ES2558164B1 - Sistema de conexionado para instalaciones eléctricas, de señales y/o de datos. - Google Patents

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Abstract

Sistema de conexionado para instalaciones eléctricas; de señales y/o de datos; que comprende: -unos cables planos (1) con unas conductoras (13) paralelas dispuestas entre una primera capa (11) de un material aislante, plano y semirrígido, que presenta una serie de rebajes transversales (14) para eliminación de una porción de dicha primera capa (11) y la definición en los extremos del cable plano (1) de una porción extrema de conexión (15); y una segunda capa (12) de material aislante constituida por un polímero; - unos mecanismos (2) que comprenden: un circuito impreso (21) provisto de unas pistas conductoras (22) y alojado en una caja de conexión (3), de material aislante, que dispone lateralmente de unas ventanas (31) de introducción de los cables planos (1) e interiormente unas patas flexibles (32) que actúan con un dentado oblicuo (33) sobre la capa aislante del cable plano (1).

Description

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DESCRIPCION
SISTEMA DE CONEXIONADO PARA INSTALACIONES ELECTRICAS, DE SENALES Y/O DE DATOS.
Objeto de la invencion.
La presente invencion se refiere a un sistema de conexionado para instalaciones electricas, de senales y/o de datos, que es aplicable tanto a nivel domestico como industrial; comprendiendo dicho sistema unos cables planos y unos mecanismos (enchufes, interruptores, empalmes, etc.) para la realizacion de instalaciones diversas.
Este sistema presenta unas particularidades constructivas orientadas a conferirle una gran sencillez constructiva y a permitir la realizacion de instalaciones por parte del usuario final o por parte de profesionales que necesiten una instalacion rapida, barata, segura y sin obras.
Estado de la tecnica.
Actualmente existen en el mercado diferentes elementos que permiten realizar circuitos electricos, siendo especialmente conocidos los mecanismos provistos de un circuito impreso y diferentes tipos de cables, como el cable paralelo o los cables planos flexibles.
El cable plano flexible o cable FFC (del ingles Flexible Flat Cable) es ampliamente conocido en el mundo de la electronica y consiste en un tipo de circuito impreso flexible. El cable generalmente esta constituido por una pelicula plana y flexible de plastico, de longitud fija, con multiples conductores metalicos unidos a una superficie; rematando el cable plano por sus extremos en unos refuerzos plasticos provistos de unos contactos y que conforman unas clavijas rigidas de conexion del cable FFC en equipos electronicos o informaticos.
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Algunos antecedentes de este tipo de cables pianos flexibles, se encuentran descritos en los documentos CN 201319426 Y (TIANRUI ELECTRONICS SHENZHEN C) y US 4714435 A (STIPANUK JOHN M et al.).
Estos cables planos presentan unas caracteristicas que los hacen especialmente adecuados para el conexionado interno de equipos electronicos o informaticos o como se especifica en el documento CN201319426 para la conexion de una interfaz multimedia de alta definicion; sin embargo, no presentan unas caracteristicas adecuadas para realizar instalaciones externas o de superficie, domesticas o industriales, de electricidad, senales y/o datos, debido a su elevada flexibilidad, y a la necesidad de incorporar en sus extremos una clavija rigida que le proporcione la consistencia necesaria para su conexionado con cualquier aparato.
Por su parte, el circuito impreso o PCB (del ingles Printed Circuit Board) es una superficie constituida por pistas de material conductor laminadas sobre una base no conductora. El circuito impreso se utiliza habitualmente para conectar electricamente un conjunto de componentes electronicos a traves de los caminos o pistas conductores y sostener mecanicamente dichos componentes electronicos por medio de la base.
Estas pistas o caminos son generalmente de cobre mientras que la base se fabrica en resinas de fibra de vidrio reforzada, ceramica, plastico, teflon o polimeros como la baquelita.
Tanto el cable plano flexible como el circuito impreso tienen una aplicacion espedfica en el mundo de la electronica.
En instalaciones tanto domesticas como industriales se utilizan otros tipos de conductores, constituidos por cables, generalmente de cobre y de mayor seccion, enfundados por separado en un material aislante y unidos en toda su longitud por una cubierta tubular externa.
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La instalacion de este tipo de cables se realiza generalmente empotrada por motivos esteticos,y requiere la intervention de profesionales diversos.
La realization de instalaciones con estos cables requiere su conexionado con mecanismos diversos (enchufes, interruptores, empalmes, etc.) siendo necesario para ello pelar el extremo de los cables a conectar, abrir dichos mecanismos, introducir los cables ya pelados en los bornes de conexion del mecanismo y fijarlos en dicha position mediante el apriete de tornillos u otros elementos similares, cerrando finalmente el mecanismo ya conectado.
