ITTO20121094A1 - Dispositivo di comando per interruttori comprendenti almeno due duomi siliconici. - Google Patents

Description

TITOLO: DISPOSITIVO DI COMANDO PER INTERRUTTORI

COMPRENDENTI ALMENO DUE DUOMI SILICONICI.

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L’invenzione ha per oggetto un dispositivo di comando per interruttori con due o più duomi siliconici.

In campo automotive, fino ad oggi, i sistemi più usati a bordo d’interruttori si possono riassumere con i seguenti tipi:

- interruttori con contatti a lamine metalliche a scatto rapido;

- interruttori con bolle siliconiche con contatto a bordo;

- interruttori con bolle siliconiche e contatto metallico solidale al circuito elettronico;

- interruttori con duomi metallici a scatto i quali possono essere azionati direttamente o tramite intermediario siliconico;

- interruttore esterno azionato tramite un mezzo attuatore e duomi siliconici.

Questi diversi tipi di principi di funzionamento hanno precise caratteristiche intrinseche sia a livello meccanico, quali ad esempio forze, corse e rumore, sia a livello elettrico, tali da non soddisfare in alcuni casi le nuove specifiche richieste nel mondo automotive.

Le specifiche richieste nel mondo automotive richiedono che due o più contatti elettrici, associati allo stesso dispositivo, debbano essere commutati, ad esempio chiusi, sostanzialmente in modo contemporaneo. Con il termine contemporaneo, s’intende la commutazione, ad esempio la chiusura, di due o più contatti elettrici entro un periodo di tempo predeterminato. Detto periodo di tempo predeterminato, ad esempio fra la chiusura del primo e la chiusura dell’ultimo contatto elettrico, non deve essere superiore a 20ms.

Detto periodo di tempo, inevitabilmente presente su qualsiasi dispositivo che vada a commutare, ad esempio chiudere, due o più contatti, è legato alle varie tolleranze della catena cinematica di elementi presenti nel sistema meccanico implementato.

Teoricamente, se tutte le tolleranze fossero nulle e gli elementi fossero perfettamente identici fra loro, questo periodo di tempo sarebbe pari a zero con qualsiasi velocità di azionamento del sistema.

Inoltre, il sistema deve generare un certo feeling all’utilizzatore durante l’azionamento del sistema stesso.

Ai fini della presente invenzione con il termine feeling s’intende la percezione di forza e spostamento che l’utilizzatore percepisce quando agisce su un tasto di un pulsante comprendente un interruttore o contatto elettrico.

Le soluzioni dell’arte nota non sono in grado di risolvere detto problema tecnico inerente contemporaneità della commutazione di più contatti, ed in particolare garantire il collasso contemporaneo di due o più duomi siliconici per permettere, ad esempio, la chiusura del contatto elettrico o l’azionamento su un interruttore esterno.

La presente invenzione si propone di risolvere i suddetti problemi, realizzando un dispositivo di azionamento per interruttori, atto ad agire su almeno due duomi siliconici, in grado di adattarsi a qualsiasi tipologia d’interruttore implementato. La presente invenzione garantisce il feeling desiderato nella risposta all’azionamento e la contemporaneità di commutazione dei contatti richiesta dalle specifiche, ad esempio in ambito automotive.

Il dispositivo che sarà descritto in seguito, è stato studiato per realizzare una famiglia d’interruttori con un sistema di azionamento e commutazione dei contatti elettrici tale da ottenere delle caratteristiche forza/spostamento idonee alle nuove richieste del mercato ottimizzando allo stesso tempo le performance elettriche.

L’obiettivo del nuovo dispositivo è anche di sfruttare caratteristiche elastiche di un mezzo attuatore per ottenere un risultato nuovo in termini di feeling e rumore e contemporaneità nella commutazione dei contatti, senza per questo aggiungere componenti o degradare gli aspetti elettrici dell’interruttore o dei contatti elettrici.

Un aspetto della presente invenzione riguarda un dispositivo di comando per interruttori con le caratteristiche dell’allegata rivendicazione indipendente 1.

Un ulteriore aspetto della presente invenzione riguarda un pulsante con le caratteristiche dell’allegata rivendicazione 10.

Le caratteristiche accessorie sono riportate nelle allegate rivendicazioni dipendenti.

