ES2268512T3 - Tecla para procesos de conmutacion orientados hacia la seguridad. - Google Patents

Abstract

Tecla (1) con al menos dos elementos (2, 3) de conmutación desacoplados mecánicamente, que pueden accionarse conjuntamente mediante el accionamiento manual de un órgano (10) de actuación, caracterizada porque el primer elemento (2) de conmutación interrumpe, en su estado accionado a modo de un conmutador inversor, un camino (40) de señal cerrado en un estado de reposo y libera un camino (41) de señal abierto en estado de reposo, y porque el segundo elemento (3) de conmutación conectado al camino (41) de señal abierto en estado de reposo libera éste en estado accionado.

Description

Tecla para procesos de conmutación orientados hacia la seguridad.

La invención se refiere a una tecla para la realización de procesos de conmutación orientados hacia la seguridad con al menos dos elementos de conmutación desacoplados mecánicamente, que pueden accionarse conjuntamente mediante el accionamiento manual de un órgano de actuación.

Por el término tecla o botón pulsador se entiende a este respecto un aparato de conmutación eléctrico, cuya posición de contacto pasa con accionamiento manual de un estado de reposo a un estado accionado, recobrándose el estado de reposo automáticamente en cuanto cesa el accionamiento manual. El accionamiento mecánico en una tecla de este tipo tiene lugar en la mayoría de los casos mediante la ejecución de una fuerza mecánica, especialmente una fuerza de presión. Dos elementos de conmutación se denominan como desacoplados mecánicamente, cuando la función de un elemento de conmutación es independiente del estado de funcionamiento del otro elemento de conmutación respectivo. Dos elementos de conmutación se denominan como que pueden accionarse conjuntamente, cuando por medio de un único proceso de accionamiento manual es posible una transferencia de ambos elementos de conmutación en su estado accionado respectivamente. La conmutación de los elementos de conmutación individuales puede tener lugar a este respecto simultáneamente o con una diferencia temporal.

La concepción y el desarrollo de máquinas e instalaciones industriales están marcados por una utilización creciente de la técnica de seguridad industrial. A este respecto debe descartarse o al menos reconocerse un defecto, especialmente también en un dispositivo periférico, tal como por ejemplo un botón pulsador. En el caso de un botón pulsador con contactos mecánicos se dificulta un descubrimiento completo de los fallos especialmente porque apenas puede reconocerse un atasco del mecanismo del botón de manera electrónica. Esto es problemático, ya que los botones pulsadores se utilizan en prácticamente todas las máquinas e instalaciones industriales en unidades de control o paneles de control y por consiguiente son también de importancia en la técnica de la seguridad industrial. Los campos de aplicación se encuentran por ejemplo en la tecnología de las centrales eléctricas, tecnología del transporte, instalaciones químicas, en general en la construcción de maquinaria en el caso de máquinas herramientas y de producción, ascensores para personas, instalaciones de grúa, tecnología aérea o espacial, etc. A este respecto son funciones de aplicación que se ven afectadas, entre otras, las funciones generales de inicio y parada, teclas de operación de equipos impulsores, el control de válvulas así como funciones generales de aprobación y de supervisión, tales como las denominadas "teclas de hombre muerto".

El atasco de una tecla mecánica puede producirse por defectos del material, la penetración de partículas de suciedad y corrosión, aunque también por una manipulación intencionada, por ejemplo para evitar medidas de seguridad que se consideran molestas. Por tanto es de gran importancia una capacidad de manipulación lo más difícil posible en una tecla prevista para aplicaciones relevantes para la seguridad.

Para poder tratar de manera segura las señales generadas por medio de teclas mecánicas, se requiere con frecuencia una generación de señales redundante. Un método seguro, pero complicado desde el punto de vista de la técnica de manipulación, para la generación de datos redundantes consiste en prever varias teclas separadas y que deben accionarse simultáneamente para la generación de señales. Alternativamente es habitual recurrir a una tecla dotada de varios elementos de conmutación, suministrándose por separado la señal generada por cada elemento de conmutación para el tratamiento posterior y pudiendo accionarse los elementos de conmutación por medio de un órgano de actuación común. Sin embargo, en esta realización, a su vez sólo puede reconocerse de manera insuficiente un atasco del órgano de actuación.

