ES2294667T5 - Inidad de conmutación. - Google Patents

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Abstract

Unidad de conmutación (100, 200) con una pieza básica (12) y un elemento de accionamiento (14) móvil respecto a la pieza básica, en la que por medio del movimiento del elemento de accionamiento (14) se puede cerrar un contacto eléctrico, en la que la unidad de conmutación comprende un sensor de contacto (24, 26), con el que al realizar el contacto del elemento de accionamiento (14) o al realizar la aproximación al elemento de accionamiento se puede generar una señal de conmutación, y en la que el sensor de contacto comprende medios de generación de campo (24) para la generación de un campo (28) eléctrico y una electrónica de evaluación (26) para la evaluación de la variación del campo (28) eléctrico y para la generación de la señal de conmutación con un campo eléctrico variable, caracterizada porque los medios de generación de campo están dispuestos en la parte de la pieza básica por debajo del elemento de accionamiento (14).

Description

La invención se refiere a una unidad de conmutación con una pieza básica y un elemento de accionamiento móvil respecto a la pieza básica, en la que por medio del movimiento del elemento de accionamiento se puede cerrar un contacto eléctrico, y en la que el sensor de contacto comprende medios de generación de campo para la generación de un campo eléctrico y una electrónica de evaluación para la supervisión de la variación del campo eléctrico y para la generación de la señal de conmutación con un campo eléctrico variable. El elemento de accionamiento, en este caso, puede ser accionado, en particular, por una persona humana. En función del guiado del elemento de accionamiento, éste se puede hacer accionar respecto a la pieza básica, en particular se puede accionar a lo largo de una dirección, se puede hacer bascular o también se puede girar.
Es deseable realizar con una unidad de conmutación de este tipo varias etapas de conmutación. En este caso se conoce el hecho de conformar el elemento de accionamiento de tal manera que como consecuencia de su movimiento pueda adoptar varios estados de conmutación dispuestos uno tras otro. Esto requiere, sin embargo, un espacio constructivo correspondientemente grande y una mecánica de alojamiento correspondientemente costosa del elemento de accionamiento respecto a la pieza básica.
Del documento US6.774.505B1 se ha dado a conocer un dispositivo de conmutación de un vehículo en el que en la carcasa del conmutador está dispuesto un conmutador de proximidad, que al acercarse una mano humana activa un medio de iluminación.
Del documento US5.270.170 se ha dado a conocer un dispositivo de conmutación con modo de operación doble, en el que en el primer modo de operación se puede detectar un registro de proximidad, y en el segundo modo de funcionamiento se cierra un contacto mecánico. En los dos modos de operación se usan piezas constructivas idénticas.
La presente invención se basa en el objetivo de proporcionar una unidad de conmutación del tipo mencionado al comienzo en la que se puedan realizar al menos dos etapas de conmutación, en la que se requiera el menor espacio constructivo posible, y en la que la unidad de conmutación presente una construcción lo más sencilla posible.
Este objetivo se consigue con una unidad de conmutación con las características de la reivindicación 1 o de la reivindicación 2.
La unidad de conmutación conforme a la invención tiene la ventaja de que la primera etapa de conmutación se realiza al tocar el elemento de accionamiento, o al aproximarse al elemento de accionamiento, sin que el elemento de accionamiento se mueva respecto a la pieza básica. La segunda etapa de conmutación se introduce a continuación por medio del movimiento del elemento de accionamiento. De este modo se pueden realizar dos etapas de conmutación sin que sea necesario espacio constructivo adicional o una mecánica de movimiento adicional para el elemento de accionamiento. En particular, se puede usar una mecánica de accionamiento conocida para el elemento de accionamiento.
Por medio del sensor de contacto se conmuta a continuación la primera etapa de conmutación cuando se realiza un contacto manual del elemento de accionamiento o una aproximación al elemento de accionamiento. La persona que acciona la unidad de conmutación puede llegar, por ejemplo, por medio de un dedo, a la región de registro del sensor de contacto, por medio de lo cual se genera la señal de conmutación.
En este caso, a la unidad de conmutación puede estar asignada una función de conmutación que se puede programar libremente, en la que al tocar o al realizarse la aproximación, como consecuencia de la señal de conmutación, se puede representar para el usuario en una pantalla la función de conmutación correspondiente (primera etapa de conmutación). Una activación de la propia función de conmutación se puede realizar entonces con el accionamiento mecánico del elemento de accionamiento.