Le caratteristiche ed i vantaggi del dispositivo secondo la presente invenzioni saranno chiari ed evidenti dalla seguente descrizione di diverse forme di realizzazione e dalle figure allegate le quali illustrano nel dettaglio:

• la figura 1A, 1B ed 1C mostrano una sezione di un pulsante, comprendente il dispositivo secondo la presente invenzione, in diverse configurazioni operative; in particolare la figura 1A il dispositivo nella condizione di riposo, la figura 1B il dispositivo nella condizione di caricamento, la figura 1C nella configurazione operativa di commutazione;

• la figura 2 mostra un’esplosa del pulsante delle figure 1A-1C;

• la figura 3 mostra uno spaccato del pulsante comprendente il dispositivo di comando secondo la presente invenzione;

• la figura 4 mostra il grafico forza/spostamento del dispositivo secondo la presente invenzione, paragonato al grafico forza/spostamento di un dispositivo dell’arte nota;

• le figure 5A e 5B, 5C e 5D mostrano nel dettaglio mezzi attuatori compresi nel dispositivo secondo la presente invenzione, anche in diverse forme di realizzazione; in particolare la figura 5A il mezzo attuatore del dispositivo illustrato nelle precedenti figure; la figura 5B una prima forma di realizzazione alternativa, la figura 5C una seconda forma di realizzazione alternativa, la figura 5D una terza forma di realizzazione alternativa;

• le figure 6A e 6B mostrano un dettaglio del duomo siliconico e due diverse forme di realizzazione dei contatti elettrici, in particolare la figura 6A un duomo comprendente una porzione conduttiva; la figura 6B in cui il contatto è una lamina metallica interposta fra il duomo siliconico ed un circuito stampato.

Con riferimento alle citate figure il dispositivo di comando per interruttori comprende: almeno due duomi siliconici 7 ed almeno un mezzo attuatore 5, che agisce su detti almeno due duomi siliconici 7.

Detto almeno un mezzo attuatore 5 è atto commutare almeno due contatti elettrici 6. Preferibilmente detto almeno un mezzo attuatore 5 è atto a chiudere e selettivamente aprire almeno due contatti elettrici 6.

Detto almeno un mezzo attuatore 5 è movimentato da una forza impressa tramite un mezzo di spinta 3. Tale forza impressa, tramite detto un mezzo di spinta 3, è preferibilmente parallela ad un asse verticale “Z”, ancor più preferibilmente coincidente con l’asse verticale del pulsante in cui è compreso il dispositivo di comando secondo la presente invenzione.

Detto mezzo attuatore 5 è una leva elastica atta ad agire su detti almeno due duomi siliconici 7 per la commutazione sostanzialmente contemporanea di detti almeno due contatti elettrici 6. Detto mezzo attuatore 5 agisce in modo sostanzialmente contemporaneo e con egual forza su ognuno di detti duomi siliconici 7.

Preferibilmente, detta leva è una leva del terzo genere.

Preferibilmente, il dispositivo di comando secondo la presente invenzione ha uno sviluppo sostanzialmente verticale lungo detto asse “Z”, ed in particolare il mezzo attuatore 5 è posto al di sopra di detti almeno due duomi 7. A sua volta, sopra il mezzo attuatore 5, è posto il mezzo di spinta 3.

Detto mezzo attuatore 5 è realizzato in un elemento elastico atto a deformarsi, preferibilmente flettersi e/o incurvarsi, durante la compressione da parte di detto mezzo di spinta 3, e distendersi a seguito del collasso di detti almeno due duomi siliconici 7 in direzione di interruttore detti almeno due contatti elettrici 6.

Ai fini della presente descrizione con il termine commutazione sostanzialmente contemporanea s’intende la commutazione di detti almeno due contatti elettrici 6 entro un certo periodo di tempo “∆T”. Detto periodo di tempo “∆T” è ad esempio il tempo che trascorre fra la chiusura del primo contatto elettrico 6 e la chiusura dell’ultimo contatto elettrico 6 del dispositivo secondo la presente invenzione. Detto periodo di tempo “∆T” è normalmente imposto dal dalle specifiche di progetto, ad esempio in campo automotive. Normalmente tale periodo di tempo “∆T” è imposto dall’acquirente del dispositivo che istallerà lo stesso dispositivo ad esempio su un veicolo. Nella forma di realizzazione preferita del dispositivo di comando, secondo la presente invenzione, detto periodo di tempo “∆T” è al più di 20ms.

Nell’arte nota il periodo di tempo “∆T” è funzione della conformazione e tolleranze degli elementi del dispositivo che costituiscono la catena cinematica della chiusura di detti almeno due contatti. Inoltre, nelle soluzione dell’arte nota, detto periodo di tempo “∆T” è inversamente proporzionale della velocità con cui si agisce sul dispositivo, in particolare minore sarà la velocità di azione o velocità di test maggiore sarà detto periodo di tempo “∆T”.

