DE102019111952A1 - Input device for a motor vehicle for recognizing a pressure input - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug zur Erkennung einer Druckeingabe durch einen Benutzer, mit einem Betätigungselement (2) und einem Trägerelement (3), wobei das Betätigungselement (2) relativ zum Trägerelement (3) bewegbar gelagert ist. Des Weiteren weist die Eingabevorrichtung (1) ein Haptikelement zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung auf. Aufgabe der Erfindung ist es dabei eine gattungsgemäße Eingabevorrichtung (1) mit kompakterem Bauraum bereitzustellen. Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass zur Bereitstellung einer Auslösekraft (F) das Haptikelement (5) zwei Magnetelemente (6, 7) aufweist, die jeweils am Betätigungselement (2) bzw. am Trägerelement (3) angeordnet sind und zur Bereitstellung der Auslösekraft (F) in magnetischer Wechselwirkung stehen.The invention relates to an input device (1) for a motor vehicle for recognizing a pressure input by a user, with an actuating element (2) and a carrier element (3), the actuating element (2) being movably supported relative to the carrier element (3). The input device (1) also has a haptic element for generating a haptic feedback. The object of the invention is to provide an input device (1) of the generic type with a more compact installation space. The object is achieved in that the haptic element (5) has two magnet elements (6, 7) to provide a release force (F), which are each arranged on the actuating element (2) or on the carrier element (3) and to provide the release force ( F) are in magnetic interaction.
Description
Die Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Erkennung einer Druckeingabe durch einen Benutzer. Die Eingabevorrichtung umfasst ein Betätigungselement und ein Trägerelement, wobei das Betätigungselement relativ zum Trägerelement bewegbar gelagert ist. Außerdem umfasst die Eingabevorrichtung ein Schaltelement, welches vom Betätigungselement betätigbar ist sowie ein Haptikelement zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung an den Benutzer bei Betätigung des Betätigungselements. Die haptische Rückmeldung ist durch eine zu überwindende Auslösekraft des Betätigungselements erzeugbar.The invention relates to an input device for a motor vehicle for recognizing a pressure input by a user. The input device comprises an actuating element and a carrier element, the actuating element being mounted movably relative to the carrier element. In addition, the input device comprises a switching element which can be actuated by the actuating element and a haptic element for generating haptic feedback to the user when the actuating element is actuated. The haptic feedback can be generated by a triggering force of the actuating element that has to be overcome.
Eingabevorrichtungen zur Erkennung von Druckeingaben durch einen Benutzer sind aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart die
Des Weiteren sind aber auch Eingabevorrichtungen zur Erkennung von Druckeingaben durch einen Benutzer aus dem Stand der Technik bekannt, welche eine passive haptische Rückmeldung erzeugen. Diese passive haptische Rückmeldung kann beispielsweise durch eine Schaltmatte oder einen Federmechanismus realisiert werden, welche nicht aktiv angesteuert werden müssen, um eine haptische Rückmeldung zu erzeugen.Furthermore, input devices for recognizing pressure inputs by a user are also known from the prior art, which generate passive haptic feedback. This passive haptic feedback can be implemented, for example, by a switching mat or a spring mechanism, which do not have to be actively controlled in order to generate a haptic feedback.
Nachteilig ist bei den vorgenannten Lösungen aus dem Stand der Technik, dass diese aufgrund ihrer Ausführungen einen großen Bauraum benötigen. Somit ist es Aufgabe der Erfindung eine gattungsgemäße Eingabevorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 mit einem gegenüber dem Stand der Technik kompakteren Bauraum bereitzustellen.A disadvantage of the aforementioned solutions from the prior art is that they require a large amount of installation space due to their design. It is therefore the object of the invention to provide an input device of the generic type according to the preamble of
Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Eingabevorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.This object is achieved by an input device according to the invention according to
Eine erfindungsgemäße Eingabevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Bereitstellung der Auslösekraft das Haptikelement zwei Magnetelemente aufweist, die jeweils am Betätigungselement bzw. am Trägerelement angeordnet sind und zur Bereitstellung der Auslösekraft in magnetischer Wechselwirkung stehen.An input device according to the invention is characterized in that, to provide the triggering force, the haptic element has two magnetic elements, which are each arranged on the actuating element or on the carrier element and are in magnetic interaction to provide the triggering force.
