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Dokumentenidentifikation DE69733885T2 09.02.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0000901719
Titel NICHTLINEARES HIN- UND HERBEWEGBARES GERÄT
Anmelder Motorola, Inc., Schaumburg, Ill., US
Erfinder McKEE, M., John, Hillsboro Beach, US;
BRINKLEY, Eugene, Gerald, Wellington, US;
MACNAK, Paul, Philip, Wellington, US;
MITTEL, E., James, Boynton Beach, US
Vertreter SCHUMACHER & WILLSAU, 80335 München
DE-Aktenzeichen 69733885
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 05.05.1997
EP-Aktenzeichen 979245750
WO-Anmeldetag 05.05.1997
PCT-Aktenzeichen PCT/US97/07515
WO-Veröffentlichungsnummer 0097047092
WO-Veröffentlichungsdatum 11.12.1997
EP-Offenlegungsdatum 17.03.1999
EP date of grant 03.08.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.02.2006
IPC-Hauptklasse H04B 3/36(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse H04Q 1/30(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      G08B 5/22(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      G08B 3/00(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      G10K 1/064(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      G08B 6/00(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf elektromagnetische Wandler und insbesondere auf ein nichtlineares hin und her bewegbares Gerät, das ein nichtlineares Schaltschütz verwendet.

Hintergrund der Erfindung

Seit kurzem ist eine neue Generation nicht rotierender elektromagnetischer Wandler für tragbare Kommunikationsgeräte, wie z. B. Pager, zum Betrieb als taktile Alarmierungsgeräte erhältlich. Die neue Generation nicht rotierender elektromagnetischer Wandler hat die von den Wandlern verbrauchte Energie erheblich reduziert und hat den akustischen Geräuschpegel, der entwickelt wurde, wenn der Wandler sich im tatsächlichen Betrieb befindet, im Vergleich zu den früheren Motorgewichtsausgleichsmechanismen erheblich reduziert. Die erzielten Vorteile hat es nicht ohne einen Kompromiss bei der Schaltung, die erforderlich ist, um die nicht rotierenden elektromagnetischen Wandler anzutreiben, gegeben. Da die nicht rotierenden elektromagnetischen Wandler nichtlineare Federglieder verwenden, haben die Wandler im Allgemeinen externe Treiberschaltungen benötigt, um ein Kippfrequenztreibsignal zum Maximieren ihrer Ausgangsleistung während des Betriebs zu erzeugen. Zwar haben sich diese externen Treiberschaltungen bei einer Maximierung der Ausgangsleistung der nicht rotierenden elektromagnetischen Wandler als sehr nützlich erwiesen, doch haben sie sich der natürlichen mechanischen Systemreaktion der Wandler bestenfalls nur angenähert.

Die Anforderung für externe Treiberschaltungen sind bei früher in energieversorgten in bestimmten Funkanwendungen verwendeten elektromagnetischen Vibratorgeräten, die eine lineare federnde Zunge, einen Elektromagneten und ein Paar von starren Unterbrecherkontakten in Verbindung mit einem Aufwärtstransformator verwendet haben, im Wesentlichen überwunden worden. Wenn das elektromagnetische Vibratorgerät mit einer Speicherbatterie verbunden wurde, wurde Energie durch Unterbrechen des Stroms, der von der Batterie durch die Primärseite des Transformators floss, erhalten. Solche elektromagnetischen Vibratorgeräte stellten den zur Primärseite des Transformators gelieferten Strom her und kehrten ihn um durch regelmäßiges Unterbrechen des Stroms mit dem Paar von Unterbrecherkontakten und Umkehren der an die Primärseite des Transformators angelegten Spannung, was dazu führte, dass ein magnetisches Wechselfeld erzeugt wurde, welches eine erhöhte Spannung in der Sekundärseite des Transformators induzierte. Automobilhupen und Türglockensummer sind Beispiele für weitere solche selbst unterbrechenden Geräte. Es versteht sich, dass alle diese Geräte lineare federnde Zungen, wie z. B. flexible freitragende Träger oder Membrane als die Kontaktelemente verwendet haben, die sich mit starren Schaltschützelementen verbinden, was diese Geräte nur auf einer einzigen Frequenz abhängig von den externen Schaltungselementen, denen die elektromagnetischen Vibratorgeräte zugeordnet waren, betriebsbereit gemacht hat.

Das US Patent Nummer 5,546,069 beschreibt einen elektromagnetischen Resonanzwandler mit gespanntem Anker zur Verwendung in tragbaren Kommunikationsgeräten zur Erzeugung von taktilen Alarmen.

Benötigt wird eine Vorrichtung zum Antreiben eines nicht rotierenden elektromagnetischen Wandlers, welche eine komplizierte externe Treiberschaltung nicht benötigt. Ebenfalls benötigt wird eine Vorrichtung zum Selbsterregen des nicht rotierenden elektromagnetischen Wandlers in einer Art und Weise, die nicht auf die externen Schaltungselemente angewiesen ist, sondern vielmehr auf die natürliche Reaktion des nicht rotierenden elektromagnetischen Wandlers. Des Weiteren wird eine Vorrichtung zum Antreiben des nicht rotierenden elektromagnetischen Wandlers benötigt, welche die natürliche mechanische Systemreaktion des nicht rotierenden elektromagnetischen Wandlers verwendet, um die taktile Ausgangsleistung des nicht rotierenden elektromagnetischen Wandlers über den nichtlinearen Betriebsbereich des nicht rotierenden elektromagnetischen Wandlers zu maximieren. Und des Weiteren wird eine Vorrichtung zum Selbsterregen des nicht rotierenden elektromagnetischen Wandlers benötigt, welche dazu führt, dass eine Betriebsfrequenz in Erwiderung auf die natürliche Reaktion des nicht rotierenden elektromagnetischen Wandlers dynamisch gekippt wird, demzufolge eine taktile Energieausgangsleistung maximiert wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein hin und her bewegbares Gerät zur Verfügung gestellt, wie in den begleitenden Ansprüchen vorgetragen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine explodierte Darstellung eines nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts unter Verwendung eines einpoligen nichtlinearen Schaltschützes gemäß der vorliegenden Erfindung.

2 ist eine explodierte Darstellung eines nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts unter Verwendung von zweipoligen nichtlinearen Schaltschützen gemäß der vorliegenden Erfindung.

3 ist eine Teilquerschnittsansicht eines einstellbaren nachgiebigen Schaltschützes gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung.

4 ist eine Teilquerschnittsansicht eines nicht einstellbaren nachgiebigen Schaltschützes gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung.

