ITMI972246A1 - Scheda per montare un elemento di visualizzazione con azionamento elettromagnetico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Questa invenzione riguarda elementi di visualizzazione azionabili elettromagneticamente, e mezzi nuovi di azionamento e di montaggio di essi.

Tali elementi di visualizzazione sono esemplificati da: uno qualunque di quelli mostrati in:

brevetti statunitensi 5.050.235 Browne

RE 35.357 Browne

5.337.077 Browne

4.566.210 Browne

5.156.872 Helwig

i cui contenuti sono qui incorporati per riferimento. I dispositivi in tali brevetti sono esempi di tali elementi, in cui un nucleo elettromagnetico è commutato in polarità magnetica da una bobina circondante il nucleo. L’elemento di visualizzazione commuta da stato OFF a stato ON rispondente o sensibile ad un cambiamento nella polarità del nucleo. Nello stato OFF un rotore o altro elemento di movimento visualizza un aspetto (solitamente scuro) nella direzione di visione, e un aspetto di contrasto e visualizzato, il quale è solitamente luminoso, nello stato ON.

Per esempio:

Brevetto Direzione di visione Direzione di visione Aspetto nello stato ON Aspetto nello stato OFF

5.050.235 Lato di disco luminoso Lato di disco scuro con LED LED otturato

RE 35.357 Lato di disco luminoso Lato di disco scuro con fibra ottica L'ottica è otturata

5.337.077 Fibra ottica L'ottica è otturata

4.566.210 Lato luminoso della leva Il lato luminoso è nascosto

5.156.872 Un lato del disco Lato opposto del disco

In ciascuno degli esempi precedenti i nuclei sono avvolti con bobine

elicoidali per fornire le spire di magnetizzazione. Mezzi separati sono

forniti per montare gli elementi di visualizzazione sia come indicatori

singoli, sia come moduli rettangolari o matrici grandi o altre disposizio¬

ni. I mezzi di montaggio implicano spesa considerevole.

In accordo con questa invenzione è fornita una scheda isolante con

percorsi conduttivi formati su una sua superficie i quali percorsi agisco¬

no come una spira o una serie di spire attorno ad un foro nella scheda e

quindi come una spira o serie di spire attorno ad un nucleo quando un pie¬

dino è inserito attraverso di essa. La scheda isolante finale può essere

una laminazione di un numero di sottostrati di tali schede se il numero di

spire richiede più spire di quante possano essere convenientemente collo¬

cate su una superficie. I conduttori sono disposti rispetto ad un’apertura

per un nucleo. La "bobina piatta", cosi chiamata per differenziarla dalle

bobine elicoidali usuali, può essere prefabbricata su una superficie della

scheda isolante o dei suoi strati. Quindi la fase di avvolgimento è eliminata. Una bobina piatta di più di una spira solitamente includerà una spirale che non richiede di essere geometricamente rettangolare. Il numero di spire attorno ad un foro su una qualunque superficie è limitato dal fatto che vi è un limite per la dimensione della spirale in corrispondenza del punto oltre il quale le spire esterne non hanno un effetto di magnetizzazione di successo.

Inoltre il costo di un modulo o matrice è ridotto dato che la scheda può essere prefabbricata con una matrice di aperture di nucleo che può essere usata per montare i nuclei e ottenere la disposizione degli elementi di visualizzazione in un modulo o matrice. L'elemento di visualizzazione comprendente lo statore e il rotore può essere montato sulla scheda. 11 costo di montaggi precedenti per elemento, modulo o matrice quale incontrato nella tecnica nota è eliminato.

Per "scheda" qui si intende un pannello relativamente piatto di (preferibilmente) materiale dielettrico comunemente usato per montare circuiti, o componenti circuitali, ed è qui usato per ricevere le bobine piatte. Preferibilmente, la scheda è dello stesso materiale di quelli comunemente usati per scheda a circuito stampato ("PCB") o schede a cablaggi stampati ( "PWB ") ed è comunemente fatta di resina epossidica riempita con fibra di vetro, sebbene schede formate da altri materiali possano essere usate- La scheda come qui descritto è usata per montare le bobine piatte e gli elementi di visualizzazione in relazione desiderata alle bobine e gli uni agli altri. La "scheda” qui include una laminazione di sottostrati di schede più sottili.

