WO2021224436A1 - Bedieneinrichtung und computermaus - Google Patents

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WO2021224436A1
WO2021224436A1 PCT/EP2021/062088 EP2021062088W WO2021224436A1 WO 2021224436 A1 WO2021224436 A1 WO 2021224436A1 EP 2021062088 W EP2021062088 W EP 2021062088W WO 2021224436 A1 WO2021224436 A1 WO 2021224436A1
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WO
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unit
stator
operating device
rotor unit
support body
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Application number
PCT/EP2021/062088
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Battlogg
Original Assignee
Inventus Engineering Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US17/923,670 priority Critical patent/US20230236680A1/en
Priority to DE112021002626.7T priority patent/DE112021002626A5/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • 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
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03543—Mice or pucks
    • 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
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0362—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 1D translations or rotations of an operating part of the device, e.g. scroll wheels, sliders, knobs, rollers or belts
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/08—Controlling members for hand actuation by rotary movement, e.g. hand wheels

Definitions

  • the present invention relates to an operating device with at least one stator unit fastened to at least one support body and with at least one rotor unit rotatable about the stator unit.
  • the rotatability of the rotor unit around the stator unit can be specifically influenced / delayed by means of at least one braking device.
  • the computer mouse is equipped with such an operating device.
  • the operating device is used in a computer mouse as a mouse wheel or other compact device.
  • the braking device also requires a large amount of installation space in order to be able to reliably brake the (finger) forces (tangential forces) and the resulting movement (rotation; torque) and even block them completely (high torque).
  • the magnetorheological rotary damper known from DE 102015 104 927 A1 can be used for such an operating device, which however requires corresponding space for accommodation.
  • the operating device should require less installation space and preferably less axial installation space. Reliable / robust mounting and an effective braking effect should particularly preferably be possible.
  • a computer mouse according to the invention is the subject matter of claim 36.
  • a motor vehicle steering wheel according to the invention is the subject matter of claim 37.
  • Preferred developments of the invention are the subject matter of the subclaims. Further advantages and features of the present invention emerge from the general description and the description of the exemplary embodiments.
  • the operating device comprises at least one support body and at least one stator unit fastened to the support body.
  • the stator unit is fastened to the support body in particular by means of at least one stator connection.
  • the operating device comprises at least one rotor unit rotatable about the stator unit.
  • the rotatability of the rotor unit around the stator unit can be influenced in a targeted manner by means of at least one braking device and, in particular, can be delayed.
  • the rotor unit is mounted on the support body by means of at least one bearing unit for its rotatability about the stator unit.
  • the rotor unit is supported independently of the stator unit (at least with the bearing unit).
  • the operating device according to the invention offers many advantages.
  • the mounting of the rotor unit on the support body offers a considerable advantage.
  • the operating device as a whole, and in particular the bearing device itself are considerably improved in terms of their (axial) installation space requirement.
  • the invention enables a reliable and resilient storage even with particularly tight installation space conditions and, for example, in a computer mouse as a mouse wheel.
  • Another advantage is that the arrangement and accommodation of the storage unit can be designed more independently or with more degrees of freedom.
  • the invention therefore offers considerable advantages over the operating devices known from the prior art, in which the rotor unit is mounted on the stator unit and, for example, on its stator shaft.
  • two bearings and, for example, roller bearings or plain bearings are pushed onto the stator shaft.
  • the rotor unit then rests on these bearings.
  • the stator unit then still has to be supported / received on the support body. It has been shown that this requires a particularly large amount of axial installation space so that the braking device and other components of the stator can find space between the bearings.
  • the efforts to reduce the installation space requirement, here especially the axial length, of the known operating devices therefore usually provide for narrower bearings or integrate the bearings into the braking device.
  • stator unit and stator connection do not experience any undesirable moment when a finger is pressed when the operating device is actuated.
  • stator unit and the rotor unit are not exposed to any tilting moment, which would occur, for example, if the stator unit and rotor unit are each supported on one side and are supported coaxially on one another between the bearing points.
  • stator shaft is usually exposed to considerable shear forces and bending moments.
  • the rotor unit and stator unit can be centered / positioned independently of one another, since these components do not have to support one another.
  • the (radial) positioning of the stator relative to the rotor does not have to take place directly in the invention. B. be done on the support structure and / or the stator shaft.
  • the rotor unit is supported by bypassing the stator unit.
  • the bearing forces are introduced into the support body directly and / or indirectly by the rotor unit, bypassing the stator unit.
  • the stator connection comprises in particular at least one stator shaft or is designed as such.
  • the stator shaft is designed in particular as an axis or as an axis-like extension which extends from the stator unit to the support body and is fastened there.
  • the stator shaft connects a magnetic field generating device to the support body.
  • the stator unit is equipped with at least one magnetic field generating device.
  • the magnetic field generating device comprises, for example, at least one electric coil and in particular at least one coil core.
  • stator unit is only fastened on one side (in particular in the manner of a cantilever arm) to the support body by means of the stator connection.
  • stator connection it is possible (at least notionally) to mount and rotate the rotor unit as intended without the presence of the stator unit, as is intended for operation.
  • the stator unit comprises in particular at least one stator body and at least one stator shaft.
  • the stator shaft extends in particular on one side or on both sides of the stator body.
  • the stator body is arranged on the stator shaft.
  • an axial center line of the stator unit runs particularly centrally through the stator shaft.
  • the stator body is at least partially enclosed by the rotor unit.
  • at least one field generating device of the braking device is arranged in the stator body.
  • the rotor unit is mounted (and in particular also supported) on the support body in a radially outward direction by means of the bearing unit.
  • the effects of the larger friction radius can be advantageously compensated for in corresponding embodiments of the invention, e.g. B. by a particularly smooth storage or by a partial circumferential storage. Overall, the invention therefore offers many advantages over the known operating devices.
  • the bearing unit is preferably arranged on a radial outside of the rotor unit.
  • the bearing unit is arranged radially on the outside of the rotor unit.
  • the rotor unit is preferably arranged at least partially between the bearing unit and the stator unit.
  • the rotor unit is arranged radially between the bearing unit and the stator unit.
  • the rotor unit extends at least partially between the bearing unit and the stator unit.
  • the bearing unit only partially surrounds the rotor unit radially. In particular, the bearing unit does not completely surround the rotor unit radially.
  • the remaining circumferential area remains open, which z. B. when used as a mouse wheel can be used to arrange the left and right mouse button above.
  • the thumb roller should only protrude a smaller axial length of the rotor as a segment of a circle from the spoke, the remaining length including bearing points must in particular be covered.
  • this is structurally (only) possible if the bearing unit only partially surrounds the rotor unit. For example, this can counteract the increase in the friction radius caused by the external mounting.
  • a particularly compact and at the same time reliable mounting is thereby provided, since the bearing surfaces also become larger due to the larger circumference.
  • the bearing unit can also completely surround the rotor unit radially.
  • the bearing unit radially surrounds the rotor unit in a form-fitting manner at least in sections.
  • the bearing unit surrounds the rotor unit in such a way that the rotor unit cannot leave the bearing unit, at least in the radial direction.
  • the bearing unit can comprise two or more spaced-apart bearing points which are arranged in such a way that they radially surround the rotor unit in a form-fitting manner.
  • the bearing unit surrounds the rotor unit to less than 360 ° and in particular to more than 180 °. Other angles for the radial enclosure are also possible.
  • the rotor unit is mounted on the support body with only a radial subsection of its circumference.
  • the radial section is less than 360 ° and in particular more than 180 °.
  • the radial section can also be less than 180 °.
  • the radial section is designed so that a for the Operation with a finger provided area of the rotor unit is exposed.
  • the rotor unit is only partially mounted on the radial periphery.
  • the rotor unit is not completely supported radially.
  • the rotor unit is mounted to less than 360 ° and in particular to more than 180 °.
  • the rotor unit can also be mounted at less than 180 °.
  • the rotor unit can also be fully supported radially.
  • the rotor unit (by means of the at least one bearing unit of the at least one bearing device) is not supported on the stator unit and / or preferably only on the support body.
  • the rotor unit (at least by means of the at least one bearing unit) is mounted axially displaceably on the support body.
  • the at least one bearing unit can provide at least one fixed bearing for blocking axial mobility of the rotor unit. It is also possible that the at least one bearing unit is assigned at least one path limitation for axial mobility of the rotor unit in at least one direction. Such a path limitation includes, in particular, at least one stop or is designed as such. The stop can be provided on one side or on both sides of the bearing unit.
  • stator unit and the rotor unit delimit at least one chamber that is sealed off from the outside.
  • at least one braking medium of the braking device is arranged in the chamber.
  • the sealing of the chamber is particularly important for the braking medium intended.
  • the braking device comprises the at least one chamber.
  • stator unit extends out of the chamber and / or the rotor unit.
  • stator unit can be partially moved out of the chamber and / or partially moved into the chamber.
  • a volume of the chamber that is available for the braking medium can be changed. In particular, this provides compensation for temperature-related and / or leakage-related and / or assembly / filling-related changes in volume of the braking medium.
  • stator unit and the rotor unit are axially displaceable relative to one another.
  • stator unit can be moved out of the chamber or moved into the chamber by an axial displacement relative to the rotor unit.
  • the stator unit is arranged axially displaceably on the support body.
  • the stator unit is arranged non-rotatably on the support body, so that in particular torque dissipation into the support body is possible.
  • At least the stator shaft of the stator unit is preferably arranged in this way.
  • the stator unit can also be arranged in a fixed or stationary manner on the support body.
  • the rotor unit is arranged stationary on the support body in the axial direction.
  • the rotor unit can also be mounted on the support body so as to be displaceable in the axial direction.
  • the stator unit is arranged and in particular fastened to the support body by means of at least one shaft holder.
  • At least the stator shaft is preferably arranged in this way.
  • the stator unit is arranged non-rotatably on the shaft holder.
  • the stator unit can be arranged in a stationary or axially displaceable manner on the shaft holder.
  • the shaft holder is arranged non-rotatably on the support body.
  • the shaft holder can be arranged in a stationary or axially displaceable manner on the support body.
  • the stator unit is arranged on the shaft holder in a rotationally fixed manner and, in particular, in a fixed or stationary manner.
  • the shaft holder is arranged axially displaceably on the support body.
  • the shaft holder radially surrounds the rotor unit at least in sections.
  • the shaft holder surrounds the rotor unit in a ring-like or sleeve-like manner.
  • the inside of the shaft holder in particular at least partially encloses the outside of the rotor unit.
  • the shaft holder and the rotor unit are in particular arranged concentrically to one another at least in sections.
  • the shaft holder is on the outside and the rotor unit is in the center.
  • the shaft holder and the rotor unit are axially displaceable relative to one another.
  • the rotor unit is mounted rotatably with respect to the shaft holder.
  • the rotor unit can be mounted axially displaceably on the support body. This is e.g. B. advantageous when the axial displacement of the rotor unit, for example as part of a
  • volume equalization is not undesirable.
  • the stator unit is in particular fixed in place on the support body. If axial displacement of the rotor unit is undesirable, z. B. the design described above with the axially displaceable shaft holder many advantages.
  • the rotor unit can then be mounted in an axially stationary or stable manner on the support body.
  • stator unit is attached to the support body on only one side.
  • the stator unit is attached to the support body with only one end section of the stator shaft.
  • the end section of the stator shaft is then attached to the shaft holder.
  • the stator unit is also possible, however, for the stator unit to be attached to the support body on both sides.
  • the stator shaft is then fastened to the support body with one end section in each case.
  • the operating device comprises at least one alignment device which serves to align an axial central axis of the stator unit (in particular the stator shaft) relative to an axial central axis or axis of rotation of the rotor unit.
  • the alignment device is suitable and designed to align the central axis of the stator unit parallel to the central axis of the rotor unit and / or to cover it with this.
  • the alignment device is suitable and designed to arrange the stator unit concentrically to the rotor unit.
  • the stator unit runs concentrically in the rotor unit.
  • Such a (concentric) alignment is particularly advantageous or necessary because it is already small Alignment errors between the stator unit and the rotor unit (stator and rotor center axis) lead to increased friction of the rotor unit, because the seal is pressed or squeezed more strongly (e.g. radial seal; quad ring; O-ring; lip seal) in one direction.
  • An even greater eccentricity between the rotor unit and the stator body can also lead to a leak (gap between the shaft and the seal, especially under movement / pressure) for the braking medium.
  • stator shaft of the stator unit can be aligned on or in the shaft holder by means of the alignment device. It is also possible that the stator shaft can be aligned on or in the support body by means of the alignment device.
  • the stator shaft comprises at least one conical alignment section.
  • the alignment section is or was arranged in and / or on a corresponding conical alignment part of the shaft holder and / or of the support body.
  • the stator shaft has a conical outside.
  • the alignment part then comprises a conically shaped one Recess in the shaft holder or support body. This enables an inexpensive and at the same time particularly reliable (concentric) alignment without play between the parts, even with different manufacturing tolerances of the individual parts.
  • the shaft holder can preferably be aligned on or in the support body by means of the alignment device.
  • the rotor unit can preferably be aligned on or in the shaft holder by means of the alignment device.
  • the alignment device comprises a part of the shaft holder which surrounds the rotor unit with an accurate fit.
  • the shaft holder is at least partially symmetrical and in particular axially symmetrical (to the central axis).
  • an axial center axis of a section of the shaft holder which radially surrounds the rotor unit and an axial center axis of a section of the shaft holder to which the stator unit is attached are arranged parallel and preferably overlapping one another.
