ES2341764T3 - Conjunto de mechero para cigarrillos electricos. - Google Patents
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Abstract
Unidad térmica de mechero para cigarrillos a recibir en una toma de corriente eléctrica, comprendiendo la unidad térmica de mechero un primer y un segundo contactos (120, 104) de corriente eléctrica, alojamiento de unidad térmica (128) teniendo un elemento (122) térmico eléctrico en su interior, teniendo el elemento (122) térmico eléctrico un primer extremo eléctricamente conectado al primer contacto (120) de corriente eléctrica, comprendiendo el primer contacto (120) de corriente eléctrica un elemento (120) de contacto anular dispuesto en un extremo distal de dicha unidad térmica para contacto deslizante con un terminal (318, 320) de fuente de alimentación eléctrica, comprendiendo, además, la unidad térmica un conmutador (154, 142) y un elemento (146) bimetálico para abrir el conmutador cuando el elemento (122) térmico eléctrico alcanza una temperatura predeterminada., teniendo el conmutador un primer contacto de conmutador (142) conectado eléctricamente a un segundo extremo de dicho elemento térmico, caracterizada porque el conmutador tiene, además, un segundo contacto (156) de conmutador conectado eléctricamente al segundo contacto de energía eléctrica, en el cual la corriente eléctrica para activar el elemento térmico no fluye a través del elemento bimetálico.
Description
Conjunto de mechero para cigarrillos
eléctricos.
La presente invención se refiere a mecheros
eléctricos para cigarrillos y cigarros, y en particular, a tales
mecheros para aplicaciones en automóviles.
Se conocen diversos mecheros para aplicaciones
en los automóviles mostrados en las diversas patentes de los
Estados Unidos: 4.168.422, 4.204.109, 4.207.455, 4.177.374,
5.998.763 y 4.230.931.
La patente de los Estados Unidos 4.168.422 es
ejemplar de los mecheros del tipo que incorporan un elemento
conmutador en la propia unidad del mechero. Un mechero eléctrico
típico comprende una unidad de mechero que se recibe amoviblemente
en una toma de corriente. En el dispositivo de la técnica anterior
de la patente de los Estados Unidos Nº 4.168.422, la unidad de
mechero, que se puede insertar en y retirar de la toma de corriente
del mechero, incluye un conmutador de contacto que se activa
pulsando sobre el botón del mechero. Cuando el conmutador se
activa, la corriente eléctrica fluye hacia el elemento térmico del
mechero. Cuando el elemento térmico del mechero alcanza una
temperatura suficiente para encender un cigarro o un cigarrillo
(temperatura de encendido), un elemento bimetálico calentado por el
elemento térmico salta de una primera posición
no-calentada a una segunda posición que hace que el
conmutador desconecte el elemento térmico de la fuente de
alimentación. Al mismo tiempo, una vez que el elemento bimetálico
se activa, el botón de la unidad de mechero asoma una corta
distancia fuera de su alojamiento para notificar al usuario que el
elemento térmico está suficientemente caliente para proporcionar
una temperatura de encendido.
La patente de los Estados Unidos Nº 2.883.510 da
a conocer un conjunto de mechero que comprende una caja de
alojamiento, una unidad de encendido que se puede insertar
amoviblemente en su interior, medio de cerradura llevado
respectivamente por dicha unidad de encendido y dicha caja de
alojamiento para establecer un circuito de encendido,
desacoplándose dichos medios automáticamente para interrumpir el
circuito de encendido y liberar la unidad de encendido al alcanzar
esta última una temperatura predeterminada, medios de eyección
operativos al desacoplarse de dichos medios de cerradura para
eyectar dicha unidad de encendido para su uso, comprendiendo dichos
medios de eyección un resorte compresible y expansible asentado
dentro de dicha caja, un resalto de extensión longitudinal formado
sobre dicho resorte para acoplarse mediante dicha unidad de
encendido al establecimiento de dicho circuito una abertura de
extensión longitudinal formada en la pared de dicha caja,
extendiéndose dicho resalto a través de dicha abertura y siendo
limitado en el movimiento de eyección mediante el borde anterior de
dicha abertura.
La patente de los Estados Unidos Nº 2.637.799 da
a conocer una unidad térmica de mechero que se recibe en una toma
de corriente eléctrica, comprendiendo la unidad térmica de mechero
un primer y un segundo contactos de corriente eléctrica, un
alojamiento de unidad térmica que posee un elemento térmico
eléctrico en su interior, estando el elemento térmico eléctrico
conectado eléctricamente al primer contacto de corriente eléctrica,
comprendiendo el primer contacto de corriente eléctrica un elemento
de contacto anular dispuesto en un extremo dista de dicha unidad
térmica para un contacto deslizante con un terminal de fuente de
alimentación eléctrica, comprendiendo, además, la unidad térmica un
conmutador y un elemento bimetálico para abrir el conmutador cuando
el elemento térmico eléctrico alcanza una temperatura
predeterminada, teniendo el conmutador un primer contacto de
conmutador eléctricamente conectado a dicho elemento térmico.
El dispositivo de la técnica anterior padece de
una serie de deficiencias. Una deficiencia es que cuando la unidad
de mechero se dispone en la toma de corriente, un contacto
sustancialmente plano se acopla con un miembro de contacto plano
dispuesto en el zócalo del mechero. El contacto se mantiene entre el
miembro de contacto plano y el contacto plano de la unidad de
mechero por la fuerza ejercida por un resorte de compresión. Debido
al hecho de que las superficies de contacto se apoyan simplemente la
una contra la otra, existe el problema de que el contacto se puede
perder produciendo la formación de un arco y la inoperancia del
mechero.