Durch eine derartige Anordnung ist es möglich, auf eine einfache Art und Weise ein Haptikelement an der Eingabevorrichtung vorzusehen, welche in oder an bestehenden Komponenten integrier- bzw. anbringbar ist. Dadurch wird die Eingabevorrichtung insgesamt kompakter ausgeführt, da das Haptikelement keinen zusätzlichen oder nur geringfügig größeren Bauraum beansprucht.Such an arrangement makes it possible to provide a haptic element on the input device in a simple manner, which haptic element can be integrated or attached in or on existing components. As a result, the input device is made more compact overall, since the haptic element does not take up any additional or only slightly larger installation space.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung weist jedes Magnetelement einen magnetischen Wirkbereich auf, die in einer Ruheposition des Betätigungselements über einen Kontaktbereich sowie insbesondere über ein weiteres Zwischenelement miteinander in Kontakt stehen. Durch die Ausdehnung des magnetischen Wirkbereichs wird die Auslösekraft bestimmt, welche notwendig ist, um die Eingabevorrichtung auszulösen. Somit kann auf eine einfache Art und Weise eine bestimmte Auslösekraft bereitgestellt werden. Bei Verwendung eines Zwischenelements kann die Auslösekraft weiter beeinflusst werden. So kann durch die Verwendung eines nichtmagnetischen Materials der Abstand zwischen den Magnetelementen vergrößern und so in vorteilhafter Art und Weise abgeschwächt werden. Vorzugsweise ist dabei das Zwischenelement aus einem elastischen Material ausgeführt, beispielsweise Gummi, so dass zusätzlich eine Dämpfung zwischen Betätigungselement und Trägerelement bereitgestellt werden kann.In an advantageous embodiment of the input device according to the invention, each magnetic element has an effective magnetic area which, when the actuating element is in a rest position, are in contact with one another via a contact area and in particular via a further intermediate element. The extension of the magnetic effective area determines the triggering force that is necessary to trigger the input device. In this way, a specific release force can be provided in a simple manner. If an intermediate element is used, the release force can be further influenced. Thus, by using a non-magnetic material, the distance between the magnetic elements can be increased and thus be weakened in an advantageous manner. The intermediate element is preferably made of an elastic material, for example rubber, so that damping can also be provided between the actuating element and the carrier element.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung ist der Abstand zwischen den Magnetelementen in einer Ruheposition des Betätigungselements über zugehörige Einstellmittel einstellbar, um die Stärke der haptischen Rückmeldung einzustellen. Durch den Abstand zwischen den Magnetelementen wird die Größe der Auslösekraft eingestellt. Insbesondere ist dabei ein Magnetelement relativ zum anderen Magnetelement bewegbar angeordnet oder beide Magnetelemente relativ zueinander bewegbar angeordnet. Dazu kann beispielsweise das Betätigungselement und/oder das Trägerelement ein Außen- oder Innengewinde aufweisen an dem das jeweilige Magnetelement verstellbar geführt ist. Alternativ können auch Verstellstifte, beispielsweise Gewindestifte, am Betätigungselement und/oder Trägerelement vorgesehen sein, welche jeweils am korrespondierenden Trägerelement oder Betätigungselement angreifen und so der Abstand zwischen den Elementen einstellbar ist.In a further advantageous embodiment of the input device according to the invention, the distance between the magnetic elements in a rest position of the actuating element can be adjusted via associated setting means in order to set the strength of the haptic feedback. The size of the release force is set by the distance between the magnetic elements. In particular, one magnetic element is arranged to be movable relative to the other magnetic element, or both magnetic elements are arranged to be movable relative to one another. For this purpose, for example, the actuating element and / or the carrier element can have an external or internal thread on which the respective magnetic element is adjustably guided. Alternatively, adjusting pins, for example threaded pins, can also be provided on the actuating element and / or carrier element, which each engage the corresponding carrier element or actuating element and thus the distance between the elements can be adjusted.