ES2209691T3 - Interruptor de contacto destinado a un aparato electrico. - Google Patents
Interruptor de contacto destinado a un aparato electrico.Info
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- H03K2217/96076—Constructional details of capacitive touch and proximity switches with spring electrode
Abstract
Interruptor de contacto para un aparato eléctrico, que presenta un elemento sensor con una superficie sensible de material plano, estando conectado a un accionamiento para el elemento sensor y estando asociado a un indicador luminoso con una caja y elementos luminosos dispuestos dentro de la misma, caracterizado por el hecho de que la superficie sensible (12) se sitúa por encima de la caja (22) y presenta una sección (26) correspondiente a la forma de los elementos luminosos (27, 28) y que rodea esencialmente los elementos luminosos (27, 28) sin recubrirlos.
Description
Interruptor de contacto destinado a un aparato
eléctrico.
La invención se refiere a un interruptor de
contacto para un aparato eléctrico, el cual presenta un elemento
sensor con una superficie sensible de material liso, está conectado
a un accionamiento para el elemento sensor y tiene asociado un
indicador luminoso con una caja en cuyo interior se disponen
elementos luminosos.
Se conocen interruptores de contacto con
superficies sensibles metálicas rectangulares, por ejemplo pistas o
superficies conductoras sobre soportes cerámicos, que pueden estar
alojados flexiblemente. Dichos interruptores de contacto funcionan
sobre una base capacitiva, lo que significa que la aproximación o
contacto de un dedo provoca una modificación en la capacidad del
elemento sensor, que puede ser detectada. Pueden ser presionados
mediante muelles metálicos o similares en la parte inferior de una
cubierta, por ejemplo una placa vitrocerámica de una zona de
cocción. La disposición de dichos elementos sensores flexibles, su
adaptación a un recubrimiento, así como los problemas de
instalación perjudican su aplicación.
La DE-A-197 12
137 presenta un interruptor de contacto según el concepto principal
de la reivindicación 1.
Es un objetivo de la invención crear un
interruptor de contacto que supere las desventajas del estado de la
técnica, mejorado especialmente en lo que respecta a la eficacia,
así como a la variedad de sus aplicaciones.
Este objeto se resuelve colocando la superficie
sensible sobre la caja y presentando una sección correspondiente a
la forma del elemento luminoso, de manera que esencialmente rodea
el elemento luminoso sin recubrirlo. Esto permite disponer la
superficie sensible entre el indicador luminoso y la superficie de
accionamiento o la posición del elemento de accionamiento, sin
tapar el indicador luminoso.
El interruptor de contacto, o bien el elemento
sensor, puede estar colocado bajo una cubierta esencialmente
cerrada; se considera especialmente apropiada una cubierta
transparente para hacer visible el elemento luminoso. Una
posibilidad es una placa vitrocerámica de una zona de cocción
eléctrica. Ventajosamente el elemento sensor se apoya contra la
superficie sensible sobre el lado inferior de la cubierta, en
especial directamente y presionado con cierta fuerza. En caso de
que el accionamiento del interruptor de contacto se realice
mediante el acoplamiento capacitivo de un dedo en el elemento sensor
a través de la cubierta, resulta de gran ventaja el que la
distancia entre la cara superior de la cubierta y la superficie
sensible siempre sea esencialmente la misma. Esto puede lograrse
mediante presión.
Se prefiere que el elemento sensor sea
esencialmente metálico, por ejemplo puede consistir en una chapa
metálica delgada. La superficie sensible es especialmente plana.
Una posibilidad para la fabricación del elemento sensor
anteriormente descrito es realizarlo, o bien troquelarlo, entero y
en una única operación a partir de una superficie, especialmente de
una chapa metálica. Puede presentar al menos una sección para
conectarse conductivamente y/o fijarse eléctricamente a una placa
de base, especialmente a un circuito impreso o similar. La sección
se conforma ventajosamente como una patilla insertable o fija, que
puede formarse a partir del material del elemento sensor mediante
plegado. Según una forma de realización, una patilla fija puede ser
conformada de forma rígida. Según una forma de realización
especialmente preferida, sobre todo en una fabricación de una sola
pieza, las patillas no sobrepasan los límites exteriores de la
superficie básica del elemento sensor, preferiblemente se extienden
por una superficie interior del elemento sensor antes del
plegado.
El elemento sensor puede enmarcar esencialmente
los elementos luminosos, preferiblemente como un marco cerrado.
Según el modo del indicador luminoso, o del accionamiento propuesto
para el interruptor de contacto, el marco puede presentar una
anchura de 1 mm a 5 mm, especialmente variando entre estos valores
con una anchura variable.