Otro problema con el dispositivo de la técnica
anterior es que el acoplamiento de fricción de la parte que
sobresale de la unidad de mechero puede ser excesivo y no permitir
que el elemento térmico de mechero se desconecte eléctricamente con
suficiente rapidez. La desconexión rápida del elemento térmico de
mechero será un asunto importante en el futuro ya que los
fabricantes de automóviles lo convierten en sistemas eléctricos de
mayor voltaje. En particular, los fabricantes de automóviles están
ahora planeando convertir los denominados sistemas eléctricos de 42
voltios (baterías de 36 voltios) para satisfacer las mayores
demandas de corriente eléctrica de los automóviles del futuro que
incorporarán muchas más funciones electrónicas y eléctricas que las,
hasta el momento, previamente llevadas a cabo por sistemas
mecánicos o hidráulicos. Es importante proporcionar la desconexión
rápida del elemento térmico de mechero en tales sistemas eléctricos
de mayor voltaje porque los mayores voltajes harán que los
elementos térmicos alcancen temperaturas operativas más rápidamente
y si la desconexión rápida no se lleva a cabo, el resultado será el
fallo del elemento térmico.
Otra deficiencia de los mecheros de la técnica
anterior es que la única indicación de que el mechero está siendo
calentado la proporciona la posición del botón de la unidad de
mechero en el zócalo. Cuando el mechero se está calentando por
corriente eléctrica, el botón está hundido. Cuando el elemento
térmico ha alcanzado una temperatura operativa, el botón sobresale.
Sin embargo, no hay ninguna otra indicación, y no es inmediatamente
evidente cuando se mira una unidad de mechero en su zócalo que esté
alimentado por o sin alimentación de corriente eléctrica. En
consecuencia sería útil tener una indicación adicional de que la
unidad de mechero está siendo alimentada con corriente
eléctrica.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un conjunto de mechero que garantice un buen contacto
eléctrico con la fuente de energía eléctrica para activa el
elemento térmico. Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un conjunto de mechero que permita la desconexión
rápida del elemento térmico cuando el elemento térmico alcanza la
temperatura de encendido.
Otro objeto más de la presente invención es
proporcionar un conjunto de mechero que proporciona una indicación
visible de que el elemento térmico se está activando por corriente
eléctrica distinta de la posición de hundida/asomada del botón de
mechero.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar una unidad de mechero que es capaz de ser utilizada con
los mayores voltajes planeados para los sistemas eléctricos de los
automóviles del futuro sin fallo del elemento térmico de
mechero.
Los objetos anteriores y otros de la presente
invención se llevan a cabo mediante una unidad térmica de mechero a
recibir en una toma de corriente eléctrica, comprendiendo la unidad
térmica de mechero un alojamiento de la unidad térmica, un primer y
un segundo contactos de corriente eléctrica, teniendo el alojamiento
un elemento térmico eléctrico en su interior, teniendo el elemento
térmico eléctrico un primer extremo eléctricamente conectado al
primer contacto de corriente eléctrica, comprendiendo el primer
contacto de corriente eléctrica un elemento de contacto anular
dispuesto en un extremo distal de dicha unidad térmica, para
contacto deslizante con un terminal de fuente de alimentación
eléctrica, comprendiendo, además, la unidad térmica un conmutador,
teniendo el conmutador un primer contacto eléctricamente conectado a
un segundo extremo de dicho elemento térmico, teniendo, además, el
conmutador Un segundo contacto de conmutador conectado
eléctricamente al segundo contacto de corriente eléctrica, y
comprendiendo, además, la unidad térmica un elemento bimetálico para
abrir el conmutador cuando el elemento térmico eléctrico alcanza
una temperatura predeterminada. La corriente eléctrica para activar
el elemento térmico no fluye a través del elemento bimetálico.
Los objetos de la invención se consiguen también
mediante un conjunto de mechero que comprende la unidad térmica
anterior y un zócalo en el cual la unidad térmica queda recibida
deslizantemente, comprendiendo el zócalo un alojamiento de zócalo,
estando el alojamiento de zócalo dimensionado para recibir
deslizantemente y con fricción el alojamiento de unidad térmica en
su interior, teniendo el alojamiento de zócalo una base en un
extremo distal del mismo, estando provista la base de un platillo de
contacto que comprende una pluralidad de dedos de proyección axial
cada uno empujado radialmente hacia el interior para entrar
eléctricamente en contacto con dicho elemento de contacto anular de
dicha unidad térmica cuando dicha unidad térmica se inserta en
dicho zócalo, y comprendiendo, además, un conjunto conector aislante
en el extremo distal de dicho alojamiento de zócalo que comprende
al menos un terminal eléctrico para su conexión a una fuente de
alimentación eléctrica, estando dicho terminal eléctrico
eléctricamente conectado a dicho platillo de contacto.
Según una realización preferida, la unidad
térmica comprende, además, un dispositivo de iluminación para
indicar visualmente que el elemento térmico está siendo alimentado
con corriente eléctrica.
Otras características y ventajas de la presente
invención se harán evidentes a partir de la siguiente descripción
de la invención que se refiere a los dibujos anexos.
La invención se describirá ahora en mayor
detalle en la siguiente descripción detallada con referencia a los
dibujos en los cuales:
La figura 1 muestra una vista en corte del
conjunto de mechero que incluye el conjunto de unidad térmica de
mechero y el zócalo de mechero, con el conjunto de unidad térmica de
mechero en la posición eléctricamente desacoplada.
La figura 1A es una vista posterior del conjunto
de mechero que muestra una vista en planta del zócalo;
La figura 1B muestra el tablero de circuito
impreso de indicación vista a lo largo de las líneas
B-B de la figura 1.
