ES2265103T3 - Conmutador electrico modular y dispositivo de conmutacion electrica comprendiendo al menos tal conmutador. - Google Patents
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Abstract
Conmutador eléctrico modular comprendiendo un primer elemento de conmutación (8) fijado por soldadura sobre una tarjeta de circuito impreso (9) para realizar una función eléctrica determinada, un segundo elemento de conmutación (8) fijado por soldadura a la tarjeta de circuito impreso (9) para realizar una función eléctrica determinada idéntica o diferente de la del primer elemento de conmutación, y una caja (4) basculante de mando (2) prevista para accionar el primero y/o el segundo elemento de conmutación (8), estando esta caja (4) basculante de mando (2) fijada de manera amovible relativamente a los dos elementos de conmutación (8), de manera a poder sustituirse por otra caja basculante de mando diferente (4) para accionar igualmente el primero y/o el segundo elemento de conmutación, de manera a cambiar la función eléctrica o el modo de accionamiento del primero y/o del segundo elemento de conmutación (8) con relación a la precedente caja de mando (4).
Description
Conmutador eléctrico modular y dispositivo de
conmutación eléctrica comprendiendo al menos tal conmutador.
La presente invención se refiere a un conmutador
eléctrico así como a un dispositivo de conmutación eléctrica
comprendiendo un cierto número de estos conmutadores.
Se aplica especialmente y de manera no
limitativa a un tablero de instrumentos de un vehículo tal como un
camión, un autobús, un barco, una máquina de obras públicas o
agrícolas, o cualquier otro tipo de vehículo. A título de ejemplo,
puede igualmente aplicarse a cajas de mando de máquinas
herramienta.
En cada una de estas aplicaciones, los
conmutadores eléctricos del dispositivo de conmutación están
ensamblados a una placa del tablero de instrumentos del vehículo o
de la caja de mando de la máquina herramienta, comprendiendo cada
conmutador al menos un elemento de conmutación de tipo
micro-conmutador fijado por soldadura a una tarjeta
de circuito impreso solidaria a la placa detrás de ésta y paralela,
asegurando el elemento de conmutación una función deseada y
determinada por ejemplo de interruptor o de inversor en la
electrónica implantada sobre la tarjeta de circuito impreso. El
conmutador eléctrico comprende además una caja basculante de mando
del elemento de conmutación atravesando la placa del tablero de
instrumentos estando solidaria, es decir formando una sola pieza,
con el elemento de conmutación, estando la báscula accesible desde
el exterior de manera que un operario pueda accionar el elemento de
conmutación.
Este dispositivo conocido de conmutación tiene
como inconveniente de inmovilizar definitivamente la función de
conmutación eléctrica determinada de cada conjunto de elemento de
conmutación y de caja de mando y, por consiguiente, no permitir una
cierta flexibilidad de cambio de tal función, sino estar obligado a
desoldar este conjunto de la tarjeta de circuito impreso para
sustituirlo por otro conjunto diferente, operación a menudo delicada
a poner en práctica. Por ejemplo, en el caso de un tablero de
instrumentos de un camión de varios conmutadores eléctricos de mando
de diversos aparatos del camión, las funciones eléctricas efectuadas
por ciertos de estos conmutadores deben cambiarse de manera
evolutiva para que el conmutador efectué no solamente la función
eléctrica que le ha sido atribuida sino también una función
eléctrica suplementaria. Tal podría ser el caso por ejemplo de un
conmutador eléctrico destinado al origen para accionar las luces
cortas del camión y que debe utilizarse igualmente a continuación
para accionar luces antiniebla no presentes al origen. En este caso,
es actualmente necesario sustituir integralmente el conjunto del
conmutador después de desoldar éste por otro conmutador destinado a
cumplir esta nueva función suplementaria volviendo a soldar este
último sobre la tarjeta de circuito impreso y reconectando de nuevo
éste a las luces antiniebla.
