ES2870542T3 - Componente de plástico con al menos un elemento de contacto eléctrico - Google Patents
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Abstract
Componente de plástico (10) con al menos un elemento de contacto (12, 13, 14, 16), donde el componente de plástico (10) presenta un cuerpo de plástico (15) y al menos una pista conductora eléctrica (17), por medio de la que el elemento de contacto eléctrico (12, 13, 14, 16) se puede conectar eléctricamente, donde el componente de plástico (10) es fabricado por medio de un procedimiento de moldeo por inyección y colada de metal combinado, en el que, uno tras otro, el cuerpo de plástico (15) es fabricado por medio de un procedimiento de moldeo por inyección y la al menos una pista conductora eléctrica (17) es fabricada por medio de un procedimiento de colada de metal o inyección de metal, donde el componente configurado en último término es inyectado en el componente configurado anteriormente, donde el elemento de contacto eléctrico es un contacto de lengüeta de resorte (12), que comprende una lengüeta de resorte (18) del cuerpo de plástico (15), en la que está dispuesta una sección de la pista conductora (17), donde la lengüeta de resorte (18) está configurada libremente en voladizo y solo está conectada en un lado con el cuerpo de plástico (15), caracterizado porque la lengüeta de resorte (18) está rodeada en todos los otros lados por una entalladura (34) en el cuerpo de plástico (15).
Description
DESCRIPCIÓN
Componente de plástico con al menos un elemento de contacto eléctrico
[0001] La invención se refiere a un componente de plástico con al menos un elemento de contacto eléctrico, donde el componente de plástico presenta un cuerpo de plástico y al menos una pista conductora eléctrica, por medio de la que el elemento de contacto se puede conectar eléctricamente. Además, la invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un componente de plástico correspondiente.
[0002] En muchas áreas de la técnica es necesario desencadenar un proceso de conmutación, en tanto que se deslazan uno respecto a otros dos elementos de contacto eléctricos espaciados entre sí y se ponen en contacto entre sí, por lo que se provoca un flujo de corriente eléctrica que desencadena el proceso de conmutación. Los elementos de contacto eléctricos están dispuestos habitualmente en un cuerpo de plástico que sirve como soporte y están conectados eléctricamente a través de una pista conductora configurada en el cuerpo de plástico. Para la configuración de una pista conductora eléctrica en un cuerpo de plástico se conoce fabricar el cuerpo de plástico en una primera etapa mediante moldeo por inyección y configurar la pista conductora en el cuerpo de plástico en una etapa del procedimiento siguiente. Esto se puede conseguir, por ejemplo, porque la pista conductora se estampa a partir de una chapa de metal y a continuación se coloca en el cuerpo de plástico prefabricado. No obstante, también es posible sobreinyectar la pista conductora estampada a partir de la chapa de metal posteriormente con el material plástico que forma el cuerpo de plástico.
[0003] Además, se conoce fabricar en primer lugar el cuerpo de plástico y un cuerpo metalizable y metalizar a continuación el cuerpo metalizable, por ejemplo, por un proceso de galvanización.
[0004] A los procedimientos mencionados está ligada la desventaja de que son muy complejos y por consiguiente intensivos en costes.
[0005] Por el documento DE 10 2011 101 956 A1 se conoce en general un procedimiento para el moldeo por inyección de dos componentes, en el que un componente de plástico se fabrica por medio de un molde de inyección y sobre el componente de plástico se inyecta un componente de metal. Para ello se usa una boquilla especial para la inyección de metal que presenta entre otros un tubo de boquilla calentado. Por el documento EP 1780 541 A1 se conoce un componente de plástico según el preámbulo de la reivindicación 1.
[0006] La invención tiene el objetivo de crear un componente de plástico con al menos un elemento de contacto eléctrico y una pista conductora, que se pueda fabricar de manera sencilla. Además, se debe prever un procedimiento para la fabricación de un componente de plástico correspondiente.
[0007] Este objetivo se consigue según la invención mediante un componente de plástico con las características de la reivindicación 1.