La figura 1C muestra la misma vista que la
figura 1, pero mostrando el conjunto de unidad térmica de mechero en
la posición eléctricamente acoplada.
La figura 2 muestra el conjunto de unidad
térmica de mechero en una vista en sección transversal.
La figura 3 muestra el zócalo de mechero;
La figura 3A es una vista en sección tomada a lo
largo de las líneas B-B de la figura 3;
La figura 4 es una vista en planta del conjunto
de elemento térmico del conjunto de unidad térmica de mechero;
La figura 4A es una vista en sección tomada a lo
largo de las línea a-A de la figura 4 del conjunto
de elemento térmico;
La figura 4B es una vista frontal del conjunto
de elemento térmico;
La figura 5 es una vista en sección transversal
del platillo de contacto del zócalo de mechero;
La figura 5A es una vista frontal del platillo
de contacto del zócalo de mechero de la figura 5;
La figura 6 es una vista en sección del
interruptor térmico del zócalo;
La figura 6A es una vista frontal del
interruptor térmico;
La figura 6B es una vista en sección del
aislador de zócalo;
La figura 6C es una vista posterior del aislador
de zócalo;
La figura 6D es una vista frontal del aislador
de zócalo;
La figura 6D es una vista en sección tomada a lo
largo de las líneas A-A de la figura 6;
La figura 6F es una vista lateral del aislador
de zócalo;
La figura 7 es una vista en sección transversal
del conjunto de retenedor de bobina térmica
La figura 7A es una vista posterior del conjunto
retenedor de bobina de la figura 7
La figura 7B es una vista frontal del conjunto
retenedor de bobina de la figura 7.
La figura 8 es una vista en sección de la parte
aislante del conjunto retenedor de bobina junto con un remache de
contacto que forma una parte del conmutador para desconectar el
elemento térmico cuando se ha calentado suficientemente;
La figura 8A es una vista frontal de la parte
aislante de la figura 8;
La figura 9 es una vista en planta de una
realización de un disco bimetálico utilizado para desactivar la
alimentación eléctrica del elemento térmico.
La figura 9A es una vista en sección transversal
del disco bimetálico de la figura 9;
La figura 10 es un disco bimetálico alternativo;
y
La figura 10A es una vista en sección del disco
bimetálico alternativo del disco bimetálico de la figura 10.
Con referencia ahora a los dibujos, el conjunto
de mechero de la presente invención comprende dos elementos
mostrados en su estado montado en las figuras 1 y 1C. Los dos
elementos comprenden generalmente un conjunto 100 de unidad térmica
insertable, mostrado por separado en la figura 2, y el conjunto 300
de zócalo en el cual el conjunto 100 de unidad térmica se inserta,
mostrado por separado en la figura 3. El conjunto de unidad térmica
queda recibido deslizantemente en el conjunto 300 de zócalo y ambos
se muestran en estado montado en la figura 1. En esta figura, el
conjunto 100 de unidad térmica se muestra en su estado de
almacenamiento, es decir, en su estado cuando el elemento térmico
se desconecta eléctricamente de la fuente de alimentación
eléctrica. En la figura 1C, el elemento térmico del conjunto de
unidad térmica se conecta eléctricamente a la fuente de
alimentación.
El conjunto 100 de unidad térmica comprende
generalmente un botón 102 hecho de material apropiado,
preferiblemente un material aislante, aunque no necesariamente un
material aislante. Se fabrica preferiblemente en un material que
transmite energía luminosa o que tiene una parte del mismo que
transmite energía luminosa como se explicará en lo sucesivo.
El botón 102 se acopla a una bandeja de cenizas
105 curvando una pluralidad de patillas 104 de bandeja de cenizas
alrededor de un saliente anular 106 preferiblemente moldeado en el
botón 102. Se dispone un retenedor 108 de resorte cilíndrico
fijamente acoplado al botón 102. La bandeja de cenizas 104 incluye
una depresión anular 110 formada en su interior que sirve para
alojar un muelle 112 de compresión en posición entre la depresión
110 anular y un labio anular 114 del retenedor 108 de resorte. La
bandeja de cenizas 104 se riza en 116 en un conjunto 118 de
elemento térmico. Con referencia a la figura 4A el conjunto 118 de
elemento térmico incluye un conjunto 120 retenedor de bobina
interior mostrado en la figura 7 que está eléctricamente conectado a
un extremo de la bobina 122 térmica en 124 como se muestra en la
figura 7. Un reborde 126 del retenedor 120 de bobina interior se
riza interiormente sobre si mismo, como se muestra en la figura 7.
El conjunto 120 de retenedor de bobina interior incluye una
pluralidad de aberturas 125 laterales en su interior para
proporciona disipación de calor. La bobina 122 se mantiene de este
modo en posición mediante el retenedor 120 de bobina interior. El
retenedor 120 de bobina interior tiene un extremo más distal que
sirve de contacto eléctrico caliente que acopla el contacto
caliente del zócalo. Dispuesto alrededor del retenedor 120 de bobina
interior se encuentra un retenedor 128 de bobina exterior aislante.
Preferiblemente el retenedor 128 de bobina exterior se fabrica en
aluminio apropiadamente anodizado para que sea aislante. El
retenedor 128 de bobina exterior se riza alrededor del retenedor
120 de bobina interior en 130, formando de este modo el conjunto 118
de elemento térmico. El extremo más interior 131 de la bobina 122
térmica (figura 7A) se acopla eléctricamente a un remache de
contacto 132 que tiene un extremo partido 134 para recibir el
extremo 131 más interior de la bobina 122 térmica. El remache de
contacto 132 se dispone dentro de una abertura 136 en el retenedor
128 de bobina térmica exterior entre un saliente 138 formado en un
extremo del remache de contacto 132 y un segundo saliente 140
formado por una operación de remachado, prensado o interconexión.
