CN1208794C - 电开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于具有一借助直流电工作的电动机的手工电动工具的电开关(1)。开关有一个由固定触点(4)和开关触点(5)组成的触点系统(3)，开关触点设在一滑块(8)上。使滑块移动的操纵机构(6)作用在开关触点上。一个配属于触点系统设计为屏蔽装置(7)的装置，用于熄灭在固定触点与开关触点之间在开关过程产生的电弧。屏蔽装置与开关触点这样连接，即，当开关触点从接通位置到断开位置的开关过程中，屏蔽装置运动到处于固定触点与开关触点之间的区域内；当开关触点从断开位置到接通位置的开关过程中，屏蔽装置从处于固定触点与开关触点之间的区域回移。屏蔽装置通过其一端铰接在滑块上，而以另一端作为屏蔽件朝向开关触点。

Description

电开关

本发明涉及一种电开关。

这类电开关尤其在手工电动工具中用作电源开关。尤其在用例如125伏直流电压工作的电动机中，可能流过大的电流，例如130安培或更大的直流电流，所以断开时在触点处产生电弧。电弧的产生可能导致开关破坏，在电动工具中出自于安全的原因应防止发生这种情况。

由DE 19726402 A1已知一种用于大电流的电开关，它设有灭弧装置。这种开关有一触点系统，它由固定触点和开关触点组成。操纵机构作用在开关触点上，用于触发在触点系统的断开位置与接通位置之间的开关过程。配属于触点系统设计的屏蔽装置型式的用于熄灭在开关过程中固定触点与开关触点之间产生电弧的装置可运动地与开关触点连接。因此屏蔽装置在开关触点从接通位置到断开位置的开关过程中运动到位于固定触点与开关触点之间的区域内，而在开关触点从断开位置到接通位置的开关过程中从位于固定触点与开关触点之间的区域移出。

在触点系统接通时，屏蔽装置向下运动，所以在接通位置屏蔽装置处于固定触点下方。因此在开关的外壳内在那里提出了一定的空间需求，从而使外壳在此区域内有隆凸。在有些使用场合，尤其在电动工具手柄内空间供应紧张的情况下，在开关外壳内的这种隆凸可能造成干涉。此外，开关触点与屏蔽装置之间的连接结构设计复杂，在这种情况下在断开位置与接通位置之间转换时导致屏蔽装置复杂的运动过程。这迫使在制造屏蔽装置零件时提高精度，其结果是最终提高了开关的生产成本。

本发明的目的是进一步发展屏蔽装置，以便能进一步减小开关的外壳。

按本发明，提出一种用于具有一借助直流电工作的电动机的手工电动工具的电开关，包括一个由固定触点和开关触点组成的触点系统、一个作用在开关触点上以便在触点系统的断开和接通位置之间触发开关过程的操纵机构、以及一个配属于触点系统设计为屏蔽装置的装置，用于熄灭在固定触点与开关触点之间在开关过程产生的电弧，其中，屏蔽装置可运动地与开关触点以这样的方式连接，即，当开关触点从接通位置到断开位置的开关过程中屏蔽装置运动到处于固定触点与开关触点之间的区域内，以及，当开关触点从断开位置到接通位置的开关过程中屏蔽装置从处于固定触点与开关触点之间的区域移出，操纵机构使一滑块移动，其中，开关触点设在滑块上。屏蔽装置以一端与滑块铰接，而以另一端作为屏蔽件朝向开关触点。因此，屏蔽件强迫导引地随滑块运动到开关触点与固定触点之间的区域内和从此区域移出，并在产生电弧时以灭弧盾的方式工作。

处于开关外壳内的滑块可基本上直线运动，由此保证在屏蔽装置与开关触点之间的连接方式比较简单。为了在接通位置使开关触点在固定触点上施加一压紧力，在滑块内还设一弹性元件。

在一项优选的进一步发展中，屏蔽装置设计为双臂式杠杆。杠杆的第一杠杆臂铰接在滑块上，以及第二杠杆臂作为真正的屏蔽件配属于开关触点。此双臂杠杆可有大体上C形或镰刀形造型。本发明建议，开关的外壳由用于容纳滑块、触点系统等的外壳下部和盖状的外壳上部组成。在这种情况下，双臂杠杆的支点可装在外壳内部，尤其在外壳下部上。