A partir del documento DE 199 46 471 A1 se conoce una tecla con dos elementos de conmutación asociados a un órgano de actuación común, en el que se evita el problema que se acaba de mencionar mediante un desacoplamiento mecánico de los dos elementos de conmutación. A este respecto, el desacoplamiento mecánico se consigue configurando sólo un elemento de conmutación como conmutador mecánico, mientras que el segundo elemento de conmutación es un conmutador electrosensible. La función parcial electrosensible de la tecla mantiene una función eficaz también en caso de un atasco del mecanismo de conmutación.

De manera deseable, una tecla diseñada para la generación de señales orientadas hacia la seguridad debería se adecuada para la realización de un denominado funcionamiento de impulso. El funcionamiento de impulso es necesario especialmente en la regulación y el ajuste de instalaciones en el marco de la puesta en funcionamiento. A este respecto, un operador coloca su dedo para la preparación del accionamiento sobre la cabeza de la tecla y la presiona, dado el caso parcialmente, pero superando la fuerza de accionamiento necesaria para la liberación de la señal de control sólo durante un corto periodo de tiempo o por intervalos.

En la descripción y las reivindicaciones por "liberación de un camino de señal" se hace referencia a la "conexión" del mismo.

La invención se basa en el objetivo de proporcionar una tecla con una construcción lo más sencilla posible, que es adecuada para la generación de procesos de conmutación orientados hacia la seguridad y que permite una manipulación sencilla.

Este objetivo se resuelve según la invención mediante las características de la reivindicación 1. Según ésta, la tecla comprende dos elementos de conmutación desacoplados mecánicamente, que pueden accionarse conjuntamente mediante el accionamiento manual de un órgano de actuación, interrumpiendo el primer elemento de conmutación, en su estado accionado a modo de un conmutador inversor, un camino de señal cerrado en un estado de reposo, y liberando un camino de señal abierto en estado de reposo. Un elemento de conmutación adicional se dispone en el camino de señal abierto en estado de reposo y lo libera en estado accionado. El camino de señal cerrado en estado de reposo se denomina en lo sucesivo camino CN (cerrado normalmente), entendiéndose por un camino de señal cerrado un camino de corriente sin interrupción y por tanto electroconductor. De manera correspondiente, el camino de señal abierto en estado de reposo, denominado en lo sucesivo camino AN (abierto normalmente), no es conductor en su estado de reposo.

La conmutación según la invención de los dos elementos de conmutación permite de manera especialmente sencilla la generación segura de señales. Especialmente la tecla está asegurada de manera redundante, al ser posible la generación en debida forma de una señal de control sólo cuando funcionan ambos elementos de conmutación, y al tener lugar en el transcurso del proceso de accionamiento un intercambio de señales tanto en el camino CN como en el camino AN. Además es posible de manera sencilla, mediante las alteraciones en el patrón de conmutación redundante de la tecla, reconocer y localizar rápidamente los defectos. Mediante el camino CN que siempre transmite señales en su estado de reposo puede supervisarse al menos una función mínima de la tecla también en su estado de reposo. Un cortocircuito o una interrupción de la línea en la tecla o del sistema conductor conectado se reconocen por ejemplo mediante una pérdida de señal irregular en el camino CN. Mediante el acoplamiento de los dos elementos de conmutación al órgano de actuación común se consigue una manipulación con una mano, especialmente sencilla, de la tecla. A este respecto se evita como consecuencia del desacoplamiento mecánico de los elementos de conmutación entre sí, que un atasco del mecanismo de conmutación lleve a una avería total de la tecla.

Para facilitar un proceso de conmutación especialmente reproducible, bien definido y rápido, el primer elemento de conmutación presenta preferiblemente un comportamiento de interruptor de resorte. En otras palabras, la conmutación del primer elemento de conmutación tiene lugar independientemente del transcurso temporal de la presión de accionamiento de manera brusca y forzada dentro de un intervalo de tiempo corto. Alternativa o adicionalmente se diseñan convenientemente los dos elementos de conmutación de tal manera que la fuerza de accionamiento que debe aplicarse para el accionamiento del primer elemento de conmutación supere claramente la fuerza de accionamiento que debe aplicarse para el accionamiento del segundo elemento de conmutación. Esto mejora especialmente el comportamiento de conmutación táctil de la tecla, al tener que superar un usuario, para accionar el primer elemento de conmutación y por consiguiente, en última instancia, para la liberación del proceso de conmutación, un punto de presión claramente perceptible. A este respecto se facilita especialmente la manipulación de la tecla en el funcionamiento por impulso.

