ITUD20130085A1

ITUD20130085A1 - Strumento elettronico di misura, condizionamento e regolazione, e relativo procedimento di realizzazione

Info

Publication number: ITUD20130085A1
Application number: IT000085A
Authority: IT
Inventors: Farra Stefano Dal; Zorzi Luca De
Original assignee: Eliwell Controls S R L Con Unico S Ocio
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2014-12-21
Also published as: BR112015031994A2; US20160370025A1; UA116384C2; CN105492837A; EP3011233A1; EP3011233B1; RU2016101667A; WO2014203194A1; RU2657213C2; RU2016101667A3

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

"STRUMENTO ELETTRONICO DI MISURA, CONDIZIONAMENTO E REGOLAZIONE, E RELATIVO PROCEDIMENTO DI REALIZZAZIONE"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Il presente trovato si riferisce ad uno strumento elettronico di misura, condizionamento e regolazione.

Il trovato si applica nel settore della produzione di strumenti elettronici idonei ad essere utilizzati come regolatori e/o misuratori in genere, ed in particolare nel settore della regolazione e del condizionamento di temperatura, pressione e/o umiditÃ .

Detti strumenti comprendono essenzialmente un frontale dotato di unitÃ di visualizzazione e di mezzi di impostazione e comando, ed un contenitore scatolare, dotato di mezzi di interfaccia e connessione con l'esterno, al cui interno alloggia la componentistica necessaria per il funzionamento dello strumento.

Il trovato offre una soluzione economica, razionale e versatile ai problemi relativi alla produzione di una gamma di strumenti diversificati per dimensioni e prestazioni.

Il trovato si riferisce anche al procedimento di realizzazione del suddetto strumento.

STATO DELLA TECNICA

Sono noti gli strumenti di tipo elettronico utilizzati per misurare e condizionare parametri di un ambiente, ad esempio la temperatura e l'umiditÃ di un locale, di una unitÃ refrigerante, di un impianto termico od altro ancora.

Detti strumenti si applicano normalmente a pannello, in un opportuno foro od apertura, facendo fuoriuscire il frontale in cui sono ricavati l'unitÃ di visualizzazione e gli organi di comando ed impostazione.

All'interno di detto foro od apertura si posiziona il contenitore scatolare, entro il quale sono posizionati i componenti elettronici necessari per il funzionamento dello strumento, per la sua alimentazione, per la sua connessione con gli organi esterni da esso gestiti e comandati, e per la sua eventuale interfaccia con mezzi di acquisizione dati e controllo a distanza.

Gli strumenti noti, normalmente, sono fra loro diversificati in base al tipo di applicazione ed alle prestazioni che devono fornire, all'interno di una gamma che va dallo strumento piÃ¹ semplice, che svolge solo funzioni minime o di base, allo strumento piÃ¹ evoluto e complesso, idoneo ad eseguire una pluralitÃ di funzioni e servizi, ed eventualmente idoneo ad interfacciarsi con strumenti esterni di acquisizione dati e controllo a distanza.

Gli strumenti tradizionali di questo tipo sono normalmente costituiti dai seguenti componenti:

- un primo circuito stampato (o primo PCB, Printed Circuit Board), realizzato su una scheda posta, in uso, ortogonale al frontale, sul quale sono normalmente montati almeno i componenti di alimentazione e potenza dello strumento;

- un secondo circuito stampato (o secondo PCB) disposto parallelo al frontale, o al display di visualizzazione, e/o applicato ad esso, che supporta almeno i componenti di visualizzazione ed il quale puÃ², in relazione alla specifica soluzione progettuale, supportare anche la parte intelligente dello strumento, ossia il microprocessore, ed i componenti idonei ad eseguire le operazioni logiche di elaborazione ed eventuale trasformazione del segnale.

I componenti logici e di elaborazione possono peraltro essere montati anche, tutti o in parte, sul primo circuito stampato, ciÃ² essendo non rilevante ai fini della presente descrizione.

Un inconveniente di questo tipo di strumenti Ã ̈ quello relativo ai tempi, e quindi ai costi, di produzione complessivi dello strumento, che sono principalmente, anche se non solo, vincolati dalle fasi di realizzazione ed assemblaggio reciproco dei due circuiti stampati.

Infatti, il processo convenzionale di produzione di questo tipo di strumenti prevede o la produzione separata dei due PCB, ciascuno in una propria linea di produzione, con applicazione e saldatura dei rispettivi componenti, oppure la produzione dei due PCB sulla stessa linea in intervalli temporalmente distinti, ciÃ² causando un incremento dei tempi conseguenti alla duplicazione di tutte le fasi richieste per l'assemblaggio di un singolo PCB.