5 ist eine Querschnittsansicht des nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts unter Verwendung eines nachgiebigen Schaltschützes gemäß der vorliegenden Erfindung.

6 ist eine zusammengesetzte Draufsicht, die die Treiberschaltungsplatine und die Spulenkontakte veranschaulicht.

7 ist ein Diagramm, das den Impulsausgang als eine Funktion der Unterbrechungsfrequenz für das in 1 dargestellte einpolige nichtlineare hin und her bewegbare Gerät darstellt.

8 ist ein elektrisches Schaltschema, das die Treiberschaltung für ein nichtlineares hin und her bewegbares Gerät unter Verwendung eines nachgiebigen Schaltschützes gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.

9 ist ein Diagramm, das den Impulsausgang für ein nichtlineares hin und her bewegbares Gerät unter Verwendung eines zweipoligen nachgiebigen Schaltschützes gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.

10 ist ein elektrisches Schaltschema, das die Treiberschaltung für ein nichtlineares hin und her bewegbares Gerät unter Verwendung eines zweipoligen nachgiebigen Schaltschützes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

11 ist ein elektrisches Blockdiagramm einer Hochleistungstreiberschaltung für ein nichtlineares hin und her bewegbares Gerät unter Verwendung eines zweipoligen nachgiebigen Schaltschützes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

1214 sind Wellenformen, die den Betrieb des nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts unter Verwendung eines nachgiebigen Schaltschützes gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

1 ist eine explodierte Darstellung eines nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts 100, welches ein nichtlineares Schaltschütz gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet. 1 veranschaulicht und bezeichnet auch externe Bauteile, die mit dem nichtlinearen hin und her bewegbaren Gerät 100 gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden sind, die verwendet werden, um einen Betrieb zu ermöglichen. 1 stellt eindeutig die Einfachheit der externen Treiberschaltung im Vergleich zu derjenigen, die für herkömmliche nicht rotierende elektromagnetische Wandler erforderlich ist, unter Beweis.

Das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 100 umfasst einen Anker 12, der ein oberes nichtlineares Aufhängeglied 14 und ein unteres nichtlineares Aufhängeglied 16 umfasst, einen Stützrahmen 24, der eine Spule 26 umfasst, eine einen Magnethalter 20 und zwei Dauermagneten 22 umfassende magnetische Bewegungsmasse 18 und ein nichtlineares nachgiebiges Glied 70, das als ein nachgiebiges Schaltschütz 50 arbeitet. Der Stützrahmen 24 und die Spule 26 werden zusammen als ein elektromagnetischer Treiber 25 bezeichnet. Im Gegensatz zu den oben beschriebenen herkömmlichen nicht rotierenden elektromagnetischen Wandlern wird der elektromagnetische Treiber 25 durch das nachgiebige Schaltschütz 50 mit Energie versorgt, welches zusammen mit dem oberen nichtlinearen Aufhängeglied 14 als ein Schalter funktioniert (als S2 bezeichnet), der von einer externen Energiequelle, wie z. B. einer Batterie BT, gelieferte Energie mit der Spule 26 durch das obere nichtlineare Aufhängeglied 14 des Ankers 12 und einen externen Schalter S1, der als ein Ein/Aus-Schalter arbeitet, wie unten beschrieben wird, verbindet. Der durch die Verbindung des nichtlinearen nachgiebigen Glieds 70 und des oberen nichtlinearen Aufhängeglieds 14 gebildete Schalter S2 erzeugt eine variable Impulsbreite/variables Frequenzunterbrechungssignal, welche einen Betrieb des nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts 100 ohne die Notwendigkeit für eine komplizierte externe Schaltung bewirkt. Ein tragendes Substrat 46, wie z. B. eine Leiterplatte, kann an dem Stützrahmen 24 befestigt werden, nachdem das nachgiebige Schaltschütz 50 montiert wurde, wie unten beschrieben wird, und wird über dem Stützrahmen 24 durch Abstandsbolzen 62 positioniert, die einen Abstand zwischen dem tragenden Substrat 46 und dem nachgiebigen Schaltschütz 50 während eines Betriebs des nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts 100 zur Verfügung stellen. Eine externe Diode D1 wird an das tragende Substrat 46 in einer in der Technik wohlbekannten Art und Weise, wie z. B. Löten, angebracht, und wird verwendet, um die bei Öffnung des Schalters S2 über die Spule 26 erzeugte Rücklaufspannung zu begrenzen, wie einem ordentlichen Fachmann wohlbekannt ist. Das tragende Substrat 46 wird vorzugsweise aus einem geeigneten Leiterplattenmaterial gebildet, wie z. B. einer G10-Glasepoxidleiterplatte oder FR4-Glasepoxidleiterplatte, und wird verwendet, um Abschlusslötaugen 48 für den Spule 26-Abschluss zur Verfügung zu stellen. Das tragende Substrat 46 wird am Stützrahmen 24 durch leitende Pfosten 64 (von denen vier dargestellt werden) befestigt, ebenfalls in einer in der Technik wohlbekannten Art und Weise, wie z. B. Löten. Es versteht sich, dass das tragende Substrat 46 die Verbindung der externen Schaltungsbauteile, d. h. der Batterie BT, des Schalters S1 und der Diode S1, mit dem nichtlinearen hin und her bewegbaren Gerät 100 ermöglicht und entfernt werden kann, wenn diese Bauteile auf einem tragenden Substrat montiert werden, auf welches das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 100 ebenfalls montiert wird. Es versteht sich auch, dass, obwohl nicht in 1 dargestellt, das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 100 in einem Gehäuse umschlossen werden kann, demzufolge das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 100 zu einem in sich geschlossenen Bauteil gemacht wird, das direkt an eine Batterie BT und einen Schalter S1 angebracht werden kann, um ein taktiles Alarmierungsgerät zur Verfügung zu stellen, wie unten ausführlicher beschrieben wird, wenn der Schalter S1 geschlossen wird. Zwar wird der Schalter 51 als ein mechanischer Schalter dargestellt, doch versteht es sich, dass der Schalter S1 auch durch einen elektronischen Schalter, wie z. B einen Transistorschalter, zur Verfügung gestellt werden kann.

Eine ausführliche Beschreibung eines Resonanzimpulswandlers mit gespanntem Anker, der dem nichtlinearen hin und her bewegbaren Gerät 100 der vorliegenden Erfindung ähnlich ist, kann in der von Holden et al. am 17. November 1994 eingereichten U.S. Patentanmeldung Nummer 08/341,242 mit dem Titel "Taut Armature Resonant Impulse Transducer" gefunden werden, die dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung übertragen ist und die durch den Verweis hier umfasst ist.

