ES2299539T3 - Elemento de conmutacion electrico. - Google Patents
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Abstract
Un elemento de conmutación eléctrico que tiene una caja alargada con una placa base alargada y una base alargada (2) con unos lados extremos opuestos de la caja alargada, una armadura (38), una bobina eléctrica, unos primero y segundo contactos de perfil bajo (8) y unos contactos de conmutación (18,20); una culata (36) está dispuesta en la caja alargada y una bobina eléctrica está envuelta alrededor de la culata (36) y colocada paralela a la caja alargada; al menos uno de los contactos de conmutación (18,20) está montado de manera elástica y está en conexión operativa con la armadura (38); y el primer y segundo contactos de perfil bajo (8) tienen cada uno unos terminales de clavija (12) y están conectados al respectivo contacto de conmutación (18,20), y los terminales de clavija (12) se dirigen hacia arriba con respecto a la placa base (3); caracterizado porque los contactos de conmutación (18,20) están conectados a los respectivos primer y segundo contactos de perfil bajo (8) por medio de un brazo (6), cuales brazos se extienden desde un lado extremo de la caja.
Description
Elemento de conmutación eléctrico.
La presente invención se refiere a un elemento
de conmutación eléctrico, y más particularmente, a un relé
eléctrico que se monta en una placa de circuito impreso.
Los elementos de conmutación eléctricos, tales
como un relé eléctrico para montar en placas de circuito eléctrico,
tienen por lo general una bobina eléctrica de relé que queda
perpendicular a la placa de circuito eléctrico. Unos terminales de
clavija para montar en la placa de circuito impreso y para conectar
con otros contactos de clavija se meten convencionalmente en
dirección lateral en una caja portadora del elemento de conmutación
y se fijan a la misma. Los portadores de contactos se sueldan al
elemento de conmutación.
Debido al posicionamiento de la bobina eléctrica
del relé, esos elementos de conmutación eléctricos tienen una
altura de conjunto relativamente grande. Dicha altura de conjunto
relativamente grande limita el montaje del elemento de conmutación
eléctrico en lugares de espacio restringido, tales como en placas de
circuitos LSI.
La solicitud de patente europea EP 0409613 A1
describe un relé electromagnético con una caja longitudinal, por la
que los contactos de conmutación del relé se conectan a los
terminales de clavija. Los terminales de clavija parten de un lado
superior de la caja.
La patente US 4.533.889 describe un relé con un
marco, un conjunto de bobina y un núcleo que se extiende a través
del conjunto de bobina y se sujeta a la base del marco. El relé
incluye, además, un conjunto elástico de brazo de contacto móvil
que lleva un muelle que soporta una armadura y un fondo de contacto
móvil. El relé prevé unas partes terminales que son integrales con
los miembros de contacto estáticos y que se extienden del relé por
un lado longitudinal perpendicular al eje longitudinal del relé.
Es deseable, por lo tanto, desarrollar un
elemento de conmutación eléctrico con una altura de conjunto baja y
que sea sumamente adecuado por ser montado en lugares con
restricciones de espacio. También es deseable el desarrollar un
elemento de conmutación eléctrico de construcción compacta que
también tenga unos contactos portadores que permanezcan firmemente
fijos, incluso a temperaturas relativamente altas y después de
períodos de funcionamiento relativamente largos.
La invención se refiere a un elemento de
conmutación eléctrico que comprende una caja que tiene una base
alargada. Una bobina eléctrica está envuelta alrededor de una
culata y dispuesta en la caja de manera que un eje central de la
bobina eléctrica queda posicionado paralelamente a la base alargada
de la citada caja. Una armadura que tiene un primer contacto de
conmutación está montada de manera elástica y en conexión operativa
con la armadura. Un primer contacto de perfil bajo está conectado
al primer contacto de conmutación mediante un brazo, y un segundo
contacto de perfil bajo está conectado al segundo contacto de
conmutación mediante un brazo. Tales brazos parten de un lado
extremo de la caja. Los perfiles bajos comprenden unos terminales de
clavija que se proyectan hacia arriba con respecto a la placa
base.
