ES2882376T3 - Unidad de mando para un aparato, especialmente para un componente de vehículo - Google Patents
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Abstract
Unidad de mando para un aparato, por ejemplo, para un componente de vehículo, especialmente una interfaz hombre-máquina (MMI o HMI), con - una carcasa (12) que presenta un elemento de mando (14) con un área de mando (16), como por ejemplo, una pantalla táctil o un panel táctil o una pantalla o una placa de recubrimiento de una pantalla táctil o de una pantalla y que está prevista para la fijación dentro de / a un aparato, especialmente a un tablero de instrumentos de vehículo o una consola central de vehículo, - estando el elemento de mando (14) soportado de forma elástica dentro de la carcasa (12), - un sensor (20) para detectar un accionamiento del elemento de mando (14), - un actuador (24,24a,24b,24d) para la estimulación mecánica del elemento de mando (14) que se produce al detectarse un accionamiento del elemento de mando (14) y - una masa de compensación (30,30a) que está montada de forma móvil dentro de / en la carcasa (12), - pudiendo ser estimulada mecánicamente la masa de compensación (30,30a) al detectarse un accionamiento del elemento de mando (14) por el o por un actuador, - pudiendo ser movida la masa de compensación (30,30a) para compensar y/o evitar y/o amortiguar de manera sustancial las fuerzas que como consecuencia del movimiento del elemento de mando (14) que se produce al activarse el actuador (24,24a,24b,24d) actúan sobre la carcasa (12), caracterizada por que - el actuador (24,24a,24b,24d) está provisto de - una banda de soporte (32,32a) que comprende un material elástico, especialmente acero para resortes a, con una primera superficie exterior (42) y una segunda superficie exterior (44), - presentando la banda de soporte (32,32a) al menos un grupo de subdivisión (38) formado por una primera sección de sujeción (40), una segunda sección de sujeción (44) y una primera sección intermedia (48) dispuesta entre las dos secciones de sujeción (40,44), estando dispuestas la primera sección de sujeción (40), la primera sección intermedia (48) y la segunda sección de sujeción (44) sucediéndose en la extensión longitudinal de la banda de soporte (32,32a), - presentando la banda de soporte (32,32a) en varios grupos de subdivisión (38) contiguos en su extensión longitudinal una segunda sección intermedia (50) entre la segunda sección de sujeción (44) de un grupo de subdivisión (38) y la primera sección de sujeción (40) del grupo de subdivisión (38) contiguo, - primeros y segundos elementos piezoeléctricos (34,36) unidos de forma rígida al empuje a la banda de soporte (32,32a), que pueden ser excitados eléctricamente, cada uno de los cuales presenta, visto en el sentido de la extensión longitudinal de la banda de soporte (32,32a), una longitud que, sin excitación eléctrica del elemento piezoeléctrico (34,36) adopta un primer valor de longitud y que con excitación eléctrica adopta un segundo valor de longitud que difiere del primer valor de longitud, - estando dispuesto al menos un primer elemento piezoeléctrico (34) en una primera sección de sujeción (40) de la banda de soporte (32,32a), en la primera superficie exterior (42) de esta, y estando dispuesto al menos un segundo elemento piezoeléctrico (36) en una segunda sección de sujeción (44) de la banda de soporte (32,32a), en la segunda superficie exterior (46) de esta, - estando las primeras secciones intermedias (48) y, si están presentes, las segundas secciones intermedias (50) de la banda de soporte (32,32a), acopladas mecánicamente a la carcasa (12) con el fin de fijar la banda de soporte (32,32a), y - estando acoplada la banda de soporte (32,32a) en una primera sección de sujeción (40) mecánicamente al elemento de mando (14) y, en una segunda sección de sujeción (44) mecánicamente a la masa de compensación (30) y - por que está prevista una unidad de excitación (74), por medio de la cual pueden ser estimulados los elementos piezoeléctricos (34,36) para transferir la banda de soporte (32,32a) de su estado de reposo, en el que el elemento de mando (14) y la masa de compensación (30), que están dispuestos a ambos lados de la banda de soporte (32,32a), presentan una primera distancia entre sí, bajo el desplazamiento del elemento de mando (14) y de la masa de compensación (30) en sentidos opuestos, a un estado de activación en forma de onda y para la transferencia de la banda de soporte (32,32a) del estado de activación de vuelta al estado de reposo.
Description
DESCRIPCIÓN
Unidad de mando para un aparato, especialmente para un componente de vehículo
La invención se refiere a una unidad de mando para un aparato, por ejemplo, para un componente de vehículo. En su forma más general, la invención se refiere a una interfaz hombre-máquina (MMI o HMI) con retroalimentación háptica activa bajo la compensación de fuerzas que actúan hacia fuera, de manera que las vibraciones de la unidad de mando que se producen como resultado de la retroalimentación háptica activa no repercuten de manera desfavorable (por ejemplo, con respecto a la acústica y la mecánica) en el medio ambiente de la unidad de mando.
Los módulos de pantalla en automóviles frecuentemente están dotados de una retroalimentación háptica activa. La activación de la retroalimentación en un área de mando que tiene una masa no despreciable no debe generar ninguna transmisión de fuerza dinámica inadmisible al vehículo, ya que, en función de la situación de instalación, esto puede provocar ruidos parásitos o vibraciones en el vehículo.
Además, la retroalimentación háptica debe ser en gran medida independiente de la elasticidad de la unión de la unidad de mando a su entorno (por ejemplo, el tablero de instrumentos, la consola central).
Un aparato dotado de una retroalimentación háptica activa consiste esencialmente en un elemento de mando con un área de mando, un panel táctil o una pantalla táctil, que a través de un sistema de resortes está fijado de forma elástica a la carcasa del aparato, con un actuador para la desviación del área de mando y con una carcasa que, por ejemplo, está instalada fijamente en un vehículo. En la figura 1 están representadas las fuerzas que actúan en una estructura de aparato de este tipo.
Para generar la retroalimentación háptica, la pantalla es desviada de su posición de reposo con un recorrido x1(t) determinado. La aceleración de la pantalla a1(t) puede adoptar valores de más de 30 m/s2, lo que con una masa de pantalla mu movida de más de 0,5 kg y una masa de carcasa generalmente pequeña m2 conduce a una fuerza dinámica F2(t) no despreciable sobre la fijación del aparato al vehículo.
En el caso de un soporte o una fijación rígidos del aparato (sistema de resortes rígidos c2 ,d2), esta fuerza que varía rápidamente en el tiempo puede causar ruidos o vibraciones inadmisibles en el vehículo.
En el caso de una fijación blanda (sistema de resortes blandos c2 , d2), en cambio, resulta difícil respetar las tolerancias de instalación del aparato en el vehículo. Además, la coordinación del curso de fuerza de actuador FAct(t) requerido eventualmente no es posible por la presencia de un grado de libertad adicional, en concreto, el movimiento de carcasa x2(t) y, por lo tanto, también de frecuencias propias adicionales en el sistema.
Se conoce el modo de querer proporcionar mediante masas de compensación que pueden ser estimulados en sentido contrario al elemento de mando una compensación de las fuerzas ejercidas sobre la carcasa, que a causa de la estimulación mecánica del elemento de mando actúan sobre la carcasa. Para el hardware correspondiente (actuador y masa de compensación, así como sistemas de resortes) se requiere espacio de construcción dentro de la carcasa.
Una unidad de mando para un aparato, especialmente para un componente de vehículo, según el preámbulo de la reivindicación 1 o 13, se conoce por el documento US-A-2011/276878.
La invención tiene el objetivo de proporcionar un concepto, mejorado con respecto a la generación de ruidos parásitos o vibraciones, para una unidad de mando con retroalimentación háptica activa, debiendo ser lo más reducido posible el espacio requerido para el actuador y la masa de compensación así como los resortes.
Para conseguir este objetivo, con la invención se propone una unidad de mando para un aparato, especialmente para un componente de vehículo y, dicho en general, una interfaz hombre-máquina (MMI o h Mi), estando provista la unidad de mando de
- una carcasa que presenta un elemento de mando con un área de mando, como por ejemplo, una pantalla táctil o un panel táctil o una pantalla o una placa de recubrimiento de una pantalla táctil o de una pantalla y que está prevista para la fijación dentro de / a un aparato, especialmente a un tablero de instrumentos de vehículo o una consola central de vehículo,
- estando el elemento de mando soportado de forma elástica dentro de la carcasa,
- un sensor para detectar un accionamiento del elemento de mando,
- un actuador para la estimulación mecánica del elemento de mando que se produce al detectarse un accionamiento del elemento de mando y
- una masa de compensación, que está montada de forma móvil dentro de / en la carcasa,
- pudiendo ser estimulada mecánicamente la masa de compensación al detectarse un accionamiento del elemento de mando por el o por un actuador,
- pudiendo ser movida la masa de compensación para compensar y/o evitar y/o amortiguar de manera sustancial las fuerzas que como consecuencia del movimiento del elemento de mando que se produce al activarse el actuador actúan sobre la carcasa,
- estando provisto el actuador de
- una banda de soporte que comprende un material elástico, especialmente acero para resortes, con una primera superficie exterior y una segunda superficie exterior,
- presentando la banda de soporte al menos un grupo de subdivisión formado por una primera sección de sujeción, una segunda sección de sujeción y una primera sección intermedia dispuesta entre las dos secciones de sujeción, estando dispuestas la primera sección de sujeción, la primera sección intermedia y la segunda sección de sujeción sucediéndose en la extensión longitudinal de la banda de soporte,
- presentando la banda de soporte en varios grupos de subdivisión contiguos en su extensión longitudinal una segunda sección intermedia entre la segunda sección de sujeción de un grupo de subdivisión y la primera sección de sujeción del grupo de subdivisión contiguo,
- primeros y segundos elementos piezoeléctricos unidos de forma rígida al empuje a la banda de soporte que pueden ser excitados eléctricamente, cada uno de los cuales presenta, visto en el sentido de la extensión longitudinal de la banda de soporte - una longitud que, sin excitación eléctrica del elemento piezoeléctrico adopta un primer valor de longitud y que con excitación eléctrica adopta un segundo valor de longitud que difiere del primer valor de longitud,
- estando dispuesto al menos un primer elemento piezoeléctrico en una primera sección de sujeción de la banda de soporte, en la primera superficie exterior de esta, y estando dispuesto al menos un segundo elemento piezoeléctrico en una segunda sección de sujeción de la banda de soporte, en la segunda superficie exterior de esta,
- estando las primeras secciones intermedias y, si están presentes, las segundas secciones intermedias de la banda de soporte, acopladas mecánicamente a la carcasa con el fin de fijar la banda de soporte, y
- estando acoplada la banda de soporte en una primera sección de sujeción (p.ej., en su segunda superficie exterior) mecánicamente al elemento de mando y, en una segunda sección de sujeción (p.ej., en su primera superficie exterior) mecánicamente a la masa de compensación y
- una unidad de excitación, por medio de la cual pueden ser estimulados los elementos piezoeléctricos para transferir la banda de soporte de su estado de reposo, en el que el elemento de mando y la masa de compensación, que están dispuestos a ambos lados de la banda de soporte, presentan una primera distancia entre sí, bajo el desplazamiento del elemento de mando y de la masa de compensación en sentidos opuestos, a un estado de activación en forma de onda y para la transferencia de la banda de soporte del estado de activación de vuelta al estado de reposo.