En una configuración preferida de la invención, el segundo elemento de conmutación está configurado como un botón pulsador de largo recorrido, es decir como botón pulsador con un recorrido de accionamiento comparativamente grande en el orden de magnitud de varios milímetros. Un botón pulsador de largo recorrido de este tipo, que se utiliza como tal en múltiples ocasiones en dispositivos de control de máquinas como trasmisor de órdenes, se caracteriza ya sólo debido a sus dimensiones comparativamente grandes por un confort de funcionamiento elevado. En esta realización, el primer elemento de conmutación comprende una cabeza de tecla de manera preferible aproximadamente en forma de cilindro como órgano de actuación, que se guía de manera desplazable contra la fuerza de retroceso de un dispositivo de resorte en un soporte de tecla. El desacoplamiento mecánico del primer elemento de conmutación con respecto al segundo se realiza a este respecto de manera especialmente ventajosa, al estar integrado el primer elemento de conmutación en la cabeza de tecla, de modo que el primer elemento de conmutación también puede accionarse incluso cuando la cabeza de tecla está atascada en el soporte de tecla.

El primer elemento de conmutación está realizado convenientemente como botón pulsador de corto recorrido. Un botón pulsador de corto recorrido, es decir un botón pulsador, que se caracteriza por un recorrido de accionamiento comparativamente corto preferiblemente inferior a 1 mm, está disponible en múltiples formas de realización y se utiliza con frecuencia en un cuadro de teclas de gran valor, por ejemplo en un cajero automático. Un botón pulsador de corto recorrido convencional se construye de manera extremadamente compacta y es adecuado por tanto también especialmente para la incorporación en la cabeza de tecla de un botón pulsador de largo recorrido. Además un botón pulsador de corto recorrido de elevado valor se caracteriza por una seguridad de funcionamiento extremadamente elevada, es decir una propensión a los fallos extremadamente reducida.

Una mejora adicional de la seguridad de funcionamiento se consigue mediante una configuración de la invención según la cual el primer elemento de conmutación está configurado como un botón pulsador de membrana. En un botón pulsador de membrana de este tipo, tal como los que se utilizan como componente de un teclado de membrana e igualmente ya en múltiples ocasiones en los elementos de mando de máquinas, la zona táctil que limita con la superficie de mando está cubierta por una membrana frontal flexible. El accionamiento de un botón pulsador de este tipo tiene lugar a este respecto mediante la aplicación de presión manual sobre la membrana frontal. La ventaja de un botón pulsador de membrana radica especialmente en que éste está protegido por la membrana frontal contra la penetración de suciedad y la penetración de humedad. Además casi se descarta una manipulación del botón pulsador, ya que desde fuera no son accesibles piezas que puedan desplazarse unas contra otras de un mecanismo de conmutación.

En una realización especialmente segura ante los fallos, el primer elemento de conmutación se mantiene bajo la acción de una fuerza magnética en su estado de reposo. Con el accionamiento se rompe en este caso el contacto de conmutación del imán de sujeción, mediante lo cual se reduce la fuerza de retroceso magnética bruscamente, y el contacto de conmutación salta a su posición de accionamiento. En el caso de un botón pulsador de este tipo, tal como ya se conoce en sí por ejemplo a partir del documento US 5.990.772, no aparece con el accionamiento ninguna tensión de material, con lo cual se consigue una ausencia de desgaste especialmente elevada. En una alternativa comparativamente económica, el primer elemento de conmutación contiene un elemento de acción rápida para la generación de un comportamiento de interruptor de resorte. Un elemento de acción rápida de este tipo está realizado por ejemplo como disco de acción rápida metálico, tal como se conoce según el principio del "chasquido de rana". En una alternativa adicional, el primer elemento de conmutación puede realizarse también en una tecnología conocida por sí misma denominada "de burbujas de conmutación". A este respecto el elemento de conmutación contiene una zona táctil con una membrana frontal dotada de estampación arqueada en forma de burbuja. Esta "burbuja de conmutación" se presiona para el accionamiento del elemento de conmutación y retrocede de nuevo a la forma previa a la estampación al disminuir la presión de accionamiento.