Esta operativa resulta especialmente lenta y compleja, en particular para los usuarios finales que no tienen unos conocimientos espedficos en la realizacion de instalaciones electricas, de senales, de datos o de cualquier otro tipo.
Tambien son conocidos los mecanismos que disponen de unos contactos metalicos que actuan simultaneamente como muelles de retention de los conductores introducidos en su interior.
El inconveniente de estos contactos es que estan conformados en un metal de caracteristicas adecuadas para actuar de conductor electrico, pero inadecuadas para actuar de muelle de retencion, dado que el efecto memoria del muelle de retencion queda mermado en cuanto se realiza un numero reducido de conexiones y desconexiones de un cable conductor; proporcionando el mecanismo un contacto defectuoso con el cable de conexion.
Un ejemplo de este tipo de contacto- muelle de retencion se encuentra descrito en el documento US 2012252260 A1 (TSENG TING CHANG et al.)
Por tanto, el problema tecnico que se plantea es el desarrollo de un sistema de conexionado para instalaciones electricas, de senales y/o de datos, utilizable tanto a nivel domestico como industrial, que pueda ser utilizado en la realizacion de instalaciones tanto por los usuarios finales como profesionales que necesiten una instalacion rapida, barata y sin obras.
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Descripcion de la invencion.
El sistema de conexionado para instalaciones electricas; de senales y/o de datos objeto de la invencion, esta constituido por unos cables planos con varias pistas conductoras paralelas dispuestas entre una primera capa y una segunda capa de material aislante conformantes de dos superficies externas de dichos cables planos; y por unos mecanismos para realizar instalaciones electricas, de senales y/o de datos, que comprenden: unos mecanismos o componentes electronicos internos que no son accesibles para el usuario final y que se encuentran montados en un circuito impreso provisto de unas pistas conductoras y alojado en una caja de conexion, de material aislante, que dispone lateralmente de unas ventanas para la introduccion de uno de los extremos de los cables planos y el conexionado de sus pistas conductoras con las pistas conductoras del circuito impreso del correspondiente mecanismo. Dicho sistema de conexionado presenta unas particularidades constructivas orientadas a resolver los problemas tecnicos mencionados anteriormente y a proporcionar una serie de ventajas adicionales en la realizacion de instalaciones.
Como por ejemplo, este sistema tiene la ventaja anadida de reducir el volumen de material conductor necesario para su fabrication, en comparacion con los cables conductores convencionales, para las mismas condiciones de trabajo. Ademas de la alta modularidad que supone la construction del sistema de la invencion
Un objetivo de la invencion es el desarrollo de un cable plano semirrigido, que presente una consistencia mayor que los mencionados cables planos flexibles FFC y una rigidez menor que los circuitos impresos o PCB, de modo que resulte adecuado para realizar instalaciones en superficie, sin que el cable forme pliegues o arrugas y se mantenga plano; permitiendo ademas la conexion de los extremos del cable con unos mecanismos de la instalacion, insertandolos directamente en dichos mecanismos, sin necesidad de montar en los extremos del cable plano unas clavijas o terminales rigidos para su conexion, tal como ocurre con los cables planos flexibles FFC.
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Para ello la primera capa de material aislante del cable plano esta constituida por un material plastico resistente a la flexion y de baja resiliencia, lo que permite que se pueda enrollar en bobinas y que recupere posteriormente su forma plana original.
Otro de los objetivos de la invention es dotar a dicho cable plano semirrigido de unas caracteristicas tecnicas que permitan eliminar de forma rapida y sencilla una portion extrema de la primera capa aislante de material plastico resistente a la flexion y definir en los extremos del cable una porcion extrema de conexion, en la que las pistas conductoras del mismo, quedan descubiertas por la cara correspondiente a la primera superficie externa del cable plano, para contactar con las pistas del circuito impreso alojado en una caja de conexion y que las pistas conductoras del cable plano permanezcan recubiertas por la capa aislante de material flexible conformante de la segunda superficie de dicho cable plano.
De este modo se eliminan por completo las posibilidades de error durante la instalacion especialmente teniendo en cuenta que la disposition de las pistas conductoras destinadas a diferentes aplicaciones (corriente, senales, datos,, etc.) estan dispuestas de forma conveniente para que coincidan con las conexiones de los dispositivos internos alojados en las cajas destinadas espedficamente a cada una de dichas aplicaciones.
Otro objetivo de la invencion es que las cajas de conexion, dispongan de unas patas flexibles conformadas en el propio material aislante de la caja de conexion, y que actuan sobre la segunda capa aislante de la porcion extrema de conexion del cable plano, presionando las pistas conductoras del cable plano contra las pistas conductoras del circuito impreso del mecanismo en cuestion, de modo que la funcion de retention del cable plano en la position de acoplamiento sea realizado por las patas flexibles de la caja y no por las pistas conductoras encargadas de establecer el contacto electrico.
