FR2587833A1 - Multiple pushbutton switch panel for machine control - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositif de commutation comportant une pluralité d'éléments de manoeuvre.Switching device comprising a plurality of operating elements.
La présente invention concerne un dispositif de commutation comportant une pluralité d'éléments de manoeuvre. The present invention relates to a switching device comprising a plurality of operating elements.
On utilise des dispositifs de commutation de. ce type pour les domaines d'application les plus variés, ainsi en particulier dans l'industrie mécanique pour déclencher manuellement des fonctions de machines. Switching devices are used. this type for the most varied fields of application, especially in the mechanical industry to manually trigger machine functions.
On peut subdiviser les dispositifs de commutation à pluralité d'éléments de manoeuvre connus par l'état actuel de la technique, pratiquement en deux grands groupes. Le premier groupe comprend les claviers qui sont constitués par des touches individuelles que l'on réalise essentiellement avec des gravures spéciales des éléments de manoeuvre et selon une disposition spéciale à la demande du client. Switching devices with a plurality of operating elements known from the current state of the art can be subdivided into practically two large groups. The first group includes keyboards which consist of individual keys which are produced essentially with special engravings of the operating elements and according to a special arrangement at the request of the client.
I1 s'agit, dans ce cas, de dispositifs de commutation dont le client pourra aussi modifier encore ultérieurement les gravures et les fonctions de commutation par des caches ou moyens similaires. Cela est nécessaire dans presque tous les cas d'application à la construction de machines et d'appareillages, du fait quten général l'utilisateur de la machine souhaite un ensemble de commutation adapté sur mesure à ses conditions de fonctionnement spéciales. En ce qui concerne ce premier groupe de dispositifs de commutation, le problème se pose d'obtenir une étanchéité à l'humidité et à la poussière des touches suffisante, sans laquelle on ne peut garantir un fonctionnement sur des dispositifs de commutation dans des conditions environnantes difficiles.Comme-solution d'urgence pour résoudre ce problème, on utilise souvent une matière d'étanchéité transparente, que l'on déploie sur tous les éléments de manoeuvre ou les touches du dispositif de commutation, et qui garantit au moins momentanément un actionnement sans perturbations des éléments de manoeuvre. In this case, these are switching devices, the engravings and the switching functions of which can also be modified by the customer even later using covers or similar means. This is necessary in almost all cases of application in the construction of machines and equipment, since the general user of the machine wants a switching assembly which is tailored to his special operating conditions. As regards this first group of switching devices, the problem arises of obtaining a sufficient moisture and dust tightness of the keys, without which it cannot be guaranteed to operate on switching devices under surrounding conditions. As an emergency solution to solve this problem, a transparent sealing material is often used, which is deployed on all the operating elements or the keys of the switching device, and which guarantees actuation at least momentarily. without disturbance of the operating elements.
D'autre part, on connait des claviers dits lamellaires qui existent certes dans différentes réalisations techniques, mais qui doivent être taillés sur mesure à la demande de chaque client et qui ne peuvent pas alors être fabriqués de façon économiquement rentable en grande série. L'utilisation de tels dispositifs de commutation ne convient donc en général que pour des machines ou des installations que l'on peut fabriquer sans modifications en séries relativement grandes. La pratique exige cependant des dispositifs de commutation que l'on puisse ajuster selon les demandes particulières des clients de façon simple et souple, même avec un nombre d'unités relativement réduit.Les ensembles de commutation connus du type précité ne comprennent toujours en général que des contacts de fermeture que l'on ne peut inverser électroniquement qu'au moyen d'un montage de commande supplémentaire, Si l'on doit réaliser la fonction d'un contact d'ouverture ou de rupture. Cela est cependant interdit pour des raisons de sécurité, notamment dans l'industrie mécanique, parce qu'on ne peut jamais obtenir, avec un contact de fermeture, une coupure de tension correspondant aux prescriptions de sécurité.On the other hand, we know so-called lamellar keyboards which certainly exist in different technical realizations, but which have to be tailor-made to the request of each client and which cannot then be produced economically in large series. The use of such switching devices is therefore generally only suitable for machines or installations which can be manufactured without modifications in relatively large series. However, practice requires switching devices which can be easily and flexibly adjusted to the specific requirements of customers, even with a relatively small number of units. Known switching assemblies of the aforementioned type generally only include closing contacts that can only be electronically reversed by means of an additional control circuit, If the function of an opening or breaking contact has to be realized. This is however prohibited for safety reasons, particularly in the mechanical industry, because you can never obtain, with a closing contact, a voltage cut corresponding to the safety regulations.
