CN1207741C - 电气开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电钻、直角砂轮机、圆锯、特形铣、篱笆修剪机之类手持电动工具的电气开关(1)。所述开关包括至少一个带有一个能在断开位置与闭合位置之间位移而切换的切换触点(4)和一个在闭合位置与切换触点(4)相互作用的固定触点(5)的触点系统(3)。该开关(1)有一个作用于切换触点(4)以便实现切换动作的操作构件(6)。在开关(1)上设有与切换触点(4)合作的延时机构(8)以便使从正在位移进入两个切换位置中的至少一个，特别是进入闭合位置的切换延时。延时机构(8)和操作构件(6)位于触点系统(3)的同一侧。要不然或此外，延时机构(8)与切换触点(4)之间的合作在切换触点(4)进入另一个切换位置，特别是进入断开位置的位移，期间降低到这样一种程度，即切换触点(4)基本上没有延时地位移进入另一个切换位置。

Description

电气开关

技术领域

本发明涉及一种电气开关。

这种电气开关用于手持电动工具，例如电钻、直角砂轮机、圆锯、特形铣、篱笆修剪机之类。特别是，这些可以是用直流电来工作的电动工具。进而，这种开关可以延时切换，以便例如在接通时软起动和/或以便对电动工具短路制动。

背景技术

一种适于对电动工具短路制动的电气开关是从DE 42 32 402 A1公知的。此一开关有至少一个触点系统，该触点系统有一个切换触点和一个固定触点，该切换触点能在一个切断位置与一个接通位置之间运动以便切换，该固定触点在接通位置与该切换触点相互作用。一个可以手动的操作构件作用于该切换触点，以便切换。进而，该开关有一个延时机构，该延时机构在一个切换位置上可操作地连接于该切换触点以便使切换运动延时。

设计成一个延时鼓的形式的该延时机构，布置在紧邻开关壳体中触点系统的下边。该操作构件位于该触点系统的上方，在该壳体的对侧。于是该开关具有相当大的尺寸，该尺寸因电动工具中空间条件往往是有限的这一事实而可能是一个障碍。进而，用于延时鼓与切换触点之间的操作连接的机构具有复杂的设计。该机构制造昂贵而且其装配复杂。在开关操作期间的故障的影响无法在所有情况下都消除，并且特别是当向另一个切换位置切换时在切换触点的切换运动中出现不希望的延时。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开关，该开关具有与切换触点相互作用的延时机构，具有物理上小的尺寸，和/或具有向一个不容易出故障的切换位置的切换延时。

本发明提供一种电气开关，特别是用于例如电钻、直角砂轮机、圆锯、特形铣、篱笆修剪机之类手持电动工具的电气开关，包括至少一个带有一个能在两个切换位置之间运动以便切换的切换触点的触点系统，包括一个作用于该切换触点以便切换的操作构件，以及包括一个延时机构，该延时机构在两个切换位置的至少一个处可操作地连接于切换触点以便使切换运动延时，其特征在于，该延时机构和该操作构件布置在该触点系统的同一侧，一个铰支滑块位于该操作构件上，并且该延时机构布置在滑块在壳体这一侧的延长线上。

本发明的电气开关还在于触点系统包括至少一个带有一个能在一个切断位置和接通位置之间运动以便切换的切换触点和一个在接通位置与该切换触点相互作用的固定触点，其特征还在于，在延时机构与切换触点之间的操作连接在切换触点向另一个切换位置，特别是向切断位置，运动期间减弱，致使切换触点基本上没有任何延时地向另一个切换位置运动。

一种特别紧凑的开关是这样造成的，即延时机构和操作构件布置在触点系统的同一侧。要不然或此外，一种操作特别可靠的开关是这样造成的，即延时机构与切换触点之间的操作连接在切换触点向另一个切换位置，特别是向切断位置，切换运动期间降低到切换触点基本上没有任何延时地向另一个切换位置运动。

一般来说，触点系统布置在一个壳体中。一个位于一个后面的多达四个触点系统最好是布置在壳体中。例如，这些触点系统中的两个用于当电动工具的电动机接通时软起动情况下的电压源，第3个触点系统用于当电压源切断时使电动机短路以便制动电动工具，而第4个触点系统在完成软起动后作为一个桥路用于电动工具的电动机的全电压源。