El documento
DE-A-4137890 describe un conmutador
eléctrico modular comprendiendo un primer elemento de conmutación
fijado por soldadura a una tarjeta de circuito impreso para realizar
una función eléctrica determinada y una caja basculante de mando
prevista para accionar el primer elemento de conmutación, estando
esta caja basculante de mando fijada de manera amovible
relativamente al elemento de conmutación, de manera a poder
sustituirse por otra caja basculante de mando diferente para
accionar el primer elemento de conmutación, de manera a cambiar la
función eléctrica o el modo de accionamiento del primer elemento de
conmutación con relación a la precedente caja de mando.
La presente invención tiene por objeto eliminar
el inconveniente arriba mencionado de los dispositivos de
conmutación conocidos proponiendo unos conmutadores eléctricos
intercambiables que permiten modificar a voluntad la función de cada
uno de estos conmutadores sin operación delicada de desoldar éste de
la tarjeta de circuito impreso.
A tal efecto, el conmutador eléctrico de la
invención es según la reivindicación 1.
Cada caja basculante de mando comprende dos
patas laterales elásticas de bloqueo que pueden introducirse
elásticamente por enclavamiento en dos aberturas respectivamente de
la tarjeta de circuito impreso para fijar de manera amovible la caja
relativamente a cada elemento de conmutación que está alojado en
esta caja.
Ventajosamente, cada caja comprende además,
integrada en ésta, al menos una guía óptica, tal como una fibra
óptica, que permite la retrodifusión de la luz a la báscula de mando
proviniendo de una fuente de luz, tal como un diodo
electroluminiscente fijado por soldadura a la tarjeta de circuito
impreso.
Cada báscula de mando está realizada en una
materia plástica y comprende al menos un símbolo visible desde el
exterior, tal como un pictograma realizado por la técnica llamada
in-mold (sobremoldeo sobre película).
La invención propone igualmente un dispositivo
de conmutación eléctrica de varios conmutadores eléctricos
ensamblados sobre una placa de un tablero de instrumentos de
vehículo, tal como un camión, un barco, una máquina de obras
públicas, un carro elevador, o análogo, comprendiendo cada
conmutador al menos un elemento de conmutación fijado por soldeo a
una tarjeta de circuito impreso solidario a la placa detrás de ésta
y estando sensiblemente paralela, y una caja basculante de mando del
elemento de conmutación atravesando la placa de tablero de
instrumentos con la báscula accesible desde el exterior, y que está
caracterizado porque cada caja está fijada de manera amovible de
manera intercambiable a la tarjeta de circuito impreso encerando en
ésta el elemento de conmutación y puede sustituirse por otra caja de
mando diferente que permite accionar diferentemente el elemento de
conmutación.
El dispositivo comprende ventajosamente dos
elementos de conmutación que pueden asociarse a cada caja basculante
de mando y de los cuales al menos uno de los elementos de
conmutación o los dos elementos de conmutación pueden accionarse
según el tipo de caja de mando elegida para realizar un modo
particular de conmutación o una función eléctrica determinada del
elemento de conmutación accionado.
Cada caja comprende un plastrón permitiendo
recubrir la abertura de la placa a través de la cual está ensamblada
la caja y pudiendo regularse y fijarse en una posición relativamente
a la caja, estando el plastrón fijado de manera amovible a la caja
por dos dedos laterales de la caja introduciéndose elásticamente
sobre muescas laterales del plastrón.
Cada caja de mando está fijada de manera
amovible a la tarjeta de circuito impreso por dos patas laterales
elásticas de bloqueo solidarias a la caja y pudiendo introducirse
por enclavamiento respectivamente en dos aberturas de la tarjeta de
circuito impreso.