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Para conseguir los objetivos propuestos este sistema de conexionado presenta unas caracteristicas tecnicas recogidas en las reivindicaciones adjuntas; resultando altamente aconsejable tanto para usuarios noveles como para profesionales, permitiendo adicionalmente su presentation como un kit de cables planos y mecanismos diversos (de enchufe, de cruce, interruptor, etc. para instalaciones electricas, de senales o de datos) de forma que el cliente puede seleccionar los elementos necesarios en funcion de la instalacion a realizar, y ampliarla o modificarla posteriormente durante la vida util de los diferentes elementos.
Description de las figuras.
Para complementar la descripcion que se esta realizando y con objeto de facilitar la comprension de las caracteristicas de la invention, se acompana a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con caracter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
- La figura 1 muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de realization del sistema de conexionado para instalaciones electricas, de senales o de datos segun la invencion, en la que se pueden observar dos cables planos semirrigidos acoplados a un mecanismo de enchufe.
- La figura 2 muestra una vista en perspectiva inferior del cable plano semirrigido, segun la invencion.
- La figura 3 muestra una vista analoga a la anterior de una portion de cable plano semirrigido en la que se ha eliminado una porcion de la primera capa de material plastico resistente a la flexion, definiendo en el cable una porcion extrema de conexion.
- La figura 4 muestra una vista explosionada en perspectiva de la caja de un mecanismo de enchufe y de uno de los cables destinados a conectarse con aquella.
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- La figura 5 muestra una vista en alzado y seccionada por un plano vertical de los elementos de la figura 4 una vez montados, asi como un detalle ampliado de la zona de actuacion de una de las patas flexibles de la caja contra el cable plano conectado al mecanismo interior de la caja.
Realizacion preferida de la invencion.
Como se puede observar en las figuras adjuntas este sistema de conexionado comprende unos cables planos (1) que establecen unas conexiones entre diferentes mecanismos (2) de la instalacion a realizar, pudiendo ser dichos mecanismos (2), a titulo de ejemplo: enchufes, interruptores, mecanismos de cruce, clavijas de datos, o cualquier otro de uso habitual en este tipo de instalaciones.
Los cables planos (1) comprenden una primera capa (11) y una segunda capa (12) de material aislante entre las que se encuentran dispuestas paralelamente varias pistas conductoras (13); con la particularidad de que la primera capa (11) de material aislante esta constituida por un material plastico resistente a la flexion y de baja resiliencia, que presenta en su superficie externa una serie de rebajes transversales (14) distribuidos a lo largo del cable plano (1) y que facilitan su enrollado, su adaptacion al soporte o superficie de la instalacion y que definen unas zonas de rotura de dicha primera capa (11).
Como se puede observar en la figura 3 estos rebajes transversales (14) definen unas zonas de rotura que permiten eliminar manualmente y de forma sencilla una porcion de dicha primera capa (11) aislante y definir en los extremos del cable plano (1) una porcion extrema de conexion (15) en la que las pistas conductoras (13) quedan descubiertas hacia la primera superficie externa del cable plano semirrigido; es decir, a la ocupada anteriormente por la primera capa (11) de material plastico resistente a la flexion.
En esta porcion extrema de conexion(15) las pistas conductoras (13) se mantienen cubiertas por el lateral opuesto mediante la segunda capa (12) de material aislante que esta constituida por un polimero flexible.
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En funcion de la aplicacion a la que vayan destinados dichos cables pianos (1) pueden disponer de un numero variable de pistas conductoras (13) de configuracion aplanada y de secciones adecuadas al tipo de corriente, senales o datos a conectar
Adicionalmente la primera capa (11) y la segunda capa (12) del cable plano (1) pueden incorporar: - cinta adhesiva de doble cara para poder sujetarlo a cualquier superficie de soporte y - una jaula de Faraday para evitar cualquier tipo de interferencia.
En particular la segunda capa (12) del cable puede incorporar en su superficie externa un escudo de plastico o fibra para otorgarle una mayor resistencia a los cortes, roturas o agresiones ambientales.
Esta configuracion aplanada de las pistas conductoras permite que dispongan de unas superficies de contacto amplias para impedir que se produzcan perdidas de senal, o calentamientos innecesarios en las conexiones; mejorando los sistemas actuales donde la superficie de contacto es bastante inferior.
Los cables planos tienen un espesor mayor de 2 milimetros, preferiblemente entre 2 y 4 milimetros, y un ancho variable en funcion del numero y del ancho de las pistas conductoras incluida en cada una de dichos cables planos.