Según una forma de realización preferida, el
elemento sensor está en contacto al menos parcialmente con la caja
del indicador luminoso, especialmente sobre la cara superior de la
caja orientada hacia un elemento de accionamiento o hacia la
cubierta. Esto es especialmente ventajoso en indicadores luminosos
con una caja, en la que los elementos luminosos respetan una
distancia evidente desde el borde. Esta distancia puede ser
aprovechada como superficie de contacto para este elemento sensor.
Debido al contacto se permite, sobre todo, una estabilización
mecánica del elemento sensor, sin que sus propias patillas tengan
que soportar la carga.
Según una configuración de la invención
especialmente preferida, la superficie sensible puede presentar un
revestimiento eléctricamente conductivo y al menos parcialmente
flexible. Una cubierta del interruptor de contacto puede presentar
en su parte inferior una superficie irregular, especialmente una
nervadura común, particularmente cuando se trata de una placa
vitrocerámica. Las placas metálicas rígidas descansan por
consiguiente solamente sobre las puntas de las irregularidades más
pronunciadas. Surge un entrehierro molesto y la distancia entre la
superficie de accionamiento y la superficie sensible no es constante
en una producción en serie. Un revestimiento flexible y adaptable,
por lo contrario, se apoya adecuadamente en la parte inferior
irregular de la cubierta evitando así los problemas anteriormente
citados. Se prefieren materiales de plástico o de goma, que son
hechos eléctricamente conductivos mediante la adición de carbono,
hollín, metal o similares. En un entorno de temperaturas elevadas
pueden utilizarse ventajosamente siliconas. El espesor del
revestimiento puede variar, dependiendo de la aplicación y el
desnivel habitual. Es preferible un espesor de 0,1 mm a 2 mm,
especialmente de aproximadamente 0,8 mm. El material flexible puede
presentar una dureza de entre 5 y 20 Shore. Especialmente se
prefieren durezas de aproximadamente 10 a 15 Shore.
Existe la posibilidad de conformar el
revestimiento como una placa de contacto de material flexible,
espumado y eléctricamente conductivo. Especialmente puede ser
elaborado o troquelado a partir de un material en banda y puede ser
instalado preferiblemente después sobre la superficie sensible. La
aplicación o fijación deberá establecer una conducción eléctrica,
pudiéndose lograr por ejemplo mediante un pegamento conductivo o
una cinta adhesiva correspondiente. Existe la posibilidad de prever
placas de contacto a modo de láminas adhesivas o similares sobre
paneles de gran superficie o rodillos largos con una lámina
protectora poco adherente para la capa adhesiva. Puede retirarse de
esta reserva una placa de contacto en cada caso y puede pegarse
sobre una superficie sensible. Para tal objeto han de adoptarse
preferiblemente también procedimientos mecánicos o automáticos
conocidos.
El revestimiento deberá establecer
preferiblemente una conexión eléctrica conductiva en el lado
inferior de la cubierta, de manera que ésta sea conductora de la
electricidad. La resistencia eléctrica del revestimiento, de
superficie a superficie, puede ser de pocos kiloohmios hasta 15
kiloohmios, preferiblemente de aproximadamente 7 kiloohmios en caso
de una placa de contacto con un grosor de aproximadamente 0,8 mm.
Para la resistencia ha de tenerse en cuenta especialmente que se ha
respetado la presión aplicada sobre el revestimiento.
Como elementos luminosos se prefieren aquellos
con una caja esencialmente rectangular con la cara superior plana,
en la cual o por debajo de la cual están dispuestos los elementos
luminosos, y a través de la cual irradian. Los elementos luminosos
son preferiblemente diodos luminosos. En una forma de realización
preferida, el indicador luminoso es un indicador digital,
especialmente un indicador de siete segmentos, los segmentos estando
formados preferiblemente por diodos luminosos. Otra posibilidad son
los LCD, que debido a su radiación de luz reducida deberán estar
dispuestos bajo una cubierta muy translúcida o transparente. Si se
utilizan LCD con iluminación de fondo también son posibles
cubiertas oscuras.
Pueden conectarse circuitos de control al
elemento sensor, por ejemplo relés que según un accionamiento de la
superficie sensible reciben una señal de control de forma
convertida, generada en el elemento sensor, y que activan una
potencia eléctrica. De esta manera se trabaja sobre el elemento
sensor solamente con niveles de señal, mientras que pueden ser
conectadas potencias más grandes por separado con interruptores
comunes con contactos eléctricos o similares.
Estas y otras características se deducen de las
reivindicaciones y además de la descripción y también de los
dibujos, cuyas características pueden llevarse a la práctica
individualmente o varias juntas en forma de combinaciones
alternativas en una forma de realización de la invención, así como
en otros campos, y pueden representar formas de realización
ventajosas adecuadas para ser protegidas, para las cuales se
solicita protección aquí. La subdivisión de la solicitud en partes
individuales, así como en epígrafes intermedios no limita la
información incluida en ellos en su validez general.