El saliente 138 forma una superficie 142 de contacto,
preferiblemente formada con un rebajo 144 semiesférico, que, como es
bien sabido, reduce la formación de arco en la superficie de
contacto. Dispuesto acoplado con el retenedor 128 de bobina térmica
exterior aislante se encuentra un disco 146 bimetálico (figuras 1,
2) cuya operación se explicará en lo sucesivo. Las líneas fantasma
146A muestran la localización del disco 146 bimetálico después deque
el usuario active el mechero empuje el botón 102 dentro del zócalo.
La figura 1C muestra el disco 146 bimetálico después de que se haya
activado el mechero y que la bobina 122 térmica se haya excitado con
corriente eléctrica y se haya calentado.
El mantenimiento del disco 146 bimetálico en
posición e lleva a cabo mediante un resorte 148 de compresión
mantenido en posición por un retenedor 150 de resorte. El retenedor
150 de resorte también actúa para mantener un resorte 152 de
compresión posicionado entre una parte interior del retenedor 150 de
resorte y un platillo 154 de contacto que tiene una superficie 156
de contacto dispuesta para entrar en contacto con la superficie 142
de contacto del remache 132 de contacto. El platillo 154 de contacto
forma una superficie 158 anular que se acopla con el disco 146
bimetálico. Dispuesto entre el retenedor 150 de resorte y el resorte
152 se encuentra un tablero 160 de circuito impreso que puede
incluir un diodo electroluminiscente 161 y cualquier elemento
resistivo de limitación de corriente necesario. Se puede
proporcionar una lente, elemento de reflexión o elemento de guía de
luz dirigir apropiadamente luz directa hacia la superficie frontal
del botón 102, que es preferiblemente traslúcido o trasparente o
provisto de una superficie o inserto óptico que permita que la luz
sea guiada a su través. El fin del diodo 161 electroluminiscente es
proporciona una indicación visible de que la bobina térmica está
siendo alimentada con corriente eléctrica. La figura 1B muestra una
vista del tablero de circuito impreso tomada a lo largo de las
líneas B-B de la figura 1.
La figura 3 muestra el zócalo 300 eléctrico para
el conjunto de unidad térmica de la figura 2. El zócalo 300
eléctrico comprende un pozo 302. El pozo 302 tiene una parte 304 de
base con una abertura 306 central. Situado en la base 304 del pozo
302 se encuentra un aislador 308 eléctrico. Montado sobre el
aislador 308 eléctrico se encuentra un platillo 310 de contacto. El
platillo 310 de contacto tiene una pluralidad de dedos 312 de
conducción eléctrica adaptados para proporcionar corriente eléctrica
al conjunto 100 de unidad térmica entrando en contacto con el
retenedor 120 de bobina interior, como se describirá en lo sucesivo.
Los dedos 312 se curvan sobre si mismos como se muestra y tienen
una acción elástica como se muestra mediante las líneas fantasma
para que de este modo empujen radialmente hacia dentro debido a la
acción elástica.
En el centro del aislador 308 y en contacto
eléctrico con el platillo 310 de contacto se encuentra un perno 314
de contacto. El perno 314 de contacto extiende a través de la
abertura 306 central en la parte 304 de base, una abertura 309
central (figura 6B) en el aislador 308 y un alojamiento 316 de
conjunto de conector aislante. El platillo 310 de contacto, como se
muestra más claramente en el aislador 308 y la abertura en el
alojamiento 316 de conjunto de conector y el perno 314 de contacto
se remacha, prensa o riza en 318 para mantener el alojamiento 316
de conjunto de conector en el pozo 302 y mantener el aislador 308,
el platillo 310 de contacto y el alojamiento 316 de aislador en su
sitio. El rizado se muestra en 318 en la figura 1. El perno 314 de
contacto está también acoplado a un terminal 320 que se mantiene por
debajo de la parte 318 remachada, rizada o prensada del platillo
310 de contacto. En consecuencia, el perno 314 de contacto, el
platillo 310 de contacto y el terminal 320 eléctrico están
conectado eléctricamente. Un hilo del sistema eléctrico del
automóvil se conecta al terminal 320 para proporcionar una parte de
la energía eléctrica al mechero, lo cual se denomina habitualmente
como parte "caliente".
Igualmente montado deslizantemente sobre el pozo
302 se encuentra un anillo 322 de iluminación que se ilumina
ópticamente mediante una fuente 324 luminosa que va montada en el
pozo 302 a través de una estructura 326 eléctricamente aislante. La
estructura 326 está adaptada para transportar luz desde la fuente
328 luminosa a su través, y de este modo ilumina el anillo 322
luminoso para que la localización de la unidad de iluminación sea
visible en la oscuridad para los pasajeros del vehículo. La fuente
342 luminosa recibe energía eléctrica a través de un contacto 330
de resorte de puesta a tierra y a través de un contacto 334 de
resorte caliente que se acopla a un conector 334 eléctrico en forma
de U que tiene un extremo 336 terminal para el suministro de
energía eléctrica para iluminar la lámpara. La estructura 326 de
plástico incluye dedos 336 en resorte para asegurar el zócalo 300
en una abertura en una aplicación automovilística.