Die Spule 26 wird durch das nachgiebige Schaltschütz 50 gespeist, wobei ein unterbrochenes elektromagnetisches Feld herbeigeführt wird, welches die Hin- und Herbewegung der magnetischen Bewegungsmasse 18 erzeugt. Der elektromagnetische Treiber 25 wird vorzugsweise unter Verwendung eines Spritzgießverfahrens hergestellt, wobei die Spule 26 in den Stützrahmen 24 geformt wird, ebenso wie die leitenden Pfosten, die isoliert sind, und mit denen die nichtlinearen Aufhängeglieder verbunden werden, wie unten beschrieben wird. Das obere nichtlineare Aufhängeglied 14 und das untere nichtlineare Aufhängeglied 16 befestigen sich am Stützrahmen 24 unter Verwendung von Anschlussflächen 28, die als zwei obere Anschlussflächen, welche über eine Form eines doppelten Kegelstumpfs verfügen, und zwei untere Anschlussflächen (von denen nur eine zu sehen ist), welche über eine Form eines einzelnen Kegelstumpfes verfügen, dargestellt werden. Die oberen und unteren nichtlinearen Aufhängeglieder 14, 16 werden unter Verwendung z. B. eines Wärme- oder Ultraschallfügeverfahrens am Platz befestigt, nach welchem unter Verwendung eines elektrischen Verbindungsverfahrens, wie z. B. Löten, das obere Aufhängeglied 14 mit einem der leitenden Pfosten 64 durch einen Kontakt 66 verbunden wird. Ein nichtlineares nachgiebiges Glied 70 befestigt sich ebenfalls am Stützrahmen 24 durch den oberen Kegelstumpfabschnitt 60 der zwei oberen Anschlussflächen und wird ebenfalls unter Verwendung z. B. eines Wärme- oder Ultraschallfügeverfahrens am Platz befestigt, nach welchem das nichtlineare nachgiebige Glied 70 ebenfalls unter Verwendung eines elektrischen Verbindungsverfahrens, wie z. B. Löten, mit einem anderen der leitenden Pfosten 64 durch einen Kontakt 68 verbunden wird. Wenn ein Gehäuse zur Verfügung gestellt wird, würde eine Grundplatte über die vier unteren Pfosten 44 (gegenüber dem Spule 26-Abschluss) positioniert werden, die dann unter Verwendung eines Fügeverfahrens, wie z. B. eines Wärme- oder Ultraschallfügens, umgeformt werden, um die Grundplatte am Stützrahmen 24 zu befestigen, demzufolge der Gehäusedeckel angebracht werden kann.

Die magnetische Bewegungsmasse 18 umfasst einen Magnethalter 20 und zwei Dauermagneten 22. Der Magnethalter 20 wird vorzugsweise unter Verwendung eines Druckgussverfahrens hergestellt und wird vorzugsweise aus einem Druckgussmaterial, wie z. B. der Zamak 3 Zinkdruckgusslegierung, gegossen. Der Magnethalter 20 wird geformt, um Endeinspannungen und oben bis unten- Einspannungen zur Verfügung zu stellen, die verwendet werden, um die zwei Dauermagneten 22 während einer Anordnung an den Magnethalter 20 anzubringen. Der Magnethalter 20 umfasst des Weiteren Stützen, die das Masse zu Volumen-Verhältnis des Magnethalters 20 maximieren und die sich in die Öffnungen der oberen und unteren nichtlinearen Aufhängeglieder 14, 16 und des nachgiebigen Schaltschützes 50, wie in 1 dargestellt, einfügen. Die Dicke des Magnethalters 20 ist an den Endeinspannungen vermindert, um die Auslenkung der magnetischen Bewegungsmasse 18 während eines Betriebs zu maximieren. Vier Flansche (von denen zwei in der Mitte des Magnethalters 20 dargestellt werden) werden verwendet, um das obere nichtlineare Aufhängeglied 14 und ein unteres nichtlineares Aufhängeglied 16 unter Verwendung eines Fügeverfahrens, wie z. B. Orbitalnieten, am Magnethalter 20 zu befestigen.

Das nachgiebige Schaltschütz 50 stellt in einer ersten Ausführungsform einen einstellbaren Kontakt zur Verfügung, der durch eine Stellschraube 54 zur Verfügung gestellt wird, die am Mittelpunkt ein Blechglied 70 in Eingriff bringt und Anzapfen der sich daraus ergebenden Öffnung; und einen festen Kontakt 58, der am Mittelpunkt des oberen nichtlinearen Aufhängeglieds 14 gebildet wird. Bei der Stellschraube 54 handelt es sich als Beispiel um eine 2-56 Linsenmetallschraube, die eine Feineinstellung der Kontaktöffnung und Druck zur Verfügung stellt.

Betrieblich ist der nachgiebige Schaltschütz 50-Kontakt (S2) geschlossen, wenn das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 100 abgeschaltet ist. Ein Schließen des Kontakts kann eingestellt werden, indem die Stellschraube 54 eingestellt wird, um den festen Kontakt 58 in Eingriff zu nehmen. Wenn an das nachgiebige Schaltschütz 50 Energie angelegt wird, wie z. B. durch das Schließen von Schalter S1, wird an die Spule 26 eine Gleichstrom (DC)-Speisespannung angelegt, die einen Stromfluss durch die Spule 26 in eine Richtung herbeiführt, so dass das erzeugte elektromagnetische Feld dazu führt, dass die magnetische Bewegungsmasse 18 nach unten verschoben wird, demzufolge die Stromversorgung zur Spule 26 durch das nachgiebige Schaltschütz 50 unterbrochen wird. Die Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse kehrt schließlich zur Mitte oder Ruhelage zurück, während die nichtlinearen Aufhängeglieder 14, 16 eine Rückstellkraft zur Verfügung stellen, die lotrecht zur Hin- und Herbewegung der magnetischen Bewegungsmasse 18 ist, und ein elektrischer Kontakt mit dem nachgiebigen Schaltschütz 50 wird abermals hergestellt, nur wird dieses Mal auf Grund der Bewegungen der magnetischen Bewegungsmasse 18 das nachgiebige Schaltschütz 50 in eine Richtung entgegengesetzt der Rückstellkraft verschoben. Die Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse 18 wird durch den Stromfluss durch die Spule 26 wiederholt. Die Amplitude der Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse 18 erhöht sich über eine Zeitperiode und gleichzeitig erhöht sich die Frequenz der Hin- und Herbewegung der magnetischen Bewegungsmasse 18 ebenfalls, wie unten ausführlicher erläutert wird. Die Hin- und Herbewegung der magnetischen Bewegungsmasse 18 wird durch die nichtlinearen Aufhängeglieder 14, 16 und den elektromagnetischen Treiber 25 in taktile Energie umgewandelt, die verwendet werden kann, um, als ein Beispiel, bei Verwendung in einem Kommunikationsgerät einen Benutzer über den Empfang einer Meldung zu alarmieren.

