WO2021058200A1 - Drive unit for haptic feedback on a touch surface - Google Patents

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WO2021058200A1
WO2021058200A1 PCT/EP2020/073091 EP2020073091W WO2021058200A1 WO 2021058200 A1 WO2021058200 A1 WO 2021058200A1 EP 2020073091 W EP2020073091 W EP 2020073091W WO 2021058200 A1 WO2021058200 A1 WO 2021058200A1
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WO
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housing part
drive unit
unit according
elastic element
housing
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/073091
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German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Brandt
Joerg Welke
Original Assignee
Harman Becker Automotive Systems Gmbh
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Publication date
Application filed by Harman Becker Automotive Systems Gmbh filed Critical Harman Becker Automotive Systems Gmbh
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/03Means for enhancing the operator's awareness of arrival of the controlling member at a command or datum position; Providing feel, e.g. means for creating a counterforce
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators

Definitions

  • touch-sensitive screens touch displays
  • B erlickob erfl surfaces surfaces intended for contact
  • a haptic feedback occurs, for example, by moving the operating surface such as by shaking or vibrating.
  • the desired movement is provided by a drive unit that is mechanically coupled to the operating surface in a suitable manner in order, for example, to transmit vibrations generated in the drive unit to the operating surface, and that is controlled, for example, by an electronic control unit depending on the contact is controlled.
  • Some drive systems use piezoelectric drivers as actuators, which have a low energy requirement and require little installation space, but can generate noises during operation that are perceived as annoying. It is therefore desirable to provide a drive unit for haptic feedback on a control surface that generates less noise.
  • a drive unit for haptic feedback on a B erhakob erfl licke with a first housing part for mechanical coupling with the B erlickob erfl kiee and with a second housing part which is floating relative to the first housing part.
  • the drive unit further comprises a piezoelectric actuator which is arranged between the first and second housing part and which is mechanically coupled on one side to the first housing part and on the opposite side to the second housing part, as well as a third housing part, which is opposite the first housing part and the second housing part is mounted by means of an elastic element which is arranged between the second housing part and the third housing part.
  • Figure 1 in an exploded view of the individual elements of an exemplary drive unit in the order of their position after assembly
  • FIG. 2 shows the drive unit according to FIG. 1 in an assembled state in a cross-sectional view
  • Figure 3 is a side view of the drive unit according to Figure 1 in the assembled state
  • Figure 4 is a plan view of the drive unit according to Figure 1 in the assembled state
  • FIG. 5 shows the drive unit according to FIG. 1 in the assembled state in a view from below
  • FIG. 7 in a three-dimensional view the one side of the drive unit according to FIG. 1 in the assembled state
  • FIG. 8 in a three-dimensional view the upper side of a further development of the drive unit according to FIG. 1 in the assembled state.
  • a second housing part 102 is mounted in a floating manner with respect to the first housing part 101.
  • a piezoelectric actuator 103 is arranged between the first housing part 101 and the second housing part 102 and is mechanically coupled to the first housing part 101 on one side and to the second housing part 102 on the opposite side.
  • a housing support frame 104 is opposite the second housing part 102 by means of an elastic element 105 between the second Housing part and housing support frame is arranged, stored.
  • the elastic element 105 allows the setting of the operating point of the second housing part 102 and thus of the piezoelectric actuator 103 relative to the third housing part 104 by generating a restoring force in the event of a compression of the elastic element 105 with a corresponding deflection of the piezoelectric actuator 103.
  • there are (at least) two Contacting springs 106 are provided, which are mechanically and electrically coupled to the piezoelectric actuator 103 for the purpose of making electrical contact.
  • the first housing part 101 is designed cup-shaped in the embodiment shown with a square base, other base shapes such as rectangular shapes in general and round and oval shapes can also be used.
  • the first housing part 101 has, for example, in the central position of its base area, an inwardly directed cup-shaped indentation 107 with a round base area and on the side walls outwardly directed latching lugs 108.
  • the first housing part 101 is arranged in such a way that the outside of the base area serves for mechanical coupling with the plate-shaped element and accordingly the cup shape of the first housing part 101 opens away from the plate-shaped element, which means downwards in the illustration of FIG the plate-shaped element is coupled to the top of the first housing part 101.
  • the cup-shaped configuration of the three housing parts 101, 102 and 104 offers a sound-absorbing encapsulation of the piezoelectric actuator 103 in the assembled state.
  • the second housing part 102 is designed in the embodiment shown corresponding to the first housing part 101 essentially cup-shaped with a square base, the cup shape of the second housing part 102 opens towards the plate-shaped element, which in the illustration of Figure 1 accordingly upwards to means.
