Dispositivo de control para interruptores con domos de silicona.

Dispositivo de control que tiene interruptores con domos de silicona,

que comprende medios (10) de actuador que actúan sobre los domos (13) de silicona asociados con medios metálicos para cerrar y selectivamente abrir contactos eléctricos de activadores de circuitos impresos; en el que entre cada medio (10) de actuador y el respectivo domo (13) de silicona está situada una placa (11), que apoya un lado sobre el domo (13) y sobre la cual actúan dichos medios de actuador, y en el que el accionamiento de cada burbuja o domo (13) de silicona se produce por medio de una palanca elástica, implementada por dicha placa (11) que es flexible, y en el que los medios (10) de actuador en su movimiento hacia abajo empujan sobre dicha placa (11) flexible provocando tanto la compresión progresiva del domo (13) de silicona como el arqueo de dicha placa (11) flexible; siendo el arqueo de la placa (11) flexible una acumulación de energía; caracterizado porque:

la placa (11) flexible es metálica y tiene su deformación máxima en la condición de carrera del dispositivo de control que corresponden al esfuerzo máximo antes del colapso del domo (13) de silicona; y porque la reacción del domo (13) de silicona comienza a reducirse y por consiguiente la placa (11) flexible metálica devuelve la energía almacenada llevando al propio domo (13) de silicona hasta el límite de carrera.

El objeto de la invención es un dispositivo de control para interruptores con domos de silicona.

El documento US 2002/0027062 da a conocer un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1.

En el sector automovilístico, hasta la fecha los sistemas de interruptores más usados a bordo pueden resumirse en los siguientes tipos:

- interruptores con láminas de metal de desplazamiento rápido;

- interruptores con burbujas de silicona con un contacto a bordo;

- interruptores con burbujas de silicona y un contacto metálico solidario con el circuito electrónico;

- interruptores con domos metálicos desplazables (accionados directamente o a través de un elemento intermedio de silicona).

Estos diferentes tipos de principios de funcionamiento tienen características intrínsecas precisas tanto a nivel mecánico (fuerzas, carreras y ruido) como a nivel eléctrico, de modo que en algunos casos no satisfacen las nuevas demandas del mundo automovilístico.

El dispositivo que se describirá a continuación se ha estudiado con el fin de implementar una familia de interruptores con un sistema de accionamiento y cierre del contacto tal que se obtengan características de fuerza/carrera adecuadas para las nuevas demandas del mercado, optimizando al mismo tiempo los rendimiento eléctricos.

Al mismo tiempo se implementa un interruptor con protección IP52 con el mismo elemento (esterilla de silicona) usado para generar la sensación de accionamiento.

El objetivo del nuevo dispositivo también es aprovechar algunas características de las burbujas de silicona y otras de las láminas de metal con el fin de obtener un nuevo resultado en cuanto a la sensación sin tener que añadir componentes o deteriorar los aspectos eléctricos del interruptor por este motivo.

Para estos y otros objetivos que se comprenderán mejor a continuación en el presente documento, la invención propone implementar un dispositivo de control según la reivindicación 1.

A continuación se describirá el dispositivo de la invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los que: la figura 1 es una vista desde arriba de un interruptor según la invención;

la figura 2 muestra la sección transversal A-A de la figura 1 en una primera realización del dispositivo según la invención;

la figura 3 muestra la sección transversal A-A de la figura 1 en una segunda realización del dispositivo según la invención;

la figura 4 muestra la sección transversal A-A de la figura 1 en una tercera realización del dispositivo según la invención;

las figuras 5, 6 y 7 muestran la sección transversal A-A de la figura 1 en una primera realización del dispositivo según la invención y en tres diferente posiciones operativas;

las figuras 8 y 9 son una vista en perspectiva y en despiece ordenado del interruptor según la invención,

respectivamente;

la figura 10 es la sección transversal A-A de la figura 1 que muestra el principio general del dispositivo según la

invención.