Según la invención está previsto que el sensor de contacto comprenda medios de generación de campo para la generación de un campo eléctrico y una electrónica de evaluación para la supervisión de la variación del campo eléctrico y para la generación de la señal de conmutación con un campo eléctrico variable. El campo eléctrico generado por el medio de generación de campo se modifica al realizarse una aproximación al medio de generación de campo o al tocar el elemento de accionamiento; esta variación es registrada por la electrónica de evaluación. Además, la electrónica de evaluación genera con una variación de campo correspondiente la señal de conmutación correspondiente.
En particular, la electrónica de evaluación puede estar dispuesta en la parte de la pieza básica, pudiendo estar dispuestos los medios de generación de campo o bien, igualmente, en la parte de la pieza básica, o, de un modo ventajoso, en la parte del elemento de accionamiento. En el caso de una disposición en la parte de la pieza básica de los medios de generación de campo, estos no se mueven al accionar el elemento de accionamiento con éste. En una disposición en la parte del elemento de accionamiento, los medios de generación de campo se mueven con el movimiento del elemento de accionamiento.
Los medios de generación de campo, en este caso, están de manera que generan un campo que rodea el elemento de accionamiento o también que lo atraviesa. En función del tipo del elemento de accionamiento, los medios de generación de campo pueden estar dispuestos en la disposición al lado del elemento de accionamiento en el elemento de accionamiento o también pueden estar integrados en el elemento de accionamiento. Los medios de generación de campo pueden estar fundidos, por ejemplo, en un elemento de accionamiento hecho de plástico.
Para el caso de que los medios de generación de campo estén dispuestos en el elemento de accionamiento, es necesario prever un acoplamiento eléctrico entre los medios de generación de campo de la parte del elemento de accionamiento y la electrónica de evaluación dispuesta, en particular, en la parte de la pieza básica.
Como medios de generación de campo pueden estar previstos, en particular, condensadores, que están dispuestos o bien en la pieza básica o en el elemento de accionamiento. Los condensadores son adecuados ya que no tienen consumo de corriente de reposo, o muy reducido, y a pesar de ello se puede detectar de un modo seguro una variación del campo. Como condensadores se consideran, en particular, placas de condensador.
En una configuración ventajosa de la invención, el acoplamiento eléctrico comprende otro medio de generación de campo en la parte de la pieza básica, en el que el medio de generación de campo de la parte del elemento de accionamiento interactúa sin contacto con el medio de generación de campo de la parte de la pieza básica de tal manera que una variación del campo eléctrico del medio de generación de campo de la parte del elemento de accionamiento ocasiona una variación del campo eléctrico del medio de generación de campo de la parte de la pieza básica, estando unido entonces el medio de generación de campo de la parte de la pieza básica con la electrónica de evaluación. Como consecuencia de esto está dispuesto un medio de generación de campo en el elemento de accionamiento móvil y un medio de generación de campo en la pieza básica, interactuando los dos medios de generación de campo sin contacto entre ellos. El campo variable del medio de generación de campo de la parte del elemento de accionamiento ocasiona una variación del campo eléctrico del medio de generación de campo de la parte de la pieza básica, lo que se puede detectar por la unidad de evaluación.
En esta forma de realización de la invención los dos medios de generación de campo que han de ser previstos están conformados, preferentemente, como condensadores, cubriendo parcialmente uno de los condensadores el otro condensador, rodeándolo o encerrándolo. Gracias a ello se garantiza que una variación del campo del medio de generación de campo de la parte del elemento de accionamiento se transmita de un modo seguro al condensador de la parte de la pieza básica sin contacto. Los dos condensadores, en este caso, están dispuestos de tal manera que al mover el elemento de accionamiento respecto al cuerpo base no se realiza ningún contacto entre los dos condensadores. En particular se usan los condensadores de placas que rodean una placa con la otra placa, al menos parcialmente, o los condensadores cilíndricos, en los que una superficie potencial rodea la otra al menos parcialmente. Gracias a ello se puede realizar una compensación de tolerancias entre el cuerpo base y el elemento de accionamiento de un modo sencillo.
Adicionalmente puede estar previsto que el elemento de accionamiento pueda realizar frente a la pieza base un movimiento de elevación, giro, desplazamiento y/o péndulo. El elemento de accionamiento, en este caso, puede adoptar respecto a la pieza básica varias posiciones de conmutación.