[0008] Con vistas al componente de plástico está previsto que el componente de plástico esté fabricado por medio de un procedimiento de moldeo por inyección y colada de metal combinado, en el que, uno tras otro, el cuerpo de plástico es fabricado por medio de un procedimiento de moldeo por inyección y en el que al menos una pista conductora eléctrica es fabricada por medio de un procedimiento de colada de metal o inyección de metal, donde el componente configurado en último término es inyectado en el componente configurado anteriormente. La fabricación del componente de plástico o de los dos componentes se realiza preferentemente uno tras otro en una herramienta de moldeo por inyección combinada, con la que se pueden procesar tanto un material de plástico e independientemente de ello también un metal líquido o una aleación de metales. El material metálico se incorpora en particular por medio de un procedimiento de colada a presión de metal o por medio de un procedimiento de moldeo por inyección de metal. De esta manera es posible fabricar de forma muy rápida y económica el componente de plástico junto con la pista conductora eléctrica y el elemento de contacto eléctrico en un procedimiento unitario. Preferentemente, en una primera etapa se elabora el cuerpo de plástico, en el que a continuación se inyecta la pista conductora eléctrica. No obstante, este orden también se puede invertir cuando lo permite la geometría del componente.
[0009] En una configuración preferida de la invención está previsto que el cuerpo de plástico presente una ranura en forma de canal, en la que está dispuesta una pista conductora. Después de que el cuerpo de plástico esté configurado con la ranura en forma de canal, el metal líquido se puede incorporar directamente en la ranura en forma de canal, donde es guiado por las paredes de la ranura. El metal líquido fluye a lo largo de la ranura en forma de canal y la rellena completamente, por lo que está formada la pista conductora eléctrica. La incorporación del metal líquido en la ranura en forma de canal se puede realizar por vertido directo o por inyección directa de la masa fundida metálica en la ranura.
[0010] Para sujetar la pista conductora de forma fiable en la ranura, esta puede estar sujeta en arrastre de forma al menos en zonas parciales en la ranura o sobre el cuerpo de plástico. Con esta finalidad puede estar previsto que en o sobre la ranura estén configurados destalonamientos, en los que engrana al menos parcialmente la pista
conductora. Cuando el metal líquido se incorpora en la ranura, fluye detrás de los destalonamientos, de modo que en el estado sólido está sujeto de forma segura e inseparable en la ranura. Una colocación en arrastre de forma correspondiente de la pista conductora en el cuerpo de plástico también puede estar prevista cuando no esté configurada una ranura.
[0011] La ranura puede estar formada por una depresión configurada en el cuerpo de plástico, no obstante, también es posible prever nervaduras que discurren preferentemente esencialmente en paralelo sobre el cuerpo de plástico, entre las que está configurada la ranura en forma de canal. Las nervaduras tienen la ventaja adicional de que aumentan la rigidez a flexión del cuerpo de plástico y por consiguiente su estabilidad.
[0012] El componente de plástico posee al menos un elemento de contacto eléctrico que puede entrar en contacto con otro contacto eléctrico, el cual está configurado en otro componente, para la obtención de un proceso de conmutación. En la configuración más sencilla puede estar previsto que el elemento de contacto eléctrico esté formado por un punto de contacto de tipo cúpula, que sobresale y configurado en o sobre la pista conductora.
[0013] En la invención está previsto que el elemento de contacto eléctrico sea un contacto de lengüeta de resorte, que comprende una lengüeta de resorte del cuerpo de plástico, sobre la que está dispuesta una sección de la pista conductora. La lengüeta de resorte está configurada libremente en voladizo, es decir, solo está conectada en un lado con el cuerpo de plástico y en todos los otros lados está rodeada por este libremente o por entalladuras en el cuerpo de plástico. Esto conlleva la ventaja de que la lengüeta de resorte se puede mover con respecto al cuerpo de plástico, en tanto que se desvía por medio de un elemento de accionamiento apropiado desde su posición de partida bajo deformación elástica. En tanto que la fuerza de desplazamiento correspondiente actúa sobre la lengüeta de resorte, esta regresa a la posición de partida debido a sus tensiones internas.
