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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Derartige elektrische Schalter finden vor allem für ein Elektrohandwerkzeug mit einem Elektromotor, wie für ein Akku- und/oder Netz-Elektrowerkzeug, Verwendung. Bei diesen Elektrowerkzeugen kann es sich um Elektrobohrmaschinen, Bohrhämmer, Elektroschrauber, Schleifer, Sägen, Hobel, Winkelschleifer o. dgl. handeln.
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Die
US 4,737,661 A beschreibt einen Schalter für ein Elektrowerkzeug, der für eine Variation der Drehzahlen ausgebildet ist. Der Schalter umfasst ein Gehäuse, in dem eine Leiterplatte mit stationären Kontakten angeordnet ist. Ein Betätigungsorgan ist verschiebbar in dem Gehäuse gelagert und verändert zusammen mit mit einer Signaleinrichtung und einer Steuereinrichtung die Drehhzahlen in Abhängigkeit vom Verschiebeweg. Der Schalter erfordert relativ viel Bauraum.
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Aus der
DE 197 22 709 A1 ist eine Schaltvorrichtung bekannt, der zwei Schalter aufweist. Ein erster der Schalter dient dem Verbinden einer Spannungsquelle mit einer Last über eine Laststeuerung, während ein zweiter der Schalter ohne die Steuerung verbindet. Beide Schalter werden über ein Betätigungsorgan bedient, wobei ein Umschalthebel zur Auswahl eines der Schalter angebracht ist. Der Schalter ist aufwendig und erfordert relativ viel Bauraum.
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Die
US 4,241,297 A offenbart einen Schalter für ein Elektrowerkzeug, der einen Arretierknopf zum Arretieren eines Betätigungsorgans in einer beliebigen Geschwindigkeitsstellung aufweist. Der Schalter weist eine aufwendige Mechanik auf.
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Aus der
DE 197 08 939 A1 ist ein elektrischer Schalter mit einem Gehäuse sowie mit einem manuell zwischen einer Ausgangs- und einer Endstellung verstellbaren Betätigungsorgan bekannt. Am Betätigungsorgan befindet sich ein in das Gehäuse hineinführender Stößel. Wird das Betätigungsorgan aus der Ausgangsstellung bewegt, so wird mittels des Stößels ein Kontaktsystem des Schalters zur Inbetriebnahme eines Elektromotors des Elektrowerkzeugs eingeschaltet. Das Betätigungsorgan steht weiterhin in Wirkverbindung mit einer Signaleinrichtung, die ein dem Verstellweg des Betätigungsorgans zugeordnetes Signal erzeugt. Dieses Signal wird einer Steuereinrichtung im Schalter zugeführt, wobei die Steuereinrichtung den Elektromotor in Abhängigkeit von diesem Signal betreibt, steuert und/oder regelt. Beispielsweise stellt die Steuereinrichtung die Drehzahl des Elektrowerkzeugs entsprechend der vom Benutzer vorgenommenen Verstellung des Betätigungsorgans ein. Selbstverständlich kann in entsprechender Weise auch das Drehmoment o. dgl. gesteuert und/oder geregelt werden. Im Gehäuse befindet sich eine Leiterplatte als Trägerplatte zur Aufnahme der elektrischen und/oder elektronischen Komponenten für die Steuereinrichtung.
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Aufgrund der hohen Funktionalität des Schalters benötigt das Gehäuse eine gewisse Größe, um sämtliche Komponenten des Schalters aufzunehmen. Damit ist auch ein entsprechender Bauraum im Elektrowerkzeug zur Aufnahme des Schalters notwendig. Andererseits werden die Elektrowerkzeuge, und zwar vor allem Bohrmaschinen, immer kleiner. Handelt es sich um ein Akku-Elektrowerkzeug, so wird bei gesteigerter Leistungsfähigkeit der Akku größer und beansprucht immer mehr Anteil am Innenvolumen des Handgriffs. Folglich nimmt der für das Gehäuse des Schalters zur Verfügung stehende Bauraum ab, womit der Schalter nicht in allen Fällen passend für das Elektrowerkzeug ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schalter bei gleicher Funktionalität zu verkleinern, insbesondere soll der Schalter flacher als bisher ausgestaltet werden.