E' poi richiesta una fase di successivo assemblaggio dei due PCB saldandoli lungo un loro bordo in modo da disporli a 90° l'uno rispetto all'altro.

Successivamente, l'assieme cosÃ¬ ottenuto dei due PCB saldati tra loro viene inserito nel contenitore scatolare ed associato al frontale di visualizzazione, in modo che, in uso, il primo PCB, di dimensioni maggiori, si disponga sostanzialmente orizzontale ed alloggiato nel contenitore scatolare, mentre il secondo PCB, di dimensioni minori, sia disposto dietro e parallelo al frontale di visualizzazione .

Questa procedura sostanzialmente standard comporta una pluralitÃ di inconvenienti in termini di allungamento dei tempi di produzione, relativi costi, necessitÃ di installare ed approvvigionare due linee distinte di montaggio, oppure duplicazione dei tempi nel caso venga utilizzata una sola linea, necessitÃ di prevedere la fase finale di saldatura con conseguente possibile aumento di pezzi difettosi, ecc.

Tutto ciÃ² si riflette ovviamente sulla produttivitÃ complessiva della linea di produzione.

Lo scopo del presente trovato Ã ̈ quindi quello di realizzare uno strumento elettronico del tipo sopra menzionato in cui siano ridotti tempi e costi di fabbricazione, sia limitata l'incidenza di imprecisioni e difetti di fabbricazione e quindi scarti di pezzi, e sia garantita una elevata affidabilitÃ del prodotto finale.

Ulteriore scopo Ã ̈ quello di garantire una elevata standardizzazione dei prodotti ottenuti.

Per risolvere questi inconvenienti ed ottenere altri vantaggi nel seguito evidenziati la proponente ha ideato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato Ã ̈ espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni principali; le rivendicazioni secondarie espongono varianti all'idea di soluzione principale.

In accordo con i suddetti scopi, uno strumento elettronico di misura, condizionamento e regolazione secondo il presente trovato comprende, in modo convenzionale, un frontale di visualizzazione, un contenitore scatolare, un primo PCB disposto, in uso, all'interno del contenitore scatolare, ed un secondo PCB associato al frontale e disposto, in uso, sostanzialmente parallelo ed in prossimitÃ di esso, e sostanzialmente ortogonale al primo PCB.

Sul primo PCB sono tipicamente montati componenti di alimentazione e potenza dello strumento, mentre sul secondo PCB sono tipicamente montati componenti adibiti alla visualizzazione. I componenti logici e di elaborazione del segnale, in funzione delle specificitÃ progettuali, possono essere montati o sul secondo PCB, o sul primo PCB, od in parte sul primo ed in parte sul secondo.

Secondo un aspetto caratteristico del presente trovato, i due PCB, primo e secondo, sono realizzati a partire da una sola piastra realizzata in due parti e comprendente, in una sua zona intermedia, mezzi flessibili di piegatura che permettono, in uso, di piegare il primo PCB rispetto al secondo PCB lungo almeno una linea di piegatura in modo da definire le posizioni d'uso, ortogonali fra loro, di detto primo e secondo PCB.

L'utilizzo di una sola piastra dotata di mezzi flessibili di piegatura permette, in fase di produzione, di realizzare tutte le operazioni di montaggio e saldatura dei componenti in una sola linea di lavorazione e/o senza duplicazione dei tempi di produzione ed assemblaggio, ed operando su un unico piano, disponendo i due elementi che costituiscono il primo ed il secondo PCB allineati tra loro.

Una volta eseguite le operazioni di montaggio, assemblaggio e saldatura dei componenti, Ã ̈ solo necessario piegare la piastra lungo l'almeno una linea di piegatura, a definire le due posizioni d'uso dei due PCB quando assemblati all'interno del contenitore scatolare.

Come detto, tipicamente, nel caso specifico, il secondo PCB Ã ̈ di dimensione piÃ¹ piccola e presenta una posizione d'uso normalmente verticale, affacciata ed in prossimitÃ del display di visualizzazione, mentre il primo PCB Ã ̈ di dimensione piÃ¹ grande e si posiziona all'interno del contenitore scatolare per supportare almeno i componenti di potenza ed alimentazione.

Rientra nell'ambito del trovato che la piastra possa presentare due o piÃ¹ linee di piegatura per definire, in uso, tre o piÃ¹ PCB distinti piegati fra loro, ad esempio il primo associato al frontale, il secondo disposto ortogonale all'interno del contenitore scatolare ed un terzo ortogonale al secondo ed associato ad una calotta di chiusura opposta al frontale.