Los mecanismos (2) comprenden un circuito impreso (21) o PCB con componentes o mecanismos electronicos adecuados para realizar en cada caso las funciones espedficas del mecanismo del que se trate, por ejemplo: interconexion, comprobacion o modification de senales datos o corriente electrica; estando provisto dicho circuito impreso (21) de unas pistas conductoras (22) para su conexion con los cables planos (1).
El mencionado circuito impreso (21) se encuentra alojado en una caja de conexion (3) cerrada que impide en acceso y manipulation del mecanismo (2) e los que
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dispone lateralmente de unas ventanas (31) para la introduction de uno de los extremos de los cables planos (1) y el conexionado de sus pistas conductoras (13) con las pistas conductoras (22) del circuito impreso (21) del mecanismo (2) correspondiente.
Como se puede observar en la figura 5 las cajas de conexion (3) comprenden interiormente unas patas flexibles (32), conformadas en el propio material aislante de la caja de conexion (3) y que actuan sobre la segunda capa (1) aislante de la portion extrema de conexion (15) del cable plano introducido en la caja de conexion (3) presionando las pistas conductoras (13) del cable plano (1) contra las pistas conductoras (22) del circuito impreso (21) del mecanismo (2) correspondiente.
Las mencionadas patas flexibles (32) de la caja de conexion (3) disponen de un dentado oblicuo (33), inclinado hacia el interior de la caja y que actua contra la segunda capa (12) aislante del correspondiente cable plano (1) realizando su retention en una position de acoplamiento y de conexion con el mecanismo (2).
En una realization de la invention las cajas de conexion (3) que contienen los diversos mecanismos (2) son cajas cerradas, sin acceso para el usuario final, con el mecanismo incorporado en su interior, y un circuito impreso para el transporte y conexion de los diferentes tipos de senal asi como la modification de la propia senal en los casos que esta sea requerida (por ejemplo: filtrado ADSL, amplification, sensores, termostatos etc.).
Tal como ya se ha mencionado el mecanismo (2) puede presentar una configuration variable dependiendo de la funcion a realizar por el mismo, habiendose representado en las figuras 1,2 y 5 un mecanismo de enchufe.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invencion, asi como un ejemplo de realizacion preferente, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamano y disposition de los elementos descritos podran ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteration de las
caracteristicas esenciales de la invencion que se reivindican a continuation.

Claims (1)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    REIVINDICACIONES
    1.- Sistema de conexionado para instalaciones electricas; de senales
    y/o de datos; que comprende:
    -unos cables planos (1) con varias pistas conductoras (13) paralelas dispuestas entre una primera capa (11) y una segunda capa (12) de material aislante conformantes de dos superficies externas de dichos cables planos(1) y;
    - unos mecanismos (2) para la realization de instalaciones que comprenden: unos mecanismos o componentes electronicos montados en un circuito impreso (21) provisto de unas pistas conductoras (22) y alojado en una caja de conexion (3), de material aislante, dicha caja de conexion dispone lateralmente de unas ventanas (31) para la introduction de uno de los extremos de los cables planos (1) y el conexionado de sus pistas conductoras (13) con las pistas conductoras (22) del circuito impreso (21) del correspondiente mecanismo (2); caracterizado porque:
    • la primera capa (11) de material aislante del cable plano esta constituida por un material plastico resistente a la flexion y de baja resiliencia, que presenta en su superficie externa una serie de rebajes transversales (14), distribuidos a lo largo del cable plano (1) y que facilitan su enrollado y definen unas zonas de rotura para elimination de una portion de dicha primera capa (11) aislante y la definition en los extremos del cable plano (1) de una porcion extrema de conexion (15), acoplable directamente a la caja de conexion (3), y en cuya porcion extrema de conexion (15) las pistas conductoras (13) quedan descubiertas hacia la primera superficie externa del cable plano (1) semirrigido,
    • la segunda capa (12) de material aislante del cable plano esta constituida por un polimero flexible;
    • las cajas de conexion (3) comprenden interiormente unas patas flexibles (32) conformadas en el propio material aislante de la caja de conexion, y que actuan
    sobre la segunda capa (12) aislante de la porcion extrema de conexion (15) del cable plano (1), presionando las pistas conductoras (13) del cable plano (1) contra las pistas conductoras (22) del circuito impreso (21) del mecanismo(2).
    5 2.- Sistema, segun la reivindicacion 1; caracterizado porque las patas
    flexibles(32) de las cajas de conexion (3) que disponen de un dentado oblicuo (33) inclinado hacia el interior de la caja con el que actuan contra la segunda capa aislante (12) de los correspondientes cables planos (1), realizando su retencion en una posicion de acoplamiento y conexion con el mecanismo (2).
    10
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