Per "bobina piatta" qui, intendo una configurazione di nastro sottile o conduttore a pellicola formato sulla superficie di uno strato di scheda o su suoi sottostrati per magnetizzare un nucleo passante attraverso la scheda entro il campo magnetico della bobina. Quindi, la magnetizzazione sarà in sensi opposti per flusso di corrente opposto attraverso la bobina. Una "bobina piatta" include una serie di bobine circondanti un foro comune ma disposte su sottostrati differenti della scheda.

Le spire sono definite dopo riferimento ai disegni della specifica forma di realizzazione.

Comunemente la configurazione di pellicola o nastro è formata sulla scheda coprendola con lamina metallica attaccata e incidendo via la porzione non desiderata per la configurazione. La lamina è solitamente di rame. L'invenzione non è tuttavia dipendente dal procedimento di formazione del conduttore laminato sulla scheda. Quindi, queste configurazioni conduttive possono essere fornite tramite pittura, stampa o deposito dove sono disponibili procedimenti commercialmente pratici. Un conduttore di rame o altro metallo può essere dotato di una superficie di stagno o metalli preziosi per miglior contatto elettrico.

Un "piedino" è quella parte di un nucleo che pilota magneticamente o trattiene l'elemento mobile dell'elemento di visualizzazione. I primi tre brevetti elencati a pag. 2 mostrano elementi di visualizzazione utilizzanti due piedini sul nucleo mentre gli ultimi due brevetti mostrano elementi di visualizzazione con un singolo piedino sul nucleo. I piedini possono pure agire come elementi di arresto per elemento mobile in alcuni elementi di visualizzazione.

Nei disegni che illustrano una forma di realizzazione preferita dell ' invenzione :

la figura 1 mostra un elemento di visualizzazione tipico montato su una scheda. L'elemento è in posizione ON,

la figura 2 mostra la stessa vista della figura 1, tranne che l'elemento è nella posizione OFF,

la figura 3 mostra un procedimento di montaggio dell'elemento di visualizzazione su una scheda,

la figura 4 mostra un altro procedimento di montaggio dell'elemento di visualizzazione su una scheda,

la figura 5 mostra una disposizione di conduttore su una scheda, la figura SA mostra una disposizione alternativa di conduttori sagomati,

la figura 6 mostra una sezione ingrandita di due conduttori, collegati attraverso una scheda,

la figura 7 è una sezione di una scheda a strati multipli,

la figura 8 è una vista schematica mostrante il cablaggio su una scheda a strati multipli,

la figura 9 mostra una scheda con fori di montaggio di nucleo per una parte di una matrice, e

la figura 10 mostra una scheda con elementi in sede per parte di una matrice.

Nei disegni: l'elemento di visualizzazione è esemplificato da uno statore comprendente: un alloggiamento 10 avente montanti di montaggio 12 e piedini di statore 14 e 24 fatti di materiale magnetico formanti estremità opposte di un nucleo. Un rotore 17 è montato per ruotare attorno ad un asse 15 trasversale alla direzione di visione V. Il rotore in questa forma di realizzazione ruota tra una posizione ON e OFF come determinato da elementi di arresto che possono essere forniti separatamente o possono essere forniti come qui dalle estremità 14E, 24E di piedini 14 e 24 rispettivamente. L'invenzione include rotori o elementi mobili che non richiedono elementi di arresto.

Nella posizione ON l'elemento visualizza una faccia luminosa 20 in una direzione di visione e nella posizione OFF l'elemento visualizza una faccia scura 22 (figura 10).

Nell'elemento mostrato un magnete 16 è posizionato nel disco che è attivato, quando l'estremità del piedino 14E è positiva e l'estremità del piedino 24E è negativa, per muovere a posizione ON; e quando le polarità sono invertite per muovere a posizione OFF.

