CN101965248A - 电动工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动工具(1)，例如冲击式钻机、冲击螺丝起子、军刀锯、研磨机或者类似物，包括外壳(4)。在所述外壳(4)中设置电动机(2)和连接到所述外壳(4)内的保持器(10)上的电气和/或电子模块(5，8)，例如电气开关(5)或电子模块(8)。在所述外壳(4)内的保持器(10)与电气或电子模块(5，8)之间设置振动隔离装置(11)。

Description

电动工具

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的电动工具。

背景技术

便携式电动工具可以是冲击式钻机、冲击螺丝起子、军刀锯、砂磨机或者类似物。

这些电动工具具有外壳和位于外壳内的电动机。此外，在所述外壳内设置有电气和/或电子模块，例如电气和/或电子开关、用于控制电动机的电子单元或者类似物，所述电气和/或电子模块被紧固到所述外壳内的一个或多个插口上。

特别是用于对材料进行机械加工的电动工具例如冲击式钻机和军刀锯，以及那些用于紧固技术的电动工具例如冲击螺丝起子，会在局部易于承受非常高的振动形式的机械应力，所述振动是为了增加所述工具的效果和效率而有意产生的。振动产生装置例如冲击机构为此可用于电动工具中。因此，冲击振幅的水平和强度以及冲击加速度的大小，还被用作冲击式钻机或旋转锤和/或钻头的效率的量度，不断地得到优化或提高。这进而增加了对电动工具、对其模块和其独立部分在面对显著的振动时的阻力和坚固性的需求。到目前为止，为了减弱较强振动对所述电动工具的不利的影响，微孔橡胶条有时被压在所述电动工具的开关与手柄外壳之间，尽管这仅仅获得适度地成功。

抗振性是当今一个重要的技术挑战，并且在未来将变得越来越重要。关于抗振性没有更多的量度，所述电动工具的功能的严重损伤，从连接和电接触的松开直至单独部件的局部损坏，均有可能发生。因此，例如，关闭的电力接触可能会使它们的接触稳定性受损，电子部件可能被抖落或者金属散热器可能由紧固状态变成分离状态。

发明内容

本发明的目的是在很大程度上防止，至少减少由振动在电动工具中造成的这种损伤。特别是，要实现所述电动工具手柄外壳内的机电和/或电子开关元件的有效机械减振。

上述目的通过由权利要求1中的技术特征所限定的类型的电动工具而实现。

在根据本发明的电动工具中，振动隔离装置被设置在外壳内的插口与电气和/或电子模块之间。所述模块的有效减振由此得以实现，其结果是模块的牢固性得以优化，从而增加了在电动工具的重载应用过程中的功能稳定性。本发明的更多的构型为从属权利要求的主题。

所述电气和/或电子模块可以是具有机电接触系统的电子开关。所述模块可简单地为电子开关，在其中开关功能借助于半导体以电子方式实现。所述开关具有用于容纳这些开关部件的开关外壳。用于控制电动机的电子单元也可设置在所述开关外壳内，由此，例如所述电动工具的速度、扭矩或类似参数可以被设定。所述振动隔离装置于是以对着插口的方式被设置在所述开关外壳上面，由此所述电气开关在很大程度地避免了受到电动工具振动而造成的影响。尽管所述振动隔离装置可以宽松地布置在所述开关外壳上，但是其有利地是被紧固在所述开关外壳上。

所述电气和/或电子模块可为电子单元，其用于控制所述电动机。例如，所述电动工具的速度，所述电动工具的冲击速度或者类似参数可借助于所述电子单元来设定。所述电子单元具有印刷电路板、支撑物或用于容纳所述部件的类似物。所述振动隔离装置于是以对着插口的方式被设置在所述印刷电路板、支撑物或类似物上，由此所述电子单元在很大程度上避免了受到由电动工具的振动而造成的影响。尽管所述振动隔离装置可以宽松地布置在所述印刷电路板，支撑物或类似物上，但是其有利地是被紧固在所述印刷电路板，支撑物或类似物上。

按照常规的方式，所述开关外壳、所述印刷电路板、支撑物或类似物可至少部分地由塑料制成。同样地，所述电动工具的外壳和/或在外壳中的插口可由塑料制成。所述塑料是热塑性塑料和/或热固性塑料(duroplastic)。所述振动隔离装置当然可由橡胶或另一种弹性材料制成，但是塑料作为用于振动隔离装置的材料也同样是优选的。弹性聚合物或热塑性弹性体适合于这个目的。