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Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Schalter durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Beim erfindungsgemäßen Schalter ist die Signaleinrichtung an der einen, dem Stößel zugewandten Seite der Trägerplatte befindlich und wenigstens einzelne der elektrischen und/oder elektronischen Komponenten befinden sich auf der anderen, dem Stößel abgewandten Seite der Trägerplatte. Mit Hilfe der Erfindung ist somit ein flacher Schalter geschaffen, der besonders geeignet als Schalter beispielsweise für Mini-Tools ist. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der Schalter ist besonders flach ausgestaltet, indem die Dicke des Gehäuses im wesentlichen der Summe der Dicken des Stößels, der Trägerplatte und der beidseitigen auf der Trägerplatte befindlichen Komponenten entspricht. Die Trägerplatte ist zweckmäßigerweise in etwa parallel zum Stößel angeordnet. Desweiteren kann die Trägerplatte an einer Öffnung aus dem Gehäuse, und zwar an der dem Betätigungsorgan zugewandten Seite, herausragen, um auch noch außerhalb des Gehäuses elektrische und/oder elektronische Komponenten für den Schalter anordnen zu können.
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Ein Teil oder auch die gesamte Elektronik des Elektrowerkzeugschalters ist in den bewegten Teil eines Umschalters für den Rechts-Links-Lauf des Elektromotors eingebracht. Hierfür ist die Trägerplatte als ein bewegbarer Teil des Umschalters ausgebildet, und zwar derart daß die Trägerplatte verschwenkbar im Gehäuse gelagert ist. Auf der dem Stößel abgewandten Seite der Trägerplatte sind Festkontakte angeordnet, die mit Motoranschlußkontakten im Gehäuse beim Verschwenken der Trägerplatte wechselweise zur Drehrichtungsumkehr des Elektromotors kontaktieren. Es bietet sich an, daß ein Betätigungselement am aus dem Gehäuse herausragenden Ende der Trägerplatte zum Verschwenken der Leiterplatte befindlich ist. Dadurch dient die Trägerplatte als Umschalthebel für die Drehrichtung des Elektromotors. Um ein versehentliches Umschalten der Drehrichtung zu verhindern, kann an der Leiterplatte ein mit Betätigungsorgan zusammenwirkender Nocken angeordnet sein, derart daß bei bewegtem, nicht in der Ausgangsstellung befindlichen Betätigungsorgan die Umschaltung des Rechts-Links-Laufs verhindert ist.
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Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.
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Um ein Eindringen von Schadstoffen, wie Staub, Schmutz, Flüssigkeiten o. dgl., in das Gehäuse wirksam zu verhindern, kann ein am Gehäuse sowie der Leiterplatte befestigter Faltenbalg die Öffnung am Eintritt der Leiterplatte in das Gehäuse überdecken. Weiter bietet es sich an, daß am Gehäuse eine in etwa O-ringförmige Dichtung am Eintritt des Stößels in das Gehäuse befindlich ist. Der Umschalthebel kann zwecks Erhöhung der Funktionalität als Mehrlagen-Print ausgeführt sein und/oder mehrere gestapelte Prints umfassen und/oder als MID(Moulded Interconnected Device)-Teil ausgebildet sein.
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In einer einfachen und dennoch sehr robusten Ausgestaltung umfaßt die Signaleinrichtung einen Schleifer sowie eine mit dem Schleifer bei zwischen der Ausgangs- und der Endstellung befindlichem Betätigungsorgan zusammenwirkende Kontaktfläche in der Art einer Potentiometerbahn. Der Schleifer befindet sich zweckmäßigerweise am im Inneren des Gehäuses befindlichen Teil des Stößels und die Kontaktfläche auf der dem Stößel zugewandten Seite der Leiterplatte. Der an der Kontaktfläche entsprechend der jeweiligen Stellung des Betätigungsorgans auftretende elektrische Spannungsabfall dient dann als Signal für die Steuereinrichtung zur entsprechenden Einstellung der Drehzahl, des Drehmoments o. dgl. für das Elektrowerkzeug. Weiterhin bietet es sich an, daß an der dem Stößel zugewandten Seite der Leiterplatte ein Überbrückungskontakt befindlich ist. Der Schleifer kontaktiert in der Endstellung des Betätigungsorgans den Überbrückungskontakt zur Überbrückung der Elektronik, womit der Elektromotor mit der gesamten Spannung betrieben wird. Schließlich kann an der dem Stößel zugewandten Seite der Leiterplatte ein Bremskontakt befindlich sein, womit der Schleifer in der Ausgangsstellung des Betätigungsorgans den Bremskontakt zur Kurzschließung des Elektromotors kontaktiert, um so einen schnellen Stillstand des Elektromotors zu erreichen.