Nella forma di realizzazione mostrata i due piedini 14 e 24 sono montati nei fori 30 e 32 rispettivamente della figura 3 e l'elemento può essere montato sui nuclei. Tuttavia, l'elemento di visualizzazione ricevente i piedini 14, 24, come mostrato, può pure essere montato sulla scheda tramite mezzi separati non mostrati. I piedini sono collegati dall'estensione integrale 32', o possono essere collegati da una successiva estensione aggiunta 33 (figura 4) e possono essere inseriti dal di sopra.

(Un altro elemento di visualizzazione quali quelli esemplificati a pag. 2 fornirebbe caratteristiche analoghe a quelle descritte).

In accordo con l'invenzione, una scheda 35, preferibilmente di resina epossidica riempita con fibra di vetro, è dotata di coppie di fori 30, 32 (figura 5) che corrispondono a posizioni per-l'elemento di visualizzazione, come indicato in quadrati tratteggiati 34 sulla figura 9 (dove i percorsi corretti sono omessi), per costruire la matrice parzialmente mostrata nella figura 10 (con una forma di elemento di visualizzazione differentemente sagomata o dimensionale delle aree o dimensioni degli elementi sulla scheda saranno naturalmente differenti).

Gli statori possono essere montati spingendo i piedini 14, 24 sull'elemento sagomato a U attraverso la scheda, e i piedini possono essere attaccati all'alloggiamento e alla scheda tramite attrito o adesivo. Preferibilmente i piedini dell<1>elemento sagomato a U sono un accoppiato scorrevole con i fori della scheda e un accoppiamento a pressione con fori (non mostrati) nell'alloggiamento, per montare quindi gli statori sulla scheda

Alternativamente, i piedini possono essere attaccati alla scheda come elementi separati e dotati di un elemento di collegamento per formare il nucleo

Le lunghezze dei piedini normalmente saranno di materiale magnetico sufficientemente duro in modo tale che la loro polarità magnetica sia mantenuta dopo un impulso di alimentazione.

La figura 8 mostra in vista in esploso mezzi per combinare la scheda in una scheda laminata per fornire più avvolgimenti associati con un dato foro 30 di nucleo con estensioni 30A, 30B, 30C in una sezione della scheda a strati multipli con sottostrati A, B, C come mostrato nella figura 7.

Come mostrato, l'alimentazione di corrente (impulso) può essere portata su un conduttore a lamina 41A alla spirale 43A verso l'interno in senso orario sul sottostrato A della scheda per fornire un flusso di corrente in senso orario attorno ad un nucleo 14 nell'estensione 30A del foro. Per aggiungere alle spire per un nucleo nel foro 30A, 30B può essere fornito nel sottostrato B sopra o sotto (qui sotto) A. Sebbene i percorsi di corrente abbiano un rivestimento isolante 49 (figura 6) che evita cortocircuitazione con percorsi 47 su uno strato contrapposto della scheda adiacente, è attualmente preferito avere un sottostrato di scheda tra ciascun percorso conduttivo. Di conseguenza, sul sottostrato A della scheda, l’estremità interna della spirale è attaccata ad un connettore 46A che e preferibilmente un foro placcato noto come un "foro passante", estendentesi attraverso la scheda ad una posizione sul sottostrato B della scheda avente la stessa relazione azimutale con la sua apertura 30B della relazione del piedino rispetto all'apertura 30A sullo strato A. Nella figura 8 la forma di nastro piatto del percorso conduttivo è omessa.

Per aggiunta del campo di magnetizzazione sul sottostrato A al sottostrato B, lo strato B deve inoltre fornire un percorso a spirale in senso orario attorno al foro 30B alla corrente nella direzione mostrata. In corrispondenza dell'estremità verso l'esterno della spirale di strato B il conduttore è attaccato al connettore 46B, preferibilmente un foro passante, passante attraverso lo strato B per attacco nella stessa posizione azimutale all'estremità esterna della spirale sullo strato C.

Quindi la scheda C può fornire una spirale verso 1’interno in senso orario per aggiunta a spire della bobina dello strato C a quelle di A e B.