La présente invention a pour but de réaliser un dispositif de commutation d'un nouveau genre, qui évite les inconvénients précités, et qui garantit, malgré un choix facile et pouvant être modifié souplement des fonctions logiques, une très grande sécurité de fonctionnement dans des conditions environnantes dures et également, si nécessaire, une très grande sécurité électrique, grâce à la présence de contacts d'ouverture ou de rupture. The object of the present invention is to provide a switching device of a new kind, which avoids the aforementioned drawbacks, and which guarantees, despite an easy choice and which can be flexibly modified of the logic functions, a very high operating safety under conditions harsh environment and also, if necessary, very high electrical safety, thanks to the presence of opening or breaking contacts.
Pour atteindre ce but, selon l'invention, l'ensemble de commutation comporte postérieurement un boitier étanche aux projections d'eau, une plaquette à semi-conducteurs comportant des pistes conductrices placée dans ledit boitier, plusieurs éléments de manoeuvre, reliant les pistes conductrices, disposés en lignes ou en colonnes sur la plaquette, et un joint d'étanchéité profilé étanche aux projections d'eau placé devant les éléments de manoeuvre. To achieve this object, according to the invention, the switching assembly subsequently comprises a casing which is impervious to water splashes, a semiconductor wafer comprising conductive tracks placed in said casing, several operating elements, connecting the conductive tracks , arranged in rows or columns on the plate, and a profiled waterproof seal against splashing water placed in front of the operating elements.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, celle-ci présente les caractéristiques suivantes
a) l'élément de manoeuvre comprend un boîtier ayant sensiblement la conformation d'un pot, fixé au moyen d'éléments d'encliquetage dans des alésages de la plaquette;
b) l'élément dé manoeuvre comprend en outre un poussoir placé de façon à pouvoir coulisser dans un évidement central du fond du pot constituant le boîtier et comportant un épaulement au moyen duquel il s'appuie, en position de repos, sur la surface intérieure du fond du pot constituant le boîtier;
c) le poussoir de l'élément de manoeuvre est soumis à l'action d'un élément élastique (ressort de compression ou ressort Belleville), placé entre la plaquette et ledit poussoir;
d) le poussoir comporte un support d'éléments de contact relié audit poussoir par un élément d'encliquetage;;
e) le support d'éléments de contact et le poussoir comportent des éléments de contact.According to an advantageous embodiment of the invention, it has the following characteristics
a) the operating element comprises a housing having substantially the conformation of a pot, fixed by means of latching elements in bores of the wafer;
b) the operating element further comprises a pusher placed so as to be able to slide in a central recess in the bottom of the pot constituting the housing and comprising a shoulder by means of which it rests, in the rest position, on the interior surface from the bottom of the pot constituting the housing;
c) the pusher of the operating element is subjected to the action of an elastic element (compression spring or Belleville spring), placed between the plate and said pusher;
d) the pusher comprises a support of contact elements connected to said pusher by a latching element;
e) the contact element support and the pusher comprise contact elements.
De façon préférentielle, les éléments de contact sont constitués par une matière plastique électriquement conductrice, de préférence un élastomère. Preferably, the contact elements consist of an electrically conductive plastic, preferably an elastomer.