2 ist eine explodierte Darstellung eines nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts 200 unter Verwendung von zweipoligen nichtlinearen Schaltschützen gemäß der vorliegenden Erfindung. Im Gegensatz zum nichtlinearen hin und her bewegbaren Gerät 100 von 1, welches nur ein einzelnes nachgiebiges Schaltschütz 50 verwendet, verwendet das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 200 zwei nachgiebige Schaltschütze, ein erstes nachgiebiges Schaltschütz 50, das einen Schalter S2A bildet, und ein zweites nachgiebiges Schaltschütz 72, das einen Schalter S2B bildet, wie unten ausführlicher beschrieben wird. Das obere nichtlineare Aufhängeglied 14 und das untere nichtlineare Aufhängeglied 16 werden am Stützrahmen 24 durch Anschlussflächen 28 (von denen drei dargestellt werden), die über eine Form eines doppelten Kegelstumpfes verfügen, befestigt. Die oberen und unteren Aufhängeglieder 14, 16 werden unter Verwendung zum Beispiel eines Wärme- oder Ultraschallfügeverfahrens wie oben beschrieben am Platz befestigt, nach welchem das obere Aufhängeglied 14 mit einem der leitenden Pfosten 64 durch einen Kontakt 66 verbunden wird, und das untere Aufhängeglied 16 durch einen Kontakt 76 ebenfalls mit dem leitenden Pfosten 64 verbunden wird, unter Verwendung eines elektromechanischen Verbindungsverfahrens, wie z. B. Löten, wie oben beschrieben. Das nichtlineare nachgiebige Glied 70 und ein nichtlineares nachgiebiges Glied 74 befestigen sich ebenfalls am Stützrahmen 24 durch den oberen Kegelstumpfabschnitt 60 der oberen beziehungsweise unteren Anschlussflächen und werden unter Verwendung zum Beispiel ebenfalls eines Wärme- oder Ultraschallfügeverfahrens wie oben beschrieben am Platz befestigt, nach welchem das nichtlineare nachgiebige Glied 70 durch einen Kontakt 68 mit einem anderen der leitenden Pfosten 64 verbunden wird, und das nichtlineare nachgiebige Glied 74 durch einen Kontakt 78 mit einem leitenden Pfosten 64 verbunden wird, ebenfalls unter Verwendung eines elektromechanischen Verbindungsverfahrens, wie z. B. Löten, wie oben beschrieben.

Im Gegensatz zum nichtlinearen hin und her bewegbaren Gerät 100 wird das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 200, welches zweipolige nachgiebige Schaltschütze verwendet, durch eine geteilte Energiequelle gespeist, wie sie z. B. durch externe Batterien BT1 und BT2 zur Verfügung gestellt wird, die in Reihe geschaltet sind, und die einen gemeinsamen Knoten an der elektrischen Verbindung zwischen den Batterien zur Verfügung stellen, um ein gemeinsames Potential oder Bezugspotential zur Verfügung zu stellen; ein erstes Potential, das positiv ist, und ein zweites Potential, das negativ ist bezüglich der Erde.

Betrieblich wird das nachgiebige Schaltschütz 50 (S2A) für gewöhnlich geschlossen, wenn das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 200 abgeschaltet wird, und das nachgiebige Schaltschütz 72 (S2B) wird für gewöhnlich geöffnet. Wenn Energie an das nachgiebige Schaltschütz 50 angelegt wird, wie z. B. durch ein Schließen des externen Schalters S1, wird die Speisespannung von der Batterie BT1 an die Spule 26 angelegt, welche einen Stromfluss durch die Spule 26 in eine Richtung herbeiführt, so dass das erzeugte elektromagnetische Feld dazu führt, dass die magnetische Bewegungsmasse 18 nach unten verschoben wird, demzufolge die Stromversorgung zur Spule 26 durch das nachgiebige Schaltschütz 50 unterbrochen wird. Die Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse 18 schließt schließlich das nachgiebige Schaltschütz 72 und die Speisespannung von der Batterie BT2 wird dann an die Spule 26 angelegt, welche einen Stromfluss durch die Spule 26 in eine entgegen gesetzte Richtung herbeiführt, so dass das erzeugte elektromagnetische Feld dazu führt, dass die magnetische Bewegungsmasse 18 nach oben verschoben wird, demzufolge die Stromversorgung zur Spule 26 durch das nachgiebige Schaltschütz 72 unterbrochen wird. Die Amplitude der Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse 18 erhöht sich über eine Zeitperiode und gleichzeitig erhöht sich die Frequenz der Hin- und Herbewegung der magnetischen Bewegungsmasse 18 über eine Zeitperiode und gleichzeitig erhöht sich die Frequenz der Hin- und Herbewegung der magnetischen Bewegungsmasse 18 ebenfalls, wie unten ausführlicher erläutert wird. Im Gegensatz zum nichtlinearen hin und her bewegbaren Gerät 100, wobei die magnetische Bewegungsmasse 18 nur in eine einzige Richtung getrieben wird, wird das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 200 in zwei entgegen gesetzte Richtungen getrieben, wobei die Amplitude und Frequenz des Betriebs bedeutend erhöht werden. Ebenfalls im Gegensatz zur Richtdiode D2, die verwendet wird, um die Rücklaufspannung zu begrenzen, die über die Spule 26 erzeugt wird, wenn sich entweder Schalter S2A oder S2B öffnet, wie einem ordentlichen Fachmann wohl bekannt ist.

3 ist eine Teilquerschnittsansicht eines nachgiebigen Schaltschützes 50, das gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung einstellbar ist. 3 veranschaulicht die relative Lage des oberen nichtlinearen Aufhängeglieds 14 und des nichtlinearen nachgiebigen Glieds 70 und die Stellschraube 54, die die Blechmutter 56 zum Verbinden mit dem festen Kontakt 58 in Eingriff bringt, wenn das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 100 oder nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 200 abgeschaltet wird.

4 ist eine Teilquerschnittsansicht eines nachgiebigen Schaltschützes 50, das gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung nicht einstellbar ist. 4 veranschaulicht die relative Lage des oberen nichtlinearen Aufhängeglieds 14 und des nichtlinearen nachgiebigen Glieds 70 und einen oberen festen Kontakt 82, der sich mit dem festen Kontakt 58 verbindet, wenn das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 100 oder nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 200 abgeschaltet wird.

