EINGABEVORRICHTUNG ZUR EINGABE VON STEUERBEFEHLEN IN EINEN DIGITALRECHNER, SOWIE EIN VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINER EINGABEVORRICHTUNG

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung (1) zur Eingabe von Steuerbefehlen in einen Digitalrechner (2), die Eingabevorrichtung (1) umfassend:
- eine Basis (3);
- ein Eingabeelement (4), welches in einer Verschieberichtung (5) verschiebbar an der Basis (3) aufgenommen ist, wobei das Eingabeelement (4) eine Betätigungsfläche (7) zur Betätigung durch einen Benutzer aufweist;
- eine Bremsvorrichtung (14) zum Beeinflussen eines Verschiebewiderstandes des Eingabeelementes (4) zur Basis (3),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bremsvorrichtung (14) folgende Elemente umfasst:
- eine Spule (15) zum Erzeugen eines Magnetfeldes, wobei die Spule (15) um eine Wicklungsachse (16) gewickelt ist;
- einen Spulenkern (17);
- eine erste Reibfläche (19), welche mit der Basis (3) gekoppelt ist;
- eine zweite Reibfläche (20), welche mit dem Eingabeelement (4) gekoppelt ist, wobei mittels des durch die Spule (15) erzeugten Magnetfeldes eine Anpresskraft der ersten Reibfläche (19) an die zweite Reibfläche (20) veränderbar ist, wodurch der Verschiebewiderstand des Eingabeelementes (4) beeinflussbar ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung zur Eingabe von Steuerbefehlen in einen Digitalrechner, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Eingabevorrichtung.

[0002] Die US 11048344B1 offenbart in Fig. 10 eine Taste, welche in einem Tastengehäuse aufgenommen ist, eine Rückstellfeder für die Taste, ein Dauermagnet, eine elektrische Wicklung und eine magnetorheologische Flüssigkeit, welche zwischen der Taste und dem Tastengehäuse angeordnet ist und durch zwei O-Ringe begrenzt ist. Mittels der elektrischen Wicklung kann die Eigenschaft der magnetorheologischen Flüssigkeit beeinflusst werden, wodurch die Widerstandskraft bei der Bewegung der Taste beeinflusst werden kann.

[0003] Die in der US 11048344B1 offenbarte Ausführung weist den Nachteil auf, dass die magnetorheologische Flüssigkeit mit der Zeit aus ihrer vorgesehenen Position entweichen kann. Außerdem unterliegen die O-Ringe der bekannten Taste einem Verschleiß bzw. können verspröden. Die in der US11048344B1 offenbarte Ausführung weist somit eine ungenügende Lebensdauer auf.

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welche eine verbesserte Lebensdauer aufweist.

[0005] Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den Ansprüchen gelöst.

[0006] Erfindungsgemäß ist eine Eingabevorrichtung zur Eingabe von Steuerbefehlen in einen Digitalrechner ausgebildet. Die Eingabevorrichtung umfasst:

• eine Basis;
• ein Eingabeelement, welches in einer Verschieberichtung verschiebbar an der Basis aufgenommen ist, wobei das Eingabeelement eine Betätigungsfläche zur Betätigung durch einen Benutzer aufweist;
• eine Bremsvorrichtung zum Beeinflussen eines Verschiebewiderstandes des Eingabeelementes zur Basis,

dadurch gekennzeichnet, dass
die Bremsvorrichtung folgende Elemente umfasst:

• eine Spule zum Erzeugen eines Magnetfeldes, wobei die Spule um eine Wicklungsachse gewickelt ist;
• einen Spulenkern;
• eine erste Reibfläche, welche mit der Basis gekoppelt ist;
• eine zweite Reibfläche, welche mit dem Eingabeelement gekoppelt ist, wobei mittels des durch die Spule erzeugten Magnetfeldes eine Anpresskraft der ersten Reibfläche an die zweite Reibfläche veränderbar ist, wodurch der Verschiebewiderstand des Eingabeelementes beeinflussbar ist.

[0007] Die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung weist den Vorteil auf, dass sie einen robusten und zugleich platzsparenden Aufbau aufweist. Somit ist es einfach möglich, die Eingabevorrichtung in ein Elektronikbauteil, wie etwa eine Tastatur oder eine sonstige Eingabevorrichtungsanordnung, zu integrieren. Darüber hinaus kann durch die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung der Verschiebewiderstand des Eingabeelementes einfach und effektiv beeinflusst werden, wodurch ein präzises haptisches Feedback am Eingabeelement erreicht werden kann. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Eingabevorrichtung kann darüber hinaus erreicht werden, dass das haptische Feedback in Form eines veränderten Verschiebewiderstandes präzise eingestellt werden kann, um ein verbessertes Benutzererlebnis zu erreichen. Zusammengefasst weist die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung somit den Vorteil auf, dass überraschenderweise eine Kombination aus verbesserter Robustheit und gleichzeitig einem verbesserten haptischen Feedback am Eingabeelement erreicht werden kann.

[0008] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass es sich bei der Verschiebung des Eingabeelementes zur Basis um eine geradlinige Verschiebung handelt. Die Verschieberichtung kann somit eine Gerade sein.

[0009] Weiters kann vorgesehen sein, dass die Eingabevorrichtung ein Erfassungsmittel zum Erfassen einer Verschiebung des Eingabeelementes umfasst. Das Erfassungsmittel kann auch außerhalb der Eingabevorrichtung verbaut sein und die Verschiebung des Eingabeelementes durch eine externe Sensorik beispielsweise durch optische Sensoren erfasst werden.

[0010] Das Erfassungsmittel kann zur Erfassung der inkrementellen oder absoluten Position des Eingabeelementes relativ zur Basis ausgebildet sein. In einer Alternativvariante kann vorgesehen sein, dass das Erfassungsmittel zur Erfassung von Endlagen und/oder Zwischenpositionen des Eingabeelementes relativ zur Basis ausgebildet ist.

[0011] Weiters kann vorgesehen sein, dass die Eingabevorrichtung, insbesondere das Erfassungsmittel und die Spule mit einer Leiterplatte gekoppelt sind. Die Leiterplatte kann daran angeordnete Elektronikbauteile umfassen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Leiterplatte einen Mikrocontroller umfasst. Weiters kann vorgesehen sein, dass die Leiterplatte, insbesondere der Mikrocontroller, mit dem Digitalrechner koppelbar ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mittels der Leiterplatte das Signal des Eingabegerätes in ein Digitalsignal zur Übertragung an den Digitalrechner umgewandelt wird. Weiters kann vorgesehen sein, dass mittels der Leiterplatte ein digitaler Steuerbefehl des Digitalrechners zur Bestromung der Spule in eine tatsächliche Bestromung der Spule umgewandelt wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass an der Leiterplatte ein Transistor angeordnet ist, welcher zur Schaltung der Bestromung der Spule ausgebildet ist.

[0012] Eine erste Möglichkeit zur Datenverbindung zwischen der Leiterplatte, wie sie beispielsweise in einer Tastatur oder einem Joystick verbaut ist, und dem Digitalrechner ist die Verwendung einer kabelgebundenen Schnittstelle. Diese Schnittstelle kann durch standardisierte Verbindungskabel realisiert werden, die eine zuverlässige und schnelle Übertragung von Daten gewährleisten. Durch den direkten Kontakt zwischen der Leiterplatte und dem Digitalrechner können Daten mit minimaler Latenz und höchster Genauigkeit übertragen werden. Darüber hinaus kann durch das Kabel die benötigte elektrische Leistung zur Bestromung der Spule übertragen werden.

[0013] Eine weitere Möglichkeit zur Datenverbindung zwischen einer Leiterplatte in einer Tastatur und einem Digitalrechner ist die kabellose Technologie. Hierbei kommen drahtlose Kommunikationsprotokolle wie Bluetooth oder WLAN zum Einsatz, die eine flexible und bequeme Verbindung ermöglichen, ohne dass physische Kabel benötigt werden. Diese kabellose Verbindung bietet den Vorteil der Mobilität, da die Tastatur oder der Joystick frei bewegt werden kann, ohne an ein Kabel gebunden zu sein. Sie ermöglicht eine nahtlose Datenübertragung über kurze bis mittlere Distanzen. Die Entwicklung effizienter Energieverwaltungssysteme in Verbindung mit modernen Batterietechnologien gewährleistet eine ausreichende Betriebsdauer auch beim Erfordernis der Bestromung der Spule.