操作构件可以安装于壳体的上表面，致使它可以运动。在一个实施例中，一个在壳体内导向并作用于一个托架的滑块铰支于该操作构件。该切换触点借助于一个弹性构件，例如借助于一个压缩弹簧弹性地安装于该托架。进而，在该托架上可以配置一个用来为切换运动产生一个压力点或一些压力点并与壳体相互作用的第1弹簧。此外，还可以配置一个与滑块相互作用并协助瞬时作用切换运动的第2弹簧。进而，还可以在该滑块上布置一个用来复位的第3弹簧。

在一项发展中，一个用于滑块的导向槽位于壳体的上表面上。于是延时机构可以布置在壳体的上表面上，并布置在导向槽的延长线上。该延时机构可以为延时鼓的形式。一个特别是具有大体上半圆柱形的壳体连接物最好是布置在壳体的上表面上，以便保持并为该延时鼓提供一个轴承。

在一项改进中，该延时机构有一个内充黏性液体的圆柱形鼓和一个布置在该圆柱形鼓中的轴，致使该圆柱形鼓能以阻尼方式相对于该轴运动。一个轴端可以在一侧从圆柱形鼓伸出。进而，一个齿系统可以配合于该圆柱形鼓上，特别是以小齿轮的形式配合于该圆柱形鼓的与该轴端对峙的一侧。于是一个传动件能够靠圆柱形鼓以阻尼方式运动以便借助于相配的齿系统作用于切换触点。

在另一项改进中，一个克服用于切换触点的轴承的弹性机构而作用的滑动件安装在托架中致使它能运动。于是该传动件可以耦合于该滑动件致使在切换触点的切换运动期间由延时机构所施加的约束力克服由弹性机构所施加的力而作用，以便使切换运动延时。

在一项发展中，该传动件为大体上圆环形件的形式。一个轴头可以布置在该环形件远离该滑动件的圆周上并啮合于壳体连接物中的一个轴承点以便允许环形件转过一个特别是由壳体连接物中的挡块所界定的角度。一个用来耦合于滑动件的连接物可以大体上对着该轴头配合于该环形件的圆周上。

作为另一个实施例，有可能把相配的齿系统以内齿系统的方式配合于该环形件。例如，该内齿系统可以为大体上圆形断面的形式。滑动件可以有一个大体上U字形支架，环形件上的连接物啮合于该U字形支架中。进而，切换触点和滑动件可以布置在托架的远离延时机构一侧。该U字形支架可以在托架的面对延时机构的一侧伸过托架上的一个孔。

在另一项改进中，该传动件有两个彼此大约相隔用于延时机构的圆柱形鼓的高度的环形件。一个轴头最好是始终位于每个环形件上，以便把传动件安装于壳体连接物中各自的对应的轴承点。不过，一个内齿系统可以仅配合于远离延时机构的轴端的那个环形件上。该连接物可以是把两个环形件彼此连接的连杆件的形式。最后，该连杆件可以大体上在中央有一个其横截面的减小，借此该连杆件啮合于滑动件上的U字形支架。

靠本发明实现的优点特别是在于，尽管具有高性能，但是电气开关在电动工具上仅占据很小的安装面积。于是该开关特别适合于在电动工具的细长的人机学形状的手柄中的安装。由于延时机构的有效性可以限于一个切换方向，所以当切断电动工具时可能出现的任何电弧立即被熄灭，于是有效地防止触点系统的损坏并延长开关的寿命。于是该开关适用于大电流，特别是还适用于直流用途。看来有可能把该开关用作制动开关。在延时机构与切换触点之间提供耦合的传动件的配置意味着，尽管它很紧凑，但是该传动件能够在需要很小的空间的情况下走过很大的角度间隔。这再次有利地保证可以根据需要设定更长的延时时间。最后，该开关还具有比较小的单个零件数，致使它可以以很低的成本来生产。