La invención se entenderá mejor, y otros
objetivos característicos, detalles y ventajas de ésta aparecerán
con la descripción a continuación haciendo referencia a los dibujos
anexos dados únicamente a título de ejemplo ilustrando un modo de
realización de la invención y en los cuales:
- la figura 1 es una vista en planta de una
placa de tablero de instrumentos de un vehículo comprendiendo varios
conmutadores eléctricos según la invención;
- la figura 2 es una vista de lado según la
flecha II de la figura 1;
- la figura 3 es una vista de lado según la
flecha III de la figura 2;
- la figura 4 es una vista en perspectiva
ampliada de un conmutador de las figuras 1 a 3 en posición montada
sobre una tarjeta de circuito impreso;
- la figura 5 es una vista en perspectiva en
sección con arranque parcial del conmutador eléctrico de la figura
4;
- la figura 6 es una vista en perspectiva con
arranque del conmutador eléctrico de la figura 4 en posición
desmontada de la tarjeta de circuito impreso;
- la figura 7 es una vista en perspectiva de
debajo de una parte del conmutador eléctrico de la figura 4; y
- la figura 8 es una vista en perspectiva con
arranque de una parte del conmutador eléctrico de la figura 4.
El dispositivo de conmutación eléctrico de la
invención se describirá en la aplicación a un tablero de
instrumentos de un vehículo, tal como un camión, un autobús, un
barco, una máquina de obras públicas o agrícolas, un carro elevador
o análogo, pero se entiende que puede aplicarse igualmente a otros
tipos de soporte tal como placas de circuitos electrónicos de
entrefase de mando de todo tipo de aparato, de equipamiento o de
máquina, tal como por ejemplo una máquina herramienta.
Haciendo referencia a las figuras, el
dispositivo de conmutación eléctrica comprende varios conmutadores
eléctricos 1, por ejemplo en un número de tres, que son cada uno con
preferencia del tipo de báscula de mando 2 manejable manualmente, y
ensamblados a una placa 3 de un tablero de instrumentos del vehículo
de manera que los símbolos 2a, tales como pictogramas, de cada
báscula de mando 2 estén visibles desde el exterior.
Cada conmutador eléctrico 1 comprende una caja 4
en la cual está montada pivotante la báscula de mando 2, atravesando
una abertura de paso rectangular 5 de la placa de tablero de
instrumentos 3 y comprendiendo un plastrón 6 de recepción de la
báscula de mando 2 con collarín superior 7 apoyándose sobre la cara
externa de la placa 3 para recubrir la abertura de paso 5 de la caja
4 del conmutador.
El conmutador comprende además al menos un
elemento de conmutación 8 de tipo microconmutador fijado por
soldadura sobre una placa o tarjeta de circuito impreso 9 para
realizar una función eléctrica determinada, tal como la de un
interruptor, de un inversor, en asociación con los diferentes
componentes electrónicos (no representados) fijados sobre esta
tarjeta para cumplir funciones de control y/o de mando
específicos.
Cada elemento de conmutación 8 está constituido
por una pequeña caja o zócalo 10 soldado sobre la tarjeta 9 y de un
órgano de conmutación en forma de pequeño pulsador 11 alojado en el
zócalo 10 y desplazable en éste bajo el mando de la báscula 2 para
realizar el contacto eléctrico deseado sobre el circuito impreso de
la tarjeta 9.
La tarjeta 9 está fijada paralelamente a la
placa de tablero de instrumentos 3 detrás de ésta por cualquier
medio apropiado, tal como conjuntos de tornillos y traviesas
esquematizadas en 12 (figuras 2 y 3).
Según la invención, la caja 4 de cada conmutador
1 está fijada de manera amovible a la tarjeta de circuito impreso 9
de manera a alojar en ésta el elemento de conmutación 8 para
permitir su accionamiento.
A tal efecto, la caja 4 comprende dos patas
laterales elásticas de bloqueo 13 integralmente moldeadas con la
caja 4 y pudiendo introducirse elásticamente por enclavamiento en
dos aberturas respectivamente de la tarjeta 9 realizadas en forma de
entalladuras rectangulares recortadas en cada lado de la tarjeta 9
estando alineadas una con relación a otra. Cada pata de bloqueo 13
tiene su extremidad 13a en forma de gancho apoyándose sobre la cara
correspondiente de la tarjeta 9 opuesta a la comprendiendo el
elemento de conmutación 8 para bloquear la caja 4 a la tarjeta 9,
teniendo la caja 4 su parte inferior abierta permitiendo el paso del
elemento de conmutación 8 y apoyándose por su borde inferior sobre
la tarjeta 9.