[0014] Durch unterschiedliche Stromstärken bei der Bestromung der Spule kann der Verschiebewiderstand des Eingabeelementes beeinflusst werden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass durch unterschiedliche Stromstärken bei der Bestromung der Spule das aufgebaute magnetische Feld beeinflusst werden kann.

[0015] Weiters kann es zweckmäßig sein, dass das Eingabeelement eine Taste umfasst, wobei die Betätigungsfläche an einer Deckfläche der Taste angeordnet ist, wobei sich die zweite Reibfläche im rechten Winkel zur Deckfläche der Taste erstreckt. Besonders bei Tasten kann durch den erfindungsgemäßen Aufbau ein verbessertes Betätigungserlebnis erreicht werden.

[0016] Weiters kann vorgesehen sein, dass das Eingabeelement einen Tastenträger umfasst, wobei die Taste am Tastenträger angeordnet ist. Durch das Vorsehen eines gesonderten Tastenträgers können verschiedenartig ausgebildete Tasten am Tastenträger aufgenommen werden. Somit ist es einfach möglich, herkömmliche Tastenträger ohne Bremsvorrichtung bzw. Tastenträger mit einer andersartig ausgebildeten Bremsvorrichtung durch die erfindungsgemäßen Tastenträger zu ersetzen.

[0017] Ferner kann vorgesehen sein, dass die zweite Reibfläche an einem Reibelement angeordnet ist, welches aus einem ferromagnetischen Werkstoff gebildet ist und die erste Reibfläche am Spulenkern ausgebildet ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass das Reibelement zum Leiten des magnetischen Feldes dienen kann bzw. dass die magnetischen Feldlinien durch das Reibelement führen können, wobei der Luftspalt zwischen dem Reibelement und dem Spulenkern durch das Aneinanderliegen der ersten Reibfläche und der zweiten Reibfläche gleich Null sein kann. Mit anderen Worten ausgedrückt kann das Reibelement als Joch ausgebildet sein, welches den magnetischen Kreis bzw. den magnetischen Fluss schließt.

[0018] In einer alternativen Ausführung ist es auch denkbar, dass ein verschiebbares Joch mit dem Eingabeelement gekoppelt ist, wobei das verschiebbare Joch vom Spulenkern bei Bestromung der Spule durch das erzeugte Magnetfeld angezogen werden kann und wobei die zweite Reibfläche, welche am Eingabeelement angeordnet sein kann und die erste Reibfläche, welche an der Basis angeordnet sein kann, außerhalb des erzeugten Magnetfeldes liegen können. Hierbei können für die erste Reibfläche bzw. für die zweite Reibfläche Kunststoffbauteile verwendet werden, wodurch die Reibeigenschaft verändert bzw. verbessert werden kann. Dadurch kann Einfluss auf den Verschiebewiderstand genommen werden.

[0019] Durch das baulich eigenständige Ausbilden der ersten Reibfläche und der zweiten Reibfläche bzw. das Anordnen dieser beiden Reibflächen an unterschiedlichen Bauteilen kann eine magnetische Anziehung der ersten Reibfläche und der zweiten Reibfläche oder ein magnetisches Abstoßen der ersten Reibfläche und der zweiten Reibfläche erreicht werden.

[0020] Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Reibelement im Bereich der ersten Reibfläche eine Reibelementbeschichtung aufweist, welche zur Erhöhung des Reibkoeffizienten und/oder zum Korrosionsschutz des Reibelementes dient, insbesondere dass die erste Reibfläche an der Reibelementbeschichtung angeordnet ist, insbesondere dass die Reibelementbeschichtung ferromagnetisch ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass durch diese Maßnahme eine verbesserte Funktionalität erreicht werden kann. Insbesondere kann durch diese Maßnahme erreicht werden, dass ein Festrosten der ersten Reibfläche an der zweiten Reibfläche unterbunden wird, wodurch über die Lebensdauer hinweg ein guter Funktionserhalt der Eingabevorrichtung erreicht werden kann. Weiters kann durch diese Maßnahme ein Härten der Oberfläche erreicht werden, wodurch der Verschleiß vermindert werden kann. Durch eine ferromagnetische Beschichtung kann ein verbesserter Verlauf der Magnetfeldlinien erreicht werden.

[0021] Weiters kann vorgesehen sein, dass der Spulenkern eine Spulenkernbeschichtung aufweist, welche zur Erhöhung des Reibkoeffizienten und/oder zum Korrosionsschutz des Eisenkerns dient, insbesondere dass die zweite Reibfläche an der Spulenkernbeschichtung angeordnet ist, insbesondere dass die Spulenkernbeschichtung ferromagnetisch ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass durch diese Maßnahme eine verbesserte Funktionalität erreicht werden kann. Insbesondere kann durch diese Maßnahme erreicht werden, dass ein Festrosten der ersten Reibfläche an der zweiten Reibfläche unterbunden wird, wodurch über die Lebensdauer hinweg ein guter Funktionserhalt des Reibungsdämpfers erreicht werden kann. Weiters kann durch diese Maßnahme ein Härten der Oberfläche erreicht werden, wodurch der Verschleiß vermindert werden kann. Durch eine ferromagnetische Beschichtung kann ein verbesserter Verlauf der Magnetfeldlinien erreicht werden.

[0022] Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Reibelement starr an der Taste oder an einem Tastenträger aufgenommen ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass das Reibelement einfach in die Taste bzw. in den Tastenträger eingebettet werden kann. Beispielsweise ist es denkbar, dass das Reibelement in die Taste bzw. in den Tastenträger eingespritzt bzw. eingegossen wird.

[0023] Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass der Spulenkern in einer Axialrichtung einer Wicklungsachse verschiebbar an der Basis aufgenommen ist. Durch diese Maßnahme kann der Spulenkern bei Bestromung des Elektromagneten an das Reibelement angezogen werden bzw. an diesem Anliegen, um die Reibung zu beeinflussen.

[0024] In einer alternativen Ausführungsvariante ist es auch denkbar, dass der Spulenkern durch ein Federelement an das Reibelement angedrückt wird und bei Bestromung der Spule die Andrückkraft des Spulenkerns an das Reibelement verringert wird, wodurch die Reibung verringert werden kann.

[0025] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Basis eine Spulenaufnahme aufweist, in welcher die Spule mitsamt dem Spulenkern in der Axialrichtung der Wicklungsachse verschiebbar aufgenommen ist.

[0026] In einer alternativen Ausführung kann vorgesehen sein, dass das Reibelement in einer Bewegungsrichtung relativ zur Taste oder zu einem Tastenträger verschiebbar an der Taste oder am Tastenträger aufgenommen ist, wobei die Bewegungsrichtung im rechten Winkel zur zweiten Reibfläche ausgebildet ist. Bei einer derartigen Ausführung kann das Reibelement, insbesondere die zweite Reibfläche, welche am Reibelement angeordnet sein kann, an die erste Reibfläche angezogen werden bzw. von der ersten Reibfläche abgestoßen werden, wodurch die Anpresskraft der ersten Reibfläche an die zweite Reibfläche veränderbar und dadurch der Verschiebewiderstand des Eingabeelements beeinflussbar ist.

[0027] Ferner kann es zweckmäßig sein, dass in der Taste oder im Tastenträger eine Ausnehmung zur formschlüssig verschiebbaren Aufnahme des Reibelementes ausgebildet ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass das Reibelement einfach in die Taste bzw. in den Tastenträger eingesetzt werden kann.