De façon préférentielle également, les pistes conductrices ont une conformation sinueuse au moins dans la zone des éléments de contact et y sont dorées. Also preferably, the conductive tracks have a sinuous conformation at least in the area of the contact elements and are gold-colored there.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront dans la description qui va suivre d'un exemple de réalisation, non limitatif de l'objet de l'invention, accompagnée du dessin dans lequel
la figure 1 est une coupe longitudinale d'un dispositif de commutation monté dans une installation;
la figure 2 est une coupe longitudinale, à échelle agrandie, de parties de l'ensemble de commutation représenté sur la figure 1;
la figure 3 est une vue en élévation de la face frontale de l'ensemble de commutation de la figure 1.Other characteristics and advantages of the invention will appear in the following description of an embodiment, not limiting of the object of the invention, accompanied by the drawing in which
Figure 1 is a longitudinal section of a switching device mounted in an installation;
Figure 2 is a longitudinal section, on an enlarged scale, of parts of the switching assembly shown in Figure 1;
FIG. 3 is an elevation view of the front face of the switching assembly of FIG. 1.
La figure 1 est une coupe longitudinale d'un dispositif de commutation 10. monté dans une installation. Ce dispositif est fixé de façon simple au moyen de vis de blocage 13 et d'un cadre à pression 11 dans une découpe du panneau frontal 100 de l'installation. Le dispositif de commutation 10 comprend postérieurement un bottier 12 étanche aux projections d'eau, dans lequel est placée, parallèlement au panneau frontal 100, une plaquette de circuits imprimés 14 comportant des pistes conductrices 19, 19a. Plusieurs éléments de manoeuvre 15, reliant les pistes conductrices 19, 19a sont également disposés sur la plaquette 14a, en lignes ou en colonnes. Comme limite antérieure du dispositif 10, un joint d'étanchéité profilé 17, étanche aux projections d'eau, est placé devant les éléments de manoeuvre 15; il est formé autour de la paroi repliée du bottier 12, et s'appuie donc, lors du montage du dispositif 10, contre une surface de bordure du panneau frontal 100 et assure ainsi une fermeture hermétique à l'humidité de l'ouverture du panneau frontal. Figure 1 is a longitudinal section of a switching device 10. mounted in an installation. This device is simply fixed by means of locking screws 13 and a pressure frame 11 in a cutout of the front panel 100 of the installation. The switching device 10 subsequently comprises a casing 12 sealed against water splashes, in which is placed, parallel to the front panel 100, a printed circuit board 14 comprising conductive tracks 19, 19a. Several operating elements 15, connecting the conductive tracks 19, 19a are also arranged on the plate 14a, in rows or columns. As a front limit of the device 10, a profiled seal 17, impermeable to water splashes, is placed in front of the operating elements 15; it is formed around the folded wall of the boot 12, and therefore bears, during the mounting of the device 10, against an edge surface of the front panel 100 and thus ensures a hermetic closure to the humidity of the opening of the panel frontal.
Les éléments de manoeuvre 15 sont disposés en lignes ou en colonnes. Ils comprennent un boîtier 15a sensiblement en forme de pot, qui peut être ancré au moyen d'éléments d'encliquetage 15b en saillie dans des alésages de la plaquette 14. Dans un alésage central du boîtier 15a, un poussoir 15c est placé de façon à pouvoir glisser en étant sollicité par un élément élastique (ressort de compression 15f ou ressort Belleville 15h); il s'appuie en position de repos, au moyen d'un épaulement 20, sur le fond du pot formant le boîtier 15a. Sur sa face frontale située du côté de la plaquette 14, le poussoir 15c comporte un trou borgne pourvu d'une contre-dépouille annulaire dans laquelle s'enclenche un support d'élément de contact 15d comportant un élément d'encliquetage 21.Le support d'élément de contact 15d comporte, grâce à un élargissement lisse ou bombé, sur sa face située du côté de la plaquette 14, des éléments de contact 15g (voir figure 2 en partie inférieure), qui relient électriquement, dans la position de repos du poussoir 15c, des pistes conductrices 19a situées sur la plaquette 14 comportant des deux côtés des pistes conductrices 19, 19a et complètent, par suite, un circuit électrique. Il s'agit donc dans ce cas d'un contact de rupture (ou d'ouverture), du fait que, lorsque le poussoir 15c est actionné, les éléments de contact 15g s'écartent des pistes conductrices 19a et interrompent le circuit électrique.Une telle fonction de disjonction est particulièrement avantageuse pour des raisons de sécurité, du fait qu'on peut ainsi obtenir pour des instructionsd'arrêt dans des commandes de machine une véritable séparation galvanique des circuits de