Más abajo se explicará la invención haciendo
referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:
La figura 1 muestra una vista en perspectiva de
un elemento de conmutación eléctrico de acuerdo con la
invención.
La figura 2a representa una primera vista en
perspectiva de los contactos de conmutación ilustrados en la fig.
1.
La figura 2b representa una segunda vista en
perspectiva de los contactos de conmutación ilustrados en la fig.
1.
La figura 3 muestra una vista en perspectiva de
la base del elemento de conmutación eléctrico representado en la
fig. 1.
La figura 4 muestra una vista en perspectiva de
una variante del elemento de conmutación eléctrico de acuerdo con
la invención.
La figura 5a muestra una primera vista en
perspectiva de los contactos de conmutación ilustrados en la fig.
4.
La figura 5b ilustra una segunda vista en
perspectiva de los contactos de conmutación representados en la
fig. 4.
La figura 6 muestra una vista en perspectiva de
la base de la variante del elemento de conmutación eléctrico
ilustrado en la fig. 4.
La figura 1 muestra una vista en perspectiva de
un elemento de conmutación eléctrico de acuerdo con la invención.
Dicho elemento de conmutación eléctrico está construido como un relé
y se monta en una placa de circuito eléctrico (no ilustrada). Una
bobina de relé (no representada) está dispuesta en una base alargada
sustancialmente rectangular 2. La bobina de relé (no ilustrada)
está colocada paralela a la base 2 y está envuelta alrededor de una
culata 36. La base 2 tiene preferiblemente una placa base 3 que
está situada adyacente a la placa de circuito impreso o similar y
está soldada a dicha placa de circuito impreso por medio de una
pluralidad de primeros contactos para soldar 10 y unos segundos
contactos para soldar 42 que encajan en correspondientes agujeros de
aquélla. Las paredes 4 sirven para estabilizar una caja con los
componentes dispuestos dentro de ella. La caja comprende la base 2,
la placa base 3 y las paredes 4 y está hecha preferiblemente de
materiales plásticos moldeados por inyección. Los entendidos en la
materia deberán entender y apreciar, sin embargo, que serán posibles
otros materiales aislantes para obtener resultados similares.
Una armadura 38 está conectada con los segundos
contactos para soldar 42 por medio de contactos de conexión 40. La
armadura 38 está concebida para ser pivotante, de modo que cuando la
bobina de relé (no ilustrada) lleva corriente, la citada armadura
38 es atraída hacia la culata 36 ó a la izquierda de la figura 1. El
lado extremo superior de la armadura 38 tiene un elemento de
arrastre 44. Dicho elemento de arrastre 44 encaja en un
correspondiente corte 46 de un elemento sustancialmente en forma de
peine 30 que está situado horizontalmente encima de la caja,
formando así la terminación superior de la misma. El elemento en
forma de peine 30 está dispuesto de manera que el propio elemento
en forma de peine 30 convierte cualquier movimiento pivotante de la
armadura 38 en un movimiento pivotante del muelle de conmutación 22
mediante un movimiento lineal del referido elemento en forma de
peine 30.
Dicho elemento en forma de peine 30 tiene unas
paredes marginales 26 situadas lejos de la armadura 38. Cada pared
marginal 26 se prolonga perpendicularmente hacia abajo y tiene una
parte extrema lateral con un apéndice 24. Cada uno de los apéndices
24 encaja en un correspondiente corte 25 de unos bordes
perpendiculares laterales del muelle de conmutación 22 con un
ajuste forzado. Como resultado, el muelle de conmutación 22 puede
ser pivotado por el elemento en forma de peine 30. Una superficie
de contacto, concebida como un segundo contacto de conmutación 20,
está situada aproximadamente centrada en el muelle de conmutación 22
y puede estar constituida como una placa del muelle. El segundo
contacto de conmutación 20 está situado sustancialmente enrasado con
una superficie de contacto fijo, concebida como un primer contacto
de conmutación 18. El primer contacto de conmutación 18 está fijado
a la caja de manera que el segundo contacto de conmutación 20, que
está montado para ser combado cuando la armadura 38 es atraída,
pueda ser presionado fuertemente contra dicho primer contacto de
conmutación 18 a fin de asegurar un contacto eléctrico fiable. Esta
realización ilustrada también se designa como un contacto
normalmente abierto, debido a que el relé se cierra por medio de
dichos primer y segundo contactos de conmutación 18, 20 en cuanto
se aplica un voltaje a la bobina del relé (no ilustrada).