[0028] Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die erste Reibfläche am Spulenkern ausgebildet ist und dass das Reibelement und der Spulenkern derart zueinander positioniert sind, dass das Reibelement im bestromten Zustand der Spule an den Spulenkern angepresst wird, wobei das Magnetfeld durch den Spulenkern und das Reibelement geleitet wird. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass durch diese Maßnahme zwischen dem Reibelement und dem Spulenkern eine Festkörperreibung hervorgerufen werden kann. Somit ist zum einen ein einfacher Aufbau der Eingabevorrichtung möglich. Darüber hinaus kann die Eingabevorrichtung mit einer derartigen Ausprägung eine hohe Wirksamkeit aufweisen.

[0029] Weiters kann es zweckmäßig sein, wenn eine dritte Reibfläche ausgebildet ist, welche mit der Basis gekoppelt ist und eine vierte Reibfläche ausgebildet ist, welche mit dem Eingabeelement gekoppelt ist, wobei mittels des durch die Spule erzeugten Magnetfeldes eine Anpresskraft der dritten Reibfläche an die vierte Reibfläche veränderbar ist, wobei die zweite Reibfläche und die vierte Reibfläche symmetrisch zu einer Symmetrieebene des Eingabeelementes ausgebildet ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass durch diese Maßnahme eine symmetrische Kraftaufbringung auf das Eingabeelement erreicht werden kann, wodurch ein Kippmoment auf das Eingabeelement durch die hervorgerufenen Normalkräfte bzw. Reibkräfte hintangehalten werden kann. Dadurch kann ein Verkippen des Eingabeelementes und ein dadurch hervorgerufenes Verklemmen des Eingabeelementes möglichst vermieden werden. Insgesamt kann somit durch diese Maßnahme die Funktionalität der Eingabevorrichtung verbessert werden und darüber hinaus das Benutzererlebnis bei der Betätigung der Eingabevorrichtung verbessert werden.

[0030] Ferner kann vorgesehen sein, dass eine Rückstellfeder zum Rückstellen des Eingabeelementes in eine Ausgangslage ausgebildet ist, wobei der Spulenkern im Bereich der Wicklungsachse eine zentrale Ausnehmung aufweist, wobei die Rückstellfeder in der zentralen Ausnehmung aufgenommen ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass durch diese Maßnahme eine einfache symmetrische Rückstellung des Eingabeelements erreicht werden kann, wodurch ein Klemmen des Eingabeelements vermieden werden kann.

[0031] Weiters kann vorgesehen sein, dass die erste Reibfläche und/oder die zweite Reibfläche außerhalb des Wirkbereiches des erzeugten Magnetfeldes angeordnet sind. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass jene Körper an welchen die erste Reibfläche und/oder die zweite Reibfläche angeordnet sind nicht zwingendermaßen ferromagnetisch sein müssen. Somit können die die erste Reibfläche und/oder die zweite Reibfläche beispielsweise an einem Kunststoffmaterial mit guten Gleiteigenschaften ausgebildet sein. Dies bringt den überraschenden Vorteil mit sich, dass das haptische Verhalten der Eingabevorrichtung verbessert werden kann. Außerhalb des Wirkbereiches des erzeugten Magnetfeldes bedeutet in diesem Zusammenhang nicht, dass das Magnetfeld die erste Reibfläche und/oder die zweite Reibfläche nicht erreicht, sondern dass die Feldlinien des Magnetfeldes nicht über die erste Reibfläche und/oder die zweite Reibfläche gebündelt sind.

[0032] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Rückstellfeder aus einem nicht ferromagnetischen Material gebildet ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Spule bzw. das bei Bestromung der Spule hervorgerufene Magnetfeld keinen Einfluss auf die Eigenschaften bzw. auf die Wirkung der Rückstellfeder nimmt.

[0033] Weiters kann vorgesehen sein, dass der Spulenkern in Erstreckung der Wicklungsachse in einen ersten Spulenkernteil und einen zweiten Spulenkernteil geteilt ausgebildet ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Spulenkernteile eine komplexe Geometrie aufweisen können und eine fertig gewickelte Spule trotzdem mit den Spulenkernteilen gefügt werden kann bzw. zwischen die Spulenkernteile aufgenommen werden kann.

[0034] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste Spulenkernteil als Tiefziehteil ausgebildet ist.

[0035] Weiters kann vorgesehen sein, dass der zweite Spulenkernteil als Tiefziehteil ausgebildet ist.

[0036] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste Spulenkernteil einen ersten Zylinderabschnitt und einen ersten Flanschabschnitt aufweist.

[0037] Weiters kann vorgesehen sein, dass der zweite Spulenkernteil einen zweiten Zylinderabschnitt und einen zweiten Flanschabschnitt aufweist.

[0038] Erfindungsgemäß ist eine Tastatur mit mehreren Eingabevorrichtungen zur Eingabe von Steuerbefehlen in einen Digitalrechner vorgesehen. Zumindest eine der Eingabevorrichtungen ist hierbei nach einer der obigen Ausprägungen ausgebildet.

[0039] Besonders in einer Tastatur ist die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung dazu geeignet, um die Tastatur hinsichtlich des technischen Aufbaus zu verbessern bzw. das Bedienungsgefühl beim Bedienen der Tastatur zu verbessern.

[0040] Erfindungsgemäß kann auch ein Fahrzeug oder Arbeitsmaschine mit zumindest einer Eingabevorrichtung zur Eingabe von Steuerbefehlen in einen Digitalrechner vorgesehen sein. Auch hier ist die Eingabevorrichtung nach einer der obigen Ausprägungen ausgebildet.

[0041] In einem Fahrzeug oder einer Arbeitsmaschine bringt die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung den Vorteil mit sich, dass durch die erfindungsgemäßen Merkmale die Bedienbarkeit des Fahrzeuges oder der Arbeitsmaschine verbessert werden kann. Somit kann nicht nur ein verbessertes Benutzererlebnis erzielt werden, sondern auch die Sicherheit im Zusammenhang mit der Bedienung des Fahrzeuges bzw. der Arbeitsmaschine verbessert werden.

[0042] Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Betreiben einer Eingabevorrichtung vorgesehen. Die Eingabevorrichtung ist mit einem Digitalrechner gekoppelt und dient zur Eingabe von Steuerbefehlen in den Digitalrechner. Das Verfahren umfasst die Verfahrensschritte:

• Erfassen einer Position des Eingabeelementes mittels eines Erfassungsmittels;
• Bestromen der Spule und damit Erzeugen eines Magnetfeldes, wenn dies vom Digitalrechner vorgegeben wird und dadurch verändern der Anpresskraft der ersten Reibfläche an die zweite Reibfläche, wodurch der Verschiebewiderstand des Eingabeelementes beeinflusst wird.

[0043] Das erfindungsgemäße Verfahren bringt den Vorteil mit sich, dass durch die Verfahrensmerkmale ein verbessertes Benutzererlebnis beim Benutzen der Eingabevorrichtung erreicht werden kann.

[0044] Ferner kann es zweckmäßig sein, dass beim Bestromen der Spule die Anpresskraft der ersten Reibfläche an die zweite Reibfläche erhöht wird und somit der Verschiebewiderstand des Eingabeelementes vergrößert wird. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass im unbestromten Zustand der Spule der Verschiebewiderstand des Eingabeelementes gering sein kann. Somit wird eine Bestromung nur dann notwendig, wenn der Verschiebewiderstand des Eingabeelementes erhöht werden soll. Dies bringt eine besonders energieeffiziente Arbeitsweise mit sich.

[0045] In einer alternativen Ausführung kann vorgesehen sein, dass beim Bestromen der Spule die Anpresskraft der ersten Reibfläche an die zweite Reibfläche verringert wird und somit der Verschiebewiderstand des Eingabeelementes verkleinert wird. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn standardmäßig ein hoher Verschiebewiderstand gewünscht ist und nur in bestimmten Ausnahmefällen der Verschiebewiderstand reduziert werden soll. Beim Bestromen der Spule können durch das erzeugte Magnetfeld die erste Reibfläche und die zweite Reibfläche voneinander abgestoßen werden. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass die erste Reibfläche und die zweite Reibfläche mittels eines Federelementes zueinander vorgespannt sind und aneinander gedrückt werden.