5 ist eine Querschnittsansicht des nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts 100 unter Verwendung eines nachgiebigen Schaltschützes 50 gemäß der vorliegenden Erfindung. 5 veranschaulicht eindeutig die in den Stützrahmen 24 geformte Spule 26 und veranschaulicht des Weiteren die Einzelheiten der Anordnung des oberen nichtlinearen Aufhängeglieds 14, des nichtlinearen nachgiebigen Glieds 70 und des unteren nichtlinearen Aufhängeglieds 16 am Stützrahmen 24. Es versteht sich, dass der Abstand des nichtlinearen Aufhängeglieds 14 und des nichtlinearen nachgiebigen Glieds 70 in hohem Maße durch das verwendete Fügeverfahren, wie oben beschrieben, gesteuert wird. Es versteht sich, dass der Abstand zwischen dem nichtlinearen Aufhängeglied 14 und dem nichtlinearen nachgiebigen Glied 70 mit der Verwendung eines Abstandshalters (nicht dargestellt) verbessert werden kann, demzufolge die in 4 dargestellte Anordnung mit dem nicht einstellbaren nachgiebigen Schaltschütz leichter ermöglicht wird. Aus 5 ist ebenfalls offensichtlich, dass die Platzierung des tragenden Substrats 46 bei einem Abstand liegt, der ausreichend ist, um eine maximale Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse 18 während eines Betriebs des nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts 100 zu ermöglichen.

6 ist eine zusammengesetzte Draufsicht, die die Treiberschaltungsplatine 46 und den Kontakt der Spule 26 hinweisend auf die Querschnittsansicht für 5 darstellt.

7 ist ein Diagramm, das den Impulsausgang für ein nichtlineares Härtefedersystem darstellt, wie es z. B. von einem herkömmlichen nicht rotierenden elektromagnetischen Wandler und einem nichtlinearen hin und her bewegbaren Gerät 100 unter Verwendung eines nachgiebigen Schaltschützes gemäß der vorliegenden Erfindung aufgewiesen wird. Der herkömmliche nicht rotierende elektromagnetische Wandler wird vorzugsweise angetrieben durch ein Kippfrequenztreibsignal, das zwischen einer Frequenz arbeitet, um einen oberen Impulsausgang 704 zur Verfügung zu stellen. Der obere Impulsausgang 704 entspricht im Wesentlichen der maximalen Steuerfrequenz, auf der es nur einen einzigen stabilen Betriebszustand gibt. Wie aus 7 ersehen werden kann, sind zwei stabile Betriebszustände 704 und 710 möglich, wenn die Steuerfrequenz auf diejenige eingestellt wird, die erfordert wird, um einen Impulsausgang 710 zu erhalten, und während die Frequenz des Treibsignals erhöht wird, können drei Betriebszustände, von denen zwei stabil sind, vorhanden sein, wie z. B. in Vorbildfunktion dargestellt als Impulsausgänge 706, 708 und 712. Es versteht sich, dass nur diejenigen Impulsreaktionen, die auf der Kurve 700 zwischen Betriebszuständen 702 und 704 liegen, für eine Verwendung des herkömmlichen nicht rotierenden elektromagnetischen Wandlers und eines nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts 100 unter Verwendung eines nachgiebigen Schaltschützes gemäß der vorliegenden Erfindung als taktile Alarmierungsgeräte wünschenswert sind, da der Impulsausgang über denjenigen Frequenzbereich verlässlich maximiert wird.

Das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 100 von 1 beginnt, wenn anfangs gespeist, einen Betrieb nahe der grundlegenden Betriebsfrequenz, die in Kurve 700 von 7 als der untere Impulsausgang 702 dargestellt wird. Über eine kurze Zeitperiode erhöht sich die Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse 18 zusehends, während die magnetische Bewegungsmasse 18 das nachgiebige Schaltschütz 50 zunehmend verschiebt, wobei ein elektrischer Kontakt für längere Zeitabstände aufrechterhalten wird und dabei auf die Spule 26 zunehmende Energie übertragen wird, die sich wiederum in eine zunehmende Frequenz über den Frequenzbereich 716, auf der das nichtlineare hin und her bewegende Gerät 100 arbeitet, überträgt. Wie unten beschrieben wird, wird die maximale Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse 18 für ein nichtlineares hin und her bewegbares Gerät 100 unter Verwendung eines einpoligen nachgiebigen Schaltschützes im Vergleich zu einem nichtlinearen hin und her bewegbaren Gerät 200 unter Verwendung eines zweipoligen nachgiebigen Schaltschützes begrenzt, da das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 100 nur während einer Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse 18 in eine einzige Richtung gespeist wird. Der maximale Impulsausgang, der als Folge daraus erzielt wird, ist der Impulsausgang, der als Impulsausgang 714 dargestellt wird.

8 ist ein elektrisches Schaltschema, das die Treiberschaltung eines nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts 100 unter Verwendung eines einpoligen nachgiebigen Schaltschützes 50 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 100 wird als L1 bezeichnet, über welches die Diode D1 verbunden wird. Das nachgiebige Schaltschütz wird als ein Schalter S2 in einer Ruhelage dargestellt, der mit dem nichtlinearen hin und her bewegbaren Gerät L1 in Reihe geschaltet ist. Ein Schalter S1 wird mit dem nichtlinearen hin und her bewegbaren Gerät L1 in Reihe geschaltet und verbindet sich ferner mit einem Anschluss einer Batterie BT, bei welchem es sich, wie dargestellt, um den negativen Batterieanschluss handelt. Der positive Batterieanschluss verbindet sich mit der Ruhelage A von Schalter S2, wobei die Schaltung vervollständigt wird. Der Betrieb des nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts 100 ist wie oben in 1 beschrieben.

9 ist ein Diagramm, das den Impulsausgang für ein nichtlineares hin und her bewegbares Gerät 200 unter Verwendung eines zweipoligen nachgiebigen Schaltschützes 72 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 200 unter Verwendung eines zweipoligen nachgiebigen Schaltschützes 72, wie beim nichtlinearen hin und her bewegbaren Gerät 100 unter Verwendung eines einpoligen nachgiebigen Schaltschützes, beginnt, wenn anfangs gespeist, einen Betrieb nahe der grundlegenden Betriebsfrequenz, die in Kurve 700 als der untere Impulsausgang 702 dargestellt wird. Über eine kurze Zeitperiode erhöht sich die Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse 18, während die magnetische Bewegungsmasse 18 zunehmend das nachgiebige Schaltschütz 50 verschiebt, wobei auf die Spule 26 eine zunehmende Energie übertragen wird, die sich wiederum in eine zunehmende Frequenz, auf der das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 100 arbeitet, überträgt. Da das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 200 ein zweipoliges nachgiebiges Schaltschütz 72 verwendet, wird das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 200 während sowohl der positiven wie auch negativen Verschiebung aktiv gespeist, und der erzielte maximale Impulsausgang ist erheblich größer als das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 100, wobei ein Impulsausgang erzielt wird, der sich Impulsausgang 704 nähert.

