ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ, КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК F24F11/00 B23P19/00 

Область техники, к которой относится предлагаемое изобретение

Предлагаемое изобретение относится к электронному прибору для измерений, кондиционирования и регулирования.

Предлагаемое изобретение применимо в отрасли производства электронных приборов, пригодных для использования в качестве регуляторов и(или) измерительных приборов в целом, а в частности - в отрасли регулирования и кондиционирования, т.е. доведения до кондиции параметров температуры, давления и(или) влажности.

Упомянутые приборы в целом содержат переднюю часть, которая снабжена устройством визуального отображения и средствами установки параметров и управления, а также имеет коробообразный корпус, снабженный средствами осуществления взаимодействия и соединения с внешними устройствами и выполненный с возможностью вмещать в себе компоненты, необходимые для функционирования прибора.

Настоящее изобретение предлагает экономичное, рациональное и гибкое решение проблем, связанных с производством ряда приборов, различающихся размерами и функциями.

Кроме того, предлагаемое изобретение относится к способу изготовления такого прибора.

Предпосылки создания предлагаемого изобретения

Известны электронные приборы, используемые для измерения и кондиционирования параметров помещения, например, температуры и влажности, или параметров холодильного оборудования, нагревательной установки и т.д.

Такого типа приборы обычно установлены на панели в подходящей выемке, так что выступает передняя часть прибора, снабженная устройством визуального отображения и органами управления и установки параметров.

Внутри упомянутой выемки размещен коробообразный корпус, внутри которого расположены электронные компоненты, необходимые для функционирования прибора, для его питания, для соединения его с внешними устройствами, которые находятся под его управлением и действуют по его командам, а также для возможного взаимодействия со средствами обработки данных на этапе приема и средствами дистанционного управления.

Известные приборы этого типа обычно отличаются друг от друга в зависимости от их применения и режима работы в диапазоне от простейшего прибора, осуществляющего только минимальные или базовые функции, до самого современного и сложного прибора, способного выполнять ряд функций и услуг и, может быть, пригодного для взаимодействия со средствами обработки данных на этапе приема и средствами дистанционного управления.

Традиционные электронные приборы этого типа обычно имеют следующие составные части:

- первую печатную схему (или первую печатную плату), выполненную на плате, которая при работе прибора ориентирована под прямым углом к передней части прибора и на которой установлены по меньшей мере питающие и силовые компоненты прибора,

- вторую печатную схему (или вторую печатную плату), плата которой расположена параллельно передней части прибора или устройству визуального отображения и(или) приложена к ней, обеспечивая опору по меньшей мере для компонентов устройства визуального отображения и, в зависимости от конкретного конструктивного решения, также обеспечивая опору для интеллектуальных компонентов прибора, то есть микропроцессора и компонентов, выполняющих логические операции обработки данных и, возможно, преобразование сигналов.

Логические и процессорные компоненты могут быть также частично или полностью установлены на первой печатной плате, что не является существенным признаком с точки зрения предлагаемого изобретения.

Одним из недостатков приборов этого типа связан с общей продолжительностью процесса изготовления, и, следовательно, со связанными с изготовлением прибора расходами, такие временные затраты в основном, хотя и не исключительно, определяются стадиями изготовления и взаимного соединения двух печатных плат.

При традиционных способах изготовления приборов этого типа две печатных платы либо изготовляют отдельно, каждую на своей производственной линии с наложением и пайкой соответствующих компонентов, или же обе печатные платы изготовляют на одной и той же производственной линии в разные интервалы времени, что приводит к увеличению времени вследствие удвоения всех стадий, требуемых для сборки одной печатной платы.

После этого требуется сборка двух печатных плат, припаивание их по краю, чтобы расположить их под углом 90° друг к другу.

Затем полученную таким спаиванием двух печатных плат конструкцию вставляют в коробообразный корпус и приводят в соединение со снабженной устройством визуального отображения передней частью прибора таким образом, чтобы при работе прибора первая печатная плата, которая больше в размере, была ориентирована по существу горизонтально и находилась внутри коробообразного корпуса, а вторая печатная плата, которая имеет меньший размер, расположена позади и ориентирована параллельно передней части прибора.

Эта по существу стандартная процедура связана с рядом недостатков в отношении больших временных затрат на производство, соответствующих расходов, необходимости установки и оснащения двух разных сборочных линий или удвоения временных затрат в случае использования только одной сборочной линии, необходимости выполнения завершающей операции пайки, следствием которой может быть выход из строя некоторых деталей.

Очевидно, все это сказывается на общей производительности производственной линии.

Одна из целей предлагаемого изобретения состоит в создании электронного прибора описанного выше типа, время изготовления которого и связанные с этим расходы были бы сокращены, неточности и дефекты изготовления были бы ограничены, и, следовательно, было бы меньше бракованных деталей, а также обеспечивалась бы высокая надежность конечного изделия.