[0046] Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Bestromen der Spule durch den Digitalrechner vorgegeben wird, wenn das Eingabeelement betätigt durch einen Benutzer an eine bestimmte Position verschoben wird, was mittels des Erfassungsmittels erfasst wird. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass durch diese Maßnahme das Eingabeelement in einem bestimmten Verschiebebereich einen ersten Verschiebewiderstand und in einem weiteren Verschiebebereich einen zweiten Verschiebewiderstand aufweisen kann, welcher zum ersten Verschiebewiderstand unterschiedlich ist. Die Aufteilung dieser Verschiebebereiche bzw. die Position des Eingabeelementes an der die Spule bestromt wird, kann je nach Erfordernis individuell vorgegeben sein.

[0047] Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Bremsvorrichtung so dimensioniert ist, dass ab einer im Betriebsbereich liegenden Bestromungsschwelle der Spule, eine Bremswirkung größer ist, als die Rückstellkraft der Rückstellfeder. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass durch diese Maßnahme das Eingabeelement an einer beliebigen Position von der Ruhestellung bis zur Betätigungsstellung gehalten werden kann. Somit kann das Eingabeelement in einer betätigten Position verharren.

[0048] Als Werkstoff für die Spule kann ein Kupferwerkstoff verwendet werden.

[0049] Als Werkstoff für den Spulenkern kann ein ferromagnetischer Werkstoff verwendet werden. Dies kann beispielsweise ein Eisenwerkstoff sein.

[0050] Als Werkstoff für die Außenhülle kann ein ferromagnetischer Werkstoff verwendet werden. Dies kann beispielsweise ein Eisenwerkstoff sein.

[0051] Als Werkstoff für das Reibelement kann ein ferromagnetischer Werkstoff verwendet werden. Dies kann beispielsweise ein Eisenwerkstoff sein. Weiters kann das Reibelement auch aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein, wobei hier verschiedene Werkstoffe für die einzelnen Teile zum Einsatz kommen können. Insbesondere kann ein Teil aus einem Eisenwerkstoff in einen Teil aus einem Kunststoffwerkstoff eingebettet sein.

[0052] Als Werkstoff für den Hohlzylinderkörper kann ein ferromagnetischer Werkstoff verwendet werden. Dies kann beispielsweise ein Eisenwerkstoff sein.

[0053] Als Werkstoff für die Basis kann ein Kunststoff verwendet werden.

[0054] Als Werkstoff für das Eingabeelement kann ein Kunststoff verwendet werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Tastenträger aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist. Weiters kann vorgesehen sein, dass die Taste ebenfalls aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist.

[0055] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

[0056] Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1

eine Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Eingabevorrichtung gemäß der Schnittlinie I-I aus Fig.. 3 in einer Ruhestellung;

Fig. 2

eine Schnittdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Eingabevorrichtung gemäß der Schnittlinie I-I aus Fig.. 3 in einer Betätigungsstellung;

Fig. 3

eine Schnittdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Eingabevorrichtung gemäß der Schnittlinie III-III aus Fig.. 1 in einer Betätigungsstellung;

Fig. 4

eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Eingabevorrichtung in einer Ruhestellung;

Fig. 5

eine Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Eingabevorrichtung in einer Ruhestellung;

Fig. 6

eine Schnittdarstellung des dritten Ausführungsbeispiels der Eingabevorrichtung in einer Betätigungsstellung;

Fig. 7

eine perspektivische Ansicht einer Taste des dritten Ausführungsbeispiels der Eingabevorrichtung;

Fig. 8

eine schematische Darstellung von Bauteilen eines vierten Ausführungsbeispiels der Eingabevorrichtung;

Fig. 9

eine Draufsicht einer Tastatur mit mehreren Eingabevorrichtungen.

[0057] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

[0058] Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Eingabevorrichtung 1 zur Eingabe von Steuerbefehlen in einen Digitalrechner 2. Als Schnittlinie wurde hierbei die Schnittlinie I-I aus Fig. 3 gewählt. In der Figur 2 ist das erste Ausführungsbeispiel der Eingabevorrichtung 1 in einer weiteren Stellung, jedoch in derselben Schnittdarstellung, wie in Fig. 1 dargestellt. In der Figur 3 ist das erste Ausführungsbeispiel der Eingabevorrichtung 1 in einer weiteren Schnittdarstellung dargestellt.

[0059] Die weitere Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels der Eingabevorrichtung 1 erfolgt anhand einer Zusammenschau der Figuren 1 bis 3.

[0060] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Eingabevorrichtung 1 mit einem Mittel zur Datenverbindung mit dem Digitalrechner 2 gekoppelt ist. Weiters kann vorgesehen sein, dass die Eingabevorrichtung 1 eine Stromversorgung umfasst, mittels welcher sie mit Strom versorgt wird.

[0061] Wie aus Fig. 1 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Eingabevorrichtung 1 eine Basis 3 umfasst, an welchem ein Eingabeelement 4 aufgenommen sein kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Eingabeelement 4 relativ zur Basis 3 in einer Verschieberichtung 5 verschiebbar mit der Basis 3 gekoppelt ist. Hierbei kann vorgesehen sein, dass in der Basis 3 eine Führungsaufnahme 6 ausgebildet ist und dass das Eingabeelement 4 formkomplementär zur Führungsaufnahme 6 ausgebildet ist, sodass das Eingabeelement 4 verschiebbar in der Führungsaufnahme 6 aufgenommen ist. Insbesondere kann hierbei eine Gleitführung zwischen dem Eingabeelement 4 und der Basis 3 realisiert sein.

[0062] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Eingabeelement 4 eine Betätigungsfläche 7 aufweist. Die Betätigungsfläche 7 kann frei zugänglich sein, sodass ein Benutzer beispielsweise mit seinem Finger die Betätigungsfläche 7 berühren kann. Der Benutzer kann somit Druck auf die Betätigungsfläche 7 ausüben und das Eingabeelement 4 in die Verschieberichtung 5 relativ zur Basis 3 verschieben.

[0063] Wie aus Fig. 1 weiters ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass das Eingabeelement 4 eine Taste 8 umfasst, an welcher die Betätigungsfläche 7 angeordnet sein kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Betätigungsfläche 7 an einer Deckfläche 9 der Taste 8 angeordnet ist. Weiters kann vorgesehen sein, dass das Eingabeelement 4 einen Tastenträger 10 umfasst, welcher verschiebbar in der Führungsaufnahme 6 aufgenommen sein kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Taste 8 am Tastenträger 10 aufgenommen ist. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass die Taste 8 mittels einer form- und reibschlüssigen Verbindung auf den Tastenträger 10 aufgesteckt ist.

[0064] Weiters kann vorgesehen sein, dass eine Rückstellfeder 11 ausgebildet ist, welche zum Rückstellen des Eingabeelementes 4 von einer Betätigungsstellung 12, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, in eine Ruhestellung 13, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, dient.

[0065] Weiters kann auch vorgesehen sein, dass mehrere der Rückstellfedern 11 ausgebildet sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mehrere Rückstellfedern 11 gleichmäßig verteilt in der Eingabevorrichtung 1 angeordnet sind, sodass es durch die Kräfte der Rückstellfeder 11 zu keiner Verkippung des Eingabeelementes 4 kommt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Rückstellfeder 11 zwischen der Basis 3 und dem Eingabeelement 4 wirkt. Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, kann hierbei vorgesehen sein, dass die Rückstellfeder 11 zwischen der Basis 3 und dem Tastenträger 10 wirkt.

[0066] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Tastenträger 10 derart formschlüssig in der Basis 3 aufgenommen ist, dass dieser durch die Rückstellfeder 11 in die Ruhestellung 13 gedrängt einen Anschlag bildet.

[0067] Wie aus den Fig. 1 und 2 weiters ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass eine Bremsvorrichtung 14 ausgebildet ist, welche zum Beeinflussen des Verschiebewiderstandes des Eingabeelementes 4 zur Basis 3 dient.