附图说明

本发明的举例性实施例，连同各种发展和改进，图示于附图中，并将在下文中更详细描述。在附图中：

图1示出电气开关的侧视图，

图2示出沿图1中2-2线的断面，

图3示出沿图2中3-3线的断面，

图4示出沿图1中4-4线的细节，以及

图5示出沿图1中5-5线的断面。

具体实施方式

图1示出一个用于手持电动工具的电气开关1。电动工具可以是电钻、直角砂轮机、圆锯、特形铣、篱笆修剪机之类。特别是，电气开关1适用于用直流工作的强有力的电动工具。进而，开关1适用于配备了软起动和/或电气短路制动的电动工具。

开关1有一个壳体2，在该壳体中配置至少一个触点系统3。在本场合，在壳体2中总共有多达四个触点系统3，这些触点系统一个位于另一个后面，这些在图2中用标号3a、3b、3c、3d更详细地标出。在此一场合，两个触点系统3a、3b用于当电动工具的电动机接通时用来软起动的电压源。例如，一个串联电阻器接入电动机的电压源以便软起动。第4触点系统3d可以用来桥接该串联电阻器以便在一旦软起动已经结束就产生电动工具的电动机的全电源电压。最后，第3触点系统3c当电压源切断时使电动工具的电动机短路，从而造成该电动机被迅速制动。

触点系统3有一个可以在两个切换位置即切断位置与接通位置之间运动以便切换的切换触点4，和一个固定触点5。在接通位置，切换触点4位于固定触点5上，并与之相互作用以便闭合电气连接。在切断位置，切换触点4离开固定触点5，致使电气连接被切断。

为了在两个切换位置之间切换，一个在图1中可以看到的操作构件6安装在壳体2的上表面7上致使它可以运动，并且从而可以手动运动，作用于切换触点4。从图3可以更详细地看到，一个延时机构8也布置在壳体2中并且在两个切换位置中的至少一个上可操作地连接于切换触点4，以便使切换触点4的切换运动延时。在本场合，例如，延时机构8与第4触点系统3d的切换触点4相互作用以便以一定的延时时间桥接串联电阻器，该延时时间由电动机的软起动的结束来支配。

根据本发明，延时机构8和操作构件6现在布置在触点系统3的同一侧，准确地说布置在壳体2的上表面7上。结果，延时机构8不需要开关1中任何显著的附加空间，致使开关1特别紧凑。

作为一种替代/增加，延时机构8可操作地连接于切换触点4致使它仅使向一个切换位置的切换运动，准确地说在向接通位置的切换运动期间，延时。在此一场合，在切换触点4向另一个切换位置运动期间，准确地说在切换触点4向切断位置运动期间，在此一场合延时机构8与切换触点4之间的操作连接现在被减弱，致使切换触点4基本上没有任何延时地向另一个切换位置运动。由于在切断开关1时没有显著的延时，所以可能出现的任何电弧立即被熄灭，从而有效地防止开关1的触点系统3的损坏。此一替代/补充改善对于用于借助于电动工具用的直流来工作的电动工具的开关1特别有利。

下文中将更详细地描述根据本发明的开关1的各种发展。

在一个这种进一步改进的场合，其中还对在此之前未曾发表的德国公开说明书DE 199 30 558 A1进行上下文引用，一个托架9位于壳体2中，切换触点4借助于一个弹性机构，例如借助于一个压缩弹簧13弹性地安装在其下表面上。托架9可以借助于在壳体2中导向的作用于托架9并铰支于操作构件6上的滑块15在两个位置之间运动。当托架9处于一个位置时，触点系统3因而处于切断位置，而当托架9处于另一个位置时，触点系统3处于接通位置。切换触点4最好是触点片的形式，靠该机构它在接通位置桥接两个各自对应的固定触点5，如在图2中可以看到的那样。

在图4中可以更详细地看到，第1弹簧10以压力点弹簧的形式布置在托架9上。一个与第1弹簧10配套的切换点片14位于壳体2中。在通过操作构件6的操作经由滑块15产生的托架9的运动期间，第1弹簧10现在在产生一个压力点或一些压力点的意义上与相对于托架9固定的切换点片14相互作用，致使一个弹簧力沿与托架9的运动方向相反的方向作用，直到当压力点被克服时达到切换点为止。在通过了切换点之后，在第1弹簧10中所储存的弹簧能量被释放，致使托架9能以瞬时作用运动在其两个切换位置之间切换。另一个第2弹簧11布置在托架9上并在切换期间和在托架9的运动期间产生一个附加的弹簧力。此一附加的弹簧力与托架9的运动方向相反地作用直到达到切换点为止。然后在通过切换点时，此一另一个弹簧力沿与托架9的运动方向相同的方向作用，从而辅助托架9的瞬时作用运动。最后，如图3中所示，一个第3弹簧12位于滑块15上并且这用来从接通位置复位到切断位置。