Según otra forma de realización de la invención puede estar previsto un medio de iluminación para la iluminación del elemento de accionamiento. Esto es ventajoso, en particular, cuando la unidad de conmutación ha de ser accionada en la oscuridad. El elemento de accionamiento, en este caso, puede presentar preferentemente al menos parcialmente una rotura o una sección que deje pasar la luz.
Además, según la invención, se puede pensar en que los medios de generación de campo estén dispuestos entre los medios de iluminación y el elemento de accionamiento, pudiendo comprender los medios de generación de campo una sección o rotura para la luz emitida por el medio de iluminación, de tal manera que el elemento de accionamiento pueda ser transiluminado al menos parcialmente.
Otras particularidades y configuraciones ventajosas de la invención se desprenden de la siguiente descripción, en la que la invención se describe y se explica con más detalle a partir de las formas de realización representadas en el dibujo.
Muestran:
Figura 1 una sección a través de una primera forma de realización de una unidad de conmutación conforme a la invención;
Figura 2 una sección a través de una segunda forma de realización de una unidad de conmutación conforme a la invención.
En las Figuras 1 y 2 están representadas diferentes unidades de conmutación conformes a la invención 100, 200, estando provistos los componentes correspondientes con símbolos de referencia correspondientes.
La unidad de conmutación 100 representada en la Figura 1 en sección comprende una pieza básica 12 y un elemento de accionamiento 14 móvil respecto a la pieza básica 12. El elemento de accionamiento 14 está alojado en este caso de modo móvil en la pieza básica 12. El elemento de accionamiento 14 puede realizar, por ejemplo, un movimiento de elevación a lo largo de la flecha 16, o un movimiento de basculación alrededor del eje 18 al producirse el accionamiento. La posición de alojamiento del elemento de accionamiento en la pieza básica no está representada en las figuras.
El accionamiento del elemento de accionamiento 14 se realiza por medio de una presión sobre la parte superior 20 del elemento de accionamiento opuesta a la pieza básica 12. Cuando se mueve manualmente el elemento de accionamiento 14 de modo correspondiente, entonces se cierra un contacto no representado en las figuras. El elemento de accionamiento 14 puede presentar en este caso varias posiciones de conmutación para la generación de varias etapas de conmutación.
La pieza básica 12 está fijada sobre una placa de circuitos impresos 22.
La unidad de conmutación 100 comprende adicionalmente un sensor de contacto, con el que, al tocar el elemento de accionamiento o al aproximarlo al elemento de accionamiento se puede generar una señal de conmutación. El sensor de contacto comprende en este caso un medio de generación de campo en forma de un condensador 24, así como una electrónica de evaluación 26. El condensador 24 genera en este caso un campo eléctrico en la región de la parte superior 20 del elemento de accionamiento 14. El campo eléctrico está indicado en las figuras con la cifra de referencia
28. La unidad de evaluación 26 acoplada con el condensador 24 supervisa una variación del campo eléctrico y genera una señal de conmutación cuando tiene lugar una variación correspondiente del campo eléctrico al realizarse la aproximación a la parte superior 20, o bien al producirse el contacto con la parte superior 20.
En la forma de realización según la figura 1, el condensador 24 conformado como condensador de placas está dispuesto directamente sobre el cuerpo base 12 por debajo del elemento de accionamiento 14. De modo ventajoso, gracias a ello se conforma un campo eléctrico lo más homogéneo posible que atraviesa la parte superior 20 del modo más perpendicular posible.
En la forma de realización según la Figura 2, el condensador está dispuesto directamente en la parte interior del elemento de accionamiento 14. Al mover el elemento de accionamiento 14, el condensador 24, como consecuencia, se mueve con él. Mientras que en la forma de realización según la figura 1 está previsto un acoplamiento rígido en forma de una línea eléctrica entre el condensador 24 y la electrónica de evaluación 26, en la forma de realización según la figura 2 se requiere un acoplamiento que tenga en cuenta el espacio de holgura de movimiento del elemento de accionamiento 14. Para ello está previsto otro condensador de transmisión 30 dispuesto en serie con el condensador
24. Los dos condensadores 24 y 30, en este caso, interactúan entre ellos, de tal manera que una variación del campo eléctrico del condensador 24 ocasiona una variación del campo eléctrico del condensador de transmisión 30. El condensador de transmisión 30 a 24 está dispuesto en este caso fijo por un lado en la pieza básica 12, y está unido eléctricamente con la unidad de evaluación 26. La otra parte del condensador 24 se puede mover. Los condensadores 24 a 30 están dispuesto, en este caso, de manera que no se tocan en todo el espacio de movimiento del elemento de accionamiento 14, y de manera que se solapan, se rodean o se encierran al menos parcialmente. El condensador de transmisión 30 a 24, en este caso, puede estar conformado, en particular, como condensador de placas que rodea, condensador de 2 placas que rodea, o también como condensador cilíndrico que rodea.
