DE102014112982A1

DE102014112982A1 - Elektrischer Schalter

Info

Publication number: DE102014112982A1
Application number: DE102014112982.2A
Authority: DE
Inventors: Udo Balgheim; Gerhard FANGMANN
Original assignee: Johnson Electric Germany GmbH and Co KG
Current assignee: Johnson Electric Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2014-09-09
Filing date: 2014-09-09
Publication date: 2016-03-10
Also published as: EP2996128A1; EP2996128B1; ES2666158T3; US9761385B2; US20160071661A1; CN105405692A; JP6703383B2; PL2996128T3; CN105405692B; JP2016058390A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter 1, insbesondere für handbetätigte elektrische Werkzeuge mit einem Elektromotor. Der Schalter 1 ist von außen mittels eines Stößels 13 schaltbar und zur Einstellung der Drehrichtung des Elektromotors ist eine Umschalteinrichtung 40 vorgesehen, welche beispielsweise über einen an der Außenseite angeordneten Zapfen 47 betätigt werden kann. Der Der Schalter 1 ist sehr kompakt aufgebaut, was die Abdichtung eines solchen elektrischen Schalters vereinfacht.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter, insbesondere für handbetätigte elektrische Werkzeuge mit einem Elektromotor.
Im Allgemeinen besitzen solche elektrischen Schalter für handbetätigte elektrische Werkzeuge, wie beispielsweise Bohrmaschinen, Akkuschrauber, Bohrhämmer oder dgl., neben der elektrischen Schaltung, welche durch ein von außen zu betätigendes Betätigungsglied geschaltet werden kann, eine Steuerung und Regelung der Drehzahlen bzw. der Drehmomente. Üblicherweise werden hierfür Dreh- oder Schiebepotentiometer eingesetzt. Neben dieser Drehzahlsteuerung wird auch eine Einstellung der Drehrichtung, beispielsweise über eine mechanische Umschalteinrichtung gewünscht. Dies erfordert eine hohe Anzahl an Kontaktsystemen, was zu einem komplexen Aufbau des Schalters führt. Ein kompakter elektrischer Schalter ist aus DE 10 1009 009 965 A1 bekannt. Hier werden die elektrischen und elektronischen Komponenten auf beiden Seiten der Leiterplatte angeordnet, was aus dem Stand der Technik bekannt ist. Nachteilig ist jedoch, dass zur Umschaltung der Drehrichtung die gesamte Leiterplatte im Gehäuse verschwenkt werden muss. Dies stellt insbesondere zusätzliche Anforderungen an das Abdichtungssystem.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen kompakten elektrischen Schalter zur Verfügung zu stellen, der den Nachteil des Standes der Technik nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird mit einem elektrischen Schalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Der elektrische Schalter für elektrische Geräte ist insbesondere für handbetätigte elektrische Werkzeuge mit einem Elektromotor einzusetzen. Ein solcher elektrischer Schalter besitzt ein Schaltergehäuse. Aus diesem Schaltergehäuse ragt ein Stößel heraus, der zur Handbetätigung des elektrischen Gerätes mit einem Betätigungsglied verbunden ist. Durch die Betätigung des Betätigungsgliedes wird eine Bewegung des Stößels bewirkt, nämlich aus einer Ausgangsstellung, wo das elektrische Gerät ausgeschaltet ist, in eine Einschaltstellung, wo das elektrische Gerät eingeschaltet ist, da durch diese Stößelbewegung wenigstens ein Kontakt eines im Schaltergehäuse angeordneten Kontaktsystems geschaltet wird. Im Schaltergehäuse fest angeordnet ist eine Leiterplatte, die neben den beiden Kontakten des vorgenannten Kontaktsystems des Weiteren Kontaktflächen in Form von Potentiometerbahnen besitzt. Gemäß dieser Erfindung sind die Kontaktflächen und die beiden Kontakte des Kontaktsystems auf einer Seite der Leiterplatte, beispielsweise der Oberseite, angeordnet. Die als Potentiometerbahnen ausgebildeten Kontaktflächen wirken mit Schleifkontakten zusammen, die an der Unterseite eines mit dem Stößel verbundenen Schiebers vorgesehen sind, so dass dieser Schieber mit seinen Schleifkontakten durch die Bewegung des Stößels verschoben wird. Durch die Bewegung des Schiebers kann die Drehzahl oder das Drehmoment des mit dem Schalter verbundenen Elektromotors eingestellt werden. Die Bewegung des Stößels und des damit verbundenen Schiebers kann eine lineare Bewegung in einer Ebene parallel zur Leiterplatte und entlang von gerade ausgerichteten Kontaktflächen sein. Es ist aber auch eine Drehbewegung möglich, wenn die Kontaktflächen kreisförmig auf der Leiterplatte angeordnet sind. Mit der Bewegung des Stößels wird auch das Kontaktsystem geöffnet oder geschlossen, hierbei verläuft die Wirkrichtung der Kontakte ebenfalls in einer Ebene parallel zur Leiterplatte wie die Stößelbewegung.