[0068] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Bremsvorrichtung 14 eine Spule 15 umfasst, welche um eine Wicklungsachse 16 gewickelt ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Spule 15 derart in der Bremsvorrichtung 14 angeordnet ist, dass die Wicklungsachse 16 im rechten Winkel zur ersten Reibfläche 19 angeordnet ist.

[0069] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Spule 15 an einem Spulenkern 17 aufgenommen ist. Weiters kann vorgesehen sein, dass eine Außenhülle 18 ausgebildet ist, welche die Spule 15 bzw. den Spulenkern 17 umgibt. Weiters kann vorgesehen sein, dass am Spulenkern 17 bzw. der Außenhülle 18 eine erste Reibfläche 19 ausgebildet ist und dass am Eingabeelement 4 eine zweite Reibfläche 20 ausgebildet ist, welche mit der ersten Reibfläche 19 zusammenwirkt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass durch Anliegen der ersten Reibfläche 19 an die zweite Reibfläche 20 und Aufbringen einer Normalkraft eine entsprechende Reibkraft erreicht werden kann.

[0070] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die zweite Reibfläche 20 an einem Reibelement 21 angeordnet ist. Das Eingabeelement 4 kann das Reibelement 21 umfassen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Reibelement 21 im Tastenträger 10 aufgenommen ist. Das Reibelement 21 kann im Tastenträger 10 eingespritzt sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Tastenträger 10 als Spritzgussteil aus einem Kunststoffwerkstoff ausgebildet ist.

[0071] Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass am Tastenträger 10 ein Reibelementträger 22 ausgebildet ist. Das Reibelement 21 kann im Reibelementträger 22 aufgenommen sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass wie aus Fig. 1 ersichtlich, der Reibelementträger 22 in Form eines Steges am Tastenträger 10 ausgebildet ist.

[0072] Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Eingabevorrichtung 1 wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, kann vorgesehen sein, dass der Spulenkern 17 mitsamt der Spule 15 und der Außenhülle 18 in Axialrichtung 23 der Wicklungsachse 16 relativ zur Basis 3 verschiebbar ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme lässt sich die erste Reibfläche 19 relativ zur zweiten Reibfläche 20 in Normalrichtung der Reibflächen verschieben, wodurch die Normalkraft der beiden Reibflächen 19, 20 zueinander variiert werden kann und somit die Reibkraft bzw. der Verschiebewiderstand des Eingabeelementes beeinflussbar ist.

[0073] Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass an der Basis 3 eine Spulenaufnahme 24 ausgebildet ist, in welcher die Außenhülle 18 bzw. der Spulenkern 17 und die Spule 15 aufgenommen sind. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Spulenaufnahme 24 eine Ausnehmung 25 aufweist, in welcher die Außenhülle 18 aufgenommen ist. Zwischen der Ausnehmung 25 der Spulenaufnahme 24 und der Außenhülle 18 kann eine Spielpassung ausgebildet sein, sodass die Außenhülle 18 relativ zur Ausnehmung 25 verschiebbar aufgenommen ist.

[0074] In einer weiteren, nicht gesondert dargestellten, Ausführungsvariante kann auch vorgesehen sein, dass die Außenhülle 18 bzw. der Spulenkern 17 starr in der Basis 3 aufgenommen sind und dass eine Zustellbarkeit der beiden Reibflächen 19, 20 zueinander durch eine entsprechende Verschiebung des Reibelementes 21 erreicht werden kann. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Reibelement 21 in einer Bewegungsrichtung 26 relativ zum Tastenträger 10 verschiebbar aufgenommen ist. In einer weiteren Ausführungsvariante kann auch vorgesehen sein, dass die Verschiebung des Reibelementes 21 in der Bewegungsrichtung 26 dadurch erreicht wird, dass der Reibelementträger 22 flexibel ausgebildet ist und die federelastische Eigenschaft des Reibelementträgers 22 genutzt wird, um die Bewegung des Reibelementes 21 zu ermöglichen.

[0075] Anhand einer Zusammenschau der Fig. 1 und 2 wird nun die Funktionalität des ersten Ausführungsbeispiels der Eingabevorrichtung erläutert.

[0076] In der Darstellung der Fig. 1 befindet sich das Eingabeelement 4 in seiner Ruhestellung 13. In dieser Stellung kann es durch die Federkraft der Rückstellfeder 11 gehalten werden. Durch einen Druck des Benutzers auf die Betätigungsfläche 7 der Taste 8 kann das Eingabeelement 4 entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 11 in Richtung seiner Betätigungsstellung 12 gedrückt werden. Diese Bewegung bzw. Position des Eingabeelementes 4 kann mittels eines Erfassungsmittels 27 erfasst werden.

[0077] Die erste Reibfläche 19 und die zweite Reibfläche 20 können hierbei aneinander gleiten wobei die Normalkraft der beiden Reibflächen 19, 20 aneinander sehr gering oder null ist. Bei Erreichen einer bestimmten Position des Eingabeelementes 4 kann die Spule 15 bestromt werden. Dadurch kann ein magnetisches Feld aufgebaut werden. Das magnetische Feld wird durch Feldlinien 28 repräsentiert, welche um die Spule 15 angeordnet sind. Die Feldlinien 28 verlaufen durch den Spulenkern 17, die Außenhülle 18 und das Reibelement 21.

[0078] Durch das Magnetfeld wird die Normalkraft der ersten Reibflächen 19 und der zweiten Reibfläche 20 aneinander erhöht bzw. werden diese aneinander angepresst. Dadurch kann die Reibkraft erhöht werden, wodurch der Verschiebewiderstand des Eingabeelementes erhöht werden kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Bestromungsstärke variiert werden kann, wodurch auch der Verschiebewiderstand des Eingabeelementes variiert werden kann. Entsprechend den vorgegebenen Bestromungsmodi kann hierbei eine vielfältige Variation an haptischem Feedback an den Benutzer gegeben werden. Wenn der Benutzer nun seinen Druck auf die Betätigungsfläche 7 verringert und gleichzeitig die Reibkraft der beiden Reibflächen 19, 20 entsprechend der anliegenden Bestromung der Spule 15 geringer ist als eine Federkraft der Rückstellfeder 11, so drängt die Rückstellfeder 11 der Bewegung des Fingers des Benutzers folgend das Eingabeelement 4 in die Ruhestellung 13.

[0079] Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Eingabevorrichtung 1, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. 1 bis 3 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fig. 1 bis 3 hingewiesen bzw. Bezug genommen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Großteil der Bauteile des zweiten Ausführungsbeispiels der Eingabevorrichtung 1 gleich ausgebildet ist, wie im ersten Ausführungsbeispiel der Eingabevorrichtung 1 und somit keine Wiederholung der Beschreibung notwendig ist.

[0080] Wie aus Fig. 4 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass eine Vorspannvorrichtung 29 ausgebildet ist, welche dazu dient, um im unbestromten Zustand der Spule 15 die erste Reibfläche 19 an die zweite Reibfläche 20 anzudrücken. Die Vorspannvorrichtung 29 kann beispielsweise in Form eines Federelementes ausgebildet sein. Weiters kann die Vorspannvorrichtung 29 auch in Form eines Dauermagneten ausgebildet sein.

[0081] Die Bremsvorrichtung 14, insbesondere die Spule 15, kann hierbei so konfiguriert sein, dass bei Bestromung der Spule 15 die Anpresskraft der ersten Reibfläche 19 an die zweite Reibfläche 20 entgegen der Kraft des Vorspannelementes 29 verringert werden kann. Durch diese Maßnahme kann ein grundsätzlich erhöhter Verschiebewiderstand des Eingabeelementes 4 zur Basis 3 erreicht werden, wobei der Verschiebewiderstand bei Bestromung der Spule 15 verringert werden kann. Diese im zweiten Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 4 beschriebenen Mechanismen der Vorspannvorrichtung 29 können mutatis mutandis auch auf die weiteren Ausführungsbeispiele angewendet werden.