La unidad de mando según la invención presenta una carcasa con un elemento de mando que está provisto de un área de mando. El elemento de mando es, por ejemplo, una pantalla táctil o un panel táctil o una pantalla o una placa de recubrimiento de una pantalla táctil o de una pantalla (los lados superiores de estos elementos de mando forman áreas de mando). La carcasa se puede fijar dentro del / en el aparato. Por ejemplo, la carcasa de la unidad de mando está integrada en un tablero de instrumentos de vehículo o en una consola central de vehículo. El elemento de mando está montado de forma elástica dentro de la carcasa. Un accionamiento manual del elemento de mando, es decir, una acción manual sobre el área de mando del elemento de mando, es detectado por un sensor de accionamiento (p.ej., un panel táctil). Preferiblemente, el elemento de mando es movido de forma apenas perceptible, siendo detectados el trayecto recorrido o la fuerza que actúa sobre el elemento de mando por medio del sensor (un llamado sensor de fuerza).
La estimulación mecánica para la retroalimentación háptica activa (retroalimentación de fuerza) se realiza con la ayuda de un actuador. Preferiblemente en el sentido opuesto (desfase de 180 °) al movimiento del elemento de mando, es movido en caso de estimulación mecánica una masa de compensación que a su vez está montada de manera móvil dentro de / en la carcasa. La masa de compensación igualmente está soportada de forma elástica dentro de la carcasa.
Según la invención, como actuador para la estimulación mecánica del elemento de mando se emplea un actuador provisto de elementos piezoeléctricos (en lo sucesivo denominado actuador piezoeléctrico para mayor facilidad), tal como se ha descrito anteriormente. El actuador piezoeléctrico según la invención presenta una banda de soporte de un material elástico, que presenta dos superficies exteriores orientadas en sentidos opuestos (primera y segunda superficies exteriores). En ambas superficies exteriores se encuentran elementos piezocerámicos excitables eléctricamente (en lo sucesivo denominados elementos piezoeléctricos para mayor facilidad), que están realizados, por ejemplo, con una o varias capas. Por lo tanto, los elementos piezoeléctricos pueden presentar una o más capas de piezocerámica. Los elementos piezoeléctricos están conectados de forma rígida al empuje o resistente al empuje a la banda de soporte y al ser excitados eléctricamente cambian de longitud, es decir, de extensión, visto en el sentido del eje longitudinal de la banda de soporte. Por la disposición alterna de los elementos piezoeléctricos, la banda de soporte, que preferiblemente presenta acero para resortes,
experimenta una forma de onda partiendo de su estado de reposo. El estado de reposo puede estar caracterizado, por ejemplo, por un curso rectilíneo, o bien, por un curso curvado, pero no curvado en forma de onda. En sus zonas libres, no ocupadas por los elementos piezoeléctricos, de sus dos superficies exteriores, la banda de soporte está unida, por uno de sus lados, mecánicamente al elemento de mando, y por su otro lado, mecánicamente a la masa de compensación. La banda de soporte misma está fijada mecánicamente dentro de la carcasa, por lo que puede ser deformada de manera reversible en forma de semionda dentro de sus zonas provistas de elementos piezoeléctricos, a pesar de su fijación mecánica dentro de la carcasa.
La banda de soporte presenta al menos un grupo de subdivisión de secciones que comprende una primera sección de sujeción, una segunda sección de sujeción y una primera sección intermedia dispuesta entre las dos secciones de sujeción. Pueden estar previstos varios de estos grupos de subdivisión. Por cada grupo de subdivisión, a continuación de la primera sección de sujeción está situada la primera sección intermedia y, a continuación de esta, está situada la segunda sección de sujeción (visto en el sentido de la extensión longitudinal de la banda de soporte). Si están previstos varios grupos de subdivisión de este tipo, entre grupos de subdivisión contiguos se encuentra una segunda sección intermedia. En la zona de la primera sección intermedia y, si está presente, de la segunda sección intermedia, la banda de soporte puede estar fijada, por ejemplo, a la carcasa.
Los elementos piezoeléctricos están dispuestos ahora alternando en las dos superficies exteriores de la banda de soporte. Por tanto, en una primera sección de sujeción de la banda de soporte, en la primera superficie exterior de esta, se encuentra un primer elemento piezoeléctrico, mientras que un segundo elemento piezoeléctrico está dispuesto en una segunda sección de sujeción de la banda de soporte, en la segunda superficie exterior de esta. En las superficies exteriores libres por cada sección de sujeción de la banda de soporte, la banda de soporte está acoplada mecánicamente al elemento de mando y a la masa de compensación. Por ejemplo, las primeras secciones de sujeción de la banda de soporte en su segunda superficie exterior están acopladas mecánicamente al elemento de mando y las segundas secciones de sujeción en la primera superficie exterior de la banda de soporte están acopladas mecánicamente a la masa de compensación.
Alternativamente, la banda de soporte también puede estar unida al elemento de mando o a la masa de compensación dentro de las secciones de sujeción, también en aquellas superficies exteriores en las que se encuentran los elementos piezoeléctricos. En este caso, por lo tanto, están al descubierto los puntos de unión en la banda de soporte entre esta y el elemento de mando o la masa de compensación, lo que se puede realizar, por ejemplo, de tal forma que por cada sección de sujeción, por ejemplo, dos elementos piezoeléctricos situados a una distancia están unidos de forma rígida al empuje a la banda de soporte, realizándose entre dichos elementos piezoeléctricos el acoplamiento mecánico de la banda de soporte al elemento de mando o a la masa de compensación.
Por la excitación de los elementos piezoeléctricos y su acoplamiento rígido al empuje a la banda de soporte, a la banda de soporte se confiere una forma de onda que conduce a que la distancia que presentan el elemento de mando y la masa de compensación cuando la banda de soporte está en el estado de reposo varía en el caso de una banda de soporte en forma de onda. Durante ello, el elemento de mando y la banda de soporte se mueven en sentidos contrarios uno respecto a la otra, en concreto, o bien uno hacia la otra o uno en sentido contrario a la otra, cuando la banda de soporte es transferida de su estado de reposo a su estado de activación en forma de onda. Precisamente este movimiento en sentidos contrarios del elemento de mando y de la masa de compensación se aprovecha según la invención para evitar pares de la unidad de mando que actúen hacia fuera (evitación de impulsos). La relación de la carrera del elemento de mando con respecto a la carrera de la masa de compensación es inversa a la relación del peso del elemento de mando con respecto al peso de la masa de compensación. Las diferentes carreras pueden realizarse, por ejemplo, de tal forma que la longitud de las primeras secciones de sujeción (que típicamente tienen respectivamente la misma longitud) de la banda de soporte difiere de la longitud de las segundas secciones de sujeción (que igualmente tienen típicamente la misma longitud). Pero alternativamente o adicionalmente, en la primera y la segunda secciones de sujeción también se pueden instalar elementos piezoeléctricos que se expandan o se contraigan en distinta medida.
El actuador según la invención ofrece la ventaja de una forma de construcción comparativamente pequeña y plana. Las masas parciales de la banda de soporte, que están representadas por las secciones de sujeción acopladas mecánicamente a la masa de compensación, pueden considerarse como una contribución a la masa de compensación y, por tanto, forman una masa de compensación inherente al actuador. Por el hecho de que la banda de soporte está hecha de un material elástico, el acoplamiento elástico entre el elemento de mando y la masa de compensación es ya parte integrante del actuador. También los elementos piezoeléctricos apoyan la capacidad de recuperación de la banda de soporte. El actuador según la invención se puede alojar de manera ventajosa en el estrecho espacio intermedio entre el elemento de mando y, por ejemplo, el cuadro de carcasa del elemento de mando. Por regla general, este espacio de construcción está dimensionado de manera justa y puede ser utilizado de forma óptima con la ayuda del "actuador en banda" según la invención.
También es posible emplear un actuador según la invención en respectivamente dos secciones marginales del elemento de mando que discurren paralelamente entre sí. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que el segundo actuador no presenta ningún masa de compensación y se dispone de forma sincrónica con el primer actuador de
tal manera que uno de los actuadores para la retroalimentación háptica repulsa el elemento de mando, mientras que el otro actuador al mismo tiempo atrae elemento de mando. Entonces, uno de los dos actuadores actúa todavía sobre la masa de compensación que está prevista o bien en el actuador que repulsa el área de mando e igualmente es repulsado, o bien, en el actuador que atrae el elemento de mando e igualmente es atraído por el actuador. En ambos casos, la masa de compensación se mueve entonces en sentido contrario al movimiento del elemento de mando iniciado por los dos actuadores.
