CN105405692A - 电开关 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电开关，尤其是用于带电机的手动操作电动工具的电开关。所述电开关由活塞控制从外部进行切换，且所述电开关包括用于设置所述电机旋转方向的转换装置，该转换装置可以由置于所述电开关外部的挺杆来触发。所述电开关结构紧凑，且简化了这种类型的电开关的密封工艺。

Description

电开关
技术领域
本发明涉及一种电开关，尤其涉及用于带电机的手动操作电动工具的电开关。
背景技术
通常来说，用于电钻、电动螺丝起子、锤钻等这些手动操作电动工具的电开关，通常包括用于控制及调整转速或转矩的电路，这种电路可以由从外部触发对应的触发件来切换。一般来说，旋转或滑动对应的电位器就可以实现上述的目的。除了转速控制外，电开关还需要设置旋转的方向，例如透过一机械转换装置来进行设置。然而，这样就需要大量的接触系统，导致所述电开关的结构复杂。从DE101009009965A1可以获知一种紧凑型的电开关，这种类型的电开关中，电气元件与电子元件排布在电路板的两侧。然而，为了切换所述电开关的旋转方向，整个电路板必须在所述电开关的壳体内旋转，这样导致操作非常不便，尤其会给密封系统带来额外的挑战。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种可克服上述缺点的紧凑型电开关。
所述电开关用于电气装置，尤其用于带电机的手动操作电动工具。这种类型的电开关具有开关壳体。在该开关壳体上凸起有一个活塞，该活塞连接于一触发件以用于所述手动操作电气装置。所述触发件的触发可以使所述活塞运动，即从一开始位置运动(在该开始位置中，所述电气装置是关闭的)到一接通位置(在该接通位置中，所述电气装置被开启)，随着所述活塞的运动可以切换所述开关壳体内接触系统的至少一个触点(或接触件，contact)。一电路板固定于所述开关壳体中，该电路板除了包括上述接触系统的两个触点外，还包括电位器电路形式的多个接触表面。依据本发明，所述多个接触表面与所述接触系统的两个触点设置于所述电路板的一侧，例如，置于所述电路板的上表面。所述以电位器电路形成的多个接触表面与多个滑动触点相互作用，其中所述滑动触点设置于连接所述活塞的一滑动器的下侧。例如，通过所述活塞的运动来移动具有多个滑动触点的所述滑动器的位置。通过移动所述滑动器，可以调节连接于所述电开关的所述电机的转速或转矩。所述活塞及其所连接的滑动器的运动可以是在平行于所述电路板的平面内且沿着以多条直线为方向的多个接触表面的线性运动。如果所述接触表面在所述电路板上被布置为圆形，所述活塞及其所连接的滑动器的运动同样可能是旋转运动。通过移动所述活塞，同样可以开启或关闭所述接触系统。在这种情况下，所述触点的运动方向同样是在平行于所述电路板的一平面内运行，如同所述活塞的运动一样。
此外，所述电开关优选地包括一转换装置，该转换装置用于改变所述电机的旋转方向，例如，从顺时针方向转换到逆时针方向。为达到该目的，所述电路板上提供有对应的多个传导路径。在这种情况下，所述转换装置与所述电路板的另一侧(例如所述电路板的下表面)相互作用，所述电路板的该另一侧上提供有对应的多条传导路径。
在本发明的一实施例中，通过触发所述活塞，使得所述活塞从断开位置进入接通位置，且利用该方法，所述开关壳体内的所述接触系统的开关触点与固定触点之间可以建立接触。当所述活塞在所述断开位置中时，所述活塞上的突出部可以阻止所述接触系统的连接。在该实施例中，所述接触系统由作为一固定触点固定于所述电路板上的一个引脚，以及具有一关联的扭转弹簧作为开关触点的一个引脚(例如同样固定于所述电路板上的一个引脚)组成。当所述活塞在所述断开位置中时，所述活塞上的突出部防止所述开关触点的扭转弹簧的弹簧臂与所述固定触点接触。所述活塞的突出部保持所述扭转弹簧的所述弹簧臂与所述固定触点之间隔开一定的距离。相比较，当所述活塞在所述接通位置中时，由于所述活塞优选地线性运动，所述活塞的突出部同样远离所述开关触点移动以及所述扭转弹簧的所述弹簧臂被释放。基于所述扭转弹簧的所述弹力，所述弹簧臂可以朝所述固定触点的方向移动并与该固定触点接触，优选地，沿侧面与该固定触点接触。在这种情况下，所述扭转弹簧的弹簧臂在平行于所述电路板的平面内移动。
