ES2340355T3 - Dispositivo de mando de trinquete y reloj provisto de tal dispositivo. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de mando comprendiendo un soporte (10), un pulsador (12) montado móvil sobre el soporte de manera a tener un recorrido de translación según un eje (A-A), y un elemento de muelle (14) capaz de ejercer sobre el pulsador una fuerza reactiva, comprendiendo el elemento de muelle (14) una hoja de material elástico interpuesto entre el pulsador (1º2) y el soporte (10) y teniendo al menos una zona mediana (38) situada en su parte central y al menos un par de zonas de apoyo (36) situadas en las extremidades de un eje (B-B) de dicha hoja, pasando el eje (B-B) de dicha hoja por dicha zona mediana, estando el par de zonas de apoyo y la zona mediana destinadas a apoyarse una contra el pulsador (12) y la otra contra el soporte (10) de manera que el recorrido del pulsador tienda a doblar dicha hoja a lo largo de dicho eje (B-B) de dicha hoja, caracterizado porque el dispositivo de mando es de trinquete, pasando dicha fuerza reactiva por un máximo durante el recorrido del pulsador, y porque dicha hoja presenta en reposo, transversalmente al eje (B-B) de dicha hoja, una sección encorvada o en forma de V.

Description

Dispositivo de mando de trinquete y reloj provisto de tal dispositivo.

La presente invención se refiere a un dispositivo de mando de trinquete comprendiendo un soporte, un pulsador montado móvil sobre el soporte de manera a tener un recorrido de traslación según un eje, y un elemento de muelle capaz de ejercer sobre el pulsador una fuerza reactiva que pasa por un máximo durante el recorrido del pulsador. La invención se refiere también a un reloj comprendiendo una caja y un dispositivo de mando de este tipo.

Tal dispositivo de mando de trinquete, llamado también de acción brusca, es utilizable en particular para accionar una lámina de contacto de un interruptor eléctrico, especialmente para accionar funciones de un aparato electrónico portátil. Sin embargo el pulsador de tal dispositivo puede también producir un mando puramente mecánico.

Tales dispositivos están utilizados, por ejemplo, para accionar el arranque y la parada de los relojes cronógrafos mecánicos o eléctricos. La función de trinquete hace que el pulsador quede sin efecto mientras la presión ejercitada no rebasa un valor límite de la fuerza reactiva, y luego siendo este límite rebasado, el dispositivo cambia bruscamente de estado, porque la presión necesaria para terminar la función es inferior a este valor límite. Es así posible hacer arrancar o parar un contador con precisión.

En tales relojes conocidos, las piezas asegurando la función de trinquete forman habitualmente parte del mecanismo de cronógrafo y están fijadas sobre un puente o sobre la platina del movimiento. La fuerza a vencer está engendrada La fuerza a vencer está engendrada por un dispositivo tipo aspa, con un muelle trabajando en flexión, que coopera con una leva, como lo prevé por ejemplo la patente CH 642.220. Los dispositivos de este tipo necesitan un volumen importante, lo que es un hándicap pesado en un reloj.

Se ha propuesto igualmente realizar unos pulsadores de trinquete en los cuales esta función está asegurada por un elemento de muelle montado sobre la caja o el pulsador. Una solución de este orden está representada en la patente CH 629.647. En este documento, el elemento de muelle está realizado mediante una pieza anular, deformable radialmente, que desliza sobre una superficie de leva y franquea un relieve de esta superficie. Tal solución necesita poco sitio, pero es difícil dominar el punto de trinquete y la fuerza a aplicar para asegurar la función.

Por otra parte se conocen en el campo específico de los interruptores eléctricos, unos dispositivos de mando utilizando muelles de trinquete para producir una acción brusca. Un tipo de muelle de trinquete poco voluminoso, ilustrado por ejemplo en la patente US 4.234.769, está formado por una lámina flexible recta que está mantenida curvada longitudinalmente por compresión entre dos topes fijos. Sin embargo, este muelle tiene dos posiciones estables y, en un mando por botón-pulsador, esto necesita un muelle de retorno suplementario. Otro inconveniente es que la compresión permanente exige un soporte bastante robusto que puede constituir un elemento molesto en un pequeño aparato tal como un reloj.

