ES2336472T3 - Unidad de conmutacion con sensor de proximidad. - Google Patents
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Abstract
Unidad de conmutación (100, 200) con un elemento de conmutación (10) accionable por medio de movimiento, y con un sensor de proximidad (18), estando asignado al elemento de accionamiento (10) el sensor de proximidad (18) contactado eléctricamente, caracterizado por el hecho de que el contacto eléctrico del sensor de proximidad (18) se interrumpe en un estado (II) accionado del elemento de accionamiento (10), y en un estado (I) no accionado del elemento de accionamiento está cerrado.
Description
Unidad de conmutación con sensor de
proximidad.
La invención se refiere a una unidad de
conmutación con un elemento de accionamiento que se puede accionar
por movimiento, estando asignado al elemento de accionamiento un
sensor de proximidad contactado eléctricamente. Los sensores de
proximidad de este tipo de unidades de conmutación pueden basarse en
un principio capacitivo o en un principio inductivo. Los sensores
de proximidad capacitivos pueden presentar condensadores cuya
capacidad se modifica por aproximación o contacto del sensor,
pudiéndose registrar la variación con la ayuda de una unidad de
evaluación. En el caso de sensores de proximidad inductivos se
genera por parte de un oscilador un campo alternativo
electromagnético de alta frecuencia. En caso de que un objeto
penetre en este campo alternativo, se atenúa la tensión del
oscilador, como consecuencia de lo cual se modifica una señal de
salida correspondiente.
Con el sensor de proximidad se puede realizar
una primera función de conmutación. La unidad de conmutación puede
estar dispuesta, por ejemplo, en un automóvil, y se puede disparar
por medio de la aproximación o el contacto del dedo de una persona
que se apoye en el automóvil. Cuando se mueve el elemento de
accionamiento, es decir, no sólo se toca, se puede realizar de modo
convencional una segunda función de conmutación.
Las unidades de conmutación descritas se
fabrican en un gran número de piezas. Debido a ello es importante
fabricar la unidad de conmutación lo más barata posible. Al mismo
tiempo se ha de garantizar, sin embargo, un contacto eléctrico
fiable del sensor de proximidad.
El documento EP 112 90 705 da a conocer las
características del preámbulo de la reivindicación 1.
La presente invención, partiendo de esto, se
basa en el objetivo de crear una unidad de conmutación que se pueda
fabricar de un modo barato, que pueda establecer contacto con el
sensor de proximidad eléctricamente de un modo fiable.
Este objetivo se consigue, según la invención,
gracias al hecho de que el contacto eléctrico del sensor de
proximidad se interrumpa en un estado accionado del elemento de
accionamiento, y esté cerrado en un estado no accionado del
elemento de accionamiento.
La invención se basa en la idea de que en el
arranque en varias etapas de las diferentes funciones de
conmutación de la unidad de conmutación no es necesario prever un
contacto duradero en todos los estados de movimiento del elemento
de accionamiento para el sensor de proximidad. El contacto sólo se
ha de establecer cuando el elemento de accionamiento se encuentre
en un estado no accionado. En caso de que se aproxime ahora un
objeto, por ejemplo, el dedo de un operario, a la unidad de control,
y con ello al sensor de proximidad, éste se puede arrancar para el
cambio de una señal de salida correspondiente, ya que el contacto
eléctrico se encuentra en un estado cerrado. En caso de que el
elemento de accionamiento se mueva, partiendo del contacto, para
salir de la posición de reposo, entonces se puede realizar la
función de conmutación convencional de la unidad de conmutación. En
este estado, sin embargo, es necesario que el sensor de proximidad
esté contactado eléctricamente.
Con la presente invención es presente que dos
componentes móviles entre ellos de modo relativo, es decir, por un
lado el elemento de accionamiento y/o el sensor de proximidad, y por
otro lado componentes fijos de la unidad de conmutación, se puedan
unir entre ellos eléctricamente de modo fiable cuando esto sea
necesario para la función de la unidad de conmutación. El recorrido
de movimiento del elemento de conmutación, con ello, no se debe
puentear eléctricamente, por ejemplo usando cables flexibles.