[0014] La pista conductora discurre a este respecto sobre la lengüeta de resorte y se extiende sobre la zona de conexión de la lengüeta de resorte en el cuerpo de plástico hasta su superficie. De esta manera se consigue que la estabilidad y la elasticidad del elemento de contacto eléctrico esté dada casi exclusivamente por el material de plástico del cuerpo de plástico o de la lengüeta de resorte, de modo que el material que forma la pista conductora eléctrica solo experimenta pequeñas solicitaciones, por lo que se aumenta la vida útil.
[0015] A fin de tener un punto de contacto definido, en un perfeccionamiento de la invención puede estar previsto que la lengüeta de resorte presente en la zona de su extremo libre un saliente que está recubierto por la pista conductora. A este respecto, el saliente puede estar configurado, por ejemplo, en forma de cúpula o pin. El saliente recubierto por la pista conductora sobresale de la pista conductora en la dirección de movimiento de la lengüeta de resorte, de tal manera que de forma fiable se consigue que la lengüeta de resorte entre en contacto con el contracontacto en este punto de contacto durante su accionamiento, de modo que se consiguen procesos de conmutación exactos.
[0016] En otra configuración de la invención, el elemento de contacto eléctrico puede ser un conector, que comprende una lengua que sobresale del cuerpo de plástico y en la que está dispuesta una sección de la pista conductora. La lengua está dimensionada de modo mantiene su posición con respecto al cuerpo de plástico en este, es decir, no se desvía de forma elástica. La pista conductora se extiende desde el cuerpo de plástico hasta la superficie de la lengua, de modo que esta puede servir como conector sobre el que se puede colocar un contracontacto, por ejemplo, de un mazo de cables.
[0017] En otra configuración de la invención puede estar previsto que el elemento de contacto eléctrico sea un casquillo de contacto, que comprende una parte portante en forma de manguito, donde sobre la pared interior de la parte portante en forma de manguito está dispuesta una sección de la pista conductora. La parte portante en forma de manguito es preferentemente un componente integral del cuerpo de plástico y por consiguiente está conectada en una pieza con este y sobresale libremente en voladizo del cuerpo de plástico. La pared interior del espacio interior de la parte portante en forma de manguito está revestida al menos parcialmente y preferentemente completamente con el material eléctricamente conductor y en el espacio interior de la parte portante se puede enchufar un conector, por ejemplo, un conector TRS.
[0018] La parte portante en forma de manguito descansa con un extremo sobre el cuerpo de plástico y sobresale en voladizo de este. A este respecto, puede estar previsto que en el cuerpo de plástico en la zona de conexión de la parte portante esté configurado un paso, que conecta el espacio interior de la parte portante en forma de manguito con el lado del cuerpo de plástico alejado de la parte portante, donde la pista conductora se extiende a través del paso. De esta manera, la pista conductora puede estar realizada en el lado del cuerpo de plástico alejado de la parte portante sobre este hasta la parte portante, luego atraviesa el cuerpo de plástico en el paso y se convierte en la sección de la pista conductora dispuesta en la pared interior de la parte portante. De esta manera es posible una puesta en contacto sencilla y buena.
[0019] En otra configuración de la invención puede estar previsto que en el cuerpo de plástico esté integrado al menos un remache de contacto prefabricado, que se puede inyectar o sobreinyectar durante la fabricación del cuerpo de plástico. El remache de contacto está conectado eléctricamente con la pista conductora. De esta manera
se puede formar un elemento de contacto, cuyo material no se corresponda forzosamente con el material de la pista conductora, sino que es posible adaptar el material del remache de contacto a las condiciones marco deseadas y en particular fabricar el remache de contacto de un material más duro que la pista conductora.
[0020] En una configuración posible de la invención puede estar previsto que el cuerpo de plástico sea esencialmente en forma de placa. No obstante, también es posible configurar el cuerpo de plástico en otra configuración, por ejemplo, como carcasa.
[0021] Con vistas al procedimiento, el objetivo anterior se consigue porque el componente de plástico se fabrica por medio de un procedimiento de moldeo por inyección y colada de metal combinado, en el que, uno tras otro, un cuerpo de plástico se fabrica por medio de un procedimiento de moldeo por inyección y al menos una pista conductora eléctrica se fabrica por medio de una colada de metal o inyección de metal, donde el componente configurado en último término se inyecta en el componente configurado anteriormente.