La unidad de conmutación 200 según la figura 2 tiene la ventaja de que se pueden compensar tolerancias de posición del elemento de accionamiento 14 respecto al cuerpo base 12 como consecuencia de la ranura de aire entre los condensadores 24 a 30. Una tolerancia de posición, en este caso, no tiene ninguna influencia en la capacidad de los condensadores, y con ello no modifica la sensibilidad del dispositivo de evaluación.
En la figura 2 está representado además un medio de iluminación 32 con el que se puede iluminar el elemento de accionamiento 14. El elemento de accionamiento 14, en este caso, puede estar conformado al menos en la región central como transiluminable. Para que el condensador 24 no obstaculice una iluminación, el condensador 24 puede presentar en la región 34 central una entalladura.

Claims (8)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Unidad de conmutación (100, 200) con una pieza básica (12) y un elemento de accionamiento (14) móvil respecto a la pieza básica, en la que por medio del movimiento del elemento de accionamiento (14) se puede cerrar un contacto eléctrico, comprendiendo la unidad de conmutación un sensor de contacto (24, 26), con el que al realizar el contacto con el elemento de accionamiento (14) o al realizar la aproximación al elemento de accionamiento se puede generar una señal de conmutación, y en la que el sensor de contacto comprende medios de generación de campo (24) para la generación de un campo (28) eléctrico y una electrónica de evaluación (26) para la supervisión de la variación del campo (28) eléctrico y para la generación de la señal de conmutación con un campo eléctrico variable, caracterizada porque los medios de generación de campo están dispuestos en la parte de la pieza básica por debajo del elemento de accionamiento (14).
  2. 2.-Unidad de conmutación (200) según la reivindicación 1, caracterizada porque medios de generación de campo están dispuestos junto al elemento de accionamiento móvil, o en su interior, porque entre los medios de generación de campo y la electrónica de evaluación está previsto un acoplamiento eléctrico, en la que el acoplamiento eléctrico comprende otro medio de generación de campo (30) en la parte de la pieza básica, en la que el medio de generación de campo (24) de la parte del elemento de accionamiento interactúa con el medio de generación de campo (30) de la parte de la pieza básica, sin contacto, de tal manera que una modificación del campo eléctrico del medio de generación de campo (24) de la parte del elemento de accionamiento ocasiona una variación del campo eléctrico del medio de generación de campo (30) de la parte de la pieza básica, estando unido el medio de generación de campo (30) de la parte de la pieza básica con la electrónica de evaluación (26).
  3. 3.-Unidad de conmutación (100, 200) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la electrónica de evaluación está dispuesta en la parte de la pieza básica.
  4. 4.-Unidad de conmutación (100, 200) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los medios de generación de campo están formados por condensadores (24).
  5. 5.-Unidad de conmutación (200) según la reivindicación 2 y 3 ó 2 y 4, caracterizada porque los dos medios de generación de campo están conformados como condensadores (24, 30), cubriendo, rodeando o encerrando, al menos parcialmente, uno de los condensadores (24 o bien 30) al otro condensador (30 o bien 24).
  6. 6.-Unidad de conmutación (100, 200) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el elemento de accionamiento (14) puede realizar un movimiento de elevación, giro, desplazamiento y/o pendular respecto a la pieza básica (12).
  7. 7.-Unidad de conmutación (100, 200) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque está previsto un medio de iluminación (32) para la iluminación del elemento de accionamiento (14).
  8. 8.-Unidad de conmutación (100) según la reivindicación 7, caracterizada porque los medios de generación de campo
    (24) están dispuestos entre el medio de iluminación (32) y el elemento de accionamiento (14), comprendiendo el medio de generación de campo (24) una sección o rotura (34) para la luz emitida por el medio de iluminación (32), y pudiéndose transiluminar el elemento de accionamiento (14) al menos parcialmente.
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