Dato che la spirale dello strato C ha spirale verso l’interno e in senso orario verso il basso, sarà ovvio che esso rappresenta una ripetizione del ciclo dello strato A in modo tale che il disegno rappresenta stadi 11/2. Quindi gli stadi possono essere continuati ed il numero di spire come desiderato accumulato come richiesto.

Con le bobine piatte dei diversi sottostrati collegate in serie gli effetti di magnetizzazione nei diversi sottostrati possono essere sommati se i sottostrati sono disposti in modo tale che corrente nelle bobine piatte collegate in serie si sposta in uno stesso senso (cioè in senso orario o in senso antiorario) attorno al nucleo, indipendentemente dal fatto se una bobina individuale è avvolta a spirale verso l'interno o verso l'esterno.

Quindi il flusso di corrente in una direzione attraverso le bobine collegate in serie creerà un Polo Nord in corrispondenza dell'estremità 14E del piedino nell'alloggiamento dell'elemento di visualizzazione mentre flusso di corrente nella direzione opposta creerà un Polo Sud in corrispondenza del piedino 14E.

Se l'elemento di visualizzazione richiede due piedini di azionamento (come nell'elemento di visualizzazione della figura 1 e nei primi tre brevetti della pag. 2, le bobine disposte sugli strati di scheda circondanti il foro 32 creeranno il magnetismo opposto all'estremità 24E del piedino all'estremità 14E del piedino nel foro 30.

Quindi il senso delle spire è uguale per le bobine attorno al piedino 24 che possono essere infilate attraverso sottostrati allineati se essi esistono. Quindi, gli strati mostrati avranno spirali collegate in modo analogo attorno a fori allineati come nella figura 1 ma dirette per flusso di corrente nella direzione opposta per l'altro piedino 24. Le direzioni di corrente di avvolgimento discusse sono quelle per una delle posizioni ON o OFF dell'elemento di visualizzazione. Per l'altra delle posizioni ON o OFF la direzione della corrente sarà naturalmente invertita.

Sulla figura 5 un conduttore a lamina 41A conduce nella spirale verso l'interno in senso orario 43D dove essa conduce corrente in una spirale verso il basso guardando in senso orario attorno al foro 32 e un piedino 24 non qui mostrato, qui posizionato. In corrispondenza dell'estremità verso l'interno della spirale il conduttore a lamina è collegato al connettore 46A che si estende attraverso la piastra o scheda 35 al connettore di lamina 47 sul fondo della scheda 35. In corrispondenza dell’estremità sinistra del connettore 47 il connettore 47 è collegato attraverso il connettore 45B al percorso 41B di lamina della spirale 43E verso l'esterno in senso antiorario dove con il percorso a lamina 41A va alla tensione o sorgente di corrente.

Si vedrà che le bobine sono disposte e collegate in modo tale che corrente nella direzione delle frecce mostrate magnetizzi il piedino nel foro 30 in un senso e il piedino nel foro 32 nel senso opposte. Quindi, se la corrente nei percorsi a lamina è invertita, entrambi i piedini saranno commutati a polarità opposta ma saranno ancora della polarità opposta l'uno rispetto all'altro.

Si noterà che se le bobine piatte a spirale 43Ξ e/o 43D sono sostituite da bobine collegate in serie come mostrato nella figura 8, queste bobine collegate in serie saranno rispettivamente collegate alla sorgente di tensione in corrispondenza di un'estremità e in corrispondenza dell'altra estremità al connettore 47.

La figura 6 mostra una vista schematica alquanto ingrandita dei percorsi a lamina 41A e 47 collegati dal connettore 45A, preferibilmente un foro passante, attraverso lo spessore della scheda 35.

Le bobine piatte sono, come spiegato isolate ma loro estensioni più interne sono distanziate dai fori 30 o 32 per evitare il rischio di cortocircuitazione delle bobine.

Le bobine piatte sono considerate come approssimativamente disposte in un piano corrispondente al piano mediano della scheda sia disposte come una superficie di scheda singola o in serie di bobine su una pluralità di sottostrati.