Con las medidas de construcción correspondientes (por ejemplo, la unión mecánica directa o indirecta, dado el caso, a través de engranajes), las desviaciones de la banda de soporte se pueden transmitir, hacia un lado, al elemento de mando y, hacia el otro lado, a la masa de compensación, lo que en total sirve para evitar impulsos. La masa de la banda de soporte en aquellas secciones de desviación que están acopladas a la masa de compensación puede entenderse ya en sí misma como (parte de) la masa de compensación que es necesaria para evitar impulsos. Debido a la construcción, la banda de soporte recuperable funciona como resorte recuperador, de modo que se puede prescindir de resortes adicionales o al menos estos pueden estar dimensionados de forma más débil. También los elementos piezoeléctricos mismos funcionan como resortes, ya que se deforman recuperando automáticamente su estado de reposo una vez finalizada la excitación. Cuanto más gruesos sean los elementos piezoeléctricos, más fuerte será el efecto de recuperación.
Dependiendo de cuántas piezocerámicas individuales, especialmente multicapa, se dispongan como elementos piezoeléctricos en la banda de soporte, existe una relación de fuerza-trayecto distinta de la banda de soporte. Generalmente, es aplicable la relación: cuantos más elementos piezoeléctricos individuales (que, por tanto, se hacen más cortos) se empleen, mayor será la fuerza a costa de la carrera de desviación. Los elementos piezoeléctricos más largos (y, por tanto, menos abundantes) significan más carrera de desviación pero menos fuerza.
Según una variante ventajosa de la invención, la fijación mecánica de la banda de soporte del actuador según la invención dentro de o en la carcasa se realiza convenientemente mediante primeras bridas de montaje que sobresalen de los dos bordes laterales de la banda de soporte y discurren en un ángulo, especialmente en ángulo recto, con respecto a la banda de soporte. Con una realización de este tipo del actuador, en la banda de soporte, en los bordes laterales de esta, y/o en las bridas de montaje del mismo están previstas escotaduras que se extienden a lo largo de la primera y la segunda secciones de sujeción. En la zona de las primeras secciones intermedias y, si está presente, también en la zona de las segundas secciones intermedias, la banda de soporte está unida a las bridas de montaje mediante almas. Las bridas de montaje acodadas confieren estabilidad a la banda de soporte en la zona de sus secciones intermedias, mientras que a causa de las escotaduras entre estas puede arquearse cuando son excitados los elementos piezoeléctricos. En las secciones intermedias, la banda de soporte se retuerce para adoptar su estado de activación en forma de onda. En este contexto, cabe señalar que la forma de onda de la banda de soporte en el estado de activación es tal que la banda de soporte se deforma de forma elástica y, por tanto, de forma reversible.
Para una mayor estabilidad y fijación de la banda de soporte del actuador según la invención dentro de la carcasa, pueden estar previstas segundas bridas de montaje, que están dispuestas en los extremos opuestos (visto en el sentido de la extensión longitudinal) de la banda de soporte y que también discurren en un ángulo, especialmente en ángulo recto, con respecto al lateral de la banda de soporte. Ambas segundas bridas de montaje pueden estar acodadas con respecto a un lateral común de la banda de soporte o con respecto a laterales opuestos de la banda de soporte.
En otra forma de realización conveniente de la invención puede estar previsto que de la banda de soporte sobresalgan hacia un lado, preferiblemente hacia aquel lado que está dispuesto de forma opuesta a la masa de compensación, elementos de unión que sirven para la fijación de la banda de soporte dentro de / en la carcasa. Estos elementos de unión están realizados, por ejemplo, a modo de chapas de nudo, es decir, en forma de placa, y se extienden preferentemente por el ancho completo de la banda de soporte. La masa de compensación que está realizada, por ejemplo, como cuerpo de banda de material, presenta en este caso convenientemente escotaduras, a través de las que se extienden con juego los elementos de unión. Pero la masa de compensación igualmente puede estar constituida por masas parciales dispuestas como cuerpos individuales (especialmente macizos) entre elementos de unión respectivamente contiguos. Por lo tanto, por los elementos de unión, la banda de soporte se fija, por ejemplo, en la zona de la carcasa en la que esta discurre paralelamente a la sección marginal del elemento de mando, estando dispuesta entre la banda de soporte y la carcasa la masa de compensación. En el lado de la banda de soporte que está opuesto a la masa de compensación se encuentra entonces el elemento de mando.
En las reivindicaciones subordinadas se indican más formas de realización ventajosas de la invención.
Una variante de la invención prevé un actuador que se puede instalar en una unidad de mando para un aparato según la descripción que antecede y que está provisto de
- una primera banda de soporte que comprende un material elástico, especialmente acero para resortes, con
una primera superficie exterior y una segunda superficie exterior,
- presentando la primera banda de soporte al menos un grupo de subdivisión con dos primeras secciones de sujeción y respectivamente una segunda sección de sujeción dispuesta entre estas, estando dispuestas las secciones de sujeción sucediéndose en la extensión longitudinal de la primera banda de soporte,
- una segunda banda de soporte que discurre paralelamente a la primera banda de soporte y que presenta un material elástico, especialmente acero para resortes, con una primera superficie exterior orientada hacia la primera superficie exterior de la primera banda de soporte y con una segunda superficie exterior opuesta a la primera superficie exterior de la primera banda de soporte,
- presentando la segunda banda de soporte al menos un grupo de subdivisión con dos primeras secciones de sujeción y una segunda sección de sujeción dispuesta entre estas, estando dispuestas las secciones de sujeción sucediéndose en la extensión longitudinal de la segunda banda de soporte,
- un elemento de unión, por medio del cual las dos bandas de soporte están unidas entre sí y que para la fijación de las dos bandas de soporte está unido a la carcasa, uniendo el elemento de unión primeras secciones de sujeción de la primera banda de soporte, en la primera superficie exterior de esta, a primeras secciones de sujeción de la segunda banda de soporte, en la primera superficie exterior de esta,
- primeros y segundos elementos piezoeléctricos excitables eléctricamente, unidos de forma rígida al empuje a las dos bandas de soporte, cada uno de los cuales presenta - visto en el sentido de la extensión longitudinal de la banda de soporte - una longitud que, sin excitación eléctrica del elemento piezoeléctrico, adopta un primer valor de longitud y, con excitación eléctrica, adopta un segundo valor de longitud que difiere del primer valor de longitud,
- estando dispuesto en cada primera sección de sujeción de la primera banda de soporte, en la segunda superficie exterior de esta, al menos un primer elemento piezoeléctrico, y estando dispuesto en cada segunda sección de sujeción de la primera banda de soporte, en la primera superficie exterior de esta, al menos un segundo elemento piezoeléctrico, y estando dispuesto en cada primera sección de sujeción de la segunda banda de soporte, en la segunda superficie exterior de esta, al menos un primer elemento piezoeléctrico, y estando dispuesto en cada segunda sección de sujeción de la segunda banda de soporte, en la primera superficie exterior de esta, al menos un segundo elemento piezoeléctrico y
- estando acoplada la primera banda de soporte (p.ej., en su segunda superficie exterior), en cada segunda sección de sujeción, mecánicamente al elemento de mando, y estando acoplada la segunda banda de soporte (p.ej., en su segunda superficie exterior), en cada segunda sección de sujeción, mecánicamente a la masa de compensación,
- estando prevista una unidad de excitación, por medio de la cual los elementos piezoeléctricos pueden ser excitados para la transferencia de ambas bandas de soporte de su respectivo estado de reposo, en el que el elemento de mando y la masa de compensación, que se encuentran a ambos lados de la disposición formada por las dos bandas de soporte y el elemento de unión, presentan una primera distancia entre sí, bajo el desplazamiento del elemento de mando y de la masa de compensación, en sentidos opuestos, a un estado de activación en forma de onda, en el que el elemento de mando y la masa de compensación presentan una segunda distancia entre sí que difiere de la primera distancia, y para la transferencia de las bandas de soporte de su respectivo estado de activación de vuelta a su respectivo estado de reposo.
Mientras según la primera variante de la invención, el actuador descrito anteriormente tiene una sola banda de soporte, el actuador según la segunda variante de la invención descrita anteriormente está provisto de dos bandas de soporte que están unidas entre sí con la ayuda de un elemento de unión. Como se ha descrito anteriormente en relación con el actuador de banda individual, cada banda de soporte está provista en ambos lados y alternando de primeros y segundos elementos piezoeléctricos. Las dos bandas de soporte están dispuestas paralelamente entre sí y pueden, por ejemplo, estar dispuestas de forma simétrica al eje longitudinal del elemento de unión que discurre entre las dos bandas de soporte. Ambas bandas de soporte pueden ser transferidas, por la excitación de los elementos piezoeléctricos, del estado de reposo a un estado de activación en forma de onda. La disposición formada por las dos bandas de soporte y el elemento de unión se encuentra entre el elemento de mando y la masa de compensación, de modo que al ser excitados los elementos piezoeléctricos, varía la distancia entre el elemento de mando y la masa de compensación (aumentando o disminuyendo). Por consiguiente, esto va acompañado de un movimiento de desplazamiento en sentidos opuestos del elemento de mando y de la masa de compensación. Un actuador piezoeléctrico de doble banda de este tipo también se puede instalar por duplicado, siendo aplicable también en este caso que uno de los dos actuadores no presenta ninguna masa de compensación. En este contexto, se remite a la descripción anterior de la disposición doble de un solo actuador piezoeléctrica de una sola banda en bordes opuestos paralelos del elemento de mando.