Se puede remediar en parte estos inconvenientes incorporando la lámina curvada por compresión en una lámina-muelle más grande que forma un marco alrededor de ella y que será ella misma doblegada por el pulsador, por ejemplo como lo muestra la patente US 5.075.524. Este sistema necesita sin embargo un recorrido relativamente grande del pulsador y resulta pues demasiado voluminoso en un aparato tan pequeño como un reloj. Además la fijación de este elemento de muelle exige también un soporte robusto y un cierto volumen.

Los documentos de patentes US 3.928.741 y DE 23 60 167 describen unos dispositivos de mando de pulsador (10) que comprenden un elemento de muelle comprendiendo una hoja de material elástico interpuesta entre el pulsador y su soporte de manera a ejercer sobre el pulsador una fuerza reactiva. La hoja de material elástico presenta en reposo una sección incurvada o en forma de V y comprende una zona mediana destinada apoyarse contra el pulsador y un par de zonas de apoyo destinadas a apoyarse contra el soporte (o inversamente), de manera que el recorrido del pulsador tiende a doblegar la hoja de material elástico. Los dispositivos de mando descritos en estos dos documentos no son dispositivos de trinquete. En efecto, la fuerza reactiva ejercitada por el elemento de muelle crece continuamente sobre la integralidad del recorrido del pulsador.

Un objetivo de la presente invención es realizar un dispositivo de mando de trinquete sencillo y poco voluminoso. A título adicional, el dispositivo tendría que ser fácil de fabricar y montar y fiable en funcionamiento.

A tal efecto, la presente invención se refiere según un primer aspecto, a un dispositivo de mando de trinquete según las características de la reivindicación 1.

Una ventaja de esta disposición es que el elemento de muelle no necesita fijarse rígidamente al soporte, el cual no tiene que ser robusto. Basta con que las zonas de apoyo del elemento de muelle estén mantenidas en los emplazamientos correctos, por ejemplo por el pulsador o gracias a un alojamiento en el cual este elemento está libremente encajado. En realidad, el elemento de muelle no necesita fijarse ni al soporte, ni al pulsador. Otra ventaja es que tal elemento puede ser muy pequeño, especialmente no más grande que la cabeza del pulsador, y que se puede fabricar y montar el conjunto del dispositivo con muy bajo coste.

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Con preferencia, con el fin de asegurar buenas condiciones de trabajo del pulsador y del elemento de muelle, este último comprende, en su parte central, un orificio a través del cual pasa una tija del pulsador.

En un modo de realización preferida, dicho par de zonas de apoyo está situado sobre una zona cóncava, y la zona mediana sobre una cara convexa del elemento de muelle. De manera ventajosa, el soporte está en apoyo contra la cara cóncava y el pulsador contra la cara convexa.

Para garantizar que las condiciones de trabajo son siempre las mismas durante la vida del producto, es deseable que el elemento de muelle esté posicionado con relación al soporte y al pulsador. Comprende a tal efecto, recortes cerca de sus extremidades opuestas en contacto con el pulsador. Además este último está provisto de protuberancias introducidas en estos recortes para asegurar el posicionamiento relativo del elemento de muelle y del pulsador. El pulsador mismo puede ser guiado de manera clásica con relación al soporte.

Se han observado buenas condiciones de fabricación cuando la forma del elemento de muelle comprende dos paredes planas unidas entre ellas por una porción redondeada.

Esta estructura permite, además, garantizar un trinquete neto y dominar bien la fuerza a aplicar, de manera que, para un mismo modelo, sea prácticamente la misma de una pieza a otra.

La presente invención se refiere igualmente a un reloj provisto de una caja y de un dispositivo de mando tal como definido más arriba. En este reloj, la caja forma el soporte del dispositivo de mando, el pulsador comprende una cabeza dispuesta al exterior de la caja y una tija introducida en un agujero de la caja y desembocando en el interior de esta última. El elemento de muelle está dispuesto en una cavidad de una cara exterior de la caja y coopera con la cabeza del pulsador.

El espesor de los relojes tiene un papel importante en el punto de vista estético. También, con el fin de reducir este espesor en lo posible teniendo a la vez pulsadores fáciles de manipular, tanto la cabeza del pulsador como el elemento de muelle del dispositivo de mando pueden ser de forma alargada, con preferencia ovala.

Otras ventajas y características de la invención se harán evidentes con la descripción a continuación de un modo de realización preferido, haciendo referencia a los dibujos anexos en los cuales:

\bullet la figura 1 es una vista en planta parcialmente seccionada de una parte de una caja de reloj equipada de al menos un dispositivo de mando de pulsador según la invención,

\bullet la figura 2 es una vista de despiece en perspectiva del objeto de la figura 1, y

\bullet la figura 3 es una vista análoga a la figura 2, pero bajo otro ángulo.