此外，自从所述活塞的滑动器的滑动触点与所述电路板上被配置为电路器电路的接触表面相互作用之后，所述活塞的运动同样调整了所述电机的转速或转矩。由于所述接触表面上所述滑动触点的旋转角度的改变而引起的电阻变化，可以控制所述电机的转速。因此，所述活塞引起所述接触以用于启动所述电机，同时也会引起所述转速的调节。上述功能是可以实现的，这主要归功于具有一突出部和滑动器的活塞的特殊配置，具有触点布置的接触系统以及设置在一侧面(例如以电路器电路形式设置在电路板的上表面)上的接触表面。
所述电路板的另一侧面与所述转换装置接触。所述转换装置同样具有可从外面接触的一致动器以设置所述电机顺时针旋转或逆时针旋转。这种设置可以由所述致动器的线性滑动运动或旋转运动实现。所述致动器优选地为一位置编码器，该位置编码器可以从外部进行操作且由旋转运动进行调节，并与置于所述开关壳体内的开关杆相连接。所述位置编码器安装于所述开关壳体的一凹槽内。在优选地实施例中，所述位置编码器的外面部分配置为一盘体，该盘体可旋转地安装于所述开关壳体的环形凹槽中。其中所述盘体的外面设置有一用于旋转驱动的挺杆。所述挺杆与所述手动操作的电气工具的一旋转方向开关相互作用。在所述位置编码器的盘体的旋转驱动过程中，所述转矩被传输至所述开关杆。所述开关杆的一端连接于所述位置编码器，另一端连接于固定于所述电路板的支撑臂，且所述开关杆利用所述支撑臂安装于所述电路板上。从而使得该支撑臂形成了所述开关杆的枢轴线。所述开关杆被导向为平行于所述电路板且利用枢轴运动进入至少两个位置以在平行于所述电路板的平面中移动。根据所述开关杆的枢轴位置，置于所述开关杆上的接触片可以与所述电路板的电路路径接触以使所述电机顺时针旋转，也可以为所述电路路径建立一触桥以使得所述电机逆时针旋转。
在特别的优选实施例中，所述位置编码器同样包括一触觉元件。所述触觉元件与所述开关壳体的所述凹槽的外围轮廓相互作用。所述外围轮廓具有对应于所述开关杆不同位置的多个捕捉位置。
本发明所述的电开关设计地非常紧凑。这是因为所述电路板的两侧对于所述电开关的不同功能均可用，且所述电路板固定地置于所述壳体内。这样可以简化这种类型的电开关的密封工艺，在本发明一实施例中，所述开关壳体由两个壳体(即上壳体与下壳体)构建而成以更易于装配。这些壳体优选地通过一紧固连接(clampingconnection)相互连接。在所述可装配的状态中，两个壳体在侧壁上为所述活塞限定一个开口。为了密封所述开关壳体，所述开关壳体的两个壳体之间设置有一整片的圆周密封圈，在针对所述活塞所设的开口的区域中，所述该密封圈的形状为环形。所述开关壳体上的附加开口同样可以采用简单地方式密封。例如，针对盘体形状的位置编码器，一环形凹槽可以设置于一凹槽内。在所述环形凹槽内可以插入一密封环。针对所述开关壳体中必要的电缆连接器，例如，用于将所述电缆导至所述电机，可以使用多层密封包。
附图说明
图1示意了本发明一实施例的所述电开关的立体示意图。
图2示意了图1所示电开关中上壳体被移开的部分分解图。
图3示意了图1所示电开关中下壳体被移开的部分分解图。
图4示意了图1所示电开关的电路板的立体示意图。
图5示意了图4所示电路板的俯视图。
图6示意了图4所示电路板的进一步的立体示意图。
图7示意了图4所示电路板的下表面的示意图。