De manera ventajosa, puede estar previsto que cada banda de soporte presente al menos un grupo de subdivisión adicional que presenta una primera sección de sujeción y una segunda sección de sujeción que está dispuesta al lado de una primera sección de sujeción de un grupo de subdivisión contiguo, y que el elemento de unión una las dos bandas de soporte en su respectiva primera sección de sujeción de cada grupo de subdivisión adicional, y que el elemento de mando esté acoplado mecánicamente, con la primera banda de soporte, en la segunda superficie exterior de esta, a la segunda sección de sujeción de cada grupo de subdivisión adicional, y que la masa de compensación esté acoplada mecánicamente, con la segunda banda de soporte, en la segunda superficie exterior de esta, a la primera sección de sujeción de cada grupo de subdivisión adicional, y que en la
segunda superficie exterior de cada banda de soporte, en la primera sección de sujeción de cada grupo de subdivisión adicional, un primer elemento piezoeléctrico, y en la primera superficie exterior de cada banda de soporte, en la segunda sección de sujeción de cada grupo de subdivisión adicional, un segundo elemento piezoeléctrico esté conectado de manera rígida al empuje a la banda de soporte correspondiente.
También para la segunda variante del actuador según la invención es aplicable que la unión mecánica de una banda de soporte al elemento de mando y la de la otra banda de soporte a la masa de compensación así como la unión mecánica de ambas bandas de soporte al elemento de unión en las secciones de sujeción individuales puede realizarse en aquellas superficies exteriores de las dos bandas de soporte que, o bien, no presentan elementos piezoeléctricos, o bien, están ocupadas por elementos piezoeléctricos. Con respecto a estas diferentes realizaciones posibles del acoplamiento mecánico del actuador, se remite a las indicaciones en relación con el actuador piezoeléctrico de una sola banda.
La forma de onda de la banda de soporte se realiza según la invención por medio de los elementos piezoeléctricos, que están, por ejemplo, pegados de forma rígida al empuje, alternando y sucediéndose, sobre ambas superficies exteriores de la banda de soporte. Por la expansión longitudinal de los elementos piezoeléctricos al ser excitados, se confiere una forma de onda a la banda de soporte. Durante ello, tanto los elementos piezoeléctricos como la banda de soporte se deforman elásticamente, por lo que la forma de la onda es poco pronunciada, lo que sin embargo, debido a que para la retroalimentación háptica el elemento de mando es estimulado sólo en el rango de 1/10 mm, es suficiente.
Los elementos piezoeléctricos también pueden estar dispuestos todos en una de las dos superficies exteriores de la banda de soporte. Entonces, cada segundo elemento piezoeléctrico tendría que aumentar su longitud y los otros elementos piezoeléctricos tendrían que reducir su longitud para conferir a la banda de soporte su forma de onda en el estado de activación.
Según otra variante de la invención, el actuador está realizado como actuador piezoeléctrico y el actuador presenta un elemento piezocerámico estimulable eléctricamente así como un engranaje mecánico para convertir una expansión de longitud (con una posterior reducción de longitud) del elemento piezocerámico en un movimiento del área de mando, presentando el engranaje mecánico al menos un elemento de engranaje que forma la masa de compensación y/o una parte de la masa de compensación y/o el soporte elástico del área de mando, y al menos un elemento de engranaje adicional que forma el soporte elástico del área de mando.
A continuación, la invención se explica con más detalle con la ayuda de varios ejemplos de realización y haciendo referencia al dibujo. En concreto, muestran:
la figura 1 esquemáticamente las fuerzas originadas en una unidad de mando con retroalimentación háptica activa,
la figura 2 una representación esquemática de las fuerzas originadas usando según la invención un contrapeso como masa de compensación,
la figura 3 para explicar la compensación del par, esquemáticamente una construcción de una retroalimentación háptica compensada por contrafuerza en una unidad de mando, no estando especificado aún con más detalle el actuador en cuanto a su construcción, las figuras 4 y 5 5 esquemas de principio adicionales para explicar la invención,
la figura 6 una vista en planta desde arriba de una unidad de mando con una carcasa y con un marco de carcasa, estando dispuesto un actuador según la invención a lo largo de una sección marginal del marco de carcasa entre este y el elemento de mando,
la figura 7 una sección a lo largo de la línea VII-VN de la figura 6 o de la figura 9 ,
la figura 8 una vista de despiece en perspectiva de la estructura del actuador y su disposición entre el elemento de mando y el cuadro de carcasa,
la figura 9 una sección a lo largo de la línea IX-IX de la figura 7, en la que, al igual que en la figura 8, el actuador se muestra en su estado de reposo,
la figura 10 una vista en sección similar a la de la figura 9, pero en el estado de activación del actuador, la figura 11 una vista de despiece en perspectiva similar a la de la figura 8, en la que se muestra un actuador según un segundo ejemplo de realización,
la figura 12 una vista en sección similar a la de la figura 9, pero en el estado de reposo del actuador, tal
como se muestra en la figura 11,
la figura 13 una vista en sección similar a la de la figura 10, pero con el actuador tal como se muestra en la figura 11, en concreto, en el estado de activación,
la figura 14 una vista de despiece en perspectiva similar a la de las figuras 8 y 11, pero con un actuador según otra forma de realización de la invención,
la figura 15 una vista en sección similar a la de las figuras 9 o 12, en concreto, con el actuador tal como se muestra en la Fig.14, en el estado de reposo,
la figura 16 una vista en sección similar a la de las figuras 10 o 13, en la que el actuador representado en la figura 14 se encuentra en su estado de activación,
las figuras 17 y 18 vistas en sección en las que se muestra un actuador según otro ejemplo de realización de la invención, en concreto en su estado de reposo (figura 17) y en el estado de activación (figura 18), y
las figuras 19 y 20 vistas en sección a través de la zona marginal de la unidad de mando usando un actuador según otro ejemplo de realización, estando representado este actuador en el estado de reposo (figura 19) y en el estado de activación (figura 20).
En cuanto a la representación gráfica de los actuadores o de las bandas de soporte de los actuadores en su estado de activación, cabe mencionar de antemano que en las figuras la forma de onda está dibujada de forma muy exagerada en las figuras para destacar con más claridad el principio según la invención.
Según la invención, se propone el uso de una masa de compensación 20’ móvil montada de forma elástica (véase el sistema de amortiguación de resorte y masa 22') entre el actuador 16’ y la carcasa 10' para la compensación de las fuerzas que actúan sobre la carcasa 10' (figura 2). El accionamiento del elemento de mando 12' se detecta por medio del sensor de accionamiento 19'. A continuación, a través de una unidad de evaluación y excitación 21’ que recibe señales del sensor de mando 19' y envía señales de excitación al actuador 16' es excitado el actuador 16'.
Con una realización correspondiente del sistema de amortiguación de resorte y masa 22’ o c3, d3, m3, se puede eliminar la fuerza resultante F2(t) que actúa sobre el vehículo (las fuerzas estáticas originadas por gravitación no juegan ningún papel en el desarrollo de ruidos o vibraciones).
Para una desviación de pantalla x1(t) predefinida de manera discrecional, la desviación x2(t)/movimiento de la carcasa de aparato y, por lo tanto, también la fuerza F2(t) sobre la fijación del aparato se pueden eliminar en las siguientes condiciones:
De ello resulta la desviación de la masa de compensación 20’:
En estas condiciones, tampoco la elasticidad de la fijación de aparato 18' influye en la retroalimentación háptica. La masa de compensación de 20' o m3 generalmente está limitada por los requisitos de espacio de construcción y es menor que la masa de pantalla m1. De manera Ideal, se puede realizar como parte del actuador 16’.
La presente invención hace posible
- generar una retroalimentación háptica en superficies adheridas a masa, sin acción de impulsos dinámicos en el entorno.
- generar una retroalimentación háptica en un aparato de mando que es independiente de la elasticidad de la fijación de aparato.
En la figura 3 para explicar las medidas que han de ser tomadas para evitar impulsos en unidades de mando con retroalimentación háptica activa está representado esquemáticamente un dispositivo con retroalimentación háptica compensada por contrafuerza.
En el ejemplo representado, el actuador 16’ está realizado como electroimán de tirante y presenta un paquete de chapa de estator con bobina de actuador, soportado de forma elástica en la carcasa 10’, es decir, un estator 26’ y un paquete de chapa de inducido unido fijamente al elemento de mando 12’, es decir, un inducido 28'. El estator 26’ forma o presenta la masa de compensación 20' móvil. Al ajustar el entrehierro representado en 30’ en el electroimán de tirante, se debe tener en cuenta la desviación máxima del elemento de mando 12' y de la masa de compensación 20’ uno respecto a otro. El estator 26’está montado de forma elástica (sistema de amortiguación de resorte y masa 22') en la carcasa 10’, pero en su lugar, también puede estar acoplado de forma elástica al elemento de mando 12'. La guía de elemento de mando se indica en 32’. La carcasa 10’está fijada al vehículo 24' (p.ej., en el tablero de instrumentos de este).
Como resulta de lo anterior, para evitar impulsos en la retroalimentación háptica, además de la unidad de pantalla en sí que ha ser movida o del área de mando en sí que ha de ser movido, es movida una masa de compensación soportada de forma móvil ( y elástica). Mediante una elección adecuada del trayecto, la masa, la amortiguación y la constante elástica de esta masa de compensación se puede evitar la transmisión del impulso del sistema general a la carrocería del vehículo.
Cuanto menor es el peso del elemento de mando provisto de retroalimentación háptica activa, menos masa de compensación debe ser movida en sentido contrario al elemento de mando para evitar impulsos. Como elemento de mando de peso ligero entra en consideración, por ejemplo, el panel táctil de una pantalla táctil o su placa de recubrimiento (vidrio de recubrimiento) en cuestión, para lo cual estos elementos deben estar dispuestos de manera móvil con respecto a la pantalla.
Si el actuador responsable de la desviación está realizado como actuador piezoeléctrico (especialmente con transmisión mecánica), existe la posibilidad de suprimir los componentes adicionales necesarios, la masa de compensación, el resorte y el amortiguador en el actuador, ahorrando así componentes adicionales.
Una ventaja de la invención es aprovechamiento hábil de las propiedades mecánicas existentes de por sí de materiales piezocerámicos, especialmente con respecto a la retroalimentación háptica exenta de impulsos hacia fuera. De esta manera, se pueden ahorrar tanto costes como espacio de construcción.