El dispositivo representado en el dibujo comprende un soporte formado de una caja de reloj 10, un pulsador 12 montado móvil en translación según un eje A-A sobre la caja 10, y un elemento de muelle 14 entre la caja 10 y el pulsador 12.

La caja 10 puede realizarse en cualquier material sólido, por ejemplo de metal o de plástico.

Comprende una caratula 16 y un fondo 17, que definen un alojamiento 18 en el cual está dispuesto un movimiento de reloj 20. En el reloj descrito aquí, el fondo 17 forma la platina del movimiento 20. La caratula 16está perforada de un orificio cilíndrico 22 cuyo eje, confundido con el eje A-A, está orientado radialmente, uniendo el alojamiento18 al exterior de la caja 10. Cerca del orificio 22, la caratula 16 comprende sobre su superficie externa una cavidad alargada 24 cuya pared lateral 24a es, por ejemplo, en forma de cilindro ovalo. El fondo de la cavidad 24 comprende dos oquedades opuestas 24b adyacentes a la pared 24a, y una porción central bombeada 24c presentando una forma de casquete esférico cuyo centro se encuentra sobre el eje A-A del pulsador 12.

El pulsador 12 comprende una tija cilíndrica 26, con preferencia de metal, introducida en el orificio 22, y una cabeza 28 ventajosamente de plástico, fijada a la tija 26 por un sobremoldeo y dispuesta al exterior de la caja 10. La tija 26 presenta un diámetro ligeramente inferior al del orificio 22, de manera que pueda deslizar libremente. Esta provista de dos gargantas 26a y 26b dispuestas de manera que, cuando el pulsador 12 está colocado, la garganta 26a se encuentra en el interior del alojamiento 18 aflorando la pared interior de la caratula 16, y la garganta 26b en la parte mediana del orificio 22.

Un muelle-lámina 30, formando parte de una pieza metálica 29 fijada sobre el movimiento y unida a uno de los polos de la pila eléctrica alimentando el movimiento 20, comprende un hueco 31 para introducirse en la garganta 26a e impedir así el pulsador 12 de ser extraído del orificio 22. Asegura además una función de contacto eléctrico, yendo su extremidad libre a aplicarse contra un pasador 32 de una tarjeta de circuitos impresos 33 fijada en el fondo 17, cuando el pulsador 12 está suficientemente apretado, como se explicará más adelante.

Una junta tórica 34, dispuesta en la garganta 26b, está en contacto con la pared del orificio 22 sobre todo su contorno, para asegurar la estanqueidad del paso del pulsador 12 en el orificio 22 de la caratula 16.

La cabeza 28 del pulsador 12 tiene una forma alargada que corresponde a la forma de la cavidad 24, de manera que puede deslizarse en ella paro sin poder girar. Presenta aquí una forma de casquete que tiene una porción exterior bombeada 28a, solidaria a la tija 26, y una porción cilíndrica ovala 28b extendiéndose de la porción exterior en dirección de la caratula 16, en el interior de la cavidad 24. La cabeza 28 presenta una superficie interior cóncava 28d en forma de tronco de cono. La porción cilíndrica 28b está provista, sobre su cara interna, de dos protuberancias formadas por unos dedos 28c extendiéndose respectivamente de la cabeza al interior de cada oquedad 24b y cuya función será precisada más adelante.

El muelle 14 está formado de una hoja delgada de acero inoxidable, de forma general ovala y provista en su centro de orificio redondo 14a cuyo diámetro es ligeramente superior al diámetro de la tija 26, de manera que esta última pueda deslizarse libremente. La forma ovala tiene un gran eje B-B y un pequeño eje C-C, siendo estos ejes perpendiculares entre ellos y perpendiculares al eje A-A del orificio 22.

La hoja formando el muelle 14 está entallada en las dos extremidades del gran eje del ovalo, para formar unos cortes 14b destinados a recibir los dedos 28c. Está incurvada o doblada de manera a presentar una forma inscrita sobre una superficie geométrica engendrada por una generatriz paralela al eje longitudinal B-B, con una cara cóncava 14c y una cara convexa 14d.