Las figuras 1, 8 y 9 muestran los componentes principales de un interruptor dotado de un interruptor de accionamiento según la invención, que comprende actuadores 10 verticales, placas 11 de accionamiento flexibles (también denominadas hojas, palancas, láminas), una esterilla 12 de silicona dotada de burbujas o domos 13 y un circuito 14 impreso con pistas 15 para realizar un diagrama de cableado.

El dispositivo según la invención se muestra en su forma general en la figura 10 en la que puede observarse que el

accionamiento de cada burbuja o domo 13 de silicona se produce por medio de una palanca (lámina) 11 elástica que se apoya en respectivos extremos 16 y 17 sobre la burbuja 13 y la placa 14 del circuito 15, que pasa a través de un orificio 18 alargado de la esterilla 12 de silicona.

Obviamente, con el fin de poder funcionar el sistema así configurado necesita un contacto eléctrico accionado por la burbuja sobre el circuito.

Las figuras 2 y 3 muestran que de manera convencional el contacto 19 eléctrico puede ser solidario o bien con el propio domo o bien con una lámina 20 de metal colocada sobre el circuito subyacente.

Por el contrario, según la invención, el contacto eléctrico puede realizarse de manera integral mediante una lámina 11 de metal parcialmente cortada con el fin de formar un apéndice 21 que se introduce en la burbuja o el domo 13 a través de uno de sus orificios 22 pasantes. El elemento 21 de contacto doblado de la lámina (un contacto de lámina de una sola pieza) está situado así a una distancia predeterminada con respecto al circuito.

Según la invención, de cada burbuja 13 sobresale una protuberancia 9, que entra por el orificio 8 alargado de la lámina 11, que se obtiene cortando y doblando el apéndice 21. La protuberancia impide los movimientos laterales de la lámina 11 con respecto a la burbuja 13; en efecto, es importante que la lámina se retenga con el fin de que no se mueva lateralmente, evitando el riesgo de deformación de los contactos o, en el caso de movimientos importantes, de desactivar el interruptor.

Siempre según la invención, se aplica un sistema de centrado al actuador 10, haciendo que se introduzca en un orificio 23 de la lámina 11 en una posición Intermedia con sus dos soportes, con el fin de crear el arrastre.

El circuito 15 impreso actúa como soporte y como elemento de conexión eléctrica entre el conectar de salida y la lámina 11.

El actuador 10 en su movimiento hacia abajo empuja sobre la lámina 11 provocando tanto la compresión progresiva de la burbuja 13 de silicona como que se arquee la lámina de metal (realizada con una geometría flexible). Esta deformación es equivalente a una acumulación de energía que a continuación será un elemento fundamental durante el funcionamiento del dispositivo.

Por tanto, la tendencia del esfuerzo en relación con el desplazamiento del actuador 10 está definida tanto por la curva característica de la burbuja de silicona (que notoriamente tiene una primera longitud de carrera en la que aumenta la fuerza y una segunda longitud en la que ésta disminuye, todo con una tendencia similar a una sinusoide) como por la característica elástica de la lámina de metal.

Cuando el dispositivo ha llevado a la burbuja de silicona a las condiciones de carrera que corresponden al máximo esfuerzo antes del colapso (véase la figura 6) y por consiguiente la lámina tiene su deformación máxima, la reacción de la burbuja comienza a reducirse y por consiguiente la lámina devuelve (casi instantáneamente) la energía almacenada llevando a la propia burbuja hasta el límite de carrera (véase la figura 7).

Este comportamiento significa en la gráfica de fuerza-desplazamiento la posposición del punto de acción (punto de colapso de la burbuja), pero sobre todo en un cambio brusco de la reacción máxima a la mínima de la burbuja (característica requerida en el sector automovilístico).

Cuando el contacto 21 de la lámina entra en contacto con el circuito, se produce la detención de la carrera de la burbuja y se cierra el contacto.

