WO2019206587A1 - Haptische rückwirkungsvorrichtung - Google Patents

Haptische rückwirkungsvorrichtung Download PDF

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WO2019206587A1
WO2019206587A1 PCT/EP2019/058365 EP2019058365W WO2019206587A1 WO 2019206587 A1 WO2019206587 A1 WO 2019206587A1 EP 2019058365 W EP2019058365 W EP 2019058365W WO 2019206587 A1 WO2019206587 A1 WO 2019206587A1
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haptic feedback
feedback device
piezoelectric element
elongated plate
plane
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Christian Lauenstein
Timm Salzmann
Matthias Neundorf
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Kyocera Display Europe Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/03—Means for enhancing the operator's awareness of arrival of the controlling member at a command or datum position; Providing feel, e.g. means for creating a counterforce
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0644—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element
    • B06B1/0648—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element of rectangular shape
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/96—Touch switches
    • H03K2217/96062—Touch switches with tactile or haptic feedback

Definitions

  • the invention relates to a device for generating a haptic reaction by means of a haptic pulse.
  • the haptic pulse can e.g. be transferred to a touch-sensitive user interface (such as a so-called touchpad or touchscreen).
  • a haptic feedback device having an elongated plate of flexible material in a folded configuration configured with three parts, with a first part and a third part facing each other, and a second part the first part and the third part connects; a piezo element provided on the first part; means for fixing the elongated plate provided at a position on the third part corresponding to the position of the piezoelectric element on the first part with respect to the extending direction of the elongated plate; and a connecting member provided in the extending direction offset from the piezoelectric element.
  • Such a device can be used to simulate a keystroke eg on a touch-sensitive user interface. For an authentic simulation of a keystroke, excitation times of less than 20 ms are necessary in order to be perceived as a delay-free reaction. By using a piezoelectric element as an actuator, this can be achieved.
  • the piezo element itself changes its geometry via the piezoelectric effect in the range of pm.
  • the further mechanics of this device ensures suitability to sufficiently amplify this geometry change so that it may be e.g. when used in conjunction with a touch-sensitive surface such as a button press.
  • the opposite arrangement of the piezoelectric element and fastening device causes the device in the installed state upon actuation of the piezoelectric element act as a spring, since the piezoelectric element is shortened when a voltage is applied, and thereby deforms the elongated plate such that the outer ends move the first part upwards.
  • the connecting element arranged offset to the piezoelement can then transmit this movement, e.g. to a touch-sensitive surface to be connected thereto.
  • the haptic feedback device further comprises a cover, which is in contact with any connection element but not with the piezoelectric element.
  • FIG. 1 is a perspective view of a typical embodiment of the folded arrangement in a front view
  • FIG. 3 is a perspective view of a preferred embodiment of the haptic feedback arrangement
  • FIG. 4 is a schematic illustration of an installation state of the preferred embodiment of Figure 3 in perspective view ..;
  • FIG. 5 shows a perspective view of a further embodiment of the folded arrangement in a front view.
  • the elongate plate is made of a flexible material suitable for providing a resilient action.
  • the material may be e.g. a suitably suitable plastic or a suitably suitable metal such as stainless steel or spring steel.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the haptic feedback device according to certain embodiments.
  • a connecting element 31a, 31b and a piezoelectric element 32 on the first part 11 is provided on the elongated plate 1 according to Figures 1 and 2.
  • the piezoelectric element 32 is provided in the middle of the first part 11, and a respective connecting element 31 a, 31 b is provided at the ends of the first part 11.
  • the piezoelectric element is thereby provided oblong in the region of a middle section of the first part 11 which is narrower in the direction perpendicular to the extension direction 14 of the elongate plate 1 and in the plane of the first part 11 than end sections 16a, 16b of the first part 11.
  • the end sections in turn are provided with connecting elements 31a, 31b.
  • the third part 13 in this case has a device 33 for fastening the elongated plate 1, which is provided at a position on the third part 13, the position of the piezoelectric element 32 on the first part 11 with respect to the extension direction 14 of the elongated plate 11 corresponds.