En el modo de realización representado en el dibujo, el muelle tiene una forma general de techo que presenta dos paredes planas unidas entre ellas por una porción redondeada, formando así una sección transversal sensiblemente en forma de V. Observaremos que el muelle presenta una simetría de rotación alrededor del eje A-A, así como una simetría con relación a su plano longitudinal mediano pasando por los ejes A-A y B-B.

El elemento de muelle 14 está dispuesto en la cavidad 24, de manera que la tija 26 lo atraviese por el orificio 14a cuando está introducida en el agujero 22 y que su cara cóncava 14c está apoyada contra la cabeza 28, sobre al menos un par de zonas de apoyo 36 situadas a proximidad de las extremidades de su forma ovala, mientras que su cara convexa 14d está apoyada contra la porción central 24c del soporte por al menos una zona mediana 38 a proximidad de la tija del pulsador. El elemento de muelle 14 está posicionado relativamente al pulsador 12 por la introducción de los dedos 28c en los cortes 14b, de manera que no roza contra la pared lateral 24a.

En el ejemplo representado, las zonas de apoyo del muelle 14 contra la cabeza 28 se encuentran a lo largo de los bordes de los cortes 14b. En la posición inicial representada a la figura 1, de hecho hay dos de estas zonas de apoyo 36 por ambas partes de cada recorte 14b. La cara convexa de la parte central del muelle 14 se apoya contra la caja 10 sobre dos zonas medianas 38 situadas por ambas partes del orificio 14a.

Cuando el usuario de un reloj provisto de un dispositivo tal como descrito más arriba acciona el pulsador 12, ejerce sobre la cabeza 28 una presión manual que tiende a hacer penetrar la tija 26 en el interior de la caja 10. La cabeza 28 toma apoyo, cerca de sus dedos 28c, contra la cara cóncava 14c del muelle, con precisión sobre los dos pares de zonas de apoyo 36 situadas a las extremidades del muelle 14, cuyas zonas medianas 38 están en apoyo contra la porción central 24c bombeada del alojamiento 24. La presión engendra así una fuerza que tiende a deformar el muelle 14.

De tal manera el muelle 14 se comporta como una viga apoyada en su parte mediana y sometida a una fuerza en sus dos extremidades. Bajo el efecto de la presión manual sobre el pulsador, la viga tiende a doblarse por una parte en el sentido de su longitud, pero también a aplanarse en su dirección transversal C-C debido a las tensiones de tracción que actúan a lo largo de sus dos bordes paralelamente a B-B. Dicho de otra manera, la forma curvada o en V del muelle tiende a abrirse. Como la disposición del muelle y de sus zonas de apoyo es simétrica con relación a su plano longitudinal mediano, los esfuerzos y las deformaciones son igualmente simétricas y no necesitan ningún medio de fijación para estabilizar el muelle.

La fuerza de reacción de la viga es función de su fleche y del momento de inercia estática de su sección transversal. Ahora bien, este momento de inercia es tanto más elevado cuanto que la V está cerrada. Con otros términos, sometiendo la viga a una fuerza suficiente, la V se aparta durante el recorrido del pulsador, lo que disminuye el momento de inercia estática. Llega un momento más allá del cual la fuerza necesaria para hacer doblar la viga disminuye cuando la flecha aumenta. Pasado este punto, el mantenimiento de la presión provoca un hundimiento brutal del pulsador, lo que engendra la función de trinquete. El muelle-lámina 30 entra entonces bruscamente en contacto con el pasador 32, asegurando así el contacto eléctrico deseado.

El espacio transversal entre las dos zonas de apoyo 36 en cada extremidad del muelle 14 contribuye también a aplanar la sección transversal de éste, pero este efecto complementario no es indispensable.

Soltando el pulsador, éste vuelve solo a su sitio, bajo la acción conyugada del muelle 14 y del muelle-lámina 30. Como el muelle 14 proporciona una fuerza de retorno sobre todo el recorrido del pulsador, la fuerza del muelle-lámina 30 no es indispensable. Este último podría también volver gracias al muelle 14 mediante la tija 26.

Unos ensayos efectuados han mostrado que con un muelle 14 realizado a partir de chapa de 0,06 mm de espesor, teniendo una anchura de 3,50 mm, una longitud activa de 5,00 mm (definida por la distancia entre los dos recortes 14b), un orificio central 14a de 1,40 mm de diámetro y una abertura de la V igual a 140º, la fuerza a aplicar sobre el pulsador es igual a aproximadamente 7N.