Cada uno de los primer y segundo contactos de
conmutación 18, 20 está en conexión eléctricamente conductora con
un brazo 6 ó está configurado para ser una parte integral del mismo.
Cada brazo 6 se fusiona en un contacto de perfil bajo. Los dos
contactos de perfil bajo 8 están constituidos cada uno como unas
tiras metálicas que tienen los primeros contactos para soldar 10
apuntados hacia abajo. Los primeros contactos para soldar 10 se
proyectan preferiblemente más allá del contorno de la placa base 3,
de manera que cuando dicha placa base 3 se coloca adyacente a la
placa de circuito impreso, los primeros contactos para soldar 10
sobresalen por unos agujeros apropiados y se pueden soldar desde
abajo a unos trazos del circuito. Los contactos de perfil bajo 8
están constituidos con unos terminales de clavija rectangulares 12
que apuntan hacia arriba y sobre cada uno de los cuales se puede
enchufar, si fuera necesario, un contacto de clavija disponible
comercialmente que lleva un cable sujeto o soldado al mismo.
Las figuras 2a y 2b muestran unas vistas en
perspectiva del primer y segundo contactos 18, 20 y los contactos
de perfil bajo 8 conectados a los mismos. Como ilustra la figura 2a,
el muelle de conmutación 22 tiene una placa elástica delgada y está
conectado con el segundo contacto de conmutación 20, que está
dispuesto aproximadamente en el centro de la misma. Una placa de
fijación más gruesa 21, que tiene unos agujeros 23, está anclada en
la base 2 y forma un fundamento estable para el citado muelle de
conmutación 22 que es pivotado por el elemento en forma de peine
30. Es posible discernir los cortes 25 que están efectuados en los
bordes perpendiculares del muelle de conmutación 22 y en los que
encajan los apéndices 24 de aquel elemento en forma de peine 30.
Dichos cortes 25 pueden, por ejemplo, estar hechos por medio de un
procedimiento de perforación y doblado.
La placa de fijación 21 forma una unidad con uno
de los brazos 6 y está conectado por medio del brazo 6 a uno de los
contactos de perfil bajo 8b. El primer contacto de conmutación 18
está dispuesto sobre una placa portadora virtualmente rígida 19 y
forma un tope mecánico cuando el primer y segundo contactos 18, 20
están presionados uno contra el otro. La placa portadora 19 forma
igualmente una unidad con el otro brazo 6 y está conectada por
medio del otro brazo 6 al segundo contacto de perfil bajo 8a. Tanto
la placa portadora 19 como la placa de fijación 21 están fijadas a
la base 2 y pueden ser enchufadas desde arriba en correspondientes
guías de la base 2. Los agujeros 23 de la placa de fijación 21
pueden, por ejemplo, ser concebidos como elementos de montaje de
remaches para fijar el muelle de conmutación 22 a la placa de
fijación 21. De manera similar, los agujeros 26 pueden servir como
agujeros de fijación para afianzar dicha placa de fijación 21 a la
base 2.
Las partes individuales ilustradas en las
figuras 2a y 2b en función de unidad estructural no están conectadas
realmente sino que se insertan individualmente en la base 2. Sólo
cuando el primer y segundo contactos 18, 20 están cerrados hay una
conexión entre las partes creadas. La placa portadora 19, que lleva
asociado el brazo 6 y el contacto de perfil bajo 8a, puede hacerse
mediante un procedimiento de punzonado seguido de un procedimiento
de doblado. La placa de fijación 21, que lleva asociado el brazo 6 y
el contacto de perfil bajo 8b, puede hacerse de manera similar y
luego, ser asociada al muelle de conmutación 22.