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In üblicher Weise führen elektrische Anschlüsse zum Anschluß der Versorgungspannung ins Gehäuse. In weiterer Ausgestaltung ist seitlich am Stößel ein Einschaltkontakt angeordnet, wobei der Stößel den Einschaltkontakt bei Bewegung des Betätigungsorgans aus der Ausgangsstellung an den einen der elektrischen Anschlüsse zum Einschalten des Schalters anlegt. Um den Schalter möglichst flach auszugestalten, bietet es sich an, daß der Einschaltkontakt liegend im Gehäuse angeordnet ist. Desweiteren kann am Stößel ein Kontaktschleifer zur Kontaktierung des anderen der elektrischen Anschlüsse befindlich sein.
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In üblicher Ausgestaltung umfaßt die Steuereinrichtung einen Mikroprozessor, einen Leistungshalbleiter, wie einen MOS-FET, sowie eine Freilaufdiode. Zweckmäßigerweise ist der Mikroprozessor im Gehäuse auf der dem Stößel abgewandten Seite der Leiterplatte angeordnet. Desweiteren können der Leistungshalbleiter sowie die Freilaufdiode außerhalb des Gehäuses, und zwar auf der dem Stößel abgewandten Seite der Leiterplatte angeordnet sein.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Gehäuse als Umhüllende des Grund-Volumens des Schalters flächig sowie nicht hoch ausgestaltet. Der untere Teil des Gehäuses ist mit etwa demselben Querschnitt wie der noch fast zylindrische Teil des Handgriffs des Elektrowerkzeugs ausgebildet. Der obere Teil des Gehäuses ist mit etwa ellipsenförmigen Querschnitt ausgebildet. Ein derartiger Querschnitt kommt in Griffschalen von Mini-Tools beim Übergang vom Handgriff ins Motor-/Getriebe-Gehäuse vor. Der Schalter kann in etwa am Übergang vom Handgriff ins Motor- und/oder Getriebe-Gehäuse des Elektrowerkzeugs angeordnet sein.
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Für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung ist nachfolgendes festzustellen. Es werden beide Seiten der Printplatte bzw. der Printplatten im Elektrowerkzeugschalter zur Ausführung von Funktionen des Schalters, wie Wegmessung/Potibahn und/oder Umschalten, genutzt. Durch das Einbringen eines Teils oder der ganzen Printplatte für die Steuereinrichtung in den bewegten Teil des Umschalters kann damit deren Fläche auch noch für die Umschaltfunktion mitbenutzt werden.
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Die Umhüllende des Grund-Volumens für den Schalter ist flächig und nicht hoch. Sie besteht aus einem unteren Teil mit ähnlichem Querschnitt wie der noch fast zylindrische Teil des Handgriff sowie einem oberen Teil mit ellipsenförmigem Querschnitt, wie er in Griffschalen von Mini-Tools beim Übergang vom Handgriff ins Motor-/Getriebe-Gehäuse vorkommt. Im unteren Teil D sind mindestens eingebaut:
- - Der Drücker, seine Lagerung sowie die Federung.
- - Allenfalls Einschalt-, Überbrückungs- und/oder Brems-Kontakte.
- - Allenfalls Abstützungen von Akku-Anschluss-Kontakten.
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Im oberen Teil sind mindestens eingebaut:
- - die Elektronik als Umschalthebel, der dreh- und/oder verschiebbar gelagert ist.
- - Die Motorkontakte, deren Abstützung, sowie blattfederartige Schleiferkontakte, welche auf dem Umschalthebel bzw. auf der Elektronik den Motorstrom abgreifen.