  • these connecting elements can be arranged otherwise, as long as an offset arrangement to the piezo element in the direction of extension 14 enhances the change in length of the piezo element via bending of the piezoelectric element elongated plate 1 is guaranteed.
  • the connecting elements can provide a coupling to bores in the web sections 23a, 23b shown in FIG.
  • FIG. 4 a sectional view through a device housing 42 or the like, which receives a device with, for example, a touch-sensitive surface as the user interface 41.
  • the device 33 for fastening the elongated plate is connected to the device housing 42 as shown in FIG. 4 via a screw 43.
  • the screw is oversized in the figure and shown "for clarity" in the perspective view of Fig. 4.
  • the illustration of the screw 43 serves only as an example of a mechanical fastening and can be replaced by a different type of mechanical fastening according to requirements 4 schematically illustrates the installed state of the haptic feedback device, by incorporation with an attachment at a position on the third part corresponding to the position of the piezoelectric element on the first part with respect to the extension direction of the elongated plate.
  • the haptic feedback device is initially like a relaxed spring between the cover 41 and the device housing 42.
  • the piezoelectric element When activated, the piezoelectric element shortens this and retracts the ends of the first part (with the connecting elements) above About the attachment in the third part, the device stretches like a spring between cover 41 and device housing 42 and creates a haptic reaction on the cover.
  • FIG. 5 shows a perspective view of a further embodiment of the folded arrangement in a front view.
  • the end sections 16a, 16b are each extended with L-shaped end section extensions 51a, 51b in such a way that a plane parallel to the plane of the first section 11 is formed over two opposite 90 ° angles in the direction away from the third section 13 .
  • the elements of the end section extensions 51a, 51b which are parallel to the first part 11 may have bores 52a, 52b for mechanical fastening, such as screwing. It should be understood here that in the case of modifications of the embodiment shown in FIG. 5, deviations in the 90.degree.
  • the respective shape as pure plane and in parallelism may occur, as long as incorporation while maintaining the above example in conjunction with FIG 4 described spring-like functional principle is possible.
  • a haptic feedback device which transmits the pulse of the piezoelectric element to the surface of a cover member without delay and amplifies it so that the pulse is perceived there as a feedback such as a key depression.
  • the design is so robust and compact that it can be used on all types of devices, including mobile devices.
  • the central (touch-sensitive) control unit (with or without display) of a motor vehicle, the control or input unit of an industrial device or a device from the medical field can be mentioned.

Abstract

Eine Haptische Rückwirkungsvorrichtung umfasst eine länglichen Platte (1) aus einem flexiblen Material in einer gefalteten Anordnung, die mit drei Teilen eingerichtet ist, wobei ein erstes Teil (11) und ein drittes Teil (13) einander zugewandt sind, und ein zweites Teil (12) das erste Teil (11) und das dritte Teil (13) verbindet, ein Piezoelement (32), das auf dem ersten Teil (11) bereitgestellt ist, eine Einrichtung (33) zum Befestigen der länglichen Platte (1), die an einer Position auf dem dritten Teil (13) bereitgestellt ist, die der Position des Piezoelementes (32) auf dem ersten Teil (11) bezüglich der Erstreckungsrichtung (14) der länglichen Platte (1) entspricht, und ein Verbindungselement (31a, 31b), das in der Erstreckungsrichtung (14) versetzt zu dem Piezoelement (32) bereitgestellt ist.

Description

Haptische Rückwirkungsvorrichtung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer haptischen Rückwir- kung mittels eines haptischen Impulses. Der haptische Impuls kann z.B. auf eine berührungsempfindliche Bedienoberfläche (wie etwa ein sogenanntes Touchpad o- der Touchscreen) übertragen werden.