[0022] Preferentemente está previsto que en primer lugar se fabrique el cuerpo de plástico y la pista conductora eléctrica se inyecte a continuación en este. No obstante, alternativamente también es posible fabricar en primer lugar la pista conductora eléctrica e inyectar a continuación el cuerpo de plástico en esta.
[0023] En una configuración preferida de la invención está previsto que el componente configurado posteriormente se fije en arrastre de forma en el componente configurado anteriormente. Esto se puede conseguir, por ejemplo, porque en el componente configurado anteriormente, por ejemplo, el cuerpo de plástico, están configurados destalonamientos.
[0024] Alternativa o adicionalmente a ello está previsto que el componente configurado posteriormente se fije por adherencia de materiales en el componente configurado anteriormente. Con esta finalidad, las propiedades de los materiales y los parámetros del procedimiento pueden estar ajustados entre sí, de modo que los dos componentes se suelden entre sí, es decir, establezcan un enlace molecular. Alternativa o adicionalmente a ello, entre los dos componentes puede estar prevista al menos una adherencia superficial, lo que se puede conseguir, por ejemplo, porque durante la inyección del componente configurado posteriormente se produce una fusión superficial del material del componente configurado anteriormente.
[0025] Como material para el cuerpo de plástico se puede usar cualquier plástico inyectable, por ejemplo, polipropileno o poliamida. Como componente de metal se puede usar una aleación de metales, que sea fluida hasta una temperatura de 500 °C y donde se puede tratar, por ejemplo, de aleaciones de Sn.
[0026] Otras particularidades y características de la invención son evidentes a partir de la siguiente descripción de ejemplos de realización en referencia al dibujo. Muestran:
Fig. 1 una vista en planta de un cuerpo de plástico antes de la aplicación de la pista conductora,
Fig. 2 el cuerpo de plástico según la fig. 1 después de la aplicación de la pista conductora,
Fig. 3 una vista en planta ampliada de un elemento de contacto eléctrico en forma de una lengüeta de resorte, Fig. 4 la sección IV-IV en la fig. 3,
Fig. 5 la sección V-V en la fig. 3,
Fig. 6 una vista en planta ampliada de un elemento de contacto eléctrico en forma de un conector,
Fig. 7 la sección VII-VII en la fig. 6,
Fig. 8 la sección VMI-VIM en la fig. 6,
Fig. 9 una vista en planta ampliada de un elemento de contacto eléctrico en forma de un casquillo de contacto, Fig. 10 la sección X-X en la fig. 9,
Fig. 11 una primera modificación de un destalonamiento,
Fig. 12 la sección XN-XN en la fig. 11,
Fig. 13 una segunda modificación de un destalonamiento,
Fig. 14 la sección XIV-XIV en la fig. 13,
Fig. 15 una tercera modificación de un destalonamiento,
Fig. 16 la sección XVI-XVI en la fig. 15.
[0027] La fig. 1 muestra una vista en planta de un cuerpo de plástico 15 en forma de placa, que en una primera etapa del procedimiento es inyectado a partir de un material de plástico y en una etapa del procedimiento siguiente se provee con una pista conductora 17 (véase la fig. 2), que se configura por inyección de un material eléctricamente conductor, en particular una aleación de metales, de modo que está formado un componente de plástico 10.
[0028] En el cuerpo de plástico 15 está configurada una ranura continua en forma de canal 11, que está limitada por nervaduras 31 y 32 que discurren en paralelo. Para la preparación de la configuración de elementos de contacto eléctricos, en el cuerpo de plástico están configurados una lengua 22 que sobresale lateralmente, varias lengüetas de resorte 18 configuradas libremente en voladizo, una parte portante en forma de manguito 25 y varios cuerpos de contacto 33. Todos los elementos mencionados están conectados entre sí por medio de la ranura en forma de canal 11.
[0029] En una segunda etapa del procedimiento, en la ranura 11 se vierte o inyecta un material eléctricamente conductor, en particular una aleación de metales, de modo que la ranura 11 está completamente rellenada y todos los componentes mencionados están conectados entre sí eléctricamente bajo la formación de la pista conductora continua 17.