Des Weiteren besitzt der elektrische Schalter in bevorzugter Weise eine Umschalteinrichtung zur Änderung der Drehrichtung des Elektromotors, d.h. vom Rechtsdrehlauf zum Linkdrehlauf. Hierfür sind an der Leiterplatte entsprechende Leiterbahnen vorgesehen. Die Umschalteinrichtung wirkt in diesem Fall mit der anderen Seite der Leiterplatte, beispielsweise der Unterseite, zusammen, an der die entsprechenden Leiterbahnen vorgesehen sind.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird durch die Betätigung des Stößels dieser aus seiner Ausschaltstellung in eine Einschaltstellung bewegt und dadurch ein Kontakt zwischen dem Schaltkontakt und dem Festkontakt des im Schaltergehäuse angeordneten Kontaktsystems hergestellt. In der Ausschaltstellung des Stößels verhindert ein am Stößel vorgesehener Vorsprung eine Schaltung des Kontaktsystems. Bei einer solchen Ausführungsform besteht das Kontaktsystem aus einem an der Leiterplatte befestigten Pin als Festkontakt und einem ebenfalls an der Leiterplatte befestigten Pin, in diesem Fall jedoch mit zugehöriger Drehfeder als Schaltkontakt. In der Ausschaltstellung verhindert der Vorsprung am Stößel, dass ein freier Arm der Drehfeder des Schaltkontaktes mit dem Festkontakt in Berührung kommt. Der Vorsprung des Stößels hält den Arm der Drehfeder des Schaltkontaktes im Abstand von diesem Festkontakt. In der Einschaltstellung dagegen wird durch die vorzugsweise lineare Bewegung des Stößels auch sein Vorsprung vom Schaltkontakt wegbewegt und der Arm der Drehfeder kommt frei und kann sich aufgrund der Federkraft der Drehfeder in Richtung des Festkontaktes bewegen und diesen vorzugsweise seitlich kontaktieren. Der Arm der Drehfeder bewegt sich hierbei in einer Ebene parallel zur Leiterplatte.
Zusätzlich wird durch Bewegung des Stößels auch die Drehzahl oder das Drehmoment des Elektromotors eingestellt, da die am Schieber des Stößels vorgesehenen Schleifkontakte mit den in Form von Potentiometerbahnen ausgestalteten Kontaktflächen der Leiterplatte zusammenwirken und da sich durch die Veränderung des Verstellweges der Schleifkontakte auf den Kontaktflächen der Widerstand verändert und dadurch beispielsweise die Drehzahl des Elektromotors geregelt werden kann. Damit bewirkt der Stößel zum einen die Kontaktierung zum Einschalten des Elektromotors und gleichzeitig die Einstellung der Drehzahl. Dies wird durch die besondere Ausgestaltung des Stößels mit einem Vorsprung und Schieber und mit der Anordnung der Kontakte des Kontaktsystems und der in Form von Potentiometerbahnen vorgesehenen Kontaktflächen auf einer Seite, beispielsweise der Oberseite, der Leiterplatten möglich.