Preferiblemente el dispositivo de resorte que produce el retroceso del segundo elemento de conmutación configurado como botón pulsador de largo recorrido comprende al menos dos elementos de resorte de diferente longitud que se sujetan al desplazar la cabeza de tecla a lo largo de su trayecto de accionamiento, con una diferencia temporal, entre la cabeza de tecla desplazada y un tope fijo. Un dispositivo de resorte de este tipo se denomina también sistema de resorte progresivo, ya que al comienzo del proceso de accionamiento sólo se oponen al desplazamiento de la cabeza de tecla los elementos de resorte comparativamente largos, y por consiguiente la fuerza de retroceso es comparativamente reducida. Sólo cuando se alcanza el denominado punto de funcionamiento o punto de contacto del segundo elemento de conmutación entra al menos otro elemento de resorte corto en tensión previa, mediante lo cual la fuerza contraria ejercida por la cabeza de tecla aumenta bruscamente indicando al usuario que se ha llegado al punto de funcionamiento. Para la simplificación en la construcción se prevé preferiblemente a este respecto que al menos un elemento de resorte esté previsto simultáneamente como transmisor de contacto eléctrico y establezca un contacto eléctrico entre el soporte de tecla y la cabeza de tecla. El sistema de resorte progresivo descrito debe utilizarse a este respecto de manera especialmente ventajosa como contacto de conmutación.

Mediante un anillo frontal rígido que rodea el perímetro de la cabeza de tecla, que preferiblemente sobresale por encima de la superficie de mando que rodea a la tecla y en la que se hunde completamente la cabeza de tecla en su estado de reposo, se descarta eficazmente una liberación involuntaria de la tecla. Para el mismo propósito sirve también una realización de la invención, según la cual el trayecto de accionamiento de la cabeza de tecla asciende a varios milímetros, preferiblemente de 3 a 6 mm.

Las ventajas conseguidas con la invención consisten especialmente en que se combinan el confort de manejo y la seguridad de manipulación de un botón pulsador de largo recorrido, por un lado, y la susceptibilidad de fallos reducida así como la seguridad de manipulación de un botón pulsador de corto recorrido, por otro lado. La tecla según la invención facilita de manera constructiva especialmente sencilla una generación de señales redundante necesaria por motivos de seguridad así como un reconocimiento de fallos seguro, que también puede realizarse de manera especialmente sencilla automáticamente. Las conexiones erróneas debidas a un bloqueo, atasco, dificultad de movimiento de la cabeza de tecla o por el manejo indebido, e incluso la manipulación voluntaria se descartan en la mayor medida posible gracias a la construcción.

A continuación se explica con más detalle un ejemplo de realización de la invención mediante un dibujo. En él muestran:

la figura 1 en un corte transversal esquemático una tecla para una proceso de conmutación orientado hacia la seguridad en estado de reposo,

la figura 2 la tecla según la figura 1 en estado semiaccionado, y

la figura 3 la tecla según la figura 1 es estado completamente accionado.

La tecla 1 representada en la figura 1 en su estado de reposo comprende dos elementos 2 y 3 de conmutación conectados entre sí. El primer elemento 2 de conmutación está configurado con una tecnología de corto recorrido habitual en el mercado y muestra, a modo de un conmutador inversor, un comportamiento de conmutación discreto, especialmente brusco, entre dos estados de conmutación. Un botón pulsador de corto recorrido adecuado se conoce por ejemplo por el nombre de marca comercial "PushGate" (empresa Duraswitch Industries Inc.). En el primer estado de conmutación que corresponde al estado de reposo y que está representado en la figura 1, la entrada 4 de señales del primer elemento 2 de conmutación está puesta en cortocircuito con una salida 5 CN (cerrada normalmente) del elemento 2 de conmutación, mientras que la unión ente la entrada 4 de señales y una salida 6 AN (abierta normalmente) del elemento 2 de conmutación está interrumpida. En el segundo estado, accionado, la entrada 4 de señales está unida a la salida 6 AN de manera conductora, mientras que la unión entre la entrada 4 de señal y la salida 5 CN está interrumpida. El cambio de estado de estado de reposo a estado accionado se activa de una manera no representada con más detalle mediante la aplicación de presión sobre un botón 7 de accionamiento, sólo indicado, del elemento 2 de conmutación.