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung ist zumindest einer der Kontaktbereiche punktförmig oder weist mehrere Kontaktpunkte auf. Auch durch diese Maßnahmen lässt sich in vorteilhafter Art und Weise die Auslösekraft des Haptikelements einstellen. Mehrere Kontaktpunkte haben des Weiteren den Vorteil, dass sich die Magnetelemente gleichmäßig aufeinander abstützen, wodurch ein Verkanten zwischen dem Betätigungselement und dem Trägerelement in der Führung verhindert wird. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Eingabevorrichtung verbessert.In a further advantageous embodiment of the input device according to the invention, at least one of the contact areas is point-shaped or has several contact points. These measures can also be used in an advantageous manner adjust the release force of the haptic element. Several contact points also have the advantage that the magnet elements are evenly supported on one another, which prevents tilting between the actuating element and the carrier element in the guide. This improves the reliability of the input device.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung ist der Kontaktbereich linienförmig oder flächig ausgeführt. Durch einen linienförmigen oder flächigen Kontaktbereich wird eine definierte Kontaktierung der Magnetelemente sichergestellt, so dass ein Verkanten von Betätigungselement und Trägerelement verhindert wird. Somit kann die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung zuverlässiger ausgeführt werden.In a further advantageous embodiment of the input device according to the invention, the contact area is linear or flat. Defined contacting of the magnet elements is ensured by a linear or flat contact area, so that tilting of the actuating element and the carrier element is prevented. The input device according to the invention can thus be implemented more reliably.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung weist zumindest einer der magnetischen Wirkbereiche einen Kegel, einen Kegelstumpf, eine Pyramide, einen Pyramidenstumpf, eine Halbkugel oder einen Halbellipsoid auf. Durch diese Maßnahme kann in vorteilhafter Art und Weise die Art, insbesondere die Intensität, der haptischen Rückmeldung durch das Haptikelement eingestellt werden. Je nach magnetischer Feldstärke der Magnetelemente muss zur Betätigung beispielsweise durch einen flächigen Kontaktbereich, wie es beispielsweise bei einem Kegel- oder Pyramidenstumpf der Fall ist, zunächst eine progressive Betätigungskraft aufgebracht werden, welche nach dem Aus- bzw. Ablösen der Magnetelemente degressiv ist. Auf diese Art und Weise wird eine schnappende haptische Rückmeldung beim Benutzer erzeugt.In a further advantageous embodiment of the input device according to the invention, at least one of the magnetic effective areas has a cone, a truncated cone, a pyramid, a truncated pyramid, a hemisphere or a hemi-ellipsoid. By means of this measure, the type, in particular the intensity, of the haptic feedback by the haptic element can be set in an advantageous manner. Depending on the magnetic field strength of the magnet elements, a progressive actuation force must first be applied for actuation, for example through a flat contact area, as is the case with a truncated cone or pyramid, which is degressive after the magnet elements have been triggered or detached. In this way, a snapping haptic feedback is generated for the user.