在另一项改进中，如在图1中所看到的，一个用于滑块15的导向槽16位于壳体2的上表面7上。然后这使得有可能把延时机构8在壳体2中布置在上表面7上，准确地说导向槽16的延长线上延伸地配置。如果延时机构8为延时鼓的形式，则为了保持延时鼓并作为延时鼓的轴承，可以在壳体2的上表面7上设置一个具有大体上半圆柱形的壳体连接物17。

如在图5中可以看到的，为延时鼓的形式的延时机构8有一个内充黏性液体的圆柱形鼓18，和一个布置在圆柱形鼓18中的轴19。于是圆柱形鼓18可以以阻尼方式相对于该轴19运动。轴19的一个轴端31在一侧从圆柱形鼓18伸出，致使该轴端31用作延时机构8在壳体连接物17中的轴承。一个齿系统21，准确地说为小齿轮的形式，在圆柱形鼓18的对着轴端31的一侧配合于圆柱形鼓18上。一个可以借助于一个相配的齿系统22靠圆柱形鼓18以阻尼方式运动的传动件20用来影响切换触点4，以便以此一方式以一个延时时间来切换该切换触点4。延时时间首先由圆柱形鼓18中的液体的黏度来支配，其次也由齿系统21和相配的齿系统22的传动比来支配，并且由传动件20所产生的杠杆臂的尺寸来支配。包括齿系统21连同相配的齿系统22的改进造成传动件20尽管像对于物理上小的开关1所要求的那样传动件20的高度很小，却走过很大的角度间隔。这进而还造成产生较长的延时时间的能力。例如，对于电动工具的软起动的接通延时可以选择几百毫秒到几秒的延时时间。

像从图3可以更详细地看到的那样，一个克服压缩弹簧13，该弹簧作为弹性构件用于切换触点4的轴承，而作用的滑动件23安装于托架9中，致使它可以运动。传动件20耦合于滑动件23，致使由延时机构8施加的约束力作用于压缩弹簧13。此一约束力克服由压缩弹簧13所施加的力沿固定触点5的方向作用于切换触点4。结果，当切换触点4为切换目的而沿接通位置的方向运动时，此一切换运动被延时，因为仅有来自压缩弹簧13和延时机构8的力作用于切换触点4。然而，相反，当切换触点4为切换目的而沿切断位置的方向运动时，来自第3弹簧12，可能还有来自第1和第2弹簧10、11的复位力经由托架9中的可在图2中看到的挡块24直接作用于切换触点4，致使延时机构8不能发挥任何约束效应，而切换触点4基本上没有任何延时地运动。于是延时机构8在向接通位置运动期间有效地耦合于切换触点4的运动顺序，而在向切断位置运动期间基本上从切换触点4的运动顺序脱离耦合。

在一个可以在图3中更详细地看到的最佳实施例中，传动件20为大体上圆环形件25的形式。一个轴头26布置在该环形件25的圆周上，远离滑动件23，并啮合于图5中所示的壳体连接物17中的一个轴承点27，致使环形件25能转过一个规定的角度。此一角度可以由壳体连接物17中的一个挡块32来确定。一个用来耦合于滑动件23的连接物28配合于环形件25的圆周上，大体上对着轴头26。环形件25能转过的角度借助于传动件20和延时时间来支配在延时机构8与滑动件23之间的耦合的有效性。

相配的齿系统22以内齿系统的形式，准确地说作为具有大体上圆形断面的内齿系统，配合于环形件25。滑动件23有一个大体上U字形支架29，环形件25上的连接物28啮合于该支架以便耦合。切换触点4和滑动件23布置在托架9的远离延时机构8的一侧。为了允许该耦合动作的发生，U字形支架29在托架9的面对延时机构8的一侧上伸过托架9中的一个孔30。