  • Such a shaft holder is structurally uncomplicated and at the same time offers a reliable alignment of the rotor unit and stator unit.
  • the alignment device can also be produced particularly easily and at the same time with high accuracy, for example by means of concentric bores in the shaft holder.
  • the rotor unit is also mounted on the section of the shaft holder.
  • the section of the shaft holder comprises in particular the alignment part.
  • the shaft holder is designed in one piece. This enables a particularly short tolerance chain, since both axial central axes lie on one component.
  • the rotor unit is preferably rotatably mounted on a section of the shaft holder which radially surrounds the rotor unit. This offers an advantageous functional integration of storage and alignment as well as the possibility of volume compensation.
  • the rotor unit is mounted on the support body via the shaft holder.
  • the rotor unit is supported independently of the stator unit via the shaft holder.
  • the rotor unit is mounted on the section of the shaft holder by means of the at least one bearing unit.
  • the rotor unit is mounted on an inside of the section of the shaft holder and / or radially on the inside on the shaft holder.
  • a section of the shaft holder which radially surrounds the rotor unit is preferably arranged with its outside at least partially on or in the support body and is preferably arranged non-rotatably.
  • the section of the shaft holder is preferably arranged axially displaceably on or in the support body.
  • the section can also be arranged in a stationary manner on the support body.
  • a deceleration / braking torque that occurs when the rotary movement of the rotor unit is decelerated can be at least partially diverted into the support body via the stator unit.
  • the stator unit is attached to the support body in a rotationally fixed manner for this purpose.
  • a torque exerted on the rotor unit when the operating device is operated can be converted into a deceleration torque acting on the stator unit by means of the braking device.
  • the deceleration torque acting on the stator unit can then be at least partially diverted into the support body.
  • the stator unit can be or is supported on the support body.
  • a pressure load exerted on the rotor unit in the course of an operating process can be at least partially diverted into the support body at least via the bearing unit, bypassing the stator unit.
  • This is particularly advantageous because the bearing unit not only supports the rotary movement, but also introduces the load of actuating forces. This can be the pressure of a finger, for example.
  • the storage device comprises at least one further (or at least one second) storage unit.
  • the storage device comprises at least two storage units, namely at least one first storage unit and at least one further or second storage unit.
  • the storage device can also comprise at least two or at least three or a plurality of storage units and / or further storage units.
  • the rotor unit is also mounted on the support body by means of the at least one further bearing unit.
  • the rotor unit is also mounted independently of the stator unit at least on the further bearing unit.
  • the further storage unit is at least partially designed like the storage unit described above.
  • the at least one further bearing unit serves to mount the rotor unit radially outward on the support body.
  • the bearing unit and the further bearing unit are arranged eccentrically and in particular at the end of the rotor unit.
  • at least one bearing unit is arranged on each at least one end section of the rotor unit.
  • the bearing units can be arranged on sections with the same or different outer diameter of the rotor unit.
  • the at least two bearing units of the bearing device are arranged axially spaced from one another.
  • the rotor unit is preferably mounted radially outward on the support body by means of the at least two bearing units.
  • the bearing units are used to mount the rotor unit independently of the stator unit and / or the stator connection (in particular completely).
  • a force acting radially on the outside of the rotor unit can be diverted into the support body at two spaced-apart positions, bypassing the stator unit and the stator connection.
  • the bearing units are spaced apart from one another in such a way that the rotor unit does not experience an (undesired) tilting moment during normal operation.
  • the bearing units are arranged on opposite axial end regions of the rotor unit.
  • the bearing device is designed for one-sided clamping of the rotor unit on the support body.
  • the bearing device is suitable and designed to mount the rotor unit on one side.
  • the bearing device is suitable and designed to enclose the rotor unit at such a circumferential angle on a radial outer side that the rotor unit is secured against pivoting about the clamping point.
  • the bearing device is suitable and designed to absorb a radial force and a torque which are caused by the actuation and act from the rotor unit.
  • a storage can also be referred to as a floating storage.
  • the one-sided clamping takes place by means of at least one bearing unit.
  • the at least one storage unit is designed, for example, as a two-row or multi-row bearing. It is also possible for a double-row or multi-row arrangement of at least two storage units to be provided for this purpose.
  • the at least one bearing unit is designed as an angular roller bearing or tapered roller bearing.
  • the braking device is designed magnetorheologically.
  • the braking device comprises at least one controllable magnetic field generating device and, for example, an electric coil.
  • the braking device comprises at least one magnetorheological medium (MR fluid) as the braking medium.
  • the magnetorheological medium can be influenced by means of the magnetic field generating device.
  • the magnetorheological medium can be influenced in such a way that the rotatability of the rotor unit around the stator unit can be delayed by means of the medium.
  • at least one (externally sealed) space e.g.
  • the gap and / or channel) for receiving the magnetorheological medium is arranged between the rotor unit and the stator unit.
  • the rotational resistance (torque) of the rotor unit around the stator unit can be changed in particular adaptively by means of the medium.
  • the operating device is designed for magnetorheological retardation of the rotary movement of the rotor unit as part of an operating process. Repeated rapid deceleration and rapid letting go (ripples) is also possible.
  • the rotatability of the rotor unit can be delayed by means of the braking device, at least as a function of a sensor-detected angle of rotation of the rotor unit.
  • the braking device comprises in particular at least one Sensor means (e.g. magnetic ring, Hall sensor ...)
  • the braking device and / or the sensor can also be assigned an electronics system including a control (control algorithm; software).
  • the magnetorheological medium comprises, in particular, particles that can be influenced in a targeted manner by means of a magnetic field.
  • the particles are received in a carrier medium.
  • the carrier medium is provided by ambient air and / or a fluid that differs from the ambient air.
  • the carrier medium can also differ from the ambient air at least in terms of pressure.
  • the particles can have a negative pressure applied to them or be absorbed under a vacuum in a fluid or also in the ambient air.
  • a space for the magnetorheological medium which is adapted to the respective medium, is arranged between the rotor unit and the stator unit.
  • ferromagnetic and / or ferrimagnetic and / or superparamagnetic particles and preferably at least particles of carbonyl iron powder are provided.
  • a magnetorheological medium which is provided from carbonyl iron powder in ambient air, can particularly advantageously be used in the operating device shown here.
  • auxiliary materials can also be used, which in particular improve lubrication.
  • the particles have a particle size distribution between one and twenty micrometers. Smaller ( ⁇ 1 micrometer) to very small (a few nanometers, typically 5 to 10 nanometers) or larger particles of thirty, forty and fifty micrometers are also possible.
  • the operating device comprises at least one operating element which can be moved by means of at least one finger in order to carry out an input or operation.
  • a movement of the operating element can preferably be converted into a rotary movement of the rotor unit.
  • a movement resistance for the movability of the operating element can be set in a targeted manner by influencing the rotatability of the rotor unit (mechanically) coupled to the operating element by means of the braking device.
  • the operating element is designed as an operating wheel. It is also possible that the operating element is designed as an operating lever.
  • control wheel is connected to the rotor unit in a rotationally fixed manner (so that both can only be rotated together).
  • the rotor unit preferably comprises at least one control wheel or is designed as such.
  • the control wheel is preferably designed as a finger roller (can also be referred to as a control roller) and particularly preferably as a mouse wheel.
  • a finger roller is also understood to mean, in particular, a thumb roller. In particular because this z. B. installed in steering wheels or steering wheel spokes of motor vehicles is moved with the thumb.
  • the control wheel can also be a rotary knob or the like arranged vertically or horizontally.
  • the operating device is then designed in particular as a finger roller or a computer mouse. The applicant reserves the right to claim a finger roller with an operating device.
  • the control wheel is in particular connected to the rotor unit in a rotationally fixed manner.
  • the control wheel and the rotor unit can be arranged coaxially to one another, the control wheel in particular lying radially on the outside.
  • the control wheel is designed as an annular body which is pushed onto the rotor unit and (firmly) connected to it.
  • the control wheel can be designed or connected in one piece with the rotor unit.
  • the finger can then be used directly be placed on a section of the rotor unit provided for this purpose.
  • the invention offers particularly many advantages, since on the one hand these must be very small and compact and on the other hand experience very high pressure loads when actuated (e.g. when pressing the thumb while the other fingers are on the steering wheel cling on). Likewise, particularly compact dimensions are also with a mouse wheel, while z. B. the index finger can exert a very strong moment on the red purity, which the construction must withstand safely.
  • the operating lever can in particular be pivoted about at least one axis.
  • the operating lever is coupled to the rotor unit by means of at least one transmission device.
  • a pivoting movement of the operating lever can be converted into a rotary movement of the rotor unit with the transmission device.
  • the operating lever can in particular be moved with at least one finger.
  • the operating lever can also be moved by grasping around with several fingers or with the hand.
  • the operating lever can be designed as a joystick lever or also as a game controller lever or gamepad lever.
  • the operating device is then designed in particular as a joystick or game controller or game pad. The applicant reserves the right to claim such an operating device.
  • the computer mouse according to the invention (or operating device for a computer) comprises at least one operating device as described above.
  • the computer mouse comprises at least one mouse wheel and in particular at least one mouse body.
  • the mouse wheel is rotatably mounted in particular on the mouse body.
  • the mouse wheel is provided in particular by the rotor unit.
  • the mouse body is provided by the support body.
  • the operating device can also be assigned to a game controller, smart device (smartphone, iPad, laptop ...), computer keyboard, remote control, joystick, industrial operating device or household appliances or the like. The applicant reserves the right to claim such a device with an operating device.
  • the motor vehicle steering wheel according to the invention comprises at least one operating device as described above.
  • the operating device is integrated into the motor vehicle steering wheel in such a way that it can be operated while the steering wheel is being held.
  • Blocking is understood in particular to mean that manual force to be applied during operation cannot continue to rotate in at least one direction of rotation and / or in both (all) operational directions of rotation.
  • the rotatability of the rotor unit can also be released by means of the braking device.
  • a release of the rotatability (freewheeling; free spinning) is understood in particular to mean that there is only an operational base torque of the braking device without an additional magnetorheological delay, for example by energizing the field generating device.
  • the magnetorheological braking device When the rotatability is enabled, the magnetorheological braking device is in particular inactive, so that no field for actively influencing the magnetorheological medium of the braking device is generated.
  • the basic torque can be less than 10 mNm and in particular less than 5 mNm and particularly preferably a maximum of 1 mNm (0.001 Nm), which is extremely low.
  • the bearing unit comprises in particular at least one slide bearing and / or at least one roller bearing or is designed as such.
  • the storage unit can also comprise at least one other suitable storage type or be designed as such.
  • the storage unit comprises in particular at least one storage point.
  • the storage unit can comprise at least two or at least three or a plurality of storage locations.
  • position information and in particular the information “radial” and “axial” relate in particular to an axis of rotation of the rotor unit.
  • a non-rotatable arrangement relates in particular to a rotary movement about an axis of rotation about which the rotor unit can also be rotated.
  • FIG. 1 is a highly schematic representation of an operating device according to the invention in a sectional side view
  • FIG. 1a shows a highly schematic representation of a computer mouse with the operating device according to the invention
  • FIG. 2-5 purely schematic representations of further Refinements of the operating device in sectioned side views
  • FIG. 6 shows a purely schematic representation of a further operating device according to the invention in a perspective view
  • FIG. 7 shows a detailed illustration of the operating device from FIG. 6 in a perspective view
  • FIG. 8 shows the operating device from FIG. 6 in a partially sectioned plan view
  • FIG. 9 shows a detailed illustration of the operating device from FIG. 6 in a perspective view
  • FIG. 10 shows a further detailed illustration of the operating device from FIG. 6 in a perspective view.
  • FIG. 1 shows an operating device 1 according to the invention which can be used, for example, in a computer mouse 100, as shown in FIG.
  • the operating device 1 comprises a rotor unit 3, which is embodied here as an operating wheel 13 and, for example, a mouse wheel 23. The operation is therefore carried out at least by turning the rotor unit 3.
  • the rotor unit 3 is rotatably mounted about a stator unit 2.
  • the stator unit 2 here comprises a stator body 12 and a stator shaft 22 serving as a stator connection 32.
  • the axis of rotation of the rotor unit 3 is shown here by dash-dotted lines.
  • the axis of rotation here also corresponds to an axial center axis of the stator unit 2 and the rotor unit
  • the stator unit 2 is fastened to a support body 4.
  • the support body 4 can be, for example, a mouse body 101 of the computer mouse 100 of FIG. Two mouse buttons 102, 103 on the left and right of the mouse wheel 23 are shown here on the mouse body 101.
  • the rotational movement or rotatability of the rotor unit 3 around the stator unit 2 can be deliberately delayed here by means of a magnetorheologically designed braking device 5.
  • the braking device 5 generates a magnetic field with a magnetic field generating device 25 (not shown here) and, for example, an electrical coil, which magnetic field acts on a magnetorheological medium (MR fluid) as the braking medium.
  • MR fluid magnetorheological medium
  • the braking device 5 thereby enables targeted deceleration (braking) and even complete blocking (high braking torque) of the rotary movement.
  • haptic feedback can take place during the rotational movement of the rotor unit 3, for example by means of a correspondingly perceptible grid (ripple) or by dynamically adjustable stops.
  • a sensor device In order to be able to monitor the rotational position of the rotor unit 3 and to be able to use it to control the braking device 5, a sensor device, not shown in detail here, is provided.