Nella presente invenzione si cerca di eliminare la dipendenza dalle tolleranze e dalla velocità di azionamento o velocità di test.

In generale, detto mezzo attuatore 5 ha una forma sostanzialmente laminare. Preferibilmente, il mezzo attuatore 5 è realizzato in materiale metallico, al fine di realizzare una leva elastica metallica.

Nella forma di realizzazione preferita, illustrata nelle figure allegate, detto mezzo attuatore 5 è sostanzialmente una lamina metallica.

In generale, il mezzo attuatore 5 comprende una porzione di spinta 50 su cui agisce detto mezzo di spinta 3. L’ubicazione della porzione di spinta 50 è tale da incrementare le caratteristiche elastiche dello stesso mezzo attuatore 5 durante l’azione del mezzo di spinta 3. L’ubicazione della porzione di spinta 50 è tale da consentire l’inarcamento o incurvatura o flessione di detto mezzo attuatore 5 a seguito della compressione.

Detto mezzo attuatore 5 comprende inoltre almeno una porzione di appoggio 51, ed almeno una porzioni di contatto 52.

Detta almeno una porzione di appoggio 51 è atta, in uso, ad essere posta in contatto ad almeno una superficie d’appoggio 72, al fine di poter generare una leva, in particolare una leva elastica.

Detta almeno una porzione di contatto 52 è atta, in uso, ad essere posta in contatto ad almeno un duomo siliconico 7, in modo tale da poter generare una leva, in particolare una leva elastica.

In generale, detta porzione di spinta 50 è posizionata fra detta almeno una porzione di appoggio 51 e detta almeno una porzione di contatto 52. Detta disposizione è tale da realizzare una leva del terzo genere. In una forma di realizzazione preferita, detta porzione di spinta 50 è posizionata nel punto mediano della distanza fra detta almeno una porzione di appoggio 51 e detta almeno una porzione di contatto 52.

Preferibilmente, sia la porzione di contatto 52 sia la porzione di appoggio 51 comprendono almeno un alloggiamento 55 atto ad interagire con un tappetino siliconico 71. Detto alloggiamento 55 è preferibilmente un foro passante, in cui si posiziona una protuberanza al fine di evitare movimenti del mezzo attuatore 5 in direzioni non desiderate, e garantire un corretto posizionamento relativo fra il mezzo di spinta 3 rispetto e detto mezzo attuatore 5.

In particolare, consente di evitare movimenti del mezzo attuatore 5 lungo direzioni non parallele ad un asse verticale “Z”, e tale da consentirne la deformazione in fase di compressione dello stesso mezzo attuatore 5 a causa della forza impressa dal mezzo di spinta 3.

In detta porzione di appoggio 51 è preferibilmente compreso almeno un alloggiamento 55, ad esempio due alloggiamenti 55. In detta porzione di contatto 52 è preferibilmente compreso un numero di alloggiamenti 55 pari al numero di duomi siliconici 7 su cui il singolo mezzo attuatore 5 deve agire.

In una forma di realizzazione preferita, detta porzione di appoggio 51 e detta porzione di contatto 52 comprendono un numero uguale di alloggiamenti 55.

In generale detta porzione di appoggio 51 è posta ad un estremo del mezzo attuatore 5, opposto rispetto all’estremo in cui è posta detta porzione di contatto 52 dello stesso mezzo attuatore 5.

Nelle forme di realizzazione preferite, ad esempio illustrate nelle figure 5A, 5C e 5D, il mezzo attuatore 5 è simmetrico rispetto ai due suoi assi longitudinali. In tali forme di realizzazione, nella conformazione in cui il numero di alloggiamenti 55 è uguale sia per la porzione di appoggio 51 sia per la porzione di contatto 52, la funzione della due porzioni può essere invertite mantenendo invariate le funzionalità del mezzo attuatore 5

Detto mezzo attuatore 5, al fine di poter realizzare in modo corretto la leva elastica, prevede che le porzioni di appoggio e di spinta (51, 52) siano realizzate con caratteristiche di rigidità superiori rispetto alla porzione di spinta 50. Tale configurazione evita che i due o più duomi siliconici 7 possano collassare in modo indipendente, ad esempio per effetto delle eventuali differenti caratteristiche corsa-forza delle parti di ogni duomo 7. Ciò permette di avere un’azione sostanzialmente uniforme sui duomi siliconici 7, indipendentemente dalle caratteristiche meccaniche ed elastiche, con cui sono realizzati i duomi siliconici 7 stessi. Tale caratteristica permette di ottenere un collasso sostanzialmente contemporaneo degli stessi duomi siliconici 7, a seguito dell’azione del mezzo attuatore 5, movimentato attraverso lo spostamento del mezzo di spinta 3. La rigidità di dette porzioni di appoggio e di spinta (51, 52) evita fenomeni di torsione del mezzo attuatore 5 che potrebbero per l’appunto causare un’azione non uniforme sui duomi siliconici 7.