Bei punktförmigen Kontaktbereichen, wie es beispielsweise bei einem Kegel, einer Pyramide, einer Halbkugel oder einem Halbellipsoid der Fall ist, ist die aufzubringende Betätigungskraft bei entsprechender magnetischer Feldstärke der Magnetelemente gleichförmig, so dass die haptische Rückmeldung entsprechend sanft ausgeführt ist. Die haptische Rückmeldung ist also durch die Ausführung des Kontaktbereichs bzw. die Ausführung der magnetischen Wirkbereiche einstellbar.In punctiform contact areas, such as is the case with a cone, a pyramid, a hemisphere or a hemi-ellipsoid, the actuating force to be applied is uniform with a corresponding magnetic field strength of the magnetic elements, so that the haptic feedback is carried out accordingly gently. The haptic feedback can therefore be set through the design of the contact area or the design of the magnetic effective areas.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung ist zumindest ein Magnetelement als Dauermagnet ausgeführt. Das hat den Vorteil, dass eine konstante magnetische Feldstärke bereitgestellt werden kann, ohne eine zusätzliche Energiequelle bereitstellen zu müssen. Der Dauermagnet kann dabei am Betätigungselement oder am Trägerelement vorgesehen sein.In a further advantageous embodiment of the input device according to the invention, at least one magnetic element is designed as a permanent magnet. This has the advantage that a constant magnetic field strength can be provided without having to provide an additional energy source. The permanent magnet can be provided on the actuating element or on the carrier element.
Alternativ hierzu kann auch jeweils ein Dauermagnet am Betätigungselement und am Trägerelement vorgesehen sein. Somit können beispielsweise in einer ersten Ausführungsform beide Dauermagnete gegenpolig zueinander ausgerichtet sein, so dass in vorteilhafter Art und Weise eine besonders große Auslösekraft bereitgestellt wird, um eine entsprechende haptische Rückmeldung, beispielsweise eine schnappende haptische Rückmeldung, zu erzeugen.As an alternative to this, a permanent magnet can also be provided on the actuating element and on the carrier element. Thus, for example, in a first embodiment, both permanent magnets can be aligned with opposite polarity to one another, so that a particularly large triggering force is advantageously provided in order to generate a corresponding haptic feedback, for example a snapping haptic feedback.
In einer zweiten Ausführungsform sind beide Dauermagnete gleichpolig zueinander ausgerichtet, so dass sich diese voneinander abstoßen. Dadurch sind beide Dauermagnete in der Ruheposition des Betätigungselements voneinander beabstandet angeordnet, so dass in vorteilhafter Art und Weise die Auslösekraft in Form einer Vorspannung zwischen Betätigungselement und Trägerelement in der Ruheposition erzeugt wird. Gegen diese Auslösekraft ist dann das Betätigungselement relativ zum Trägerelement bewegbar, so dass sich der Abstand zwischen den Dauermagneten verringert. Hierdurch wird eine gleichförmige haptische Rückmeldung erzeugt. Darüber hinaus kann das Betätigungselement gemäß einer Weiterentwicklung dieses Ausführungsbeispiels nach erfolgter Betätigung wieder selbstständig durch die magnetische Kraft in die Ruheposition zurückbewegt werden.In a second embodiment, both permanent magnets are aligned with the same polarity to one another, so that they repel one another. As a result, both permanent magnets are arranged at a distance from one another in the rest position of the actuating element, so that the triggering force is advantageously generated in the form of a pretension between actuating element and carrier element in the rest position. Against this triggering force, the actuating element can then be moved relative to the carrier element, so that the distance between the permanent magnets is reduced. This creates a uniform haptic feedback. In addition, according to a further development of this exemplary embodiment, the actuating element can be moved back automatically into the rest position by the magnetic force after actuation has taken place.