El segundo elemento 3 de conmutación está configurado cono un botón pulsador de largo recorrido, tal como ya se utilizan en sí mismos por ejemplo para funciones de control en máquinas herramientas industriales en múltiples ocasiones. El segundo elemento 3 de conmutación comprende una cabeza 10 de tecla que se guía de manera desplazable en un soporte 9 de tecla aproximadamente en forma de cilindro hueco contra la fuerza de retroceso de un dispositivo 8 de resorte. El dispositivo 8 de resorte comprende tres elementos 11, 12, 13 de resorte configurados como muelles helicoidales, presentando los dos elementos 11 y 13 de resorte exteriores en estado de reposo una longitud claramente mayor que el elemento 12 de resorte central. Cada elemento 11, 12, 13 de resorte está fijado en su extremo a la cabeza 10 de tecla y se guía por una guía 14 de resorte que flanquea el elemento 11, 12, 13 de resorte. La guía 14 de resorte está configurada por ejemplo en forma de tubos, que están moldeados en el interior de la cabeza 10 de tecla y en los que se encuentran los elementos 11, 12, 13 de resorte. Como contrasoporte para los elementos 11, 12, 13 de resorte sirve un pie 15 de contacto, que cierra el soporte 9 de tecla hacia un lado 16 de instalación. El pie 15 de contacto comprende un soporte 17 de contacto, que se utiliza a modo de una tapa en el lado 18 frontal orientado hacia el lado 16 de instalación del soporte 9 de tecla. Para posibilitar un montaje sencillo así como un intercambio sencillo del pie 15 de contacto, el soporte 17 de contacto está encajado en el soporte 9 de tecla a este respecto con elementos 19 de retención que se engranan en el soporte 9 de tecla. Un anillo 21 en O o similar insertado entre el soporte 17 de contacto y la pared 20 interior del soporte 9 de tecla sella a este respecto el espacio 22 interno de la tecla 1 hacia el lado 16 de instalación.

En el soporte 17 de contacto están fijadas tres espigas 23, 24, 25 de contacto, que sobresalen en el espacio 22 interno de la tecla 1 y sirven en cada caso como contrasoporte para cada uno de los elementos 11, 12, 13 de resorte. Cada espiga 23, 24, 25 de contacto está unida a este respecto a través del soporte 17 de contacto con una terminal 26, 27 o 28 de rosca accesible desde el lado 16 de instalación. Cada espiga 23, 24, 25 de contacto está dotada además de una cabeza 29 configurada de manera que se estrecha, que interactúa en su estado de reposo con un saliente 30 de retención de la guía 14 de resorte para la formación de un enganche de la cabeza 10 de tecla que puede superarse mediante la aplicación de presión.

Cada espiga 23, 24, 25 de contacto se hunde con ello en la guía 14 de resorte y sirve como contrasoporte para el elemento 11, 12, 13 de resorte correspondiente que se encuentra en la misma. En estado de reposo, los elementos 11 y 13 de resorte largos se encuentran bajo tensión previa entre la espiga 23, 24, 25 de contracto respectiva y la cabeza 10 de tecla, de modo que la cabeza 10 de tecla se tensa previamente en la dirección del lado 31 de manejo opuesto al lado 16 de instalación. A este respecto, la cabeza 10 de tecla se mantiene mediante el gancho 32 de retención que interactúa con el soporte 9 de tecla, en su estado de reposo, contra la tensión previa de los elementos 11 y 13 de resorte. El elemento 12 de resorte se encuentra distendido en su estado de reposo en la guía 14 de resorte, formándose entre el elemento 12 de resorte y la espiga 24 de contacto correspondiente una separación.

Un anillo 34 frontal unido con el soporte 9 de tecla en una zona 33 de vástago del lado 31 de manejo sirve para fijar la tecla 1 en la placa 35 frontal de un elemento de mando o panel de control no representado con más detalle. Por consiguiente, la placa 35 frontal separa el lado 31 de manejo del lado 16 de instalación que no es accesible por el operador. La tecla 1 sobresale sólo con una zona 36 de cabeza del anillo 34 frontal, ensanchada con respecto a la zona 33 de vástago, hacia el lado 31 de manejo por encima de la placa 35 frontal. El soporte 9 de tecla se encuentra por el contrario en el lado 16 de instalación no accesible.