在图5中示出的另一项改进中，传动件20有两个彼此大约相隔用于延时机构8的圆柱形鼓18的高度的环形件25。一个轴头26始终位于每个环形件25上，以便在壳体连接物17中在各自相应的轴承点27处为传动件20提供轴承。一个内齿系统，作为相配的齿系统22，仅配合于远离延时机构8的轴19的轴端31的那个环形件25上。连接物28为把两个环形件25彼此连接的连杆件的形式。该连杆件具有没有更详细地画出的其横断面的减小，借助于该断面减小，连杆件大体上在其中央啮合于滑动件23上的U字形支架29中。

本发明不限于所描述的和所图示的举例性实施例。实际上，它还涵盖本发明的构思范围内的所有具体的发展。例如，根据本发明的开关不仅可以用于电动工具，也可以用于电动园艺设备、家用电器之类。

标号清单：

1：    电气开关

2：    壳体

3，3a

3b，3c，

3d：   触点系统

4：    切换触点

5：    固定触点

6：    操作构件

7：    (壳体的)上表面

8：    延时机构

9：    托架

10：   第1弹簧

11：   第2弹簧

12：   第3弹簧

13：   压缩弹簧(切换触点上)

14：   切换点片

15：   滑块

16：   导向槽

17：   壳体连接物

18：   圆柱形鼓

19：   轴

20：   传动件

21：   齿系统(延时机构上)

22：   相配的齿系统(传动件上)

23：   滑动件

24：   挡块(托架上)

25：   环形件

26：   轴头(环形件上)

27：    轴承点(壳体连接物上)

28：    连接物(环形件上)

29：    U字形支架(滑动件上)

30：    孔(托架中)

31：    (轴的)轴端

32：    挡块(壳体连接物中)

Claims (30)

1.一种电气开关，特别是用于例如电钻、直角砂轮机、圆锯、特形铣、篱笆修剪机之类手持电动工具的电气开关，包括至少一个带有一个能在两个切换位置之间运动以便切换的切换触点(4)的触点系统(3)，包括一个作用于该切换触点(4)以便切换的操作构件(6)，以及包括一个延时机构(8)，该延时机构(8)在两个切换位置的至少一个处可操作地连接于切换触点(4)以便使切换运动延时，其特征在于，该延时机构(8)和该操作构件(6)布置在该触点系统(3)的同一侧，一个铰支滑块(15)位于该操作构件(6)上，并且该延时机构(8)布置在滑块在壳体(2)这一侧的延长线上。

2.根据权利要求1的电气开关，其特征在于，触点系统(3)包括至少一个带有一个能在一个切断位置和接通位置之间运动以便切换的切换触点(4)和一个在接通位置与该切换触点(4)相互作用的固定触点(5)，其特征还在于，在延时机构(8)与切换触点(4)之间的操作连接在切换触点(4)向另一个切换位置，特别是向切断位置，运动期间减弱，致使切换触点(4)基本上没有任何延时地向另一个切换位置运动。

3.根据权利要求1或2的电气开关，其特征在于，该触点系统(3)布置在一个壳体(2)中。

4.根据权利要求1或2的电气开关，其特征在于，一个位于另一个后面的多达四个触点系统(3a、3b、3c、3d)位于壳体(2)中，两个触点系统(3a、3b)用于当电动工具的电动机接通时软起动情况下的电压源，第3触点系统(3c)用于当电压源切断时使电动机短路以便制动电动工具，而第4触点系统(3d)在完成软起动过程后作为一个桥路用于电动工具的电动机的全电压源。

5.根据权利要求1或2的电气开关，其特征在于，该操作构件(6)安装于壳体(2)的上表面(7)上，致使它可以运动，一个在壳体(2)内导向并作用于一个托架(9)的滑块(15)铰支于该操作构件(6)。

