用于操作元件的电磁的反馈执行器和具有至少一个电磁的反馈执行器的装置

摘要

描述一种用于操作元件的电磁反馈执行器，所述操作元件具有至少一个操纵单元，其中，所述反馈执行器具有至少一个由磁线圈和磁芯构成的电磁体，以及能朝向电磁体运动的衔铁，其中，衔铁能与操作元件机械耦联，以便在触摸或压力操纵操纵单元时，得出作用于操作元件的至少一个力冲量，并且其中，电磁体设置在金属体上，所述金属体同时一件式地构成衔铁、磁轭和用于电磁体的保持件。同样描述如下装置，在所述装置中，至少一个这种反馈执行器耦联到操作元件上。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于操作元件的电磁的反馈执行器，所述操作元件具有至少一个操纵单元，其中，所述反馈执行器具有至少一个由磁线圈和磁芯组成的电磁体，以及能朝向电磁体运动的衔铁，其中，衔铁能够与操作元件机械耦联，以便在触摸或压力操纵操纵单元的情况下得出对操作元件的至少一个力冲量。本发明还涉及一种具有至少一个这样的电磁的反馈执行器的装置。

背景技术

电气设备的操作装置、尤其具有触摸敏感的操纵面的操作装置通常具有用于将操纵触觉反馈给用户的装置。在此，通常经由至少一个传递到操纵面上的力冲量进行信号传递。为了产生力冲量，例如使用电磁的执行器，所述电磁的执行器具有至少一个由磁线圈和磁芯组成的电磁体，以及能相对于电磁体运动的衔铁。衔铁在此通常构成为可线性运动的往复式衔铁或构成为可转动地安置的枢轴衔铁。

为了能触觉识别信号传递，衔铁必须以适合的方式与操纵面耦联，例如通过刚性的或弹性的机械连接或者通过直接相邻的布置结构耦联，通过所述直接相邻的布置结构，衔铁在偏转时作用于操纵面。

具有电磁的反馈执行器的操作装置以不同的实施方案已知。因此，例如德国公开文献DE 10 2009 007 243 A1描述了一种具有电磁的反馈执行器的触觉操作装置。开关信号能通过触摸触摸区的触摸范围来触发，并且触摸区能通过与触摸区耦联的磁体运动驱动器在触摸区的平面中以特定的节奏运动。磁体运动驱动器具有枢轴衔铁磁体，所述枢轴衔铁磁体具有由线圈包围的铁芯和能围绕枢转轴线枢转地安置的衔铁板。

在多种情况下，反馈执行器匹配于各个操作元件的形状。如下问题迄今无法满意地解决：提供特定地用于触觉地信号传递的电磁执行器，所述电磁执行器能各种各样地使用，并且所述电磁执行器的突出之处在于尤其简单的构造和低成本的制造，并且所述电磁执行器在其力和尺寸方面能简单地缩放，从而所述电磁执行器能够以不同的结构尺寸制造并且尤其也制造成特别小型的。

发明内容

因此提出如下任务，提供一种具有上述特征的反馈执行器。

根据本发明，所述任务通过如下方式解决：电磁体设置在金属体上，所述金属体同时一件式地构成衔铁、磁轭和用于电磁体的保持件。

因此，根据本发明的反馈执行器的突出之处在于非常简单的结构，因为所述反馈执行器除了电磁体之外仅还包括另一个部件、即金属体。可以省去装配和调整机械转动轴承、单独的弹簧元件或类似部件。

根据本发明的反馈执行器的其他有利的特征是在未负荷状态下的高的刚性、小的结构空间需求、低的电功率消耗，以及执行器力的少的分散。

可以以简单的和低成本的方式将金属体制成为冲制弯曲件。

反馈执行器的电特性或磁特性、如起动力矩可以有利地通过简单地正确弯曲金属体来调整。可以有利地在将磁芯装配在金属体上时安排这种调整。

在具有至少一个电磁的反馈执行器的装置中，弹性的衔铁板能够有利地同时构成电容式的或电感式的传感器的组成部分。

附图说明

下面应根据附图示出并详细阐述本发明。图中：

图1示出根据本发明的反馈执行器，

图2示出作为一体件的金属体，

图3示出作为一体件的电磁体，

图4示出具有一个反馈执行器和操作元件的示意性示出的装置，

图5示出具有两个反馈执行器和操作元件的示意性示出的装置。

具体实施方式

图1示出根据本发明构造的反馈执行器1。除了作为一体件在图3中示出的电磁体20之外，所述反馈执行器还包括一件式地构成的金属体10，在图2中作为一体件示出该金属体。

在这里，电磁体20包括椭圆形的磁线圈21，E形的磁芯22的中间的腿部插入到该磁线圈中，并且所述磁线圈在其长边上被E形的磁芯22的两个外部的腿部包围。磁线圈21的紧密接合于E形的磁芯22的椭圆形的形状能够实现相对强的并且同时紧凑地成形的电磁体20的结构。