[0030] La estructura constructiva de los elementos de contacto eléctricos individuales se explica más en detalle a continuación.
[0031] Las fig. 3 a 5 muestran un elemento de contacto eléctrico en forma de un contacto de lengüeta de resorte 12. El contacto de lengüeta de resorte 12 presenta una lengüeta de resorte 18, que está configurada libremente en voladizo en el cuerpo de plástico 15 y en una pieza con este. La lengüeta de resorte 18 posee una forma alargada y en su extremo estrecho está conectada con el cuerpo de plástico 15 y sobresale libremente en voladizo desde esta zona de conexión, es decir, en todos los otros lados la lengüeta de resorte 18 está rodeada por una escotadura 34 que atraviesa el cuerpo de plástico 15.
[0032] En el lado superior de la lengüeta de resorte 18 está configurada una sección de la ranura en forma de canal 11, que discurre sobre la zona de conexión de la lengüeta de resorte 18. La ranura 21 está llena de un material eléctricamente conductor, de modo que está formada la pista conductora 17. En la zona del extremo delantero de la zona de resorte 18, alejado de la zona de conexión, está configurado un paso 19, que se ensancha en la sección transversal en el lado alejado de la pista conductora 17, de modo que está formado un destalonamiento 20 que está lleno con un material eléctricamente conductor, de modo que la pista conductora 17 está sujeta en arrastre de forma.
[0033] En el extremo delantero libre de la lengüeta de resorte 18, alejado de la zona de conexión, está configurado un saliente 21 en forma de cúpula o pin, que está recubierto por la pista conductora 17, de modo que está formado un punto de contacto 24 que sobresale de la superficie de la pista conductora 17.
[0034] La lengüeta de resorte 18 se puede deformar elásticamente perpendicularmente al plano de la placa del cuerpo de plástico 15 debido a su geometría, de modo que está formado un elemento de conmutación desplazable, donde las propiedades de deformación y recuperación están determinadas por la geometría de la lengüeta de resorte 18 y su material, mientras que la pista conductora 17 solo sirve como conexión eléctrica y por consiguiente solo está sometida a pequeñas solicitaciones mecánicas.
[0035] Las fig. 6 a 8 muestran una configuración de un elemento de contacto eléctrico en forma de un conector 13. El conector 13 posee una lengua 22 inherentemente estable, que sobresale del cuerpo de plástico 15, que es un componente integral del cuerpo de plástico 15 y en su lado superior presenta una sección de la ranura en forma de canal 11. En la zona de la lengua 22 que sobresale del cuerpo de plástico 15 se ensancha la ranura 11 en su sección transversal, de modo que el material eléctricamente conductor, incorporado en la ranura 11 forma en esta zona una placa de contacto 23 con dimensiones aumentadas, por lo que se aumenta la fiabilidad del contacto eléctrico. Además, en la superficie de la pista conductora 17 en la zona de la placa de contacto 23 está configurado un saliente 35 en forma de cúpula, que forma un punto de contacto definido.
[0036] En el conector representado en las fig. 6 a 8 se puede enchufar, por ejemplo, un contraconector de un mazo de cables, a fin de establecer un contacto eléctrico. El saliente 35 en forma de cúpula también puede servir a este respecto como elemento de retención para el aseguramiento de la conexión enchufable.
[0037] Las fig. 9 y 10 muestra un elemento de contacto eléctrico en forma de un casquillo de contacto 14, en el que se puede introducir un conector, por ejemplo, un conector TRS. El casquillo de contacto 14 posee una parte portante en forma de manguito 25, que conforma el cuerpo de plástico y está configurada en una pieza con este y
sobresale libremente en voladizo hacia arriba del cuerpo de plástico 15. En el lado del cuerpo de plástico alejado de la parte portante en forma de manguito 25 está configurada la ranura 11 que está conectada con el espacio interior 27 de la parte portante en forma de manguito 25 a través de un paso 30 previsto en el cuerpo de plástico 15. La pista conductora 17 se extiende en la ranura 11 del cuerpo de plástico 15, lo atraviesa en el paso 30 y está prevista como revestimiento 26 en la pared interior de la parte portante en forma de manguito 25. De esta manera, un conector que se inserta en el espacio interior 27 de la parte portante 25, está en conexión con la pista conductora 17 situada en la ranura 11 mediante el revestimiento 26 a través del paso 30.