Secondo una forma realizzativa, i mezzi flessibili di piegatura sono costituiti da una lamella elastica disposta sostanzialmente centralmente lungo la linea di piegatura che definisce il primo ed il secondo PCB.

Secondo un'altra forma realizzativa, i mezzi flessibili di piegatura sono costituiti da due o piÃ¹ lamelle elastiche disposte lungo la linea di piegatura.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Questi ed altri vantaggi e caratteristiche del trovato saranno chiari dalla lettura della realizzazione preferenziale del trovato, presa con riferimento alle tavole allegate, in cui

- la fig. 1 illustra in assonometria uno strumento di misura, condizionamento e regolazione in cui si utilizza il presente trovato;

- la fig. 2a illustra una forma realizzativa di una piastra dotata di mezzi flessibili utilizzata nel presente trovato;

- la fig. 2b illustra una variante di fig. 2a;

- le figg. 3a, 3b e 4 illustrano una sequenza di assemblaggio dello strumento secondo il presente trovato.

Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento identici sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni identici nelle figure.

DESCRIZIONE DI FORME DI REALIZZAZIONE

Si farÃ ora riferimento nel dettaglio a forme di realizzazione del trovato, delle quali esempi sono illustrati nelle figure allegate. Ciascun esempio Ã ̈ fornito a titolo di illustrazione del trovato e non Ã ̈ inteso come una limitazione dello stesso. Ad esempio, le caratteristiche illustrate o descritte in quanto facenti parte di una forma di realizzazione potranno essere adottate su, od in associazione con, altre forme di realizzazione per produrre una ulteriore forma di realizzazione. Resta inteso che il presente trovato sarÃ comprensivo di tali modifiche e varianti.

La fig. 1 Ã ̈ utilizzata per descrivere forme di realizzazione di uno strumento elettronico di misura, condizionamento e regolazione secondo il presente trovato, indicato nel suo complesso con il riferimento numerico 10.

Lo strumento elettronico 10 Ã ̈ provvisto nel caso di specie di un frontale 11 che include una maschera anteriore 12, che definisce un visore 13 dell'unitÃ di visualizzazione, e tasti 14.

Tali tasti 14 possono anche essere ricavati direttamente sulla maschera anteriore 12.

Inoltre, il frontale 11 puÃ² prevedere, sulla sua parte posteriore, una parete di contenimento 15 che puÃ² presentare lunghezza o profonditÃ variabile a seconda dell'uso dello strumento elettronico 10.

Secondo forme realizzative, lo strumento 10 comprende un contenitore scatolare 16 di forma tipicamente a parallelepipedo, chiuso posteriormente, nel caso specifico illustrato a solo titolo di esempio, da una calotta di chiusura 17.

L'assemblaggio tra il frontale 11 ed il contenitore scatolare 16, ed eventualmente con la calotta di chiusura 17, puÃ² essere ottenuto in qualsiasi modo noto, ad esempio per semplice interferenza, ad incastro, mediante spine, linguette, perni, od in altro modo, ciÃ² essendo ininfluente ai fini del presente trovato.

All'interno del contenitore scatolare 16 ed in parte del frontale 11 trova alloggio un circuito stampato 20 che supporta la componentistica 21 necessaria al funzionamento dello strumento elettronico 10 ed all'espletamento delle sue funzioni.

In linea generale, solo a titolo esemplificativo, le figg. 3a, 3b e 4 rappresentano alcuni componenti quali connettori 22, prese 23, componenti di potenza 24 e di elaborazione 25, presenti, nel caso specifico solo esemplificativo, a bordo del circuito stampato 20. Sono omessi nella rappresentazione delle figure parte dei componenti elettronici, di logica, elaborazione, le piste, le tracce e altri componenti noti normalmente presenti sul circuito stampato 20 per l'esecuzione delle funzioni proprie dello strumento 10.

II circuito stampato 20 Ã ̈ costituito da una piastra 30 che presenta, in una sua zona intermedia, una linea di piegatura 26 lungo la quale sono predisposti mezzi flessibili di piegatura 27, nel caso di specie costituiti da una lamella elastica 28.

La linea di piegatura 26 definisce quindi due parti della piastra 30, una prima delle quali definisce un primo circuito stampato (PCB), parte 29a, e la seconda delle quali definisce un secondo circuito stampato (PCB), parte 29b.

La variante delle fig. 2b rappresenta la stessa soluzione in cui, al posto di una singola lamella elastica 28 disposta centralmente, sono presenti due lamelle elastiche 128a e 128b disposte sostanzialmente simmetriche rispetto ad un asse mediano della piastra 30.