在图2中作为一体件示出的金属体10是一件式的，并且优选地成形为冲制弯曲件。为了制造金属体10，首先从扁平的金属板冲出成型件，所述成型件具有狭窄的矩形的板11的形状，在该矩形的板的长边上一体成型有两个L形的侧部12。在随后的方法步骤中，将L形的侧部12分别相对于矩形的板11以90°弯曲，从而侧部12最后彼此平行地对置。

侧部12的自由的端部区段的末端为狭窄的销状的一体成型部14，所述一体成型部构成保持区段13以作为用于要接合的电磁体20的保持件。在保持区段13和侧部12的其他区段之间分别构成台阶15，所述台阶的存在支持位置精确地接合电磁体20。

金属体10由铁磁性的材料构成，从而与电磁体20的磁芯22连接的侧部12构成导磁的磁轭。矩形的板11利用与其纵向延伸部相比相对短的窄侧与金属体10的侧部12一件式地连接。由此，板11在其自有的区段上相对于金属体10的剩余部分是大程度弹性弯曲的。因此，所述板能够在距电磁体20的磁芯22的间距不过大的前提条件下由电磁体20磁性吸引，并且在取消电磁体20的通电之后也再次弹性地向回运动到该板的初始位置中。

因此，金属体10的矩形的板11满足呈衔铁板11的形式的可运动的衔铁的功能，更确切地说，以有利的方式满足，而不必设置或安装作为独立的构件的枢转轴承或弹性的弹簧元件。这显著地有助于实现反馈执行器1的尤其简单的和低成本的结构。

为了制造反馈执行器1，将电磁体20的磁芯22与金属体10的保持区段13通过粘接、焊接、旋拧或拼合来连接。

在此，在连接期间就已经调整在磁芯22的敞开侧和衔铁板11之间的间距。但是，也可以随后通过将衔铁板11朝向金属体10的侧部12再次弯曲来进一步调节在磁芯22和衔铁板11之间的空隙。

图4示意地示出具有一个根据本发明的反馈执行器1的装置。该装置具有面状的操作元件30，所述操作元件具有一个或多个触摸面31。所述触摸面31连同在此未示出的电子传感器构成用于激活操作功能的操纵单元。所述操作元件30实际例如可以构造为触摸屏。

操作元件30与反馈执行器1的衔铁板11耦联。在此，所述耦联可以根据对触觉的要求而刚性地亦或经由在此未示出的耦联元件弹性地构成。操作元件30的与耦联侧相对置的侧面是可运动的，例如可运动地安置在枢转支座40上。

通过在此未详细阐述的电子器件来检测触摸面31的触摸，所述电子器件接着操控执行器1的电磁体20。电磁体20一次地或重复地吸引衔铁板11，这在耦联于衔铁板11的操作面30上能触觉地识别为颤动或振动。

因为在此描述的反馈执行器不仅小型地、而且低成本地制造，所以也可能有利的是，在具有多个同类的亦或不同的操作元件的装置中，每个操作元件配设有自身的反馈执行器。关于此的实施例在图5中示意地示出。

在图5中示出的装置中，两个反馈执行器1a、1b这样侧向地安装在基座50上，使得这两个反馈执行器的衔铁板11a、11b的自由的端部区段沿远离基座50的方向延伸。在基座50的上侧上紧固有电路板60，所述电路板在构成中间空间的情况下几乎完全地覆盖两个反馈执行器1a、1b的衔铁板11a、11b。

在电路板60的朝向衔铁板11a、11b的一侧上，分别在所述衔铁板的端部区段上在电路板60上施加传感器面31a、31b，所述传感器面可以以电容式的或电感式的方式检测距相应的衔铁板11a、11b的间距改变。

与衔铁板11a、11b的自由端部分别耦联有平面的操作元件30。通过对操作元件30的表面的小的力作用就可以引起衔铁板11a、11b的竖直偏转，通过所属的传感器面31a、31b检测所述竖直偏转。通过在此未示出的电子器件评价由传感器面31a、31b进行的电的信号传递，所述电子器件接着触发预设的开关功能。此外，电子器件使属于偏转的衔铁板11a、11b的反馈执行器1a、1b的电磁体通电，从而所述反馈执行器的衔铁板11a、11b被电磁体吸引并且相应的反馈执行器1a、1b产生关于已进行的操纵的触觉反馈。

在力作用于操作元件30的中部、即例如作用于基座50之上时，两个衔铁板11a、11b几乎同时偏转，由此也通过两个反馈执行器1a、1b同时进行触觉反馈。因此，对于所述装置来说，得出总计三个、触觉上能良好区分的操纵可能性。

附图标记列表：

1，1a，1b反馈执行器

10 金属体

11，11a，11b 衔铁板(衔铁，矩形的板)

12 侧部(磁轭)

13 保持区段(保持件)

14 销状的一体成型部

15 台阶

20 电磁体

21 磁线圈

22 磁芯

30 操作元件

31，31a，31b 操纵单元(触摸面，传感器面)

40 枢转支座

50 基座

60 电路板