图8示意了一转换装置逆时针旋转的立体示意图。
图9示意了一转换装置顺时针旋转的立体示意图。
图10示意了图1所述电开关在接通位置上的立体示意图。
图11示意了图1所述电开关在断开位置上的立体示意图。
主要元件符号说明
电开关1
连接件2
开关壳体10
上壳体11
下壳体12
活塞13
突出部14
滑动器15
滑动触点16
接触端16a，16b
电缆连接器17
凹槽18
外围轮廓18a
开口19
接触系统20
固定触点21
开关触点22
扭转弹簧23
弹簧臂24
电路板30
上表面31
下表面32
接触表面33，34
传导路径35，36
转换装置40
支撑臂41
开关杆42
短杆臂42a
长杆臂42b
接触片43，44
位置编码器45
盘体46
挺杆47
触觉元件48
连接元件49
密封圈50
环51
密封环52
密封包53
复位弹簧60
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
图1-11依据本发明示意了一电开关1的可能实施例。所述电开关1用于带电机的手动操作电动工具，例如，电钻、电动螺丝起子、锤钻等。所述电开关1置于所述电动工具的壳体内。再次参阅图1所示，所述电开关1包括，但不限于，连接件2、开关壳体10、活塞13、电缆连接器17、转换装置40以及挺杆47。所述活塞13透过所述连接件2被连接于，如，一手动致动的触发件(图中未示出)上。在所述电开关1外部的所述电缆连接器17上，对应的电缆(图中未示出)可以延伸以连接至所述电机上。所述转换装置40安装于所述电开关1的所述开关壳体10内，且该转换装置40可通过所述挺杆47从外面被移动。所述转换装置40用于设置所述电机的旋转方向。在其他较佳实施例中，也可借助于一电动工具中对应的转向杠杆，以从外面移动所述转向杠杆来设置所述电机的旋转方向。在其他实施例中，对于无转动方向要求的手动操作的电动工具而言，上述的转换装置40可省略。
图1中所示所述电开关1的开关壳体10由两个壳体构成，分别为上壳体11与下壳体12。图2与图3分别从两侧来呈现所述电开关1。图2与图3所示的两种情况中均示意有一被开启的开关壳体10。从这些图中可以得出所述电开关1具有良好的密封性。在所述上壳体11与所述下壳体12之间提供有一整片圆周密封圈50，所述圆周密封圈50置于所述上壳体11与所述下壳体12的边缘上。所述圆周密封圈50包括一个环51。所述环51处于由所述上壳体11与所述下壳体12形成的开口19的区域内。结合图1所示的电开关1可以得出，所述开口19用于供所述活塞13突出于所述电开关1的开关壳体10。
在所述开关壳体10的内部，所述活塞13连接于一滑动器15，该滑动器15设置为可移动，例如，可以进行直线运动。所述滑动器15位于一固定于所述开关壳体10中的一电路板30上方。所述活塞13可以由一触发件触发，即所述活塞13的位置可以被移动至所述开关壳体10内。随着所述活塞13的移动，连接于所述活塞13的滑动器15的位置也会随之移动。在该移动过程中，所述滑动器15会与所述电路板30上表面31上接触表面33，34上的滑动触点16相互作用。图4示意了没有外壳的电路板30的透视图，图5示意了所述电路板30的上表面31的视图。结合图4和图5可以更好地展示所述滑动触点16。所述滑动触点16设置于所述滑动器15朝向所述电路板30的侧面上(图4、5中未示出)。所述滑动触点16的接触端16a，16b分别与所述电路板30的上表面31上的接触表面33，34相接触。基于有弹性的U形滑动触点16，保证了充足的接触压力。在所述活塞13的运动过程中，所述滑动器15沿着所述电路板30移动位置，例如，沿着配置为电位器电路的接触表面33，34移动位置。所述电阻会随着所述滑动触点16的位移路径而改变，以使得连接于所述电开关1的电机的转速或转矩发生改变。