Nella forma di realizzazione preferita illustrata in figura 5A, detto mezzo attuatore 5 è monolitico ed ha una forma sostanzialmente a croce, comprendendo una prima barra 5a ed una seconda barra 5b. Detta prima barra 5a e detta seconda barra 5b si incrociano preferibilmente ad angolo retto. Detta porzione di spinta 50 è detta seconda barra 5b. L’azione del mezzo di spinta 3 su detta seconda barra 5b, del mezzo attuatore 5, incrementa le caratteristiche elastiche dello stesso mezzo attuatore 5.

Nella presente forma di realizzazione le porzioni di spinta 50 sono essenzialmente due, corrispondenti ai due estremi della seconda barra 5b. Sui ognuno dei due estremi della seconda barra 5b agisce una porzione di riscontro 33 del mezzo di spinta 3.

Detta prima barra 5a ad un estremo comprende detta almeno una porzione di appoggio 51, ed all’estremo opposto almeno una porzione di contatto 52.

In generale, detta prima barra 5a è realizzata con caratteristiche di rigidità superiori rispetto alla seconda barra 5b. Per consentire il collasso contemporaneo dei duomi siliconici 7 detta prima barra 5a è sostanzialmente rigida mentre dette seconda barra 5b, ed in particolare detta almeno una porzione di spinta 50, è atta a flettersi, ad esempio incurvandosi. Tali caratteristiche e tale conformazione impedisce che la prima barra 5a possa subire torsioni e causare un’azione sui duomi siliconici 7 non uniforme.

Detta porzione di appoggio 51 comprende un solo alloggiamento 55, un foro passante di dimensioni tali da consentire l’inserimento di una protuberanza 721, compresa in detta superficie di appoggio 72, nel foro stesso.

Detta porzione di contatto 52 comprende due alloggiamenti 55, due fori passanti di dimensioni tali da consentire l’inserimento di una protuberanza, compresa sulla sommità di ogni duomo siliconico 7, nel foro stesso, come ad esempio visibile in figura 3.

Nelle figure 5B, 5C e 5D sono mostrate diverse forme di realizzazione del mezzo attuatore 5, tutte equivalentemente atte a realizzare una leva elastica. La conformazione delle restanti forme di realizzazione ha sostanzialmente uno sviluppo funzionale lungo una retta, assimilabile alla prima barra 5a, lungo cui sono presenti la porzione di appoggio 51 e la porzione di contatto 52. Tutte le forme di realizzazione detta porzione di spinta 50 è compresa su uno o più elementi strutturali atti ad estendere trasversalmente il mezzo attuatore, permettendo una flessione e/o incurvamento delle porzioni di spinta 50 a seguito dell’azione del mezzo di spinta 3, ed in particolare dell’azione delle porzioni di riscontro 33 dello stesso mezzo di spinta 3.

In una forma di realizzazione non illustrata detto mezzo attuatore 5 è posto in contatto, appoggiandosi, solamente su una pluralità di duomi siliconici 7, opportunamente posizionati al fine di garantire un’azione del mezzo attuatore 5 sostanzialmente equivalente su tutti i duomi 7. In particolare detta pluralità di duomi 7 è equidistanziata, ad esempio posti a 90° di rotazione uno rispetto all’altro e la porzione di spinta 50 è in corrispondenza del baricentro del mezzo attuatore 5.

In generale detta superficie d’appoggio e/o detti duomi siliconici sono realizzati su un unico tappetino siliconico 71.

Quando il dispositivo di comando, secondo la presente invenzione, è assemblato ed è nella configurazione operativa di riposo, il mezzo attuatore 5 è sostanzialmente perpendicolare all’asse verticale “Z”. Nella forma di realizzazione preferita, il mezzo attuatore 5, come visibile nella figura 1A, è posizionato in modo inclinato. Ciò è dovuto, ad esempio, alla diversa altezza dei duomi 7 e della superficie d’appoggio 72. L’inclinazione del mezzo attuatore 5 permette di incrementare le prestazioni elastiche della leva realizzata tramite detto mezzo attuatore 5.