  • the braking medium is accommodated in a chamber 15 which is sealed off from the outside.
  • the chamber 15 is delimited here by the rotor unit 3 and the stator unit 2.
  • the braking medium is here z. B. made available by carbonyl iron powder in ambient air. It can be used as a medium too magnetorheological fluid may be provided, which comprises, for example, an oil as a carrier fluid in which z. B. ferromagnetic particles (e.g. carbonyl iron,
  • Ferrofluids Besides and / or ferromagnetic particles are present.
  • Superparamagnetic particles with low hysteresis are also possible.
  • glycol, grease, silicone, water, wax and viscous or thin-bodied substances can be used as the carrier medium, without being limited thereto.
  • the carrier medium can also be gaseous and / or a gas mixture or the carrier medium can be dispensed with (vacuum, air ).
  • only particles that can be influenced by the magnetic field e.g. carbonyl iron
  • Mixing with other - preferably with lubricating properties - particles such as graphite, molybdenum, plastic particles, polymer materials is possible. It can also be a combination of the previous things (e.g. carbonyl iron powder plus graphite plus air).
  • the particles are, for example, carbonyl iron powder with spherical microparticles, the size distribution and shape of the particles depending on the specific application. Specifically preferred is a distribution of the particle size between one and twenty micrometers, but smaller ( ⁇ 1 micrometer) to very small (a few nanometers, typically 5 to 10 nanometers) or larger particles of thirty, forty and fifty micrometers are also possible. Depending on the application, the particle size can also be significantly larger and even penetrate into the millimeter range (particle spheres).
  • the particles can also have a special coating / jacket (titanium coating, ceramic, carbon jacket, polymer coating, etc.) so that, for example, they can better withstand or stabilize the high pressure loads that occur depending on the application.
  • the particles can too have a coating against corrosion or electrical conduction.
  • the magnetorheological particles can be made not only of carbonyl iron powder (pure iron; iron pentacarbonyl %) but also of special iron (harder steel) or other special materials (magnetite, cobalt ...), or a combination thereof.
  • the rotor unit 3 is (only) held here on the support body 4 (to divert the energy generated by the braking
  • the axial dimensions of the operating device 1 can be reduced considerably, which is of great advantage, for example, for installation in the computer mouse 100.
  • a mounting of the rotor unit 3 that is independent of the stator unit 2 is provided here. In this way, the bearing forces and pressure loads when turning with a finger can be diverted directly into the support body 4, bypassing the stator unit 2.
  • the stator unit sees only the reaction torque and no bearing or radial forces, so that the stator shaft 22 can be made thinner and therefore more space-saving. Overall, the result is a particularly compact, robust and, at the same time, haptically precise operation.
  • a bearing device 6 with a bearing unit 16 and a further bearing unit 26 is provided here.
  • the rotor unit 3 is mounted or supported radially outward on the support body 4 via the bearing units 16, 26.
  • the bearing units 16, 26 are arranged here on the radial outside of the rotor unit 3.
  • path delimitations 46 are arranged here on the rotor unit 3. This enables the rotor unit 3 to be axially displaced by a defined path.
  • the path delimitations 46 can also be arranged such that the axial mobility is blocked.
  • bearing units 16, 26 can also be designed as fixed bearings 36.
  • the further bearing unit 26 can be designed as a fixed bearing 36.
  • the volume of the chamber 15 can be adapted.
  • the rotor unit 3 and the stator unit 2 are designed here to be axially displaceable relative to one another.
  • the movement for such a volume compensation 35 is outlined here by a double arrow.
  • stator shaft 22 With a volume equalization 35, the stator shaft 22 is pushed out of the chamber 15 or pushed into the chamber. 15.
  • stator shaft 22 is received on the support body 4 in an axially displaceable manner. So that when the rotary movement is decelerated, the deceleration torque can be diverted into the support body 4, the stator shaft 22 is, however, also connected to the support body 4 in a rotationally fixed manner.
  • FIG. 2 shows a further development of the operating device 1 presented above.
  • the stator unit 2 is fastened to the support body 4 with a shaft holder 14.
  • the shaft holder 14 is arranged axially displaceably on the support body 4.
  • the stator unit 2 is non-rotatably and axially immovably attached to the shaft holder 14.
  • stator unit 2 moves together with the shaft holder 14 relative to the support body 4 when there is a volume compensation
  • the axial movement can be supported here over a larger area (large areas; large distances), so that overall an improved axial guidance and alignment result.
  • the shaft holder 14 here with a section 24 surrounds the outside of the rotor unit 3 in sections.
  • the bearing unit 16 is arranged on the shaft holder 14, so that the rotor unit 3 is mounted on the support body 4 via the shaft holder 14. This also improves the bearing and axial displaceability as well as the alignment of the components.
  • the operating device 1 here comprises an alignment device 7 for aligning the axial center axis of the stator unit 2 relative to the axial center axis or the axis of rotation of the rotor unit 3.
  • the shaft holder 14 is here axially symmetrical.
  • the section 24 of the shaft holder 14, which radially surrounds the rotor unit 3 and on which the bearing unit 16 is also arranged, and a section 34 of the shaft holder 14 have a common axial center axis.
  • the section 34 is used here to fasten the stator shaft 22.
  • the shaft holder 14 here enables a precise concentric alignment of the rotor unit 3 and stator unit 2 and is also aligned with the support body 4 at the same time.
  • such an alignment device 7 can be provided in that the shaft holder 14 is designed as a rotating part with a larger central bore for the section 24 and a smaller central bore for the section 34.
  • FIG. 3 shows the operating device 1 presented with reference to FIG. 2 with an expanded one Alignment device 7, with which an even more precise alignment of the stator shaft 22 on or in the shaft holder 14 is achieved.
  • the stator shaft 22 comprises a conical alignment section 17.
  • the alignment section 17 is arranged in a corresponding conical alignment part 27 of the shaft holder 14 and, for example, in a conical recess.
  • the stator unit 2 is optimally aligned (free of play, concentrically) when it is assembled with the shaft holder 14.
  • the stator shaft 22 can also be aligned in the shaft holder 14 by means of a conical collet. Additionally or alternatively, the stator shaft 22 can be screwed into the shaft holder 14 or otherwise non-positively or positively fixed. Cohesive fixation is also possible, e.g. B. by (ultrasonic) welding or gluing.
  • FIG. 4 shows the operating device 1 presented with reference to FIG. 2 with an alternative arrangement of shaft holder 14 and rotor unit 3.
  • the shaft holder with its section 24 engages around a radial outside of the rotor unit 3, which is designed as an extension 33.
  • such a configuration offers particularly small radial dimensions.
  • both bearing units 16, 26 are arranged directly on the support body 4.
  • a mounting on the extension 33 can also be provided.
  • the operating device 1 presented with reference to FIG. 1 is shown with an alternative bearing arrangement.
  • the rotor unit 3 has an extension 43 at one axial end, on which the bearing unit 26 is arranged.
  • this has Design advantages.
  • FIGS. 6 to 10 an exemplary embodiment of the operating device 1 according to the invention will now be described, as it can be used particularly advantageously in a computer mouse 100.
  • the support body 4 is designed here in such a way that sufficient space is available to be able to equip the rotor unit 3 with a circumferential ring or the like for the mouse wheel 23.
  • the operating device 1 is shown in perspective.
  • the stator unit 2 is not visibly covered by other components here.
  • the braking device 5 only one electronic unit (PCB and plug) 45 is visible here.
  • the shaft holder 14 is fastened or clipped onto the support body 4 here.
  • the bearing unit 16 of the bearing device 6 can be seen.
  • the further bearing unit 26 is not visible here behind the rotor unit 3.
  • FIG. 7 shows the support body 4 of the operating device 1 of FIG. 6.
  • the support body 4 is designed here as a one-piece molded part, for example made of plastic.
  • the storage units 16, 26 and their receiving areas can be clearly seen here.
  • the respective storage unit 16, 26 can also at least partially provide receiving areas itself.
  • FIG. 8 shows a partially sectioned plan view of the operating device 1 of FIG. 6.
  • the rotor unit 3 is equipped here with a roughly sketched circumferential ring.
  • the conical alignment section 17 of the stator shaft 22 and the associated alignment part 27 in the shaft holder 14 can be clearly seen here.
  • stator unit 2 is shown together with the shaft holder 14.
  • the rotor unit 3 is not shown here for a better overview.
  • shaft holder 14 is shown alone.
  • the alignment device 7 with the alignment section 17 of the stator shaft 22 and the alignment part 27 in the shaft holder 14 can thus be clearly seen here.
  • the radially inner receiving area of the shaft holder for the bearing point 16 can also be clearly seen here.
  • B. be one or two or more bearing points of the storage unit 16.
  • the shaft holder 14 is equipped here with a pin 44 in order to enable a non-rotatable connection to the support body 4 (the reaction torque is derived from this).
  • the shaft holder 14 also has two grooves 54 in the receiving area for the stator shaft 22.
  • the grooves 54 serve to hold the stator shaft 22 in a rotationally fixed manner.
  • the stator shaft 22 has two corresponding elevations 64 which engage in the grooves 54.
  • the shaft holder 14 here has adhesive grooves 74 for receiving or distributing an adhesive.
  • the stator shaft 22 is glued to the shaft holder 14 with the adhesive.

Abstract

Bedieneinrichtung (1) mit einer mittels einer Statoranbindung (32) an einem Tragkörper (4) befestigten Statoreinheit (2) und mit einer um die Statoreinheit (2) drehbaren Rotoreinheit (3). Die Drehbarkeit der Rotoreinheit (3) um die Statoreinheit (2) ist mittels einer Bremseinrichtung (5) gezielt beeinflussbar. Die Rotoreinheit (3) ist für ihre Drehbarkeit um die Statoreinheit (2) mittels wenigstens einer Lagereinheit (16) einer Lagereinrichtung (6) an dem Tragkörper (4) gelagert, sodass eine von radial außen auf die Rotoreinheit (3) wirkende Kraft unter Umgehung der Statoreinheit (2) und der Statoranbindung (32) über die Lagereinheit (16) in den Tragkörper (4) ableitbar ist.

Description

Bedieneinrichtung und Computermaus
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bedieneinrichtung mit wenigstens einer an wenigstens einem Tragkörper befestigten Statoreinheit und mit wenigstens einer um die Statoreinheit drehbaren Rotoreinheit. Die Drehbarkeit der Rotoreinheit um die Statoreinheit ist mittels wenigstens einer Bremseinrichtung gezielt beinflussbar/verzögerbar. Die Computermaus ist mit einer solchen Bedieneinrichtung ausgestattet .
Für die Unterbringung der Bedieneinrichtung in einem Gerät steht meist nur sehr eingeschränkter Bauraum zur Verfügung.
Das ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Bedieneinrichtung in einer Computermaus als Mausrad oder anderen kompakten Geräten eingesetzt wird. Trotz der beengten Raumverhältnisse muss die Lagerung der Rotoreinheit erhebliche Kräfte aufnehmen können, beispielsweise den Druck eines Daumens oder Zeigefingers beim Drehen. Auch die Bremseinrichtung benötigt einen großen Anteil an Bauraum, um die auftretenden (Finger-) Kräfte (Tangentialkräfte) und die daraus resultierende Bewegung (Drehung; Drehmoment) zuverlässig bremsen und sogar gänzlich blockieren (hohes Drehmoment) zu können. Für eine solche Bedieneinrichtung kann beispielsweise der aus der DE 102015 104 927 Al bekannte magnetorheologische Drehdämpfer eingesetzt werden, der jedoch entsprechend Platz zur Unterbringung benötigt. Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Bedieneinrichtung zur Verfügung zu stellen. Insbesondere soll die Bedieneinrichtung weniger Bauraum und bevorzugt weniger axialen Bauraum benötigen. Besonders bevorzugt sollen dabei auch eine zuverlässige/robuste Lagerung und effektive Bremswirkung möglich sein.
Diese Aufgabe wird durch eine Bedieneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine erfindungsgemäße Computermaus ist Gegenstand des Anspruchs 36. Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeuglenkrad ist Gegenstand des Anspruchs 37. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
Die erfindungsgemäße Bedieneinrichtung umfasst wenigstens einen Tragkörper und wenigstens eine an dem Tragkörper befestigte Statoreinheit. Die Statoreinheit ist insbesondere mittels wenigstens einer Statoranbindung an dem Tragkörper befestigt. Die Bedieneinrichtung umfasst wenigstens eine um die Statoreinheit drehbare Rotoreinheit. Die Drehbarkeit der Rotoreinheit um die Statoreinheit ist mittels wenigstens einer Bremseinrichtung gezielt beeinflussbar und insbesondere verzögerbar. Dabei ist die Rotoreinheit für ihre Drehbarkeit um die Statoreinheit mittels wenigstens einer Lagereinheit wenigstens einer Lagereinrichtung an dem Tragkörper gelagert. Insbesondere erfolgt dadurch (wenigstens mit der Lagereinheit) eine von der Statoreinheit unabhängige Lagerung der Rotoreinheit. Vorzugsweise ist dadurch eine von radial außen auf die Rotoreinheit wirkende Kraft unter Umgehung der Statoreinheit und der Statoranbindung über die Lagereinheit in den Tragkörper ableitbar. Die erfindungsgemäße Bedieneinrichtung bietet viele Vorteile. Einen erheblichen Vorteil bietet die Lagerung der Rotoreinheit an dem Tragkörper. Dadurch werden die Bedieneinrichtung insgesamt und besonders die Lagereinrichtung selbst hinsichtlich ihres Bedarfs an (axialem) Bauraum erheblich verbessert. Dabei ermöglicht die Erfindung eine zuverlässige und belastbare Lagerung auch bei besonders engen Bauraumverhältnissen und beispielsweise in einer Computermaus als Mausrad. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Anordnung und Unterbringung der Lagereinheit unabhängiger bzw. mit mehr Freiheitsgraden konstruiert werden kann.