Das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 200 von 2 beginnt, wenn anfangs gespeist, einen Betrieb nahe der grundlegenden Betriebsfrequenz, die in Kurve 700 von 9 als der untere Impulsausgang 702 dargestellt wird. Über eine kurze Zeitperiode erhöht sich die Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse 18 zusehends, während die magnetische Bewegungsmasse 18 das nachgiebige Schaltschütz 50 und das nachgiebige Schaltschütz 72 zunehmend verschiebt, wobei ein elektrischer Kontakt für längere Zeitabstände aufrechterhalten wird und dabei auf die Spule 26 zunehmende Energie übertragen wird, die sich wiederum in eine zunehmende Frequenz über den Frequenzbereich 718, auf dem das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 200 arbeitet, überträgt. Wie unten beschrieben wird, maximiert die maximale Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse 18 für ein nichtlineares hin und her bewegbares Gerät 200 unter Verwendung eines zweipoligen nachgiebigen Schaltschützes die gelieferte taktile Energieausgangsleistung, da das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 200 während einer Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse 18 in beide Richtungen gespeist wird. Der maximale Impulsausgang, der als Folge daraus erzielt wird, ist der Impulsausgang, der als Impulsausgang 704 dargestellt wird.

10 ist ein elektrisches Schaltschema, das die Treiberschaltung für ein nichtlineares hin und her bewegbares Gerät 200 unter Verwendung eines zweipoligen nachgiebigen Schaltschützes 72 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 200 wird als L1 bezeichnet, über das die Doppeldiode D1 verbunden wird. Das zweipolige nachgiebige Schaltschütz wird als ein Schalter S2 dargestellt, der eine erste Ruhelage A aufweist, die von dem oberen nichtlinearen Aufhängeglied 14 und dem nichtlinearen nachgiebigen Glied 72 gebildet wird, und eine zweite Arbeitslage B, die von dem unteren nichtlinearen Aufhängeglied 14 und dem nichtlinearen nachgiebigen Glied 74 gebildet wird. Der gemeinsame Knoten von Schalter S2 wird mit dem nichtlinearen hin und her bewegbaren Gerät L1 in Reihe geschaltet. Ein Schalter S1 wird mit dem nichtlinearen hin und her bewegbaren Gerät L1 in Reihe geschaltet und verbindet sich ferner mit dem Bezugspotential der Batterien BT1 und BT2. Der positive Batterieanschluss von Batterie BT1 stellt ein erstes Potential zur Verfügung und verbindet sich mit der Lage A des Schalters S2, wobei die Schaltung vervollständigt wird, während der negative Batterieanschluss von Batterie BT2 ein zweites Potential zur Verfügung stellt und sich mit der Lage B des Schalters S2 verbindet. Ein Betrieb des nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts 200 ist wie oben in 2 beschrieben.

11 ist ein elektrisches Blockdiagramm, das eine Hochleistungstreiberschaltung 1100 für ein nichtlineares hin und her bewegbares Gerät 200 unter Verwendung eines zweipoligen nachgiebigen Schaltschützes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Hochleistungstreiberschaltung 1100 umfasst eine Brückentreiberausgangsschaltung, die P-Kanal MOS-Transistoren Q1 und Q4 und N-Kanal MOS-Transistoren Q2 und Q3 umfasst. Die Drains der P-Kanal MOS-Transistoren Q1 und Q4 verbinden sich mit dem Schaltungsboden. Der Drain des N-Kanal MOS-Transistors Q3 verbindet sich mit der Source des P-Kanal MOS-Transistors Q4 und verbindet sich auch mit einem ersten Anschluss der Spule 26 des nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts 200, bezeichnet als L1. Der Drain des N-Kanal MOS-Transistors Q2 verbindet sich mit der Source des P-Kanal MOS-Transistors Q1 und verbindet sich auch mit dem zweiten Anschluss der Spule 26 des nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts 200. Die Doppeldiode D1 wird mit den ersten und zweiten Anschlüssen des nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts 200 verbunden. Das Gate des P-Kanal MOS-Transistors Q1 verbindet sich mit dem Gate des N-Kanal MOS-Transistors Q3 und mit dem Q-Ausgang eines RS-Flipflops FF1. Das Gate des P-Kanal MOS-Transistors Q1 verbindet sich mit dem Gate des N-Kanal MOS-Transistors Q2 und mit dem Q-Querstrichausgang des RS-Flipflops FF1. Die Source des N-Kanal MOS-Transistors Q3 verbindet sich mit der Source des N-Kanal MOS-Transistors Q2 und verbindet sich auch mit dem Kollektor eines PNP-Transistors Q5. Der Emitter des PNP-Transistors Q5 verbindet sich mit dem positiven Anschluss einer Batterie BT1, während der negative Anschluss der Batterie BT1 sich mit dem Schaltungsboden verbindet. Die Basis des PNP-Transistors Q5 verbindet sich mit einem E0 bezeichneten Signal, welches, wenn hoch, das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 200 abschaltet und wenn niedrig, das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 200 speist. Der Setzeingang S des RS-Flipflops FF1 verbindet sich mit dem Ruhekontakt A des nachgiebigen Schaltschützes S2 und mit einem Anschluss eines Widerstands R2. Der gegenüberliegende Anschluss des Widerstands R2 verbindet sich mit dem Schaltungsboden. Der Rücksetzeingang R des RS-Flipflops FF1 verbindet sich mit dem Arbeitskontakt B des nachgiebigen Schaltschützes S2 und mit einem Anschluss eines Widerstands R1. Der gegenüberliegende Anschluss des Widerstands R1 verbindet sich mit dem Schaltungsboden.