所述电开关1中还提供有接触系统20。所述接触系统20邻近于所述电路板30的上表面31上的接触表面33，34。再次参阅图4，所述接触系统20由固定触点21和开关触点22组成。该固定触点21配置有一固定于电路板30上的引脚。所述开关触点22由同样固定于所述电路板30的一引脚与一扭转弹簧23构成。假如，所述电机的旋转方向由位置编码器45设置，以及所述活塞13在图11所示的断开位置被触发件触发移动至图10所示的接通位置，即，移动至所述开关壳体10内，同时，该活塞13上的突出部14也可通过该所述活塞13的移动而被移动。如图11所示的断开位置处，所述突出部14紧靠在所述开关触点22的扭转弹簧23的弹簧臂24的末端上，并保持所述弹簧臂24与所述固定触点21之间隔开一定的距离。如果所述活塞13的移动使得所述突出部14远离所述弹簧臂24而移动，基于所述扭转弹簧23的弹力所述弹簧臂24可以侧面地压在所述固定触点21上，这样就会促使电机的开启。所述扭转弹簧23的弹簧臂24的运动是在平行于所述电路板30且位于所述电路板30之上的平面上进行的，因此其运动方向可以用于开启或关闭所述接触系统20。在上述例子中，所述活塞13是弹簧承载的。也即，一旦触发件没有在所述活塞13上施加压力，一复位弹簧60可以使得所述活塞13自动回位至所述断开位置。
所述电路板30下表面32上提供的传导路径35，36操作性地连接于所述转换装置40的开关杆42上。从图6可以更好地展示出，所述开关杆42位于平行于所述电路板30的平面中，所述开关杆42可以在所述平行于电路板30的平面中围绕一枢纽轴旋转。该枢纽轴由位于所述电路板30下面的支撑臂41形成。所述支撑臂41连接于所述电路板30且用于支撑所述开关杆42。在所述开关杆42的下面提供有接触片43，44。所述接触片43，44可以作为传导路径35提供的用于所述电机逆时针旋转的接触桥，或作为传导路径36提供的用于所述电机顺时针旋转的接触桥。为了改变所述电机的旋转方向，所述开关杆42是可转动的。为了实现该目的，所述开关杆42连接于所述转换装置40的位置编码器45上，如图8与图9所示。在一实施例中，所述开关杆42被配置为两臂杆，包括一短杆臂42a与一长杆臂42b。所述短杆臂42a的自由端安装于所述支撑臂41上，以及所述长杆臂42b的自由端连接于所述位置编码器45。在这种情况下，所述开关杆42通过一连接元件49(参见图9)连接于所述位置编码器45的触觉元件48上。根据图3可以得出，所述位置编码器45的盘体46位于所述开关壳体10的外面，其中，所述盘体46与所述触觉元件48一起安装于所述开关壳体10的凹槽18内。所述挺杆47设置于所述盘体46的外侧。其中，所述挺杆47可直接突出于所述电气装置的壳体，也可连接于一操纵杆且从外部可调节。移动该挺杆47可以转换所述电机的旋转方向，例如，来设置所述电机的顺时针方向或逆时针方向。所述盘体46与所述凹槽18内的触觉元件48一起执行旋转运动。通过这种方式，所述触觉元件48与所述凹槽18中的外围轮廓18a相互作用。在这种情况下，所述触觉元件48旋转地连接并固定于所述盘体46上。例如，一对应形状的凹槽，例如方形凹槽，置于所述盘体46的下方。所述触觉元件48具有一个对应形状的头部且其可放进该凹槽中。尤其是从图9可以得出，一弹簧安装式的滚珠突出于该触觉元件48的至少一侧上，卡合于该凹槽18的外围轮廓18a上。例如，在所述挺杆47被移动时，所述盘体46执行一旋转动作，借助两者之间的旋转固定连接关系，驱使该触觉元件48也相应地被移动，在所述弹簧承载的横向突出滚珠被压入所述触觉元件48之前，经过一定旋转路径后，所述滚珠会再次回到所述外围轮廓18a的对应凹槽中的空间中。在这种唯一的情况下，所述凹槽18的外围轮廓18a特别配置在所述开关杆42的两个开关位置中。所述触觉元件48优选地具有两个突出于所述触觉元件48且分别设置于两个相对侧面上的滚珠，利用一共用弹簧将所述两个滚珠向外挤压。这样可以增加所述触觉效果。图8与图9中表示了所述开关杆42的所述两个不同的开关位置(如位置编码器45的两个不同的位置)。所述位置编码器45可能的运动方向可以是如图8与图9中所示的箭头指示。