[0082] In der Fig. 5 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Eingabevorrichtung 1 in der Ruhestellung 13 dargestellt. In der Fig. 6 ist das dritte Ausführungsbeispiel der Eingabevorrichtung 1 in der Betätigungsstellung 12 dargestellt. In der Fig. 7 ist das dritte Ausführungsbeispiel der Eingabevorrichtung 1 in einer weiteren perspektivischen Ansicht dargestellt, wobei diese weitere Ansicht zum besseren Verständnis des Aufbaus der Eingabevorrichtung 1 dient.

[0083] Fig. 5 zeigt eine Schnittdarstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der Eingabevorrichtung 1 zur Eingabe von Steuerbefehlen in den Digitalrechner 2. Als Schnittebene wurde hierbei eine Schnittführung analog zur Darstellung in Fig. 1 gewählt.

[0084] Die weitere Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels der Eingabevorrichtung 1 erfolgt anhand einer Zusammenschau der Figuren 5 bis 7.

[0085] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Eingabevorrichtung 1 mit einem Mittel zur Datenverbindung mit dem Digitalrechner 2 gekoppelt ist. Weiters kann vorgesehen sein, dass die Eingabevorrichtung 1 eine Stromversorgung umfasst, mittels welcher sie mit Strom versorgt wird.

[0086] Wie aus Fig. 5 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Eingabevorrichtung 1 eine Basis 3 umfasst, an welchem ein Eingabeelement 4 aufgenommen sein kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Eingabeelement 4 relativ zur Basis 3 in einer Verschieberichtung 5 verschiebbar mit der Basis 3 gekoppelt ist. Hierbei kann vorgesehen sein, dass in der Basis 3 eine Führungsaufnahme 6 ausgebildet ist und dass das Eingabeelement 4 formkomplementär zur Führungsaufnahme 6 ausgebildet ist, sodass das Eingabeelement 4 verschiebbar in der Führungsaufnahme 6 aufgenommen ist. Insbesondere kann hierbei eine Gleitführung zwischen dem Eingabeelement 4 und der Basis 3 realisiert sein.

[0087] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Eingabeelement 4 eine Betätigungsfläche 7 aufweist. Die Betätigungsfläche 7 kann frei zugänglich sein, sodass ein Benutzer beispielsweise mit seinem Finger die Betätigungsfläche 7 berühren kann. Der Benutzer kann somit Druck auf die Betätigungsfläche 7 ausüben und das Eingabeelement 4 in die Verschieberichtung 5 relativ zur Basis 3 verschieben.

[0088] Wie aus Fig. 5 weiters ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass das Eingabeelement 4 eine Taste 8 umfasst, an welcher die Betätigungsfläche 7 angeordnet sein kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Betätigungsfläche 7 an einer Deckfläche 9 der Taste 8 angeordnet ist. Weiters kann vorgesehen sein, dass das Eingabeelement 4 einen Tastenträger 10 umfasst, welcher verschiebbar in der Führungsaufnahme 6 aufgenommen sein kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Taste 8 am Tastenträger 10 aufgenommen ist. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass die Taste 8 mittels einer form- und reibschlüssigen Verbindung auf den Tastenträger 10 aufgesteckt ist.

[0089] Weiters kann vorgesehen sein, dass eine Rückstellfeder 11 ausgebildet ist, welche zum Rückstellen des Eingabeelementes 4 von einer Betätigungsstellung 12, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, in eine Ruhestellung 13, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, dient.

[0090] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Rückstellfeder 11 zwischen der Basis 3 und dem Eingabeelement 4 wirkt. Wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich, kann hierbei vorgesehen sein, dass die Rückstellfeder 11 zwischen der Basis 3 und dem Tastenträger 10 wirkt.

[0091] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Tastenträger 10 derart formschlüssig in der Basis 3 aufgenommen ist, dass dieser durch die Rückstellfeder 11 in die Ruhestellung 13 gedrängt einen Anschlag bildet.

[0092] Wie aus den Fig. 5 und 6 weiters ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass eine Bremsvorrichtung 14 ausgebildet ist, welche zum Beeinflussen des Verschiebewiderstandes des Eingabeelementes 4 zur Basis 3 dient.

[0093] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Bremsvorrichtung 14 eine Spule 15 umfasst, welche um eine Wicklungsachse 16 gewickelt ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Spule 15 an einem Spulenkern 17 aufgenommen ist.

[0094] Weiters kann vorgesehen sein, dass am Spulenkern 17 eine erste Reibfläche 19 ausgebildet ist und dass am Eingabeelement 4 eine zweite Reibfläche 20 ausgebildet ist, welche mit der ersten Reibfläche 19 zusammenwirkt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass durch Anliegen der ersten Reibfläche 19 an die zweite Reibfläche 20 und Aufbringen einer Normalkraft eine entsprechende Reibkraft erreicht werden kann.

[0095] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die zweite Reibfläche 20 an einem Reibelement 21 angeordnet ist. Das Eingabeelement 4 kann das Reibelement 21 umfassen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Reibelement 21 im Tastenträger 10 aufgenommen ist.

[0096] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Tastenträger 10 als Spritzgussteil aus einem Kunststoffwerkstoff ausgebildet ist, welcher formschlüssige Elemente zur Aufnahme des Reibelementes 21 aufweist.

[0097] Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass am Tastenträger 10 ein Reibelementträger 22 ausgebildet ist. Das Reibelement 21 kann im Reibelementträger 22 aufgenommen sein.

[0098] Wie aus den Fig. 5 bis 7 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Bremsvorrichtung 14 symmetrisch bezüglich einer Symmetrieebene 37 der Eingabevorrichtung 1 ausgebildet ist. Insbesondere kann ein zweites Reibelement 31 vorgesehen sein, welches einer zweiten Ausnehmung 32 des Reibelementträgers 22 aufgenommen ist. Das Reibelement 21 und das zweite Reibelemente 31 können jeweils in der Bewegungsrichtung 26 verschiebbar an der Taste 8 bzw. am Tastenträger 10 aufgenommen sein.

[0099] Weiters kann vorgesehen sein, dass die Spule 15 derart ausgebildet ist, dass die Wicklungsachse 16 parallel zur Verschieberichtung 5 des Eingabeelementes 4 angeordnet ist. Weiters kann vorgesehen sein, dass der Spulenkern 17 ein erstes Spulenkernteil 33 und ein zweites Spulenkernteil 34 umfasst. Mit anderen Worten ausgedrückt, kann der Spulenkern 17 aus dem ersten Spulenkernteil 33 und dem zweiten Spulenkernteil 34 zusammengesetzt sein. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass das erste Spulenkernteil 33 und das zweite Spulenkernteil 34 zur Aufnahme der Spule 15 ausgebildet sind.

[0100] Weiters kann vorgesehen sein, dass am Spulenkern 17 eine dritte Reibfläche 35 ausgebildet ist und dass am Eingabeelement 4 eine vierte Reibfläche 36 ausgebildet ist, welche mit der dritten Reibfläche 35 zusammenwirkt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass durch Anliegen der dritten Reibfläche 35 an die vierte Reibfläche 36 und Aufbringen einer Normalkraft eine entsprechende Reibkraft erreicht werden kann.

[0101] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das erste Spulenkernteil 33 einen ersten Flanschabschnitt 38 und einen ersten Zylinderabschnitt 39 aufweist. Weiters kann vorgesehen sein, dass das zweite Spulenkernteil 34 einen zweiten Flanschabschnitt 40 und einen zweiten Zylinderabschnitt 41 aufweist. Die Spule 15 kann jeweils am Zylinderabschnitt 39, 41 der Spulenkernteile 33, 34 angeordnet sein.

[0102] Der erste Zylinderabschnitt 39 und der zweite Zylinderabschnitt 41 können rotationssymmetrisch um die Wicklungsachse 16 ausgebildet sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Spule 15 am ersten Zylinderabschnitt 39 und am zweiten Zylinderabschnitt 41 aufgenommen ist.