La carrera adicional del actuador se absorbe una vez más mediante la lámina de metal flexible sin daños. Esta carrera adicional tiene una gran importancia para este tipo de dispositivo. De hecho, siguiendo la geometría particular de la propia lámina, la carrera adicional provoca un deformación beneficiosa de las dos regiones 17, 21 de apoyo de la lámina 11 sobre el circuito 15 con una limpieza continua consiguiente de las superficies de interés y por tanto manteniendo las características de conmutación eléctrica, de manera similar al caso del nuevo dispositivo.

El retorno a la posición de descanso de todo el sistema se produce con modos invertidos; después de una primera longitud corta en la que la fuerza disminuye debido a la descompresión de todos los elementos intermedios que se han puesto en compresión y durante la cual el usuario posiblemente puede acompañar lentamente al sistema, entonces el sistema llega a la zona de la curva característica de la burbuja de silicona en la que se produce un pico pronunciado de la fuerza de reacción de la misma, y debido a la flexibilidad de la lámina, la propia lámina absorbe el movimiento de retorno de la burbuja, provocando así en el actuador la misma variación brusca de la fuerza descrita al principio. A partir de aquí, el retorno del actuador se produce con tendencias de fuerza/carrera prácticamente lineales hasta que se agota la energía elástica almacenada por los diversos elementos.

Todo el sistema descrito puede adoptarse tanto individualmente en interruptores de tipo empuje (es decir, aquéllos que tienen... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de control que tiene interruptores con domos de silicona, que comprende medios (10) de actuador que actúan sobre los domos (13) de silicona asociados con medios metálicos para cerrar y

selectivamente abrir contactos eléctricos de activadores de circuitos impresos; en el que

entre cada medio (10) de actuador y el respectivo domo (13) de silicona está situada una placa (11), que apoya un lado sobre el domo (13) y sobre la cual actúan dichos medios de actuador, y en el que

el accionamiento de cada burbuja o domo (13) de silicona se produce por medio de una palanca elástica,

implementada por dicha placa (11) que es flexible, y en el que los medios (10) de actuador en su movimiento hacia abajo empujan sobre dicha placa (11) flexible provocando tanto la compresión progresiva del domo (13) de silicona como el arqueo de dicha placa (11) flexible; siendo el arqueo de la placa (11) flexible una acumulación de energía; caracterizado porque:

la placa (11) flexible es metálica y tiene su deformación máxima en la condición de carrera del dispositivo de control que corresponden al esfuerzo máximo antes del colapso del domo (13) de silicona; y porque la reacción del domo (13) de silicona comienza a reducirse y por consiguiente la placa (11) flexible metálica devuelve la energía almacenada llevando al propio domo (13) de silicona hasta el límite de carrera.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios (19) metálicos para cerrar y selectivamente abrir contactos eléctricos son placas montadas sobre los domos (13) de silicona.

3. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios (20) metálicos para cerrar y

selectivamente abrir contactos eléctricos son placas colocadas entre el circuito (15) impreso y los domos

(13) de silicona.

4. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios (21) metálicos para cerrar y selectivamente abrir contactos eléctricos están constituidos por un apéndice (21) o la placa (11) metálica

que pasa a través de un orificio (22) del domo (13) de silicona para actuar sobre los contactos del propio

circuito.

5. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el actuador (10) está fijado en un orificio (23) de la placa (11) en una posición intermedia con respecto a sus dos soportes (17, 21) de manera que se crea el deslizamiento durante la fase de accionamiento y desconexión del interruptor.

6. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque el apéndice (21) se obtiene cortando un tramo de placa (11) y porque la burbuja (13) tiene una protuberancia (9) que se Inserta en la ranura (8) de la placa, que se obtiene doblando el apéndice (21), evitando los movimientos laterales de la propia placa (11).

7. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que dicha placa (11) metálica apoya un lado sobre el domo (13)

y el otro lado sobre el circuito (15) impreso.