commutation. En même temps, le poussoir 15c lui-même comporte également sur sa face frontale située du cOté de la plaquette 14 des éléments de contact 15e qui relient électriquement, lorsqu'ils s'appuient sur la plaquette 14 après actionnement du poussoir 15c, des pistes conductrices 19 qui s'y trouvent et jouent donc le rôle d'un contact de fermeture (ou de travail, ou conjoncteur).Le poussoir 15c de l'élément de manoeuvre 15 représenté dans la zone inférieure de la figure 2 est soumis à l'action d'un ressort Belleville 15a qui bloque le poussoir 15c en position de repos, et d'autre part, lorsque le poussoir 15c est actionné, le fait passer brusquement dans une autre position et permet, par suite, un contact à rupture brusque (à déclic). Le poussoir 15c de l'élément de manoeuvre 15 représenté sur la figure 2 dans la partie supérieure est, par contre, soumis à l'action d'un ressort de compression 15f, contre la force de rappel duquel le poussoir 15c doit avancer lors de l'actionnement, de sorte qu'un contact glissant (progressif) est réalisé. The operating elements 15 are arranged in rows or columns. They comprise a housing 15a substantially in the form of a pot, which can be anchored by means of latching elements 15b projecting into bores of the plate 14. In a central bore of housing 15a, a pusher 15c is placed so as to be able to slide while being stressed by an elastic element (compression spring 15f or Belleville spring 15h); it rests in the rest position, by means of a shoulder 20, on the bottom of the pot forming the housing 15a. On its front face located on the side of the plate 14, the pusher 15c has a blind hole provided with an annular undercut in which a contact element support 15d engages having a latching element 21. of contact element 15d comprises, by means of a smooth or domed enlargement, on its face situated on the side of the plate 14, contact elements 15g (see FIG. 2 in the lower part), which electrically connect, in the rest position of the pusher 15c, conductive tracks 19a located on the wafer 14 comprising on both sides of the conductive tracks 19, 19a and therefore complete an electrical circuit. It is therefore in this case a break (or opening) contact, because when the pusher 15c is actuated, the contact elements 15g move away from the conductive tracks 19a and interrupt the electrical circuit. Such a tripping function is particularly advantageous for safety reasons, since it is thus possible to obtain, for stop instructions in machine controls, a true galvanic separation of the switching circuits. At the same time, the pusher 15c itself also has on its front face located on the side of the plate 14 contact elements 15e which electrically connect, when they are supported on the plate 14 after actuation of the pusher 15c, tracks conductive 19 which are there and therefore play the role of a closing contact (or work, or contactor). The pusher 15c of the operating element 15 shown in the lower area of Figure 2 is subjected to l action of a Belleville spring 15a which blocks the pusher 15c in the rest position, and on the other hand, when the pusher 15c is actuated, causes it to pass abruptly into another position and therefore allows abrupt breaking contact (click). The pusher 15c of the operating element 15 shown in FIG. 2 in the upper part is, on the other hand, subjected to the action of a compression spring 15f, against the restoring force of which the pusher 15c must advance during actuation, so that a sliding contact (progressive) is achieved.
La liaison par emboîtement et encliquetage du boî- tier 15a avec la plaquette 14 et du support d'élément de contact 15d avec le poussoir 15c assurent un montage rapide et économique de l'élément de manouevre 15 et permettent cependant de le remplacer après usure ou destruction, de sorte que le dispositif de commutation est également particulièrement facile à réparer. La facilité de remplacement des éléments de manoeuvre 15 permet en outre, même dans le cas de très petites séries, de satisfaire les souhaits de clients individuels en ce qui concerne l'équipement avec différents éléments de manoeuvre 15. Même la modification ultérieure de l'ensemble de commutation par le client luimême est permise par la structure décrite précédemment. The interlocking and snap-on connection of the housing 15a with the plate 14 and of the contact element support 15d with the pusher 15c ensures rapid and economical assembly of the operating element 15 and nevertheless makes it possible to replace it after wear or destruction, so that the switching device is also particularly easy to repair. The ease of replacement of the operating elements 15 also makes it possible, even in the case of very small series, to satisfy the wishes of individual customers with regard to the equipment with different operating elements 15. Even the subsequent modification of the switching set by the client itself is enabled by the structure described above.