L’invenzione ha uso potenziale per tutte le applicazioni in cui una bobina è attualmente usata per magnetizzare un nucleo per "impostare", "ripristinare", o commutare un elemento di visualizzazione. Altre caratteristiche di un elemento di visualizzazione tipico possono essere aggiunte alla disposizione mostrata senza cambiamento o almeno senza modifica indesiderata.

Illustrando questo tramite riferimento ai brevetti esemplificativi elencati a pag. 2: con riferimento al brevetto 5.050.235 la disposizione mostrata può sostituire la bobina avvolta con le bobine piatte per un elemento dotato di LED per aumentare l'aspetto "ON". In modo similare la disposizione inventiva accoglierà fibre ottiche come mostrato nei brevetti RE 35.357 o 5.337.077 dove una fibra è combinata con un disco o un otturatore, del brevetto 4.566.210 dove un singolo piedino può essere alimentato da bobine piatte disposte attorno ad un singolo foro dove il nucleo aziona la faccia luminosa di una leva tra posizione esposta e occlusa.

Il brevetto 5.156.872 esemplifica un elemento azionato a disco utilizzante un piedino singolo. Per utilizzo con avvolgimento piatto ciascuno spazio su una scheda corrispondente ad un elemento di visualizzazione avrebbe un singolo foro di nucleo e avvolgimento piatto.

Le "spire" qui saranno definite in accordo con la seguente discussione. Le spire di trasporto di corrente qui mostrate formano le spire di quelle spire di ampere che magnetizzano qui i nuclei e i piedini. Tali spire per essere efficaci devono essere entro una distanza efficace per realizzare la magnetizzazione desiderata. I diagrammi non sono quantitativamente accurati ma in termini di una serie approssimante uno spostamento di 360° attorno al nucleo magnetico, la bobina della figura 5 rappresenterebbe due spire più una frazione per il patio esterno diritto e ciascuno strato della figura 8 approssimerebbe 3 1/2 spire.

Un conduttore diritto estendentesi perpendicolare ad un conduttore e in prossimità con esso approssima una 1/2 spira.

La forma della spirale o bobina può essere una spirale con percorsi curvi in modo continuo o una serie di tratti diritti che possono essere quadrati, esagonali, ottagonali o di altra forma. La figura SA mostra una spira a spirale fatta di otto tratti diritti che possono essere considerati una spirale di forma ottagonale. La bobina può generalmente essere definita da qualsiasi percorso sagomato che fornisca spire entro la prossimità corretta del nucleo.

Claims (17)