\newpage
Como se muestra en la figura 1A, el alojamiento
316 del conjunto conector tiene un extremo que mira hacia atrás que
tiene una configuración adaptada para recibir un enchufe eléctrico a
partir del cableado del vehículo. El alojamiento 316 del conector
tiene ubicaciones para el terminal 320 caliente eléctrico, el
terminal 336 caliente de lámpara así como el terminal 338 eléctrico
de retorno a tierra para el elemento térmico y la lámpara.
El zócalo 300 incluye también, conectado
eléctricamente al platillo 310 de contacto, como se muestra en las
figuras 1 y 3, un interruptor térmico 342. El interruptor térmico
342 se muestra en detalle en las figuras 6 y 6A. Comprende un
elemento conductor metálico que tiene elementos verticales 344 que
tienen puntos 346 de contacto, que están adaptados para desplazarse
radialmente hacia fuera en respuesta aun recalentamiento. Los dedos
344 están normalmente en la posición mostrada en la figura 1. En
respuesta al recalentamiento, los dedos se desplazan por las
aberturas 350 en el aislador 308 para entrar en contacto con el pozo
302, acortando de este modo el terminal caliente a tierra y
quemando o desconectando un fusible o interruptor de circuito que
proporciona corriente eléctrica a la unidad de mechero. Se muestran
detalles del aislador 308 en las figuras 6B-6F.
El funcionamiento del mechero es como sigue. La
posición normal de almacenamiento del conjunto de unidad térmica es
tal como se muestra en la figura 1. En esta posición, el disco
bimetálico 146 tendrá la orientación mostrada por las líneas
sólidas en la figura 1. Además, la superficie 142 de contacto del
remache 132 de contacto está separado por un espacio G del platillo
154 de contacto. Además, el platillo 310 de contacto del zócalo 300,
que está eléctricamente conectado al terminal 320 caliente, como se
ha mencionado anteriormente, se acopla a la parte de contacto del
retenedor 120 de bobina interior, como se muestra en la figura 1.
Los dedos 312 de contacto, como se ha mencionado anteriormente,
empujan bajo la acción elástica radialmente hacia dentro contra el
platillo 120 de contacto. El extremo distal del platillo 120 de
contacto proporciona una superficie de contacto deslizante anular
acoplada a los dedos 312 de contacto del zócalo 300. Esto
proporciona un contacto mejorado de alimentación eléctrica del
conjunto 100 de unidad térmica de mechero con el zócalo 300,
respecto del llevado a cabo en la técnica anterior, por ejemplo el
dispositivo de la técnica anterior de la patente de los Estados
Unidos nº 4.168.422. En consecuencia, la alimentación caliente a
partir del sistema eléctrico del automóvil está conectado
eléctricamente desde el terminal 320 al perno de contacto 314 y el
platillo 310 de contacto y a continuación al retenedor 120 de
bobina interior, a través de la bobina 122 al remache 132 de
contacto. Sin embargo, a causa del espacio G entre el platillo 154
de contacto y el perno 132 de contacto, no hay camino de retorno a
tierra y por lo tanto no hay excitación eléctrica de la bobina
térmica 122.
Para usar el mechero, el usuario pulsará el
botón 102, posicionado como se muestra en la figura 1, más
axialmente dentro del zócalo 300. Una bandeja de cenizas 104
funciona como una camisa de fricción, con dedos 163 elásticos que
presionan contra el interior del zócalo para proporcionar un
acoplamiento deslizante con el mismo. La aplicación de la fuerza
axial hará que la fuerza se transmita a través y comprima el resorte
112 de compresión de absorción dispuesto entre el reborde 110
anular dispuesto en la bandeja 104 de cenizas. La figura 1C muestra
el conjunto 100 de unidad térmica de mechero después de haber sido
empujada más hacia dentro del zócalo 300 para activar el mechero.
Si se proporciona una fuerza axial excesiva al botón 102, será
absorbida hasta un límite por el resorte de compresión 112. Al
mismo tiempo, el resorte de compresión 148 situado entre el
retenedor 150 de resorte y el elemento 146 bimetálico que descansa
firmemente contra el retenedor 128 de bobina exterior aislante,
también comprime más. El disco 146 bimetálico siempre se mantiene
firmemente en posición mediante el resorte 148. Además, cuando se
proporciona la fuerza axial al botón 102, el retenedor 150 de
resorte se desplaza axialmente hacia dentro, y el resorte 152 de
compresión interior aplica una fuerza al platillo 154 de contacto.
El platillo 154 de contacto se desplaza hacia atrás y la superficie
156 de contacto hace contacto eléctrico con la superficie de
contacto 142 del remache 132 de contacto. Al mismo tiempo, el
platillo 154 de contacto ejerce una fuerza sobre el disco 146
bimetálico, haciendo que asuma la posición mostrada en la figura 1C
y también mostrada en las líneas fantasma 146A en las figuras 1 y
2.
Ahora que el platillo 154 de contacto está en
contacto eléctrico con la superficie 142 de contacto, se proporciona
ahora un camino de retorno a tierra para el elemento 122 térmico.
Este camino de retorno va desde la superficie 142 de contacto del
remache 132 de contacto a la superficie 156 de contacto del platillo
154 de contacto y a continuación al retenedor 150 de resorte por el
acoplamiento deslizante del platillo 154 de contacto con el
retenedor 150 de resorte. Además, el resorte 152 también puede
conducir corriente eléctrica y se puede disponer para proporcionar
una conexión a tierra para el tablero de circuito impreso 160. La
corriente de retorno fluye desde el retenedor 150 de resorte hasta
la bandeja 104 de cenizas, y luego hasta el pozo 302 de zócalo,
como se muestra en la figura 1. El pozo 302 de zócalo está en
contacto eléctrico con la línea de retorno de tierra 338 por
muescas metálicas 350 (véase la figura 1) y una placa metálica 352
que se acopla al terminal 338. En consecuencia, ahora se ha
previsto un camino de corriente a través del elemento 122 térmico
desde el terminal caliente a tierra ahora que se ha cerrado el
espacio G y que el elemento 122 térmico se calienta hasta la
temperatura de encendido.