Una realización ventajosa de la invención prevé
que la unidad de conmutación comprenda un conmutador que pueda ser
accionado por el elemento de accionamiento, y que genere una fuerza
de retroceso que cierre el contacto eléctrico y/o que lo mantenga
en un estado cerrado. Un conmutador de este tipo puede estar
conformado, por ejemplo, por medio de un microconmutador, que se
acciona por medio de un movimiento de presión del elemento de
accionamiento. Por medio de la fuerza de retroceso del conmutador se
garantiza de un modo fiable que el elemento de accionamiento vaya a
parar de vuelta a una posición de salida en la que el contacto
eléctrico está cerrado. En este estado cerrado del contacto
eléctrico se puede realizar, a su vez, la función de conmutación
descrita anteriormente del sensor de proximidad.
El conmutador puede ser accionable por medio un
movimiento de elevación, giro, empuje y/o basculación del elemento
de accionamiento.
Según otra realización de la invención, el
elemento de accionamiento se puede deformar elásticamente por medio
del accionamiento, y genera una fuerza de retroceso que cierra el
contacto eléctrico y/o lo mantiene en un estado cerrado. El
elemento de accionamiento puede estar conformado, por ejemplo, de un
material plástico, y puede estar ligeramente bajo pretensión, de
manera que el contacto eléctrico se pueda cerrar. Esta fuerza de
retroceso se puede generar alternativamente o en paralelo a una
fuerza de retroceso que se genera por medio del conmutador descrito
anteriormente.
\newpage
De modo correspondiente, la fuerza de retroceso
se puede generar de modo cumulativo u opcionalmente a las medidas
mencionadas anteriormente gracias al hecho de que la unidad de
conmutación comprenda un elemento elástico separado, en particular
conformado como resorte. Con un elemento de este tipo se puede
generar una fuerza de retroceso definida de modo preciso, ya que
este elemento se puede construir exclusivamente por lo que se
refiere a esta función, por ejemplo como resorte con longitud y
constante de resorte correspondiente.
Cuando el contacto eléctrico presenta una región
de contacto que está asignada al elemento de accionamiento, y una
región de contacto fija en relación al elemento de accionamiento, se
puede crear un contacto eléctrico que está construido de un modo
muy sencillo, y debido a ello es muy fiable. En el estado cerrado
del contacto eléctrico, las regiones de contacto están una junto a
la otra, de manera que el sensor de proximidad se puede accionar;
en el estado accionado del elemento de accionamiento, las regiones
de contacto están distanciadas entre ellas.
La región de contacto asignada al elemento de
accionamiento puede estar unida eléctricamente con el sensor de
proximidad y/o puede estar conformada en una pieza con éste. En la
conformación de una pieza del sensor de aproximación y de la región
de contacto se reduce el coste de fabricación y de montaje a un
mínimo.
La región de contacto fija se puede unir
eléctricamente con una unidad de evaluación para el sensor de
proximidad y/o con una platina de la unidad de conmutación. La
región de contacto fija, así pues, no ha de estar prevista
directamente junto con la unidad de evaluación para el sensor de
proximidad o a una platina de la unidad de conmutación, sino que
puede estar prevista, siempre y cuando cumpla con las condiciones de
espacio constructivo correspondientes, alejada espacialmente de
estos componentes.
La región de contacto fija puede estar
dispuesta, por ejemplo, en una carcasa de la unidad de conmutación.
Este tipo de carcasas se fabrican habitualmente a partir de un
material plástico en el procedimiento de moldeado por inyección, de
manera que pueden estar previstas secciones de la carcasa de modo
sencillo que sirven para la disposición y/o fijación de la región
de contacto fija.
La carcasa puede presentar un conductor
eléctrico que une la región de contacto fija con la unidad de
evaluación para el sensor de aproximación y/o con la platina de la
unidad de conmutación de modo eléctrico. Con ello, la carcasa se
puede usar como soporte para conductores eléctricos fijos.