La figura 3 ilustra una vista en perspectiva de
la base 2 del elemento de conmutación eléctrico que muestra la
placa plana de base 3 y las paredes 4 que arrancan
perpendicularmente de aquélla. El lado izquierdo de la placa base 3
tiene dos cortes discernibles 43 en los que pueden encajar los
segundos contactos para soldar 42. Dichos cortes 43, configurados a
modo de ranuras, permiten que la culata 36 que lleva la bobina (no
ilustrada) sea empujada lateralmente y que, luego, la armadura 38
sea fijada a los contactos de conexión 40 para los contactos de
soldar 42. La culata 36 y la bobina (no ilustrada) están, en este
caso, encajadas en una parte de la caja 48 sustancialmente
prismática rectangular. La cara de la cubierta superior de la parte
de caja prismática rectangular 48 constituye una superficie de
apoyo 50 para el elemento en forma de peine 30, que queda plano y
es deslizable sobre la misma. El elemento en forma de peine 30 está
montado articuladamente entre la armadura 38 y el muelle de
conmutación 22.
Ilustradas en la figura 3, y visibles en el lado
derecho de la placa base 3, hay las aberturas laberínticas de
recepción 54 para la placa de fijación 21 y la placa portadora 19.
La placa de fijación 21 y la placa portadora 19 son enchufadas
desde arriba, ancladas firmemente y no movibles. Dado que la placa
portadora rígida 19 no es de construcción pivotante, para la misma
está previsto un soporte 52 que se proyecta sustancialmente en
dirección perpendicular fuera de la placa base 3 y contra el cual la
placa portadora 19 hace tope. Para la placa de fijación 21 existe
una abertura de recepción 54 que está configurada de manera que el
muelle de conmutación 22 tenga un espacio amplio para su movimiento
de pivotación.
La base ilustrada en la figura 3 puede estar
preferiblemente formada a partir de una pieza moldeada por
inyección, constituida por ejemplo con materiales plásticos. Si la
base estuviera hecha de metal, sin embargo, todos los puntos de
contacto con las partes metálicas deberían ser aislados.
La figura 4 ilustra una variante del elemento de
conmutación eléctrico de acuerdo con la invención, donde el primer
y segundo contactos 18, 20 están en contacto cuando la bobina (no
ilustrada) está sin corriente, o sea, en contacto normalmente
cerrado. En esta realización, el primer contacto de conmutación 18,
distante de la armadura 38, está fijado a un muelle de conmutación
22. El segundo contacto de conmutación 20, dispuesto en la placa
portadora rígida 19, está en contraste firmemente soportado contra
una pared trasera de la parte de caja 48. Las paredes laterales 26
del elemento en forma de peine 30 que llevan los apéndices 24
alcanzan ambos lados de la placa portadora relativamente estrecha
19 y por medio de dichos apéndices 24 encajan en los
correspondientes cortes 25 del muelle de conmutación 22. Cuando se
aplica un voltaje a la bobina (no ilustrada), la armadura 38 es
atraída contra la culata 36. Como resultado, el elemento en forma de
peine 30 se desplaza a la derecha y el muelle de conmutación 22
pivota, junto con el primer contacto de conmutación 18, hacia la
derecha. El primer y segundo contactos de conmutación 18, 20 quedan
en consecuencia aislados uno del otro, como resultado de lo cual el
contacto del relé se
abre.
abre.
Las figuras 5a y 5b muestran unas vistas en
perspectiva del primer y segundo contactos de conmutación 18, 20
concebidos como contactos normalmente cerrados y los contactos de
perfil bajo 8 asociados a los mismos. En esta realización, el
primer y segundo contactos de conmutación 18, 20 están en contacto
físico entre sí cuando no se aplica ningún voltaje a la bobina (no
ilustrada) y cuando la armadura 38 no se apoya en la culata 26. La
placa portadora rígida 19 lleva el segundo contacto de conmutación
20, mientras que el muelle de conmutación móvil 22 lleva el primer
contacto de conmutación 18. Dicha placa portadora 19 está asociada
por medio del brazo 6 con el contacto de perfil bajo 8a, mientras
que el muelle de conmutación 22 está asociado por medio de la placa
de fijación 21 y el brazo 6 con el contacto de perfil bajo 8b. La
actuación de los contactos por medio de la pivotación del muelle de
conmutación 22 tiene lugar como se describió más arriba, por medio
del elemento en forma de peine 30 que está asociado con el muelle
de conmutación 22 y está, a su vez, asociado con la armadura
38.