在一种构型中，所述振动隔离装置包括用弹性聚合物对所述电气和/或电子模块实施的至少部分的封装和/或模塑。在另一种构型中，所述振动隔离装置包括用弹性流体例如瓷釉和/或涂料对所述电气和/或电子模块涂覆的至少部分的涂层。这些构型的特征在于它们可由以简单的同时也更具成本效率的方式进行制造。在另一种构型中，所述振动隔离装置包括减振部件，在该例子中，基于便于组装的原因，所述减振部件可被锁扣在和/或进入插口内和/或插口上的位置。所述减振部件当然也可连接到所述开关外壳上相应的外壳插口或外壳凹部。此外，所述振动隔离装置可包括机械弹簧元件，其特别是适合于在高应力条件下的情况。而且，用于容纳所述电气和/或电子模块的外壳也可由具有弹性的外壳半件制成以隔离振动。最后，所述插口可为弹性设计以隔离振动，特别是以所述插口被弹性聚合物包封着和/或被弹性流体涂覆的方式。在该情形下，所述电气和/或电子模块可按常规方式进行设计。

一种特别优选的方案在于：在工具手柄壳体与模块之间的机械振动隔离装置在装配在工具手柄壳体内的模块的接收点处得以实现，例如作为完整模块的电动工具开关，或具有和/或不具有塑料外壳的电子模块，或动力工具开关的各部件。所述振动隔离装置对自于外部的振动和来自于电动工具的振动进行减振，通过将机械自由度降低到最低程度以及通过补偿机械公差的方式以减少临界自然振动。为了该功能，利用了减振和/或弹性材料以及形状特性，它们的弹性和硬度适应各自的要求。

多种构型在这里都适合，以下将对此进行更加详细地描述。

所述振动隔离装置可通过用弹性聚合物包封所述模块的方式实现。这种变型，优选地通过多色或多成分注射成型工艺制成，其特征是模块的基础本体，本身“硬”的所述本体在工具手柄壳体的接收点处用弹性塑料部分地包封着。在该情形下，位于一个部件上的若干接收点可在一个注射成型步骤中同时封装。弹性体的最优附着方式可作出正确的供给，例如底切部或者附着优化的表面轮廓。作为多色注射成型的一种替代方式，弹性体材料，例如弹性交联的硅树脂，可随后通过分配器施加。为了优化附着，在这里具有/不具有轮廓的凹进的部分也是有利的。

所述振动隔离可通过在模块上涂覆弹性流体例如瓷釉和/或涂料来实现。模块上的所述接收点和/或接收区域可通过喷射，浸蘸或者印刷工艺涂覆弹性固化流体。在装配所述模块时，所述区域被压入且具有合适的过大尺寸，弹性体在该过程中受到压缩，以及从而后来以减振方式作用。所述减振方式作用的弹性体甚至可不具有过大尺寸。

所述振动隔离可通过在接收点的空间上或接收点的空间内锁紧减振部件来实现。由弹性塑料制成的附加部件被锁紧在相应接收点的空间上或相应接收点的空间内。相比于多色注射成型，工具成本的相当多地减少在这里是有利的。所述弹性附加部件可相应地标准化并因此设计为可普遍地应用。所述弹性附加部件，通过将其锁紧在空间内和/或上，或以可分离的和固定的方式通过附着粘接或相似的连接技术，而可适用于所述基本模块。

弹簧元件也可用作振动隔离装置以用于机械减振。所述弹簧元件可以设计为固定或其它的方式相应的模块的塑料外壳的弹性部分，或者也可以设计为一个或更多的附加弹簧元件部件的形式。有关它的例子为由金属或塑料制成的压缩弹簧、弹簧圈和弹簧垫片，其能以摩擦的方式和/或主动锁定的方式连接在模块上，且当后者被装配好后执行减振功能。这些弹簧元件可被用于具有外壳封装的模块上，例如开关，以及电子模块中，例如印刷电路板组件。

此外，弹性外壳半件可用于隔离振动。机电模块的外壳，例如开关外壳，可在适当的接收点处全部或部分上被设计为相互间在装配方向是弹性的，以便装配进工具手柄壳体内。作为弹性的结果，在装配进工具手柄壳体内时，在装配前呈现的机械过大尺寸不受公差约束地被压缩，由此产生依赖于弹簧力的耐久的紧绷的底座并且没有机械自由度。临界自然振动也因此被避免，同时，作为弹性底座的结果，来自电动工具的振动也被衰减。这种弹性在这里可通过对一个或两个外壳半件自身的设计或在所述外壳半件之间装配另外的弹簧元件来实现。