1. RIVENDICAZIONI 1. Scheda, mezzi per montare un elemento di visualizzazione su di essa, in cui detto elemento di visualizzazione visualizza aspetti differenti nella direzione di visione in risposta alla direzione di magnetizzazione di un nucleo magnetizzabile, mezzi per indurre detto nucleo ad estendersi attraverso un foro in detta scheda, una bobina di conduzione formata su una superficie di detta scheda sagomata e posizionata per magnetizzare detto nucleo in un senso determinato dalla direzione di flusso di corrente in detta bobina.
2. 2. Scheda, un foro attraverso di essa, uno strato conduttivo sottile su detta scheda fornente un percorso di corrente, detto percorso essendo sagomato e posizionato, sensibile a corrente lungo di esso per magnetizzare un nucleo posizionato in detto foro.
3. 3. Scheda come rivendicato nella direzione 2, avente un elemento di visualizzazione montato su detta scheda atto a visualizzare un aspetto o un altro in una direzione di visione in risposta al senso di magnetizzazione di detto nucleo.
4. 4. Scheda come rivendicato nella rivendicazione 1, in cui detta bobina forma almeno una spira attorno a detto nucleo.
5. 5. Scheda come rivendicato nella rivendicazione 2 , in cui detto percorso è sagomato per fornire almeno una spira attorno a detto nucleo.
6. 6. Scheda come rivendicato nella rivendicazione 3, avente un elemento di visualizzazione montato su detta scheda atto a visualizzare un aspetto o un altro in una direzione di visione in risposta al senso di magnetizzazione di detto nucleo.
7. 7. éScheda come rivendicato nella rivendicazione 1, che è costituita da una pluralità di sottostrati in cui detta bobina è formata di estensioni posizionate su strati differenti di detta scheda, adiacenti a detto nucleo in cui dette estensioni sono collegate in serie in modo tale che la corrente in entrambe le estensioni magnetizzi detto nucleo nello stesso senso.
8. 8. Scheda come rivendicato nella rivendicazione 2, in cui detta scheda è costituita da una pluralità di strati e in cui detto percorso è sagomato per fornire almeno estensioni posizionate su strati differenti di detta scheda, adiacenti a detto nucleo, in cui dette almeno due estensioni sono collegate in serie in modo tale che la corrente in entrambe le estensioni magnetizzi detto nucleo nello stesso senso.
9. 9. Scheda come rivendicato nella rivendicazione 3, che è costituita da una pluralità di sottostrati in cui detta bobina è formata di estensioni posizionate su strati differenti di detta scheda, adiacenti a detto foro in cui dette estensioni sono collegate in serie in modo tale che la corrente in entrambe le estensioni magnetizzi detto nucleo nello stesso senso.
10. 10. Scheda come rivendicato nella rivendicazione 5, che è costituita da una pluralità di sottostrati in cui detta bobina è formata da estensioni formate su strati differenti di detta scheda, adiacenti a detto foro in cui dette estensioni sono collegate in serie in modo tale che la corrente in entrambe le estensioni magnetizzi detto nucleo nello stesso senso.
11. 11. Scheda come rivendicato nella rivendicazione 4, in cui detta scheda è costituita da una pluralità di strati e in cui detto percorso è sagomato per fornire almeno estensioni posizionate su strati differenti di detta scheda, adiacenti a detto foro e in cui dette almeno due estensioni sono collegate in serie in modo tale che la corrente in entrambe le estensioni magnetizzi detto nucleo nello stesso senso.
12. 12. Scheda come rivendicato nella rivendicazione 6, in cui detta scheda è costituita da una pluralità di strati e in cui detto percorso è sagomato per fornire almeno estensioni posizionate su strati differenti di detta scheda, adiacenti a detto foro e in cui dette almeno due estensioni sono collegate in serie in modo tale che la corrente in entrambe le estensioni magnetizzi detto nucleo nello stesso senso.
13. 13. Scheda come rivendicato nella rivendicazione 1, in cui detto elemento di visualizzazione ha due piedini ed è fornita una bobina corrispondente a ciascun piedino, dette bobine essendo collegate in serie e sagomate in modo tale che la magnetizzazione di ciascun piedino sia opposta all'altra per 1<1>una o l'altra direzione di flusso di corrente.
14. 14. Scheda come rivendicato nella rivendicazione 2, in cui detto elemento di visualizzazione ha due piedini ricevuti in fori distanziati ed è dotato di un percorso corrispondente a ciascun piedino, detti percorsi essendo collegati in serie e sagomati in modo tale che la magnetizzazione di ciascun piedino sia opposta all'altra per l'una o l'altra direzione di flusso di corrente.
15. 15. Scheda,' un elemento di visualizzazione che visualizza aspetti differenti in una direzione di visione in risposta alla direzione di magnetizzazione di un nucleo magnetizzabile, detto elemento di visualizzazione e il nucleo essendo montati su detta scheda, una bobina per magnetizzare detto nucleo applicata ad almeno una superficie su detto foro.
16. 16. Mezzi per montare su una scheda un elemento di visualizzazione che visualizza aspetti differenti nella direzione di visione in risposta alla direzione di magnetizzazione di un nucleo magnetizzabile, detto nucleo avendo una forma ad U, definente due piedini, montante detto elemento sagomato ad U su detta scheda con la traversa di detta U su un lato di detta scheda e i piedini estendentisi attraverso detta scheda per attacco a detto elemento di visualizzazione.
17. 17. Mezzi come rivendicato nella rivendicazione 16, in cui detti piedini effettuano un accoppiamento a pressione con fori in detto alloggiamento.