Еще одна цель предлагаемого изобретения состоит в высокой степени стандартизации изготовляемого изделия.

Заявитель задумал и создал предлагаемое изобретение для преодоления недостатков предшествующего уровня техники и обеспечения других достоинств, о которых будет сказано далее.

Краткое описание предлагаемого изобретения

Предлагаемое изобретение описано и охарактеризовано в независимых пунктах формулы изобретения, в то время как в зависимых пунктах формулы изобретения описаны варианты основной изобретательской идеи.

В соответствии с указанными выше целями предлагаемого изобретения, электронный прибор для измерений, кондиционирования и регулирования согласно предлагаемому изобретению имеет, как обычно, переднюю часть, снабженную устройством визуального отображения, коробообразный вмещающий корпус, первую печатную плату, при работе прибора расположенную внутри упомянутого вмещающего корпуса, и вторую печатную плату, которая связана с упомянутой передней частью прибора и при работе прибора ориентирована по существу параллельно передней части прибора, будучи расположенной вблизи нее и по существу под прямым углом к первой печатной плате.

Компоненты питания и силовые компоненты прибора обычно устанавливают на первой печатной плате, а компоненты, используемые для визуального отображения, обычно устанавливают на второй печатной плате. Логические компоненты и компоненты обработки сигналов могут быть установлены как на первой, так и на второй печатной плате, или же частично на первой и частично на второй печатной плате в зависимости от их конструктивных характеристик.

Согласно одному из характеристических аспектов осуществления предлагаемого изобретения, две печатные платы, первую и вторую, начинают делать с единой пластины, делимой на две части и имеющей в промежуточной зоне между этими частями средство гибкого сгибания, которое при работе прибора обеспечивает возможность отгибания первой печатной платы относительно второй печатной платы по меньшей мере по линии сгиба, так что становятся определенными рабочие положения, в которых первая и вторая печатные платы расположены под прямым углом друг к другу.

Использование единой пластины, имеющей средство гибкого сгибания, обеспечивает в процессе производства возможность осуществлять все операции по сборке и пайке компонентов на одной производственной линии и(или) без удвоения времени на производство и сборку и работать в одной плоскости, так что упомянутые две части, создающие первую и вторую печатные платы, располагаются согласованно относительно друг друга.

По завершении операций монтажа, сборки и пайки компонентов нужно только перегнуть единую пластину по меньшей мере по линии сгиба, задавая два рабочих положения двух печатных плат, когда они расположены внутри коробообразного вмещающего корпуса.

Как говорилось выше, в рассматриваемом конкретном случае вторая печатная плата имеет меньший размер, и ее рабочее положение вертикальное, так что она обращена к устройству визуального отображения и находится вблизи него, в то время как первая печатная плата по размерам больше, и внутри коробообразного вмещающего корпуса она расположена с обеспечением опоры по меньшей мере для силовых компонентов и компонентов питания.

Объемом предлагаемого изобретения охватываются также такие решения, при которых упомянутая единая пластина имеет две или больше линий сгиба, так что обеспечена возможность создания для работы прибора трех или большего количества отдельных печатных плат, полученных отгибанием относительно друг друга, из которых, например, первая связана с передней частью прибора, вторая расположена внутри коробообразного вмещающего корпуса под прямым углом к ней, а третья печатная плата расположена под прямым углом ко второй и связана с крышкой, расположенной напротив передней части прибора.

Согласно одному из вариантов осуществления предлагаемого изобретения, средства гибкого сгибания реализованы в виде эластичной пленки, расположенной вдоль разделяющей первую и вторую печатные платы линии сгиба, которая для соответствующего средства гибкого сгибания служит по существу центральной осью.

Согласно другому варианту осуществления предлагаемого изобретения, упомянутые средства гибкого сгибания реализованы в виде двух или большего количества эластичных пленок, расположенных вдоль линии сгиба.

Краткое описание прилагаемых графических материалов

Эти и другие характеристики предлагаемого изобретения станут понятны из описания предпочтительных вариантов его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1 в аксонометрии изображен электронный прибор для измерений, кондиционирования и регулирования, в котором использовано предлагаемое изобретение.

На фиг. 2а показан вариант осуществления использованной в предлагаемом изобретении пластины, снабженной средствами гибкого сгибания.

На фиг. 2b показан другой вариант осуществления использованной в предлагаемом изобретении пластины, снабженной средствами гибкого сгибания.

На фиг. 3а, 3b и 4 проиллюстрирована последовательность сборки прибора согласно предлагаемому изобретению.

Для облегчения понимания одинаковые ссылочные обозначения на прилагаемых чертежах использованы, где возможно, для идентификации одинаковых общих элементов.