Die andere Seite der Leiterplatte steht im Kontakt mit der Umschalteinrichtung. Auch diese Umschalteinrichtung besitzt ein von außen zugängliches Stellglied zur Einstellung des Rechtsdrehlaufs oder des Linkdrehlaufs des Elektromotors. Diese Einstellung kann durch eine lineare Schubbewegung des Stellgliedes oder durch eine Drehbewegung erfolgen. Das Stellglied ist bevorzugt ein von außen bedienbarer, durch eine Drehbewegung verstellbarer Positionsgeber, der mit einem innerhalb des Schaltergehäuses angeordneten Schalthebel verbunden ist. Der Positionsgeber ist in einer Aufnahme des Gehäuses gelagert. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der äußere Teil des Positionsgeber scheibenförmig ausgestaltet und diese Scheibe in einer runden Aufnahme des Schaltergehäuses drehbar gelagert, wobei an der Außenseite der Scheibe ein Zapfen zur Drehbetätigung vorgesehen ist, der beispielsweise mit einem Drehrichtungsschalter des handbetätigten elektrischen Werkzeuges zusammenwirkt. Bei einer Drehbetätigung der Scheibe des Positionsgebers wird das Drehmoment an den im Inneren des Schaltergehäuses vorgesehenen Schalthebel übertragen, der zum einen mit dem Positionsgeber und andererseits mit einem an der Leiterplatte befestigten Tragarm verbunden ist und über diesen Tragarm an der Leiterplatte lagert. Dieser Tragarm bildet dabei die Schwenkachse des Schalthebels. Der Schalthebel ist parallel zur Leiterplatte ausgerichtet und kann in dieser Ebene durch eine Schwenkbewegung in mindestens zwei Positionen bewegt werden. Je nach Schwenkstellung des Schalthebels werden Kontaktzungen, die am Schalthebel angeordnet sind, entweder mit Leiterbahnen der Leiterplatte für den Rechtslauf des Elektromotors verbunden oder aber die Kontaktzungen stellen eine Kontaktbrücke für Leiterbahnen für den Linkslauf des Elektromotors her.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst der Positionsgeber auch ein haptisches Element. Dieses haptische Element wirkt mit einer Umfangskontur der Aufnahme des Schaltergehäuses zusammen, welche für die unterschiedlichen Stellungen des Schalthebels entsprechende Raststellungen besitzt.
Der vorbeschriebene elektrische Schalter ist sehr kompakt aufgebaut, da beide Seiten der Leiterplatte für die unterschiedlichen Funktionen des Schalters zur Verfügung stehen und die Leiterplatte fest im Gehäuse angeordnet ist. Das vereinfacht die Abdichtung eines solchen elektrischen Schalters. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist zur leichteren Montage das Schaltergehäuse aus zwei Schalen aufgebaut, nämlich einer Oberschale und einer Unterschale. Diese Schalen werden vorzugsweise über eine Klemmverbindung miteinander verbunden. Im zusammengebauten Zustand begrenzen beide Schalen an der Seitenwand eine gemeinsame Öffnung für den Stößel. Zur Abdichtung des Schaltergehäuses ist eine einstückige, umlaufende Dichtung zwischen den Schalen des Schaltergehäuses vorgesehen, welche im Bereich der Öffnung für den Stößel zu einem Ring geformt ist. Die weiteren Öffnungen am Schaltergehäuse können ebenfalls in einfacher Weise abgedichtet werden, so kann beispielsweise in einer Aufnahme für den scheibenförmigen Positionsgeber eine Ringnut vorgesehen werden, in der ein Dichtring eingelegt wird. Für den notwendigen Kabelauslass im Schaltergehäuse, d.h. für die elektrischen Kabel, die zum Elektromotor führen, kann beispielsweise ein mehrschichtiges Dichtpaket eingesetzt.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht des elektrischen Schalters,
2 eine perspektivische Ansicht des Schalters von 1 mit abgehobener Oberschale,
3 eine perspektivische Ansicht des Schalters von 1 mit abgehobener Unterschale,
4 die Leiterplatte des elektrischen Schalters von 1 in perspektivischer Ansicht,
5 die Leiterplatte von 4 in der Draufsicht,
6 eine weitere perspektivische Ansicht der Leiterplatte von 4,
7 eine Ansicht der Unterseite der Leiterplatte von 4,
8 eine perspektivische Ansicht der Umschalteinrichtung für eine Drehrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn,
9 eine perspektivische Ansicht der Umschalteinrichtung für eine Drehrichtung im Uhrzeigersinn,
10 eine perspektivische Ansicht des Schalters von 1 in Einschaltstellung,
11 eine perspektivische Ansicht des Schalters von 1 in Ausschaltstellung.