6.根据权利要求1或2的电气开关，其特征在于，该切换触点(4)借助于一个弹性构件弹性地安装于托架(9)上。

7.根据权利要求1或2的电气开关，其特征在于，在托架(9)上配置一个用来为切换运动产生一个压力点或一些压力点并与壳体(2)相互作用的第1弹簧(10)。

8.根据权利要求1或2的电气开关，其特征在于，在托架(9)上配置一个与滑块(15)相互作用并协助瞬时作用切换运动的第2弹簧(11)。

9.根据权利要求1或2的电气开关，其特征在于，一个用来复位的第3弹簧(12)位于滑块(15)上。

10.根据权利要求1或2的电气开关，其特征在于，用于滑块(15)的导向槽(16)位于壳体(2)的上表面(7)上，延时机构(8)布置在壳体(2)的上表面(7)上导向槽(16)的延长线上。

11.根据权利要求1或2的电气开关，其特征在于，该延时机构(8)为延时鼓的形式。

12.根据权利要求1或2的电气开关，其特征在于，一个壳体连接物(17)布置在壳体(2)的上表面(7)上，以便保持并作为该延时鼓的轴承。

13.根据权利要求12的电气开关，其特征在于，该连接物(17)是半圆柱形。

14.根据权利要求1或2的电气开关，其特征在于，该延时机构(8)有一个内充黏性液体的圆柱形鼓(18)和一个布置在该圆柱形鼓(18)中的轴(19)，致使该圆柱形鼓(18)能以阻尼方式相对于该轴(19)运动。

15.根据权利要求14的电气开关，其特征在于，一个齿系统(21)配合于该圆柱形鼓(18)上，一个传动件(20)能够靠圆柱形鼓(18)以阻尼方式运动以便借助于相配的齿系统(22)作用于切换触点(4)。

16.根据权利要求14的电气开关，其特征在于，一个轴端(31)在一侧从圆柱形鼓(18)伸出，齿系统(21)以小齿轮的形式配合于该圆柱形鼓(18)的与轴端(31)对峙的一侧。

17.根据权利要求1或2的电气开关，其特征在于，一个克服用于切换触点(4)的轴承的弹性机构而作用的滑动件(23)安装在托架(9)中致使它能运动，而且传动件(20)耦合于滑动件(23)致使在切换触点(4)的切换运动期间由延时机构(8)所施加的约束力克服由弹性机构所施加的力而作用，以便使切换运动延时。

18.根据权利要求15的电气开关，其特征在于，该传动件(20)为圆环形件(25)的形式。

19.根据权利要求18的电气开关，其特征在于，一个轴头(26)布置在该环形件(25)远离该滑动件(23)的圆周上并啮合于壳体连接物(17)中的一个轴承点(27)以便允许环形件(25)转过一个由壳体连接物(17)中的挡块(32)所界定的角度。

20.根据权利要求18的电气开关，其特征在于，一个用来耦合于滑动件(23)的连接物(28)对着轴头(26)配合于环形件(25)的圆周上。

21.根据权利要求18的电气开关，其特征在于，相配的齿系统(22)以内齿系统的方式配合于环形件(25)。

22.根据权利要求21的电气开关，其特征在于，内齿系统(22)具有圆形断面。

23.根据权利要求17的电气开关，其特征在于，滑动件(23)有一个U字形支架(29)，环形件(25)上的连接物(28)啮合于该U字形支架中。

24.根据权利要求17的电气开关，其特征在于，切换触点(4)和滑动件(23)布置在托架(9)的远离延时机构(8)一侧。

25.根据权利要求23的电气开关，其特征在于，该U字形支架(29)在托架(9)的面对延时机构(8)的一侧伸过托架(9)上的一个孔(30)。

26.根据权利要求15的电气开关，其特征在于，传动件(20)有两个彼此大约相隔用于延时机构(8)的圆柱形鼓(18)的高度的环形件(25)。

27.根据权利要求26的电气开关，其特征在于，一个用来支承传动件(20)的轴头(26)始终位于每个环形件(25)上的壳体连接物(17)中的一个对应的轴承点(27)。

28.根据权利要求26的电气开关，其特征在于，一个内齿系统仅配合于远离延时机构(8)的轴端(31)的那个环形件(25)上。

29.根据权利要求20的电气开关，其特征在于，连接物(28)为把两个环形件(25)彼此连接的连杆件的形式。

30.根据权利要求29的电气开关，其特征在于，该连杆件大体上在中央有一个其横截面的减小，借此该连杆件啮合于滑动件(23)上的U字形支架(29)。

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