Подробное описание некоторых вариантов осуществления предлагаемого изобретения

Далее следует подробное описание вариантов осуществления предлагаемого изобретения, некоторые из которых проиллюстрированы на предлагаемых чертежах. Каждый вариант приведен в иллюстративных целях и не должен быть понят в ограничительном смысле. Например, признаки, показанные или описанные в составе одного варианта, могут быть введены в другие варианты для создания дополнительного варианта осуществления предлагаемого изобретения. Должно быть понятно, что предлагаемое изобретение должно включать все такие модификации и варианты.

На фиг. 1 показан в целом прибор 10, который представляет собой электронный прибор для измерений, кондиционирования и регулирования согласно некоторым вариантам осуществления предлагаемого изобретения.

Электронный прибор 10 имеет переднюю часть 11, которая содержит лицевую часть 12, ограничивающую экран 13 устройства визуального отображения, и клавиши 14.

Упомянутые клавиши 14 могут быть также выполнены непосредственно на лицевой части 12.

Кроме того, передняя часть 11 прибора с задней стороны может быть снабжена ограждающей стенкой 15, которая может иметь изменяемый размер по высоте или глубине в зависимости от применения электронного прибора 10.

Согласно некоторым вариантам осуществления предлагаемого изобретения, прибор 10 содержит коробообразный вмещающий корпус 16, выполненный обычно в форме параллелепипеда, закрытый с задней стороны, в рассматриваемом конкретном случае - просто с помощью крышки 17.

Сборка из передней части 11 прибора, коробообразного вмещающего корпуса 16 и, возможно, задней крышки 17 может быть осуществлена любым из известных способов, например, путем простой прессовой посадки, с помощью жесткого неразъемного соединения, с помощью болтового соединения, соединения типа паз-гребень, соединения штифтами или с помощью любых других средств, не препятствующих целям предлагаемого изобретения.

Внутри коробообразного вмещающего корпуса 6 и частично внутри передней части 11 прибора находится печатная плата 20, на которой установлены компоненты 21, необходимые для работоспособности электронного прибора 10 и выполнения им его функций.

На фиг. 3а, 3b и 4 в целом, только в качестве примера, показаны некоторые компоненты, такие как соединители 22, гнезда 23, источник питания 24 и процессор 25, которые в рассматриваемом случае установлены на печатной плате 20. На чертежах не показана часть электронных, логических и процессорных компонентов, провода, дорожки и другие известные компоненты, которые обычно присутствуют на печатных платах и которые в рассматриваемом случае должны присутствовать на печатной плате 20, чтобы прибор 10 мог выполнять свои функции.

Печатная плата 20 содержит пластину 30, которая в одной из своих промежуточных зон имеет линию сгиба 26, вдоль которой расположено средство гибкого сгибания 27, которое в рассматриваемом случае реализовано в виде эластичной пленки 28.

Таким образом, линия сгиба 26 разграничивает две части пластины 30, одна из которых служит основой для первой печатной платы 29а, а другая - для второй печатной платы 29b.

На фиг. 2b иллюстрируется решение, в котором вместо одной эластичной пленки 28, расположенной на центральном участке линии сгиба, использованы две эластичных пленки 128а и 128b, которые расположены по существу симметрично относительно средней оси пластины 30.

Как можно видеть на фиг. 3а, при использовании пластины 30, состоящей из двух частей и имеющей средство гибкого сгибания 27, обеспечена возможность выполнять все операции по монтажу и сборке компонентов на одной производственной линии, исключая удвоение времени и стадий монтажа и сборки, при этом пластина 30 находится в одной плоскости. Как только все компоненты установлены на частях пластины 30, образующих первую печатную плату 29а и вторую печатную плату 29b, эти две части сгибают под углом 90° друг к другу (см. фиг. 3b), образуя узел печатных плат, который должен быть введен во вмещающий корпус.

Как можно видеть на фиг. 4, операция сборки завершается введением упомянутого узла печатных плат во внутреннее пространство коробообразного вмещающего корпуса 16 таким образом, что первая печатная плата 29а при работе прибора расположена по существу горизонтально, а вторая печатная плата 29b, на которой установлены электрические и электронные компоненты, предназначенные для осуществления функции визуального отображения, при работе прибора расположена по существу вертикально вблизи расположенного на передней части 11 прибора экрана 13 параллельно ему и обращена в его сторону.

Должно быть понятно, что без выхода за объем предлагаемого изобретения описанный выше электронный прибор для измерений, кондиционирования и регулирования может быть подвергнут модификациям, и(или) к нему могут быть добавлены элементы.

Должно быть понятно также, что, хотя предлагаемое изобретение описано на некоторых конкретных примерах, специалист соответствующего профиля сможет создать много эквивалентных вариантов этого электронного прибора для измерений, кондиционирования и регулирования, имеющих признаки, изложенные в формуле изобретения, и следовательно, находящихся в объеме предлагаемого изобретения.