Stand der Technik
Auf diesem Gebiet ist aus der Druckschrift EP 2 461 233 Al ein Verfahren zur Er- zeugung einer haptischen Rückmeldung bekannt, das auf einer Stimulierung der menschlichen Fingerkuppennerven beruht, und darüber den Eindruck der Betäti- gung einer mechanischen Taste erzeugt.
Erfind unaszusammenfassuna
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche einen haptischen Impuls als Rückwirkung erzeugt.
Dies wird erreicht durch Bereitstellung einer haptischen Rückwirkungsvorrichtung mit einer länglichen Platte aus einem flexiblen Material in einer gefalteten Anord- nung, die mit drei Teilen eingerichtet ist, wobei ein erstes Teil und ein drittes Teil einander zugewandt sind, und ein zweites Teil das erste Teil und das dritte Teil verbindet; einem Piezoelement, das auf dem ersten Teil bereitgestellt ist; einer Einrichtung zum Befestigen der länglichen Platte, die an einer Position auf dem dritten Teil bereitgestellt ist, die der Position des Piezoelementes auf dem ersten Teil bezüglich der Erstreckungsrichtung der länglichen Platte entspricht; und einem Verbindungselement, das in der Erstreckungsrichtung versetzt zu dem Piezoele- ment bereitgestellt ist. Eine derartige Vorrichtung kann zur Simulation eines Tastendrucks z.B. auf einer berührungsempfindlichen Bedienoberfläche verwendet werden. Für eine authenti- sche Simulation eines Tastendrucks sind Anregungszeiten von weniger als 20 ms notwendig, um als verzögerungsfreie Rückwirkung wahrgenommen zu werden. Durch die Verwendung eines Piezoelementes als Aktuator kann dies erreicht wer- den.
Das Piezoelement selbst verändert seine Geometrie über den piezoelektrischen Effekt im Bereich von pm. Die weitere Mechanik dieser Vorrichtung gewährleistet eine Eignung, diese Geometrieänderung ausreichend zu verstärken, so dass sie z.B. bei einer Verwendung in Verbindung mit einer berührungsempfindlichen Ober- fläche wie ein Tastendruck wahrgenommen werden kann. Im Einzelnen bewirkt die gegenüberliegende Anordnung von Piezoelement und Befestigungseinrichtung, dass die Vorrichtung in eingebautem Zustand bei Aktivierung des Piezoelementes wie eine Feder wirken kann, da das Piezoelement sich bei Anlegen einer Spannung verkürzt, und dadurch die längliche Platte derart verformt, dass sich die äußeren Enden des ersten Teils nach oben bewegen. Das zu dem Piezoelement versetzt angeordnete Verbindungselement kann diese Bewegung dann übertragen, z.B. an eine daran zu verbindende berührungsempfindliche Oberfläche.
Außerdem macht die Anordnung dieser Vorrichtung dahingehend vorteilhaft Ge- brauch von der Verwendung eines Piezoelementes, dass der Aufbau kompakt aus- gestaltet werden kann.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist bei der haptischen Rückwirkungsvorrich- tung das Piezoelement in der Mitte des ersten Teils bereitgestellt, und jeweils ein Verbindungselement ist an den Enden des ersten Teils bereitgestellt.
Diese Anordnung erlaubt in eingebautem Zustand die Verwendung der Vorrichtung wie z.B. eine Blattfeder.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist in einer Richtung senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der länglichen Platte und in der Ebene des ersten Teils ein Mittelabschnitt des ersten Teils schmaler als die Endabschnitte des ersten Teils. Hierbei ist der Mittelabschnitt zur Aufnahme des Piezoelementes gedacht, und die beiden Endabschnitte sind zur Aufnahme von Verbindungselementen gedacht. Ty- pischerweise ist das Piezoelement länglich aber schmaler als ein Verbindungsele- ment ausgebildet. Zur Verringerung des mechanischen Widerstands folgt die Ge- staltung des ersten Teils den Platzbedürfnissen der anzuordnenden Elemente.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist das zweite Teil Öffnungen für eine vereinfachte Verbiegung auf, die durch eine Aktivierung des Piezoelementes verursacht wird. Dabei kann das zweite Teil z.B. zwei Öffnungen aufweisen, so dass ein Stegabschnitt in der Mitte und jeweils ein Stegabschnitt an den Enden verbleibt.