La región de contacto fija también puede estar
dispuesta en la platina de la unidad de conmutación. En este caso
es posible contactar la región de contacto del elemento de
conmutación directamente, es decir, sin conectar entremedio otros
componentes, con la unidad de evaluación o la platina
eléctricamente, mientras que el elemento de accionamiento se
encuentra en su estado no accionado.
Una realización especialmente ventajosa de la
invención prevé que la región de contacto del elemento de
accionamiento esté dispuesta en una sección del elemento de
accionamiento que rodea por detrás la región de contacto fija. Con
ello se crea una especie de contrasoporte que absorbe una fuerza de
retroceso ejercida sobre el elemento de accionamiento para un
cierre del contacto eléctrico.
De modo ventajoso, la sección del elemento de
accionamiento, que rodea por detrás la región de contacto fija,
está conformada en forma de nervio o de anillo. Con ello se puede
crear un soporte para la región de contacto del elemento de
accionamiento.
Cuando la región de contacto fija está dispuesta
en un alojamiento en forma de ranura o de círculo, éste puede
actuar conjuntamente con la sección descrita anteriormente del
elemento de accionamiento y proporcionar de modo correspondiente un
soporte para la región de contacto fija.
La invención se explica a continuación con más
detalle a partir de varios ejemplos de realización preferidos
tomando referencia la siguiente descripción y el dibujo.
\vskip1.000000\baselineskip
En el dibujo se muestra:
Figura 1. Una sección a través de una primera
realización de una unidad de conmutación conforme a la invención en
un estado no accionado de un elemento de accionamiento.
Figura 2. Una vista correspondiente de la Figura
1 en un estado accionado del elemento de accionamiento; y
Figura 3. Una sección a través de un segundo
ejemplo de realización de una unidad de conmutación conforme a la
invención.
En las Figuras 1 a 3 están representadas
diferentes unidades de conmutación 100 y 200 conformes a la
invención, estando provistos los componentes correspondientes con
los mismos símbolos de referencia.
La unidad de conmutación 100 representada en la
Figura 1 en sección comprende un elemento de accionamiento 10, que
se puede mover en relación a una carcasa 12 fija. La unidad de
conmutación 100 comprende además un tablero de circuitos impresos o
una platina 14 en la que está dispuesto un conmutador 16. En el
elemento de accionamiento 10 está dispuesto en la parte opuesta al
conmutador 16 un sensor de proximidad 18.
El elemento de conmutación 10 presenta una
superficie de manejo 20, a la que se puede aproximar un usuario con
un dedo. La superficie de manejo está conformada en una sección de
material en forma circular del elemento de accionamiento 10, que
pasa lateralmente a un collar 22 cilíndrico. El collar 22 se mete en
una guía 24 conformada en la carcasa 12. En el elemento de
accionamiento 10 está conformado, opuesto al conmutador 16, un
saliente 26, con el que el conmutador 16, al producirse un
movimiento del elemento de accionamiento 10 se puede accionar en la
dirección de accionamiento designada con 28.
El sensor de proximidad 18 comprende una sección
de condensador plana que en la región de la superficie de manejo 20
del elemento de accionamiento 14 genera un campo eléctrico que está
indicado en la Figura 1 con el símbolo de referencia 30. El campo
30 eléctrico se puede influenciar por medio de la aproximación de un
objeto a la superficie de manejo 20, o tocando la superficie de
manejo 20. Esto se puede registrar con la ayuda de una unidad de
evaluación no representada para generar señales de salida
correspondientes.
El sensor de proximidad 18 está unido por medio
de conductores 32 eléctricos que discurren paralelos a la dirección
de accionamiento 28 con regiones de contacto 34 eléctricas del
elemento de accionamiento 10. Las regiones de contacto 34 están en
contacto con la posición representada en la Figura 1 del elemento de
accionamiento en regiones de contacto 36 fijas, que están
conformada en la parte inferior de la platina 14.