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Die Elektronik ist bevorzugt ein Zweilagen-Print, der nach der Bestückung beispielsweise durch Lackierung an den notwendigen Orten staubfest gemacht worden ist. Sie weist entweder ein Loch auf für die Drehachse, um die sie als Umschalthebel sich dreht, oder sie weist am Rand Radien auf, die in einer passenden Ausbuchtung der Gehäusewand des oberen Teils laufen. Am vorderen Ende weist die Printplatte der Elektronik seitliche Nocken auf, welche durch die Griffschale nach außen reichen. Durch Druck auf diese Nocken geschieht die Links-/Rechts-Umschaltung. Auf die Nocken können Kunststoffteile gesteckt sein, damit für die Finger die Druckflächen größer werden. Die Abdichtung des oberen Teils des Schaltergehäuses geschieht mittels einer Dichtlippe oder mittels eines Faltenbalgs, welcher einerseits die obere Gehäusekante sowie andererseits die Elektronik umfaßt.
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Oben auf der Printplatte befinden sich der MosFET und die Freilaufdiode sowie die Ansteuerung desselben, allenfalls auch ein Mikrokontroller. Sind MosFET und Diode nicht vom auf dem „Umschalt-Elektronik-Hebel“ außerhalb des oberen Gehäuses angebracht, können dicke Kupferbahnen oder auf den Print aufgebrachte Metallleiter die Wärme nach außen in die Griffschale abführen.
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Die Schleifer der Motorkontakte können oben oder unten auf der Elektronik Kontakt herstellen. Je nach Stellung der Umschalthebel-Elektronik greift der Schleifer von M(Motoranschluß)+ ein Potential auf dem Print nahe B(Batterie)+, oder nahe B- ab. Genau umgekehrt geschieht es für M-. So ist eine Drehrichtungsumkehr möglich.
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Unten auf der Printplatte befinden sich die Potibahn und Kontakt-Pads. Die Potibahn kann trapezförmig sein, wobei der Öffnungswinkel gleich dem Umschalthebel-Kippwinkel ist. Umfaßt die Schaltung viele Bauteile, ist die Printplatte auch unten noch mit nicht hoch auftragenden, beispielsweise SMD(Surface mounted device)-Bauteilen bestückt. Dabei können Abstandshalter auf der Drehachse oder in den Ausbuchtungen für die Radien angeordnet sein, um schalter-intern die notwendigen Abstände zu wahren.
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Beispielsweise kann ein Schleifer auf dem Drücker in der vordersten Position des Drückers zwei Kontaktpads auf der Unterseite des Prints kurzschließen. Dies ist dann der Bremskontakt. Schließt ein Schleifer auf dem Drücker in der hintersten Position des Drückers zwei Kontaktpads auf der Unterseite des Prints kurz, ist dies ein Überbrückungskontakt.
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Eine Nocke unten an der Elektronik oder ein hohes, elektronisches Bauteil greift in Nuten oben im Drücker ein. Dadurch wird verhindert, daß eine Drehrichtungs-Umschaltung bei laufendem Motor geschieht. Der Drückerstößel kann Metallteile mitbewegen, die Kontaktpads auf dem Print elektrisch mit Metallteilen unten im Gehäuse kontaktieren, welche wiederum mit den Kontakten B+ oder B-, je nach dem, elektrisch in Verbindung stehen. So kann ein Einschaltkontakt realisiert werden. Solche Metallteile können alternativ auch gleichzeitig die Funktion der Lagerung des Drückerstößels ausüben. Allenfalls können auch bekannte Kontaktsysteme im Gehäuse eingebaut sein, mit Vorteil aber in liegender Position links oder rechts vom Drücker-Stößel. So schließen und öffnen sie in einer Ebene, die parallel zur Umschalt-Elektronik liegt.
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Generell können die bewegten Teile mittels Schleifern, Kontaktpads, Litzen oder mittels metallenen Achsen oder Schienen und metallenen Lagern auf den bewegten Teilen kontaktiert werden.
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Weiterbildungen dieser besonders bevorzugten Ausgestaltung können folgendes aufweisen:
- - Ausbildung des flachen Schalters als Wechselstrom(AC)-Schalter.
- - Umschalthebel als Mehrlagen-Print ausgeführt.
- - Der Umschalthebel kann mehrere, gestapelte Prints umfassen.