En los dibujos que se describen a continuación
con más detalle se representa un ejemplo de una forma de
realización de la invención.
En los dibujos se muestra:
Fig. 1 vista lateral de un elemento sensor no
operativo sobre la caja de un indicador, el cual es presionado con
una placa de contacto flexible contra el lado inferior de una
cubierta,
Fig. 2 vista superior de la disposición según la
figura 1, que indica cómo el elemento sensor, junto con el
revestimiento, enmarca el indicador numérico y está seccionado de
forma correspondiente, así como
Fig. 3 vista superior de un elemento sensor
troquelado a partir de una chapa metálica.
En la Fig. 1 se representa lateralmente un
elemento sensor 11, que presenta una superficie sensible 12, con
una placa de contacto 13 flexible a modo de un revestimiento. El
elemento sensor 11, con la placa de contacto flexible 13, es
apretado contra la parte inferior 15 de una placa vitrocerámica 16.
La parte inferior 15 presenta nervaduras 17 más o menos regulares,
que sin embargo son introducidas sin problema en la placa de
contacto 13. De esta manera, ésta puede adherirse superficialmente
a la parte inferior 15, esencialmente sin entrehierro. En la Fig. 1
se ha elegido el espesor de la placa de contacto 13 de tal modo,
que la profundidad de penetración de las nervaduras 17 corresponde
aproximadamente al 20% de su espesor.
Por medio de dos patillas fijas 19, que salen de
la superficie sensible 12 y de las cuales sólo es visible la
patilla delantera en la Fig. 1, se suelda el elemento sensor 11 a
un circuito impreso 20. Los contactos eléctricos así como los
circuitos están parcialmente omitidos aquí para una compresión más
fácil. Naturalmente, sin embargo, el circuito impreso 20 puede
llevar estos y otros componentes eléctricos y/o electrónicos.
Debajo del elemento sensor 11 está dispuesta la
caja 22 de indicación de siete segmentos 23, que está soldada con
espigas de soldadura 24 al circuito impreso 20. Como puede verse,
el elemento sensor 11 o la superficie sensible 12 descansa sobre el
indicador de siete segmentos 23, siendo soportado entonces por el
mismo. Debido a la forma de realización robusta de las cajas de los
citados indicadores de siete segmentos 23, una disposición según la
Fig. 1 puede asumir ventajosamente la función de distanciador entre
un circuito impreso 20 y una cubierta 16. Las patillas fijas 19
asumen esencialmente la función de establecer contacto eléctrico,
así como la de presionar este elemento sensor 11 hacia abajo contra
el indicador 23.
La representación superior de la Fig. 2 muestra
la forma de marco del elemento sensor 11 con la sección 26, que
esencialmente está formada de forma congruente tanto en la placa de
contacto 13 como en la superficie sensible 12. La configuración
especial de la sección 26 representada en la Fig. 2 reproduce el
trazado exterior de las barras segmentadas 27, así como del punto
luminoso 28 del indicador 23. La superficie sensible 12 se apoya en
toda su longitud sobre la caja 22 del indicador 23 representada con
una línea punteada. Además, sobresale por sus lados siempre un
trozo de las dimensiones externas de un rectángulo. Marcadas con
puntos se muestran las incisiones 30 en la superficie sensible 12,
por las que se doblan las patillas fijas 19 en el plano del dibujo.
La sección puede adaptarse individualmente a la disposición de una
barra segmentada.
La Fig. 3 muestra una vista superior de una
superficie sensible 12, a partir de la cual se ha realizado o
troquelado la sección 26, así como las incisiones 30. Se puede
observar la disposición ventajosa de las patillas no dobladas 19
dentro de la sección 26, lo que permite reducir la superficie de
material necesaria para la fabricación de una superficie sensible
12. Las patillas fijas 19 dispuestas diametralmente en oposición
ofrecen una fijación buena y suficiente del elemento sensor 11
hacia abajo contra la caja 22 del indicador 23. Se puede observar
que las patillas fijas 19 se sitúan cerca de la caja 22 del
indicador 23. Esto puede resultar ventajoso, entre otras cosas, para
un posicionamiento del elemento sensor 11 al introducirlo en el
circuito impreso 20.
Tras la operación de troquelado, puede pegarse
una placa de contacto 13, por ejemplo, según la configuración según
la figura 2, sobre la superficie sensible 12, o sea, sobre la cara
superior del elemento sensor 11. Luego las patas fijas 19 son
dobladas a lo largo de las líneas punteadas.
