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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 oder 2.
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Derartige elektrische Schalter finden vor allem für Elektrohandwerkzeuge Verwendung. Bei diesen Elektrowerkzeugen kann es sich um Bohrmaschinen, Schleifer, Sägen, Hobel, Winkelschleifer o. dgl. handeln. Der Schalter kann zur Drehzahl- bzw. Drehmomentsteuerung- und/oder -regelung von Elektromotoren in dem Elektrohandwerkzeug dienen. Zur Erzielung eines Dauerbetriebs im eingeschalteten Zustand kann der Schalter arretierbar ausgestaltet sein.
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Ein solcher elektrischer Schalter besitzt ein Gehäuse und ein verstellbar am Gehäuse gelagertes Betätigungsorgan zum Ein-/Aus-Schalten des Elektrohandwerkzeugs. Im Gehäuse befindet sich ein einen Schleifer sowie eine Widerstandsbahn umfassendes Potentiometer. Ein Betätiger wirkt mit dem Betätigungsorgan und dem Potentiometer zur Verstellung des Potentiometers entsprechend dem Verstellweg des Betätigungsorgans zusammen. Desweiteren umfasst der Schalter ein Arretiermittel für das Betätigungsorgan. Es hat sich herausgestellt, dass es beim Arretieren und/oder Entarretieren des Betätigungsorgans durch den Benutzer zu einer ungewollten Drehzahl- bzw. Drehmoment-Änderung am Elektrowerkzeug kommen kann. Desweiteren ist in manchen Fällen die Drehzahleinstellung für den Benutzer nicht genügend feinfühlig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schalter derart weiterzuentwickeln, dass Drehzahl- bzw. Drehmoment-Änderungen beim Arretieren und/oder Entarretieren des Betätigungsorgans vermieden sind und/oder eine feinfühligere Verstellung des Betätigungsorgans ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen elektrischen Schalter durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 oder 2 gelöst.
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Beim erfindungsgemäßen Schalter ist ein Spiel in der Art eines Spalt-Leerlaufes zwischen dem Betätigungsorgan sowie dem Betätiger und/oder zwischen dem Betätiger sowie dem Potentiometer wirksam. Insbesondere kann das Spiel zwischen dem Betätiger und dem Schleifer des Potentiometers ausgebildet sein. Dadurch bleibt der Schleifer beim Arretieren und/oder Entarretieren auf der Widerstandsbahn „stehen”, womit vorteilhafterweise eine ungewollte Drehzahl- und/oder Drehmoment-Änderung des Elektrowerkzeugs vermieden ist.
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In einer anderen Ausgestaltung wirkt das Betätigungsorgan mittels einer Übersetzung auf den Betätiger ein, so dass der Verstellweg des Betätigungsorgans verlängert ist. Dadurch ist der effektive „Steuer-/Regel”-Weg des Schleifers für das Potentiometer vergrößert. Vorteilhafterweise ist damit eine feinfühligere Steuerung und/oder Regelung der Drehzahl und/oder des Drehmoments durch den Benutzer ermöglicht.
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In einfacher sowie kostengünstiger Ausgestaltung kann das Mittel zur Übersetzung, mit dessen Hilfe der Verstellweg des Betätigungsorgans verlängert wird, aus einer Zahnstange und einem Zahnrad bestehen. In einer anderen, ebenfalls einfachen Ausgestaltung besteht das Mittel zur Übersetzung aus einem Exzenter. Soweit es gewünscht ist, den Verstellweg des Betätigungsorgans zu verlängern, kann zusätzlich das Spiel zwischen dem Betätigungsorgan sowie dem Mittel zur Übersetzung und/oder zwischen den Mitteln zur Übersetzung sowie dem Betätiger wirken.
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In an sich bekannter Weise kann das Potentiometer eine mit dem Verstellweg des Betätigungsorgans korrelierende elektrische Steuergröße erzeugen. Bevorzugterweise handelt es sich bei der Steuergröße um eine Steuerspannung US. Diese Steuergröße kann dann einer Elektronik zugeführt werden. In kompakter Ausgestaltung kann die Elektronik im Gehäuse befindlich sein. Die Elektronik kann dann bei einem durch Wechselspannung betriebenen Elektrowerkzeug mittels einer Phasenanschnittsteuerung oder einer Phasenabschnittsteuerung sowie bei einem durch Gleichspannung betriebenen Elektrowerkzeug mittels einer Pulsweitenmodulation die der elektrischen Steuergröße entsprechende Drehzahl am Elektromotor einstellen.