Nella forma di realizzazione preferita il dispositivo, secondo la presente invenzione, è applicabile ad un pulsante comprendente un tasto 1 atto ad essere premuto dall’utilizzatore, ed una struttura di supporto 11, definente una cavità 110 ove il dispositivo secondo la presente invenzione è posto, come illustrato nelle figure allegate, ad esempio dall’esplosa di figura 2.

Detto tasto 1 è circondato da un elemento esterno di copertura 2, atto a coprire il punto di cablaggio del pulsante nel veicolo o natante. L’elemento esterno di copertura 2 è vincolato a detta struttura di supporto 11, ad esempio tramite mezzi di fissaggio a riscontro o a baionetta.

Detto tasto 1 è solidale a detto mezzo di spinta 3, trasmettendo allo stesso mezzo di spinta 3 la forza esercitata sullo stesso tasto 1, al fine di movimentare il mezzo attuatore 5 e far commutare detti almeno due contatti elettrici 6, in modo sostanzialmente contemporaneo.

Detto mezzo di spinta 3 è fissato al tasto 1, tramite mezzi di fissaggio a riscontro o a baionetta.

Nella forma di realizzazione illustrata, non limitativa, il mezzo di spinta 3, ha una forma sostanzialmente cilindrica. Il mezzo di spinta 3 comprende almeno una porzione di riscontro 33 atta a riscontrare contro il mezzo attuatore 5 quando il dispositivo secondo la presente invenzione è assemblato. Detta porzione di riscontro 33 è un dente atto ad agire su detta porzione di spinta 50. Nella forma di realizzazione preferita, il mezzo di spinta 3 ha due porzioni di riscontro 33, distanziate di 180° fra loro, atte ad agisce direttamente su dette porzioni di spinta 50 del mezzo attuatore 5, ad esempio poste agli estremi di detta seconda barra 5b.

Anche gli elementi compresi nel pulsante, quali il tasto 1 e la struttura di supporto 11, hanno, nella forma di realizzazione preferita, una struttura cilindrica. Eventualmente, detti elementi compresi nel pulsante, possono avere una conformazione a parallelepipedo, ad esempio con base quadrata o rettangolare.

Detto un mezzo di spinta 3 comprende prime guide 31. Dette prime guide 31 sono atte a scorrere lungo binari 111 compresi nella cavità 110 interna, definita dalla struttura di supporto 11.

Nella forma preferita di realizzazione, detta cavità 110 ha una sezione circolare e comprende quattro binari 111, equidistanti fra loro.

La presenza di dette prime guide 31 scorrevoli lungo detti binari 111 fanno si che solamente la componente verticale di una forza impressa possa consentire la movimentazione del mezzo di spinta 3 e la conseguente azione del mezzo attuatore 5 sui duomi siliconici 7 per la commutazione dei contatti elettrici 6.

In generale, il mezzo attuatore 5 nella zona centrale, ad esempio in corrispondenza della porzione di spinta 50, comprende preferibilmente un foro 4 attraverso il quale può passare la luce emessa da una sorgente luminosa “L”. Detta sorgente luminosa “L” è ad esempio un led. La luce emessa da detta sorgente luminosa “L” è utilizzata per illuminare un simbolo posto nel tasto 1.

Detti contatti elettrici 6 sono, preferibilmente, integrati in detti almeno due duomi siliconici 7. Nel dettaglio ogni contatto elettrico 6 è integrato in un duomo siliconico 7. In tale forma di realizzazione il duomo siliconico 7 comprende almeno una porzione conduttiva atta a chiudere un circuito elettrico, compreso in un circuito stampato 8, quando lo stesso duomo 7 collassa su detto circuito stampato 8.

In diverse forme di realizzazione, non illustrate, detta porzione conduttiva può essere una lamina metallica associata al duomo 7, come ad esempio illustrata in figura 6A, o eventualmente interposta fra il duomo 7 e il circuito stampato 8, come ad esempio illustrata in figura 6B.

In una forma di realizzazione alternativa, detti contatti elettrici sono integrati in un interruttore costituente un dispositivo elettrico a se stante, monolitico allo stato solido. Detto interruttore comprende un involucro esterno ed un tasto.

In generale, detti contatti elettrici 6 sono elettricamente connessi a detto circuito stampato 8. Il circuito stampato 8 è elettricamente connesso ad un connettore 10 tramite opportuni piedini 9. Detto connettore 10 è atto a connettere il pulsante al circuito elettrico del veicolo o natante in cui è posto il pulsante. Detto connettore 10 viene fissato all’estremo inferiore della struttura di supporto 11, all’estremo opposto a dove è posto il tasto 1.