- - Der Umschalthebel kann als MID(Moulded Interconnected Device)-Teil ausgeführt sein. Oder der Umschalthebel beinhaltet gemäß dem Stand der Technik in sein Volumen eingebrachte Leiterbahnen und elektronische Bauteile.
- - Der Stößel des Drückers ist nicht zylindrisch, sondern besteht aus ein oder zwei liegenden Quadern.
- - Der Stößel des Drückers kann alternativ auch als (Mehrlagen-)Print oder aus einem Bauteil mit eingelegten und/oder eingespritzten Leiterbahnen bestehen, beispielsweise als ein 3D-MID(Moulded Interconnected Devices)-Bauteil ausgebildet sein. Es kann eventuell günstig sein, in den Stößel sogar elektronische Bauteile einzubauen.
- - Der Umschalthebel ist nur unten bestückt. Dies erlaubt das Anbringen von Schleiferkontakten an der Oberseite der Umschalt-Elektronik. Die Gegenkontakte befinden sich an der Innenseite der Oberfläche des Schalters. Falls der Stößel des Drückers auch als Bauteil mit Leiterbahnen drin und/oder drauf ausgebildet ist, kann der Boden des Schalters entsprechend auch Gegenkontakte zu Pads und Schleifern auf der Unterseite des Drückerstößels beherbergen.
- - Der Drückerstößel enthält in einer anderen Ausgestaltung für die Signaleinrichtung einen Magnet. Auf der Umschaltelektronik befindet sich ein analoges Hallelement zwecks Messung des Drückerwegs.
- - Auf der Elektronik und im Drückerstößel befinden sich Leiterstrukturen, die induktiv oder kapazitiv koppeln, so daß Signale eineindeutig Drückerweg-abhängig sind. So lässt sich die Potibahn in der Signaleinrichtung in einer nochmals anderen Ausgestaltung ersetzen.
- - Zwei Potibahnen sind auf der Unterseite des Prints befindlich. Je nach Drehrichtung des Motors wird die eine oder die andere Potibahn abgelesen.
- - Leistungsstellende Bauteile, beispielsweise ein MosFET, ein Thyristor o. dgl., oder die Diode sind andernorts als auf der Umschalt-Elektronik angebracht.
- - Der Schleifer für M+ greift oben, der Schleifer für M- unten auf der Elektronik Strom ab. So können diese Kontakte gegeneinander federn.
- - Abgewinkelte Metallteile, welche nach unten vom Print bzw. Umschalthebel wegstehen, können Gegenkontakte darstellen, welche je nach Stellung des Umschalthebels an zwei Stellen von einem Kontaktniet eines beweglichen Schaltträgers berührt werden.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß der Schalter sehr kleinbauend ausgestaltet ist. Insbesondere ist das Gehäuse des Schalters sehr flach ausgestaltet. So ist die minimale Bauhöhe des Gehäuses gegeben durch die Bauhöhen von (zirka Angabe):
| Gehäusewand oben |
| Höhe eines hohen elektronischen Bauteils, beispielsweise der Diode oder des MosFET |
| Print |
| Schleifer sowie Potentiometer |
| Lagerung von Drücker |
| Etwa eine oder zwei Lagen Leiter (Stanzteile können unten, in der Mitte, oder oben sein) |
| Gehäusewand unten |
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Gegen unten stehen dann lediglich noch die Kontakte zum Akku heraus.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
- 1 ein Prinzipschaltbild für die Anordnung des elektrischen Schalters in einem Elektrowerkzeug,
- 2 den elektrischen Schalter aus 1 in perspektivischer Ansicht,
- 3 einen Schnitt durch den elektrischen Schalter entlang der Linie 3-3 in 2,
- 4 die Draufsicht auf die Trägerplatte gemäß Richtung IV in 3 und
- 5 die Draufsicht auf die Trägerplatte gemäß Richtung V in 3.
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Der elektrische Schalter 1 wird in einem von einer Spannungsquelle versorgten Elektrowerkzeug, wie einer Elektrobohrmaschine, einem Bohrhammer, einem Elektroschrauber, einem Schleifer, einer Säge, einem Hobel, einem Winkelschleifer o. dgl., eingesetzt. In 1 ist das Prinzipschaltbild für die Anordnung des elektrischen Schalters 1 in einem Akkuelektrowerkzeug, das von der Gleichspannung U eines Akkus 4 versorgt wird, näher gezeigt. Selbstverständlich kann der Schalter 1 anstelle in einem Akku- auch in einem Netz-Elektrowerkzeug verwendet werden.