El disco bimetálico 146 se calienta ahora por
las aberturas 129 en el retenedor 128 de bobina exterior, como se
muestra en la figura 4B. El disco bimetálico 146 se desplaza hacia
delante a medida que se calienta y se desplaza enérgicamente a la
posición mostrada en la figura 1 por las líneas gruesas una vez que
el elemento térmico a alcanzado la temperatura de encendido. Esto
hace que el platillo 154 de contacto se desplace en el retenedor
150 de resorte contra la acción del resorte de compresión 152 que
separa la superficie de contacto 142 del remache 132 de contacto de
la superficie 156 de contacto del platillo 154 de contacto,
interrumpiendo de este modo el circuito eléctrico y proporcionando
una indicación audible al pasajero del vehículo de que se ha
alcanzado la temperatura de encendido. Además, la fuerza ejercida
sobre el resorte 152 de compresión hace que el retenedor 150 de
resorte se desplace hacia delante, ejerciendo fuerza sobre una
depresión 110 anular de la bandeja 104 de cenizas, haciendo que el
botón 104 salte hacia delante hasta la posición mostrada en la
figura 1. Los resortes comprimidos 112 y 148 ayudan a proporcionar
un movimiento rápido. El usuario puede entonces retirar el conjunto
de unidad térmica 100 del zócalo 300 para encender el
cigarrillo.
La invención proporciona el tablero 160 de
circuito impreso que tiene un LED 161 dispuesto sobre el mismo así
como cualquier resistencia necesaria de limitación de corriente. El
tablero 160 de circuito impreso recibe energía eléctrica a partir
del terminal 320 caliente, a través de cualquier conexión eléctrica,
no mostrada, y se conecta a tierra mediante su conexión al
retenedor 150 de resorte. En consecuencia, mientras el elemento 122
térmico está atravesando la corriente eléctrica y se está
calentando, el LED 161 se iluminará a través del botón 102, después
de que su luz sea enfocada/dirigida/guiada por una lente o una quía
de luz. El botón 102 se fabrica preferiblemente en un material
traslúcido o transparente o tiene un inserto óptico para indicar
que el elemento térmico está en proceso de calentamiento para
alcanzar la temperatura de encendido. Una vez que el disco 146
bimetálico salta a la posición mostrada en la figura 1 y abre el
conmutador que comprende el platillo 154 de contacto y la
superficie 142 de contacto, el LED 161 deja de iluminar, indicando
de este modo al pasajero del vehículo que el elemento térmico ha
alcanzado la temperatura de encendido.
Una ventaja de la estructura de la presente
invención es que proporciona una apertura rápida del conmutador que
comprende la cara 142 de contacto del perno 132 de contacto y la
cara 156 de contacto del platillo 154 de contacto. Esto permite que
el conjunto de mechero de la presente invención se use con voltajes
superiores a 12 voltios, es decir, por ejemplo, los mayores
voltajes planeados para los automóviles del futuro que tienen
sistemas eléctricos cada vez más complicados y de mayor consumo de
energía eléctrica. En el futuro, los automóviles tendrán
probablemente un sistema eléctrico de 42 voltios (batería de 36
voltios) y en consecuencia, el elemento térmico 122 se calentará
más rápidamente mediante los sistemas eléctricos de mayor voltaje.
De este modo es importante desconectar rápidamente el elemento
térmico cuando alcanza la temperatura de encendido. Si no se
consigue la desconexión rápida, el elemento térmico probablemente
fallará quemándose. Para facilitar esta desconexión rápida, la
invención emplea una superficie de fricción reducida entre el pozo
302 y la bandeja de cenizas 104.
Además, la invención puede emplear también el
disco bimetálico alternativo mostrado en la figura 10. Este disco
bimetálico tiene aberturas 500 en su interior, apropiadamente
seleccionadas. Estas aberturas sirven para dos fines: reducir la
masa del disco bimetálico y de este modo permitirle que se caliente
más rápidamente; y permitir que el disco bimetálico se desplace más
rápidamente una vez que se ha calentado, garantizado de este modo
una rápida desconexión del elemento térmico.
Además, la presente invención proporciona una
indicación visible que está en uso o en la misma medida, que se ha
alcanzado la temperatura de encendido cuando el LED 161 deja de
iluminar. De este modo, la presente invención proporciona tanto una
indicación visible como una indicación audible de que se ha
alcanzado la temperatura de encendido.
Aunque la presente invención se ha descrito con
relación a realizaciones particulares de la misma, muchas otras
variaciones y modificaciones y otros usos se harán evidentes para el
experto en la técnica. Por lo tanto, la presente invención se verá
limitada, no por la descripción específica del presente documento,
sino solamente por las reivindicaciones anexas.
Claims (37)
1. Unidad térmica de mechero para cigarrillos a
recibir en una toma de corriente eléctrica, comprendiendo la unidad
térmica de mechero
- un primer y un segundo contactos (120, 104) de corriente eléctrica,
- alojamiento de unidad térmica (128) teniendo un elemento (122) térmico eléctrico en su interior, teniendo el elemento (122) térmico eléctrico un primer extremo eléctricamente conectado al primer contacto (120) de corriente eléctrica, comprendiendo el primer contacto (120) de corriente eléctrica un elemento (120) de contacto anular dispuesto en un extremo distal de dicha unidad térmica para contacto deslizante con un terminal (318, 320) de fuente de alimentación eléctrica,
- comprendiendo, además, la unidad térmica un conmutador (154, 142) y un elemento (146) bimetálico para abrir el conmutador cuando el elemento (122) térmico eléctrico alcanza una temperatura predeterminada., teniendo el conmutador un primer contacto de conmutador (142) conectado eléctricamente a un segundo extremo de dicho elemento térmico,
caracterizada porque el conmutador tiene,
además, un segundo contacto (156) de conmutador conectado
eléctricamente al segundo contacto de energía eléctrica, en el cual
la corriente eléctrica para activar el elemento térmico no fluye a
través del elemento bimetálico.
