DE102006039716B4

DE102006039716B4 - Thrust switch for screwing devices

Info

Publication number: DE102006039716B4
Application number: DE102006039716.9A
Authority: DE
Inventors: Michael Wieler; Markus Rief
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-08-24
Filing date: 2006-08-24
Publication date: 2023-03-30
Anticipated expiration: 2026-08-25
Also published as: DE102006039716A1

Abstract

Schubschalter mit einer in axialer Richtung federnd gelagerten Welle (1), dadurch gekennzeichnet, dass ein lichtempfindlicher Sensor (9), eine Lichtquelle (8), ein Träger (7) und ein Reflektor (6) umfasst sind, wobei die Lichtquelle (8) und der Sensor (9) in axialer Richtung der Welle (1) beabstandet voneinander an dem Träger (7) angeordnet sind, wobei Lichtquelle (8) und Sensor (9) an dem Träger (7) und relativ zu dem Reflektor (6) derart angeordnet sind, dass diese bei axialer Bewegung der Welle (1) eine Relativbewegung zueinander ausführen, wobei ein Teil des Trägers (7) und ein Teil des Reflektors (6) durch die Relativbewegung aneinander angeordnet werden können, wobei das von der Lichtquelle (8) emittierte Licht mittels des Reflektors (6) derart zum Sensor (9) umgelenkt wird, dass abhängig vom Lichteinfall auf den Sensor (9) ein Schaltsignal erzeugbar ist, und wobei der Lichteinfall auf den Sensor (9) abhängig davon ist, in welche Position das Teil des Trägers (7) und das Teil des Reflektors (6) durch die Relativbewegung zueinander verschoben sind.

Push switch with a shaft (1) which is spring-mounted in the axial direction, characterized in that a light-sensitive sensor (9), a light source (8), a carrier (7) and a reflector (6) are included, the light source (8) and the sensor (9) are arranged on the carrier (7) at a distance from one another in the axial direction of the shaft (1), the light source (8) and sensor (9) being on the carrier (7) and relative to the reflector (6) in such a way are arranged such that they move relative to one another when the shaft (1) moves axially, with part of the carrier (7) and part of the reflector (6) being able to be arranged on one another as a result of the relative movement, with the light emitted by the light source (8) emitted light is deflected to the sensor (9) by means of the reflector (6) in such a way that a switching signal can be generated depending on the incidence of light on the sensor (9), and the incidence of light on the sensor (9) depends on the position in which the Part of the carrier (7) and part of the Reflector (6) are shifted to each other by the relative movement.

Description

Die Erfindung befasst sich mit einem Schubschalter gemäß dem unabhängigen Anspruch, insbesondere mit einem Schubschalter für Elektrowerkzeuge.The invention relates to a push switch according to the independent claim, in particular to a push switch for power tools.

Die US 5,557,990 A zeigt ein Elektrowerkzeug mit einem Schubschalter, welcher bei Ausübung von Druck in axialer Richtung zur einzudrehenden Schraube ein Einschalten des Werkzeuges bewirkt. Der Schubschalter ist mittels eines elektrischen Mikroschalters realisiert, welcher einen Hebel umfasst, der bei axialer Verschiebung der Werkzeugwelle betätigt wird. Zur Betätigung des Schalterhebels sind eine Vielzahl mechanischer Teile erforderlich, was die Verschleißanfälligkeit des Werkzeuges und des Montageaufwand erhöht. Auch unterliegt der Schalter selbst einem Verschleiß, so dass das Werkzeug nach einer Vielzahl von Schraubvorgängen und abhängig von den Umgebungsbedingungen früher oder später ausfallen wird. Auch der Raumbedarf ist für eine derartig aufwendige Mechanik relativ hoch. DE 197 15 175 C1 erwähnt die Ausführung einer optisch ausgeführten Schalteinheit an einer Welle.The US 5,557,990A shows a power tool with a push switch, which causes the tool to switch on when pressure is applied in the axial direction to the screw to be screwed in. The thrust switch is implemented by means of an electrical microswitch, which includes a lever that is actuated when the tool shaft is axially displaced. A large number of mechanical parts are required to actuate the switch lever, which increases the susceptibility to wear of the tool and the assembly effort. Also, the switch itself is subject to wear, so that the tool will sooner or later fail after a large number of screwing operations and depending on the environmental conditions. The space requirement is also relatively high for such a complex mechanism. DE 197 15 175 C1 mentions the design of an optical switching unit on a shaft.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin einen Schubschalter für elektrische Werkzeuge zu realisieren, welcher die Zuverlässigkeit des Werkzeuges erhöht und mit einer möglichst geringen Anzahl von Einzelteilen auskommt, um ein sicheres Schalten zu gewährleisten.The object of the invention is to realize a push switch for electric tools which increases the reliability of the tool and requires as few individual parts as possible in order to ensure reliable switching.

Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, dass ein Schubschalter mit einer in axialer Richtung federnd gelagerten Welle einen lichtempfindlichen Sensor, eine Lichtquelle und einen Reflektor umfasst, wobei Lichtquelle, Sensor und der Reflektor derart angeordnet sind, dass diese bei axialer Bewegung der Welle eine Relativbewegung zueinander ausführen, wobei das von der Lichtquelle emittierte Licht mittels des Reflektors relativ zum Sensor derart umgelenkt wird, dass abhängig vom Lichteinfall auf den Sensor ein Schaltsignal erzeugbar ist, wie in Anspruch 1 beschrieben.The invention achieves the object in that a push-button switch with a shaft that is spring-mounted in the axial direction comprises a light-sensitive sensor, a light source and a reflector, with the light source, sensor and reflector being arranged in such a way that they move relative to one another when the shaft moves axially run, wherein the light emitted by the light source is deflected relative to the sensor by means of the reflector in such a way that a switching signal can be generated depending on the incident light on the sensor, as described in claim 1.

Die Erfindung ermöglicht ein berührungsloses und damit verschleißfreies Schalten, unabhängig von äußeren Einsflüssen wie elektrischen oder magnetischen Feldern, wie das beispielsweise bei Reedkontakten nicht der Fall ist. Ein elektrisches Werkzeug, welches einen erfindungsgemäßen Schubschalter umfasst, ist damit weniger wartungsanfällig und preiswerter herstellbar. Die Anzahl der Bauteile für die Schalteinrichtung ist auf ein Minimum reduziert. Die Erfindung bewirkt ein sicheres Anlaufen eines Elektrogerätes beim Aufsetzen auf das zu verarbeitende Werkstück.The invention enables contactless and therefore wear-free switching, independent of external influences such as electrical or magnetic fields, which is not the case with reed contacts, for example. An electric tool that includes a push switch according to the invention is therefore less susceptible to maintenance and can be produced more cheaply. The number of components for the switching device is reduced to a minimum. The invention causes an electrical device to start up reliably when it is placed on the workpiece to be processed.

Bevorzugt ist die Lichtquelle und/oder der Sensor ortsfest innerhalb des Abtriebs angeordnet, wobei der Reflektor ortsfest an der Welle angeordnet ist und deren axiale Bewegung mit ausführt. Es wird dann keine Verdrahtung des beweglichen Teils erforderlich, da der Reflektor im Gegensatz zu der Lichtquelle an keine Energieversorgung gebunden ist.The light source and/or the sensor is/are preferably arranged in a stationary manner within the output, with the reflector being arranged in a stationary manner on the shaft and carrying out its axial movement. No wiring of the movable part is then required, since the reflector, in contrast to the light source, is not tied to any power supply.

Alternativ zur vorhergehenden Lösung ist der Reflektor ortsfest innerhalb des Abtriebs angeordnet und die Lichtquelle und/oder der Sensor an der Welle ortsfest angeordnet, wobei diese deren axiale Bewegung mit ausführt. Die Lichtquelle nimmt weniger Raum als der Reflektor ein. Diese Variante spart Bauraum.As an alternative to the previous solution, the reflector is arranged in a stationary manner within the output and the light source and/or the sensor is arranged in a stationary manner on the shaft, with the shaft also carrying out its axial movement. The light source takes up less space than the reflector. This variant saves installation space.

Besonders bevorzugt ist die Lichtquelle mittels einer Leuchtdiode und der lichtempfindliche Sensor mittels eines lichtabhängigen Widerstandes realisiert. Beide Bauteile sind sehr preiswert zu beziehen und ermöglichen die kostengünstige Herstellung eines erfindungsgemäßen Schubschalters.The light source is particularly preferably implemented by means of a light-emitting diode and the light-sensitive sensor by means of a light-dependent resistor. Both components can be obtained very cheaply and enable a push switch according to the invention to be manufactured at low cost.