利用一密封环52将所述开关壳体10到所述位置编码器45的通道进行密封。所述密封环52优选地置于所述凹槽18的环形凹槽中。设置于所述开关壳体10中的电缆连接器17(即在所述开关壳体10的下壳体12内)与所述位置编码器45相邻。所述电缆连接器17将所有的电缆(图中未示出)共同地引出所述开关壳体10外。参阅图3所示，所提供的用于密封的密封包使用多个密封层围绕所述电缆。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护构思范围内。

Claims (14)

1.一种电开关，该电开关包括突出于开关壳体(10)的活塞(13)，所述活塞连接于触发件，该活塞从断开位置到接通位置之间的移动用于切换所述开关壳体(10)中接触系统(20)上的至少一个触点(21，22)；该电开关还包括用于改变电机的旋转方向的转换装置(40)，以及固定于所述开关壳体(10)上的一电路板(30)，该电路板(30)具有接触表面(33，34)，所述接触表面(33，34)以电位器电路的形式设置于所述电路板(30)的一个侧面上；其中，所述活塞(13)包括具有滑动触点(16a，16b)的滑动器(15)，所述滑动触点(16a，16b)设置于所述滑动器(15)上朝向所述电路板(30)的侧面上，且所述滑动触点(16a，16b)与所述接触表面(33，34)之间的相互作用以用于调节所述电机的转速或转矩；其特征在于：
所述接触表面(33，34)与所述接触系统(20)的两个触点(21，22)设置于所述电路板(30)的上表面(31)，其中所述滑动器(15)在平行于所述电路板(30)的平面内沿着所述接触表面(33，34)的方向移动，所述两个触点(21，22)的运动方向同样在平行于所述电路板(30)的平面内；
所述电路板(30)的下表面(32)上设置有一个用于使所述电机在一个可选择的旋转方向中运行的传导路径(35，36)，其中所述传导路径(35，36)与所述转换装置(40)相互作用使得转换装置(40)在顺时针旋转方向与逆时针旋转方向之间调整。
2.如权利要求1所述的电开关，其特征在于，所述滑动器(15)沿着以直线为方向的接触表面(33，34)线性运动或沿着以圆形为导向的接触表面(33，34)以旋转运动的方式运动，所述活塞(13)随着所述滑动器(15)线性地运动，所述活塞(13)上设置的突出部(14)用于防止所述接触系统(20)在所述断开位置进行切换。
3.如权利要求1所述的电开关，其特征在于，所述转换装置(40)包括位置编码器(45)，借助位移运动或旋转运动来调整该位置编码器以在顺时针旋转方向与逆时针旋转方向之间切换。
4.如权利要求1所述的电开关，其特征在于，所述开关壳体(10)由上壳体(11)与下壳体(12)构成，在所述电开关处于已组合的状态下，所述两个壳体(11，12)为所述活塞(13)在所述开关壳体(10)的一侧壁上限定一个开口(19)，其中，所述两个壳体(11，12)通过夹紧连接来彼此连接。
5.如权利要求4所述的电开关，其特征在于，所述两个壳体(11，12)之间设置有一整片圆周密封圈(50)，其中所述圆周密封圈(50)包括一个环(51)，所述环(51)位于所述开关壳体(10)的所述开口(19)区域中。