Die Erfindung bietet daher erhebliche Vorteile gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Bedieneinrichtungen, bei denen die Rotoreinheit an der Statoreinheit und beispielsweise an deren Statorschaft gelagert ist. In der Regel werden im Stand der Technik, meist an beiden axialen Enden, zwei Lager und beispielsweise Wälzlager oder Gleitlager auf den Statorschaft geschoben. Auf diese Lager stützt sich dann die Rotoreinheit ab. Die Statoreinheit muss dann noch an dem Tragkörper abgestützt/aufgenommen werden. Es hat sich gezeigt, dass dadurch besonders viel axialer Bauraum benötigt wird, damit zwischen den Lagern die Bremseinrichtung und andere Komponenten des Stators Platz finden können. Die Bestrebungen zur Verkleinerung des Bauraumbedarfs, hier speziell der axialen Länge, der bekannten Bedieneinrichtungen sehen daher meist schmalere Lager vor oder integrieren die Lager in die Bremseinrichtung. Schmale Lager haben allerdings weniger Lagerfläche und können dadurch weniger Kräfte aufnehmen, was die Lebensdauer verringert. Die Integration in die Bremseinrichtung reduziert deren Bremskraft. Das Erzeugen von Bremskraft benötigt Bauvolumen. Durch die hier vorgestellte Lagerung der Rotoreinheit erfahren die Statoreinheit und die Statoranbindung kein unerwünschtes Moment, wenn beim Betätigen der Bedieneinrichtung ein Drücken mit einem Finger erfolgt. Insbesondere sind die Statoreinheit und die Rotoreinheit keinem Kippmoment ausgesetzt, welches zum Beispiel auftreten würde, wenn Statoreinheit und Rotoreinheit jeweils einseitig gelagert sind und zwischen den Lagerpunkten koaxial aufeinander abgestützt sind. Im Stand der Technik wird der Statorschaft meist erheblichen Scherkräften und Biegemomenten ausgesetzt. Bei der Erfindung werden solche Kräfte werden ohne Beeinflussung der Statorbauteile oder dem Einbringen eines Kippmomentes abgeführt. Dadurch kann zugleich der Bauraumbedarf erheblich reduziert werden. Im Stand der Technik müssen solche Flächen bzw. Strukturen jedoch bestimmte Oberflächen und Querschnitte aufweisen, um festigkeits- und lebensdauertechnisch haltbar zu sein. Dies erhöht mitunter den Brauraumbedarf (z. B. Vergrößerung vom Querschnitt), was z. B. bei Computermäusen und Fingerwälzen sehr nachteilig ist. Im Fall eines Computer-Mausrads mit haptischer Rückmeldung sind z. B. ein Rotordurchmesser von ca. 13 mm, ein Schaftdurchmesser von ca. 4 mm und eine axialen Länge von < 20mm bei einem Bremsmoment von mindestens 50 mNm und zugleich einem Grundmoment von weniger als 5mNm gefordert.
Ein weiterer erheblicher Vorteil ist, dass bei der Erfindung - im Gegensatz zu Vorrichtungen aus dem Stand der Technik- keine Zentrierung/Positionierung vom Rotor zum Stator direkt über die sich relativ zueinander bewegenden Teile erfolgt. Bei der Erfindung kann die Zentrierung/Positionierung von Rotoreinheit und Statoreinheit zueinander unabhängig erfolgen, da diese Bauteile sich nicht gegenseitig abstützen müssen. Die (radiale) Positionierung vom Stator relativ zum Rotor muss bei der Erfindung nicht direkt stattfinden, sondern kann z. B. über die Tragstruktur und/oder den Statorschaft erfolgen. Insbesondere erfolgt die Lagerung der Rotoreinheit unter Umgehung der Statoreinheit. Insbesondere werden die Lagerkräfte unmittelbar und/oder mittelbar von der Rotoreinheit unter Umgehung der Statoreinheit in den Tragkörper eingeleitet.
Die Statoranbindung umfasst insbesondere wenigstens einen Statorschaft oder ist als ein solcher ausgebildet. Der Statorschaft ist insbesondere als eine Achse bzw. als ein achsartiger Fortsatz ausgebildet, welche bzw. welcher sich von der Statoreinheit zum Tragkörper erstreckt und dort befestigt ist.
Insbesondere bindet der Statorschaft eine Magnetfelderzeugungseinrichtung an den Tragkörper an. Insbesondere ist die Statoreinheit mit wenigstens einer Magnetfelderzeugungseinrichtung ausgestattet. Die Magnetfelderzeugungseinrichtung umfasst zum Beispiel wenigstens eine Elektrospule und insbesondere wenigstens einen Spulenkern .
Insbesondere ist die Statoreinheit nur einseitig (insbesondere in der Art eines Kragarms) mittels der Statoranbindung an dem Tragkörper befestigt. Insbesondere ist es (zumindest gedanklich) möglich, die Rotoreinheit ohne Vorhandensein der Statoreinheit bestimmungsgemäß zu lagern und zu drehen, wie es für eine Bedienung vorgesehen ist.
Die Statoreinheit umfasst insbesondere wenigstens einen Statorkörper und wenigstens einen Statorschaft. Der Statorschaft erstreckt sich insbesondere einseitig oder auch beidseitig vom Statorkörper. Insbesondere ist der Statorkörper auf dem Statorschaft angeordnet. Insbesondere verläuft eine axiale Mittellinie der Statoreinheit insbesondere mittig durch den Statorschaft. Insbesondere ist der Statorkörper wenigstens teilweise von der Rotoreinheit umschlossen. Insbesondere ist im Statorkörper wenigstens eine Felderzeugungseinrichtung der Bremseinrichtung angeordnet.
Insbesondere ist die Rotoreinheit mittels der Lagereinheit nach radial außen an dem Tragkörper gelagert (und insbesondere auch abgestützt). Dadurch ergibt sich für die Lagerung zwar ein größerer Reibradius bzw. Reibabstand als bei den bekannten Lösungen mit einer radial innerhalb des Rotoreinheit liegenden Lagerung. Allerdings können die Auswirkungen des größeren Reibradius in entsprechenden Ausgestaltungen der Erfindung vorteilhaft ausgeglichen werden, z. B. durch eine besonders leichtgängige Lagerung oder durch eine teilumfängliche Lagerung. Daher bietet die Erfindung insgesamt viele Vorteile gegenüber den bekannten Bedieneinrichtungen.
Vorzugsweise ist die Lagereinheit an einer radialen Außenseite der Rotoreinheit angeordnet. Insbesondere ist die Lagereinheit radial außen an der Rotoreinheit angeordnet.
Bevorzugt ist die Rotoreinheit wenigstens teilweise zwischen der Lagereinheit und der Statoreinheit angeordnet.
Insbesondere ist die Rotoreinheit radial zwischen der Lagereinheit und der Statoreinheit angeordnet. Insbesondere erstreckt sich die Rotoreinheit wenigstens teilweise zwischen der Lagereinheit und der Statoreinheit.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umgibt die Lagereinheit die Rotoreinheit nur teilweise radial. Insbesondere umgibt die Lagereinheit die Rotoreinheit nicht radial vollumfänglich.
Wenn nur knapp über 180° des Umfanges gelagert sind, bleibt der restliche Umfangsbereich offen, was z. B. beim Einsatz als Mausrad für die Anordnung der darüberliegenden linken und rechten Maustaste genutzt werden kann. Auch beim Einbau in z. B. eine Lenkradspeiche eines Kraftfahrzeuglenkrades als Daumenwalze sollte insbesondere designbedingt nur ein kleinere axiale Länge des Rotors als Kreissegment aus der Speiche rausragen, die restliche Länge samt Lagerstellen muss insbesondere abgedeckt sein. Dies ist insbesondere konstruktiv (nur) möglich, wenn die Lagereinheit die Rotoreinheit nur teilweise umgibt. Beispielsweise kann dadurch der durch die außen liegende Lagerung bedingte Vergrößerung des Reibradius entgegengewirkt werden. Zudem wird dadurch eine besonders kompakte und zugleich zuverlässige Lagerung bereitgestellt, da die Lagerflächen wegen des größeren Umfangs auch größer werden. Die Lagereinheit kann die Rotoreinheit aber auch radial vollumfänglich umgeben.
Es ist vorteilhaft und bevorzugt, dass die Lagereinheit die Rotoreinheit wenigstens abschnittsweise formschlüssig radial umgibt. Insbesondere umgibt die Lagereinheit die Rotoreinheit derart, dass die Rotoreinheit die Lagereinheit wenigstens in radialer Richtung nicht verlassen kann. Dadurch ist die Rotoreinheit sicher und fest aufgenommen, auch wenn keine radial vollumfängliche Lagerung vorgesehen ist. Die Lagereinheit kann zwei oder mehr beabstandete Lagerstellen umfassen, welche so angeordnet sind, dass sie die Rotoreinheit formschlüssig radial umgeben. Insbesondere umgibt die Lagereinheit die Rotoreinheit zu weniger als 360° und insbesondere zu mehr als 180°. Möglich sind auch andere Winkel für die radiale Umschließung.
Insbesondere ist die Rotoreinheit nur mit einem radialen Teilabschnitt ihres Umfangs an dem Tragkörper gelagert. Insbesondere beträgt der radiale Teilabschnitt weniger als 360° und insbesondere mehr als 180°. Der radiale Teilabschnitt kann auch weniger als 180° betragen. Insbesondere ist der radiale Teilabschnitt so ausgebildet, dass ein für die Bedienung mit einem Finger vorgesehener Bereich der Rotoreinheit freiliegend ist.
Insbesondere ist die Rotoreinheit nur radial teilumfänglich gelagert. Insbesondere ist die Rotoreinheit nicht radial vollumfänglich gelagert. Insbesondere ist die Rotoreinheit zu weniger als 360° und insbesondere zu mehr als 180° gelagert. Die Rotoreinheit kann auch zu weniger als 180° gelagert sein. Die Rotoreinheit kann auch radial vollumfänglich gelagert sein.
Insbesondere ist die Rotoreinheit (mittels der wenigstens einen Lagereinheit der wenigstens einen Lagereinrichtung) nicht an der Statoreinheit und/oder vorzugsweise nur an den Tragkörper gelagert.
Es ist möglich und vorteilhaft, dass die Rotoreinheit (wenigstens mittels der wenigstens einen Lagereinheit) axial verschiebbar an dem Tragkörper gelagert ist.
Die wenigstens eine Lagereinheit kann wenigstens ein Festlager zum Blockieren einer axialen Bewegbarkeit der Rotoreinheit bereitstellen . Möglich ist auch, dass der wenigstens einen Lagereinheit wenigstens eine Wegbegrenzung für eine axiale Bewegbarkeit der Rotoreinheit in wenigstens eine Richtung zugeordnet ist. Eine solche Wegbegrenzung umfasst insbesondere wenigstens einen Anschlag oder ist als ein solcher ausgebildet. Der Anschlag kann einseitig oder beidseitig der Lagereinheit vorgesehen sein.
In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, dass die Statoreinheit und die Rotoreinheit wenigstens eine nach außen abgedichtete Kammer begrenzen. Insbesondere ist in der Kammer wenigstens ein Bremsmedium der Bremseinrichtung angeordnet.
Die Abdichtung der Kammer ist insbesondere für das Bremsmedium vorgesehen. Insbesondere umfasst die Bremseinrichtung die wenigstens eine Kammer.
Es ist vorgesehen und vorteilhaft, dass sich die Statoreinheit (wenigstens mit dem Statorschaft) aus der Kammer und/oder der Rotoreinheit heraus erstreckt. Insbesondere ist die Statoreinheit teilweise aus der Kammer herausbewegbar und/oder teilweise in die Kammer hereinbewegbar. Insbesondere ist durch das Herausbewegen bzw. Hereinbewegen ein für das Bremsmedium bereitstehendes Volumen der Kammer veränderbar. Insbesondere wird dadurch ein Ausgleich für temperaturbedingte und/oder leckagebedingte und/oder montage-/befüllungsbedingte Volumenänderungen des Bremsmediums zur Verfügung gestellt.
Insbesondere sind die Statoreinheit und die Rotoreinheit relativ zueinander axial verschiebbar. Insbesondere ist die Statoreinheit durch ein axiales Verschieben relativ zu der Rotoreinheit aus der Kammer herausbewegbar bzw. in die Kammer hereinbewegbar .
Insbesondere ist die Statoreinheit axial verschiebbar an dem Tragkörper angeordnet. Insbesondere ist die Statoreinheit dabei drehfest an dem Tragkörper angeordnet, sodass insbesondere eine Momentableitung in den Tragkörper möglich ist. Vorzugsweise ist wenigstens der Statorschaft der Statoreinheit derart angeordnet. Die Statoreinheit kann auch fest bzw. ortsfest an dem Tragkörper angeordnet sein. Insbesondere ist die Rotoreinheit dabei in axialer Richtung ortsfest am Tragkörper angeordnet. Die Rotoreinheit kann auch in axialer Richtung verschiebbar an dem Tragkörper gelagert sein.