Su detto circuito stampato 8 è posizionato detto tappeto siliconico 71 comprendente almeno due duomi siliconici 7.

Nella forma di realizzazione preferita, detta superficie d’appoggio 72 è integrata in detto tappeto siliconico 71. Detta superficie d’appoggio 72 è ad esempio un parallelepipedo, di materiale siliconico, comprendente detta protuberanza 721.

Il dispositivo di comando per interruttori, secondo la presente invenzione, è atto ad assumere tre configurazioni operative, in particolare:

• una configurazione operativa di riposo, in cui il mezzo di spinta 3 è esente da forze impresse su di esso, ad esempio esercitate tramite il tasto 1, come illustrato in figura 1A;

• una configurazione operativa di commutazione in cui a seguito dell’esercitazione di una forza su detto mezzo di spinta 3 il mezzo attuatore 5 fa si che i contatti elettrici 6 commutino, passando ad esempio da aperti a chiusi e viceversa, come ad esempio illustrato in figura 1C, ed

• una configurazione operativa di carica, assunta durante il passaggio fra la configurazione operativa di riposo e la configurazione operativa di commutazione, illustrata in figura 1B.

Il sistema elastico, implementato da detto mezzo attuatore 5, compreso nel dispositivo secondo la presente invenzione serve, per accumulare energia durante la prima fase e rilasciarla autonomamente dal punto in cui i duomi siliconici 7 raggiungono la parte della curva forza/spostamento in cui la forza incomincia a decrescere, a seguito dell’inizio del cedimento o collasso degli stessi duomi 7 . L’energia accumulata dalla leva elastica e rilasciata a seguito del collasso dei duomi sufficiente a far commutare in modo sostanzialmente contemporaneo i contatti elettrici 6. La presente soluzione permette di compensare ed eliminare tutte le differenze dimensionali fra gli stessi elementi compresi nel dispositivo e di forze presenti.

Maggiore è la flessibilità del mezzo attuatore 5, atto a realizzare una leva elastica, maggiore sarà l’energia accumulata. Maggiore è l’energia accumulata, maggiore sarà, di conseguenza, la velocità di azionamento dei duomi siliconici, velocizzandone il totale collasso. Questo comportamento assicura la commutazione dei contatti in modo sostanzialmente contemporaneo.

Nella configurazione operativa di riposo, tutti i mezzi compresi nel dispositivo di comando, secondo la presente invenzione, sono in una configurazione di riposo, in particolare i duomi siliconici 7 sono sollevati ed il mezzo attuatore 5 è piatto, non incurvato o flesso. Come citato precedentemente, nella configurazione di riposo il mezzo attuatore 5 è preferibilmente posizionato in modo inclinata rispetto all’asse verticale “Z”, come visibile in figura 1A.

Le forze di gravità esercitate dai mezzi (3, 5) sul duomo siliconico 7 sono tali da non causare il collasso del duomo 7 stesso. Per tali motivi la configurazione operativa di riposo non permette la commutazione involontaria dei contatti elettrici 6.

Il dispositivo di comando, secondo la presente invenzione, rimane nella configurazione operativa di riposo sino a che una forza non è esercitata o impressa su detto mezzo di spinta 3. In particolare sino a che non è impressa una forza su detto tasto 1 del pulsante in cui è compreso il dispositivo, secondo la presente invenzione, preferibilmente lungo detto asse “Z”.

In figura 4 è illustrato l’andamento della curva forza/spostamento del dispositivo secondo la presente invenzione, paragonato con l’andamento dei dispositivi dell’arte nota, in cui viene utilizzato un semplice duomo siliconico.

L’esercitazione di una forza sul mezzo di spinta 3 fa si che il dispositivo, prima di giungere nella configurazione operativa di commutazione assuma la configurazione operativa di carica.

In quest’ultima configurazione operativa la forza esercitata sul mezzo di spinta 3, anziché essere trasmessa direttamente ai duomi siliconici 7, al fine farli collassare e commutare i contatti elettrici 6, l’energia viene accumulata dal mezzo attuatore 5 il quale si inarca, come visibile in figura 1B. Questo comportamento si traduce in un tratto iniziale lineare del grafico forza/spostamento, con pendenza della curva ridotta rispetto ai dispositivi dell’arte nota.

Tale inarcamento del mezzo attuatore 5 avviene sino al raggiungimento di un predeterminato valore di forza esercitata.