Las cajas 4 de los diferentes conmutadores
eléctricos 1 son intercambiables, lo que permite ya a su usuario
elegir entre los diferentes conmutadores eléctricos disponibles el
que corresponderá a la función eléctrica deseada del elemento de
conmutación 8 y a su modo de accionamiento por la báscula
correspondiente 2, por ejemplo un modo de accionamiento permanente
en el cual la báscula 2 ocupa una posición fija correspondiente o un
modo de accionamiento por impulsión en el cual la báscula 2 vuelve
a su posición de origen después del basculeo de ésta.
Evidentemente, cada caja 4 de conmutador
comprende en éste los diferentes órganos mecánicos permitiendo
definir el modo de accionamiento del elemento de conmutación
asociado 8 en su función deseada. Estos órganos son conocidos y
pueden constituirse como representados a las figuras por una palanca
15 montada pivotante en el plastrón 6 alrededor de un eje
transversal bajo la acción de la báscula 2 en un sentido que permite
accionar el elemento de conmutación correspondiente 8, y dos piezas
paralelas idénticas 16 fijadas en la caja 4 debajo de la palanca 15
y comprendiendo cada una al menos una rampa 16a cuya forma define el
modo de accionamiento del elemento del elemento de conmutación 8
asociado a su función eléctrica por desplazamiento sobre ésta de un
brazo 17 formando parte integrante de la palanca 15 para permitirle
seguir la forma de la rampa 16a. Cada brazo 17 tiene su extremidad
libre inferior comprendiendo un órgano 17a asegurando su
desplazamiento sobre la rampa 16a y pudiendo constituirse por una
bola o un frotador retenido en esta extremidad en contra de la
fuerza de retroceso de un resorte. La palanca 15 tiene sus dos
brazos 15a cada uno en forma de horquilla permitiendo arrastrar
verticalmente un pistón P de accionamiento del órgano de conmutación
11 del elemento 8, estando el pistón P montado entre los dos brazos
del brazo de palanca asociado
15a.
15a.
Cada conmutador eléctrico tiene así su propia
configuración interna asociada a la función eléctrica del elemento
de conmutación 8.
Con preferencia, dos elementos de conmutación 8
están soldados a la tarjeta de circuito impreso 9 estando alojados
en la caja correspondiente 4 configurada para accionar de manera
apropiada uno u otro de los órganos 11 de los dos elementos de
conmutación 8 por basculeo de la báscula 2.
Así, por ejemplo, el basculeo en un sentido
determinado de la báscula 2 de un conmutador permite accionar el
elemento de conmutación asociado 8 funcionando en interruptor,
mientras que el basculeo de la báscula 2 en el otro sentido permite
accionar el otro elemento de conmutación 8 funcionando en inversor.
Se podría también considerar que el basculeo en un sentido de la
báscula sea de tipo a impulsión para accionar el elemento de
conmutación asociado 8 que proporcionará entonces una señal
impulsional a un circuito eléctrico de la tarjeta 9.
Si, a continuación, el usuario tuviera que
cambiar la configuración de accionamiento de los elementos de
conmutación 8, por ejemplo suprimiendo la función inversor de uno de
estos dos elementos guardando la función interruptor del otro
elemento, basta con retirar la caja 4 del conmutador comprendiendo
los órganos internos de accionamientos de los elementos de
conmutación respectivamente en interruptor e inversor y sustituirla
por otra caja 4 de conmutador interiormente dispuesto de manera que
la báscula 2 no oscilé en el sentido de accionamiento del elemento
de conmutación 8 del cual se desea parar la función, y esto sin
desoldar este elemento de la tarjeta de circuito impreso 9.