Der Schubschalter kann ebenfalls gleich eine Auswertelektronik für das Sensorsignal umfassen, so dass er ein unmittelbar für weitere elektronische Verarbeitungsstufen als Ein- bzw. Ausschaltsignal verwendbares elektrisches Ausgangssignal liefert.The slide switch can also include evaluation electronics for the sensor signal, so that it delivers an electrical output signal that can be used directly for further electronic processing stages as an on or off signal.

Besonders bevorzugt umfasst ein Abtrieb den erfindungsgemäßen Schubschalter, wobei die Schubschalterwelle die Abtriebswelle darstellt und diese Welle an einem Ende eine Werkzeugaufnahmevorrichtung umfasst und am anderen Ende eine Kupplung zur Verbindung mit einer Antriebswelle umfasst. Alternativ kann die Abtriebswelle identisch mit einer Antriebswelle sein, so dass keine Kupplung und lediglich eine Werkzeugaufnahme erforderlich ist.An output particularly preferably comprises the push switch according to the invention, the push switch shaft representing the output shaft and this shaft comprising a tool receiving device at one end and a coupling for connection to a drive shaft at the other end. Alternatively, the output shaft can be identical to a drive shaft, so that no clutch and only a tool holder is required.

Bei Ausstattung eines Schraubwerkzeuges mit einem erfindungsgemäßen Abtrieb mit Schubschalter kann der Schubschalter beim Aufsetzen auf ein einzudrehendes Befestigungsmittel einen Einschaltimpuls liefem, welcher die Rotation der Antriebswelle bewirkt und zum Eindrehen der Schraube führt. Nach dem Eindrehen der Schraube wird das Schraubwerkzeug von der Schraube entfernt und der Schubschalter bewirkt aufgrund des fehlenden Anpressdruckes ein Abschalten des Schraubers.When a screwdriving tool is equipped with an output with a push switch according to the invention, the push switch can deliver a switch-on pulse when placed on a fastener to be screwed in, which causes the drive shaft to rotate and leads to the screw being screwed in. After the screw has been screwed in, the screwdriving tool is removed from the screw and the thrust switch causes the screwdriver to switch off due to the lack of contact pressure.

Auch andere elektrische Geräte mit einem erfindungsgemäßen Schubschalter sind denkbar.

1: Abtriebswelle
2: Kugellager
3: Gewindering
4: Lagerbüchse
5: Stift
6: Reflektor
7: Träger
8: LED
9: LDR
10: Gehäuse

Other electrical devices with a slide switch according to the invention are also conceivable.

1: output shaft
2: ball-bearing
3: threaded ring
4: bearing bush
5: Pen
6: reflector
7: carrier
8th: LEDs
9: LDR
10: Housing

1 zeigt einen Abtrieb mit erfindungsgemäßem Schubschalter, wie er beispielsweise in einem elektrischen Schrauber zur Anwendung kommen könnte. 1 shows an output with a push switch according to the invention, as could be used, for example, in an electric screwdriver.

Es sind in 1 im Detail gezeigt, * die Abtriebswelle 1 mit Werkzeugaufnahme, ein Kugellager 2, ein Gewindering 3, eine Lagerbüchse 4, ein Stift 5, ein Reflektor 6, ein Träger 7, zwei LEDs (Leichtdioden) 8, ein LDR (lichtempfindlicher Widerstand) 9 und ein Gehäuse 10.they are in 1 shown in detail * the output shaft 1 with tool holder, a ball bearing 2, a threaded ring 3, a bearing bush 4, a pin 5, a reflector 6, a carrier 7, two LEDs (light emitting diodes) 8, an LDR (light sensitive resistor) 9 and a housing 10.