In einer besonders bevorzugten und vorteilhaften Ausgestaltung ist die Statoreinheit mittels wenigstens eines Schafthalters an dem Tragkörper angeordnet und insbesondere befestigt. Vorzugsweise ist wenigstens der Statorschaft derart angeordnet. Insbesondere ist die Statoreinheit drehfest an dem Schafthalter angeordnet. Die Statoreinheit kann ortsfest oder axial verschiebbar an dem Schafthalter angeordnet sein. Insbesondere ist der Schafthalter drehfest an dem Tragkörper angeordnet. Der Schafthalter kann ortsfest oder axial verschiebbar an dem Tragkörper angeordnet sein.
In einer bevorzugten und vorteilhaften Weiterbildung ist die Statoreinheit drehfest und insbesondere fest bzw. ortsfest an dem Schafthalter angeordnet. Insbesondere ist der Schafthalter axial verschiebbar dem Tragkörper angeordnet. Insbesondere umgibt der Schafthalter die Rotoreinheit wenigstens abschnittsweise radial. Beispielsweise umgreift der Schafthalter die Rotoreinheit ringartig bzw. hülsenartig. Eine solche Weiterbildung ermöglicht eine axiale Verschiebung, beispielsweise für einen Volumenausgleich, und bietet zugleich eine vorteilhafte Maßnahme gegen ein Verkippen der Statoreinheit gegenüber der Rotoreinheit.
Der Schafthalter umschließt mit seiner Innenseite insbesondere die Außenseite der Rotoreinheit wenigstens teilweise. Der Schafthalter und die Rotoreinheit sind insbesondere wenigstens abschnittsweise konzentrisch zueinander angeordnet. Insbesondere liegt der Schafthalter dabei außen und die Rotoreinheit liegt im Zentrum. Insbesondere sind der Schafthalter und die Rotoreinheit relativ zueinander axial verschiebbar. Insbesondere ist die Rotoreinheit drehbar gegenüber dem Schafthalter gelagert.
In vorteilhaften Weiterbildungen kann die Rotoreinheit axial verschiebbar an dem Tragkörper gelagert sein. Das ist z. B. dann vorteilhaft, wenn die axiale Verschiebung der Rotoreinheit, beispielsweise im Rahmen eines
Volumenausgleichs, nicht unerwünscht ist. Beispielsweise kann die axiale Verschiebung eines Bedienrads bei einer Computermaus im Rahmen des Volumenausgleich kaum wahrnehmbar sein. In einer solchen Ausgestaltung ist die Statoreinheit insbesondere ortsfest an dem Tragkörper befestigt. Falls eine axiale Verschiebung der Rotoreinheit unerwünscht ist, bietet z. B. die zuvor beschriebene Ausgestaltung mit dem axial verschiebbaren Schafthalter viele Vorteile. Dann kann die Rotoreinheit axial ortsfest bzw. stabil am Tragkörper gelagert sein.
Es ist möglich und bevorzugt, dass die Statoreinheit nur einseitig an dem Tragkörper befestigt ist. Insbesondere ist die Statoreinheit nur mit einem Endabschnitt des Statorschafts an dem Tragkörper befestigt. Insbesondere ist der Endabschnitt des Statorschafts dann an dem Schafthalter befestigt. Möglich ist aber auch, dass die Statoreinheit beidseitig an dem Tragkörper befestigt ist. Beispielsweise ist der Statorschaft dann mit jeweils einem Endabschnitt an dem Tragkörper befestigt .
Es ist vorteilhaft und bevorzugt, dass die Bedieneinrichtung wenigstens eine Ausrichtungseinrichtung umfasst, welche zum Ausrichten einer axialen Mittelachse der Statoreinheit (insbesondere des Statorschafts) relativ zu einer axialen Mittelachse bzw. Drehachse der Rotoreinheit dient.
Insbesondere ist die Ausrichtungseinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, die Mittelachse der Statoreinheit parallel zu der Mittelachse der Rotoreinheit auszurichten und/oder mit dieser zu überdecken. Insbesondere ist die Ausrichtungseinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, die Statoreinheit konzentrisch zu der Rotoreinheit anzuordnen. Dabei verläuft die Statoreinheit insbesondere konzentrisch in der Rotoreinheit.
Eine solche (konzentrische) Ausrichtung ist besonders vorteilhaft bzw. notwendig, da bereits geringe Ausrichtungsfehler zwischen Statoreinheit und Rotoreinheit (Stator und Rotormittelachse)zu einer erhöhten Reibung der Rotoreinheit führen, weil dadurch die Dichtung stärker (z. B. Radialdichtung; Quadring; O-Ring; Lippendichtung) in eine Richtung gedrückt bzw. gequetscht wird. Eine noch größere Exzentrizität zwischen Rotoreinheit und Statorkörper kann zusätzlich zu einer Leckage (Spalt zwischen Schaft und Dichtung, besonders unter Bewegung/Druck) für das Bremsmedium führen. Zudem sind bei besonders hohen Anforderungen an eine leichtgängige Bedienung (beispielsweise nur wenige Millinewtonmeter ohne aktive Bremsung = Leerlaufmoment bzw. Grundmoment) bereits kleinste Ausrichtungsfehler haptisch nachteilig spürbar. Ein freies Drehen, nützlich beim schnellen Scrollen von Seiten, eines Mausrades (Free-wheeling oder Free- spinning) nach dem Anstoßen dieses durch den Nutzer ist dann nicht mehr möglich. Bei einer üblichen, radial innen liegenden Lagerung der Rotoreinheit auf dem Statorschaft ergibt sich die Ausrichtung dieser Komponenten in der Regel bereits durch das Aufschieben auf die Lager.
Insbesondere ist mittels der Ausrichtungseinrichtung wenigstens der Statorschaft der Statoreinheit an bzw. in dem Schafthalter ausrichtbar. Möglich ist auch, dass mittels der Ausrichtungseinrichtung der Statorschaft an bzw. in dem Tragkörper ausrichtbar ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Ausrichtungseinrichtung umfasst der Statorschaft wenigstens einen konischen Ausrichtungsabschnitt. Der Ausrichtungsabschnitt ist in und/oder an einem korrespondierenden konischen Ausrichtungsteil des Schafthalters und/oder des Tragkörpers anordnen war bzw. angeordnet. Beispielsweise weist der Statorschaft eine konische Außenseite auf. Beispielsweise umfasst das Ausrichtungsteil dann eine konisch geformte Ausnehmung im Schafthalter bzw. Tragkörper. Das ermöglicht auch bei verschiedenen Fertigungstoleranzen der Einzelteile eine unaufwendige und zugleich besonders zuverlässige (konzentrische) Ausrichtung ohne Spiel zwischen den Teilen.
Vorzugsweise ist mittels der Ausrichtungseinrichtung der Schafthalter an bzw. in dem Tragkörper ausrichtbar. Vorzugsweise ist mittels der Ausrichtungseinrichtung die Rotoreinheit an bzw. in dem Schafthalter ausrichtbar. Beispielsweise umfasst die Ausrichtungseinrichtung dazu einen Teil des Schafthalters, welcher die Rotoreinheit passgenau umgreift .
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der
Ausrichtungseinrichtung ist der Schafthalter wenigstens teilweise symmetrisch und insbesondere achsensymmetrisch (zur Mittelachse) ausgebildet. Insbesondere werden dadurch eine axiale Mittelachse eines Abschnitts des Schafthalters, welcher die Rotoreinheit radial umgibt, und eine axiale Mittelachse eines Abschnitts des Schafthalters, an welchem die Statoreinheit befestigt ist, parallel und vorzugsweise überdeckend zueinander angeordnet. Ein solcher Schafthalter ist konstruktiv unaufwendig und bietet zugleich eine zuverlässige Ausrichtung von Rotoreinheit und Statoreinheit. Durch diese symmetrische Ausgestaltung kann die Ausrichtungseinrichtung zudem besonders einfach und zugleich mit hoher Genauigkeit hergestellt werden, beispielsweise durch konzentrische Bohrungen im Schafthalter.
An dem Abschnitt des Schafthalters ist insbesondere auch die Rotoreinheit gelagert. Der Abschnitt des Schafthalters umfasst insbesondere das Ausrichtungsteil. Insbesondere ist der Schafthalter dabei einstückig ausgebildet. Das ermöglicht eine besonders kurze Toleranzkette, da beide axialen Mittelachsen auf einem Bauteil liegen. Vorzugsweise ist die Rotoreinheit an einem Abschnitt des Schafthalters, welche die Rotoreinheit radial umgibt, drehbar gelagert. Das bietet eine vorteilhafte Funktionsintegration der Lagerung und der Ausrichtung sowie der Möglichkeit zum Volumenausgleich. Insbesondere ist die Rotoreinheit über den Schafthalter an dem Tragkörper gelagert. Insbesondere erfolgt über den Schafthalter eine von der Statoreinheit unabhängige Lagerung der Rotoreinheit. Insbesondere ist die Rotoreinheit mittels der wenigstens einen Lagereinheit an dem Abschnitt des Schafthalters gelagert. Insbesondere ist die Rotoreinheit an einer Innenseite des Abschnitts des Schafthalters und/oder radial innen am Schafthalter gelagert.
Vorzugsweise ist ein Abschnitt des Schafthalters, welcher die Rotoreinheit radial umgibt, mit seiner Außenseite wenigstens teilweise an bzw. in dem Tragkörper angeordnet und vorzugsweise drehfest angeordnet. Dabei ist der Abschnitt des Schafthalters vorzugsweise axial verschiebbar an bzw. in dem Tragkörper angeordnet. Der Abschnitt kann auch ortsfest an dem Tragkörper angeordnet sein.
In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, dass ein bei einer Verzögerung der Drehbewegung der Rotoreinheit auftretendes Verzögerungs-/Bremsmoment über die Statoreinheit wenigstens teilweise in den Tragkörper ableitbar ist. Insbesondere ist die Statoreinheit dazu drehfest an dem Tragkörper befestigt. Insbesondere ist ein bei einer Bedienung der Bedieneinrichtung auf die Rotoreinheit ausgeübtes Drehmoment mittels der Bremseinrichtung in ein auf die Statoreinheit einwirkendes Verzögerungsmoment umsetzbar. Das auf die Statoreinheit einwirkende Verzögerungsmoment ist dann wenigstens teilweise in den Tragkörper ableitbar. Insbesondere in Bezug auf das Verzögerungsmoment ist die Statoreinheit an dem Tragkörper abstützbar bzw. abgestützt. Es ist möglich und bevorzugt, dass eine im Rahmen eines Bedienvorgangs auf die Rotoreinheit ausgeübte Druckbelastung wenigstens über die Lagereinheit unter Umgehung der Statoreinheit wenigstens teilweise in den Tragkörper ableitbar ist. Das ist besonders vorteilhaft, da durch die Lagereinheit nicht nur eine Lagerung der Drehbewegung, sondern auch eine Lasteinleitung von Betätigungskräften erfolgt. Das kann beispielsweise der Druck eines Fingers sein.
In allen Ausgestaltungen ist es möglich und vorteilhaft, dass die Lagereinrichtung wenigstens eine weitere (bzw. wenigstens eine zweite) Lagereinheit umfasst. Insbesondere umfasst die Lagereinrichtung wenigstens zwei Lagereinheiten, nämlich wenigstens eine erste Lagereinheit und wenigstens eine weitere bzw. zweite Lagereinheit. Die Lagereinrichtung kann auch wenigstens zwei oder wenigstens drei bzw. eine Mehrzahl von Lagereinheiten und/oder weiteren Lagereinheiten umfassen.
Insbesondere ist die Rotoreinheit auch mittels der wenigstens einen weiteren Lagereinheit an dem Tragkörper gelagert. Insbesondere erfolgt auch wenigstens an der weiteren Lagereinheit eine von der Statoreinheit unabhängige Lagerung der Rotoreinheit. Insbesondere ist die weitere Lagereinheit wenigstens teilweise so wie die zuvor beschriebene Lagereinheit ausgebildet. Insbesondere dient die wenigstens eine weitere Lagereinheit dazu, die Rotoreinheit nach radial außen an dem Tragkörper zu lagern.
Insbesondere sind die Lagereinheit und die weitere Lagereinheit außermittig und insbesondere endständig an der Rotoreinheit angeordnet. Insbesondere ist an jeweils wenigstens einem Endabschnitt der Rotoreinheit jeweils wenigstens eine Lagereinheit angeordnet. Die Lagereinheiten können an Abschnitten mit gleichem oder unterschiedlichem Außendurchmesser der Rotoreinheit angeordnet sein. In einer bevorzugten und vorteilhaften Ausgestaltung sind die wenigstens zwei Lagereinheiten der Lagereinrichtung axial voneinander beanstandet angeordnet. Vorzugsweise ist die Rotoreinheit für ihre Drehbarkeit um die Statoreinheit mittels der wenigstens zwei Lagereinheiten nach radial außen an dem Tragkörper gelagert. Insbesondere erfolgt dadurch mit den Lagereinheiten eine von der Statoreinheit und/oder von der Statoranbindung (insbesondere vollständig) unabhängige Lagerung der Rotoreinheit.