Eine derartige Formgebung führt bei einer Aktivierung des Piezoelementes zu einer definierten Verformung und damit Weiterleitung des vom Piezoelement ausgehen- den Impulses, wobei gleichzeitig die Stegabschnitte eine Verwindung des Piezoe- lementes verhindern.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die haptische Rückwirkungs- Vorrichtung ferner ein Abdeckteil auf, das sich in Kontakt mit jeglichem Verbin- dungselement aber nicht mit dem Piezoelement befindet.
Ein derartiges Abdeckteil kann z.B. eine berührungsempfindliche Bedienoberfläche oder ein Teil davon bzw. ein Bestandteil davon sein. Die Bereitstellung dieses Ab- deckteils bildet teilweise den eingebauten Zustand. Da das Piezoelement nicht in Kontakt mit dem Abdeckteil ist bzw. so eingerichtet ist, dass die haptische Rück- wirkungsvorrichtung bei Einbau keine Berührung des Piezoelementes mit dem Ab- deckteil vorsieht, wird das Piezoelement vor einer mechanischen Fehlbelastung und somit vor seiner Zerstörung beschützt. Diese Anordnung trägt zur Robustheit der Vorrichtung bei. In einer typischen Ausführungsform und somit weiteren vorteilhaften Ausgestal- tung ist die gefaltete Anordnung der haptischen Rückwirkungsvorrichtung so ein- gerichtet, dass sie im Querschnitt eine U-Form aufweist, und wobei das flexible Material rostfreier Stahl ist.
Kurzbeschreibunq der Zeichnung
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der nachfolgenden Be- schreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der beiliegen- den Zeichnung. Diese zeigt:
In Fig. 1 eine Perspektivansicht einer typischen Ausführungsform der gefalteten Anordnung in einer Vorderansicht;
In Fig. 2 eine Perspektivansicht der gefalteten Anordnung nach Fig. 1 in einer Rückansicht;
In Fig. 3 eine Perspektivansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der hap- tischen Rückwirkungsanordnung;
In Fig. 4 eine schematische Verdeutlichung eines Einbauzustands des bevorzugten Ausführungsbeispiels nach Fig. 3 in Perspektivansicht; und
In Fig. 5 eine Perspektivansicht eine weitere Ausführungsform der gefalteten An- ordnung in einer Vorderansicht.
Ausführunqsbeispiele der Erfindung
Bestimmte Ausführungsbeispiele der haptischen Rückwirkungsvorrichtung weisen eine längliche Platte 1 aus einem flexiblen Material in einer gefalteten Anordnung auf, wie dies in Fig. 1 schematisch dargestellt ist. Die längliche Platte ist dabei derart gefaltet, dass sie ein erstes Teil 11, ein zweites Teil 12 und ein drittes Teil 13 aufweist. Das erste Teil 11 und das dritte Teil 13 sind dabei so angeordnet, dass sie einander zugewandt sind. Das zweite Teil 12 verbindet dabei das erste Teil 11 und das dritte Teil 13. Nach einem bestimmten Ausführungsbeispiel kann die Anordnung der drei Teile in einer U-Form bezüglich des Querschnitts der läng- lichen Platte ausgestaltet sein, wie es in Fig. 1 gezeigt ist (der Querschnitt bezieht sich dabei auf die Erstreckungsrichtung der länglichen Platte). Eine Erstreckungs- richtung 14 der länglichen Platte 1 ist in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil dargestellt. Das erste Teil 11 der länglichen Platte 1 weist einen Mittelabschnitt 15 sowie End- abschnitte 16a und 16b auf. Der Mittelabschnitt 15 ist dabei in einer Richtung senkrecht zu der Erstreckungsrichtung 14 und in der Ebene des ersten Teils 11 schmaler als die Endabschnitte 16a, 16b, wie es in Fig. 1 gezeigt ist.