  • the second housing part 102 has side walls which are bent outwards at right angles at the cup opening, and is dimensioned such that the second housing part 102 together with the bent side walls can be received by the first housing part 101.
  • the second Housing part 102 has, for example, a round, outwardly directed recess 109 in the central position of the base area.
  • the piezoelectric actuator 103 is dimensioned so that it rests in the assembled state of the drive unit on the one hand in the recess 109 and on the other hand is in mechanical contact with the indentation 107 for the purpose of power transmission.
  • the piezoelectric actuator 103 can have a plurality of mechanically stacked layers of piezoelectric material connected electrically in parallel in order to achieve greater movement amplitudes.
  • the two contacting springs 106 which can be guided to the outside through openings in the second housing part 102 and in the third housing part 104, serve to make electrical contact with the piezoelectric actuator 103.
  • the third housing part 104 is designed in the embodiment shown corresponding to the first housing part 101 and second housing part 102 essentially cup-shaped with a square base, the cup shape of the third housing part 104 opens towards the plate-shaped element, which is shown in the illustration of FIG 1 again means upwards.
  • the third housing part 104 has a large square opening in the base area, so that an L-shaped wall cross-section of the third housing part 104 results, and is designed so that it can accommodate the first housing part 10 including the second housing part 102 inserted therein.
  • Latching grooves 110 in the third housing part 104 which correspond to the latching lugs 108 of the first housing part 101 in terms of their position, ensure that after the latching lugs 108 have snapped into the latching grooves 110, the three housing parts are locked, with the outwardly bent part of the second housing part and the bottom of the third housing part 104, the elastic element 105, the second housing part 102 is introduced to surround it in order to elastically couple these two parts to one another.
  • the elastic element 105 is in the embodiment shown as a square O-ring with an O-shaped (or other suitable U section) made of elastic material such as rubber, foam or silicone.
  • the elastic element 105 is generated with appropriate compression by the piezoelectric Actuator 103 has a restoring force which, when the compression subsides, returns the second housing part 102 to its operating point with respect to the third housing part 104
  • FIG. 2 which shows a fully assembled from the parts shown in Figure 1 and mechanically coupled to a display 201 drive unit in cross section, it can be seen how the individual parts as described in more detail above mesh with each other and interact.
  • the second housing part 102 accordingly forms the abutment for the piezoelectric actuator 103, which drives the first housing part 101 and thus also the plate-shaped element.
  • the first housing part 101 is floating and the second housing part 102 is supported by the elastic element 105 in the third housing part 104.
  • the first housing part 101 is therefore able, apart from the guidance through the second and third housing parts 102 and 104 and apart from the Bracket by the locking mechanism smus to swim, so also to swing freely.
  • the vibrations of the second housing part 104 which would be transmitted to the third housing part 104 without an elastic element 105, are damped by the latter.
  • positioning pins 202 are also provided, which are used to position the drive unit, for example on a circuit board.
  • Some or all of the housing parts can be made of plastic or other materials such as metal.
  • Figure 3 shows the fully assembled drive unit according to Figure 2 (without display) in a side view.
  • the third housing part 104 with locking grooves 110, the locking lugs 108 of the first housing part 101 and the second housing part 102 with the contacting springs 106 functioning as electrical connections and the positioning pins 202 can be seen therein.
  • Figure 4 shows the top of the fully assembled drive unit according to Figure 3 in plan view.
  • the first housing part 101 with a cup-shaped indentation 107 and the third housing part 104 can be seen therein.
  • Figure 5 shows the underside of the drive unit according to Figure 1 in the assembled state.
  • Positioning pins 202 can be seen.
  • Figure 6 shows a three-dimensional view of the top of the drive unit according to Figure 1 in the assembled state.
  • the first housing part 101 with the cup-shaped indentation 107 and the latching lugs 108 as well as the third housing part 104 with the latching grooves 110 can be seen therein.
  • FIG. 7 shows the drive unit according to FIG. 1 in the assembled state in a three-dimensional view of the one side. This again contains the second housing part 102, the third housing part 104 with the latching grooves 110, the contacting springs 106 functioning as electrical connections and the
  • Positioning pins 202 can be seen.
  • Figure 8 shows the arrangement according to Figure 7 in a three-dimensional view of the top with an additional contact layer 801 for better mechanical coupling of the drive unit and display.
  • the contact layer 801 can be made of hard plastic, more solid silicone or the like, for example.