Um den Schubschalter zu betätigen, muss die Welle 1 innerhalb des Gehäuses 10 verschoben werden. Dies kann beispielsweise durch Aufsetzen der Welle 1 auf ein Werkstück geschehen. Die Welle ist mittels einer Feder in axialer Richtung vorgespannt und kehrt automatisch in ihre Ausgangslage zurück, sobald eine auf die Welle und Feder wirkende Druckkraft nachlässt. Die Welle 1 ist mittels des Kugellagers 2 innerhalb der Lagerbüchse 4 angeordnet. Die Lagerbüchse 4 wiederum ist innerhalb des Gehäuses 10 angeordnet und mittels eines Stiftes 5 drehfest arretiert, jedoch axial beweglich. Das Kugellager 2 ist außerdem mittels eines Gewinderings 3 in die Lagerbuchse 4 eingepresst.In order to actuate the push switch, the shaft 1 must be moved within the housing 10. This can be done, for example, by placing the shaft 1 on a workpiece. The shaft is axially biased by a spring and automatically returns to its original position as soon as a compressive force acting on the shaft and spring is released. The shaft 1 is arranged inside the bearing bush 4 by means of the ball bearing 2 . The bearing bush 4 in turn is arranged within the housing 10 and locked in a rotationally fixed manner by means of a pin 5, but is axially movable. The ball bearing 2 is also pressed into the bearing bush 4 by means of a threaded ring 3 .

Der in 1 gezeigte Schrauberabtrieb ist damit axial verschiebbar und wird über die Zylinderfläche der Lagerbüchse 4 geführt. An der Lagerbüchse 4 ist ein Reflektor 6 angebracht. Zusätzlich befindet sich im Gehäuse 10 ein Träger 7, auf dem LEDs 8 angeordnet sind, die im Betrieb kontinuierlich leuchten. Soll der Schrauber gestartet werden, so wird mittels der Welle 1 der Reflektor 6 verschoben und das Licht des der LEDs 8 wird mittels des Reflektors 6 auf den LDR 9 reflektiert. Der LDR ändert seinen elektrischen Widerstand und diese Änderung wird von einer Auswerteelektronik erfasst und als Schaltsignal zum Einschalten- oder Ausschalten des Schraubers verwendet.the inside 1 Screwdriver output shown is thus axially displaceable and is guided over the cylinder surface of the bearing bush 4. A reflector 6 is attached to the bearing bush 4 . In addition, there is a carrier 7 in the housing 10, on which LEDs 8 are arranged, which light up continuously during operation. If the screwdriver is to be started, the reflector 6 is displaced by means of the shaft 1 and the light from the LEDs 8 is reflected onto the LDR 9 by means of the reflector 6 . The LDR changes its electrical resistance and this change is recorded by evaluation electronics and used as a switching signal to switch the screwdriver on or off.

Claims

Thrust switch with a shaft (1) spring-mounted in the axial direction, characterized in that a light-sensitive sensor (9), a light source (8), a carrier (7) and a reflector (6) are included, the light source (8) and the sensor (9) are arranged on the carrier (7) at a distance from one another in the axial direction of the shaft (1), the light source (8) and sensor (9) being on the carrier (7) and relative to the reflector (6) in such a way are arranged such that they move relative to one another when the shaft (1) moves axially, with part of the carrier (7) and part of the reflector (6) being able to be arranged on one another as a result of the relative movement, with the light emitted by the light source (8) emitted light is deflected to the sensor (9) by means of the reflector (6) in such a way that a switching signal can be generated depending on the incidence of light on the sensor (9), and the incidence of light on the sensor (9) depends on the position in which the Part of the carrier (7) and the part de s reflector (6) are shifted by the relative movement to each other.

push switch after claim 1 , wherein the light source (8) is arranged stationary within the output, the reflector (6) carrying out the axial movement of the shaft (1).

push switch after claim 1 , wherein the sensor (9) is arranged in a stationary manner within the output, the reflector (6) carrying out the axial movement of the shaft (1).

push switch after claim 1 , wherein the reflector (6) is arranged in a stationary manner within the output, the light source (8) carrying out the axial movement of the shaft (1).

push switch after claim 1 , wherein the reflector (6) is arranged in a stationary manner within the output, the sensor (9) carrying out the axial movement of the shaft (1).

Thrust switch according to one of the preceding claims, the light source (8) being implemented by means of a light-emitting diode (8) and the light-sensitive sensor (9) by means of a light-dependent resistor (9).

Thrust switch according to one of the preceding claims, wherein evaluation electronics for the sensor signal are included.

Output with a push switch according to one of the preceding claims, wherein the shaft (1) is the output shaft (1) and this comprises a tool receiving device.

Screwdriving tool with output after claim 8 , which can be switched on by means of the thrust switch when it is placed on a fastener to be screwed in.

Electrical device with push switch according to one of Claims 1 until 7 or with downforce claim 8 .