为了将屏蔽装置铰接在滑块上，在滑块内和/或在一个设在滑块上的配件内有导槽。一个装在屏蔽装置第一杠杆臂上的插销插入导槽内，使屏蔽装置可强迫导引地随滑块运动。导槽可由一个面朝开关触点的第一导引面和一个与之连接的背对开关触点的第二导引面组成。第一导引面设计成斜面的型式，它相对于滑块的运动方向倾斜延伸，而第二导引面大体上沿滑块的运动方向延伸。总体上，此导槽有大体上回飞镖的造型。这种方式的铰接保证滑块与屏蔽装置之间精确的强迫导引。

在外壳下部有一槽，用于在触点系统的接通位置容纳屏蔽装置第二杠杆臂的至少一部分。此外，槽还用于在触点系统的断开位置容纳第一杠杆臂的一部分。在起屏蔽件作用的第二杠杆臂上可设至少一个侧面，使屏蔽件构成罩的型式。于是在断开位置罩在很大程度上覆盖开关触点面朝固定触点的接触表面。在这种设计中可靠防止了电弧从侧向逸出。

在一种优选的设计中，按本发明的开关有一个触点系统，这种触点系统包括两个固定触点和一个设计为桥接触点并设两个接触面的开关触点。屏蔽装置由两个并列的配属于各自的接触面的杠杆组成。屏蔽装置杠杆的两个杠杆臂可在其支点借助一公共轴互相连接。恰当的是，轴在杠杆支点有伸出的端部，轴的这两个端部分别可转动地装在下壳下部中的槽内。此外，两个彼此相对各有一导槽的配件可按这样的方式设在滑块上，即，使在每一个杠杆的第一杠杆臂上的插销插入导槽内。

采用本发明获得的优点主要在于，可靠地防止触点系统受电弧作用而破坏。有可能产生的电弧在短时间内便被熄灭，因此有效防止触点系统的触点烧损。其结果是大大延长了开关的使用寿命。

此电开关特别适用于大电流，并因而能在大功率电动工具中使用。尤其是，此开关可应用于用直流电压工作的电动机，在那里与过交流电压零点时的情况不同，不发生电弧的自动熄灭。此开关还可用作具有短路制动器的电动工具的制动开关，在那里当断开时由于电动机短路和如发电机那样作用，因而产生特别大的直流电流。

尽管如此，此开关总体上仍设计为紧凑和小型的结构，因此，它特别适用于电动工具符合人类工程学的狭长的手柄。此外，屏蔽装置设计筒单，所以在制造屏蔽装置零件时不需要特别精确。还有，在功能改善的同时开关只需要少量的附加零件。其结果是，尽管提高了性能但只引起少量提高开关的生产成本。

附图表示了本发明的实施例和进一步发展并在下面进一步说明。其中：

图1  通过电开关的纵剖面，其中触点系统处于断开位置；

图2  对应于图1中区域II的触点系统局部放大图；

图3  通过电开关的纵剖面，其中触点系统处于接通位置；

图4  如图2中的触点系统局部放大图，其中对应于图3中区域IV的触点系统处于接通位置；以及

图5  滑块与屏蔽装置作为单独部分的从下侧看的透视图。

图1可见一电开关1，它可用作手工电动工具如角度打磨机、钻孔机、圆盘锯等中的电源开关。这种手工电动工具包括一台例如借助直流电工作的电动机。

开关1有外壳2，它由基座状外壳下部14和盖状外壳上部15组成。在外壳2内部至少设一个触点系统3。本开关1包含两个触点系统3、3a用于控制两条电流电路。触点系统3、3a由固定触点4和开关触点5组成，前者安置在用于与电动工具内的电引线连接的电接头29上。在这种开关1中尤其建议，触点系统3、3a如借助图5可见的那样各设计两个固定触点4、4’和一个设计为桥接触点提供两个接触面24、24’的开关触点5。

设在外壳2上的操纵机构6作用在开关触点5上，用于触发在触点系统3、3a断开位置与接通位置之间的开关过程。为此，操纵机构6与一个处于外壳2内可基本上直线运动的滑块在工作上连接起来，其中，滑块8的一根从外壳2伸出的推杆30铰接在操纵机构6上。滑块8、触点系统3、3a以及可能的开关1其他零件装在外壳下部14内。滑块8和推杆30含有弹簧31、32以及另一个图中未表示的加压点弹簧，所以滑动8以一种板机状运动方式在触点系统3、3a两个位置之间转换。开关触点5本身与一弹性元件11一起安置在滑块8下侧，可见图1或3。滑块8与操纵机构6之间工作连接的详细结构可参见本申请人未预公开的DE 19930558 A1，此文件又是以有优选权的德国专利申请DE 19833296.3、为基础的，所以在这里任何进一步的说明都是不必要的。