[0038] Para garantizar una sujeción segura de la pista conductora 17 en la ranura, estos dos elementos engranan en arrastre de forma. Configuraciones posibles de las geometrías en sección transversal para la obtención de un arrastre de forma correspondiente están representadas en las siguientes figuras.
[0039] Según la fig. 11, la ranura 11 en forma de canal posee un ensanchamiento en sección transversal local 36, de modo que está formado un destalonamiento 28 que logra un aseguramiento en la dirección longitudinal de la ranura 11. Adicionalmente a ello, según la fig. 12 está previsto que la ranura 11 posea al menos en la zona del ensanchamiento en sección transversal 36 una sección transversal que se modifica en anchura a lo largo de la altura, donde en el ejemplo de realización representado está prevista una sección transversal hiperboloide, que forma un destalonamiento 20 tanto en el lado superior como también en el lado inferior.
[0040] Otra posibilidad de arrastre de forma está representada en las fig. 13 y 14. A este respecto, la ranura en forma de canal 11 posee en una zona limitada localmente un ensanchamiento en sección transversal 29 en la zona de la sección central de su altura, de modo que la pista conductora 17 presenta salientes 37 que sobresalen lateralmente y que engranan con el cuerpo de plástico 15 circundante.
[0041] Un efecto similar en arrastre de forma se consigue con la configuración según las fig. 15 y 16, donde la ranura en forma de canal 11 posee una sección transversal en forma de I, que está llena completamente con el material eléctricamente conductor de la pista conductora 17. De esta manera se asegura la pista conductora de forma fiable frente a una separación o desprendimiento de la ranura 11.
Claims (8)
1. Componente de plástico (10) con al menos un elemento de contacto (12, 13, 14, 16), donde el componente de plástico (10) presenta un cuerpo de plástico (15) y al menos una pista conductora eléctrica (17), por medio de la que el elemento de contacto eléctrico (12, 13, 14, 16) se puede conectar eléctricamente, donde el componente de plástico (10) es fabricado por medio de un procedimiento de moldeo por inyección y colada de metal combinado, en el que, uno tras otro, el cuerpo de plástico (15) es fabricado por medio de un procedimiento de moldeo por inyección y la al menos una pista conductora eléctrica (17) es fabricada por medio de un procedimiento de colada de metal o inyección de metal, donde el componente configurado en último término es inyectado en el componente configurado anteriormente, donde el elemento de contacto eléctrico es un contacto de lengüeta de resorte (12), que comprende una lengüeta de resorte (18) del cuerpo de plástico (15), en la que está dispuesta una sección de la pista conductora (17), donde la lengüeta de resorte (18) está configurada libremente en voladizo y solo está conectada en un lado con el cuerpo de plástico (15), caracterizado porque la lengüeta de resorte (18) está rodeada en todos los otros lados por una entalladura (34) en el cuerpo de plástico (15).
2. Componente de plástico según la reivindicación 1, caracterizado porque la lengüeta de resorte (18) presenta en la zona de su extremo libre un saliente (21) que está recubierto por la pista conductora (17).
3. Componente de plástico según la reivindicación 2, caracterizado porque el saliente (21) está configurado en forma de cúpula o pin.
4. Componente de plástico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el cuerpo de plástico (15) presenta una ranura en forma de canal (11), en la que está dispuesta la pista conductora (17).
5. Componente de plástico según la reivindicación 4, caracterizado porque la pista conductora (17) está sujeta en arrastre de forma en la ranura (11) al menos en zonas parciales.
6. Componente de plástico según la reivindicación 5, caracterizado porque en o sobre la ranura (11) están configurados destalonamientos (20, 28, 29) en los que engrana al menos parcialmente la pista conductora (17).
7. Componente de plástico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en el cuerpo de plástico (15) está integrado al menos un remache de contacto, que está conectado eléctricamente con la pista conductora (17).
8. Componente de plástico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el cuerpo de plástico (15) está configurado en forma de placa.
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