Die Zeichnungen mit den 1 bis 11 zeigen eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Schalters 1, der für handbetätigte elektrische Werkzeuge mit einem Elektromotor eingesetzt werden kann, beispielsweise für Elektrobohrgeräte, Akkuschrauber, Bohrhämmer oder dgl.. Hierzu wird dieser elektrische Schalter 1 in das Gehäuse des Werkzeugs eingebaut und der Stößel 13 über eine Verbindung 2 mit einem beispielsweise manuell betätigbaren Betätigungsglied verbunden. Aus dem elektrischen Schalter 1 führen am Kabelauslass 17 die entsprechenden und in dieser Zeichnung nicht gezeigten elektrischen Kabel zur Verbindung mit dem Elektromotor heraus. Die im Schaltergehäuse 10 des elektrischen Schalters 1 eigesetzte und von außen über den Zapfen 47 verstellbare Umschalteinrichtung 40 zur Einstellung der Drehrichtung des Elektromotors wirkt in einem elektrischen Werkzeug beispielsweise mit einem entsprechenden von außen verstellbaren Umstellhebel zusammen. Für handbetätigte elektrische Werkzeuge, bei denen keine unterschiedlichen Drehrichtungen des Elektromotors vorgesehen werden müssen, kann auf eine solche von außen zugängliche Umschalteinrichtung 40 verzichtet werden.
Das in 1 gezeigte Schaltergehäuse 10 des elektrischen Schalters 1 besteht aus zwei Schalen, nämlich einer Oberschale 11 und einer Unterschale 12. Dies ist der 2 und 3 zu entnehmen, wo der elektrische Schalter 1 von zwei Seiten aus dargestellt ist, jeweils mit geöffnetem Schaltergehäuse 10. Diesen Figuren kann insbesondere die gute Abdichtung des elektrischen Schalters 1 entnommen werden. So ist zwischen den Schalen 11 und 12 eine einstückige, umlaufende Dichtung 50 vorgesehen, die an den Rändern der Schalen 11 und 12 angeordnet ist und im Bereich der Öffnung 19 einen Ring 51 umfasst. Die Öffnung 19 wird von beiden Schalen 11 und 12 gebildet. Diese Öffnung 19 ist für den Stößel 13 vorgesehen, der aus dem Gehäuse 10 des Schaltergehäuses 10 des elektrischen Schalters 1 herausragt, wie der 1 zu entnehmen ist. Innerhalb des Schaltergehäuses 10 ist der Stößel 13 mit einem Schieber 15 verbunden, der oberhalb einer fest im Schaltergehäuse 10 angeordneten Leiterplatte 30 bewegbar angeordnet ist, in diesem Fall durch eine lineare Schubbewegung. Der Stößel 13 kann von außen durch ein Betätigungsglied betätigt werden und zwar in das Schaltergehäuse 10 hinein geschoben. Mit dieser Schubbewegung des Stößels 13 verschiebt sich der am Stößel 13 vorgesehene Schieber 15 und wirkt bei dieser Bewegung mit seinem Schleifkontakt 16 auf Kontaktflächen 33, 34 an der Oberseite 31 der Leiterplatte 30 zusammen. Der Schleifkontakt 16 ist besser den 4 und 5 zu entnehmen, wo die Leiterplatte 30 zum einen perspektivisch ohne Gehäuse und zum anderen eine Ansicht der Oberseite 31 der Leiterplatte 30 dargestellt ist. An der der Leiterplatte zugewandten Seite des Schiebers 15, der in den 4 und 5 nicht dargestellt ist, ist ein Schleifkontakt 16 vorgesehen. Die Kontaktenden 16a, 16b berühren die Kontaktflächen 33, 34 auf der Oberseite 31 der Leiterplatte 30. Aufgrund der federnden U-Form des Schleifkontaktes 16 ist für einen ausreichenden Kontaktdruck gesorgt. Bei der Bewegung des Stößels 30 verschiebt sich der Schieber 15 entlang der Leiterplatte 30, d.h. entlang der als Potentiometerbahnen ausgestalteten Kontaktflächen 33, 34. Mit dem Verstellweg des Schleifkontaktes 16 ändert sich der Widerstand und damit die Drehzahl oder das Drehmoment des mit dem Schalter 1 verbundenen Elektromotors.