La intercambiabilidad de los diferentes
conmutadores permite igualmente añadir una función eléctrica
prevista en opción. Por ejemplo, el conmutador de origen asociado a
dos elementos de conmutación 8 puede ser del tipo que permite
accionar solamente uno de estos dos elementos y si una nueva función
eléctrica fuese exigida ulteriormente utilizando el otro elemento de
conmutación 8, bastaría con sustituir la caja 4 del conmutador de
origen por otra caja 4 de conmutador diferente permitiendo accionar
igualmente el segundo elemento de conmutación 8. En el caso por
ejemplo de un camión, la añadidura de una nueva función de mando
eléctrico por simple cambio de caja de conmutador podría consistir
en accionar unas luces antiniebla de este vehículo que no tenía
al
origen.
origen.
Los cambios de función eléctrica de los
diferentes elementos de conmutación por intercambiabilidad de las
cajas de conmutador de mandos internos diferentes pueden ser
facilitados por unos circuitos de múltiplexaje permitiendo evitar la
añadidura y/o la supresión de hilos eléctricos formando parte del
cableado presente entre la tarjeta de circuito impreso del tablero
de instrumentos y los diferentes aparatos para accionar y/o
controlar el vehículo.
El conjunto constituido por la caja 4 y el
plastrón 6 de cada conmutador eléctrico está realizado de materia
plástica asimismo que la báscula 2 cuyos símbolos o pictogramas 2a
representando una función determinada están realizados por la
técnica llamada in-mold permitiendo cualquier
posibilidad de color y/o de forma de símbolos y pictogramas y sobre
todo permitiendo un marcado inalterable de estos símbolos o
pictogramas en el tiempo.
Ventajosamente, cada conmutador eléctrico puede
comprender en su caja 4 una o varias guías ópticas de luz 18, tales
como fibras ópticas, permitiendo la retrodifusión de la luz a la
báscula de mando 2 proviniendo de una fuente de luz (no
representada), tal como un diodo electroluminescente, fijado por
soldadura a la tarjeta de circuito impreso y viniendo en frente de
la guía óptica correspondiente 18 cuando la caja 4 está fijada a la
tarjeta de circuito impreso 9. El encendido de las fuentes de luz
puede ser administrado por la electrónica de mando presente en el
circuito impreso de la tarjeta 9 para asegurar unos niveles de
iluminación de noche de las básculas 2 y/o la validación de las
funciones asociadas a los elementos de conmutación 8.
La concepción de cada conmutador eléctrico puede
ser tal que el plastrón 6 sea una pieza moldeada independiente
montada en la caja 4 después de fijación de este último a la tarjeta
de circuito impreso 9. Esta configuración puede ser interesante para
permitir el montaje del plastrón por la parte delantera de la placa
3 del tablero de instrumentos y, ventajosamente, el plastrón 6
comprende, realizada sobre una parte de sus dos paredes laterales,
una serie de muescas 19 que se extienden longitudinalmente sobre las
cuales puede enclavarse elásticamente un dedo lateral 20 de
extremidad curvada moldeado con la caja 4 y que permite bloquear el
plastrón 6 a una posición relativa en la caja 4 para compensar las
diferencias de cuota eventuales pudiendo existir entre la tarjeta de
circuito de circuito impreso 9 y la placa de tablero de intrumentos
3. Tal ensamblado del plastrón 6 a la caja 4 permite a este último
montarse por la parte trasera de la placa 3 cuando ha sido
previamente bloqueado a la tarjeta de circuito impreso 9 o por
delante de la placa 3 cuando la caja 4 debe ser bloqueada a la
tarjeta 9 después de que está última haya sido fijada detrás de la
placa 3.
Cada caja 4 comprende dos peones 21 de
posicionamiento de la caja 4 sobre la tarjeta 9 y por consiguiente
con relación a los elementos de combustión asociados 8. Los dos
peones 21 sobresalen del borde inferior de la parte inferior de
sección rectangular de la caja 4 estando diagonalmente opuestos y
introduciéndose respectivamente en dos perforaciones conjugadas de
la tarjeta 9.