Come illustrato in fig. 3a, utilizzando la piastra 30 in due parti, la quale presenta i mezzi flessibili di piegatura 27 Ã ̈ possibile eseguire tutte le operazioni di montaggio ed assemblaggio dei componenti in una sola linea, evitando la duplicazione dei tempi e delle fasi di montaggio ed assemblaggio, e con la piastra 30 disposta in un unico piano. Una volta che tutti i componenti sono stati assemblati sia sulla parte 29a che sulla parte 29b, le due parti possono essere piegate a 90° l'una rispetto all'altra (fig. 3b), a definire il blocco dei circuiti stampati da inserire nella parte di contenimento.

Come si vede in fig. 4, l'operazione di assemblaggio si conclude inserendo il circuito stampato con la sua parte 29a disposta, in uso, sostanzialmente orizzontale all'interno del contenitore scatolare 16 e la sua parte 29b, su cui sono montati i componenti elettrici ed elettronici destinati alla visualizzazione, disposta in uso sostanzialmente verticale e parallela, affacciata ed in prossimitÃ del visore 13 del frontale 11.

Ãˆ chiaro che allo strumento elettronico di misura, condizionamento e regolazione fin qui descritto possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato.

Ãˆ anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, una persona esperta del ramo potrÃ senz'altro realizzare molte altre forme equivalenti di strumento elettronico di misura, condizionamento e regolazione, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell'ambito di protezione da esse definito.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Strumento elettronico di misura, condizionamento e regolazione, comprendente un frontale (11) di visualizzazione presentante un visore (13), un contenitore scatolare (16), un primo PCB associato al frontale (11) e disposto, in uso, sostanzialmente parallelo ed in prossimitÃ di esso, ed un secondo PCB disposto, in uso, all'interno del contenitore scatolare (16) e sostanzialmente ortogonale al primo PCB, caratterizzato dal fatto che detti primo e secondo PCB, sono realizzati a partire da una sola piastra (30) realizzata in due parti (29a, 29b) e comprendente, in una sua zona intermedia, mezzi flessibili di piegatura (27) che permettono, in uso, di piegare il primo PCB rispetto al secondo PCB lungo almeno una linea di piegatura (26) in modo da definire le posizioni d'uso, ortogonali fra loro, di detto primo e secondo PCB.
2. Strumento elettronico come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il secondo PCB Ã ̈ di dimensione piÃ¹ piccola e presenta una posizione d'uso normalmente verticale, affacciata ed in prossimitÃ del visore (13), mentre il primo PCB Ã ̈ di dimensione piÃ¹ grande e si posiziona all'interno del contenitore scatolare (16) per supportare almeno i componenti di potenza e/o alimentazione.
3. Strumento elettronico come alla rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta piastra (30) presenta due o piÃ¹ linee di piegatura per definire, in uso, tre PCB distinti piegati fra loro.
4. Strumento elettronico come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i mezzi flessibili di piegatura (27) sono costituiti da una lamella elastica (28) disposta sostanzialmente centralmente lungo la linea di piegatura (16) che definisce il primo ed il secondo PCB.
5. Strumento elettronico come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i mezzi flessibili di piegatura (27) sono costituiti da due o piÃ¹ lamelle elastiche (128a, 128b) disposte lungo la linea di piegatura (16).
6. Procedimento per realizzare uno strumento elettronico di misura, condizionamento e regolazione comprendente un frontale (11) di visualizzazione presentante un visore (13), un contenitore scatolare (16), un primo PCB associato al frontale (11) e disposto, in uso, sostanzialmente parallelo ed in prossimitÃ di esso, ed un secondo PCB disposto, in uso, all'interno del contenitore scatolare (16) e sostanzialmente ortogonale al primo PCB, caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi: - fornire una piastra (30) realizzata in due parti (29a, 29b) e comprendente, in una sua zona intermedia, mezzi flessibili di piegatura (27) a definire una linea di piegatura (26); - eseguire le operazioni di montaggio ed assemblaggio di componenti elettronici ed elettrici su dette due parti (29a, 29b) con detta piastra (30) disposta in un unico piano; - piegare una rispetto all'altra dette due parti (29a, 29b) lungo detta linea di piegatura (26); - assemblare detta piastra (30) con le parti (29a, 29b) piegate tra loro, inserendo la parte (29a) all'interno del contenitore scatolare (16) e la parte (29b) affacciata ed in prossimitÃ del visore (13) del frontale (11).