Benachbart zu den Kontaktflächen 33, 34 ist auf der Oberseite 31 der Leiterplatte 30 auch das Kontaktsystem 20 vorgesehen. Dieses besteht, wie aus 4 zu ersehen, aus einem als Pin ausgestalteten und an der Leiterplatte 30 befestigten Festkontakt 21 und einem Schaltkontakt 22. Dieser Schaltkontakt 22 besteht ebenfalls aus einem an der Leiterplatte 30 festgelegten Pin und einer Drehfeder 23. Ist beispielsweise durch den Positionsgeber 45 die Drehrichtung für den Elektromotor eingestellt und wird über ein Betätigungsglied der Stößel 13 aus seiner Ausschaltstellung, gezeigt in 11, in seine Einschaltstellung, gezeigt in 10, bewegt, d.h. in das Schaltergehäuse 10 hinein geschoben, so wird durch diese Bewegung ein am Stößel 13 vorgesehener Vorsprung 14 verschoben. Dieser Vorsprung 14 liegt in der Ausschaltstellung, gezeigt in 11, am Ende des Arms 24 der Drehfeder 23 des Schaltkontaktes 22 an und hält diesen in Abstand vom Festkontakt 21. Wird nun durch das Verschieben des Stößels 13 auch der Vorsprung 14 vom Arm 24 wegbewegt, kann sich dieser Arm 24 aufgrund der Federkraft der Drehfeder 23 seitlich an den Festkontakt 21 andrücken, wodurch eine Einschaltung des Elektromotors bewirkt wird. Die Bewegung des Arms 24 der Drehfeder 23 und damit die Wirkrichtung zum Öffnen und Schließen des Kontaktsystems 20 ist in einer Ebene parallel und oberhalb der Leiterplatte 30. Der Stößel 13 ist hier in diesem Beispiel federbelastet. Eine Rückstellfeder 60 bewirkt ein automatisches Rückstellen des Stößels 13 in eine Ausschaltstellung, sobald kein Druck mittels des nicht gezeigten Betätigungsgliedes auf den Stößel 13 ausgeübt wird.
Auf der gegenüberliegenden Seite, der Unterseite 32 der Leiterplatte 30, stehen die an der Leiterplatte 30 vorgesehenen Leiterbahnen 35, 36 in Wirkverbindung mit einem Schalthebel 42 der Umschalteinrichtung 40. Dieser Schalthebel 42 erstreckt sich in einer Ebene parallel zur Leiterplatte 30, wie am besten der 6 zu entnehmen ist. Dieser Schalthebel 42 kann in dieser parallelen Ebene, um eine Schwenkachse, die durch den Tragarm 41 gebildet wird, unterhalb der Leiterplatte 30 verschwenkt werden. Der Tragarm 41 ist mit der Leiterplatte 30 verbunden und lagert den Schalthebel 42. An der Unterseite des Schalthebels 42 sind Kontaktzungen 43, 44 vorgesehen, die entweder eine Kontaktbrücke für die Leiterbahn 35 für den Linkslauf des Elektromotors darstellen oder aber eine Kontaktbrücke für die Leiterbahn 36 für den Rechtslauf des Elektromotors. Zur Änderung der Drehrichtung ist der Schalthebel 42 zu verschwenken. Hierzu ist der Schalthebel 42, wie besser den 8 und 9 zu entnehmen, mit dem Positionsgeber 45 der Umschalteinrichtung 40 verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Schalthebel 42 als zweiarmiger Hebel ausgestaltet. Der kurze Hebelarm 42a ist an seinem freien Ende am Tragarm 41 gelagert und das freie Ende des langen Arms 42b des Schalthebels 42 ist mit dem Positionsgeber 45 verbunden. In diesem Fall ist der Schalthebel 42 über das Verbindungselement 49, siehe 9, mit einem haptischen Element 48 des Positionsgebers 45 verbunden. Außerhalb des Schaltergehäuses befindet sich die Scheibe 46 des Positionsgebers 45, die zusammen mit dem haptischen Element 48 in einer Aufnahme 18 des Schaltergehäuses 10 lagert, wie der 3 zu entnehmen ist. An der Außenseite der Scheibe 46 ist ein Zapfen 47 vorgesehen, der entweder direkt aus dem Gehäuse des elektrischen Gerätes hinausragt oder vorzugsweise mit einem von außen verstellbaren Umschalthebel verbunden ist. Zum Umschalten der Drehrichtung des Elektromotors, d.h. zur Einstellung des Rechtslaufs oder des Linkslaufs des Elöektromotors, wird dieser Zapfen 47 bewegt. Die Scheibe 46 führt zusammen mit dem haptischen Element 48 in der Aufnahme 18 eine Drehbewegung durch. Hierbei wirkt das haptische Element 48 mit einer Umfangskontur 18a der Aufnahme 18 zusammen. Das haptische Element 48 ist hierfür drehfest mit der