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Abstract

A drive unit for haptic feedback on a touch surface comprises a first housing part for mechanical coupling to the touch surface and a second housing part, which is supported in a floating manner with respect to the first housing part. The drive unit further comprises a piezoelectric actuator which is arranged between the first and the second housing part and is mechanically connected on one side to the first housing part and on the opposite side to the second housing part, and a third housing part, which is supported by means of an elastic element with respect to the first housing part and to the second housing part, said elastic element being arranged between the second housing part and the third housing part.

Description

ANTRIEBSEINHEIT ZUR HAPTISCHEN RÜCKMELDUNG AN EINER DRIVE UNIT FOR HAPTIC FEEDBACK TO A
BERÜHROBERFLÄCHE TOUCH SURFACE
BESCHREIBUNG DESCRIPTION
[0001] Bei vielen Anwendungen wie beispielsweise solchen in Spielkonsolen, Mobiltelefonen und Automobilen kommen berührungsempfindliche Bildschirme (Touch Displays) oder sonstige Eingabeelemente mit zur Berührung vorgesehenen Oberflächen (B erührob erfl ächen) zum Einsatz, bei denen eine haptische (taktile) Rückmeldung nach entsprechender Berührung wünschenswert ist. Die haptische Rückmeldung erfolgt beispielsweise durch Bewegen der B erührob erfl äche wie etwa durch Schütteln oder Vibrieren. Für die gewünschte Bewegung sorgt eine Antriebseinheit, die in geeigneter Weise mit der B erührob erfl äche mechanisch gekoppelt ist, um beispielsweise in der Antriebseinheit erzeugte Vibrationen auf die B erührob erfl äche zu übertragen, und die zum Beispiel durch eine elektronische Steuereinheit abhängig von der Berührung gesteuert wird. Manche Antriebs Systeme verwenden piezoelektrische Treiber als Aktuator, die zwar einen geringen Energiebedarf haben und wenig Einbauraum benötigen, jedoch im Betrieb Geräusche erzeugen können, die als störend empfunden werden. Es ist daher wünschenswert, eine Antriebseinheit zur haptischen Rückmeldung an einer B erührob erfl äche bereitzustellen, die weniger Geräusche erzeugt. In many applications, such as those in game consoles, mobile phones and automobiles, touch-sensitive screens (touch displays) or other input elements with surfaces intended for contact (B erührob erfl surfaces) are used, in which a haptic (tactile) feedback after appropriate contact is desirable. The haptic feedback occurs, for example, by moving the operating surface such as by shaking or vibrating. The desired movement is provided by a drive unit that is mechanically coupled to the operating surface in a suitable manner in order, for example, to transmit vibrations generated in the drive unit to the operating surface, and that is controlled, for example, by an electronic control unit depending on the contact is controlled. Some drive systems use piezoelectric drivers as actuators, which have a low energy requirement and require little installation space, but can generate noises during operation that are perceived as annoying. It is therefore desirable to provide a drive unit for haptic feedback on a control surface that generates less noise.
[0002] Erreicht wir dies durch eine Antriebseinheit zur haptischen Rückmeldung an einer B erührob erfl äche mit einem ersten Gehäuseteil zur mechanischen Kopplung mit der B erührob erfl äche und mit einem zweiten Gehäuseteil, das gegenüber dem ersten Gehäuseteil schwimmend gelagert ist. Die Antriebseinheit umfasst ferner einen piezoelektrischen Aktuator, der zwischen erstem und zweitem Gehäuseteil angeordnet ist und der auf einer Seite mit dem ersten Gehäuseteil und auf der gegenüb erli egenden Seite mit dem zweiten Gehäuseteil mechanisch gekoppelt ist, sowie ein drittes Gehäuseteil, das gegenüber dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil mittels eines elastischen Elementes gelagert ist, das zwischen zweitem Gehäuseteil und dritten Gehäuseteil angeordnet ist. [0003] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren (FIG) der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei identische oder ähnliche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Es zeigt: If we achieve this by a drive unit for haptic feedback on a B erührob erfl äche with a first housing part for mechanical coupling with the B erührob erfl äche and with a second housing part which is floating relative to the first housing part. The drive unit further comprises a piezoelectric actuator which is arranged between the first and second housing part and which is mechanically coupled on one side to the first housing part and on the opposite side to the second housing part, as well as a third housing part, which is opposite the first housing part and the second housing part is mounted by means of an elastic element which is arranged between the second housing part and the third housing part. The invention is explained in more detail below with reference to the embodiments shown in the figures (FIG) of the drawing, identical or similar elements being provided with the same reference numerals. It shows:
Figur 1 in einer Explosionsdarstellung die einzelnen Elemente einer beispielhaften Antriebseinheit in der Reihenfolge ihrer Position nach der Montage, Figure 1 in an exploded view of the individual elements of an exemplary drive unit in the order of their position after assembly,
Figur 2 in einer Querschnittsdarstellung die Antriebseinheit nach Figur 1 in montiertem Zustand, FIG. 2 shows the drive unit according to FIG. 1 in an assembled state in a cross-sectional view,
Figur 3 in einer Seitenansicht die Antriebseinheit nach Figur 1 in montiertem Zustand,Figure 3 is a side view of the drive unit according to Figure 1 in the assembled state,
Figur 4 in der Draufsicht die Antriebseinheit nach Figur 1 in montiertem Zustand,Figure 4 is a plan view of the drive unit according to Figure 1 in the assembled state,
Figur 5 in der Ansicht von unten die Antriebseinheit nach Figur 1 in montiertem Zustand, FIG. 5 shows the drive unit according to FIG. 1 in the assembled state in a view from below,
Figur 6 in einer dreidimensionalen Ansicht die Oberseite die Antriebseinheit nach Figur 1 in montiertem Zustand, Figure 6 in a three-dimensional view the top of the drive unit according to Figure 1 in the assembled state,
Figur 7 in einer dreidimensionalen Ansicht die Einterseite die Antriebseinheit nach Figur 1 in montiertem Zustand und FIG. 7 in a three-dimensional view the one side of the drive unit according to FIG. 1 in the assembled state and
Figur 8 in einer dreidimensionalen Ansicht die Oberseite eine Weiterbildung der Antriebseinheit nach Figur 1 in montiertem Zustand. FIG. 8 in a three-dimensional view the upper side of a further development of the drive unit according to FIG. 1 in the assembled state.
[0004] Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst eine Antriebseinheit zur haptischen Rückmeldung an einer B erührob erfl äche eines (in Figur 1 nicht gezeigten) plattenförmigen Elements wie etwa einer Anzeige (Display) ein erstes Gehäuseteil 101 zur mechanischen Kopplung mit der B erührob erfl äche . Ein zweites Gehäuseteil 102 ist gegenüber dem ersten Gehäuseteil 101 schwimmend gelagert. Ein piezoelektrischer Aktuator 103 ist zwischen dem erstem Gehäuseteil 101 und dem zweitem Gehäuseteil 102 angeordnet und ist auf einer Seite mit dem ersten Gehäuseteil 101 und auf der gegenüb erli egenden Seite mit dem zweiten Gehäuseteil 102 mechanisch gekoppelt. Ein Gehäuseträgerrahmen 104 ist gegenüber dem zweiten Gehäuseteil 102 mittels eines elastischen Elementes 105, das zwischen zweitem Gehäuseteil und Gehäuseträgerrahmen angeordnet ist, gelagert. Das elastische Element 105 erlaubt die Einstellung des Arbeitspunktes des zweiten Gehäuseteils 102 und damit des piezoelektrischen Aktuators 103 gegenüber dem dritten Gehäuseteil 104 durch Erzeugung einer Rückstellkraft im Falle einer Kompression des elastischen Elementes 105 bei entsprechender Auslenkung des piezoelektrischen Aktuators 103. Zudem sind (mindestens) zwei Kontaktierungsfedern 106 vorgesehen, die zum Zwecke der elektrischen Kontaktierung mechanisch und elektrisch mit dem piezoelektrischem Aktuator 103 gekoppelt sind. In the embodiment shown in Figure 1, a drive unit for haptic feedback on a B erührob erfl äche of a (not shown in Figure 1) plate-shaped element such as a display (display) a first housing part 101 for mechanical coupling with the B erührob area. A second housing part 102 is mounted in a floating manner with respect to the first housing part 101. A piezoelectric actuator 103 is arranged between the first housing part 101 and the second housing part 102 and is mechanically coupled to the first housing part 101 on one side and to the second housing part 102 on the opposite side. A housing support frame 104 is opposite the second housing part 102 by means of an elastic element 105 between the second Housing part and housing support frame is arranged, stored. The elastic element 105 allows the setting of the operating point of the second housing part 102 and thus of the piezoelectric actuator 103 relative to the third housing part 104 by generating a restoring force in the event of a compression of the elastic element 105 with a corresponding deflection of the piezoelectric actuator 103. In addition, there are (at least) two Contacting springs 106 are provided, which are mechanically and electrically coupled to the piezoelectric actuator 103 for the purpose of making electrical contact.