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Das Elektrowerkzeug besitzt einen Elektromotor 2 mit Feldwicklungen 3. Der Elektromotor 2 wird durch Betätigung des Schalters 1, der ein Gehäuse 5 (siehe 2) aufweist, das sich beispielsweise im Handgriff des Elektrowerkzeugs befindet, vom Benutzer ein- und/oder ausgeschaltet sowie dessen Drehzahl mittels des Schalters 1 eingestellt. Hierfür besitzt der Schalter 1 ein als Drücker ausgebildetes Betätigungsorgan 6, das als Handhabe für den Benutzer dient und manuell zwischen einer Ausgangs- und einer Endstellung verstellbar ist. Am Betätigungsorgan 6 befindet sich ein in das Gehäuse 5 hineinführender Stößel 7, der in Wirkverbindung mit einer Signaleinrichtung 8 steht, so daß die Signaleinrichtung 8 ein dem Verstellweg des Betätigungsorgans 6 zugeordnetes Signal bei Bewegung des Betätigungsorgans 6 erzeugt. Die eigentliche Steuerung und/oder Regelung zum Betrieb des Elektromotors 2 erfolgt mittels einer mit einem Leistungshalbleiter 10, wie einem FET, MOS-FET o. dgl., in Verbindung stehenden Steuereinrichtung 9. Die Steuereinrichtung 9 sowie der Leistungshalbleiter 10 arbeiten in der Art einer Pulsweiten-Modulation, um die Drehzahl des Elektromotors 2 entsprechend dem Signal und damit in Abhängigkeit vom Verstellweg des Betätigungsorgans 6 einzustellen. Selbstverständlich kann die Steuereinrichtung 9 auch das Drehmoment o. dgl. entsprechend dem Verstellweg des Betätigungsorgans 6 einstellen.
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Der Schalter 1 besitzt eine beispielsweise als Leiterplatte ausgebildete Trägerplatte 11 zur Aufnahme elektrischer und/oder elektronischer Komponenten, beispielsweise derjenigen der Steuereinrichtung 9 und/oder den Leistungshalbleiter 10. Die Signaleinrichtung 8 ist an der einen Seite 12 der Trägerplatte 11 befindlich, und zwar an der dem Stößel 7 zugewandten Seite 12 der Trägerplatte 11, wie anhand der 3 zu sehen ist. Wenigstens einzelne der elektrischen und/oder elektronischen Komponenten 9, 10, 14 sind auf der anderen, dem Stößel 7 abgewandten Seite 13 der Trägerplatte 11 befindlich.
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Wie man weiter der 3 entnimmt, entspricht die Dicke d des Gehäuses 5 im wesentlichen der Summe der Dicken des Stößels 7, der Trägerplatte 11 und der beidseitigen auf der Trägerplatte 11 befindlichen Komponenten 8, 9, 10, 14. Damit ist der Schalter 1 sehr flach ausgebildet und läßt sich in einem schlanken Handgriff des Elektrowerkzeugs unterbringen. Die Trägerplatte 11 ist in etwa parallel zum Stößel 7 angeordnet und ragt an einer Öffnung 15 aus dem Gehäuse 5 an der dem Betätigungsorgan 6 zugewandten Seite heraus.