Para conseguir desviaciones y fuerzas significativas en los actuadores piezoeléctricos para la retroalimentación háptica, estos se componen de varias capas cerámicas que están separadas entre sí por electrodos. No obstante, las desviaciones generalmente son demasiado pequeñas para usarse sin más para generar una retroalimentación háptica.
Se pueden usar palancas mecánicas, que se caracterizan por una relación de transmisión. De esta manera, a costa de una menor desviación del actuador, se puede incrementar su efecto de fuerza, o al revés. Estas palancas frecuentemente se componen de materiales flexibles (p.ej., metal), que se fijan a las piezocerámicas en sí.
Las piezocerámicas generalmente están concebidas de tal forma que con una creciente desviación generan una creciente fuerza de recuperación. Visto bajo el aspecto mecánico, además de su función de transmisión, constituyen por tanto resortes, en cuya rigidez de resorte c se puede influir mediante la construcción. Igualmente, se puede variar su masa m, por ejemplo, aumentando el volumen o eligiendo un material adecuado. La amortiguación d resulta entonces de manera correspondiente de los materiales utilizados y la geometría seleccionada. En comparación con el esquema representado en la figura 2, los componentes c3, d3 y m3 pueden considerarse por tanto como parte del actuador. Los parámetros para evitar los impulsos siguen debiendo cumplir las siguientes ecuaciones:
lllg
Se debe tener en cuenta ahora que los trayectos x_3 y x_1, para los que cumpliendo la ecuación anterior es válida la relación
y la fuerza FAct ya no se determina directamente a partir del diagrama de fuerza / trayecto del actuador piezoeléctrico. En su lugar, deben determinarse directamente en el actuador piezoeléctrio (indicado por P) teniendo en consideración la relación de transmisión mecánica n (véase la figura 5 ).
Por tanto, es válido:
Xg - n ■ Xgp, X-L - "11 ■ x 1P
Partiendo de la figura 2, los componentes mecánicos m3, c3 y d3 así como n de la figura 5 están realizados (al menos en parte) por la palanca (“ lever”) de la figura 4.
La trasmisión mecánica además se puede usar para desviar el sentido de la fuerza. Debido al espacio de construcción, puede ser necesario posicionar la piezocerámica (apilada) de tal manera que su sentido de desviación principal no coincida con el sentido de la retroalimentación háptica deseada. En líneas generales, esta desventaja puede compensarse mediante una elección adecuada del concepto de palanca.
Con la ayuda de las figuras 6 a 10, a continuación, se explica una unidad de mando con un primer ejemplo de realización de un actuador de banda piezoeléctrico según la invención.
En la figura 6, en una vista en planta desde arriba, así como en la figura 7, como vista en sección parcial, se muestra una unidad de mando 10 con una carcasa 12 así como con un elemento de mando 14 con una superficie de mando 16, alrededor de la cual discurre el cuadro 18 de la carcasa. En este ejemplo de realización, la unidad de mando 10 es una pantalla táctil con, por ejemplo, un panel táctil capacitivo como sensor de actuación 20 (véanse, por ejemplo, también las figuras 7 y 8), en done cabe mencionar que el sistema sensorial de accionamiento también podría estar realizado por un sensor de recorrido o de fuerza o que un sensor de recorrido o de fuerza puede estar previsto adicionalmente al panel táctil. Por lo tanto, es posible que un accionamiento válido del elemento de mando 14 requiera un ligero movimiento de opresión del elemento de mando 14. Para la invención, en concreto, la realización del actuador para la retroalimentación háptica activa, esto tiene una importancia secundaria.
Como se indica en la figura 6, en la sección de cuadro 22 se encuentra un actuador 24 que está dispuesto entre el cuadro 18 y la sección marginal 26 del elemento de mando 14, que discurre paralelamente al mismo. Los detalles del actuador 24 se muestran en las figuras 7 a 10.
Según la figura 8, el actuador 24 presenta un cuerpo de soporte 28 fijado dentro de la carcasa así como una masa de compensación 30, que en este ejemplo de realización está configurada como cuerpo de material en banda. El cuerpo de soporte 28 presenta a su vez una banda de soporte 32 de un material flexible, por ejemplo acero para resortes, en la que están dispuestos alternando primeros y segundos piezoelementos 34, 36 en ambos lados y sucediéndose a lo largo de la extensión longitudinal de la banda de soporte 32. En este ejemplo de realización, la banda de soporte 32 puede dividirse en tres grupos de subdivisión 38 sucesivos que comprenden respectivamente una primera sección de sujeción 40, en la que un primer elemento piezoeléctrico 34 está dispuesto sobre la primera superficie exterior 42 de la banda de soporte 32, y una segunda sección de sujeción 44, en la que la sobre la segunda superficie exterior 46 de la banda de soporte 32 está dispuesto un segundo elemento piezoeléctrico 36. Entre las dos secciones de sujeción 40 y 44 se encuentra una primera sección intermedia 48. Entre los grupos 38 de subdivisión contiguos se encuentra una segunda sección intermedia 50 de la banda de soporte 32. En la zona de las primeras secciones de sujeción 40, la banda de soporte 32 está unida mecánicamente, en su segunda superficie exterior 46, al elemento de mando 14 (véanse los elementos de unión de elemento de mando 52 en la figura 9, que también se indican en la figura 8), mientras que la banda de soporte 32 está acoplada mecánicamente, en su primera superficie exterior 42, en la zona de las segundas secciones de sujeción 44, a la masa de compensación 30 a través de elementos de unión de masa de compensación 54.
Como ya se ha mencionado anteriormente, la banda de soporte 32 es elástica, es decir que se puede flexionar. Esta flexión de la banda de soporte 32 se produce mediante la excitación de los elementos piezoeléctricos 34, 36. Al ser excitados, estos elementos piezoeléctricos 34, 36 cambian de longitud, es decir, de extensión en el sentido longitudinal de la banda de soporte 32. De esta manera, partiendo de su estado de reposo representado en las figuras 8 y 9, en el estado de activación, la banda de soporte 32 adopta la forma de onda 56 tal como se muestra en la Figura 10. La forma de onda 56 se compone de primeras semiondas 58 y segundas semiondas 60 orientadas en sentidos opuestos.
La fijación del cuerpo de soporte 28 se realiza mediante primeras bridas 62 y segundas bridas 64. Las primeras bridas 62 están dispuestas a lo largo de los bordes laterales de la banda de soporte 32 y están acodados especialmente en ángulo recto más allá de la primera superficie exterior 42. A lo largo de los bordes laterales, en las primeras bridas de montaje 62, o bien, (dado el caso, adicionalmente) en la banda de soporte 32 se extienden escotaduras 66, 68, en concreto, dentro de las zonas de las primeras secciones de sujeción 40 y las segundas secciones de sujeción 44. En las primeras y segundas secciones intermedias 48,50, entre escotaduras 66,68 se forman entonces almas 70, a través de las que las primeras bridas de montaje 62 están unidas a la banda de soporte 32. En los extremos 72 de la banda de soporte 32, opuestos en la extensión longitudinal, están dispuestas las segundas bridas de montaje 64 que, preferiblemente, igualmente están acodadas en ángulo recto,
en concreto, en este ejemplo de realización, más allá de la segunda superficie exterior 46. Mediante las bridas de montaje 62, 64, el cuerpo de soporte 28 está fijado en el lado interior del cuadro 18. Las escotaduras 66, 68 permiten la deformación en forma de onda de la banda de soporte 32, que a través de las almas 70 en las secciones intermedias 48, 50 está unida de forma móvil a las bridas de montaje 62.
En la figura 8 se muestra adicionalmente además una unidad de control 74 que recibe del sistema sensorial de accionamiento 20 una señal para excitar entonces los elementos piezoeléctrico 34, 36. El elemento de mando 14 y la masa compensadora 30 se mueven de forma sincrónica en sentidos opuestos cuando la banda de soporte 32 es transferida de su posición de reposo (véase la figura 9) a su posición de activación (véase la figura 10). En la figura 10 se muestra que la amplitud 76 de la primera semionda 58 es menor que la amplitud 78 de la segunda semionda 60 de la forma de onda 56 de la banda de soporte 32 en su estado de activación. La carrera experimentada por el elemento de mando 14 es, por tanto, menor que la carrera de la masa de compensación 30. Para la compensación de impulsos es válido que la energía cinética aplicada para el elemento de mando 14 debe ser igual a la energía cinética aplicada para la masa de compensación 30. Los dos se mueven en sentidos opuestos, lo que significa que con una carrera de masa de compensación 78 mayor, la masa de compensación 30 tiene un peso correspondientemente menor que el elemento de mando 14.
En las figuras 9 y 10 se puede ver que el concepto de movimiento para el elemento de mando 14 y la masa de compensación 30 se basa en el “principio de repulsión”. El elemento de mando 14 y la masa de compensación 30 se mueven alejándose uno de otro para la compensación de impulso cuando la banda de soporte 32 es transferida a su estado de activación y cuando la banda de soporte 32 es transferida de su estado de activación de vuelta a su estado de reposo. En ambos casos, son compensadas las fuerzas que actúan hacia fuera debido al movimiento del elemento de mando 14 (evitación de impulsos).
En las figuras 17 y 18, se invierte el principio de movimiento del actuador 24b. Para ello, la disposición alterna de los elementos piezoeléctricos 34, 36 y el acoplamiento mecánico del elemento de mando 14 y de la masa de compensación 30 a la banda de soporte 32 se intercambia con respecto a la disposición de los elementos antes mencionados en las superficies exteriores de la banda de soporte 32. De esta manera, ahora, el elemento de mando 14 y la masa de compensación 30 se mueven acercándose uno a otro cuando la banda de soporte 32 es transferida a su estado de activación y, por lo tanto, alejándose uno de otro cuando es transferida del estado de activación de vuelta al estado de reposo.