最后，前述的解决方案可以相同的方式在“模块的相似物”上实现，也就是说是在用于电动工具的外壳的手柄壳体或工具半件上和/或在这些工具半件内部的接收点处。在该情形下，一种特别优选的解决方案包括在手柄壳体中用弹性聚合物封装用于开关或模块的插口。这种变型，其优选地由多色注射成型工艺制造，其特征是工具手柄壳体的基础本体，本身“硬”的所述本体在用于开关模块或用于其它机电模块的接收点处用弹性塑料部分地封装，例如电子单元、机械致动构件、接触模块、电气和/或电子元件，如传感器或者电容器，具有散热器的功率半导体器件或类似物。在该情形下，当前可能的在手柄外壳上的外部封装，例如用于增加电动工具的光学的和/或机械的减振的橡胶涂层，可根据注射成型以这样的方式设计，即所述封装可在一个操作中与用于支撑模块的内部弹性减振区域同时生成。弹性体的最佳附着方式可作出正确的供给，例如底切部或者适合附着的表面轮廓。作为多色注射成型的另一种替代方式，弹性体材料，例如弹性交联的硅树脂，可随后通过分配器施加。为了最佳附着，在这里具有/不具有底切部的凹进部分也是有利的。

本发明获得的优点包括，特别是通过机械隔离来实现“引入”到开关或模块内的振动的显著的减少。同时，在组装电动工具的部件的过程中已经很精确的机械公差在该过程中得到补偿，且因此临界自然振动也被避免。所述电动工具的功能稳定性和使用寿命也因此以具有成本效率的方式得以加强。

附图说明

本发明的具有各种改进和构型的典型实施例在附图中示出以及在下面将对其进行更多详细地描述，在附图中：

图1示意性地示出根据第一典型实施例的具有外壳的电动工具部分剖切视图；

图2示意性地示出根据进一步的第二典型实施例的电动工具；

图3a，3b示出一种构型的具有振动隔离装置的电气开关的开关外壳；

图4a，4b示出另一种构型的具有振动隔离装置的电气开关的开关外壳；

图5a，5b示出又一种构型的具有振动隔离装置的电气开关的开关外壳；

图6a，6b示出再一种构型的具有振动隔离装置的电气开关的开关外壳；

图7a，7b示出又一种构型的具有振动隔离装置的电气开关的开关外壳；和

图8a到8d示出用于具有振动隔离装置的电子模块的印刷电路板。

具体实施方式

由图1可见电动工具1具有用于驱动工具3的电动机2。所述电动工具可以是无线的和/或由电源线操作的电动工具。作为例子，冲击式钻机在图1中作为电动工具1示出。当然，电动工具1也可为冲击螺丝起子、军刀锯、砂磨机或者类似物。振动产生装置9例如冲击机构被连接到电动机2上或者以其它方式被连接到工具3上。

开关5被设置在电动工具1的外壳4中。所述开关5以这样的方式容纳在所述外壳4中，即所述开关5的可以被使用者手动地移动的致动构件6从外壳4上突出。所述开关5具有接触系统7，在其上所述致动构件6动作用于进行切换，使得所述电动工具1可通过所述致动构件6接通和/或切断。最终，用于控制电动机2的电路布置被分配给开关5。所述电路布置以电子控制单元8的形式用于改变电动机2的转速。作为一种简单方式，微处理器可被用作所述电子控制单元8。当然，所述电子控制单元8和/或其它的电子单元也可与开关分开地被容纳在外壳4中，如图1中示意性地示出。所述开关5和/或所述电子单元8因此成为电气和/或电子模块，被紧固到外壳4中的相应的插口10上。可以不同的方式体现的振动隔离装置11，被设置在外壳4中的插口10与电气和/或电子模块5，8之间。

如图1中所示的关于电气和/或电子模块5，振动隔离装置11由具有弹性聚合物的封装件11a构成。用于电气和/或电子模块8的振动隔离装置11由一具有弹性流体的涂层11b构成，例如瓷釉和/或涂料。同样可以看出，关于电气和/或电子模块5，振动隔离装置11可由减振部件11c构成，所述减振部件11c在插口10之上和/或之内锁紧。最终，由机械弹簧元件11d构成的振动隔离装置11也被示出在电气和/或电子模块5上。