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung ist ein Magnetelement als ferromagnetisches Metallelement ausgeführt. Das hat den Vorteil, dass hierdurch die Eingabevorrichtung besonders günstig ausgeführt werden kann, da ein ferromagnetisches Metallelement sehr günstig ist und trotzdem hervorragend als Gegenstück für ein Magnetelement, beispielsweise einen Dauermagneten, dient. Das ferromagnetische Metallelement kann dabei als Metallstreifen, Metallplättchen, Metallfolie oder als metallische bzw. ferromagnetische Beschichtung ausgeführt sein.In a further advantageous embodiment of the input device according to the invention, a magnetic element is designed as a ferromagnetic metal element. This has the advantage that the input device can be designed particularly favorably as a result, since a ferromagnetic metal element is very cheap and still serves as an excellent counterpart for a magnetic element, for example a permanent magnet. The ferromagnetic metal element can be designed as a metal strip, metal plate, metal foil or as a metallic or ferromagnetic coating.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung ist das Schaltelement als mechanischer, kapazitiver, resistiver oder magnetischer Schalter ausgeführt. Unter einem Schalter sind hierbei jegliche Detektionsvorrichtungen zu verstehen, welche dazu geeignet sind, die Eingabe eines Benutzers zu erkennen. Somit fallen hierunter neben klassischen Schaltern auch Sensoren, wie beispielsweise Näherungssensoren oder berührungsempfindliche Sensoren. Das Schaltelement ist insbesondere am Betätigungselement, am Trägerelement und/oder zwischen Betätigungselement und Trägerelement angeordnet. Sofern es sich um einen kapazitiven Schalter handelt ist es insbesondere von Vorteil diesen am Betätigungselement vorzusehen, wobei dieser vorteilhafterweise im Bereich einer Eingabeoberfläche des Betätigungselements vorgesehen ist. Dadurch kann die Eingabevorrichtung besonders empfindlich ausgeführt werden. Mechanische Schaltelemente sind vorzugsweise derart zwischen Betätigungselement und Trägerelement vorgesehen, so dass das Schaltelement bei Betätigung vom Betätigungselement aktivierbar ist. Dabei ist das Schaltelement vorzugsweise vom Trägerelement gehalten. Resistive Schalter bzw. Schaltelemente können beispielsweise am Betätigungselement und/oder zwischen Betätigungselement und Trägerelement vorgesehen sein. Ein magnetischer Schalter kann beispielsweise durch einen Magnetsensor realisiert werden, welcher vorzugsweise am Trägerelement vorgesehen ist. Dieser magnetische Schalter detektiert eine Änderung eines Magnetfeldes, durch die Bewegung eines der Magnetelemente. Der magnetische Schalter generiert hieraus ein Schaltsignal und/oder schließt einen mechanischen Kontakt, im Sinne eines Reed-Elements. Alternativ kann auch ein Magnetsensor vorgesehen sein, welcher ein auswertbares Sensorsignal liefert zur Erkennung der Betätigung.In a further advantageous embodiment of the input device according to the invention, the switching element is designed as a mechanical, capacitive, resistive or magnetic switch. In this context, a switch is to be understood as any detection device which is suitable for recognizing the input of a user. In addition to classic switches, this also includes sensors such as proximity sensors or touch-sensitive sensors. The switching element is arranged in particular on the actuating element, on the carrier element and / or between the actuating element and the carrier element. If it is a capacitive switch, it is particularly advantageous to provide this on the actuating element, this advantageously being provided in the area of an input surface of the actuating element. As a result, the input device can be made particularly sensitive. Mechanical switching elements are preferably provided between the actuating element and the carrier element, so that the switching element can be activated when actuated by the actuating element. The switching element is preferably held by the carrier element. Resistive switches or switching elements can be provided, for example, on the actuating element and / or between the actuating element and the carrier element. A magnetic switch can be implemented, for example, by a magnetic sensor, which is preferably provided on the carrier element. This magnetic switch detects a change in a magnetic field caused by the movement of one of the magnetic elements. The magnetic switch generates a switching signal from this and / or closes a mechanical contact, in the sense of a reed element. Alternatively, a magnetic sensor can also be provided which supplies an evaluable sensor signal for detecting the actuation.