Insbesondere ist durch die wenigstens zwei Lagereinheiten eine von radial außen auf die Rotoreinheit wirkende Kraft unter Umgehung der Statoreinheit und der Statoranbindung an zwei voneinander beabstandeten Positionen in den Tragkörper ableitbar. Insbesondere sind die Lagereinheiten so voneinander beabstandet, dass die Rotoreinheit im bestimmungsgemäßen Betrieb kein (unerwünschtes) Kippmoment erfährt. Insbesondere sind die Lagereinheiten an gegenüberliegenden axialen Endbereichen der Rotoreinheit angeordnet.
In einer möglichen und vorteilhaften Ausgestaltung ist die Lagereinrichtung für eine einseitige Einspannung der Rotoreinheit an dem Tragkörper ausgebildet. Insbesondere ist die Lagereinrichtung dazu geeignet und ausgebildet ist, die Rotoreinheit einseitig zu lagern. Insbesondere Lagereinrichtung dazu geeignet und ausgebildet ist, die Rotoreinheit in einem solchen Umfangswinkel an einer radialen Außenseite zu umschließen, dass die Rotoreinheit gegen ein Verschwenken um die Einspannstelle gesichert ist. Insbesondere ist die Lagereinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, eine Radialkraft und ein Drehmoment, welche durch die Betätigung verursacht sind und aus die Rotoreinheit wirken, in sich abzufangen. Eine solche Lagerung kann auch als fliegende Lagerung bezeichnet werden. Insbesondere erfolgt die einseitige Einspannung mittels wenigstens einer Lagereinheit. Die wenigstens eine Lagereinheit ist dazu zum Beispiel als ein zweireihiges oder mehrreihiges Lager ausgebildet. Möglich ist auch, dass dazu eine doppelreihige oder mehrreihige Anordnung von wenigstens zwei Lagereinheiten vorgesehen ist. Insbesondere ist die wenigstens eine Lagereinheit als ein Schrägwälzlager bzw. Kegelrollenlager ausgebildet.
In allen Ausgestaltungen ist es ebenfalls bevorzugt und vorteilhaft, dass die Bremseinrichtung magnetorheologisch ausgebildet ist. Insbesondere umfasst die Bremseinrichtung wenigstens eine steuerbare Magnetfelderzeugungseinrichtung und zum Beispiel eine Elektrospule. Insbesondere umfasst die Bremseinrichtung wenigstens ein magnetorheologisches Medium (MR-Flüssigkeit) als Bremsmedium. Insbesondere ist mittels der Magnetfelderzeugungseinrichtung das magnetorheologische Medium beeinflussbar. Insbesondere ist das magnetorheologische Medium derart beeinflussbar, dass die Drehbarkeit der Rotoreinheit um die Statoreinheit mittels des Mediums verzögerbar ist. Insbesondere ist zwischen der Rotoreinheit und der Statoreinheit wenigstens ein (nach außen abgedichteter) Raum (z. B. Spalt und/oder Kanal) zur Aufnahme des magnetorheologischen Mediums angeordnet. Der Drehwiderstand (Drehmoment) der Rotoreinheit um die Statoreinheit ist mittels des Medium insbesondere adaptiv veränderbar. Insbesondere ist die Bedieneinrichtung für ein magnetorheologisches Verzögern der Drehbewegung der Rotoreinheit im Rahmen eines Bedienvorgangs ausgebildet. Auch ein mehrmaliges schnelles Verzögern und schnelles Loslassen (Rippel) ist möglich. Insbesondere ist die Drehbarkeit der Rotoreinheit wenigstens in Abhängigkeit von einem sensorisch erfassten Drehwinkel der Rotoreinheit mittels der Bremseinrichtung verzögerbar. Die Bremseinrichtung umfasst dazu insbesondere wenigstens ein Sensormittel (z. B. Magnetring, Hallsensor...)· Der Bremseinrichtung und/oder dem Sensor kann noch eine Elektronik samt Regelung (Regelalgorithmus; Software) zugeordnet sein.
Das magnetorheologische Medium umfasst insbesondere mittels eines Magnetfelds gezielt beeinflussbare Partikel.
Insbesondere sind die Partikel in einem Trägermedium aufgenommen sind. Insbesondere wird das Trägermedium durch Umgebungsluft und/oder ein sich von der Umgebungsluft unterscheidendes Fluid bereitgestellt wird. Das Trägermedium kann sich wenigstens auch durch den Druck von der Umgebungsluft unterscheiden. Zum Beispiel können die Partikel mit einem Unterdrück beaufschlagt bzw. unter einem Vakuum in einem Fluid oder auch in der Umgebungsluft aufgenommen sein. Insbesondere ist zwischen der Rotoreinheit und der Statoreinheit ein Raum für das magnetorheologische Medium angeordnet, welcher an das jeweilige Medium angepasst ist.
Insbesondere sind ferromagnetische und/oder ferrimagnetische und/oder superparamagnetische Partikel und vorzugsweise wenigstens Partikel aus Carbonyleisenpulver vorgesehen. Besonders vorteilhaft kann in der hier gezeigten Bedieneinrichtung ein magnetorheologisches Medium eingesetzt werden, welches aus Carbonyleisenpulver in Umgebungsluft bereitgestellt wird. Dazu können noch Hilfsstoffe kommen, welche insbesondere die Schmierung verbessern. Insbesondere weisen die Partikel eine Verteilung der Partikelgröße zwischen einem und zwanzig Mikrometern auf. Möglich sind auch kleinere (< 1 Mikrometer) bis sehr kleine (wenige Nanometer, typischerweise 5 bis 10 Nanometer) oder größere Partikel von dreißig, vierzig und fünfzig Mikrometer.
Insbesondere umfasst die Bedieneinrichtung wenigstens ein Bedienelement, welches zur Durchführung einer Eingabe bzw. Bedienung mittels wenigstens eines Fingers bewegbar ist. Vorzugsweise ist eine Bewegung des Bedienelements in eine Drehbewegung der Rotoreinheit umsetzbar. Insbesondere kann ein Bewegungswiderstand für die Bewegbarkeit des Bedienelements dadurch gezielt eingestellt werden, dass die Drehbarkeit der mit dem Bedienelement (mechanisch) gekoppelten Rotoreinheit mittels der Bremseinrichtung beeinflusst wird. Insbesondere ist das Bedienelement als ein Bedienrad ausgebildet. Möglich ist auch, dass das Bedienelement als ein Bedienhebel ausgebildet ist.
Das Bedienrad ist insbesondere drehfest mit der Rotoreinheit verbunden (sodass beide nur gemeinsam drehbar sind). Die Rotoreinheit umfasst vorzugsweise wenigstens ein Bedienrad oder ist als ein solches ausgebildet. Das Bedienrad ist vorzugsweise als eine Fingerwalze (kann auch als Bedienwalze bezeichnet) und besonders bevorzugt als ein Mausrad ausgebildet. Unter einer Fingerwalze wird insbesondere auch eine Daumenwalze verstanden. Insbesondere, weil diese z. B. in Lenkrädern bzw. Lenkradspeichen von Kraftfahrzeugen verbaut mit dem Daumen bewegt wird. Das Bedienrad kann auch ein stehend oder liegend angeordneter Drehknopf oder dergleichen sein. Dann ist die Bedieneinrichtung insbesondere als eine Fingerwalze oder eine Computermaus ausgebildet. Die Anmelderin behält sich vor, eine Fingerwalze mit einer Bedieneinrichtung zu beanspruchen.
Das Bedienrad ist insbesondere drehfest mit der Rotoreinheit verbunden. Beispielsweise können das Bedienrad und die Rotoreinheit koaxial zueinander angeordnet sein, wobei das Bedienrad insbesondere radial außen liegt. Zum Beispiel ist das Bedienrad als ein Ringkörper ausgebildet, welcher auf die Rotoreinheit aufgeschoben und mit dieser (fest) verbunden ist. Das Bedienrad kann einstückig mit der Rotoreinheit ausgebildet bzw. verbunden sein. Zum Beispiel kann dann der Finger direkt auf einen dazu vorgesehenen Abschnitt der Rotoreinheit aufgelegt werden.
Bei einer Fingerwalze bietet die Erfindung besonders viele Vorteile, da diese zum einen in der Regel sehr klein und kompakt ausgeführt sein müssen und zum anderen zugleich recht hohe Druckbelastungen beim Betätigen erfahren (z. B. bei einem Daumendruck, während sich die anderen Finger am Lenkrad festklammern) . Ebenso sind auch bei einem Mausrad besonders kompakte Abmessungen, während z. B. der Zeigefinger ein sehr kräftiges Moment auf die Rotreinheit ausüben kann, welchem die Konstruktion sicher standhalten muss.
Der Bedienhebel ist insbesondere um wenigstens eine Achse schwenkbar. Insbesondere ist der Bedienhebel mittels wenigstens einer Getriebeeinrichtung an die Rotoreinheit gekoppelt. Insbesondere ist mit der Getriebeeinrichtung eine Schwenkbewegung des Bedienhebels in eine Drehbewegung der Rotoreinheit umsetzbar.
Der Bedienhebel ist insbesondere mit wenigstens einem Finger bewegbar. Der Bedienhebel kann auch durch Umgreifen mit mehreren Fingern bzw. mit der Hand bewegbar sein. Der Bedienhebel kann als ein Joystickhebel oder auch als ein Gamecontrollerhebel bzw. Gampepadhebel ausgebildet sein. Dann ist die Bedieneinrichtung insbesondere als ein Joystick oder Gamecontroller bzw. Gampepad ausgebildet. Die Anmelderin behält sich vor, eine solche Bedieneinrichtung zu beanspruchen .
Die erfindungsgemäße Computermaus (oder Bediengerät für einen Computer) umfasst wenigstens eine Bedieneinrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde. Die Computermaus umfasst wenigstens ein Mausrad und insbesondere wenigstens einen Mauskörper. Das Mausrad ist insbesondere an dem Mauskörper drehbar gelagert. Dabei wird das Mausrad insbesondere durch die Rotoreinheit bereitgestellt. Insbesondere wird der Mauskörper durch den Tragkörper bereitgestellt. Die Bedieneinrichtung kann auch einem Gamecontroller, Smart Device (Smartphone, iPad, Laptop...), Computertastatur, Fernbedienung, Joystick, Industriebediengerät oder Haushaltsgeräten oder dergleichen zugeordnet sein. Die Anmelderin behält sich vor, ein solches Gerät mit einer Bedieneinrichtung zu beanspruchen.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeuglenkrad umfasst wenigstens eine Bedieneinrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde. Insbesondere ist die Bedieneinrichtung in das Kraftfahrzeuglenkrad derart integriert, dass eine Bedienung während des Festhaltens des Lenkrads möglich ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer Verzögerung auch ein Blockieren verstanden (Blockieren = hohes Bremsmoment) . Unter Blockieren wird insbesondere verstanden, dass mit einer betriebsgemäß aufzubringenden Handkraft kein Weiterdrehen in wenigstens eine Drehrichtung und/oder in beide (alle) betriebsgemäßen Drehrichtungen erfolgen kann. Insbesondere ist mittels der Bremseinrichtung die Drehbarkeit der Rotoreinheit auch freigebbar. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer Freigabe der Drehbarkeit (Free- wheeling; Free-spinning) insbesondere verstanden, dass nur ein betriebsgemäßes Grundmoment der Bremseinrichtung vorliegt, ohne dass eine zusätzlich aufgeschaltete magnetorheologische Verzögerung, beispielsweise durch Bestromung der Felderzeugungseinrichtung, vorliegt. Wenn die Drehbarkeit freigegeben ist, ist die magnetorheologische Bremseinrichtung insbesondere inaktiv, sodass kein Feld zur aktiven Beeinflussung des magnetorheologischen Mediums der Bremseinrichtung erzeugt wird. Das Grundmoment kann bei der Erfindung weniger als 10 mNm und insbesondere weniger als 5 mNm und besonders bevorzugt maximal 1 mNm (0,001 Nm) betragen, was extrem gering ist.
Die Lagereinheit umfasst insbesondere wenigstens ein Gleitlager und/oder wenigstens ein Wälzlager oder ist als ein solches ausgebildet. Die Lagereinheit kann auch wenigstens eine andere geeignete Lagerart umfassen oder als eine solche ausgebildet sein. Die Lagereinheit umfasst insbesondere wenigstens eine Lagerstelle. Die Lagereinheit kann wenigstens zwei oder wenigstens drei bzw. eine Mehrzahl von Lagerstellen umfassen .
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung beziehen sich Positionsangaben und insbesondere die Angaben „radial" und „axial" insbesondere auf eine Drehachse der Rotoreinheit. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezieht sich eine drehfeste Anordnung insbesondere auf eine Drehbewegung um eine Drehachse, um welche auch die Rotoreinheit drehbar ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
In den Figuren zeigen:
Figur 1 eine stark schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht;
Fig. la eine stark schematisierte Darstellung einer Computermaus mit der erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung;
Fig. 2-5 rein schematische Darstellungen weiterer Ausgestaltungen der Bedieneinrichtung in geschnittenen Seitenansichten;
Fig. 6 eine rein schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 7 eine Detaildarstellung der Bedieneinrichtung der Fig. 6 in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 8 die Bedieneinrichtung der Fig. 6 in einer teilweise geschnittenen Draufsicht;
Fig. 9 eine Detaildarstellung der Bedieneinrichtung der Fig. 6 in einer perspektivischen Ansicht; und
Fig. 10 eine weitere Detaildarstellung der Bedieneinrichtung der Fig. 6 in einer perspektivischen Ansicht.