Se entiende fácilmente que el muelle 14 descrito arriba puede no solamente fabricarse con poco coste sino también que es muy fácil a montar y no necesita una gran robustez del soporte puesto que la mayor fuerza que se le aplica es la presión sobre el pulsador. Si esta presión rebasa la fuerza reactiva máxima del muelle, será absorbida por los dedos 28c topando contra la caja de reloj.

Es evidente que el modo de realización descrito es solo una variante entre otras. El elemento de muelle podría volverse si las superficies de apoyo correspondientes de la caja y del pulsador están invertidas. Numerosas otras soluciones se pueden considerar. El elemento de muelle podría por ejemplo tener una forma redonda o rectangular o también presentar una superficie torcida. En todos los casos, es preciso que el momento de inercia estática disminuya cuando el elemento está sometido a una flexión.

Esta condición es satisfactoria cuando la sección del elemento según un plano definido por los ejes A-A y C-C, que es perpendicular al eje B-B a lo largo del cual se efectúa la flexión, está encorvada en una posición de reposo es decir cuando el elemento no está sometido a una deformación elástica.

El elemento de muelle podría igualmente disponerse en el interior de la caja, incluso en un alojamiento dispuesto en la caja y destinado a tal efecto. Por otra parte, el elemento de muelle podría prolongarse por una o varias láminas realizando elles mismas el contacto eléctrico en lugar del muelle-lámina 30.

El dispositivo podría igualmente utilizarse para botones-pulsadores utilizados en otros aparatos que los relojes, por ejemplo teléfonos u ordenadores.

Claims (10)

1. Dispositivo de mando comprendiendo un soporte (10), un pulsador (12) montado móvil sobre el soporte de manera a tener un recorrido de translación según un eje (A-A), y un elemento de muelle (14) capaz de ejercer sobre el pulsador una fuerza reactiva, comprendiendo el elemento de muelle (14) una hoja de material elástico interpuesto entre el pulsador (1º2) y el soporte (10) y teniendo al menos una zona mediana (38) situada en su parte central y al menos un par de zonas de apoyo (36) situadas en las extremidades de un eje (B-B) de dicha hoja, pasando el eje (B-B) de dicha hoja por dicha zona mediana, estando el par de zonas de apoyo y la zona mediana destinadas a apoyarse una contra el pulsador (12) y la otra contra el soporte (10) de manera que el recorrido del pulsador tienda a doblar dicha hoja a lo largo de dicho eje (B-B) de dicha hoja, caracterizado porque el dispositivo de mando es de trinquete, pasando dicha fuerza reactiva por un máximo durante el recorrido del pulsador, y porque dicha hoja presenta en reposo, transversalmente al eje (B-B) de dicha hoja, una sección encorvada o en forma de V.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de muelle (14) no está fijado ni al soporte (10), ni al pulsador (12).

3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el elemento de muelle (14) comprende en su parte central un orificio (14a) a través del cual pasa una tija (26) del pulsador.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho par de zonas de apoyo (36) está situado sobre una cara cóncava (14c), y la zona mediana (38) sobre una cara convexa (14d) del elemento de muelle.

5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque la cara cóncava (14c) del elemento de muelle (14) está en apoyo contra el soporte (10), y porque la cara convexa (14d) de dicho elemento de muelle (14) está en apoyo contra el pulsador (12).

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque el elemento de muelle (14) comprende unos recortes (14b) cerca de sus extremidades opuestas y porque el pulsador comprende unas protuberancias (28c) introducidas en dichos recortes para asegurar un posicionamiento relativo del elemento de muelle y del pulsador.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque el elemento de muelle (14) es simétrico con relación a su plano longitudinal pasando por el eje del pulsador.

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque el elemento de muelle comprende dos paredes planas unidas entre ellas por una porción redondeada.

9. Reloj comprendiendo una caja (10) y un dispositivo de mando según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque:

- la caja 10 forma el soporte del dispositivo de mando;

- el pulsador (12) comprende una cabeza (28), dispuesta en el interior de la caja y una tija (26) introducida de manera deslizante en un orificio (22) de la caja y desembocando en el interior (28) de esta última; y

- el elemento de muelle (14) está dispuesto en una cavidad (24) de una cara exterior de la caja (10) y coopera con una cabeza (28) del pulsador (12).

10. Reloj según la reivindicación 9, caracterizado porque la cabeza (28) del pulsador y el elemento de muelle (14) tienen los dos una forma alargada, especialmente ovala.