2. Unidad térmica de mechero para cigarrillos
según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende,
además, un indicador (160) visible sobre dicha unidad térmica de
que dicho elemento térmico está siendo alimentando con corriente
eléctrica.
3. Unidad térmica de mechero para cigarrillos
según la reivindicación 2, caracterizado porque el indicador
visible comprende un dispositivo (161) de iluminación.
4. Unidad térmica de mechero para cigarrillos
según la reivindicación 3, caracterizado porque el botón es
translúcido o transparente o tiene un inserto óptico.
5. Unidad térmica de mechero para cigarrillos
según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende,
además, un indicador (160) visible sobre dicha unidad térmica de
que dicho elemento térmico está siendo alimentado con corriente
eléctrica y en la cual el indicador (16) visible comprende un
dispositivo (161) de iluminación dispuesto internamente sobre dicho
alojamiento, proyectando el dispositivo de iluminación luz visible a
un botón (102) exterior de dicha unidad térmica.
6. Conjunto de mechero para cigarrillos
comprende:
- la unidad térmica (100) según las reivindicaciones 1 a 5 y un zócalo (300) en el cual la unidad térmica queda recibida deslizantemente;
- comprendiendo el zócalo un alojamiento de zócalo, estando el alojamiento (302) de zócalo dimensionado para recibir deslizantemente y con fricción el alojamiento de unidad térmica en su interior, teniendo el alojamiento de zócalo una base (304) en un extremo distal del mismo, estando provista la base de un platillo (310) de contacto que comprende una pluralidad de dedos (312) de proyección axial cada uno empujado radialmente hacia el interior para entrar eléctricamente en contacto con dicho elemento de contacto anular de dicha unidad térmica cuando dicha unidad térmica se inserta en dicho zócalo, y comprendiendo, además, un conjunto (316) conector aislante en el extremo distal de dicho alojamiento de zócalo que comprende al menos un terminal (320) eléctrico para su conexión a una fuente de alimentación eléctrica, estando dicho terminal eléctrico eléctricamente conectado a dicho platillo de contacto.
7. Conjunto de mechero para cigarrillos según la
reivindicación 6, caracterizado porque dicho platillo de
contacto de dicho zócalo comprende una pluralidad de dedos (312)
dirigidos axialmente dispuestos concéntricamente alrededor de un
eje central de dicho alojamiento de zócalo, extendiéndose cada dedo
próximalmente y a continuación replegándose sobre sí mismo
distalmente, proporcionando de este modo una fuerza de empuje
elástico dirigida radialmente hacia el interior para de este modo
entrar en contacto con dicho elemento de contacto anular de dicha
unidad térmica.
8. Conjunto de mechero para cigarrillos según la
reivindicación 7, caracterizado porque los dedos (312) de
dicho platillos de contacto de dicho zócalo (300) se acopla
deslizantemente a dicho elemento de contacto anular cuando dicha
unidad (100) térmica es recibida en dicho zócalo.
9. Conjunto de mechero para cigarrillos según la
reivindicación 6, caracterizado porque dicho elemento de
contacto anular de dicha unidad térmica comprende un primer
retenedor (126) que mantiene dicho elemento térmico eléctrico.
10. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 9, caracterizado porque comprende, además,
un segundo retenedor (128) dispuesto alrededor de dicho primer
retenedor, aislando dicho segundo retenedor dicho primer retenedor
del contacto eléctrico con dicho alojamiento de dicha unidad
térmica.
11. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 10, caracterizado porque dicho elemento
bimetálico comprende un disco (146) bimetálico, teniendo dicho
segundo retenedor un reborde anular, que comprende, además un
primer retenedor (150) de resorte de compresión, estando el disco
bimetálico dispuesto próximalmente respecto del reborde anular, un
primer resorte de compresión (148) dispuesto entre dicho primer
retenedor de resorte de compresión y dicho disco bimetálico,
empujando de este modo el disco bimetálico contra el reborde anular
de dicho segundo retenedor.
12. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 11, caracterizado porque dicho primer
contacto comprende un primer miembro (132) de contacto dispuesto
sobre un eje central de dicha unidad térmica y con una superficie
(142) de contacto dispuesta próximalmente y dicho segundo contacto
de conmutador comprende un platillo (154) de contacto móvil,
teniendo el contacto móvil una superficie (156) de contacto que se
acopla a dicha superficie de contacto de dicho primer contacto de
interruptor para cerrar eléctricamente dicho conmutador.
13. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 12, caracterizado porque comprende un
segundo resorte (112) de compresión que empuja dicho platillo de
contacto contra dicho disco bimetálico, estando el segundo resorte
dispuesto entre dicho platillo de contacto y un retenedor (108) de
resorte con lo cual cuando dicha unidad térmica de conmutador es
empujada axialmente en dicho zócalo, dicho platillo de contacto se
conecta eléctricamente a dicho primer miembro de contacto y empuja
dicho disco bimetálico desde una primer posición a una segunda
posición (146a).
14. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 13, caracterizado porque el disco
bimetálico se dispone en la segunda posición y dicho platillo de
contacto y el primer miembro de contacto se acopla eléctricamente,
dicho elemento térmico atraviesa una corriente eléctrica, se
calienta, y dicho disco bimetálico se desplaza a dicha primera
posición cuando dicho elemento térmico alcanza dicha temperatura
predeterminada, alejando dicho platillo de contacto de dicho primer
miembro de contacto y retirando la corriente eléctrica de dicho
elemento térmico.
15. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 6, caracterizado porque comprende, además,
un indicador (160) visible sobre dicha unidad térmica de que dicho
elemento térmico está siendo alimentando con corriente
eléctrica.
16. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 15, caracterizado porque el indicador
visible comprende un dispositivo (161) de iluminación.
17. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 16, caracterizado porque el dispositivo de
iluminación proyecta luz visible a un botón externo (102) de dicha
unidad térmica.
18. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 17, caracterizado porque el botón es
traslúcido o transparente o tiene un inserto óptico.
19. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 13, caracterizado porque comprende, además,
un indicador (160) visible sobre dicha unidad térmica de que dicho
elemento térmico está siendo alimentado con corriente eléctrica y
en la cual, además, el indicador visible comprende un dispositivo
(161) de iluminación dispuesto próximalmente sobre dicho
alojamiento, proyectando el dispositivo de iluminación luz visible a
un botón (102) exterior de dicha unidad térmica.
20. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 17, caracterizado porque el dispositivo de
iluminación comprende un LED.
21. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 6, caracterizado porque el alojamiento de
zócalo y el alojamiento de la unidad térmica son eléctricamente
conductores y están en contacto eléctrico el uno con el otro,
estando dicho alojamiento de zócalo en contacto eléctrico con un
segundo terminal (336) eléctrico dispuesto sobre dicho conjunto
conector aislante.
22. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 21, caracterizado porque dicho segundo
contacto de energía eléctrica comprende dicho alojamiento de unidad
térmica.
23. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 11, caracterizado porque dicho primer
contacto de conmutador comprende un miembro de contacto asegurado
mecánicamente a dicho segundo retenedor, estando dicho segundo
retenedor fijado en posición en dicho alojamiento de unidad
térmica.
24. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 23, caracterizado porque el segundo
retenedor está provisto de aberturas para permitir transmitir la
energía desprendida por dicho elemento térmico en dicho alojamiento
de unidad térmica.
25. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 6, caracterizado porque comprende, además,
un resorte de compresión (148) dispuesto en dicho alojamiento de
unidad térmica para permitir que un mando externo (102) de dicha
unidad térmica se desplace axialmente sobre una distancia limitada
respecto de dicho alojamiento de unidad térmica, estando el resorte
de compresión dispuesto concéntricamente entre una parte interior
del botón y dicho alojamiento de unidad térmica.
26. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 6, caracterizado porque comprende, además,
una fuente de iluminación fijada al alojamiento de zócalo para
iluminar el alojamiento de zócalo.
27. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 26, caracterizado porque comprende, además,
un anillo luminiscente (322) dispuesto alrededor del alojamiento de
zócalo para iluminar mediante la fuente de iluminación.
28. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 16, caracterizado porque comprende, además,
un guía de luz, lente o reflecto para guiar la energía visible
desde dicho dispositivo de iluminación.
29. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 28, caracterizado porque dicha guía de luz,
lente o reflector dirige la energía visible desde dicho dispositivo
de iluminación a un botón externo de dicha unidad térmica.
30. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 6, caracterizado porque dicho conmutador
de unidad térmica desconecta dicho elemento térmico de la fuente de
energía eléctrica suficientemente rápido para prevenir un
recalentamiento de dicho elemento térmico eléctrico.
31. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 30, caracterizado porque dicho conmutador
de unidad térmica se puede utilizar con una alimentación eléctrica
de 42 voltios para desconectar dicho elemento térmico sin dañar
dicho elemento térmico.
32. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 6, caracterizado porque dicho disco
bimetálico tiene una pluralidad de aberturas en su interior.
33. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 6, caracterizado porque dicho comprende,
además, un interruptor (342) térmico para desconectar la corriente
eléctrica de dicho elemento térmico si dicho elemento térmico
sobrepasa una temperatura preestablecida.
34. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 33, caracterizado porque el interruptor
térmico comprende un elemento de cortocircuito eléctrico (344) para
cortocircuitar la corriente eléctrica al elemento térmico,
disparando de este modo un protector de circuito dispuesto en la
alimentación eléctrica de dicho elemento térmico.
35. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 34, caracterizado porque el elemento de
cortocircuito eléctrico comprende un elemento eléctricamente
conductor que cambia de posición en respuesta a un recalentamiento
de manera que dicho elemento de cortocircuito se desplaza desde una
primera posición de no-cortocircuito a una segunda
posición de cortocircuito con lo cual el elemento de cortocircuito
cortocircuita efectivamente dicho primer y segundo contactos de
energía eléctrica.
36. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 35, caracterizado porque el elemento de
cortocircuito eléctrico se dispone concéntricamente respecto de y
en contacto eléctrico condicho platillo de contacto de dicho
zócalo.
37. Conjunto de mechero para cigarrillos según
la reivindicación 6, caracterizado porque comprende, además,
un aislador (308) dispuesto entre dicha base de dicho alojamiento de
zócalo y dicho platillo de contacto de dicho zócalo, y comprende
además, un perno (314) que pasa por una abertura alineada en dicho
platillo de contacto, dicho aislador y dicho conjunto conector y
mantiene dicho platillo de contacto, dicho aislador y dicho
conjunto conector en una relación de fijación.
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