Die Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Bedieneinrichtung 1, welche beispielsweise in einer Computermaus 100 eingesetzt werden kann, wie Sie in der Fig. la gezeigt ist. Die Bedieneinrichtung 1 umfasst eine hier als Bedienrad 13 und beispielsweise Mausrad 23 ausgebildete Rotoreinheit 3. Die Bedienung erfolgt also wenigstens durch ein Drehen der Rotoreinheit 3.
Die Rotoreinheit 3 ist um eine Statoreinheit 2 drehbar gelagert. Die Statoreinheit 2 umfasst hier einen Statorkörper 12 und einen als Statoranbindung 32 dienenden Statorschaft 22. Die Drehachse der Rotoreinheit 3 ist hier strichpunktiert dargestellt. Die Drehachse entspricht hier zugleich auch einer axialen Mittelachse der Statoreinheit 2 und der Rotoreinheit
3. Die Statoreinheit 2 ist an einem Tragkörper 4 befestigt. Der Tragkörper 4 kann beispielsweise ein Mauskörper 101 der Computermaus 100 der Fig. la sein. An dem Mauskörper 101 sind hier zwei Maustasten 102, 103 links und rechts des Mausrads 23 dargestellt .
Die Drehbewegung bzw. Drehbarkeit der Rotoreinheit 3 um die Statoreinheit 2 ist hier mittels einer magnetorheologisch ausgebildeten Bremseinrichtung 5 gezielt verzögerbar. Die Bremseinrichtung 5 erzeugt mit einer hier nicht näher dargestellten Magnetfelderzeugungseinrichtung 25 und beispielsweise einer elektrischen Spule ein Magnetfeld, das auf ein magnetorheologisches Medium (MR-Flüssigkeit) als Bremsmedium einwirkt. Das führt zu einer lokalen und starken Vernetzung von magnetisch polarisierbaren Partikeln, einer Erhöhung der übertragbaren Schubspannung im Bremsmedium.
Die Bremseinrichtung 5 ermöglicht dadurch eine gezielte Verzögerung (Bremsen) und sogar ein vollständiges Blockieren (hohes Bremsmoment) der Drehbewegung. So kann mit der Bremseinrichtung 5 eine haptische Rückkopplung (haptisches Feedback) während der Drehbewegung der Rotoreinheit 3 erfolgen, beispielsweise durch eine entsprechend wahrnehmbare Rasterung (Rippel) bzw. durch dynamisch einstellbare Anschläge. Um die Drehposition der Rotoreinheit 3 zu überwachen und zur Ansteuerung der Bremseinrichtung 5 einsetzen zu können, ist eine hier nicht näher gezeigte Sensoreinrichtung vorgesehen.
Das Bremsmedium ist in einer nach außen abgedichteten Kammer 15 aufgenommen. Die Kammer 15 wird hier von der Rotoreinheit 3 und der Statoreinheit 2 begrenzt.
Das Bremsmedium wird hier z. B. durch Carbonyleisenpulver in Umgebungsluft breitgestellt. Es kann als Medium auch ein magnetorheologisches Fluid vorgesehen sein, welches beispielsweise als Trägerflüssigkeit ein Öl umfasst, in dem z. B. ferromagnetische Partikel (z. B. Carbonyleisen,
Ferrofluide...) und/oder ferromagnetische Partikel vorhanden sind. Superparamagnetische Partikel mit geringer Hysterese sind auch möglich. Z. B. können Glykol, Fett, Silikon, Wasser, Wachs und dickflüssige oder dünnflüssige Stoffe als Trägermedium verwendet werden, ohne darauf beschränkt zu sein. Das Trägermedium kann auch gasförmig oder/und ein Gasgemisch sein bzw. es kann auf das Trägermedium verzichtet werden (Vakuum, Luft...). In diesem Fall werden lediglich durch das Magnetfeld beeinflussbare Partikel (z.B. Carbonyleisen) in den Wirkspalt bzw. die Kammer 15 gefüllt. Ein Vermischung mit anderen - vorzugsweise mit schmierenden Eigenschaften - Partikel wie Grafit, Molybdän, Kunststoffpartikeln, polymere Materialien sind möglich. Es kann auch eine Kombination aus vorigen Dingen sein (z.B. Carbonyleisenpulver plus Grafit plus Luft).
Die Partikel sind zum Beispiel Carbonyleisenpulver mit sphärischen Mikropartikeln, wobei die Größenverteilung und Form der Partikel vom konkreten Einsatzfall abhängt. Konkret bevorzugt ist eine Verteilung der Partikelgröße zwischen ein und zwanzig Mikrometern, wobei aber auch kleinere (< 1 Mikrometer) bis sehr kleine (wenige Nanometer, typischerweise 5 bis 10 Nanometer) oder größere Partikel von dreißig, vierzig und fünfzig Mikrometer möglich sind. Je nach Anwendungsfall kann die Partikel-größe auch deutlich größer werden und sogar in den Millimeterbereich Vordringen (Partikelkugeln). Die Partikel können auch eine spezielle Beschichtung/Mantel (Titanbeschichtung, Keramik-, Karbonmantel, polymere Beschichtung etc.) aufweisen, damit sie z.B. die je nach Anwendungsfall auftretenden hohen Druckbelastungen besser aushalten bzw. stabilisiert sind. Die Partikel können auch eine Beschichtung gegen Korrosion oder elektrische Leitung haben. Die magnetorheologischen Partikel können für diesen Anwendungsfall nicht nur aus Carbonyleisenpulver (Reineisen; Eisenpentacarbonyl...) sondern auch aus speziellem Eisen (härterem Stahl) oder anderen speziellen Materialien (Magnetit, Cobalt...), oder einer Kombination daraus, hergestellt sein.
Die Rotoreinheit 3 ist hier (nur) an dem Tragkörper 4 gehalten (zur Ableitung des durch die Bremsung erzeugten
Reaktionsdrehmomentes) . Dadurch können die axialen Abmessungen der Bedieneinrichtung 1 erheblich verringert werden, was beispielsweise für den Einbau in die Computermaus 100 von großem Vorteil ist. Zudem ist hier eine von der Statoreinheit 2 unabhängige Lagerung der Rotoreinheit 3 vorgesehen. So können die Lagerkräfte und Druckbelastungen beim Drehen mit einem Finger unter Umgehung der Statoreinheit 2 direkt in den Tragkörper 4 abgeleitet werden. Die Statoreinheit sieht nur das Reaktionsdrehmoment und keine Lager- oder Radialkräfte, wodurch der Statorschaft 22 dünner und damit platzsparender dimensioniert werden kann. Insgesamt ergibt sich eine besonders kompakte und robuste sowie zugleich haptisch präzise Bedienung .
Zur Lagerung der Rotoreinheit 3 ist hier eine Lagereinrichtung 6 mit einer Lagereinheit 16 und einer weiteren Lagereinheit 26 vorgesehen. Über die Lagereinheiten 16, 26 ist die Rotoreinheit 3 nach radial außen an den Tragkörper 4 gelagert bzw. abgestützt. Dazu sind die Lagereinheiten 16, 26 hier an der radialen Außenseite der Rotoreinheit 3 angeordnet.
Im Bereich der weiteren Lagereinheit 26 sind an der Rotoreinheit 3 hier Wegbegrenzungen 46 angeordnet. Dadurch wird eine axiale Verschiebung der Rotoreinheit 3 um einen definierten Weg ermöglicht. Die Wegbegrenzungen 46 können auch derart angeordnet sein, dass die axiale Bewegbarkeit blockiert wird.
Wenn eine axiale Bewegbarkeit der Rotoreinheit 3 relativ zum Tragkörper 4 unerwünscht ist, können eine oder beide Lagereinheiten 16, 26 auch als Festlager 36 ausgebildet sein. Hier kann beispielsweise die weitere Lagereinheit 26 als Festlager 36 ausgebildet sein.
Um temperaturbedingte oder leckagebedingte Volumenänderungen des Bremsmediums in der Kammer 15 zu ermöglichen bzw. zu kompensieren, kann das Volumen der Kammer 15 angepasst werden können. Dazu sind die Rotoreinheit 3 und die Statoreinheit 2 hier relativ zueinander axial verschiebbar ausgebildet. Die Bewegung für einen solchen Volumenausgleich 35 ist hier durch einen Doppelpfeil skizziert.
Bei einem Volumenausgleich 35 wird der Statorschaft 22 hier aus der Kammer 15 herausgeschoben bzw. in die Kammer hineingeschoben werden. 15. Dazu ist der Statorschaft 22 hier axial verschiebbar an den Tragkörper 4 aufgenommen. Damit bei einer Verzögerung der Drehbewegung das Verzögerungsmoment in den Tragkörper 4 abgeleitet werden kann, ist der Statorschaft 22 aber auch drehfest an den Tragkörper 4 angebunden.
Die Figur 2 zeigt eine Weiterbildung der zuvor vorgestellten Bedieneinrichtung 1. Dabei ist hier die Statoreinheit 2 mit einem Schafthalter 14 an dem Tragkörper 4 befestigt. Der Schafthalter 14 ist axial verschiebbar an dem Tragkörper 4 angeordnet. Die Statoreinheit 2 ist hingegen drehfest und axial unbewegbar an dem Schafthalter 14 befestigt ist.
Dadurch verschiebt sich die Statoreinheit 2 bei einem Volumenausgleich gemeinsam mit dem Schafthalter 14 relativ zum Tragkörper 4. Aufgrund des Schafthalters 14 und seines entsprechend großen Radius kann die axiale Bewegung hier über einen größeren Bereich (große Flächen; große Abstände) abgestützt werden, sodass sich insgesamt eine verbesserte axiale Führung und Ausrichtung ergeben.
Der Schafthalter 14 umgibt hier mit einem Abschnitt 24 abschnittsweise die Außenseite der Rotoreinheit 3. Die Lagereinheit 16 ist an dem Schafthalter 14 angeordnet, sodass die Rotoreinheit 3 über den Schafthalter 14 an dem Tragkörper 4 gelagert ist. Auch dadurch werden Lagerung und axiale Verschiebbarkeit sowie Ausrichtung der Komponenten verbessert.
Die Bedieneinrichtung 1 umfasst hier eine Ausrichtungseinrichtung 7 zum Ausrichten der axialen Mittelachse der Statoreinheit 2 relativ zu der axialen Mittelachse bzw. der Drehachse der Rotoreinheit 3. Für die Ausrichtungseinrichtung 7 ist der Schafthalter 14 hier achsensymmetrisch ausgebildet. Dadurch weisen der Abschnitt 24 des Schafthalters 14, welcher die Rotoreinheit 3 radial umgibt und an dem auch die Lagereinheit 16 angeordnet ist, und ein Abschnitt 34 des Schafthalters 14 eine gemeinsame axiale Mittelachse auf. Der Abschnitt 34 dient hier zur Befestigung des Statorschafts 22.
Dadurch ermöglicht der Schafthalter 14 hier eine präzise konzentrische Ausrichtung von Rotoreinheit 3 und Statoreinheit 2 und wird zugleich auch zum Tragkörper 4 ausgerichtet. Beispielsweise kann eine solche Ausrichtungseinrichtung 7 dadurch bereitgestellt werden, dass der Schafthalter 14 als ein Drehteil mit einer größeren zentrischen Bohrung für den Abschnitt 24 und einer kleineren zentrischen Bohrung für den Abschnitt 34 ausgebildet ist.
Die Figur 3 zeigt die mit Bezug zu der Figur 2 vorgestellte Bedieneinrichtung 1 mit einer erweiterten Ausrichtungseinrichtung 7, mit der eine noch präzisere Ausrichtung des Statorschaftes 22 an dem bzw. in dem Schafthalter 14 erreicht wird. Der Statorschaft 22 umfasst dazu einen konischen Ausrichtungsabschnitt 17. Der Ausrichtungsabschnitt 17 ist in einem korrespondierenden konischen Ausrichtungsteil 27 des Schafthalters 14 und beispielsweise einer konischen Ausnehmung angeordnet. Dadurch wird die Statoreinheit 2 beim Zusammenfügen mit dem Schafthalter 14 optimal (spielfrei, konzentrisch) ausgerichtet .
Der Statorschaft 22 kann auch durch eine konische Spannzange im Schafthalter 14 ausgerichtet werden. Zusätzlich oder alternativ kann Statorschaft 22 im Schafthalter 14 verschraubt oder anderweitig kraftschlüssig bzw. formschlüssig fixiert werden. Möglich ist auch eine stoffschlüssige Fixierung, z. B. durch (Ultraschall-) Schweißen oder Verkleben.
In der Figur 4 ist die mit Bezug zu der Figur 2 vorgestellte Bedieneinrichtung 1 mit einer alternativen Anordnung von Schafthalter 14 und Rotoreinheit 3 gezeigt. Dabei umgreift der Schafthalter mit seinem Abschnitt 24 hier eine als Fortsatz 33 ausgebildete radiale Außenseite der Rotoreinheit 3. Eine solche Ausgestaltung bietet neben den zuvor diskutierten Vorteilen besonders geringe radiale Abmessungen.
Hier sind beide Lagereinheiten 16, 26 direkt am Tragkörper 4 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann aber auch eine Lagerung an dem Fortsatz 33 vorgesehen sein.