[0005] Das erste Gehäuseteil 101 ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel becherförmig ausgestaltet mit einer quadratischen Grundfläche, wobei auch andere Grundflächenformen wie beispielsweise rechteckige Formen im Allgemeinen sowie runde und ovale Formen zur Anwendung kommen können. Das erste Gehäuseteil 101 weist beispielsweise an zentraler Position seiner Grundfläche eine nach innen gerichtete becherförmige Einstülpung 107 mit runder Grundfläche sowie an den Seiten wänden nach außen gerichtete Rastnasen 108 auf. Das erste Gehäuseteil 101 ist so angeordnet, dass die Außenseite der Grundfläche zur mechanischen Kopplung mit dem plattenförmigen Element dient und sich demnach die Becherform des ersten Gehäuseteils 101 von dem plattenförmigen Element weg öffnet, was in der Darstellung von Figur 1 nach unten hin bedeutet, wobei die Ankopplung des plattenförmigen Elements an der Oberseite des ersten Gehäuseteils 101 erfolgt. Die becherförmige Ausgestaltung der drei Gehäuseteile 101, 102 und 104 bietet im zusammengesteckten Zustand eine schalldämmende Kapselung des piezoelektrischen Aktuators 103. The first housing part 101 is designed cup-shaped in the embodiment shown with a square base, other base shapes such as rectangular shapes in general and round and oval shapes can also be used. The first housing part 101 has, for example, in the central position of its base area, an inwardly directed cup-shaped indentation 107 with a round base area and on the side walls outwardly directed latching lugs 108. The first housing part 101 is arranged in such a way that the outside of the base area serves for mechanical coupling with the plate-shaped element and accordingly the cup shape of the first housing part 101 opens away from the plate-shaped element, which means downwards in the illustration of FIG the plate-shaped element is coupled to the top of the first housing part 101. The cup-shaped configuration of the three housing parts 101, 102 and 104 offers a sound-absorbing encapsulation of the piezoelectric actuator 103 in the assembled state.
[0006] Das zweite Gehäuseteil 102 ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel korrespondierend zum ersten Gehäuseteil 101 im Wesentlichen becherförmig mit einer quadratischen Grundfläche ausgestaltet, wobei die Becherform des zweiten Gehäuseteils 102 sich zu dem plattenförmigen Element hin öffnet, was in der Darstellung von Figur 1 demnach nach oben hin bedeutet. Das zweite Gehäuseteil 102 hat Seiten wände, die an der Becher Öffnung rechtwinklig nach außen umgebogen sind, und ist so dimensioniert, dass das zweite Gehäuseteil 102 samt umgebogenen Seitenwänden von dem ersten Gehäuseteil 101 aufgenommen werden kann. Das zweite Gehäuseteil 102 weist beispielsweise an zentraler Position der Grundfläche eine runde nach außen gerichtete Aussparung 109 auf. The second housing part 102 is designed in the embodiment shown corresponding to the first housing part 101 essentially cup-shaped with a square base, the cup shape of the second housing part 102 opens towards the plate-shaped element, which in the illustration of Figure 1 accordingly upwards to means. The second housing part 102 has side walls which are bent outwards at right angles at the cup opening, and is dimensioned such that the second housing part 102 together with the bent side walls can be received by the first housing part 101. The second Housing part 102 has, for example, a round, outwardly directed recess 109 in the central position of the base area.
[0007] Der piezoelektrische Aktuator 103 ist so dimensioniert, dass er im zusammengebauten Zustand der Antriebseinheit zum Einen in der Aussparung 109 ruht und zum Anderen zum Zwecke der Kraftüb ertragung mit der Einstülpung 107 in mechanischem Kontakt steht. Der piezoelektrische Aktuator 103 kann dabei mehrere, mechanisch gestapelte, elektrisch parallel geschaltete Schichten piezoelektrischen Materials aufweisen, um größere Bewegungsamplituden zu erzielen. Zur elektrischen Kontaktierung des piezoelektrischen Aktuators 103 dienen beim gezeigten Ausführungsbeispiel die zwei Kontaktierungsfedern 106, die etwa durch Öffnungen im zweiten Gehäuseteil 102 und im dritten Gehäuseteil 104 nach außen geführt werden können. The piezoelectric actuator 103 is dimensioned so that it rests in the assembled state of the drive unit on the one hand in the recess 109 and on the other hand is in mechanical contact with the indentation 107 for the purpose of power transmission. The piezoelectric actuator 103 can have a plurality of mechanically stacked layers of piezoelectric material connected electrically in parallel in order to achieve greater movement amplitudes. In the exemplary embodiment shown, the two contacting springs 106, which can be guided to the outside through openings in the second housing part 102 and in the third housing part 104, serve to make electrical contact with the piezoelectric actuator 103.