下面考虑到本发明仅需详细讨论触点系统3。在图1和2中可见处于断开位置的触点系统3，在此位置开关触点5离开固定触点4。图3和4表示处于接通位置的触点系统3，在此位置开关触点5贴靠在固定触点4上。尤其借助于图4可见，此时弹性元件11施加一个将开关触点5紧压在固定触点4上的力。

若驱动大功率电动机，则在接通位置有较大的电流通过开关1的触点系统3流动。例如在功率为2.3千瓦的角度打磨机中可流过约达120安倍的直流电流。在电动机断开时，亦即当触点系统3转换到断开位置，在开关触点5与固定触点4之间产生电弧，它可能导致触点烧损。为避免破坏触点系统3，为触点系统3配设用于熄灭在开关过程中在固定触点4与开关触点5之间所产生的电弧的设计为屏蔽装置7型式的装置。

屏蔽装置7与开关触点5可运动地连接。由图2或4可见，为了连接，屏蔽装置7以一端9铰接在滑块8上，以及以另一端9作为屏蔽件配属于开关触点5。基于这种连接，屏蔽装置7在开关触点5从图4的接通位置到图2的断开位置的开关过程中运动到处于固定触点4与开关触点5之间的区域内，从而排斥或中断电弧直至最终熄灭。在开关触点5从图2的断开位置到按图4的接通位置这种反向开关过程中，屏蔽装置7从处于固定触点4与开关触点5之间的区域移出。因为屏蔽装置7此时处于开关触点5与固定触点4之间的区域以外，所以在开关触点5的接通位置可以无阻碍地贴靠在固定触点4上。

由图2或4可见屏蔽装置7的详细设计。屏蔽装置7设计为双臂杠杆28。优选地，此屏蔽装置7的双臂杠杆有肘杆型式的大体为C形或镰刀形的造型。第一杠杆臂12铰接在滑块8上，而另一个第二杠杆臂13作为真正的屏蔽件配属于开关触点5。在起屏蔽件作用的第二杠杆臂13上可至少设一个在图4中可特别清楚看出的侧面23，从而使屏蔽件构成罩的型式。罩在很大程度上覆盖相应于图2在断开位置时开关触点5面朝固定触点4的接触面24，由此防止电弧侧向逸出。屏蔽装置7双臂杠杆28的支点16可转动地装在外壳2内部，确切地说，在外壳下部14上的一个槽27中。

屏蔽装置7铰接在滑块8上的详细设计同样可见图2或4。对此，滑块8有一导槽17，导槽可处于一个设在滑块8上可在图5中看到的配件18中。显然，导槽也可以直接处于滑块8内，但没有进一步表示。装在屏蔽装置7第一杠杆12上的插销19插入导槽17，使屏蔽装置7可强迫导引地随滑块8运动。导槽17本身由一个面朝开关触点5设计为斜面状的第一导引面20和一个与之连接背对开关触点5的第二导引面21组成。第一导引面20基本上相对于滑块8运动方向倾斜延伸，而第二导引面21大约沿滑块8的运动方向延伸。由此使导槽17大体上有回飞镖的造型。

在外壳下部14中有一个可在图1至4中看到的槽22。槽22用于在借助图4表示的触点系统3接通位置下容纳屏蔽装置7起屏蔽件作用的第二杠杆臂13的至少一部分。此外，借助图2可以看出，槽22还用于在触点系统3的断开位置容纳屏蔽装置7第一杠杆12的一部分。

若开关触点5设两个接触面24、24’作为桥接触点，则建议，屏蔽装置7由两个并列的配属于各自的接触面24，24’的杠杆28，28’组成。图5作为滑块8和屏蔽装置7的分解图详细表示了这种设计。这两个杠杆28，28’在其支点16通过公共的轴25互相连接。此外，轴25在杠杆28，28’的支点16有伸出的端部26，轴25的这两个端部26分别可转动地支承在图2和4中所示的在外壳下部14上的槽27中，两个彼此相对各有一个导槽17的配件18，18’按这样的方式安置在滑块8上，即，可将在每个杠杆28，28’第一杠杆臂12上的插销19插入导槽17内。因此，这两个杠杆28，28’在滑块8运动的同时被强迫导引，以及它们的第二杠杆臂13按上面已说明的方式起开关触点5两个接触面24，24’屏蔽件的作用，以便切断电弧。