[0103] Der erste Flanschabschnitt 38 und der zweite Flanschabschnitt 40 können die Spule 15 in Axialrichtung der Wicklungsachse 16 einhausen bzw. begrenzen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass an einer ersten Seite des ersten Flanschabschnittes 38 und des zweiten Flanschabschnittes 40 die erste Reibfläche 19 ausgebildet ist und dass an einer zweiten Seite des ersten Flanschabschnittes 38 und des zweiten Flanschabschnittes 40 die dritte Reibfläche 35 ausgebildet ist. Weiters kann vorgesehen sein, dass die vierte Reibfläche 36 am zweiten Reibelement 31 angeordnet ist.

[0104] Weiters kann vorgesehen sein, dass im Bereich des ersten Zylinderabschnittes 39 bzw. des zweiten Zylinderabschnittes 41 eine zentrale Ausnehmung 42 ausgebildet ist. Der erste Zylinderabschnitt 39 und der zweite Zylinderabschnitt 41 können somit konzentrisch ausgebildet sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste Zylinderabschnitt 39 bzw. der zweite Zylinderabschnitt 41 durch ein Tiefziehverfahren hergestellt sind.

[0105] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass in der zentralen Ausnehmung 42 die Rückstellfeder 11 aufgenommen ist.

[0106] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass an der Basis 3 eine Spulenaufnahme 24 ausgebildet ist, in welcher der Spulenkern 17 und die Spule 15 aufgenommen sind.

[0107] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Spulenkern 17 starr in der Basis 3 aufgenommen ist und dass eine Zustellbarkeit der beiden Reibflächen 19, 20 zueinander durch eine entsprechende Verschiebung des Reibelementes 21 erreicht werden kann und dass eine Zustellbarkeit der beiden Reibflächen 35, 36 zueinander durch eine entsprechende Verschiebung des zweiten Reibelementes 31 erreicht werden kann.

[0108] Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Reibelement 21 in einer Bewegungsrichtung 26 relativ zum Tastenträger 10 verschiebbar aufgenommen ist und dass das zweite Reibelement 31 ebenfalls in der Bewegungsrichtung 26 relativ zum Tastenträger 10 verschiebbar aufgenommen ist. Dies kann durch eine formschlüssige Aufnahme mit entsprechender Bewegungsfreiheit erfolgen, wie dies in Fig. 7 ersichtlich ist. Hierbei können entsprechende Haltenasen vorgesehen sein, die die Bewegungsfähigkeit des Reibelementes 21 und des zweiten Reibelementes 31 begrenzen.

[0109] In einer weiteren Ausführungsvariante kann auch vorgesehen sein, dass die Verschiebung des Reibelementes 21 und des zweiten Reibelementes 31 in der Bewegungsrichtung 26 dadurch erreicht wird, dass der Reibelementträger 22 flexibel ausgebildet ist und die federelastische Eigenschaft des Reibelementträgers 22 genutzt wird, um die Bewegung des Reibelementes 21 und des zweiten Reibelementes 31 zu ermöglichen.

[0110] Anhand einer Zusammenschau der Fig. 5 und 6 wird nun die Funktionalität des ersten Ausführungsbeispiels der Eingabevorrichtung erläutert.

[0111] In der Darstellung der Fig. 5 befindet sich das Eingabeelement 4 in seiner Ruhestellung 13. In dieser Stellung kann es durch die Federkraft der Rückstellfeder 11 gehalten werden. Durch einen Druck des Benutzers auf die Betätigungsfläche 7 der Taste 8 kann das Eingabeelement 4 entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 11 in Richtung seiner Betätigungsstellung 12 gedrückt werden. Diese Bewegung bzw. Position des Eingabeelementes 4 kann mittels eines Erfassungsmittels 27 erfasst werden.

[0112] Die erste Reibfläche 19 und die zweite Reibfläche 20 können hierbei aneinander gleiten wobei die Normalkraft der beiden Reibflächen 19, 20 aneinander sehr gering oder null ist. Die dritte Reibfläche 35 und die vierte Reibfläche 36 können hierbei aneinander gleiten wobei die Normalkraft der beiden Reibflächen 35, 36 aneinander sehr gering oder null ist.

[0113] Bei Erreichen einer bestimmten Position des Eingabeelementes 4 kann die Spule 15 bestromt werden. Dadurch kann ein magnetisches Feld aufgebaut werden. Das magnetische Feld wird durch Feldlinien 28 repräsentiert, welche um die Spule 15 angeordnet sind. Die Feldlinien 28 verlaufen durch den Spulenkern 17 und die Reibelemente 21, 31.

[0114] Durch das Magnetfeld wird die Normalkraft der ersten Reibfläche 19 und der zweiten Reibfläche 20 aneinander erhöht bzw. werden diese aneinander angepresst. Weiters wird durch das Magnetfeld die Normalkraft der dritten Reibfläche 35 und der vierten Reibfläche 36 aneinander erhöht bzw. werden diese aneinander angepresst. Dadurch kann die Reibkraft erhöht werden, wodurch der Verschiebewiderstand des Eingabeelementes erhöht werden kann.

[0115] Beim Bestromen der Spule 15 wird die erste Reibfläche 19 an die zweite Reibfläche 20 durch Verschiebung des Reibelementes 21 angedrückt. Gleichzeitig wird durch Verschiebung des zweiten Reibelementes 31 die dritte Reibfläche 35 an die vierte Reibfläche 36 angedrückt. Durch die symmetrisch bezüglich der Symmetrieebene 37 auftretenden Reibkräfte kann ein Verkippen und somit ein Verklemmen des Eingabeelementes 4 vermieden werden.

[0116] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Bestromungsstärke variiert werden kann, wodurch auch der Verschiebewiderstand des Eingabeelementes variiert werden kann. Entsprechend den vorgegebenen Bestromungsmodi kann hierbei eine vielfältige Variation an haptischem Feedback an den Benutzer gegeben werden. Wenn der Benutzer nun seinen Druck auf die Betätigungsfläche 7 verringert und gleichzeitig die Reibkraft der beiden Reibflächen 19, 20 und der beiden Reibflächen 35, 36 entsprechend der anliegenden Bestromung der Spule 15 geringer ist als eine Federkraft der Rückstellfeder 11, so drängt die Rückstellfeder 11 der Bewegung des Fingers des Benutzers folgend das Eingabeelement 4 in die Ruhestellung 13.

[0117] Fig. 8 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Eingabevorrichtung 1 in einer stark schematischen Darstellung, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. 1 bis 7 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fig. 1 bis 7 hingewiesen bzw. Bezug genommen.

[0118] Wie aus Fig. 8 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass das Reibelement 21 einen Reibelementeinsatz 43 aufweist, welcher ferromagnetisch ausgebildet ist und im Reibelement 21 eingebettet ist. Der Reibelementeinsatz 43 kann sich hierbei über eine begrenzte Fläche des Reibelementes 21 erstrecken, wobei die zweite Reibfläche 20 außerhalb des Reibelementeinsatzes 43 angeordnet sein kann. Die erste Reibfläche 19 kann hierbei dementsprechend außerhalb der Spule 15 bzw. des Spulenkerns 17 bzw. der Außenhülle 18 der Spule 15 angeordnet sein und mit der Basis 3 gekoppelt sein.

[0119] Die einzelnen Bauteile können hier so konfiguriert sein, dass im bestromten Zustand der Spule 15 ein minimaler Abstand zwischen dem Reibelement 43 und den einzelnen Bauteilen, insbesondere des Spulenkerns 17 bzw. Außenhülle 18 ausgebildet ist und die Reibung zwischen der ersten Reibfläche 19 und der zweiten Reibfläche 20 erfolgt. Die erste Reibfläche 19 und die zweite Reibfläche 20 müssen hierbei nicht aus einem ferromagnetischen Werkstoff gebildet sein, sondern können beispielsweise auch aus einem Kunststoffmaterial oder aus einem sonstigen Material gebildet sein.

[0120] Die in Fig. 8 beschriebene Ausführung lässt sich mutatis mutandis auf alle der vorhergehend beschriebenen Ausführungsvarianten, sei es mit nur einem Reibelement 21 oder auch einem zweiten Reibelement 31 umsetzen.