Die längliche Platte ist aus einem flexiblen Material gefertigt, das zur Bereitstellung einer federnden Wirkung geeignet ist. Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann das Material dabei z.B. ein entsprechend geeigneter Kunststoff oder ein ent- sprechend geeignetes Metall wie rostfreier Stahl oder Federstahl sein.
Fig. 2 zeigt eine Rückansicht der schematischen Darstellung aus Fig. 1. Demgemäß weisen bestimmte Ausführungsbeispiele im zweiten Teil Öffnungen 21a, 21b für eine vereinfachte Verbiegung auf. Dies können z.B. zwei Öffnungen 21a, 21b sein, so dass ein Stegabschnitt 22 in der Mitte und jeweils ein Stegabschnitt 23a, 23b an den Enden verbleibt.
Fig. 3 zeigt eine Ausgestaltung der haptischen Rückwirkungsvorrichtung gemäß bestimmten Ausführungsbeispielen. Dabei ist auf der länglichen Platte 1 gemäß den Figuren 1 und 2 ein Verbindungselement 31a, 31b sowie ein Piezoelement 32 auf dem ersten Teil 11 bereitgestellt. Gemäß bestimmter Ausführungsbeispiele ist das Piezoelement 32 in der Mitte des ersten Teils 11 bereitgestellt, und jeweils ein Verbindungselement 31a, 31b ist an den Enden des ersten Teils 11 bereitgestellt. Das Piezoelement ist dabei länglich im Bereich eines Mittelabschnitts des ersten Teils 11 bereitgestellt, der in der Richtung senkrecht zu der Erstreckungsrichtung 14 der länglichen Platte 1 und in der Ebene des ersten Teils 11 schmaler als End- abschnitte 16a, 16b des ersten Teils 11 ist. Die Endabschnitte wiederum sind mit Verbindungselementen 31a, 31b versehen. Das dritte Teil 13 weist dabei eine Ein- richtung 33 zum Befestigen der länglichen Platte 1 auf, die an einer Position auf dem dritten Teil 13 bereitgestellt ist, die der Position des Piezoelementes 32 auf dem ersten Teil 11 bezüglich der Erstreckungsrichtung 14 der länglichen Platte 11 entspricht.
Ein Beispiel für die in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Vorrichtung weist für die läng- liche Platte in gefalteter Anordnung ein geformtes Stanzbiegeteil z.B. aus Feder- stahl mit einer Dicke zwischen 0,3 mm und 1 mm auf, das U-förmig gebogen ist, und zur Montage entsprechende Bohrungen umfasst. Im Bereich des zweiten Teils ist das Stanzbiegeteil mit Ausnehmungen versehen, die eine definierte Verformung zur Weiterleitung des Impulses durch das Piezoelement 33 erlauben, wobei gleich- zeitig durch die verbliebenen Verstrebungen eine Verwindung des Piezoelementes verhindert wird. Das Piezoelement kann dabei durch Kleben oder eine andere Art der mechanischen Verbindung auf der Oberseite des Stanzbiegeteils befestigt sein. Wenn sich das Piezoelement 33 durch Anlegen einer Spannung verkürzt, dann wird das Stanzbiegeteil derart verformt, dass sich die äußeren Enden 16a, 16b nach oben bewegen. Wenn das Stanzbiegeteil mittig unten an der Befestigungseinrich- tung 33 befestigt ist, deren Position der Position des Piezoelementes 32 auf dem ersten Teil 11 entspricht, so kann der Impuls des Piezoelementes verstärkt und auf eine Bedienoberfläche übertragen werden, die an den Verbindungselementen 31a, 31b angebracht ist.
Die Verbindungselemente 31a, 31b können beispielsweise aus einem elastischen Material gefertigt sein.