本发明不受已说明和图示的实施例的限制。确切地说，本发明还包括在本发明思想的范围内专业人员所有的进一步发展。例如，本发明不仅可应用于电动工具的开关，而且可用作例如在汽车或类似领域中控制设备的开关。

Claims (10)

1.用于具有一借助直流电工作的电动机的手工电动工具的电开关，包括一个由固定触点(4)和开关触点(5)组成的触点系统(3)、一个作用在开关触点(5)上以便在触点系统(3)的断开和接通位置之间触发开关过程的操纵机构(6)、以及一个配属于触点系统(3)设计为屏蔽装置(7)的装置，用于熄灭在固定触点(4)与开关触点(5)之间在开关过程产生的电弧，其中，屏蔽装置(7)可运动地与开关触点(5)以这样的方式连接，即，当开关触点(5)从接通位置到断开位置的开关过程中屏蔽装置(7)运动到处于固定触点(4)与开关触点(5)之间的区域内，以及，当开关触点(5)从断开位置到接通位置的开关过程中屏蔽装置(7)从处于固定触点(4)与开关触点(5)之间的区域移出，其特征为：操纵机构(6)使一滑块(8)移动；开关触点(5)装在滑块(8)上；以及，屏蔽装置(7)通过一端(9)铰接在滑块(8)上，而以另一端(10)作为屏蔽件朝向开关触点(5)，使屏蔽件可强迫导引地随滑块(8)运动到开关触点(5)与固定触点(4)之间的区域内和从此区域移出。

2.按照权利要求1所述的电开关，其特征为：位于开关(1)的外壳(2)内的滑块(8)可以作直线运动；以及，在滑块(8)内设弹性元件(11)，在接通位置施加一个将开关触点(5)压紧在固定触点(4)上的力。

3.按照权利要求1或2所述的电开关，其特征为：屏蔽装置(7)设计为双臂杠杆(28)，其中一个第一杠杆臂(12)铰接在滑块(8)上，而另一个第二杠杆臂(13)作为真正的屏蔽件配属于开关触点(5)。

4.按照权利要求3所述的电开关，其特征为：双臂杠杆(28)有C形或镰刀形造型。

5.按照权利要求3所述的电开关，其特征为：开关(1)的外壳(2)由用于容纳滑块(8)、触点系统(3)的基座状外壳下部(14)和盖状的外壳上部(15)组成；以及，双臂杠杆(28)的支点(16)在外壳(2)内部安装在外壳下部(14)上。

6.按照权利要求1所述的电开关，其特征为：为了将屏蔽装置(7)铰接在滑块(8)上，在滑块(8)内和/或在一个设在滑块(8)上的配件(18)内有一个导槽(17)，其中，一个装在屏蔽装置(7)第一杠杆臂(12)上的插销(19)插入导槽(17)，使屏蔽装置(7)可强迫导引地随滑块(8)运动。

7.按照权利要求6所述的电开关，其特征为：导槽(17)由一个面朝开关触点(5)制成斜面状的相对于滑块(8)运动方向倾斜延伸的第一导引面(20)以及一个与该第一导引面连接背对开关触点(5)沿滑块(8)运动方向延伸的第二导引面(21)组成，使导槽(17)有回飞镖的造型。

8.按照权利要求3所述的电开关，其特征为：在外壳下部(14)有一槽(22)，用于在触点系统(3)的接通位置容纳屏蔽装置(7)起屏蔽件作用的第二杠杆臂(13)的至少一部分，以及用于在触点系统(3)的断开位置容纳屏蔽装置(7)第一杠杆臂(12)的一部分。

9.按照权利要求3所述的电开关，其特征为：在起屏蔽件作用的第二杠杆臂(13)上设至少一个侧面(23)，使屏蔽件构成罩的型式，在断开位置，所述罩覆盖开关触点(5)面朝固定触点(4)的接触面(24)。

10.按照权利要求1所述的电开关，其特征为：触点系统(3)包括两个固定触点(4，4’)和一个设计为桥接触点并设两个接触面(24，24’)的开关触点(5)；屏蔽装置(7)由两个并列的配属于各自的接触面(24，24’)的杠杆(28，28’)组成；两个杠杆(28，28’)在其支点(16)通过公共轴(25)互相连接；轴(25)在杠杆(28，28’)支点(16)有伸出的端部；轴(25)的两个端部(26)分别可转动地装在外壳下部(14)中的槽(27)内；以及，两个彼此相对各有一导槽(17)的配件(18，18’)按这样的方式设在滑块(8)上，即，使在每一个杠杆(28，28’)的第一杠杆臂(12)上的插销(19)插入导槽(17)内。

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