La zona 36 de cabeza del anillo 34 frontal está configurada a este respecto de tal manera que aloja completamente la cabeza 10 de tecla en estado de reposo. En otras palabras, la cabeza 10 de tecla no sobresale por encima de la zona 36 de cabeza, de modo que se reduce el peligro de un accionamiento involuntario de la cabeza 10 de tecla. Entre el perímetro de la cabeza 10 de tecla y el anillo 34 frontal se coloca un anillo 37 de junta, que presenta un perfil en forma de V, abierto hacia el lado 31 de manejo. El anillo 37 de junta actúa por consiguiente a modo de un escurridor de humedad e impide la entrada tanto de humedad en forma de vapor como condensada del lado 31 de manejo al espacio 22 interno. Mediante un anillo 38 de junta adicional, dispuesto entre el anillo 34 frontal y la placa 35 frontal, se impide adicionalmente una entrada de humedad en este punto de unión.

El primer elemento 2 de conmutación, que debido a su modo de fabricación de corto recorrido es extremadamente compacto en comparación con el elemento 3 de conmutación, se dispone ahora dentro de la cabeza 10 de tecla de tal manera que su botón 7 de accionamiento se encuentra directamente en la superficie 39 de presión de la cabeza 10 de tecla que limita con el lado 31 de manejo. El primer elemento 2 de conmutación limita además directamente con el dispositivo 8 de resorte, de modo que el elemento 11 de resorte está en contacto electroconductor con la entrada 4 de señales, mientras que la salida 6 AN está en contacto con el elemento 12 de resorte y la salida 5 CN está unida con el elemento 13 de resorte.

Por consiguiente, en estado de reposo existe una conexión denominada en lo sucesivo como camino 40 de señal CN, que partiendo de la terminal 26 de rosca, a través de la espiga 23 de contacto, el elemento 11 de resorte, la entrada 4 de señales, la salida 5 CN, el elemento 13 de resorte y la espiga 25 de contacto, lleva a la terminal 28 de rosca. Una conexión de líneas adicional denominado en lo sucesivo camino 41 de señal AN, que partiendo de la terminal 26 de rosca, a través de la espiga 23 de contacto, el elemento 11 de resorte, la entrada 4 de señales, la salida 6 AN, el elemento 12 de resorte y la espiga 24 de contacto, lleva a la terminal 27 de rosca, está interrumpido en estado de reposo tanto en el interior del elemento 2 de conmutación como en el interior del elemento 3 de conmutación, más concretamente entre el elemento 12 de resorte y la espiga 24 de contacto.

Mediante la aplicación de una tensión de señalización en la terminal 26 de rosca y mediante la derivación de los valores de tensión en las terminales 27 y 28 de rosca puede determinarse por consiguiente el estado de accionamiento de la tecla 1 en cada momento.

El accionamiento de la tecla 1 tiene lugar con respecto a ambos elementos 2 y 3 de conmutación mediante la presión manual de la cabeza 10 de tecla en la zona de su superficie 39 de presión. Por consiguiente, la cabeza 10 de tecla sirve como órgano de actuación común para ambos elementos 2 y 3 de conmutación, con el que pueden accionarse los elementos 2 y 3 de conmutación conjuntamente, es decir en un único proceso de accionamiento. A este respecto, el accionamiento del elemento 3 de conmutación tiene lugar, tal como se representa en la figura 2, mediante el desplazamiento de la cabeza 10 de tecla de su estado de reposo en la dirección del lado 16 de instalación, produciéndose el proceso de conmutación porque el elemento 12 de resorte se aprieta en la espiga 24 de contacto y por consiguiente se genera una unión conductora entre la salida 6 AN y la terminal 27 rosca-
da.

El accionamiento del elemento 2 de conmutación tiene lugar, tal como se representa en la figura 3, al presionar el botón 7 de accionamiento a través de la superficie 39 de presión. Esto es posible porque la superficie 39 de presión está formada como una membrana frontal flexible, compuesta de un material plástico o elastomérico que puede deformarse de manera elástica con la presión. La capacidad de flexión de la superficie 39 de presión aumenta adicionalmente mediante una ranura 42 anular incorporada en el lado interno de la superficie 39 de presión, prevista como lugar de flexión teórico.