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Für besonders bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ist also nachfolgendes festzustellen.
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Für eine „spielfreie” Arretierung und/oder Entarretierung des Schalters wird der Potentiometerschleifer bewegungsmäßig von der Drückerkappe abgekoppelt. Vorzugsweise erfolgt eine Abkoppelung bis ca. 1,2 mm durch einen Spalt bzw. ein Spiel, d. h. einen Leerlauf, entweder zwischen der Drückerkappe und dem Betätiger mit dem Schleifersitz oder zwischen dem Schleifer und dem Betätiger mit dem Mitnehmer für den Schleifer. Beim Arretieren und/oder Entarretieren der Drückerkappe bleibt der Schleifer auf der Potentiometerbahn also „stehen”.
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Bei der Verlängerung des Schleifer-Weges auf der Potentiometerbahn wird vorzugsweise der effektive „Steuer/Regel-Weg” des Schleifers von derzeit ca. 3,2 bis 3,5 mm um das zweifache oder auch mehr verlängert. Diese Wegübersetzung kann beispielweise durch eine Zahnstange und ein Zahnrad oder durch einen Exzenter oder durch ähnliche Übersetzungssysteme realisiert sein. Gleichzeitig kann auch die oben dargestellte „spielfreie” Arretierung und/oder Entarretierung in das Übersetzungsystem integriert sein, indem ein Spiel in den Wegübersetzungs-Elementen vorgesehen ist. In diesem Fall wird ebenfalls die bewegungsmäßige Abkoppelung des Schleifers von der Drückerkappe mittels eines Leerlaufs bewirkt.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch das Vorsehen des Spiels ein erhöhter „Funktionskomfort” für den Benutzer erzielt wird. Die störende ungewollte Drehzahl- bzw. Drehmoment-Änderung beim Arretieren/Entarretieren entfällt oder wird stark reduziert. Demgegenüber macht bei bisherigen Elektrowerkzeugschaltern der Potentiometer-Schleifer beim Arretieren und/oder Entarretieren zwangsläufig einen Weg, beispielsweise bis ca. 1,2 mm, was eine sprunghafte Drehzahl- und/oder Drehmoment-Änderung hervorruft. Dies wird oft bei Anwendern als sehr störend empfunden.
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Mit Hilfe der Übersetzung wird eine günstigere Auslegung und/oder Charakteristik der Potentiometerbahn erreicht, da ein längerer Weg des Schleifers zur Verfügung steht. Die funktionelle Toleranzempfindlichkeit des Systems wird dadurch positiv beeinflusst, indem diese reduziert wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
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1 einen elektrischen Schalter in schematischer Art gemäß einer ersten Ausführung und
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2 einen elektrischen Schalter in schematischer Art gemäß einer zweiten Ausführung.
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In 1 ist ein elektrischer Schalter 1 zur Drehzahlsteuerung- und/oder -regelung von Elektromotoren in Elektrohandwerkzeugen in einer ersten Ausführung zu sehen. Der Schalter 1 besitzt ein Gehäuse 2 und ein beweglich am Gehäuse 2 gelagertes Betätigungsorgan 3, das vom Benutzer durch Drücken verstellbar ist. Im Gehäuse 2 befindet sich ein Potentiometer 4, das einen Schleifer 5 sowie eine beispielsweise auf einer Leiterplatte befindliche Widerstandsbahn 6 umfasst. Ein Betätiger 7 wirkt mit dem Betätigungsorgan 3 und dem Potentiometer 4 zur Verstellung des Potentiometers 4 entsprechend dem Verstellweg s des Betätigungsorgans 3 zusammen. Hierzu weist der Betätiger 7 einen Mitnehmer 8 für den Schleifer 5 auf.