Изобретение применимо в отрасли производства электронных приборов, пригодных для использования в качестве регуляторов и/или измерительных приборов в целом, а в частности кондиционирования. Электронный прибор для измерений, кондиционирования и регулирования, содержащий обеспечивающую визуальное отображение переднюю часть с экраном, коробообразный вмещающий корпус, первую печатную плату, связанную с упомянутой передней частью и при работе прибора расположенную вблизи передней части и параллельно ей, и вторую печатную плату, при работе прибора расположенную внутри упомянутого коробообразного вмещающего корпуса по существу под прямым углом к упомянутой первой печатной плате, при этом упомянутые первая и вторая печатные платы изготовлены на основе одной пластины, имеющей две части и содержащей в своей промежуточной зоне средства гибкого сгибания, обеспечивающие возможность отгибания первой печатной платы относительно второй печатной платы вдоль по меньшей мере одной линии сгиба с обеспечением возможности для первой и второй печатных плат принять рабочее положение под прямым углом друг к другу. Технический результат состоит в создании электронного прибора, описанного выше типа, время изготовления которого и связанные с этим расходы были бы сокращены, неточности и дефекты изготовления были бы ограничены, и, следовательно, было бы меньше бракованных деталей, а также обеспечивалась бы высокая надежность конечного изделия. Кроме того, это позволяет повысить степень стандартизации изготовляемого изделия. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Электронный прибор для измерений, кондиционирования и регулирования, содержащий обеспечивающую визуальное отображение переднюю часть (11) с экраном (13), коробообразный вмещающий корпус (16), первую печатную плату, связанную с упомянутой передней частью (11) и при работе прибора расположенную вблизи передней части (11) и параллельно ей, и вторую печатную плату, при работе прибора расположенную внутри упомянутого коробообразного вмещающего корпуса (16) по существу под прямым углом к упомянутой первой печатной плате, отличающийся тем, что упомянутые первая и вторая печатные платы изготовлены на основе одной пластины (30), имеющей две части (29а, 29b) и содержащей в своей промежуточной зоне средства гибкого сгибания (27), обеспечивающие возможность отгибания первой печатной платы относительно второй печатной платы вдоль по меньшей мере одной линии сгиба (26) с обеспечением возможности для первой и второй печатных плат принять рабочее положение под прямым углом друг к другу.

2. Электронный прибор по п. 1, отличающийся тем, что вторая печатная плата меньше по размеру и в своем рабочем положении расположена вертикально, обращена к экрану (13) и параллельна ему, а первая печатная плата по размеру больше и расположена внутри коробообразного вмещающего корпуса (16), и на ней установлены по меньшей мере силовые компоненты и(или) компоненты питания.

3. Электронный прибор по п. 1, отличающийся тем, что упомянутая пластина (30) имеет две или более линий сгиба, обеспечивающие возможность создания для работы прибора трех или большего количества отдельных печатных плат, полученных отгибанием друг относительно друга.

4. Электронный прибор по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что упомянутое средство гибкого сгибания (27) выполнено в виде эластичной пленки (28), расположенной вдоль разделяющей первую и вторую печатные платы линии сгиба (26), которая для соответствующего средства гибкого сгибания (27) служит по существу центральной осью.

5. Электронный прибор по п. 4, отличающийся тем, что упомянутое средство гибкого сгибания (27) выполнено в виде двух или более эластичных пленок (128а, 128b), расположенных вдоль линии сгиба (26).

6. Способ изготовления электронного прибора для измерений, кондиционирования и регулирования, включающего обеспечивающую визуальное отображение переднюю часть (11) с экраном (13), коробообразный вмещающий корпус (16), первую печатную плату, связанную с упомянутой передней частью (11) и при работе прибора расположенную вблизи передней части (11) и параллельно ей, и вторую печатную плату, при работе прибора расположенную внутри упомянутого коробообразного вмещающего корпуса (16) по существу под прямым углом к упомянутой первой печатной плате, характеризующийся тем, что он содержит следующие стадии:

- обеспечение наличия пластины (30), имеющей две части (29а, 29b) и содержащей в своей промежуточной зоне средство гибкого сгибания (27), расположенное по линии сгиба (26),

- выполнение операций монтажа и сборки электронных и электрических компонентов на упомянутых двух частях (29а, 29b), при этом пластина (30) расположена в одной плоскости,

- отгибание упомянутых двух частей (29а, 29b) друг относительно другаотносительно друг друга по упомянутой линии сгиба (26), и

- установка пластины (30) с отогнутыми друг относительно друга частями (29а, 29b) таким образом, что часть (29а) введена внутрь коробообразного вмещающего корпуса (16), а часть (29b) расположена вблизи экрана (13) на передней части (11) прибора и обращена к нему.