Die Hochleistungstreiberschaltung 1100 von 11 ermöglicht es, dass ein nichtlineares hin und her bewegbares Gerät 200 unter Verwendung eines zweipoligen nachgiebigen Schaltschützes 72 gemäß der vorliegenden Erfindung von einer einzelnen externen Batterie BT1 betrieben wird, während dieselben Betriebseigenschaften zur Verfügung gestellt werden wie beim Angetrieben werden von einer geteilten Energieversorgung wie in 10 oben beschrieben. Ein weiterer Vorteil der Hochleistungstreiberschaltung 1100 liegt darin, dass der Spulenstrom nicht durch das zweipolige nachgiebige Schaltschütz 72 geführt wird, sondern vielmehr durch die Brückentreiberausgangsschaltung geliefert wird, die P-Kanal MOS-Transistoren Q1 und Q4 und N-Kanal MOS-Transistoren Q2 und Q3 umfasst. In Betrieb wird der PNP-Transistor eingeschaltet, wenn das Eingangssignal E0 runter geht, wobei im Wesentlichen die Speisespannung zu den Sourcen der N-Kanal MOS-Transistoren Q2 und Q3 geliefert wird, und wobei des Weiteren die Speisespannung zum Setzeingang S von RS-Flipflop FF1 und Widerstand R2 durch den Ruhekontakt A des nachgiebigen Schaltschützes 72 geliefert wird, das wiederum schaltet N-Kanal MOS-Transistor Q3 ein und P-Kanal MOS-Transistor Q1 ein, wobei Strom durch die Spule 26 in eine erste Richtung getrieben wird, wobei schließlich der Ruhekontakt A geöffnet wird und der Arbeitskontakt B geschlossen wird. Wenn der Arbeitskontakt B geschlossen wird, wird die Speisespannung zum Rücksetzeingang R von RS-Flipflop FF1 und Widerstand R1 geliefert, das wiederum schaltet N-Kanal MOS-Transistor Q2 ein und P-Kanal MOS-Transistor Q4 ein, wobei Strom durch die Spule 26 in eine zweite entgegen gesetzte Richtung getrieben wird, wobei schließlich der Arbeitskontakt B geöffnet wird und der Ruhekontakt A geschlossen wird. Der Zyklus wird mit einer ständig zunehmenden Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse 18 und einer ständig zunehmenden Betriebsfrequenz wiederholt, wie in 9 beschrieben.

1214 sind Wellenformen, die den Betrieb des nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts 100 unter Verwendung eines nachgiebigen Schaltschützes 50 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen. Die dargestellten Wellenformen sind nicht maßstabgerecht und werden nur für Diskussionszwecke zur Verfügung gestellt. 12 stellt ein Freigabesignal 1200 dar, welches das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 100 ein und ausschaltet. Wenn die Freigabesignal 1200-Amplitude hoch ist, wie z. B. wenn der Schalter S1 offen ist, ist das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 100 aus, und wenn die Freigabesignal 1200-Amplitude niedrig ist, wie z. B. wenn der Schalter S1 geschlossen ist, ist das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 100 an.

13 stellt die Unterbrechungssignale 1300 dar, die anfangs durch das nichtlineare nachgiebige Schaltschütz erzeugt werden, wenn das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät von aus zu ein geschaltet wird. Der Strom wird anfangs nur für einen sehr kurzen Zeitabstand zur Spule 26 geliefert und der Zeitabstand, während dessen Strom zur Spule 26 geliefert wird, erhöht sich in Erwiderung auf die zunehmende Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse 18. Ebenfalls wie in 13 dargestellt, erhöht sich, während der Zeitabstand, während dessen Strom zur Spule 26 geliefert wird, sich erhöht, auch die Frequenz der Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse 18 entsprechend, dargestellt als sinkende Zeitabstände T1, T2, T3 und T4.

14 stellt die Unterbrechungssignale 1300 dar, die von dem nichtlinearen nachgiebigen Schaltschütz erzeugt werden, wenn die Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse 18 die maximale Verschiebung erreicht hat und auf einer Frequenz entsprechend dem Impulsausgang 714 für das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 100 oder einer Frequenz entsprechend dem Impulsausgang 704 für das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 200 arbeitet. Wie dargestellt, ist die Impulsbreite PW1 und PW2, die den Zeitabstand darstellen, da Strom zur Spule 26 geliefert wird, nicht konstant, und somit ist die Betriebsfrequenz nicht konstant, wie es in einem linearen Wandler passieren würde, sondern vielmehr variiert die Betriebsfrequenz um die maximale Betriebsfrequenz entsprechend dem Impulsausgang 714 für das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 100 oder die maximale Betriebsfrequenz entsprechend dem Impulsausgang 704 für das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 200.

Der oben beschriebene Betrieb wird ermöglicht, da das obere nichtlineare Aufhängeglied 14 und das nichtlineare nachgiebige Glied 70, die zusammen das nachgiebige Schaltschütz 50 bilden, durch die Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse 18 im Wesentlichen gleichmäßig verschoben werden. Die Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse 18 führt zu einer zunehmenden Verweilzeit, während der der nachgiebige Schaltschützkontakt S2 geschlossen ist, was wiederum zu einer zunehmenden Verschiebung und Frequenz führt. Kein solcher Betrieb wird in einem linearen Vibrator beobachtet, da die Schaltschützkontakte starr sind und durch den Betriebskontakt nicht verschoben werden. Somit wird bei einem linearen Vibrator die Schwingungsfrequenz auf eine einzige Frequenz festgesetzt, im Gegensatz zu der des nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts 100 gemäß der vorliegenden Erfindung.

Zusammengefasst beginnt das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 100 mit einem nachgiebigen Schaltschütz 50 oder das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 200 mit einem zweipoligen nachgiebigen Schaltschütz 72 zunächst den Betrieb auf einer relativ niedrigen Frequenz und erhöht die Frequenz zusehends, während die Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse 18 sich erhöht. Die Amplitude der Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse 18 und die Frequenz, auf der die Verschiebung auf ein in 7 und 9 beschriebenes Niveau stattfindet, und im Gegensatz zu einem linearen Wandler, der auf einer einzigen Verschiebung und einzigen Betriebsfrequenz arbeitet, variiert das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 100 mit einem nachgiebigen Schaltschütz 50 oder das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät 200 mit einem zweipoligen nachgiebigen Schaltschütz 72 in der Frequenz, wie in 14 dargestellt, selbst nachdem die maximale Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse 18 stattgefunden hat.

Zusammengefasst ist ein nichtlineares hin und her bewegbares Gerät, das ein nachgiebiges Schaltschütz verwendet, welches eine komplizierte externe Treiberschaltung nicht benötigt, beschrieben worden. Wie oben ebenfalls beschrieben wurde, ist der Betrieb des nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts bei Versorgung mit Energie selbst erregend und ist nicht abhängig von externen Schaltungselementen, sondern ist vielmehr abhängig von der natürlichen Reaktionsfrequenz des nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts. Wie oben ebenfalls beschrieben wurde, wird die natürliche mechanische Systemreaktion des nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts verwendet, um die taktile Ausgangsleistung über den nichtlinearen Betriebsbereich des nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts zu maximieren. Und schließlich wurde oben beschrieben, dass das nichtlineare hin und her bewegbare Gerät bei Versorgung mit Energie selbst erregend ist, was dazu führt, dass die Betriebsfrequenz des nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts dynamisch gekippt wird, was dazu führt, dass die taktile Energieausgangsleistung des nichtlinearen hin und her bewegbaren Geräts maximiert wird.