Alternativ zu der Bereitstellung der Verbindungselemente 31a und 31b auf den Endabschnitten 16a, 16b auf dem ersten Teil können diese Verbindungselemente anderweitig angeordnet sein, solange über eine versetzte Anordnung zu dem Pie- zoelement in der Erstreckungsrichtung 14 eine Verstärkung der Längenänderung des Piezoelementes über eine Verbiegung der länglichen Platte 1 gewährleistet ist.
Beispielsweise können die Verbindungselemente eine Ankopplung an Bohrungen in den in Fig. 2 gezeigten Stegabschnitten 23a, 23b bereitstellen.
Die Bereitstellung einer Bedienoberfläche 41 (Abdeckteil) auf den Verbindungsele- menten 31a, 31b ist in Fig. 4 schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigt Fig. 4 eine Schnittansicht durch ein Gerätegehäuse 42 oder ähnliches, welches ein Gerät mit beispielsweise einer berührungsempfindlichen Oberfläche als der Bedienober- fläche 41 aufnimmt. Die Einrichtung 33 zum Befestigen der länglichen Platte ist gemäß Fig. 4 über eine Schraube 43 mit dem Gerätegehäuse 42 verbunden. Die Schraube ist in der Figur überdimensioniert und zur Verdeutlichung in der Perspek- tivansicht der Fig. 4„oben" dargestellt. Die Darstellung der Schraube 43 dient lediglich als Beispiel für eine mechanische Befestigung und kann den Bedürfnissen entsprechend durch eine andere Art der mechanischen Befestigung ersetzt wer- den. Die Darstellung in Fig. 4 verdeutlicht schematisch den eingebauten Zustand der haptischen Rückwirkungsvorrichtung. Durch den Einbau mit einer Befestigung an einer Position an dem dritten Teil, die der Position des Piezoelementes auf dem ersten Teil bezüglich der Erstreckungsrichtung der länglichen Platte entspricht, so- wie durch die Verbindung der Verbindungselemente mit dem Abdeckteil liegt die haptische Rückwirkungsvorrichtung zunächst wie eine entspannte Feder zwischen Abdeckteil 41 und dem Gerätegehäuse 42. Bei Aktivierung des Piezoelementes verkürzt sich dieses und zieht die Enden des ersten Teils (mit den Verbindungs- elementen) nach oben. Über die Befestigung im dritten Teil spannt sich die Vor- richtung wie eine Feder zwischen Abdeckteil 41 und Gerätegehäuse 42 und erzeugt eine haptische Rückwirkung auf dem Abdeckteil.
Eine Alternative zu der Bereitstellung der Verbindungselemente 31a und 31b ge- mäß Fig. 3 ist in Fig. 5 gezeigt. Im Einzelnen zeigt Fig. 5 eine Perspektivansicht einer weitere Ausführungsform der gefalteten Anordnung in einer Vorderansicht. Hierbei sind die Endabschnitte 16a, 16b jeweils mit L-förmigen Endabschnittsver- längerungen 51a, 51b derart verlängert, dass über zwei entgegengesetzte 90°- Winkel eine zu der Ebene des ersten Teils 11 parallele Ebene in der zu dem dritten Teil 13 abgewandten Richtung ausgebildet wird. Die zu dem ersten Teil 11 paral- lelen Elemente der Endabschnittsverlängerungen 51a, 51b können Bohrungen 52a, 52b zur mechanischen Befestigung wie etwa zur Verschraubung aufweisen. Es versteht sich hierbei, dass bei Abwandlungen der in Fig. 5 gezeigten Ausfüh- rungsform Abweichungen bei den 90°-Winkeln, der jeweiligen Form als reine Ebene sowie der Parallelität auftreten können, solange ein Einbau unter Beibehal- tung des vorstehend beispielsweise in Verbindung mit Fig. 4 beschriebenen feder- artigen Funktionsprinzips möglich ist. Gemäß vorstehender Beschreibung ist es möglich, eine haptische Rückwirkungs- Vorrichtung bereitzustellen, welche den Impuls des Piezoelementes verzögerungs- frei auf die Oberfläche eines Abdeckteils überträgt und so verstärkt, dass der Im- puls dort als eine Rückwirkung wie etwa ein Tastendruck wahrgenommen wird. Die Ausführung ist dabei so robust und kompakt, dass Anwendungen bei allen Arten von Geräten einschließlich mobiler Geräte möglich sind. Als Beispiele, die jedoch keineswegs abschließend zu verstehen sind, können die zentrale (berührungsemp- findliche) Bedieneinheit (mit oder ohne Anzeige) eines Kraftfahrzeugs, die Bedien- oder Eingabeeinheit eines Industriegeräts oder eines Gerätes aus dem medizini- schen Bereich genannt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Haptische Rückwirkungsvorrichtung, mit:
einer länglichen Platte (1) aus einem flexiblen Material in einer gefalteten Anordnung, die mit drei Teilen eingerichtet ist, wobei ein erstes Teil (11) und ein drittes Teil (13) einander zugewandt sind, und ein zweites Teil (12) das erste Teil (11) und das dritte Teil (13) verbindet;
einem Piezoelement (32), das auf dem ersten Teil (11) bereitgestellt ist; einer Einrichtung (33) zum Befestigen der länglichen Platte (1), die an einer Position auf dem dritten Teil (13) bereitgestellt ist, die der Position des Piezoele- mentes (32) auf dem ersten Teil (11) bezüglich der Erstreckungsrichtung (14) der länglichen Platte (1) entspricht; und
einem Verbindungselement (31a, 31b), das in der Erstreckungsrichtung (14) ver- setzt zu dem Piezoelement (32) bereitgestellt ist.
2. Haptische Rückwirkungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Piezoelement (32) in der Mitte des ersten Teils (11) bereitgestellt ist, und jeweils ein Verbin- dungselement (31a, 31b) an den Enden auf dem ersten Teil (11) bereitgestellt ist.
3. Haptische Rückwirkungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei in einer Richtung senkrecht zu der Erstreckungsrichtung (14) der länglichen Platte (1) und in der Ebene des ersten Teils (11) ein Mittelabschnitt (15) des ersten Teils (11) schmaler als die Endabschnitte (16a, 16b) des ersten Teils ist.
4. Haptische Rückwirkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das zweite Teil (12) Öffnungen (21a, 21b) für eine vereinfachte Verbiegung auf- weist, die durch eine Aktivierung des Piezoelementes (32) verursacht wird.
5. Haptische Rückwirkungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das zweite Teil (12) zwei Öffnungen (21a, 21b) aufweist, so dass ein Stegabschnitt (22) in der Mitte und jeweils ein Stegabschnitt (23a, 23b) an den Enden verbleibt.
6. Haptische Rückwirkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit einem Abdeckteil (41), das sich in Kontakt mit jeglichem Verbindungselement (31a, 31b) aber nicht mit dem Piezoelement (32) befindet.
7. Haptische Rückwirkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die gefaltete Anordnung so eingerichtet ist, dass sie im Querschnitt eine U-Form aufweist, und wobei das flexible Material rostfreier Stahl ist.
8. Haptische Rückwirkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Verbindungselemente (31a, 31b) an Bohrungen in Endabschnitten des zweiten Teils ankoppeln.
9. Haptische Rückwirkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das erste Teil (11) an beiden Längsenden L-förmige Endabschnittsverlängerungen (51a, 51b) aufweist, die jeweils über zwei entgegengesetzte 90°-Winkel eine zu der Ebene des ersten Teils (11) parallele Ebene in der zu dem dritten Teil (13) abgewandten Richtung ausbilden.
10. Haptische Rückwirkungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die L-förmigen Endabschnittsverlängerungen (51a, 51b) Bohrungen zur mechanischen Befesti- gung aufweisen.
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DE202018102355.1U DE202018102355U1 (de) 2018-04-26 2018-04-26 Haptische Rückwirkungsvorrichtung

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