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Der Schalter 1 umfaßt gemäß 1 weiterhin einen Umschalter 16 für den Rechts-Links-Lauf des Elektromotors 2. Hierzu ist nun die Trägerplatte 11 als ein bewegbarer Teil des Umschalters 16 ausgebildet. Wie man der 3 entnimmt, ist die Trägerplatte 11 verschwenkbar um einen Drehpunkt 17 im Gehäuse 5 gelagert. Auf der Trägerplatte 11 sind Festkontakte 18, die in 4 näher zu sehen sind, auf der dem Stößel 7 abgewandten Seite 13 der Trägerplatte 11 angeordnet. Gemäß 3 kontaktieren die Festkontakte 18 mit Motoranschlußkontakten 19 im Gehäuse 5 beim Verschwenken der Trägerplatte 11 wechselweise zur Drehrichtungsumkehr des Elektromotors 2. Ein in 2 sichtbares Betätigungselement 20 ist am aus dem Gehäuse 5 herausragenden Ende der Trägerplatte 11 zum manuellen Verschwenken der Trägerplatte 11 befindlich, womit die Trägerplatte 11 gleichzeitig als Umschalthebel für die Drehrichtung des Elektromotors 2 dient. Schließlich ist, wie man der 3 entnimmt, an der Trägerplatte 11 ein mit dem Betätigungsorgan 6 zusammenwirkender Nocken 21 angeordnet, derart daß bei bewegtem, nicht in der Ausgangsstellung befindlichen Betätigungsorgan 6 die Umschaltung des Rechts-Links-Laufs verhindert ist.
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Um ein Eindringen von Schmutz in das Gehäuse 5 zu verhindern, überdeckt ein Faltenbalg 22 die Öffnung 15 am Eintritt der Leiterplatte 11 in das Gehäuse 5, wobei der Faltenbalg 22 am Gehäuse 5 sowie der Leiterplatte 11 befestigt ist. Desweiteren ist am Gehäuse 5 eine in etwa O-ringförmige Dichtung 23 am Eintritt des Stößels 7 in das Gehäuse 5 befindlich, um auch hier das Eindringen von Schadstoffen in das Gehäuse 5 zu verhindern.
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Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei der Trägerplatte 11, die den Umschalthebel für den Umschalter 16 bildet, um eine Leiterplatte, die erforderlichenfalls als Mehrlagen-Print ausgeführt sein kann. Ebenso kann die Trägerplatte 11 mehrere gestapelte Prints umfassen und/oder auch als ein MID(Moulded Interconnected Device)-Teil ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung 9 besteht beispielsweise aus einem Mikroprozessor und umfaßt einen Leistungshalbleiter 10, wie einen MOS-FET, sowie eine Freilaufdiode 14. Wie man weiter der 3 entnimmt, ist der Mikroprozessor 9 im Gehäuse 5 auf der dem Stößel 7 abgewandten Seite 13 der Leiterplatte 11 angeordnet. Der Leistungshalbleiter 10 sowie die Freilaufdiode 14 sind außerhalb des Gehäuses 5 und ebenfalls auf der dem Stößel 7 abgewandten Seite 13 der Leiterplatte 11 angeordnet.
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Die nähere Ausgestaltung der Signaleinrichtung 8 ist in den 3 und 5 zu sehen. Die Signaleinrichtung 8 umfaßt einen Schleifer 24 sowie eine mit dem Schleifer 24 bei zwischen der Ausgangs- und der Endstellung befindlichem Betätigungsorgan 6 zusammenwirkende Kontaktfläche 25 in der Art einer Potentiometerbahn. Der Schleifer 24 ist am im Inneren des Gehäuses 5 befindlichen Teil des Stößels 7 angeordnet. Die Kontaktfläche 25 befindet sich auf der dem Stößel 7 zugewandten Seite 12 der Leiterplatte 11. Wie man anhand der 5 erkennt, besteht die Kontaktfläche 25 aus zwei winklig angeordneten Potentiometerbahnen 25a, 25b, womit jeweils eine der Potentiometerbahnen 25a, 25b der Rechtslauf- sowie der Linkslauf-Stellung der Leiterplatte 11 zugeordnet ist. Desweiteren ist an der dem Stößel 7 zugewandten Seite 12 der Leiterplatte 11 ein Überbrückungskontakt 26 befindlich, derart daß der Schleifer 24 in der Endstellung des Betätigungsorgans 6 den Überbrückungskontakt 26 zur Überbrückung der Elektronik 9 kontaktiert. Schließlich ist noch an der dem Stößel 7 zugewandten Seite 12 der Leiterplatte 11 ein Bremskontakt 27 befindlich, derart daß der Schleifer 24 in der Ausgangsstellung des Betätigungsorgans 6 den Bremskontakt 27 zur Kurzschließung des Elektromotors 2 kontaktiert.