En las figuras 11 a 13, se muestra un actuador 24a según un segundo ejemplo de realización. En la medida en que los elementos del actuador 24a se asemejen o correspondan en cuanto a su construcción o función a aquellos del actuador 24 de las figuras 8 a 10, en las figuras 11 a 13 están designados por los mismos signos de referencia que en las figuras 8 a 10 o indicados por los mismos signos de referencia complementados por la letra a.
El actuador 24a presenta la banda de soporte 32a que a través de las bridas de montaje 64a en sus extremos 72a situados en extensión lateral está fijada a la sección de cuadro 22. La división de la banda de soporte 32a en los distintos grupos de subdivisión 38 o en las distintas secciones de sujeción 40, 44 y las secciones intermedias 48, 50 se selecciona como se muestra en la figura 8.
A diferencia del actuador 24 de las figuras 8 a 10, el actuador 24a se apoya en la sección de cuadro 22 a través de elementos de unión 54a que especialmente tienen forma de placa. Estos elementos de unión 62a están dispuestos en las secciones intermedias 48, 50 y sobresalen lateralmente de la banda de soporte 32a desde la primera superficie exterior 42 de esta. Se extienden a través de escotaduras 80 en la masa de compensación 30a. La unión de la masa de compensación 30a así como del elemento de mando 14 respectivamente a la banda de soporte 32a está realizada tal como se ha descrito anteriormente en relación con las figuras 8 a 10.
La situación en el estado de reposo y en el estado de activación de la banda de soporte 32a del actuador 24a se muestra en las vistas en sección de las figuras 12 y 13.
En las figuras 14 a 16 se muestra otro ejemplo de realización de un actuador 24c, que a su vez está configurado en forma de banda. Aquellos elementos del actuador 24c y de la unidad de mando que, en cuanto a su función o construcción se asemejen o correspondan a los elementos de las unidades de mando y actuadores de las figuras 8 a 13, están designados en las figuras 14 a 16 por los mismos signos de referencia o por los mismos de referencia, complementados con la letra c.
El actuador 24c está realizado como actuador de doble banda y presenta una primera banda de soporte 32c y una segunda banda de soporte 32'c. Ambas bandas de soporte 32c, 32'c están provistas alternando de primeros y segundos elementos piezoeléctricos 34c y 36c. Estos elementos piezoeléctricos están situados alternando en la primera y la segunda superficies exteriores 42c, 46c de las respectivas bandas de soporte 32c, 32'c. Ambas bandas de soporte están subdivididas respectivamente en un primer grupo de subdivisión 38c y dos segundos grupos de subdivisión 38'c adicionales. El primer grupo de subdivisión 38c presenta dos primeras secciones de
sujeción 40c y una segunda sección de sujeción 44c que está posicionada entre las dos primeras secciones de sujeción 40c del primer grupo de subdivisión 38c. Cada segundo grupo de subdivisión 38'c adicional presenta una segunda sección de sujeción 44c y una primera sección de sujeción 40c.
Entre las dos bandas de soporte 32c y 32'c discurre un elemento de sujeción 82 que también está realizado como banda y presenta almas de unión 84 hacia las bandas de soporte 32c y 32'c. Las almas de conexión 84 unen las dos bandas de soporte 32c, 32'c entre sí, específicamente en las primeras superficies exteriores 42c de las bandas de soporte en sus primeras secciones de sujeción 40c. En los extremos del elemento de unión 82 que están opuestos en la extensión longitudinal, este está conectado al cuadro 18 de la carcasa 12. Esto se indica en las figuras 14 a 16 por los elementos de unión 86.
La primera banda de soporte 32c está unida mecánicamente en su segunda superficie exterior 46c dentro de cada segunda sección de sujeción 44c, a través de un elemento de unión 88 respectivamente, al elemento de mando 14, mientras que la segunda banda de soporte 32'c está unida, a través de elementos de unión 90 dispuestos en su segunda superficie exterior 46c en cada segunda sección de sujeción 44c, a la masa de compensación 30.
En las figuras 14 y 15, el actuador 24c se muestra en su estado de reposo, en el que cada una de las bandas de soporte 32c, 32'c tiene en este ejemplo de realización una trayectoria rectilínea ejemplar. Cuando los elementos piezoeléctricos 34c, 36c son excitados por la unidad de excitación 74, las bandas de soporte 32c, 32'c se deforman en forma de onda, como se muestra en la figura 16. Con respeto al elemento de unión, por lo tanto, el elemento de mando 14 y la masa de compensación 30 son repulsados en sentidos opuestos, es decir, se mueven alejándose uno del otro, por lo que, mediante la elección correspondiente del grosor y del tamaño de los elementos piezoeléctricos, 36c de la banda de soporte 32'c, la carrera 78 de esta debe seleccionarse de forma más grande que la carrera 75 realizada por la primera banda de soporte 32c. Por consiguiente, el peso de la masa de compensación 30 se puede elegir de forma más pequeña en comparación con el peso del elemento de mando 14, produciéndose no obstante todavía una compensación de impulsos.
Para completar, en este punto cabe mencionar que el concepto de la repulsión del elemento de mando 14 y de la masa de compensación 30 del actuador 24c de las figuras 14 a 16 también se pueden elegir a la inversa. Por lo tanto, los dos elementos, la masa de compensación 30 y el elemento de mando 14, podrían ser movidos uno hacia otro mediante la disposición inversa de los elementos piezoeléctricos (con respecto a las superficies exteriores de las dos bandas de soporte 32c, 32'c) cuando el actuador 24c está activado. También entonces se produciría una compensación de impulsos.
A continuación, con la ayuda de las figuras 19 y 20 se describe un ejemplo de realización adicional de un actuador 24d según la invención, que es una modificación del actuador 24 de las figuras 8 a 10. Aquellos elementos del actuador 24d que, en cuanto a su función o construcción sean similares o iguales a los del actuador 24, están provistos en las figuras 19 y 20 de los mismos signos de referencia que en las figuras 8 a 10.
La diferencia del actuador 24d con respecto al actuador 24 consiste en que dentro de las secciones de sujeción 40, 44 individuales están dispuestos respectivamente dos primeros y segundos elementos piezoeléctricos 34 y 36, estando dispuestos entre estos respectivos pares de elementos piezoeléctricos los elementos de unión 52 para la unión mecánica al elemento de mando 14 o a los elementos de unión 54 para la unión de la banda de soporte 32 a la masa de compensación 30. Los elementos piezoeléctricos 34, 36 (y los elementos de unión 52,54) están dispuestos respectivamente en los lados exteriores de los arcos de semionda de la banda de soporte 32.
La invención se ha descrito anteriormente con ejemplos de realización en los que elementos piezoeléctricos están dispuestos alternativamente en los dos lados exteriores de la banda de soporte, que al ser excitados eléctricamente se extienden todos (también) en la extensión longitudinal de la banda de soporte. Sin embargo, los elementos piezoeléctricos también pueden estar dispuestos en ambos lados exteriores de la banda de soporte. Para conseguir la forma de onda, entonces, los elementos piezoeléctricos deben disponerse en un lado exterior de tal manera que cada segundo elemento piezoeléctrico se expanda y los elementos piezoeléctricos dispuestos entre ellos se contraigan, en cuyo caso los elementos piezoeléctricos opuestos respectivamente en el otro lado exterior de la banda de soporte también se comportan de forma inversa a ello al ser excitados. También es posible disponer los elementos piezoeléctricos en un solo lado exterior común de la banda de soporte. También en este caso, la excitación de los elementos piezoeléctricos debería realizarse de tal manera que cada segundo elemento piezoeléctrico se expanda y los elementos piezoeléctricos intermedios se contraigan. Además, la banda de soporte también puede estar compuesta de varios elementos de banda de soporte parcial separados, presentando cada elemento de banda de soporte parcial al menos un elemento piezoeléctrico en al menos un lado exterior. Las formas realizaciones descritas anteriormente y las realizaciones según los ejemplos de realización descritos en detalle de la invención también se pueden ampliar de tal manera que, en lugar de los elementos piezoeléctricos individuales, estén previstos grupos de elementos piezoeléctricos que entonces tendrían que ser excitados de la misma manera. De esta manera, por lo tanto, varios grupos de elementos piezoeléctricos estarían dispuestos alternando en diferentes lados o en un lado o incluso en ambos lados.