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung ist das Betätigungselement zylinderförmig ausgeführt und in Betätigungsrichtung am oder im Trägerelement geführt ist. Durch die zylinderförmige Ausführung des Betätigungselements kann die auf das Betätigungselement einwirkende Kraft optimal in eine gradlinige Bewegung des Betätigungselements umgewandelt werden. Dadurch wird die Haptik der Eingabevorrichtung dahingehend beeinflusst, dass die Betätigung einen robusten Eindruck beim Benutzer erweckt. Die Führung des zylinderförmigen Betätigungselements am oder im Trägerelement unterstützt diesen Effekt, wobei zusätzlich hierdurch ein Verkanten des Betätigungselements vermieden wird. Somit wird durch diese Maßnahme die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung zuverlässiger ausgeführt und die haptische Rückmeldung optimiert.In a further advantageous embodiment of the input device according to the invention, the actuating element is cylindrical and is guided on or in the carrier element in the actuating direction. Due to the cylindrical design of the actuating element, the force acting on the actuating element can be optimally converted into a straight movement of the actuating element. This influences the feel of the input device in such a way that the actuation gives the user a robust impression. The guidance of the cylinder-shaped actuating element on or in the carrier element supports this effect, which additionally prevents the actuating element from tilting. As a result of this measure, the input device according to the invention is implemented more reliably and the haptic feedback is optimized.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung ist zumindest einer der magnetischen Wirkbereiche ringförmig und dabei vorzugsweise radial bezogen auf die Betätigungsrichtung am Betätigungselement ausgebildet. Durch den zumindest einen ringförmigen magnetischen Wirkbereich wird eine definierte Auflagefläche für die Magnetelemente geschaffen. Darüber hinaus wird durch die radiale Anordnung des ringförmigen magnetischen Wirkbereichs, das Betätigungselement zuverlässiger gegenüber dem Trägerelement geführt, da durch die Hebelwirkung des radial angeordneten ringförmigen magnetischen Wirkbereichs ein Verkanten des Betätigungselements in der Führung vermieden wird. Somit wird durch diese Maßnahme die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung zuverlässiger ausgeführt und die haptische Rückmeldung optimiert.In a further advantageous embodiment of the input device according to the invention, at least one of the magnetic effective areas is ring-shaped and is preferably designed radially in relation to the actuation direction on the actuation element. The at least one annular active magnetic area creates a defined support surface for the magnetic elements. In addition, due to the radial arrangement of the annular magnetic active area, the actuating element is guided more reliably with respect to the carrier element, since tilting of the actuating element in the guide is avoided by the leverage of the radially arranged annular magnetic active area. As a result of this measure, the input device according to the invention is implemented more reliably and the haptic feedback is optimized.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung erstreckt sich der Kontaktbereich parallel und/oder quer zur Betätigungsrichtung. Sofern sich der Kontaktbereich parallel zur Betätigungsrichtung erstreckt, wird hierdurch eine zusätzliche Führung des Betätigungselements am oder im Trägerelement bewirkt. Außerdem wird hierdurch die haptische Rückmeldung besonders gleichförmig ausgeführt, da sich das magnetische Feld über einen größeren Abschnitt entlang der Betätigungsrichtung erstreckt. Dadurch bleibt die aufzubringende Auslösekraft entlang des Betätigungsweges im Wesentlichen konstant.In a further advantageous embodiment of the input device according to the invention, the contact area extends parallel and / or transversely to the actuation direction. If the contact area extends parallel to the actuation direction, this results in additional guidance of the actuation element on or in the carrier element. In addition, the haptic feedback is executed particularly uniformly as a result, since the magnetic field extends over a larger section along the actuation direction. As a result, the triggering force to be applied remains essentially constant along the actuation path.