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Zum Anschluß der Versorgungsspannung an den Schalter 1 führen elektrische Anschlüsse 28, 29 ins Gehäuse 5, wie in 2 und 3 gezeigt ist, und zwar ein dem Pluspol B+ des Akkus 4 zugeordneter Anschluß 28 sowie ein dem Minuspol B- zugeordneter Anschluß 29. Seitlich am Stößel 7 ist gemäß 2 ein Einschaltkontakt 30 angeordnet, derart daß der Stößel 7 den Einschaltkontakt 30 bei Bewegung des Betätigungsorgans 6 aus der Ausgangsstellung an den einen der elektrischen Anschlüsse, nämlich an den Anschluß (B+) 28 zum Einschalten des Schalters 1 anlegt. Der Einschaltkontakt 30 ist liegend im Gehäuse 5 angeordnet, damit auch hier eine möglichst geringe Höhe für das Gehäuse 5 erforderlich ist. Am Stößel 7 ist gemäß 3 ein Kontaktschleifer 31 zur Kontaktierung des anderen der elektrischen Anschlüsse, und zwar für den Anschluß (B-) 29 befindlich. Aus dem Gehäuse 5 ragen, wie in 2 zu sehen ist, der positive Motoranschluß (M+) 32 sowie der negative Motoranschluß (M-) 33 für die elektrischen Verbindungen zum Elektromotor 2. Im Gehäuse 5 gehen die Motoranschlüsse 32, 33 in die Motoranschlußkontakte 19 über, die wie bereits erwähnt und in 3 sowie 4 gezeigt, mit den Festkontakten 18 des Umschalters 16 zusammenwirken.
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Der Schalter 1 ist sehr flach ausgebildet, indem das Gehäuse 5 als Umhüllende des Grund-Volumens des Schalters 1 flächig sowie nicht hoch ausgestaltet ist, womit der Schalter 1 besonders für schmale Handgriffe von Elektrowerkzeugen geeignet ist. Wie in 2 gezeigt ist, ist der untere Teil (Teil D) des Gehäuses 5 mit etwa demselben Querschnitt wie der noch fast zylindrische Teil des Handgriffs des Elektrowerkzeugs ausgebildet. Der obere Teil (Teil U-E) des Gehäuses 5 ist mit einem etwa ellipsenförmigen Querschnitt ausgebildet. Ein solcher Querschnitt ist den Griffschalen beim Übergang vom Handgriff ins Motor- bzw. Getriebe-Gehäuse, beispielsweise von als Mini-Tools ausgestalteten Elektrowerkzeugen, angepaßt. Damit läßt sich der Schalter 1 in einfacher Weise etwa am Übergang vom Handgriff ins Motor- und/oder Getriebe-Gehäuse des Elektrowerkzeugs einbauen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektrischer Schalter
- 2
- Elektromotor
- 3
- Feldwicklung
- 4
- Akku
- 5
- Gehäuse (des Schalters)
- 6
- Betätigungsorgan
- 7
- Stößel
- 8
- Signaleinrichtung
- 9
- Steuereinrichtung / Mikroprozessor / Elektronik / elektrische und/oder elektronische Komponente
- 10
- Leistungshalbleiter / elektrische und/oder elektronische Komponente
- 11
- Trägerplatte / Leiterplatte
- 12,13
- Seite (der Trägerplatte)
- 14
- Freilaufdiode / elektrische und/oder elektronische Komponente
- 15
- Öffnung (am Gehäuse)
- 16
- Umschalter (für Rechts-Links-Lauf)
- 17
- Drehpunkt (für Trägerplatte)
- 18
- Festkontakt (von Umschalter)
- 19
- Motoranschlußkontakt
- 20
- Betätigungselement
- 21
- Nocken
- 22
- Faltenbalg
- 23
- (O-ringförmige) Dichtung
- 24
- Schleifer (von Signaleinrichtung)
- 25
- Kontaktfläche (von Signaleinrichtung)
- 25a,25b
- Potentiometerbahn
- 26
- Überbrückungskontakt
- 27
- Bremskontakt
- 28
- (elektrischer) Anschluß (B+)
- 29
- (elektrischer) Anschluß (B-)
- 30
- Einschaltkontakt
- 31
- Kontaktschleifer
- 32
- Motoranschluß (M+)
- 33
- Motoranschluß (M-)