Los conductores 32 eléctricos están dispuestos
en un nervio 38 del elemento de accionamiento 10, y con ello están
conformados en una pieza tanto con el sensor de proximidad 18 como
con las regiones de contacto 34. Las regiones de contacto 34 están
dispuestas en una sección de material 40 del elemento de
accionamiento 10 que se extiende fundamentalmente transversalmente
a la dirección de accionamiento 28, que rodea por detrás un
alojamiento 42 ranurado conformado en la platina 14.
Al aproximar o tocar un objeto, por ejemplo un
dedo de un operario, en la dirección de la superficie de manejo 20,
por medio de la modificación del campo 30 eléctrico, con la ayuda de
una unidad de evaluación no representada, se puede generar una
señal de salida correspondiente, para realizar una primera función
de conmutación de la unidad de conmutación 100. La unión eléctrica
entre el sensor de proximidad 18 y la unidad de evaluación se crea
en este caso por medio de las regiones de contacto 34 y 36 que se
tocan entre ellas.
Cuando el elemento de accionamiento 10 se mueve
desde la posición I representada en la Figura 1 a la posición II
representada en la Figura 2, haciendo que, por ejemplo, un dedo
presione en la dirección designada con 28 sobre la superficie de
manejo 20, se interrumpe el contacto eléctrico establecido por las
regiones de contacto 34 y 36. Al mismo tiempo, con ayuda del
saliente 26 se puede accionar el conmutador 16, de manera que se
puede realizar una segunda función de conmutación. El conmutador 16
está conformado, por ejemplo, como microconmutador, y genera,
cuando se presiona el saliente 26 sobre el conmutador 16, una fuerza
de retroceso opuesta. Cuando se suelta la superficie de manejo 20
en la posición II representada en la Figura 2 del elemento de
accionamiento 10, esta fuerza de retroceso ocasiona que el elemento
de accionamiento 10 se lleve de vuelta a la posición I representada
en la Figura 1, gracias a lo cual las regiones de contacto 34 y 36
se vuelven a poner en contacto entre ellas, de manera que el sensor
de proximidad 18 vuelve a estar contactado eléctricamente.
La unidad de conmutación 200 representada en la
Figura 3 presenta igualmente un elemento de accionamiento 10 que se
puede mover en relación con una carcasa 12. El sensor de proximidad
18 está dispuesto en la parte opuesta de la superficie de manejo 20
del elemento de accionamiento 10, y apunta en la dirección de un
conmutador 16 dispuesto en la platina 14, que se puede accionar con
un saliente 26 del elemento de accionamiento 10.
El sensor de proximidad 18 está unido por medio
de conductores 32 eléctricos con una región de contacto 34. En este
caso, la región de contacto 34 y los conductores 32 eléctricos, así
como el sensor de proximidad 18, conforman un circuito impreso
continuo. Éste está adaptado al contorno del elemento de
accionamiento 10, que presenta un collar 22 cilíndrico, así como
una sección 40 en forma de anillo que se extiende hacia el
exterior. La sección 40 rodea por detrás una sección de la carcasa
44 en forma de anillo que lleva en la parte opuesta a la sección 40
una región de contacto 36 fija. La sección 44 de la carcasa 12 pasa
a una sección 46 cilíndrica, que se extiende aproximadamente hasta
la platina 14. A lo largo de la sección 46 cilíndrica están
previstas secciones de conductores 48 y 50 eléctricas que están
conformadas en una pieza con la región de contacto 36. La sección
del conductor 50 eléctrica está unida de un modo no representado con
más detalle eléctricamente con la platina 14.
El principio de funcionamiento de la unidad de
conmutación 200 se corresponde con el de la unidad de conmutación
100. Por medio del accionamiento correspondiente del elemento de
accionamiento 10 se puede accionar el conmutador 16 con la ayuda
del saliente 26. En este caso, las regiones de contacto 34 y 36 se
pueden separar entre ellas tan pronto como el elemento de
accionamiento 10 se mueva sacándolo de la posición de reposo
representada en la Figura 3. En este caso se desea, ciertamente, si
bien no es necesario, que con la interrupción del contacto entre
las regiones de contacto 34 y 36 se realice al mismo tiempo un
accionamiento del conmutador 16.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no
forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto
el máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u
omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad al
respecto.