具有工具3的电动工具1可由图2中的进一步的典型实施例理解，所述电动工具1具有外壳4，电动机2和振动产生装置9被设置于所述外壳中。在所述外壳4的手柄内设置了具有致动构件6的电气开关5，致动构件从外壳4突出。所述外壳5具有收容在所述外壳4中相应的插口10中的开关外壳12。在所述开关外壳12中设置有机电接触系统7，在其上所述致动构件6以开关的方式致动用于使得接通和/或切断电动机2的电力供应。代替机电接触系统7，所述开关5也可以通过功率管对电动机2的电力供应进行切换，所述开关从而成为一个电子开关。更进一步，用于控制所述电动机2的电子单元8位于所述电动工具1的外壳4中，在一个电路板13或其它支撑物上，使得所述致动构件6可类似于“变速开关”由使用者移动用于设置所述电动机2的速度。电力单元8同样地固定在外壳4中的相应的插口10中。用于控制电动机2的电力单元8同样可以一种常规的方式设置在所述开关外壳12中，但是，在这里不再进行细节上的说明。

所述振动隔离装置11以面对插口10的方式被设置在开关外壳12上，以及以面对插口10的方式被设置在印刷电路板13上或者支撑物上。所述振动隔离装置11的在开关外壳12和印刷电路板13上的设置和/或固定的不同的配置将在下面说明。

所述开关5可在图3a中理解，一个弹性体作为振动隔离装置11a，11b被连接到所述开关外壳12的角上。如图3b所示，由多成分注射成型法步骤制作的一个弹性体的实施，或者一个弹性涂料的一个实施，在所述开关外壳12的相应位置实现，由塑料构成以生成所述振动隔离装置11a，11b。在图4a中示出具有一个条状振动隔离装置11a的所述开关外壳12。参考图4b可以看出，所述条状振动隔离装置11a通过将一个弹性涂料施加到所述开关外壳12的相应的角或者通过由一个多成分注射成型法步骤制作的弹性体的方式而生成。

类似机械弹簧元件的振动隔离装置11d随后连接到安装完成的开关5上或者一个或多个单独的部件在图5a，5b中示出。从图5a可清楚地看出，一个由一弹性体或者其它塑料制成的圆形压缩弹簧11d’被设置在所述开关外壳12的宽的面上。由一弹性体或者其它塑料制成的细长的板簧11d”设置在所述开关外壳12的后部的面上。当然，所述弹簧也可为一由弹簧钢制成的普通的压缩弹簧11d’或者板簧11d”。根据图5b，所述压缩弹簧11d’和所述板簧11d”被插入开关外壳12上的相应的外壳插口中。

在图6a中，由弹性体或者其它塑料制成的减振部件11c被设置在开关外壳12的角点处。根据图6b，所述减振部件11c随后被安装在以其它方式已安装完成的开关外壳12上的相应的外壳凹部15中。图7a示出有形的弹性体作为振动隔离装置11c，其连接到所述开关外壳12，以及其不仅在所述开关外壳12中突出，而且伸入在电动工具1中的外壳4的相应的手柄外壳轮廓内，由此所述有形的弹性体元件可能以有效地、理想地将所述开关5弹性安装于外壳4内。最后，根据图7b，一个或多个这些减振部件11c被插入相应的外壳凹部15中，或者可替换地一个热塑性的弹性体通过多成分注射成型被结合在所述外壳凹部15中。

用于电子单元8的所述印刷电路板13可在图8a中理解。根据图8b，所述印刷电路板13在其边缘和在其表面上具有条状振动隔离装置11a。所述条状振动隔离装置11a由粘弹性的、交联弹性体粘贴在所述印刷电路板13之上和/或连接于所述印刷电路板13的实施制造，或者通过多成分注射成型工艺的弹性体的实施制造。根据图8c，振动隔离装置11b通过涂覆弹性流体、弹性瓷釉、弹性涂料、多成分介质或类似物，而被连接于所述印刷电路板13的侧边缘上。最后，根据图8d，机械减振部件11c可被连接于所述印刷电路板13上。该机械减振部件11c同样可随后地连接于已安装完成的印刷电路板13上。