Pudiendo los diferentes módulos de conmutadores
eléctricos implantarse indiferentemente sobre la tarjeta de circuito
impreso 9 permiten modificar a voluntad la o las funciones
eléctricas efectuadas por los elementos de conmutación 8 sin ninguna
operación delicada de desoldadura de estos elementos. Esta
concepción permite no solamente una flexibilidad sobre la
modificación de las funciones eléctricas efectuadas por los
conmutadores eléctricos, pero también una perfecta adaptabilidad al
múltiplexaje.
Claims (7)
1. Conmutador eléctrico modular comprendiendo un
primer elemento de conmutación (8) fijado por soldadura sobre una
tarjeta de circuito impreso (9) para realizar una función eléctrica
determinada, un segundo elemento de conmutación (8) fijado por
soldadura a la tarjeta de circuito impreso (9) para realizar una
función eléctrica determinada idéntica o diferente de la del primer
elemento de conmutación, y una caja (4) basculante de mando (2)
prevista para accionar el primero y/o el segundo elemento de
conmutación (8), estando esta caja (4) basculante de mando (2)
fijada de manera amovible relativamente a los dos elementos de
conmutación (8), de manera a poder sustituirse por otra caja
basculante de mando diferente (4) para accionar igualmente el
primero y/o el segundo elemento de conmutación, de manera a cambiar
la función eléctrica o el modo de accionamiento del primero y/o del
segundo elemento de conmutación (8) con relación a la precedente
caja de mando (4).
2. Conmutador según la reivindicación 1,
caracterizado porque cada caja basculante de mando (4)
comprende dos patas laterales elásticas de bloqueo (13) que pueden
introducirse elásticamente por enclavamiento en dos aberturas (5)
respectivamente de la tarjeta de circuito impreso (9) para fijar de
manera amovible la caja (4) relativamente a cada elemento de
conmutación (8) que está alojado en esta caja.
3. Conmutador según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque cada caja (4) comprende, integrado en
ésta, al menos una guía óptica (18), tal como una fibra óptica,
permitiendo la retrodifusión de la luz a la báscula de mando
proviniendo de una fuente de luz, tal como un diodo
electroluminiscente, fijado por soldadura a la tarjeta de circuito
impreso (9).
4. Conmutador según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque cada báscula de mando (2)
está realizada en una materia plástica y comprende al menos un
símbolo (2a) visible desde el exterior, tal como un pictograma,
realizado por la técnica llamada in-mold.
5. Dispositivo de conmutación eléctrica de
varios conmutadores eléctricos (1) ensamblados en particular sobre
una placa (3) de un tablero de instrumentos de vehículo, tal como un
camión, un barco, una máquina de obras públicas, un carro elevador o
análogo, comprendiendo este dispositivo una tarjeta de circuito
impreso (9) situada detrás de la placa (3) estando sensiblemente
paralela a esta placa (3), comprendiendo este dispositivo al menos
un conmutador eléctrico modular según la reivindicación 1 teniendo
sus dos elementos de conmutación fijados por soldadura a la tarjeta
de circuito impreso (9) y su caja (4) basculante de mando (2) fijada
de manera amovible a esta tarjeta de circuito impreso (9).
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado porque cada caja (4) comprende un plastrón (6)
que permite cubrir la abertura (5) de la placa (3) a través de la
cual está ensamblada la caja (4) y pudiendo regularse y fijarse en
una posición relativamente a la caja (4), que está fijada de manera
amovible a la tarjeta de circuito impreso (9), por dos dedos
laterales (20) de la caja (4) introduciéndose elásticamente sobre
unas muescas laterales (19) del plastrón (6).
7. Dispositivo según la reivindicación 5 ó 6,
caracterizado porque cada caja de mando (4) está fijada de
manera amovible a la tarjeta de circuito impreso (9) por dos patas
laterales elásticas de bloqueo (13) solidarias a la caja (4) y
pudiendo introducirse por enclavamiento en dos aberturas (14)
respectivamente de la tarjeta de circuito impreso (9).
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