[0008] Das dritte Gehäuseteil 104 ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel korrespondierend zum ersten Gehäuseteil 101 und zweiten Gehäuseteil 102 im Wesentlichen becherförmig ausgestaltet mit einer quadratischen Grundfläche, wobei die Becherform des dritten Gehäuseteils 104 sich zu dem plattenförmigen Element hin öffnet, was in der Darstellung von Figur 1 wiederum nach oben hin bedeutet. Das dritte Gehäuseteil 104 weist eine große quadratische Öffnung in der Grundfläche auf, sodass sich ein L-förmiger Wandquerschnitt des dritten Gehäuseteils 104 ergibt, und ist so ausgebildet, dass es das erste Gehäuseteil 10 samt darin eingebrachtem zweiten Gehäuseteil 102 aufnehmen kann. Rastnuten 110 in dem dritten Gehäuseteil 104, die mit den Rastnasen 108 des ersten Gehäuseteils 101 hinsichtlich ihrer Position korrespondieren, sorgen dafür, dass nach dem Einrasten der Rastnasen 108 in den Rastnuten 110 die drei Gehäuseteile arretiert sind, wobei zwischen dem nach außen umgebogenen Teil des zweiten Gehäuseteils und dem Boden des dritten Gehäuseteils 104 das elastische Element 105, das zweite Gehäuseteil 102 umschließend eingebracht ist, um diese beiden Teile miteinander elastisch zu koppeln. The third housing part 104 is designed in the embodiment shown corresponding to the first housing part 101 and second housing part 102 essentially cup-shaped with a square base, the cup shape of the third housing part 104 opens towards the plate-shaped element, which is shown in the illustration of FIG 1 again means upwards. The third housing part 104 has a large square opening in the base area, so that an L-shaped wall cross-section of the third housing part 104 results, and is designed so that it can accommodate the first housing part 10 including the second housing part 102 inserted therein. Latching grooves 110 in the third housing part 104, which correspond to the latching lugs 108 of the first housing part 101 in terms of their position, ensure that after the latching lugs 108 have snapped into the latching grooves 110, the three housing parts are locked, with the outwardly bent part of the second housing part and the bottom of the third housing part 104, the elastic element 105, the second housing part 102 is introduced to surround it in order to elastically couple these two parts to one another.
[0009] Das elastische Element 105 ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel als quadratischer O-Ring mit O-förmigen (oder anderem geeigneten uerschnitt) aus elastischem Material wie etwa Gummi, Schaumstoff oder Silikon. Das elastische Element 105 erzeugt bei entsprechender Kompression durch den piezoelektrischen Aktuator 103 eine Rückstellkraft, die bei Abklingen der Kompression das zweite Gehäuseteil 102 in seinen Arbeitspunkt bezüglich des dritten Gehäuseteils 104 zurückführt The elastic element 105 is in the embodiment shown as a square O-ring with an O-shaped (or other suitable U section) made of elastic material such as rubber, foam or silicone. The elastic element 105 is generated with appropriate compression by the piezoelectric Actuator 103 has a restoring force which, when the compression subsides, returns the second housing part 102 to its operating point with respect to the third housing part 104
[0010] Aus Figur 2, welche eine aus den in Figur 1 gezeigten Teilen fertig montierte und mit einem Display 201 mechanisch gekoppelte Antriebseinheit im Querschnitt darstellt, ist zu ersehen wie die einzelnen Teile wie oben näher beschrieben in einander greifen und miteinander wirken. Das zweite Gehäuseteil 102 bildet demnach das Widerlager für den piezoelektrischen Aktuator 103, der das erste Gehäuseteil 101 antreibt und damit auch des plattenförmigen Elements. Das erste Gehäuseteil 101 lagert schwimmend und das zweite Gehäuseteil 102 lagert über das elastische Element 105 in dem dritten Gehäuseteil 104. Das erste Gehäuseteil 101 ist daher in der Lage, abgesehen von der Führung durch das zweite und dritte Gehäuseteil 102 und 104 und abgesehen von der Halterung durch den Rastmechani smus, zu schwimmen, also auch frei zu schwingen. Die Schwingungen des zweiten Gehäuseteils 104, die sich ohne elastisches Element 105 auf das dritte Gehäuseteil 104 übertragen würden, werden durch dieses gedämpft. Zudem sind auch Positionierstifte 202 vorgesehen, die zum Positionieren der Antriebseinheit beispielsweise auf einer Leiterplatte dienen. Einige oder alle gehäuseteile können aus Kunststoff oder anderen Materialien wie etwa Metall gefertigt sein. From Figure 2, which shows a fully assembled from the parts shown in Figure 1 and mechanically coupled to a display 201 drive unit in cross section, it can be seen how the individual parts as described in more detail above mesh with each other and interact. The second housing part 102 accordingly forms the abutment for the piezoelectric actuator 103, which drives the first housing part 101 and thus also the plate-shaped element. The first housing part 101 is floating and the second housing part 102 is supported by the elastic element 105 in the third housing part 104. The first housing part 101 is therefore able, apart from the guidance through the second and third housing parts 102 and 104 and apart from the Bracket by the locking mechanism smus to swim, so also to swing freely. The vibrations of the second housing part 104, which would be transmitted to the third housing part 104 without an elastic element 105, are damped by the latter. In addition, positioning pins 202 are also provided, which are used to position the drive unit, for example on a circuit board. Some or all of the housing parts can be made of plastic or other materials such as metal.