在附图中没有进行任何更多的细节描述的是一个在由具有弹性的外壳部分制成的所述开关外壳12上实施的振动隔离装置。最后，在所述电动工具1的外壳4中的插口10本身也可以为弹性设计以用于所述振动隔离，为了这个目的所述插口10被一弹性聚合物包着和/或被一弹性流体涂覆。

本发明并不局限于所示出或描述的典型实施例。相反地，它还包括在权利要求限定的本发明的保护范围内，由本领域技术人员作出的所有的改进。因此，本发明不仅能用于电动工具开关中还能用于其它的开关上，例如那些用于家用电气设备、园林电气设备、机加工工具、或类似物的开关，以及用于开关机械设备、单独开关部件、电子模块、印刷电路板或者类似物的开关。

附图标记列表

1    电动工具

2    电动机

3    工具

4    外壳

5    开关/模块

6    致动构件

7    接触系统

8    电子控制单元/电子单元/模块

9    振动产生装置

10    插口(外壳中)

11    振动隔离装置

11a   封装件

11b   涂层

11c   减振部件

11d   弹簧元件

11d’ 压缩弹簧

11d” 板簧

12    开关外壳

13    印刷电路板

14    外壳插口

15    外壳凹部

Claims (11)

1.一种电动工具，例如冲击式钻机、冲击螺丝起子、军刀锯、砂磨机或者类似物，包括外壳(4)，包括位于所述外壳(4)中的电动机(2)，且包括电气和/或电子模块(5，8)，所述电气和/或电子模块位于所述外壳(4)中且被紧固到所述外壳(4)中的至少一个插口(10)上，其特征在于，振动隔离装置(11)被布置在所述外壳(4)中的所述插口(10)与所述电气和/或电子模块(5，8)之间。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，所述电气和/或电子模块(5)是电气和/或电子开关，所述开关(5)优选地具有开关外壳(12)，其中如果需要，用于控制电动机(2)的电子单元被设置在所述开关外壳(12)中，以及在于，此外，所述振动隔离装置(11)以面对所述插口(10)的方式优选地被设置在所述开关外壳(12)上，特别是优选地被紧固到所述开关外壳(12)上。

3.根据权利要求1或2所述的电动工具，其特征在于，所述电气和/或电子模块(8)是电子单元，特别是用来控制所述电动机(2)，所述电子单元(8)优选地具有印刷电路板(13)、支撑物或者类似物，以及在于，此外，所述振动隔离装置(11)优选地被布置在所述印刷电路板(13)、支撑物或者类似物上，特别是优选地以面对所述插口(10)的方式被紧固到所述印刷电路板(13)、支撑物或者类似物上。

4.根据权利要求1，2或3所述的电动工具，其特征在于，所述开关外壳(12)、所述印刷电路板(13)、支撑物或者类似物至少部分地由塑料制成，所述外壳(4)和/或所述外壳(4)中的插口(10)优选地由塑料制成，以及在于，此外，所述塑料优选地为热塑性塑料和/或热固性塑料。

5.根据权利要求1-4之一所述的电动工具，其特征在于，所述振动隔离装置(11)由塑料制成，特别是由弹性聚合物、热塑性弹性体或者类似物制成。

6.根据权利要求1-5之一所述的电动工具，其特征在于，所述振动隔离装置(11)包括用弹性聚合物对所述电气和/或电子模块(5，8)实施的至少部分的封装和/或模塑(11a)。

7.根据权利要求1-6之一所述的电动工具，其特征在于，所述振动隔离装置(11)包括用弹性流体例如瓷釉和/或涂料对所述电气和/或电子模块(5，8)涂覆的至少部分的涂层(11b)。

8.根据权利要求1-7之一所述的电动工具，其特征在于，所述振动隔离装置(11)包括减振部件(11c)，所述减振部件(11c)特别是锁紧在和/或进入所述外壳(4)内的插口(10)、所述开关外壳(12)上的外壳插口(14)、所述开关外壳(12)上的外壳凹部(15)、或者类似物内或/上的位置。

9.根据权利要求1-8之一所述的电动工具，其特征在于，所述振动隔离装置(11)由机械弹簧元件(11d)构成。

10.根据权利要求1-9之一所述的电动工具，其特征在于，所述电气和/或电子模块(5，8)的外壳由用于隔离振动的弹性外壳半件构成。

11.根据权利要求1-10之一所述的电动工具，其特征在于，所述插口(10)具有用于隔离振动的弹性设计，特别是在于所述插口(10)由弹性聚合物封装和/或由弹性流体进行涂覆。

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