Una de las grandes ventajas de la invención es
crear una indicación sensible al contacto. El usuario no tiene que
activar superficies sensibles dispuestas separadas del indicador,
que posiblemente deben ser buscadas o asociadas antes. Es
suficiente con apoyar un dedo sobre el indicador luminoso
claramente visible, o la cubierta colocada encima, para iniciar un
proceso de conmutación, por ejemplo, interruptor de
conexión/desconexión del control de una zona de cocción. El tamaño
usual de los indicadores de siete segmentos 23, o bien de las
barras segmentadas 27 contenidas, permite un dimensionado
suficiente de la superficie de accionamiento del elemento sensor 11.
Una forma de los indicadores de este tipo usualmente empleados
presenta una caja con unas dimensiones de aproximadamente 9.5 mm a
13 mm.
Otra gran ventaja es el revestimiento flexible
del elemento sensor 11, por medio del cual será posible en las
superficies sensibles metálicas 12 una adaptación exacta del lado
inferior de una placa vitrocerámica curvada 16, lo que hasta la
fecha aún no se ha logrado. Otras características del material
flexible, como su resistencia eléctrica interna, así como su
resistencia inductiva debido a su conductividad y a su volumen,
inciden ventajosamente en el aprovechamiento de un accionamiento, o
bien pueden contribuir a la supresión de señales de interferencia.
Un accionamiento del elemento sensor puede realizarse a través de
diferentes procedimientos u accionamientos conocidos. Se considera
especialmente ventajosa una disposición de activación contenida en
la patente DE 29721 213.
Claims (10)
1. Interruptor de contacto para un aparato
eléctrico, que presenta un elemento sensor con una superficie
sensible de material plano, estando conectado a un accionamiento
para el elemento sensor y estando asociado a un indicador luminoso
con una caja y elementos luminosos dispuestos dentro de la misma,
caracterizado por el hecho de que la superficie sensible (12)
se sitúa por encima de la caja (22) y presenta una sección (26)
correspondiente a la forma de los elementos luminosos (27, 28) y
que rodea esencialmente los elementos luminosos (27, 28) sin
recubrirlos.
2. Interruptor de contacto según la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el
elemento sensor (11) está fijado bajo una cubierta, especialmente
una cubierta transparente, siendo esta preferiblemente una placa
vitrocerámica (16) de una zona de cocción eléctrica, y/o el elemento
sensor (11) se apoya con la superficie sensible (12) de forma
particularmente presionada contra la parte inferior (15) de la
cubierta (16).
3. Interruptor de contacto según al menos una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho
de que el elemento sensor (11) consiste esencialmente en una chapa
de metal.
4. Interruptor de contacto según al menos una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho
de que el elemento sensor (11) presenta al menos una sección
formada como una patilla fija (19) particularmente rígida, estando
ésta última preferiblemente troquelada y/ o plegada a partir de la
superficie de base, particularmente de una superficie interior (26)
de la superficie sensible (12).
5. Interruptor de contacto según al menos una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho
de que el elemento sensor (11) enmarca esencialmente el elemento
luminoso (27, 28), estando conformado preferiblemente a modo de un
marco periférico, especialmente con una anchura de 1 mm a 4 mm.
6. Interruptor de contacto según al menos una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho
de que el elemento sensor (11) se apoya al menos parcialmente en la
caja (22), especialmente en la parte superior de la caja orientada
hacia la cubierta (16) y/o en el accionamiento que se apoya
preferiblemente en el borde de la caja.
7. Interruptor de contacto según al menos una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho
de que la superficie sensible (12) presenta un revestimiento (13)
eléctricamente conductivo al menos parcialmente flexible,
especialmente de plástico o de goma, presentando preferiblemente un
espesor de 0,1 mm a 2 mm, especialmente de aproximadamente 0,8 mm;
porque el revestimiento es una placa de contacto (13) de espuma
eléctricamente conductiva, elaborada especialmente a partir de un
material en banda, pudiendo ser preferiblemente aplicada sobre la
superficie sensible (12); porque la resistencia eléctrica del
revestimiento (13) de superficie a superficie se sitúa entre 1
kiloohmio y15 kiloohmios, preferiblemente en aproximadamente 7
kiloohmios; y/o porque el revestimiento flexible (13) presenta una
dureza de 5 a 20 Shore, preferiblemente de 10 a 15 Shore.
8. Interruptor de contacto según al menos una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho
de que el indicador luminoso (23) presenta una caja (22)
esencialmente rectangular con una cara superior plana en la que
están dispuestos los elementos luminosos (27,28).
9. Interruptor de contacto según al menos una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho
de que el indicador luminoso (23) es un indicador digital,
presentando especialmente diodos luminosos (27, 28),
preferiblemente un indicador de siete segmentos.
10. Interruptor de contacto según al menos una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho
de que el dispositivo de control del elemento sensor (11) está
provisto de dispositivos de conmutación para generar una potencia
eléctrica conforme a la señal de mando emitida por el efecto sobre
la superficie sensible (12).
Applications Claiming Priority (2)
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