[0121] Fig. 9 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Tastatur 44 mit mehreren Eingabevorrichtungen 1. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eines oder mehrere der Eingabevorrichtungen 1 nach einer der obigen Ausprägungen ausgebildet sind. Nicht gesondert dargestellt, ist ein

[0122] Fahrzeug oder eine Arbeitsmaschine, welche eine Eingabevorrichtung 1 nach einer der obigen Ausprägungen aufweist. Die Eingabevorrichtung 1 kann hierbei beispielsweise in Form einer gesonderten Taste an einem Bedienpult oder etwa in Form einer Taste an einem Joystick oder dergleichen ausgebildet sein.

[0123] In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist es auch denkbar, dass die Eingabevorrichtung 1 beispielsweise als Schieberegler ausgebildet ist. Ein derartiger Schieberegler kann ohne Rückstellfeder auskommen, sondern in seiner Position verharren. Alternativ dazu ist es auch denkbar, dass ein derartiger Schieberegler mittels der Rückstellfeder 11 in eine bestimmte Position, beispielsweise eine zentrale Position positioniert ist.

[0124] Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.

[0125] Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

[0126] Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.

[0127] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

Bezugszeichenaufstellung

[0128] 

1	Eingabevorrichtung	32	zweite Ausnehmung
2	Digitalrechner	33	erstes Spulenkernteil
3	Basis	34	zweites Spulenkernteil
4	Eingabeelement	35	dritte Reibfläche
5	Verschieberichtung	36	vierte Reibfläche
6	Führungsaufnahme	37	Symmetrieebene
7	Betätigungsfläche	38	erster Flanschabschnitt
8	Taste	39	erster Zylinderabschnitt
9	Deckfläche	40	zweiter Flanschabschnitt
10	Tastenträger	41	zweiter Zylinderabschnitt
11	Rückstellfeder	42	zentrale Ausnehmung
12	Betätigungsstellung	43	Reibelementeinsatz
13	Ruhestellung	44	Tastatur
14	Bremsvorrichtung
15	Spule
16	Wicklungsachse
17	Spulenkern
18	Außenhülle
19	erste Reibfläche
20	zweite Reibfläche
21	Reibelement
22	Reibelementträger
23	Axialrichtung
24	Spulenaufnahme
25	Ausnehmung Spulenaufnahme
26	Bewegungsrichtung
27	Erfassungsmittel
28	Feldlinien
29	Vorspannvorrichtung
30	Ausnehmung
31	zweites Reibelement

Ansprüche

1. Eingabevorrichtung (1) zur Eingabe von Steuerbefehlen in einen Digitalrechner (2), die Eingabevorrichtung (1) umfassend:

- eine Basis (3);

- ein Eingabeelement (4), welches in einer Verschieberichtung (5) verschiebbar an der Basis (3) aufgenommen ist, wobei das Eingabeelement (4) eine Betätigungsfläche (7) zur Betätigung durch einen Benutzer aufweist;

- eine Bremsvorrichtung (14) zum Beeinflussen eines Verschiebewiderstandes des Eingabeelementes (4) zur Basis (3),

dadurch gekennzeichnet, dass
die Bremsvorrichtung (14) folgende Elemente umfasst:

- eine Spule (15) zum Erzeugen eines Magnetfeldes, wobei die Spule (15) um eine Wicklungsachse (16) gewickelt ist;

- einen Spulenkern (17);

- eine erste Reibfläche (19), welche mit der Basis (3) gekoppelt ist;

- eine zweite Reibfläche (20), welche mit dem Eingabeelement (4) gekoppelt ist, wobei mittels des durch die Spule (15) erzeugten Magnetfeldes eine Anpresskraft der ersten Reibfläche (19) an die zweite Reibfläche (20) veränderbar ist, wodurch der Verschiebewiderstand des Eingabeelementes (4) beeinflussbar ist.

2. Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingabeelement (4) eine Taste (8) umfasst, wobei die Betätigungsfläche (7) an einer Deckfläche (9) der Taste (8) angeordnet ist, wobei sich die zweite Reibfläche (20) im rechten Winkel zur Deckfläche (9) der Taste (8) erstreckt.

3. Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Reibfläche (20) an einem Reibelement (21) angeordnet ist, welches aus einem ferromagnetischen Werkstoff gebildet ist und die erste Reibfläche (19) am Spulenkern (17) ausgebildet ist.

4. Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibelement (21) starr an der Taste (8) oder an einem Tastenträger (10) aufgenommen ist.

5. Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkern (17) in einer Axialrichtung (23) einer Wicklungsachse (16) verschiebbar an der Basis (3) aufgenommen ist.

6. Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibelement (21) in einer Bewegungsrichtung (26) relativ zur Taste (8) oder zu einem Tastenträger (10) verschiebbar an der Taste (8) oder am Tastenträger (10) aufgenommen ist, wobei die Bewegungsrichtung (26) im rechten Winkel zur zweiten Reibfläche (20) ausgebildet ist.

7. Eingabevorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Taste (8) oder im Tastenträger (10) eine Ausnehmung (30) zur formschlüssig verschiebbaren Aufnahme des Reibelementes (21) ausgebildet ist.

8. Eingabevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reibfläche (19) am Spulenkern (17) ausgebildet ist und dass das Reibelement (21) und der Spulenkern (17) derart zueinander positioniert sind, dass das Reibelement (21) im bestromten Zustand der Spule (15) an den Spulenkern (17) angepresst wird, wobei das Magnetfeld durch den Spulenkern (17) und das Reibelement (21) geleitet wird.

9. Eingabevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Reibfläche (35) ausgebildet ist, welche mit der Basis (3) gekoppelt ist und eine vierte Reibfläche (36) ausgebildet ist, welche mit dem Eingabeelement (4) gekoppelt ist, wobei mittels des durch die Spule (15) erzeugten Magnetfeldes eine Anpresskraft der dritten Reibfläche (35) an die vierte Reibfläche (36) veränderbar ist, wobei die zweite Reibfläche (20) und die vierte Reibfläche (36) symmetrisch zu einer Symmetrieebene (37) des Eingabeelementes (4) ausgebildet ist.

10. Eingabevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückstellfeder (11) zum Rückstellen des Eingabeelementes (4) in eine Ausgangslage ausgebildet ist, wobei der Spulenkern (17) im Bereich der Wicklungsachse (16) eine zentrale Ausnehmung (42) aufweist, wobei die Rückstellfeder (11) in der zentralen Ausnehmung (42) aufgenommen ist.

11. Eingabevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reibfläche (19) und/oder die zweite Reibfläche (20) außerhalb des Wirkbereiches des erzeugten Magnetfeldes angeordnet sind.

12. Tastatur (44) mit mehreren Eingabevorrichtungen (1) zur Eingabe von Steuerbefehlen in einen Digitalrechner (2), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Eingabevorrichtungen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.

13. Fahrzeug oder Arbeitsmaschine mit zumindest einer Eingabevorrichtung (1) zur Eingabe von Steuerbefehlen in einen Digitalrechner (2), dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Eingabevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.

14. Verfahren zum Betreiben einer Eingabevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, welche mit einem Digitalrechner (2) gekoppelt ist und zur Eingabe von Steuerbefehlen in den Digitalrechner (2) dient, umfassend die Verfahrensschritte:

- Erfassen einer Position des Eingabeelementes (4) mittels eines Erfassungsmittels;

- Bestromen der Spule (15) und damit Erzeugen eines Magnetfeldes, wenn dies vom Digitalrechner (2) vorgegeben wird und dadurch verändern der Anpresskraft der ersten Reibfläche an die zweite Reibfläche (20), wodurch der Verschiebewiderstand des Eingabeelementes (4) beeinflusst wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bestromen der Spule (15) die Anpresskraft der ersten Reibfläche an die zweite Reibfläche (20) erhöht wird und somit der Verschiebewiderstand des Eingabeelementes (4) vergrößert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestromen der Spule (15) durch den Digitalrechner (2) vorgegeben wird, wenn das Eingabeelement (4) betätigt durch einen Benutzer an eine bestimmte Position verschoben wird, was mittels des Erfassungsmittels erfasst wird.

Zeichnung