Comme limitation antérieure du dispositif de commutation 10, on prévoit devant les éléments de manoeuvre 15 un joint d'étanchéité profilé 17, étanche aux projections d'eau, à contour en relief. Ce joint profilé garantit d'une part une étanchéité aux projections d'eau du dispositif de commutation 10, de sorte qu'on peut l'utiliser de façon fiable dans des conditions de fonctionnement très difficiles. As a prior limitation of the switching device 10, there is provided in front of the operating elements 15 a profiled seal 17, impervious to water splashes, with raised contour. This profiled seal guarantees, on the one hand, a seal against splashing water from the switching device 10, so that it can be used reliably under very difficult operating conditions.
En même temps, les creux formant les reliefs, qui peuvent avoir une forme sensiblement circulaire ou carrée, permettent une indication ergonomiquement avantageuse de la position d'enfoncement optimale pour chaque actionnement de l'élément de manoeuvre 15. On peut placer dans les creux (de façon à pouvoir les remplacer facilement) des plaques de poussée supplémentaires 18 qui peuvent avantageusement comporter encore sur leur face extérieure située du côté de l'utilisateur des symboles indiquant la fonction logique (figure 3).At the same time, the hollows forming the reliefs, which may have a substantially circular or square shape, allow an ergonomically advantageous indication of the optimal driving position for each actuation of the operating element 15. It is possible to place in the hollows ( so as to be able to replace them easily) additional push plates 18 which may advantageously also have on their external face situated on the side of the user symbols indicating the logic function (FIG. 3).
Toutes les pistes conductrices 19, 19a qui participent aux fonctions de commutation ou logiques aboutissent à un connecteur 16 (voir figure 1) placé, de préférence, au centre de la plaquette 19, qui sert à relier le dispositif de commutation 10 à la machine respective. De façon particulièrement avantageuse, ce concepteur 16 peut aussi être utilisé pour combiner un câblage de plusieurs dispositifs 10 en un tableau de commande, lorsqu'il est réalisé de façon que des dispositifs 10 latéralement contigus puissent aussi être reliés entre eux électriquement au moyen de ce connecteur 16. Ces dispositifs 10 sont alors contigus et alignés à la dimension modulaire. On peut ainsi réaliser, grâce à un dispositif de commutation 10 normalisé, de façon simple, des panneaux de touches ou claviers à la demande du client, même dans des séries relativement petites.All the conductive tracks 19, 19a which participate in the switching or logic functions lead to a connector 16 (see FIG. 1) placed, preferably, in the center of the plate 19, which is used to connect the switching device 10 to the respective machine . In a particularly advantageous manner, this designer 16 can also be used to combine a wiring of several devices 10 into a control panel, when it is made so that laterally contiguous devices 10 can also be electrically connected by means of this connector 16. These devices 10 are then contiguous and aligned to the modular dimension. It is thus possible, by means of a standardized switching device 10, in a simple manner, key panels or keyboards at the request of the customer, even in relatively small series.
Pour améliorer le contact et réduire la résistance de contact, les pistes conductrices 19, 19a ont une conformation sinueuse dans la zone des éléments de contact 15g, 15e et y sont dorées, ce qui augmente la sécurité de contact. To improve the contact and reduce the contact resistance, the conductive tracks 19, 19a have a sinuous conformation in the area of the contact elements 15g, 15e and are gilded there, which increases the contact security.
De façon particulièrement avantageuse, les éléments de contact 15g, 15e sont en une matière plastique conductrice, de préférence en un élastomère; cela permet d'exclure dans une large mesure le rebondissement des contacts ou la perte de contact lors de l'actionnement de l'élément de manoeuvre 15. In a particularly advantageous manner, the contact elements 15g, 15e are made of a conductive plastic, preferably an elastomer; this largely excludes rebounding of the contacts or loss of contact when the operating element 15 is actuated.
Claims (7)
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