La figura 6 muestra una ilustración en
perspectiva de la base 2 según la variante de la figura 4. En esta
realización, la base 2 corresponde sustancialmente con la base 2
ilustrada en la figura 3. Sin embargo, las aberturas receptoras
54,58 para la placa portadora 19 y la placa de fijación 21 son de
construcción diferente a fin de tener en cuenta el funcionamiento
modificado de los contactos de conmutación 18, 20 como contactos
normalmente cerrados. La placa portadora 19 es adyacente a la parte
de caja prismática rectangular 48 de donde la pared perpendicular
distante de la armadura 38 forma una superficie de tope 56 para la
placa portadora 19 que puede ser enchufada perpendicularmente desde
arriba hacia la abertura receptora 54. La otra abertura receptora
58 recibe la placa de fijación 21 con el muelle de conmutación 22
fijado a la misma y el primer contacto de conmutación 18 dispuesto
sobre sí. Los brazos 6 caen cada uno contra unos cortes y están
retenidos por los lados interiores de las paredes 4.
El elemento de conmutación eléctrico según la
invención tiene la ventaja de que el elemento de conmutación
eléctrico tiene una altura de conjunto particularmente baja y es
sumamente adecuado para ser montado en lugares donde las
condiciones de espacio son limitadas. Además, la invención prevé que
el elemento de conmutación eléctrico constituido como un relé
eléctrico pueda ser montado en una placa de circuito impreso, lo
cual tiene la ventaja adicional de una construcción muy compacta.
También es posible que el proceso de fabricación del elemento de
conmutación eléctrico de acuerdo con la invención sea
automatizado.
En otra realización de la invención, los
contactos de perfil bajo 8 tienen cada uno al menos un primer
contacto para soldar saliente hacia abajo 10, como resultado de lo
cual el elemento de conmutación eléctrico según la invención es
particularmente simple de asentar y soldar a una placa de circuito
impreso pretaladrada. La invención también prevé que la caja tenga
al menos dos segundos contactos para soldar salientes hacia abajo
42 que están conectados con la bobina. Con esta construcción, la
bobina también queda conectada directamente a la placa de circuito
impreso y puede ser activada por otros circuitos situados en la
propia placa de circuito impreso.
Los contactos de perfil bajo 8 están
constituidos cada uno como una clavija de perfil bajo cuyos
terminales planos 12 se proyectan hacia arriba. Esto tiene la
ventaja de que en cada caso las conexiones a cables se pueden hacer
con dichos terminales de clavija 12. De esta manera, se puede
ahorrar espacio y hacer unas conexiones eléctricas universales.
La caja, al llevar la bobina dispuesta en la
misma, tiene un contorno alargado, lo cual tiene la ventaja de una
forma estructural plana y compacta que resulta particularmente
adecuada para ensamblar en una placa de circuito impreso ahorrando
espacio. Además, el eje central de la bobina está dispuesto paralelo
a la dirección de la base alargada 2, lo cual tiene la ventaja de
una forma estructural compacta.
Una realización de la invención prevé que la
armadura 38 de la bobina y los contactos de conmutación 18, 20
estén dispuestos en lados extremos mutuamente opuestos de la caja
alargada, lo cual tiene la ventaja de una forma estructural muy
compacta del elemento de conmutación eléctrico. Como resultado de
disponer los contactos y la bobina en lados extremos mutuamente
opuestos, la bobina puede ejercer unas fuerzas suficientemente
grandes para conmutar los contactos, incluso con un tamaño de
conjunto pequeño.
Una realización según la invención prevé que al
menos uno de los contactos de conmutación 18, 20 esté en conexión
operativa con la armadura 38 de la bobina por medio de un elemento
en forma de peine 30, lo cual tiene la ventaja de un buen
acoplamiento mecánico, que equivale a decir que los contactos pueden
cerrarse y abrirse (hacer y deshacer) usando unas fuerzas de
conmutación pequeñas, como resultado de lo cual sólo se requiere
una bobina muy pequeña.