Los elementos 2 y 3 de conmutación están diseñados de tal manera que, para accionar el elemento 3 de conmutación, se necesita una fuerza menor que para accionar el elemento 2 de conmutación. Al accionarse la tecla 1 debe superarse en primer lugar el punto de presión provocado por el enganche de los salientes 30 de retención en la cabeza 29 respectiva de las espigas 23, 24, 25 de contacto. Este punto de presión, que está previsto para mejorar la sensación de conmutación táctil de un operador, se selecciona a este respecto tan reducido que la fuerza necesaria para superarlo no es suficiente para accionar el elemento 2 de conmutación. En el caso de una presión adicional de la cabeza 10 de tecla con una fuerza F1 de accionamiento comparativamente reducida se desplaza la cabeza 10 de tecla en la dirección del lado 16 de instalación hasta que se recorre el trayecto s1 de accionamiento del elemento 3 de conmutación y el elemento 12 de resorte entra en contacto con la espiga 24 de contacto. El trayecto s1 de accionamiento es preferiblemente de 3 a 6 mm. La posición de la tecla 1 representada en la figura 2, en la que el elemento 2 de conmutación se encuentra aún en su estado de reposo, pero el elemento 3 de conmutación ya está accionado, se denomina estado parcialmente accionado o punto de funcionamiento de la tecla 1. En este punto de funcionamiento el camino 41 de señal AN está liberado por el elemento 3 de conmutación, sin embargo el estado de señalización que puede derivarse en las terminales 27, 28 de rosca no se modifica con respecto al estado de reposo como consecuencia de la posición no modificada del elemento 2 de conmutación.

En el ejemplo de realización representado es posible un desplazamiento de la cabeza 10 de tecla que supere el punto de funcionamiento. Sin embargo, como consecuencia del elemento 12 de resorte que ha llegado bajo tensión previa al punto de funcionamiento, se necesita un aumento de la fuerza F2 de accionamiento con respecto a la fuerza F1 de accionamiento. Esta fuerza F2 de accionamiento representada en la figura 3 es tan grande que ahora también se acciona el elemento 2 de conmutación y se libera igualmente el camino 41 de señal AN. En este segundo proceso de conmutación se produce una modificación brusca de las señales de ambos caminos 40 y 41 de señal, como consecuencia de lo cual ahora puede derivarse en la terminal 27 de rosca la señal de entrada aplicada sobre la terminal de rosca, mientras que en la terminal 28 de rosca se encuentra una señal cero.

Al relajarse la presión de la fuerza F2 de accionamiento, retrocede en primer lugar el elemento 2 de accionamiento al estado de reposo, apareciendo a su vez una discontinuidad de la señal aproximadamente simultánea e inversa en ambos caminos 40 y 41 de señal. Si se reduce la presión adicionalmente, entonces se abre también el elemento 3 de conmutación, pasando la tecla 1 a su vez al estado de reposo representado en la figura 1.

La función adecuada de la tecla 1 puede reconocerse, por ejemplo por una unidad de regulación y de control, porque en los estados de funcionamiento estacionarios en el camino 40 de señal CN y en el camino 41 de señal AN siempre se encuentra una señal invertida en sentido binario. En un proceso de conmutación adecuado la señal cambia en ambos caminos 40 y 41 de señal de manera brusca y casi simultánea en el transcurso de un periodo de conmutación, que se encuentra en el orden de magnitud de algunos milisegundos.

Mediante las desviaciones de este esquema de señalización redundante pueden reconocerse e identificarse las funciones erróneas de una manera sencilla. Así puede comprobarse la continuidad adecuada del camino 41 de señal AN también y precisamente en el estado de reposo de manera continua, de modo que puede reconocerse directamente una interrupción de la señal errónea, por ejemplo como consecuencia de un cortocircuito, en la tecla 1 o las líneas de conducción. La señal cero no plausible en ambos caminos 40 y 41 de señal se obtiene también cuando la cabeza 10 de tecla sólo puede desplazarse con dificultad o nada en absoluto al intentar un accionamiento, y se acciona por ello el elemento 2 de conmutación antes que el elemento 3 de conmutación. A este respecto, especialmente debido a la pérdida de señal en el camino 40 de señal CN y a la ausencia de la señal en el camino 41 de señal AN simultáneamente se reconoce el deseo de manejo y la generación de señales inadecuada, de modo que una instalación de control, no representada con más detalle, unida a la tecla 1, puede iniciar etapas según la sea necesario.