6.如权利要求4或5所述的电开关，其特征在于，所述下壳体(12)具有电缆连接器(17)以及针对所述转换装置(40)的所述位置编码器(45)的凹槽(18)，所述电缆连接器(17)与所述凹槽(18)上均设置有密封圈(52，53)，其包括密封环(52)及多层密封包(53)，其中，密封环(52)被插入环形槽的所述凹槽(18)中，以及多层密封包(53)被插入所述电缆连接器(17)中。
7.如权利要求1所述的电开关，其特征在于，所述接触系统(20)由固定触点(21)与开关触点(22)构成，其中所述固定触点(21)是固定于所述电路板(30)上的一个引脚以及所述开关触点(23)由同样固定于所述电路板(30)上的一个引脚以及一个关联的扭转弹簧(23)构成；当在所述接通位置时，由于所述扭转弹簧(23)的弹力，所述扭转弹簧(23)的弹簧臂(24)横向地接触所述固定触点(21)；当在所述断开位置时，所述活塞(13)的突出部(14)保持所述弹簧臂(24)与所述固定触点(21)隔开一定的距离，以防止与所述固定触点(21)接触。
8.如权利要求3所述的电开关，其特征在于，所述转换装置(40)包括从外面操作的位置编码器(45)，以及可移动地置于所述开关壳体(10)的内部且平行于所述电路板(30)的开关杆(42)，其中所述开关杆(42)连接于所述位置编码器(45)并借助于支撑臂(41)安装于所述电路板上，该支撑臂(41)亦为所述开关杆(42)的枢纽轴。
9.如权利要求8所述的电开关，其特征在于，所述开关杆(42)朝向所述电路板(30)的一侧上设置有两个接触片(43，44)，依据所述开关杆(42)的枢纽位置，该两个接触片(43，44)选择性地接触所述传导路径(36)以使得所述电机顺时针旋转或接触所述传导路径(35)以使得所述电机逆时针旋转。
10.如权利要求8或9所述的电开关，其特征在于，可旋转的开关杆(42)包括短杆臂(42a)与长杆臂(42b)，其中短杆臂(42a)的自由端上连接于所述支撑臂(41)，以及所述长杆臂(42b)的自由端上连接于所述位置编码器(45)。
11.如权利要求4所述的电开关，其特征在于，所述位置编码器(45)被配置为一盘体(46)，该盘体(46)可旋转地安装在所述开关壳体(10)的凹槽(18)中，以及所述盘体(46)的外部上设置有用于触发旋转的挺杆(47)，所述盘体(46)的内侧以扭矩传递的方式连接至所述开关杆(42)。
12.如权利要求11所述的电开关，其特征在于，所述盘体(46)的内侧与所述开关杆(42)之间设置有一触觉元件(48)，所述触觉元件(48)与所述凹槽(18)的外围轮廓(18a)相互作用。
13.如权利要求1所述的电开关，其特征在于，所述开关壳体(10)中安装有复位弹簧(60)以与所述活塞(13)接合。
14.一种电开关，该电开关包括突出于开关壳体(10)的活塞(13)，所述活塞连接于触发件，该活塞从断开位置到接通位置之间的移动用于切换所述开关壳体(10)中接触系统(20)上的至少一个触点(21，22)；该电开关还包括固定于所述开关壳体(10)上的一电路板(30)，该电路板(30)具有接触表面(33，34)，所述接触表面(33，34)以电位器电路的形式设置于所述电路板(30)的一个侧面上；其中，所述活塞(13)包括具有滑动触点(16a，16b)的滑动器(15)，所述滑动触点(16a，16b)设置于所述滑动器(15)上朝向所述电路板(30)的侧面上，且所述滑动触点(16a，16b)与所述接触表面(33，34)之间的相互作用以用于调节电机的转速或转矩；其特征在于：
所述接触表面(33，34)与所述接触系统(20)的两个触点(21，22)设置于所述电路板(30)的上表面(31)，其中所述滑动器(15)在平行于所述电路板(30)的平面内沿着所述接触表面(33，34)的方向移动，所述两个触点(21，22)的运动方向同样在平行于所述电路板(30)的平面内。
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