Lista de signos de referencia
10' Carcasa
12' Elemento de mando
14' Sistema de amortiguación por resortes de la unión elástica del elemento de mando a la carcasa 16' Actuador
18 Sistema de amortiguación por resortes de la unión (elástica) de la carcasa al vehículo
19' Sensor de accionamiento
20' Masa de compensación
21' Unidad de evaluación y excitación
22' Sistema de amortiguación por resortes de la unión elástica de la masa de compensación a la carcasa y/o al elemento de mando
24' Vehículo o tablero de instrumentos del vehículo
26' Estator del electroimán de tirante realizado como actuador
28' Inducido del electroimán de tirante
30' Entrehierro del electroimán de tirante
32' Guiado del área de mando para el movimiento con retroalimentación háptica
m1 Masa del área de mando
x1(t) Desviación del área de mando
F Act(t) Curso de fuerza del actuador
F1(t) Fuerza del área de mando que al ser excitado actúa sobre la carcasa 10' (F1(t) = FAct- mu x a1) c1 Constante de resorte de la unión elástica del área de mando a la carcasa
d1 Amortiguación de la unión elástica del área de mando a la carcasa
m2 Masa de la carcasa
x2(t) Desviación de la carcasa como consecuencia de la fuerza ejercida por el área de mando estimulado mecánicamente
F2(t) Fuerza que actúa sobre la fijación de carcasa
m3 Masa de la masa de compensación
x3(t) Desviación de la masa de compensación
F3 Fuerza que actúa sobre la carcasa por la masa de compensación
c3 Constante elástica de la unión elástica de la masa de compensación a la carcasa
d3 Amortiguación de la unión elástica de la masa de compensación a la carcasa
10 Unidad de mando
12 Carcasa
14 Elemento de mando
16 Interfaz de usuario
18 Cuadro de la carcasa
20 Sensor de accionamiento
22 Sección de cuadro
24 Actuador
24a Actuador
24b Actuador
24c Actuador
24d Actuador
26 Sección de borde
28 Cuerpo de soporte
30 Masa de compensación
30a Masa de compensación
32 Banda de soporte
32a Banda de soporte
32c Primera banda de soporte
32'c Segunda banda de soporte
34 Primer elemento piezoeléctrico
34c Primer elemento piezoeléctrico
36 Segundo elemento piezoeléctrico
36c Segundo elemento piezoeléctrico
38 Grupos de subdivisión
38c Primer grupo de subdivisión
38'c Grupo de subdivisión adicional
40 Primera sección de sujeción
40c Primera sección de sujeción
42 Primera superficie exterior
42c Primera superficie exterior
44 Segunda sección de sujeción
c Segunda sección de sujeción
Segunda superficie exterior
c Segunda superficie exterior
Primera sección intermedia
Segunda sección intermedia
Elemento de unión de elemento de mando Elemento de unión de masa de compensación a Elemento de unión en forma de placa Forma de onda
Primera semionda
Segunda semionda
Primera brida de montaje
a Elemento de unión
Segunda brida de montaje
a Segunda brida de montaje
Escotadura
Escotadura
Alma
Extremos opuestos de la banda de transporte a Extremo de la banda de transporte
Unidad de excitación
Amplitud
Amplitud
Escotadura
Elemento de unión
Alma de unión
Elemento de unión
Elemento de unión
Elemento de unión
Claims (19)
1. Unidad de mando para un aparato, por ejemplo, para un componente de vehículo, especialmente una interfaz hombre-máquina (m Mi o HMI), con
- una carcasa (12) que presenta un elemento de mando (14) con un área de mando (16), como por ejemplo, una pantalla táctil o un panel táctil o una pantalla o una placa de recubrimiento de una pantalla táctil o de una pantalla y que está prevista para la fijación dentro de / a un aparato, especialmente a un tablero de instrumentos de vehículo o una consola central de vehículo,
- estando el elemento de mando (14) soportado de forma elástica dentro de la carcasa (12),
- un sensor (20) para detectar un accionamiento del elemento de mando (14),
- un actuador (24,24a,24b,24d) para la estimulación mecánica del elemento de mando (14) que se produce al detectarse un accionamiento del elemento de mando (14) y
- una masa de compensación (30,30a) que está montada de forma móvil dentro de / en la carcasa (12), - pudiendo ser estimulada mecánicamente la masa de compensación (30,30a) al detectarse un accionamiento del elemento de mando (14) por el o por un actuador,
- pudiendo ser movida la masa de compensación (30,30a) para compensar y/o evitar y/o amortiguar de manera sustancial las fuerzas que como consecuencia del movimiento del elemento de mando (14) que se produce al activarse el actuador (24,24a,24b,24d) actúan sobre la carcasa (12),
caracterizada por que
- el actuador (24,24a,24b,24d) está provisto de
- una banda de soporte (32,32a) que comprende un material elástico, especialmente acero para resortes a, con una primera superficie exterior (42) y una segunda superficie exterior (44),
- presentando la banda de soporte (32,32a) al menos un grupo de subdivisión (38) formado por una primera sección de sujeción (40), una segunda sección de sujeción (44) y una primera sección intermedia (48) dispuesta entre las dos secciones de sujeción (40,44), estando dispuestas la primera sección de sujeción (40), la primera sección intermedia (48) y la segunda sección de sujeción (44) sucediéndose en la extensión longitudinal de la banda de soporte (32,32a),
- presentando la banda de soporte (32,32a) en varios grupos de subdivisión (38) contiguos en su extensión longitudinal una segunda sección intermedia (50) entre la segunda sección de sujeción (44) de un grupo de subdivisión (38) y la primera sección de sujeción (40) del grupo de subdivisión (38) contiguo,
- primeros y segundos elementos piezoeléctricos (34,36) unidos de forma rígida al empuje a la banda de soporte (32,32a), que pueden ser excitados eléctricamente, cada uno de los cuales presenta, visto en el sentido de la extensión longitudinal de la banda de soporte (32,32a), una longitud que, sin excitación eléctrica del elemento piezoeléctrico (34,36) adopta un primer valor de longitud y que con excitación eléctrica adopta un segundo valor de longitud que difiere del primer valor de longitud,
- estando dispuesto al menos un primer elemento piezoeléctrico (34) en una primera sección de sujeción (40) de la banda de soporte (32,32a), en la primera superficie exterior (42) de esta, y estando dispuesto al menos un segundo elemento piezoeléctrico (36) en una segunda sección de sujeción (44) de la banda de soporte (32,32a), en la segunda superficie exterior (46) de esta,
- estando las primeras secciones intermedias (48) y, si están presentes, las segundas secciones intermedias (50) de la banda de soporte (32,32a), acopladas mecánicamente a la carcasa (12) con el fin de fijar la banda de soporte (32,32a), y
- estando acoplada la banda de soporte (32,32a) en una primera sección de sujeción (40) mecánicamente al elemento de mando (14) y, en una segunda sección de sujeción (44) mecánicamente a la masa de compensación (30) y
- por que está prevista una unidad de excitación (74), por medio de la cual pueden ser estimulados los elementos piezoeléctricos (34,36) para transferir la banda de soporte (32,32a) de su estado de reposo, en el que el elemento de mando (14) y la masa de compensación (30), que están dispuestos a ambos lados de la banda de soporte (32,32a), presentan una primera distancia entre sí, bajo el desplazamiento del elemento de mando (14) y de la masa de compensación (30) en sentidos opuestos, a un estado de activación en forma de onda y para la transferencia de la banda de soporte (32,32a) del estado de activación de vuelta al estado de reposo.
2. Unidad de mando según la reivindicación 1, caracterizada por que la banda de soporte (32,32a), en su estado de reposo, discurre a lo largo de una línea de referencia, y por que la forma de onda (56) de la banda de soporte (32,32a), en su estado de activación, presenta primeras semiondas (58) en un lado de la línea de referencia y segundas semiondas (60) en el lado opuesto de la línea de referencia, formando cada primera sección de sujeción (40) de la banda de soporte (32,32a) una primera semionda (58) con el primer elemento piezoeléctrico (34) orientado hacia - o alternativamente opuesto a - la línea de referencia, y con la segunda superficie exterior (46) opuestas a - o alternativamente orientada hacia - la línea de referencia, formando cada segunda sección de sujeción (44) de la banda de soporte (32,32a) una segunda semionda (60) con un segundo elemento piezoeléctrico (36) orientado hacia - o alternativamente opuesto a - la línea de referencia y con una primera superficie exterior orientada hacia la línea de referencia o, alternativamente, una segunda superficie exterior (46) opuesta a la línea de referencia.
3. Unidad de mando según la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que la banda de soporte (32,32a) está provista, en sus extremos (70,72,72a) opuestos en la extensión longitudinal, de una segunda sección intermedia (50) respectivamente, al lado de la que está dispuesta una primera sección de sujeción (40), que a su vez está situada a una distancia, por una primera o segunda parte intermedia (48,50), con respecto a una segunda sección de sujeción (44) contigua.
4. Unidad de mando según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que la banda de soporte (32,32a) está provista en sus bordes laterales respectivamente de una primera brida de montaje (62) para su fijación a la carcasa (12), por que las bridas de montaje (62) están conectadas por almas (70) a las primeras y, si están presentes, las segundas secciones intermedias (48,50), y por que en la banda de soporte (32,32a) y/o en las bridas de montaje (62), están realizadas escotaduras (66,68) dispuestas entre las almas (70) y adyacentes a los bordes laterales de la banda de soporte (32,32a).
5. Unidad de mando según la reivindicación 4, caracterizada por que las primeras bridas de montaje (62), con respecto a la banda de soporte (32,32a), discurren en un ángulo, especialmente en ángulo recto con respecto al lateral de esta.
6. Unidad de mando según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que la banda de soporte (32,32a) está provista, en sus extremos (72) opuestos en extensión longitudinal, de respectivamente una segunda brida de montaje (64,64a) para la fijación a la carcasa (12).
7. Unidad de mando según la reivindicación 6, caracterizada por que las segundas bridas de montaje (64, 64a), con respecto a la banda de soporte (32,32a), discurren en un ángulo, especialmente en ángulo recto con respecto al lateral de esta.
8. Unidad de mando según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que de la banda de soporte (32, 32a) dentro de las primeras y, si están presentes, las segundas secciones intermedias (48,50), sobresalen elementos de unión (62a) para la fijación de la banda de soporte (32,32a) dentro de / en la carcasa (12).
9. Unidad de mando según la reivindicación 8, caracterizada por que la masa de compensación (30a) está realizada como cuerpo de banda de material que presenta escotaduras (80) a través de las cuales se extienden con juego los elementos de unión (62).
10. Unidad de mando según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada por que, en el estado de activación de la banda de soporte (32, 32a), la relación entre la amplitud (76) de la primera semionda (58) y la amplitud (78) de la segunda semionda (60) es inversa a la relación entre el peso del elemento de mando (14) y el peso de la masa de compensación (30, 30a).
11. Unidad de mando según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada por que la masa de compensación (30, 30a) está configurada como banda de material.
12. Unidad de mando según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada por que el actuador (24,24a,24b,24d) está dispuesto a lo largo de una primera sección de borde (26) del elemento de mando (14).