[0011] Figur 3 zeigt die fertig montierte Antriebseinheit nach Figur 2 (ohne Display) in seitlicher Ansicht. Darin sind das dritte Gehäuseteil 104 mit Rastnuten 110, die Rastnasen 108 des ersten Gehäuseteils 101 sowie das zweite Gehäuseteil 102 mit den als elektrische Anschlüsse fungierenden Kontaktierungsfedern 106 und den Positionierstiften 202 zu sehen. Figure 3 shows the fully assembled drive unit according to Figure 2 (without display) in a side view. The third housing part 104 with locking grooves 110, the locking lugs 108 of the first housing part 101 and the second housing part 102 with the contacting springs 106 functioning as electrical connections and the positioning pins 202 can be seen therein.
[0012] Figur 4 zeigt die Oberseite der fertig montierten Antriebseinheit nach Figur 3 in der Draufsicht. Darin sind das erste Gehäuseteil 101 mit becherförmiger Einstülpung 107 und das dritte Gehäuseteil 104 zu sehen. Figure 4 shows the top of the fully assembled drive unit according to Figure 3 in plan view. The first housing part 101 with a cup-shaped indentation 107 and the third housing part 104 can be seen therein.
[0013] Figur 5 zeigt die Unterseite der Antriebseinheit nach Figur 1 in montiertem Zustand. Darin sind das zweite Gehäuseteil 102, das dritte Gehäuseteil 104 und die als elektrische Anschlüsse füngierenden Kontaktierungsfedem 106 sowie dieFigure 5 shows the underside of the drive unit according to Figure 1 in the assembled state. The second housing part 102, the third housing part 104 and the as electrical connections füngenden Kontaktierungsfedem 106 and the
Positionierstifte 202 zu sehen. Positioning pins 202 can be seen.
[0014] Figur 6 zeigt in einer dreidimensionalen Ansicht die Oberseite der Antriebseinheit nach Figur 1 in montiertem Zustand. Darin sind das erste Gehäuseteil 101 mit der becherförmigen Einstülpung 107 und den Rastnasen 108 sowie das dritte Gehäuseteil 104 mit den Einrastnuten 110 zu sehen. Figure 6 shows a three-dimensional view of the top of the drive unit according to Figure 1 in the assembled state. The first housing part 101 with the cup-shaped indentation 107 and the latching lugs 108 as well as the third housing part 104 with the latching grooves 110 can be seen therein.
[0015] Figur 7 in einer drei dimen si onal en Ansicht der Einterseite die Antriebseinheit nach Figur 1 in montiertem Zustand. Darin sind wiederum das zweite Gehäuseteil 102, das dritte Gehäuseteil 104 mit den Einrastnuten 110, den als elektrische Anschlüsse fungierenden Kontaktierungsfedern 106 sowie denFIG. 7 shows the drive unit according to FIG. 1 in the assembled state in a three-dimensional view of the one side. This again contains the second housing part 102, the third housing part 104 with the latching grooves 110, the contacting springs 106 functioning as electrical connections and the
Positionierstiften 202 zu sehen. Positioning pins 202 can be seen.