\bullet EP 11290705 A [0004]
Claims (14)
1. Unidad de conmutación (100, 200) con un
elemento de conmutación (10) accionable por medio de movimiento, y
con un sensor de proximidad (18), estando asignado al elemento de
accionamiento (10) el sensor de proximidad (18) contactado
eléctricamente, caracterizado por el hecho de que el contacto
eléctrico del sensor de proximidad (18) se interrumpe en un estado
(II) accionado del elemento de accionamiento (10), y en un estado
(I) no accionado del elemento de accionamiento está cerrado.
2. Unidad de conmutación (100, 200) según la
reivindicación 1, caracterizada porque la unidad de
conmutación (100, 200) comprende un conmutador (16) que puede ser
accionado por el elemento de accionamiento (10), y genera una
fuerza de retroceso que cierra el contacto eléctrico y/o lo mantiene
en un estado cerrado.
3. Unidad de conmutación (100, 200) según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el conmutador (16)
se puede accionar por medio de un movimiento de elevación, giro,
empuje y/o basculación del elemento de accionamiento (10).
4. Unidad de conmutación (100, 200) según al
menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada
porque el elemento de accionamiento (10) se puede deformar por
medio de accionamiento, y genera una fuerza de retroceso que cierra
el contacto eléctrico y/o lo mantiene en un estado cerrado.
5. Unidad de conmutación (100, 200) según al
menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
por el hecho de que la unidad de conmutación (100, 200) comprende
un elemento elástico separado, conformado en particular como
resorte, que genera una fuerza de retroceso que cierra el contacto
eléctrico y/o lo mantiene en un estado cerrado.
6. Unidad de conmutación (100, 200) según al
menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada
porque el contacto eléctrico presenta una región de contacto (34)
que está asignada al elemento de accionamiento (10) y una región de
contacto (36) fija en relación con el elemento de accionamiento
(10).
7. Unidad de conmutación (100, 200) según la
reivindicación 6, caracterizada porque la región de contacto
(34) asignada al elemento de accionamiento está unida eléctricamente
con el sensor de proximidad (18) y/o está conformada en una pieza
con éste.
8. Unidad de conmutación (100, 200) según la
reivindicación 6 ó 7, caracterizada porque la región de
contacto (36) fija está unida eléctricamente con una unidad de
evaluación para un sensor de proximidad (18) y/o con una platina
(14) de la unidad de conmutación (100, 200).
9. Unidad de conmutación (100, 200) según al
menos una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada porque
la región de contacto (36) fija está dispuesta en una carcasa (12)
de la unidad de conmutación (100, 200).
10. Unidad de conmutación (100, 200) según al
menos una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizada porque
la carcasa (12) presenta un conductor (48, 50) eléctrico, que une
la región de contacto (36) fija con la unidad de evaluación para el
sensor de proximidad (18) y/o con la platina (14) de la unidad de
conmutación (100, 200) eléctricamente.
11. Unidad de conmutación (100, 200) según al
menos una de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizada
porque la región de contacto (36) fija está dispuesta en la platina
(14) de la unidad de conmutación (100, 200).
12. Unidad de conmutación (100, 200) según al
menos una de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizada
porque la región de contacto (34) del elemento de accionamiento
(10) está dispuesta en una sección (40) del elemento de
accionamiento (10) que rodea por detrás la región de contacto (36)
fija.
13. Unidad de conmutación (100, 200) según la
reivindicación 13, caracterizada porque la sección (40) del
elemento de accionamiento (10) está conformada en forma de nervio o
de anillo.
14. Unidad de conmutación (100, 200) según la
reivindicación 13 ó 14, caracterizada porque la región de
contacto (36) fija está dispuesta en un alojamiento (42) en forma de
ranura o de círculo.
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