En otra realización de la invención, uno de los
contactos de conmutación con muelle, el elemento en forma de peine
30 y la armadura 38 son móviles cada uno en una dirección paralela
al eje central de la bobina, lo cual tiene la ventaja de una
conexión operativa mecánica virtualmente ideal y ser, de esta
manera, capaz de hacer el elemento de conmutación eléctrico con un
tamaño general mínimo.
Una realización de acuerdo con la invención
prevé que los contactos de conmutación 18, 20 estén en contacto
durante la condición sin corriente de la bobina. Estos contactos de
conmutación 18, 20 construidos como normalmente se llaman contactos
cerrados, tienen la ventaja de producir un mínimo consumo de
corriente de la bobina, dependiendo de la aplicación deseada.
Una realización alternativa de la invención
prevé que los contactos de conmutación 18, 20 estén en contacto
cuando se aplique un voltaje a la bobina. Estos contactos de
conmutación 18, 20 construidos como normalmente se llaman contactos
abiertos, tienen la ventaja de producir sólo un consumo mínimo de
corriente en la bobina eléctrica, dependiendo del propósito de uso
deseado.
Los entendidos en la materia verán que la
invención que aquí se describe no se limita al ejemplo de
realización ilustrado, sino que abarca también una pluralidad de
variantes y modificaciones de la misma, según se define en las
reivindicaciones.
Claims (10)
1. Un elemento de conmutación eléctrico que
tiene una caja alargada con una placa base alargada y una base
alargada (2) con unos lados extremos opuestos de la caja alargada,
una armadura (38), una bobina eléctrica, unos primero y segundo
contactos de perfil bajo (8) y unos contactos de conmutación (18,
20);
una culata (36) está dispuesta en la caja
alargada y una bobina eléctrica está envuelta alrededor de la culata
(36) y colocada paralela a la caja alargada;
al menos uno de los contactos de conmutación
(18, 20) está montado de manera elástica y está en conexión
operativa con la armadura (38); y
el primer y segundo contactos de perfil bajo (8)
tienen cada uno unos terminales de clavija (12) y están conectados
al respectivo contacto de conmutación (18, 20), y los terminales de
clavija (12) se dirigen hacia arriba con respecto a la placa base
(3); caracterizado porque los contactos de conmutación (18,
20) están conectados a los respectivos primer y segundo contactos
de perfil bajo (8) por medio de un brazo (6), cuales brazos se
extienden desde un lado extremo de la caja.
2. Un elemento de conmutación eléctrico de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los
contactos de perfil bajo (8) tienen cada uno al menos un primer
contacto para soldar que se proyecta hacia abajo (10).
3. Un elemento de conmutación eléctrico de
acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque
la caja tiene al menos dos segundos contactos para soldar que se
proyectan hacia abajo (42) que están conectados con la bobina
eléctrica.
4. Un elemento de conmutación eléctrico de
acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque los contactos de conmutación (18, 20)
están hechos, al menos en sus superficies de contacto, de un
material metálico.
5. Un elemento de conmutación eléctrico de
acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque la armadura (38) de la bobina y los
contactos de conmutación (18, 20) están dispuestos en lados extremos
mutuamente opuestos de la caja alargada.
6. Un elemento de conmutación eléctrico de
acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque al menos uno de los contactos de
conmutación (18, 20) está en conexión operativa con la armadura (38)
de la bobina por medio de un elemento en forma de peine (30).
7. Un elemento de conmutación eléctrico de
acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque uno de los contactos de conmutación
elástica (18, 20), el elemento en forma de peine (30) y la armadura
(38) son cada uno móviles en una dirección paralela al eje central
de la bobina.
8. Un elemento de conmutación eléctrico de
acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque los contactos de conmutación (18, 20)
están en contacto durante la condición sin corriente de la
bobina.
9. Un elemento de conmutación eléctrico de
acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a la 8,
caracterizado porque los contactos de conmutación (18, 20)
entran en contacto cuando se aplica un voltaje a la bobina.
10. Un elemento de conmutación eléctrico de
acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque el al menos un contacto de conmutación
(18, 20) montado de manera elástica es pivotable por medio de un
muelle de conmutación metálico (22).
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