Nella forma di realizzazione preferita del dispositivo di comando, continuando l’impressione della forza sul mezzo di spinta 3 la stessa forza impressa viene trasferita direttamente ai duomi siliconici 7. La forza impressa direttamente sui duomi siliconici 7 fa si che, raggiunto un predeterminato livello di forza nota, i duomi 7 collassino, portando il dispositivo secondo la presente invenzione nella configurazione operativa di commutazione.

Questo comportamento si traduce nel grafico forza spostamento, illustrato in figura 4, in uno spostamento maggiore, percepito dall’utilizzatore del dispositivo, a parità di forza applicata. Tale comportamento si traduce in aumentando il feeling sul dispositivo da parte dell’utilizzatore.

In seguito al collasso di detti duomi siliconici 7, il mezzo attuatore 5 si può distendere, rilasciando l’energia accumulata, durante la configurazione operativa di carica, in direzione di detti contatti elettrici 6.

La distensione del mezzo attuatore 5, a causa del collasso dei duomi 7, rilascia l’energia accumulata, incrementando la velocità con cui collassano i duomi siliconici 7 e la velocità con cui avviene la commutazione dei contatti elettrici 6.

Questo comportamento significa sul grafico forza/spostamento un posticipo del punto di scatto o punto di collasso dei duomi siliconici 7, ma soprattutto in un passaggio repentino dalla massima alla minima reazione del duomo siliconico 7 stesso.

L’energia rilasciata dalla distensione del mezzo attuatore 5 fa si che sia impressa un’accelerazione al collasso dei duomi 7, tale da giungere velocemente nella configurazione operativa di commutazione, in cui i duomi 7 sono totalmente collassati, anche senza un’ulteriore movimento dell’elemento di spinta 3.

Quando i duomi 7 arrivano a contatto con il circuito 8, avviene l’arresto della corsa del dispositivo secondo la presente invenzione, corrispondente alla commutazione dei contatti elettrici 6.

La successiva, ulteriore, corsa del mezzo di spinta 3 viene nuovamente assorbita del mezzo attuatore 5, il quale si incurva nuovamente, flettendosi, senza danneggiamenti sia per i contatti elettrici 6 sia per il dispositivo secondo la presente invenzione.

Tale accelerazione nel passaggio fra la configurazione operativa di carica alla configurazione operativa di commutazione fa si che avvenga in modo corretto la commutazione dei contatti elettrici 6, e la loro sostanziale contemporaneità di commutazione. Tale risultato è ottenibile a prescindere dalle caratteristiche meccaniche degli stessi contatti elettrici 6 e dalla velocità di azionamento o velocità di test. Infatti, tali caratteristiche meccaniche dei contatti 6 possono causare un’elevata dispersione del punto di contatto dell’interruttore stesso e la dilatazione del tempo “∆T”.

Inoltre, tale risultato è ottenibile a prescindere dalle caratteristiche meccaniche del tappeto siliconico 71 e dei duomi siliconici 7 stessi, compresi nel tappeto 71.

Terminata l’applicazione della forza sul mezzo di spinta 3, il dispositivo secondo la presente invenzione ritorna nella configurazione operativa di riposo grazie all’energia elastica dei duomi siliconici 7. L’andamento di ritorno, illustrato in figura 4, mostra tratti sostanzialmente lineari.

L’eventuale energia eccedente del ritorno dei duomi siliconici 7 viene assorbito dal mezzo attuatore 5. Questo assorbimento di energia da parte del mezzo attuatore 5 rende lineare l’ultimo tratto della curva forza/spostamento ed evitando fenomeni di risonanza del dispositivo stesso, attenuando rapidamente l’energia residua.

Detti almeno due duomi siliconici 7 sono disposti in modo tale da equilibrare il movimento del mezzo attuatore 5 nel passaggio fra la configurazione operativa di carica alla configurazione operativa di commutazione.

Tale dispositivo permette di eliminare l’incertezza sull’istante di commutazione dei contatti elettrici 6, anche se gli stessi contatti 6 hanno un’elevata incertezza intrinseca ed aleatorietà sull’istante di commutazione o punto di contatto.