Bei der zweiten Alternative, bei der sich der Kontaktbereich quer zur Betätigungsrichtung erstreckt, wird das magnetische Feld der Magnetelemente parallel zur Betätigungsrichtung ausgerichtet, so dass die hierdurch erzeugte Kraft direkt der Betätigungskraft entgegenwirkt und somit bei gleicher Magnetfeldstärke eine höhere Auslösekraft aufgebracht werden muss. Dadurch wird eine stärkere haptische Rückmeldung erzeugt. In einer weiteren Alternative ist es auch möglich, dass der Kontaktbereich zwei Teilbereiche aufweist, die sich jeweils parallel und quer zur Betätigungsrichtung erstrecken. So kann beispielsweise eine kräftige haptische Rückmeldung bei gleichzeitig vorteilhafter Führung des Betätigungselements am oder im Trägerelement erzeugt werden.In the second alternative, in which the contact area extends transversely to the direction of actuation, the magnetic field of the magnet elements is aligned parallel to the direction of actuation, so that the force generated thereby directly counteracts the actuation force and thus a higher trigger force must be applied with the same magnetic field strength. This creates stronger haptic feedback. In a further alternative, it is also possible for the contact area to have two partial areas which each extend parallel and transversely to the direction of actuation. For example, a powerful haptic feedback can be generated while the actuating element is advantageously guided on or in the carrier element.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung ist das Schaltelement am Trägerelement, insbesondere auf einer Grundplatte, welche Teil des Trägerelements ist, beabstandet zum Betätigungselement angeordnet. Durch diese Maßnahme kann die Eingabe bzw. der Schaltvorgang zuverlässig erfasst werden, da diese durch die Relativbewegung zwischen Betätigungselement und Trägerelement vom Schaltelement zuverlässig erkannt werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn dabei das Schaltelement auf einer Grundplatte angeordnet ist. Dazu wird die Grundplatte vorzugsweise quer zur Betätigungsrichtung des Betätigungselements angeordnet, so dass die Betätigungskraft optimal auf das Schaltelement übertragen wird. Des Weiteren ist es besonders vorteilhaft, wenn die Grundplatte dabei als Leiterplatte ausgebildet ist, da somit auf eine einfache Art und Weise das Schaltelement elektrisch kontaktiert werden kann.In a further advantageous embodiment of the input device according to the invention, the switching element is arranged on the carrier element, in particular on a base plate which is part of the carrier element, at a distance from the actuating element. By this measure, the input or the switching process can be reliably detected, since this can be reliably recognized by the switching element through the relative movement between the actuating element and the carrier element. It when the switching element is arranged on a base plate is particularly advantageous. For this purpose, the base plate is preferably arranged transversely to the direction of actuation of the actuation element, so that the actuation force is optimally transmitted to the switching element. Furthermore, it is particularly advantageous if the base plate is designed as a printed circuit board, since electrical contact can thus be made with the switching element in a simple manner.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung ist zwischen Betätigungselement und Trägerelement bzw. Grundplatte ein Federelement vorgesehen. Durch diese Anordnung wird die Auslenkung des Betätigungselements relativ zum Trägerelement bei Betätigung gedämpft und/oder eine Rückstellkraft bereitgestellt, so dass beim Loslassen das Betätigungselement wieder selbstständig in die Ruheposition verbracht wird. Die Rückstellkraft kann aber auch alleine oder zusätzlich durch das die von den Magnetelementen bereitgestellt magnetische Kraft erzeugt werden. Des Weiteren kann durch das Federelement eine zusätzlich haptische Rückmeldung bei Betätigung des Betätigungselements bereitgestellt werden.In a further advantageous embodiment of the input device according to the invention, a spring element is provided between the actuating element and the carrier element or base plate. This arrangement dampens the deflection of the actuating element relative to the carrier element when actuated and / or provides a restoring force, so that when it is released, the actuating element is automatically returned to the rest position. The restoring force can also be used alone or in addition by the Magnetic elements provided magnetic force are generated. Furthermore, the spring element can provide additional haptic feedback when the actuating element is actuated.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung weist das Trägerelement und/oder das Betätigungselement eine Schulter auf zur Ausbildung der jeweiligen magnetischen Wirkbereiche. An dieser Schulter liegt das korrespondierende Trägerelement oder Betätigungselement vorzugsweise in der Ruheposition an. Das hat den Vorteil, dass das Betätigungselement definiert am Trägerelement anliegt, so dass ein Verkanten zwischen dem Betätigungselement und dem Trägerelement vermieden wird. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Magnetelement mit einem ringförmigen magnetischen Wirkbereich im Querschnitt gesehen eine Schulter aufweisen, so dass sich ein entsprechend vergrößerter magnetischer Wirkbereich ergibt. Dadurch wird die magnetische Kraft zwischen dem Betätigungselement und dem Trägerelement verstärkt, so dass eine erhöhte Auslösekraft aufgebracht werden muss. Dadurch wird auch die haptische Rückmeldung beeinflusst.In a further advantageous embodiment of the input device according to the invention, the carrier element and / or the actuating element has a shoulder for forming the respective magnetic effective areas. The corresponding carrier element or actuating element preferably rests against this shoulder in the rest position. This has the advantage that the actuating element rests in a defined manner on the carrier element, so that tilting between the actuating element and the carrier element is avoided. Alternatively or in addition, a magnetic element with an annular magnetic effective area can also have a shoulder when viewed in cross section, so that a correspondingly enlarged magnetic effective area results. This increases the magnetic force between the actuating element and the carrier element, so that an increased triggering force has to be applied. This also influences the haptic feedback.
Die Erfindung wird nun anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, insbesondere unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.The invention will now be explained in more detail on the basis of preferred exemplary embodiments, in particular with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen:
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1a in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung in der Ruheposition, -
1b in schematischer Darstellung das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung bei Betätigung, -
2 in schematischer Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung in der Ruheposition, -
3a in schematischer Darstellung ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung in der Ruheposition, -
3b in schematischer Darstellung das dritte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung bei Betätigung, -
4 in schematischer Darstellung ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung in der Ruheposition, -
5a -5d in schematischer Darstellung Ausführungsbeispiele von verschiedenen Magnetelementen der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung, -
6 in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines Betätigungselements samt Magnetelemente der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung, und -
7 in schematischer Darstellung viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung in Ruheposition.
-
1a a schematic representation of a first embodiment of the input device according to the invention in the rest position, -
1b in a schematic representation the first embodiment of the input device according to the invention when actuated, -
2 a schematic representation of a second embodiment of the input device according to the invention in the rest position, -
3a in a schematic representation a third embodiment of the input device according to the invention in the rest position, -
3b in a schematic representation the third embodiment of the input device according to the invention when actuated, -
4th a schematic representation of a fourth embodiment of the input device according to the invention in the rest position, -
5a -5d a schematic representation of embodiments of various magnetic elements of the input device according to the invention, -
6th in a schematic representation an embodiment of an actuating element including magnetic elements of the input device according to the invention, and -
7th a schematic representation of the fourth embodiment of the input device according to the invention in the rest position.
Zwischen der Frontplatte (
Hierbei handelt es sich insbesondere um ein passives Haptikelement (
Das erste Magnetelement (
In der
In
Mit dem Betätigungselement (
Nach der Betätigung ist das Betätigungselement (
In der
Das Zwischenelement (
Über die Dicke des Zwischenelements (
Das Zwischenelement (
Die
Des Weiteren ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß
Die Eingabevorrichtung (
Neben der magnetischen Anziehungskraft von erstem und zweitem Magnetelement (
Die
Das Betätigungselement (
Die
In der
In der
In der
Die
Das erste und zweite Magnetelement (
Die
Die Haltekraft (FH) wird durch ein erstes und zweites Magnetelement (
Die Darstellung der
Das Betätigungselement (
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- WO 03/038800 A1 [0002]WO 03/038800 A1 [0002]
Claims (15)
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2019
- 2019-05-08 DE DE102019111952.9A patent/DE102019111952A1/en active Pending
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