In der Figur 5 ist die mit Bezug zu der Figur 1 vorgestellte Bedieneinrichtung 1 mit einer alternativen Lageranordnung gezeigt. Dabei weist die Rotoreinheit 3 hier an einem axialen Ende einen Fortsatz 43 auf, an welchem die Lagereinheit 26 angeordnet ist. Je nach vorhandenem Bauraum hat diese Ausgestaltung Vorteile.
Mit Bezug zu den Figuren 6 bis 10 wird nun eine beispielhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung 1 beschrieben, wie sie besonders vorteilhaft in einer Computermaus 100 eingesetzt werden kann.
Der Tragkörper 4 ist hier so ausgestaltet, dass genügend Raum zur Verfügung steht, um die Rotoreinheit 3 mit einem umlaufenden Ring oder dergleichen für das Mausrad 23 ausstatten zu können.
In der Figur 6 ist die Bedieneinrichtung 1 perspektivisch dargestellt. Die Statoreinheit 2 ist hier nicht sichtbar von anderen Komponenten verdeckt. Von der Bremseinrichtung 5 ist hier nur eine Elektronikeinheit (PCB und Stecker) 45 sichtbar. An dem Tragkörper 4 ist hier der Schafthalter 14 befestigt bzw. verclipst. In der hier gezeigten Darstellung ist von der Lagereinrichtung 6 nur die Lagereinheit 16 erkennbar. Die weitere Lagereinheit 26 ist hier nicht sichtbar hinter der Rotoreinheit 3 angeordnet.
Die Figur 7 zeigt den Tragkörper 4 der Bedieneinrichtung 1 der Figur 6. Der Tragkörper 4 ist hier als einstückiges Formteil beispielsweise aus Kunststoff ausgeführt. Die Lagereinheiten 16, 26 bzw. deren Aufnahmebereiche sind hier gut zu erkennen. An solchen Aufnahmebereichen können z. B. ein oder mehrere Gleitlager oder Wälzlager anordenbar sein. Die
Aufnahmebereiche können die jeweilige Lagereinheit 16, 26 auch wenigstens teilweise selbst bereitstellen.
Die Figur 8 zeigt eine teilweise geschnittene Draufsicht der Bedieneinrichtung 1 der Figur 6. Zur Bereitstellung des Mausrads 23 ist die Rotoreinheit 3 hier mit einem grob skizzierten umlaufenden Ring ausgestattet.. In dem geschnitten dargestellten Bereich sind hier der konische Ausrichtungsabschnitt 17 des Statorschaftes 22 und das zugehörige Ausrichtungsteil 27 im Schafthalter 14 gut zu erkennen .
In der Figur 9 ist die Statoreinheit 2 zusammen mit dem Schafthalter 14 dargestellt. Die Rotoreinheit 3 ist hier zur besseren Übersicht nicht dargestellt. In der Figur 10 ist der Schafthalter 14 alleine dargestellt. So ist hier die Ausrichtungseinrichtung 7 mit dem Ausrichtungsabschnitt 17 des Statorschaftes 22 und dem Ausrichtungsteil 27 im Schafthalter 14 gut zu erkennen. Auch gut zu erkennen ist hier der radial innen liegende Aufnahmebereich des Schafthalters für die Lagerstelle 16. Dort können z. B. ein oder zwei oder mehr Lagerstellen der Lagereinheit 16 sein.
Der Schafthalter 14 ist hier mit einem Zapfen 44 ausgestattet, um eine drehfeste Anbindung an dem Tragkörper 4 zu ermöglichen (das Reaktionsmoment wird hierüber abgeleitet). Der Schafthalter 14 weist hier zudem im Aufnahmebereich für den Statorschaft 22 zwei Nuten 54 auf. Die Nuten 54 dienen zur drehfesten Aufnahme des Statorschaftes 22. Dazu weist der Statorschaft 22 zwei entsprechende Erhebungen 64 auf, welche in die Nuten 54 eingreifen. Zudem weist der Schafthalter 14 hier Klebenuten 74 zur Aufnahme bzw. Verteilung eines Klebemittels auf. Mit dem Klebemittel wird der Statorschaft 22 an dem Schafthalter 14 verklebt. Bezugszeichenliste :
1 Bedieneinrichtung 103 Maustaste
2 Statoreinheit
3 Rotoreinheit
4 Tragkörper
5 Bremseinrichtung
6 Lagereinrichtung
7 Ausrichtungseinrichtung
12 Statorkörper
13 Bedienrad
14 Schafthalter
15 Kammer
16 Lagereinheit
17 Ausrichtungsabschnitt
22 Statorschaft
23 Mausrad
24 Abschnitt
25 Magnetfelderzeugungs einrichtung
26 Lagereinheit
27 Ausrichtungsteil
32 Statoranbindung
33 Fortsatz
34 Abschnitt
35 Volumenausgleich
36 Festlager
43 Fortsatz
44 Zapfen
45 Elektronikeinheit
46 Wegbegrenzung 54 Nut
64 Erhebung 74 Klebenut
100 Computermaus
101 Mauskörper
102 Maustaste

Claims

Ansprüche :
1. Bedieneinrichtung (1) mit wenigstens einer an wenigstens einem Tragkörper (4) mittels einer Statoranbindung (32) befestigten Statoreinheit (2) und mit wenigstens einer um die Statoreinheit (2) drehbaren Rotoreinheit (3), wobei die Drehbarkeit der Rotoreinheit (3) um die Statoreinheit (2) mittels wenigstens einer Bremseinrichtung (5) gezielt beeinflussbar und insbesondere verzögerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoreinheit (3) für ihre Drehbarkeit um die Statoreinheit (2) mittels wenigstens einer Lagereinheit (16) wenigstens einer Lagereinrichtung (6) an dem Tragkörper (4) gelagert ist, sodass eine von radial außen auf die Rotoreinheit (3) wirkende Kraft unter Umgehung der Statoreinheit (2) und der Statoranbindung (32) über die Lagereinheit (16) in den Tragkörper (4) ableitbar ist.
2. Bedieneinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Rotoreinheit (3) mittels der Lagereinheit (16) nach radial außen an dem Tragkörper (4) gelagert ist.
3. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lagereinheit (16) an einer radialen Außenseite der Rotoreinheit (3) angeordnet ist.
4. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rotoreinheit (3) wenigstens teilweise zwischen der Lagereinheit (16) und der Statoreinheit (2) angeordnet ist.
5. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lagereinheit (16) die Rotoreinheit (3) nur teilweise radial umgibt.
6. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lagereinheit (16) die Rotoreinheit (3) formschlüssig radial umgibt, sodass die Rotoreinheit (3) die Lagereinheit (16) in radialer Richtung nicht verlassen kann.
7. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rotoreinheit (3) nur mit einem radialen Teilabschnitt ihres Umfangs an dem Tragkörper (4) gelagert ist.
8. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rotoreinheit (3) nicht an der Statoreinheit (2) und vorzugsweise nur an dem Tragkörper (4) gelagert ist.
9. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rotoreinheit (3) axial verschiebbar an dem Tragkörper (4) gelagert ist.
10. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Lagereinheit (16) wenigstens ein Festlager (36) zum Blockieren einer axialen Bewegbarkeit der Rotoreinheit (3) bereitstellt und/oder wobei der wenigstens einen Lagereinheit (16) wenigstens eine Wegbegrenzung (46) für eine axiale Bewegbarkeit der Rotoreinheit (3) in wenigstens eine Richtung zugeordnet ist.
11. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Statoreinheit (2) und die Rotoreinheit
(3) wenigstens eine nach außen abgedichtete Kammer (15) begrenzen und wobei in der Kammer (15) wenigstens ein Bremsmedium der Bremseinrichtung (5) angeordnet ist.
12. Bedieneinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei sich die Statoreinheit (2) aus der Kammer (15) heraus erstreckt und wobei die Statoreinheit (2) teilweise aus der Kammer (15) herausbewegbar bzw. hereinbewegbar ist und wobei durch das Herausbewegen bzw. Hereinbewegen ein für das Bremsmedium bereitstehendes Volumen der Kammer (15) veränderbar ist, um einen Ausgleich für temperaturbedingte und/oder leckagebedingte und/oder montagebedingte Volumenänderungen des Bremsmediums zur Verfügung zu stellen.
13. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Statoreinheit (2) und die Rotoreinheit
(3) relativ zueinander axial verschiebbar sind.
14. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Statoreinheit (2) axial verschiebbar an dem Tragkörper (4) angeordnet ist.
15. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Statoreinheit (2), insbesondere wenigstens ein Statorschaft (22) der Statoreinheit (2), mittels wenigstens eines Schafthalters (14) an dem Tragkörper (4) angeordnet ist.
16. Bedieneinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Statoreinheit (2) drehfest an dem Schafthalter (14) angeordnet ist und wobei der Schafthalter (14) axial verschiebbar an dem Tragkörper (4) angeordnet ist und wobei der Schafthalter (14) die Rotoreinheit (3) wenigstens abschnittsweise radial umgibt.
17. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rotoreinheit (3) axial verschiebbar an dem Tragkörper (4) gelagert ist.
18. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Statoreinheit (2) nur einseitig an dem Tragkörper (4) befestigt ist und insbesondere nur mit einem Endabschnitt des Statorschafts (22) an dem Tragkörper (4) befestigt ist.
19. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend wenigstens eine
Ausrichtungseinrichtung (7) zum Ausrichten einer axialen Mittelachse der Statoreinheit (2), insbesondere des Statorschafts (22), relativ zu einer axialen Mittelachse bzw. Drehachse der Rotoreinheit (3).
20. Bedieneinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei mittels der Ausrichtungseinrichtung (7) wenigstens ein Statorschaft (22) der Statoreinheit (2) an dem Schafthalter (14) ausrichtbar ist.
21. Bedieneinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Statorschaft (22) dazu wenigstens einen konischen Ausrichtungsabschnitt (17) umfasst, welcher in und/oder an einem korrespondieren konischen Ausrichtungsteil (27) des Schafthalters (14) angeordnet ist.
22. Bedieneinrichtung (1) nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels der Ausrichtungseinrichtung (7) der Schafthalter (14) an dem Tragkörper (4) und/oder die Rotoreinheit (3) an dem Schafthalter (14) ausrichtbar ist.
23. Bedieneinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Schafthalter (14) dazu wenigstens teilweise achsensymmetrisch ausgebildet ist, sodass eine axiale Mittelachse eines Abschnitts (24) des Schafthalters (14), welcher die Rotoreinheit (3) radial umgibt, und eine axiale Mittelachse eines Abschnitts (34) des Schafthalters (14), an welchem die Statoreinheit (2) befestigt ist, parallel und insbesondere überdeckend angeordnet sind.
24. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rotoreinheit (3) an einem Abschnitt
(24) des Schafthalters (14), welcher die Rotoreinheit (3) radial umgibt, drehbar gelagert ist.
25. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Abschnitt (24) des Schafthalters (14), welcher die Rotoreinheit (3) radial umgibt, mit seiner Außenseite wenigstens teilweise in dem Tragkörper (4) angeordnet und vorzugsweise drehfest angeordnet ist.
26. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein bei einer Verzögerung der Drehbewegung der Rotoreinheit (3) auftretendes Verzögerungsmoment über die Statoreinheit (2) in den Tragkörper (4) ableitbar ist.
27. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine im Rahmen eines Bedienvorgangs auf die Rotoreinheit (3) ausgeübte Druckbelastung wenigstens über die Lagereinheit (16) unter Umgehung der Statoreinheit (2) in den Tragkörper (4) ableitbar ist.
28. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lagereinrichtung (6) wenigstens eine weitere Lagereinheit (26) umfasst und wobei die Rotoreinheit (3) auch mittels der wenigstens einen weiteren Lagereinheit (26) an dem Tragkörper (4) gelagert ist.
29. Bedieneinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die wenigstens zwei Lagereinheiten (16, 26) der Lagereinrichtung (6) axial voneinander beanstandet angeordnet sind und wobei die Rotoreinheit (3) für ihre Drehbarkeit um die Statoreinheit (2) mittels der wenigstens zwei Lagereinheiten (16, 26) nach radial außen an dem Tragkörper (4) gelagert ist.
30. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lagereinrichtung (6) für eine einseitige Einspannung der Rotoreinheit (3) an dem Tragkörper (4) ausgebildet ist.
31. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bremseinrichtung (5) magnetorheologisch ausgebildet ist und wenigstens ein mittels einer steuerbaren Magnetfelderzeugungseinrichtung
(25) beeinflussbares magnetorheologisches Medium umfasst, sodass die Drehbarkeit der Rotoreinheit (3) um die Statoreinheit (2) mittels des Mediums verzögerbar ist.
32. Bedieneinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das magnetorheologische Medium mittels eines Magnetfelds gezielt beeinflussbare Partikel umfasst und wobei die Partikel in einem Trägermedium aufgenommen sind und wobei das Trägermedium durch Umgebungsluft und/oder ein sich von der Umgebungsluft unterscheidendes Fluid und beispielsweise bereitgestellt wird.
33. Bedieneinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei ferromagnetische und/oder ferrimagnetische und/oder superparamagnetische Partikel und vorzugsweise wenigstens Partikel aus Carbonyleisenpulver vorgesehen sind.
34. Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rotoreinheit (3) wenigstens ein Bedienrad (13) umfasst oder als ein solches ausgebildet ist und wobei das Bedienrad (13) vorzugsweise eine Fingerwalze und besonders bevorzugt ein Mausrad (23) ist.
35. Computermaus (100), umfassend wenigstens eine Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
36. Kraftfahrzeuglenkrad, umfassend wenigstens eine Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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