Anspruch[de]
  1. Gerät (100) zur Erzeugung einer nicht linearen Hin- und Herbewegung, mit einem Anker (12), der nicht lineare Aufhängeglieder (14, 16) umfasst; einem elektromagnetischen Treiber (25), der mit den nicht linearen Aufhängegliedern (14, 16) gekoppelt ist; und einer durch die nicht linearen Aufhängeglieder (14, 16) aufgehängten magnetischen Bewegungsmasse (18), gekennzeichnet durch:

    einen nachgiebigen Contactor (50), der mit einer Energiequelle (BT) gekoppelt ist und darüber hinaus mit dem Anker (12) verbunden ist, um ein Unterbrechungssignal zu erzeugen;

    den elektromagnetischen Treiber (25), der in Erwiderung auf das Unterbrechungssignal ein elektromagnetisches Feld herbeiführt; und

    die magnetische Bewegungsmasse (18), die mit dem elektromagnetischen Feld zum Erzeugen einer Hin- und Herbewegung der magnetischen Bewegungsmasse (18) in Erwiderung dazu gekoppelt ist, wobei die Hin- und Herbewegung der magnetischen Bewegungsmasse (18) durch die nicht linearen Aufhängeglieder (14, 16) und den elektromagnetischen Treiber (25) in taktile Energie umgewandelt wird.
  2. Gerät (100) zur Erzeugung einer nicht linearen Hin- und Herbewegung nach Anspruch 1, wobei der elektromagnetische Treiber (25) eine Spule (26), die über einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss verfügt, umfasst, und wobei der nachgiebige Contactor (50) sich an den ersten Anschluss koppelt, und wobei sich der zweite Anschluss an ein gemeinsames Potential koppelt.
  3. Gerät (100) zur Erzeugung einer nicht linearen Hin- und Herbewegung nach Anspruch 2, wobei der nachgiebige Contactor (50) mit dem Anker (12) verbunden ist, wenn die Spule (26) nicht mit Energie versorgt wird.
  4. Gerät (100) zur Erzeugung einer nicht linearen Hin- und Herbewegung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Hin- und Herbewegung nicht linear ist, und wobei die nicht lineare Hin- und Herbewegung der magnetischen Bewegungsmasse (18) durch eine Verschiebung des nachgiebigen Contactors (50) bezüglich der magnetischen Bewegungsmasse (18) herbeigeführt wird.
  5. Gerät (100) zur Erzeugung einer nicht linearen Hin- und Herbewegung nach Anspruch 1, wobei die nicht linearen Aufhängeglieder (14, 16) eine Rückstellkraft zur Verfügung stellen, die senkrecht zur Hin- und Herbewegung der magnetischen Bewegungsmasse (18) ist, und wobei das elektromagnetische Feld Bewegung der magnetischen Bewegungsmasse (18) in eine erste Richtung herbeiführt, und die Rückstellkraft Bewegung der magnetischen Bewegungsmasse (18) in eine zweite, entgegen gesetzte Richtung herbeiführt.
  6. Gerät (100) zur Erzeugung einer nicht linearen Hin- und Herbewegung nach Anspruch 1, das darüber hinaus gekennzeichnet ist durch:

    die nicht linearen Aufhängeglieder (14, 16), die erste und zweite nicht lineare Aufhängeglieder (14, 16) umfassen;

    den nachgiebigen Contactor, das erste und zweite nachgiebige Contactoren (50, 72) zum Erzeugen von Unterbrechungssignalen umfasst;

    den elektromagnetischen Treiber (25), der mit den ersten und zweiten nicht linearen Aufhängegliedern (14, 16) und mit den ersten und zweiten nachgiebigen Contactoren (50, 72) gekoppelt ist, um ein elektromagnetisches Wechselfeld in Erwiderung auf die Unterbrechungssignale herbeizuführen; und

    die magnetische Bewegungsmasse (18), die durch die ersten und zweiten nicht linearen Aufhängeglieder (14, 16) aufgehängt ist und mit dem elektromagnetischen Wechselfeld gekoppelt ist, wobei die Hin- und Herbewegung der magnetischen Bewegungsmasse (18) durch die ersten und zweiten nicht linearen Aufhängeglieder (14, 16) und den elektromagnetischen Treiber (25) in taktile Energie umgewandelt wird.
  7. Gerät (100) zur Erzeugung einer nicht linearen Hin- und Herbewegung nach Anspruch 6, wobei die Energiequelle (BT) ein gemeinsames Potential zur Verfügung stellt, ein erstes Potential und ein zweites Potential, und wobei der elektromagnetische Treiber (25) eine Spule (26), die über einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss verfügt, umfasst, wobei der erste nachgiebige Contactor (50) sich an das erste Potential und an den ersten Anschluss koppelt, der zweite nachgiebige Contactor sich an das zweite Potential und auch an den ersten Anschluss koppelt, und wobei ein zweiter Anschluss sich an das gemeinsame Potential koppelt.
  8. Gerät (100) zur Erzeugung einer nicht linearen Hin- und Herbewegung nach Anspruch 7, wobei der erste nachgiebige Contactor (50) mit dem ersten nicht linearen Aufhängeglied (14, 16) verbunden ist, wenn die Spule (26) nicht mit Energie versorgt wird.
  9. Gerät (100) zur Erzeugung einer nicht linearen Hin- und Herbewegung nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei die Hin- und Herbewegung der magnetischen Bewegungsmasse (18) nichtlinear ist und durch Verschiebung des ersten nachgiebigen Contactors (50) durch die magnetische Bewegungsmasse (18) in eine erste Richtung herbeigeführt wird und darüber hinaus durch Verschiebung des zweiten nachgiebigen Contactors (72) durch die magnetische Bewegungsmasse (18) in eine zweite entgegengesetzte Richtung herbeigeführt wird.
  10. Gerät (100) zur Erzeugung einer nicht linearen Hin- und Herbewegung, nach einem der vorangegangenen Ansprüche, das darüber hinaus ein Gehäuse zum Umschließen des die nicht lineare Hin- und Herbewegung erzeugenden Geräts (100) umfasst.
Es folgen 7 Blatt Zeichnungen






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