[0016] Figur 8 zeigt die Anordnung nach Figur 7 in einer dreidimensionalen Ansicht der Oberseite mit einer zusätzlichen Kontaktschicht 801 zur besseren mechanischen Kopplung von Antriebseinheit und Display. Die Kontaktschicht 801 kann beispielsweise aus Hartplastik, festerem Silikon oder ähnlichem zu sein. Figure 8 shows the arrangement according to Figure 7 in a three-dimensional view of the top with an additional contact layer 801 for better mechanical coupling of the drive unit and display. The contact layer 801 can be made of hard plastic, more solid silicone or the like, for example.

Claims

ANSPRÜCHE EXPECTATIONS
1. Antriebseinheit zur haptischen Rückmeldung an einer B erührob erfl äche mit einem ersten Gehäuseteil zur mechanischen Kopplung mit der Berühroberfläche, einem zweiten Gehäuseteil, das gegenüber dem ersten Gehäuseteil schwimmend gelagert ist, einem piezoelektrischen Aktuator, der zwischen erstem und zweitem Gehäuseteil angeordnet ist und der auf einer Seite mit dem ersten Gehäuseteil und auf der gegenüb erli egenden Seite mit dem zweiten Gehäuseteil mechanisch gekoppelt ist, und einem dritten Gehäuseteil, das mittels eines elastischen Elementes gelagert ist, das zwischen dem zweiten Gehäuseteil und dem dritten Gehäuseteil angeordnet ist. 1. Drive unit for haptic feedback on a surface with a first housing part for mechanical coupling with the contact surface, a second housing part which is floatingly mounted opposite the first housing part, a piezoelectric actuator which is arranged between the first and second housing parts and the is mechanically coupled on one side with the first housing part and on the opposite side with the second housing part, and a third housing part which is mounted by means of an elastic element which is arranged between the second housing part and the third housing part.
2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, bei der das elastische Element die Form eines O- Rings hat oder einen solchen aufweist. 2. Drive unit according to claim 1, wherein the elastic element has the shape of an O-ring or has such a ring.
3. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, bei der das elastische Element das zweite Gehäuseteil umschließt. 3. Drive unit according to claim 1 or 2, wherein the elastic element encloses the second housing part.
4. Antriebseinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der das elastische Element Gummi, Schaumstoff oder Silikon aufweist. 4. Drive unit according to one of the preceding claims, wherein the elastic element comprises rubber, foam or silicone.
5. Antriebseinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der der piezoelektrische Aktuator mehrere, gestapelte Schichten piezoelektrischen Materials aufweist. 5. Drive unit according to one of the preceding claims, in which the piezoelectric actuator has a plurality of stacked layers of piezoelectric material.
6. Antriebseinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der erster, zweiter und dritter Gehäuseteil becherförmig ausgestaltet sind. 6. Drive unit according to one of the preceding claims, in which the first, second and third housing parts are cup-shaped.
7. Antriebseinheit nach Anspruch 6, bei der das dritte Gehäuseteil den ersten Gehäuseteil aufnimmt und diesen umschließt. 7. Drive unit according to claim 6, wherein the third housing part receives the first housing part and encloses it.
8. Antriebseinheit nach Anspruch 6 oder 7, bei der das erste Gehäuseteil den zweiten Gehäuseteil aufnimmt und diesen umschließt. 8. Drive unit according to claim 6 or 7, wherein the first housing part receives the second housing part and encloses it.
9. Antriebseinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der das dritte Gehäuseteil Enden einen L-förmigen Wandquerschnitt aufweist. 9. Drive unit according to one of the preceding claims, in which the third housing part has ends with an L-shaped wall cross-section.
10. Antriebseinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, die zudem Kontaktierungs- fedem aufweist, die in mechanischen und elektrischen Kontakt mit dem piezo elektrischem Aktuator stehen. 10. Drive unit according to one of the preceding claims, which also has contacting springs which are in mechanical and electrical contact with the piezoelectric actuator.
11. Anzeigeeinheit mit einer B erührob erfl äche und haptischer Rückmeldung an der Berühroberfläche, aufweisend einen berührempfindlichen Bildschirm und eine damit mechanisch gekoppelte Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10. 11. Display unit with a control surface and haptic feedback on the contact surface, having a touch-sensitive screen and a drive unit mechanically coupled therewith according to one of claims 1 to 10.
12. Anzeigeeinheit nach Anspruch 11, ferner aufweisend eine Kontaktschicht, die zwischen dem ersten Gehäuseteil der Antriebseinheit und dem Bildschirm angeordnet ist. 12. Display unit according to claim 11, further comprising a contact layer which is arranged between the first housing part of the drive unit and the screen.
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