13. Unidad de mando para un aparato, por ejemplo, para un componente de vehículo, especialmente una interfaz hombre-máquina (MMI o HMI), con
- una carcasa (12) que presenta un elemento de mando (14) con un área de mando (16), como por ejemplo, una pantalla táctil o un panel táctil o una pantalla o una placa de recubrimiento de una pantalla táctil o de una pantalla y que está prevista para la fijación dentro de / a un aparato, especialmente a un tablero de instrumentos de vehículo o una consola central de vehículo,
- estando el elemento de mando (14) soportado de forma elástica dentro de la carcasa (12),
- un sensor (20) para detectar un accionamiento del elemento de mando (14),
- un actuador (24c) para la estimulación mecánica del elemento de mando (14) que se produce al detectarse un accionamiento del elemento de mando (14) y
- una masa de compensación (30), que está montada de forma móvil dentro de / en la carcasa (12), - pudiendo ser estimulada mecánicamente la masa de compensación (30) al detectarse un accionamiento del elemento de mando (14) por el o por un actuador (24c),
- pudiendo ser movida la masa de compensación (30) para compensar y/o evitar y/o amortiguar de manera sustancial las fuerzas que como consecuencia del movimiento del elemento de mando (14) que se produce al activarse el actuador (24c) actúan sobre la carcasa (12),
caracterizada
- por que el actuador (24c) está provisto de
- una primera banda de soporte (32c) que presenta un material elástico, especialmente acero para resortes a, con una primera superficie exterior (42c) y una segunda superficie exterior (46c),
- presentando la primera banda de soporte (32c) al menos un grupo de subdivisión (38c) con dos primeras
secciones de sujeción (40c) y respectivamente una segunda sección de sujeción (44c) dispuesta entre estas, estando dispuestas las secciones de sujeción (40c,44c) sucediéndose en la extensión longitudinal de la primera banda de soporte (32c),
- una segunda banda de soporte (32'c) que discurre paralelamente a la primera banda de soporte (32c) y que presenta un material elástico, especialmente acero para resortes a, con una primera superficie exterior (32c) orientada hacia la primera superficie exterior (42c) de la primera banda de soporte (32c) y con una segunda superficie exterior (46c) opuesta a la primera superficie exterior (42c) de la primera banda de soporte (32c),
- presentando la segunda banda de soporte (32'c) al menos un grupo de subdivisión (38c) con dos primeras secciones de sujeción (40c) y una segunda sección de sujeción (44c) dispuesta entre estas, estando dispuestas las secciones de sujeción (40c,44c) sucediéndose en la extensión longitudinal de la segunda banda de soporte (32c),
- un elemento de unión (82), por medio del cual las dos bandas de soporte (32c,32'c) están unidas entre sí y que para la fijación de las dos bandas de soporte (32c,32'c) está unido a la carcasa (12), uniendo el elemento de unión (82) primeras secciones de sujeción (40c) de la primera banda de soporte (32c), en la primera superficie exterior (32c) de esta, a primeras secciones de sujeción (40c) de la segunda banda de soporte (32'c), en la primera superficie exterior (42c) de esta,
- primeros y segundos elementos piezoeléctricos (34c,36c) excitables eléctricamente, unidos de forma rígida al empuje a las dos bandas de soporte (32c,32'c), cada uno de los cuales presenta, visto en el sentido de la extensión longitudinal de la banda de soporte (32,32'c), una longitud que, sin excitación eléctrica del elemento piezoeléctrico (34c,36c), adopta un primer valor de longitud y, con excitación eléctrica, adopta un segundo valor de longitud que difiere del primer valor de longitud,
- estando dispuesto en cada primera sección de sujeción (40c) de la primera banda de soporte (32c), en la segunda superficie exterior (46c) de esta, al menos un primer elemento piezoeléctrico (34c), y estando dispuesto en cada segunda sección de sujeción (44c) de la primera banda de soporte (32c), en la primera superficie exterior (42c) de esta, al menos un segundo elemento piezoeléctrico (36c), y estando dispuesto en cada primera sección de sujeción (40c) de la segunda banda de soporte (32'c), en la segunda superficie exterior (46) de esta, al menos un primer elemento piezoeléctrico (34c), y estando dispuesto en cada segunda sección de sujeción (44c) de la segunda banda de soporte (32'c), en la primera superficie exterior (42c) de esta, al menos un segundo elemento piezoeléctrico (36c) y
- estando acoplada la primera banda de soporte (32c), en cada segunda sección de sujeción (44c), mecánicamente al elemento de mando (14), y estando acoplada la segunda banda de soporte (32'c), en cada segunda sección de sujeción (44c), mecánicamente a la masa de compensación (30c), y
- por que está prevista una unidad de excitación (74), por medio de la cual los elementos piezoeléctricos (34c,36c) pueden ser excitados para la transferencia de ambas bandas de soporte (32,32'c) de su respectivo estado de reposo, en el que el elemento de mando (14) y la masa de compensación (30c), que se encuentran a ambos lados de la disposición formada por las dos bandas de soporte (32c,32'c) y el elemento de unión (82), presentan una primera distancia entre sí, bajo el desplazamiento del elemento de mando (14) y de la masa de compensación (30c), en sentidos opuestos, a un estado de activación en forma de onda, en el que el elemento de mando (14) y la masa de compensación (30c) presentan una segunda distancia entre sí que difiere de la primera distancia, y para la transferencia de las bandas de soporte (32c,32'c) de su respectivo estado de activación de vuelta a su respectivo estado de reposo.
14. Unidad de mando según la reivindicación 13, caracterizada por que las dos bandas de soporte (32c,32'c), en su respectivo estado de reposo, discurren respectivamente a lo largo de una línea de referencia, y por que la forma de onda (56) de las dos bandas de soporte (32c,32'c), en su respectivo estado de activación, presentan primeras semiondas (58) en un lado de la respectiva línea de referencia y segundas semiondas (60) en el lado opuesto de la respectiva línea de referencia, formando cada primera sección de sujeción (40c) de la primera banda de soporte (32c) una primera semionda (58) con un primer elemento piezoeléctrico (34c) orientado hacia -o alternativamente opuesto a - la línea de referencia de la primera banda de soporte (32c), y con una primera superficie exterior (42c) orientada hacia - o alternativamente opuesta a - la línea de referencia de la primera banda de soporte (32c), y formando cada segunda sección de sujeción (44c) de la primera banda de soporte (32c) una segunda semionda (60) con un segundo elemento piezoeléctrico (36c) orientado hacia - o alternativamente opuesto a - la línea de referencia de la primera banda de soporte (32c) y con una primera superficie exterior (42c) opuesta a - o alternativamente orientada hacia - la línea de referencia de la primera banda de soporte (32c), y formando cada primera sección de sujeción (40c) de la segunda banda de soporte (32'c) una primera semionda (58) con un primer elemento piezoeléctrico (34c) enfrentando hacia - o alternativamente opuesto a - la línea de referencia de la segunda banda de soporte (32'c) y una primera superficie exterior (42c) opuesta a - o alternativamente orientada hacia - la línea de referencia de la segunda banda de soporte (32'c), y formando cada segunda sección de sujeción (44c) de la segunda banda de soporte (32'c) una segunda semionda (60) con un segundo elemento piezoeléctrico (36c) orientado hacia - o alternativamente opuesto a - la línea de referencia de la segunda banda de soporte (32'c) y con una segunda superficie exterior (46c) opuesta a - o alternativamente orientada hacia - la línea de referencia de la segunda banda de soporte (32'c).
15. Unidad de mando según la reivindicación 13 o 14, caracterizada por que el elemento de unión (82) está
dispuesto en el espacio intermedio entre las dos bandas de soporte (32c,32'c) y fuera de la zona ocupada por la banda de soporte (32c,32'c) está unido a la carcasa (12).
16. Unidad de mando según una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizada por que, en el estado de activación de ambas bandas de soporte (32c,32'c), la relación de la suma de las amplitudes (76,78) de las primeras y segundas semiondas (58,60) de la primera banda de soporte (32c) a la suma de las amplitudes (76,78) de las primeras y segundas semiondas (58,60) de la segunda banda de soporte (32c,32'c ) es inversa a la relación entre el peso del elemento de mando (14) y el peso de la masa de compensación (30c).
17. Unidad de mando según una de las reivindicaciones 13 a 16, caracterizada por que el actuador (24c) está dispuesto a lo largo de una primera sección de borde (26) del elemento de mando (14).
18. Unidad de mando según una de las reivindicaciones 13 a 17, caracterizada
- por que cada banda de soporte (32c,32'c) presenta al menos un grupo de subdivisión (38c, 38'c) adicional, que comprende una primera sección de sujeción (40c) y una segunda sección de sujeción (44c), que está dispuesta junto a una primera sección de sujeción (40c) de un grupo de subdivisión (38c) contigua, - por que el elemento de unión (82) une las dos bandas de soporte (32c,32'c) en la primera sección de sujeción (40c) de cada grupo de subdivisión (38'c) adicional,
- por que el elemento de mando (14) está unido mecánicamente a la primera banda de soporte (32c) en la segunda superficie exterior (46c) de la misma en la segunda sección de sujeción (44c) de cada grupo de subdivisión (38'c) adicional y la masa de compensación (30c) está acoplada mecánicamente a la segunda banda de soporte (32'c) en la segunda superficie exterior (46c) de la misma en la primera sección de sujeción (40c) de cada grupo de subdivisión (38'c) adicional, y
- por que en la segunda superficie exterior (46c) de cada banda de soporte (32c,32'c) en la primera sección de sujeción (40c) de cada grupo de subdivisión (38'c) adicional, un primer elemento piezoeléctrico (34c), y en la primera superficie (42c) de cada banda de soporte (32c,32'c) en la segunda sección de sujeción (44c) de cada grupo de subdivisión (38'c) adicional, un segundo elemento piezoeléctrico (36c) está unido de forma resistente al empuje a la respectiva banda de soporte (32c, 32'c).
19. Unidad de mando según una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizada por que el actuador (24) está realizado como actuador piezoeléctrico y presenta un elemento piezocerámico estimulable eléctricamente y un engranaje mecánico para convertir una expansión longitudinal con reducción de longitud subsiguiente del elemento piezocerámico en un movimiento del elemento de mando (14), presentando el engranaje mecánico al menos un elemento de engranaje que forma la masa de compensación (30) y/o parte de la masa de compensación (30) y/o el montaje elástico del elemento de mando (14) y al menos un elemento de engranaje adicional que forma el soporte elástico del elemento de mando (14).
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