RIFERIMENTI NUMERICI:

Tasto 1 Struttura di supporto 11 Cavità 110 Binari 111 Elemento esterno di copertura 2 Mezzo di spinta 3 Prime guide 31 Porzione di riscontro 33 Mezzo attuatore 5 Prima barra 5a Seconda barra 5b Porzione di spinta 50 Porzione di appoggio 51 Porzione di contatto 52 Alloggiamento 55 Contatto elettrico 6 Duomo siliconico 7 Tappetino siliconico 71 Superficie d’appoggio 72 Protuberanza 721 Circuito stampato 8 Piedini 9 Connettore 10 Asse verticale “Z” Periodo di tempo “∆T”

Barzanò & Zanardo Milano S.p.A.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI: 1. Dispositivo di comando per interruttori; tale dispositivo comprende: • almeno due duomi siliconici (7); • almeno un mezzo attuatore (5), che agisce su detto almeno un duomo siliconico (7), atto a commutare almeno due contatti elettrici (6); detto almeno un mezzo attuatore (5) è movimentato da una forza impressa tramite un mezzo di spinta (3); detto dispositivo di comando è caratterizzato dal fatto che detto mezzo attuatore (5) è una leva elastica atta ad agire su detti almeno due duomi siliconici (7) per la commutazione sostanzialmente contemporanea di detti almeno due contatti elettrici (6). 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detto mezzo attuatore (5) è sostanzialmente una lamina metallica. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, in cui il mezzo attuatore (5) comprende: - una porzione di spinta (50), su cui agisce detto mezzo di spinta (3); - almeno una porzione di appoggio (51), posta, in uso, in contatto ad una superficie d’appoggio (72); - almeno una porzione di contatto (52), posta, in uso, in contatto ad almeno due o più duomi (7); 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui detta porzione di spinta (50) è posizionata fra la porzione di appoggio (51) e la porzione di contatto (52). 5. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto almeno un mezzo attuatore (5) ha una forma a croce. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui il mezzo attuatore (5) è atto a flettersi, incurvandosi, durante la compressione da parte di detto elemento di spinta (3), e distendersi a seguito del collasso di detti almeno due duomi siliconici (7) in direzione di detti contatti elettrici (6). 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, in cui l’azione del distendersi del mezzo attuatore (5) in direzione di detti contatti elettrici (6), a seguito del collasso di detti almeno due duomi siliconici (7), rilascia un’energia accumulata verso detti due duomi siliconici (7) incrementandone la velocità di azione sui contatti elettrici (6). 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui ogni contatto elettrico (6) è integrato in un duomo siliconico (7). 9. Pulsante per circuiti elettronici comprendente: - un tasto (1) atto ad essere premuto dall’utilizzatore; - ed una struttura di supporto (11), definente una cavità (110); caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo di comando per interruttori secondo la rivendicazione 1. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detto elemento di spinta (3) comprende prime guide (31) atte a scorrere lungo binari (111) compresi in detto struttura di supporto (11). 1. Control device for switches; said device comprises : • at least two silicone domes (7); • at least one actuating means (5), which acts on said at least one silicone dome (7) for switching at least two electrical contacts (6); said at least one actuating means (5) is moved by a force which is applied by means on a pushing means (3); said control device is characterized in that said actuating means (5) is an elastic lever, for acting on said at least two silicone domes (7) so as to substantially simultaneously switch said at least two electrical contacts (6).
2. 2. Device according to claim 1, wherein said actuating means (5) substantially is a metal foil.
3. 3 . Device according to claim 2 , wherein said actuating means (5) comprises: - a pushing portion (50), on which said pushing means (3) acts; - at least one supporting portion (51), which, in use, is arranged in contact with a supporting surface (72); - at least one contact portion (52), which, in use, is arranged in contact with two or more domes (7);
4. 4. Device according to claim 3, wherein said pushing portion (50) is arranged between the supporting portion (51) and the contact portion (52).
5. 5. Device according to any of the previous claims, wherein said at least one actuating means (5) is crossshaped .
6. 6. Device according to claim 1, wherein the actuating means (5) is adapted to bend, thus curving, during the compression generated by said pushing element (3), and to stretch out following the collapse of said at least two silicone domes (7) in the direction of said electrical contacts (6).
7. 7. Device according to claim 6, wherein the stretching out of the actuating means (5) in the direction of said electrical contacts (6), following the collapse of said at least two silicone domes (7), releases a stored energy towards said two silicone domes (7), thus increasing their speed of action on the electrical contacts (6).
8. 8. Device according to claim 1, wherein each electrical contact (6) is built-in in a silicone dome (7).
9. 9. Push button for electronic circuits comprising: - a button (1), to be pressed by the user; - and a support structure (11) defining a cavity (110); characterized in that it comprises a control device for switches according to claim 1.
10. 10. Device according to claim 1, wherein said pushing element (3) comprises first guides (31), for sliding along tracks (111), which are comprised in said support structures (11).