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Das Potentiometer 4 erzeugt eine mit dem Verstellweg s des Betätigungsorgans 3 korrelierende elektrische Steuergröße, bei der es sich beispielsweise um eine Steuerspannung US handeln kann. Die Steuergröße wird einer im Gehäuse 2 befindlichen, lediglich schematisch angedeuteten Elektronik 9 zugeführt. Die Elektronik 9 stellt dann die der elektrischen Steuergröße entsprechende Drehzahl am Elektromotor ein. Hierzu arbeitet die Elektronik 9 mittels einer Phasenanschnittsteuerung oder einer Phasenabschnittsteuerung bei einem mittels Wechselspannung betriebenen Elektromotor. Wird der Elektromotor mittels Gleichspannung betrieben, so arbeitet die Elektronik 9 mittels einer Pulsweitenmodulation.
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Der Schalter
1 weist ein lediglich schematisch gezeigtes, mit dem Betätigungsorgan
3 zusammenwirkendes Arretiermittel
10 auf, wie es beispielsweise aus der
DE 24 10 871 A1 bekannt ist. Nach Betätigung des Arretiermittels
10 durch den Benutzer wird dann das Betätigungsorgan
3 in der verstellten Lage festgehalten, so dass der Elektromotor mit der eingestellten Drehzahl im Dauerbetrieb betrieben wird. Zum Entarretieren wird in üblicher Weise das Betätigungsorgan
3 vom Benutzer erneut gedrückt. Zwischen dem Betätigungsorgan
3 sowie dem Betätiger
7 ist ein Spiel
11 in der Art eines Spalt-Leerlaufes L wirksam. Aufgrund dieses Spiels
11 bleibt beim Arretieren oder Entarretieren des Betätigungsorgans
3 der Schleifer
5 auf der Widerstandsbahn
6 stehen, so dass es dabei nicht zu einer ungewollten Drehzahländerung des Elektromotors kommt. Selbstverständlich kann das Spiel auch zwischen dem Betätiger
7 sowie dem Potentiometer
4, und dabei insbesondere zwischen dem Betätiger
7 sowie dem Schleifer
5 wirksam sein, was jedoch nicht weiter gezeigt ist.
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Bei einer zweiten Ausführung des Schalters 1, die in 2 gezeigt ist, wirkt das Betätigungsorgan 3 mittels einer Übersetzung 12 auf den Betätiger 7 ein. Dadurch ist der Verstellweg s des Betätigungsorgans 3 verlängert, wodurch wiederum der effektive „Steuer- und/oder Regel”-Weg des Schleifers 5 vergrößert ist. Das Mittel zur Übersetzung 12 besteht aus einer Zahnstange 13 und einem Zahnrad 14. Selbstverständlich kann das Mittel zur Übersetzung auch aus einem Exzenter bestehen, was jedoch nicht weiter gezeigt ist. Schließlich kann auch das Spiel 11 zwischen dem Betätigungsorgan 3 sowie dem Mittel zur Übersetzung 12 und/oder zwischen den Mitteln zur Übersetzung 12 sowie dem Betätiger 7 wirken, was ebenfalls nicht weiter gezeigt ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann ein derartiges Spiel 11 und/oder eine Übersetzung 12 auch bei elektrischen Schaltern für die Drehmomentsteuerung und/oder -regelung von Elektromotoren oder bei sonstigen Einrichtungen, bei denen eine durch den Bewegungsablauf bedingte Änderung eines elektrischen Wertes, z. B. eines Widerstandes, oder das Auslösen einer Änderung bestimmter Funktionen, z. B. der Drehzahl, erfolgt, Verwendung finden. Schließlich lässt sich die Erfindung nicht nur bei Elektrowerkzeugschaltern sondern auch an elektrischen Schaltern für Hausgeräte, Gartengeräte o. dgl. einsetzen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- (elektrischer) Schalter
- 2
- Gehäuse
- 3
- Betätigungsorgan
- 4
- Potentiometer
- 5
- Schleifer
- 6
- Widerstandsbahn
- 7
- Betätiger
- 8
- Mitnehmer
- 9
- Elektronik
- 10
- Arretiermittel
- 11
- Spiel
- 12
- Übersetzung
- 13
- Zahnstange
- 14
- Zahnrad
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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