En el caso de un transmisor de mandos sencillo, convencional, el atasco de la cabeza 10 de tecla al soltar la tecla 1, o sea al final del deseo de funcionamiento, representa una fuente de peligros sólo controlable difícilmente, ya que la señal de control de la tecla correspondiente al deseo de funcionamiento sigue generándose constantemente. En la tecla 1 según la invención se ha eliminado esta fuente de peligros, ya que también en el caso de un atasco de la cabeza 10 de tecla, el elemento 2 de conmutación retrocede al estado de reposo y por consiguiente señaliza un final adecuado del deseo de funcionamiento. Con esto se contrarresta especialmente también la posibilidad de una manipulación voluntaria de la tecla 1, por ejemplo mediante el atasco voluntario de la cabeza 10 de tecla. Debido a la superficie lisa de la superficie 39 de presión y la fuerza F2 de accionamiento comparativamente elevada necesaria para el accionamiento del elemento 2 de conmutación, sólo puede manipularse la tecla 1 de una manera extremadamente difícil.

La tecla 1 posibilita además de una manera sencilla el funcionamiento de impulso. El funcionamiento de impulso es necesario especialmente en la regulación y el ajuste las instalaciones en el marco de la puesta en funcionamiento. A este respecto un usuario puede colocar su dedo sobre la cabeza 10 de tecla y presionar ésta hasta el punto de funcionamiento, sin embargo aplicar la fuerza F2 de accionamiento necesaria para accionar el elemento 2 de conmutación sólo durante un corto periodo de tiempo y por intervalos. Puesto que en la tecla 1 se fija el momento de conmutación exclusivamente mediante el momento de accionamiento del elemento 2 de conmutación, pero no según cuanto tiempo se ha accionado ya el elemento 3 de conmutación en ese momento, un funcionamiento de impulso de este tipo no conduce a un estado de funcionamiento irregular.

Claims (13)

1. Tecla (1) con al menos dos elementos (2, 3) de conmutación desacoplados mecánicamente, que pueden accionarse conjuntamente mediante el accionamiento manual de un órgano (10) de actuación, caracterizada porque el primer elemento (2) de conmutación interrumpe, en su estado accionado a modo de un conmutador inversor, un camino (40) de señal cerrado en un estado de reposo y libera un camino (41) de señal abierto en estado de reposo, y porque el segundo elemento (3) de conmutación conectado al camino (41) de señal abierto en estado de reposo libera éste en estado accionado.

2. Tecla (1) según la reivindicación 1, caracterizada porque la fuerza (F2) de accionamiento que debe aplicarse para accionar el primer elemento (2) de conmutación supera la fuerza (F1) de accionamiento que debe aplicarse para accionar el segundo elemento (3) de conmutación.

3. Tecla (1) según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el primer elemento (2) de conmutación presenta un comportamiento de interruptor de resorte.

4. Tecla (1) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el segundo elemento (3) de conmutación es un botón pulsador de largo recorrido con una cabeza (10) de tecla guiada de manera que puede desplazarse contra la fuerza de retroceso de un dispositivo (8) de resorte en un soporte (9) de tecla, como órgano de actuación.

5. Tecla (1) según la reivindicación 4, caracterizada porque el primer elemento (2) de conmutación está integrado en la cabeza (10) de tecla.

6. Tecla (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el primer elemento (2) de conmutación es un botón pulsador de corto recorrido.

7. Tecla (1) según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el primer elemento (2) de conmutación es un botón pulsador de membrana.

8. Tecla (1) según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el primer elemento (2) de conmutación es un botón pulsador que se activa contra una fuerza magnética de retroceso que se interrumpe de manera brusca con el accionamiento.

9. Tecla (1) según una de las reivindicaciones 3 a 8, caracterizada porque el primer elemento (2) de conmutación contiene un elemento de acción rápida para generar el comportamiento de interruptor de resorte.

10. Tecla (1) según una de las reivindicaciones 4 a 9, caracterizada porque el dispositivo (8) de resorte está configurado como un sistema de resorte progresivo con al menos dos elementos (11, 12, 13) de resorte de diferente longitud.

11. Tecla (1) según la reivindicación 10, caracterizada porque al menos un elemento (11, 12, 13) de resorte está previsto como dispositivo de contacto eléctrico.

12. Tecla (1) según una de las reivindicaciones 4 a 11, caracterizada por un anillo (34) frontal rígido que rodea el perímetro de la cabeza (10) de tecla, que está configurado de tal manera que la cabeza (10) de tecla en estado de reposo no sobresale por encima del anillo (34) frontal hacia un lado (31) de manejo.

13. Tecla (1) según una de las reivindicaciones 4 a 12, caracterizada porque el trayecto (s1) de accionamiento de la cabeza (10) de tecla es de al menos 3 mm.