Silikonaktor-Technologie von Sateco
Taktile Rückmeldung auf neue Art
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Anwendungsbeispiele
Anwendungsbeispiele gibt es bisher hauptsächlich im Automobilinterieur und ansatzweise in der Medizintechnik. So arbeitete die Sateco-Gruppe für die Bedienhaptik in dekorativen Oberflächen unter anderem mit dem Automobilzulieferer Marquardt GmbH aus Rietheim-Weilheim bei Tuttlingen zusammen und erstellte den Prototyp einer Türbedieneinheit mit integrierter haptischer Rückmeldung in Form eines mechanischen Pulses. Im Gegensatz zu den derzeit umgesetzten Oberflächen mit integrierter haptischer Rückmeldung weist der Demonstrator keinen Spalt zwischen der haptisch aktiven Fläche und der inaktiven Befestigung der Oberfläche auf. Damit lässt sich der Aufbau wesentlich vereinfachen. Durch eine bestimmte Ausformung der Oberfläche ist sogar eine gewisse Konzentration des haptischen Signals auf einen ausgewählten Bereich der Bedienfläche möglich. In diesem Fall ist die haptische Rückmeldung nur dann als ein Klick spürbar, wenn der Finger die Oberfläche in dem ausgewählten Bereich berührt. »Als großer funktioneller Vorteil des Silikonaktors etwa gegenüber piezoelektrischen Aktoren gilt die relativ geräuscharme Erzeugung der haptischen Rückmeldung - eine Eigenschaft, die zur Wertigkeit des Fahrzeugs beiträgt«, merkt Daniel Häfliger an. »Neben dekorativen Oberflächen lässt sich der Silikonaktor auch in Touch-Bildschirmen verbauen. Indem der Silikonaktor den Bildschirm bei Berührung mit dem Finger kurz und schnell bewegt, erhält der Finger eine taktile Rückmeldung als Bestätigung für den Aufruf einer Funktion auf dem Bildschirm.«
Die erwähnten Beispiele nutzen im Wesentlichen die schnelle Bewegung des Aktors aus. Laut Daniel Häfliger gibt es im Automobilinterieur die Tendenz, funktionalen glatten Oberflächen bei Bedarf eine Textur oder Topographie zu geben. »Dies vereinfacht einerseits die Bedienung, weil der Finger Orientierungshilfen bekommt, und ermöglicht andererseits, auf einer Oberfläche nur die Information hervorzuheben, die im Kontext mit einer bestimmten Bediensituation steht«, sagt er. »Damit verringert sich die Ablenkung des Nutzers.« In zwei Demonstratoren hat die Sateco-Gruppe gezeigt, wie dank eines Silikonaktors harte Bedientasten aus einer glatten Oberfläche hervortreten können und Texturen in flexiblen weichen Textiloberflächen erzeugt werden können. Diese Demonstratoren nutzen das volle Potential des Silikonaktors. Einerseits hebt und senkt der Aktor dank seines großen Hubs direkt die Tasten bzw. das Textil aus der Oberfläche. Die Tasten bzw. der bewegliche Teil der Oberfläche sind mit dem Aktor verbunden und werden durch dessen Kontraktion aus der Oberfläche gestoßen und gezogen. Diese Bewegung wirkt spontan und lautlos. Die Tasten bzw. die Textur lassen sich beliebig lange halten. Andererseits kann der Silikonaktor durch eine überlagerte rasche Bewegung eine haptische Rückmeldung erzeugen (etwa ein Puls spürbar als Tastenklick, wie im Demonstrator mit der Marquardt GmbH erläutert), sobald die hervorgehobene Taste bzw. die Textur berührt wird.
In der Medizintechnik eröffnet der Aktor als Ventil oder Pumpe die Möglichkeit zur energieeffizienten Handhabung von Flüssigkeiten. Weil der Silikonaktor eine Auslenkung fast ohne Energiebedarf halten kann, lässt er sich zur Dosierung und zum Dispensen von Flüssigkeit verwenden. Zudem ermöglicht die direkte proportionale Kontrolle der Auslenkung des Silikonaktors eine pulsationsfreie Förderung: »Hubmagnete erzeugen bei jedem Förderhub durch den mechanischen Aufprall des Magneten im Anschlag eine Pulsation«, erklärt Daniel Häfliger. »Silikonaktoren lassen sich so ansteuern, dass der Übergang von einem Förderhub zum anderen kontinuierlich und somit pulsationsfrei verläuft.«
Einen weiteren Vorteil für die Medizintechnik bietet der Silikonaktor durch sein Material: »Weil der Aktor im Wesentlichen aus Silikon besteht, ist es sinnvoll, ihn direkt in gängige medizintechnische Artikel auf Silikonbasis wie etwa Schläuche zu integrieren«, sagt Daniel Häfliger. »Die direkte Integration des Aktors reduziert Grenzflächen, durch die zu fördernde Medien kontaminiert werden können. Zudem lässt sich der Silikonaktor effizient zusammen mit dem Schlauch austauschen.«
Die Sateco-Gruppe hat die Industrialisierung des Silikonaktors SXTA weit vorangetrieben und arbeitet mit mehreren Automobilzulieferern und Industriegüterherstellern an dessen Integration in mechanische Systeme. Zu diesem Zweck sind Muster der ersten Generation kurzfristig verfügbar, inklusive Steuerungselektronik. Die Produktion der zweiten Generation ist in Vorbereitung. Voraussichtlich werden bis Ende 2021 größere Mengen von Silikonaktoren lieferbar. Die Integration beim Kunden lässt sich technisch mittels eigener Erfahrung, Demonstratoren und Versuchen unterstützen.
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