes Kontaktplättchen (1) in das Gehäu se (2) eingelegt wird, an das der Verbindungsdraht zur Ansteuer elektronik angeschweißt wurde. Auf diese untere, vorzugsweise ebene Kontaktfeder wird der Bimorph-Streifen (3) aufgelegt und mit einer zweiten, gewellten Kontaktfeder (4) mit angeschweißtem Drahtstück im Gehäuse verspannt.

Die Kontaktierung der Mittelelektrode kann nun - je nach Bauform - entweder wiederum durch eine Kontaktfeder, die auf die Mittel elektrode aufgeschnappt wird, oder durch eine Feder, die die Mit telelektrode gleichzeitig gegen die Gehäuse verspannt, oder auch durch Anlöten, Schweißen oder Kleben mit Leitkleber an der metal lischen oder metallisierten Mittelelektrode erfolgen.

Bei einer üblichen Ausführung eines taktilen Zeichens (Braille-Mo dul) sind nun jeweils 2×4 Punkte nebeneinander angeordnet, wo durch sich die in DE 24 57 073 erstmals beschriebene, stufenweise Anordnung der Betätigungselemente ergibt und deren paarweise An ordnung. In vorteilhafter Weise können nun bei der oben beschrie benen Ansteuerung die Außenelektroden von zwei nebeneinander lie genden Bimorphs mit je einer gemeinsamen Feder kontaktiert wer den, so daß z. B. mit insgesamt 4 unteren und 4 oberen Federn alle 8 Bimorphs eines üblichen 8-Punkt-Braille-Zeichens außen kon taktiert werden können; lediglich die Mittelelektroden sind je weils einzeln zu kontaktieren, vorzugsweise z. B. durch Löten oder Kleben mit Leitkleber auf eine zwischen den Streifen mittig angeordnete Leiterplatte.

Claims

1. Vorrichtung zur Darstellung taktiler Zeichen, bestehend aus einem Gehäuse mit einem oder mehreren Piezo-Biegewandlern zum An trieb von Taststiften und einer Ansteuerelektronik, dadurch ge kennzeichnet,

- daß die Biegewandler an einem Ende fest eingespannt sind und die Einspannung durch Kontaktfedern erfolgt, deren eine gleichzei tig die Plus-Seite des Bimorphs und deren andere die Minus-Seite mit der Ansteuerung verbindet, und deren Mittelelektrode eben falls auf geeignete Weise mit der Ansteuerelektronik verbunden wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei nebeneinander angeordnete Biegewandler durch eine gemeinsame Fe der auf der Plus-Seite und eine zweite gemeinsame Feder auf der Minus-Seite kontaktiert werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Außenpole der Biegewandler einer Vorrichtung auf ein mittleres Potential einer Ansteuerschaltungsvariante gelegt wer den, während jede einzelne Mittelelektrode durch die Elektronik mit der hohen Spannung oder dem Null-Potential verbunden werden kann, je nach gewünschter Biegerichtung.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Plus-Pole der Biegewandler mit der hohen Spannung, die Mi nus-Pole der Biegewandler mit dem Null-Potential und die Mittel elektrode über die Ansteuerelektronik entweder mit Plus oder mit Null verbunden werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelelektrode eines Biegewandlers über eine Kontaktfeder mit der Ansteuerelektronik verbunden wird, wobei diese Feder auf die Mittelelektrode aufgeklemmt wird und entweder auf einer Leiterplatte angelötet ist oder über einen an der Feder befestig ten Draht mit der Elektronik verbunden wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelelektrode mittels einer Kontaktfeder im Gehäuse festge klemmt wird, wobei die Kontaktfeder über einen daran befestigten Draht oder auf andere geeignete Weise mit der Ansteuerung elek trisch verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedern als ebene, gewölbte oder gewellte Federn aus geführt sind und mit einem Drahtstück elektrisch leitend verbun den sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an stelle einer gewölbten oder gewellten Feder ein elastischer, elek trisch leitender Kunststoff als Federelement verwendet wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft der Kunststoff-Feder durch Einstecken eines Drahtendes erhöht wird, wobei der Draht gleichzeitig die Verbindung zur An steuerung herstellt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedern aus Federdraht hergestellt werden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedern aus Federband hergestellt werden.