Scheibe 46 verbunden, beispielsweise ist an der Unterseite der Scheibe 46 eine entsprechende Formausnehmung, beispielsweise eine Vierkantausnehmung vorhanden, in welcher ein entsprechend geformter Kopf des haptischen Elementes 48 eingreift. Wie insbesondere aus 9 zu entnehmen, ragt an mindestens einer Seite des haptischen Elementes 48 eine federnd gelagerte Kugel seitlich aus dem haptischen Element heraus, die mit der Umfangskontur 18a der Ausnehmung 18 zusammenwirkt. Wird beispielsweise der Zapfen 47 bewegt, wodurch die Scheibe 46 eine Drehbewegung ausführt und das haptische Element 48 aufgrund der drehfesten Verbindung mitbewegt wird, kann die federbelastete seitlich herausragende Kugel in das haptische Element 48 hineingedrückt werden, bis nach einem gewissen Drehweg die Kugel wieder Platz in einer entsprechenden Ausnehmung der Umfangskontur 18a findet. Die Umfangskontur 18a der Aufnahme 18 ist insbesondere so ausgestaltet, dass dies nur in den zwei Schaltstellungen des Schalthebels 42 der Fall ist. Vorzugsweise besitzt das haptische Element 48 an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils eine aus dem haptischen Element 48 seitlich herausragende Kugel, die durch eine gemeinsame Feder nach außen gedrückt wird. Dies verstärkt den haptischen Eindruck. Die beiden unterschiedlichen Schaltstellungen des Schalthebels 42, d.h. die beiden unterschiedlichen Positionen des Positionsgebers 45, sind in den 8 und 9 dargestellt. Mit dem Pfeil ist die mögliche Bewegungsrichtung des Positionsgebers 45 angegeben.
Abgedichtet ist der Zugang des Positionsgebers 45 im Schaltergehäuse 10 durch einen Dichtring 52, der vorzugsweise in einer Ringnut der Aufnahme 18 angeordnet ist. Benachbart zum Positionsgeber 45 ist im Schaltergehäuse 10, nämlich in der Unterschale 12 des Schaltergehäuses 10 ein Kabelauslass 17 vorgesehen, der sämtliche Kabel – nicht gezeigt – gemeinsam aus dem Schaltergehäuse 10 herausführt. Zur Abdichtung ist das in 3 dargestellte Dichtpaket vorgesehen, welches die Kabel mit mehreren Dichtlagen umfasst.
Bezugszeichenliste

1: Schalter
2: Verbindung zum Betätigungsglied
10: Schaltergehäuse
11: Oberschale
12: Unterschale
13: Stößel
14: Vorsprung
15: Schieber
16: Schleifkontakt
16a, 16b: Ende von 16
17: Kabelauslass
18: Aufnahme
18a: Umfangskontur
19: Öffnung
20: Kontaktsystem
21: Festkontakt
22: Schaltkontakt
23: Drehfeder
24: Arm
30: Leiterplatte
31: Oberseite
32: Unterseite
33, 34: Kontaktfläche (Potentiometer)
35, 36: Leiterbahnen
40: Umschalteinrichtung
41: Tragarm
42: Schalthebel
42a: kurzer Arm
42b: langer Arm
43, 44: Kontaktzunge
45: Positionsgeber
46: Scheibe
47: Zapfen
48: haptisches Element
49: Verbindungselement
50: Dichtung
51: Ring
52: Dichtring
53: Dichtpaket
60: Rückstellfeder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 101009009965 A1 [0002]

Claims

Elektrischer Schalter für ein elektrisches Gerät, insbesondere für handbetätigte elektrische Werkzeuge mit einem Elektromotor, – mit einem aus einem Schaltergehäuse (10) herausragenden und mit einem Betätigungsglied verbunden Stößel (13), der durch seine Bewegung aus einer Ausschaltstellung in eine Einschaltstellung wenigstens einen Kontakt (21, 22) eines im Schaltergehäuse (10) angeordneten Kontaktsystems (20) schalten kann, – mit einer Umschalteinrichtung (40) zur Änderung der Drehrichtung des Elektromotors, – mit einer im Schaltergehäuse (10) fest angeordneten Leiterplatte (30), welche an ihrer einen Seite Kontaktflächen (33, 34) in Form von Potentiometerbahnen besitzt, – wobei der Stößel (13) innerhalb des Schaltergehäuses (10) einen Schieber (15) umfasst, welcher auf seiner der Leiterplatte (30) zugewandten Seite Schleifkontakte (16a, 16b) aufweist, – wobei durch Zusammenwirken der Schleifkontakte (16a, 16b) mit den Kontaktflächen (33, 34) der Leiterplatte (30) die Drehzahl oder das Drehmoment des Elektromotors einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass auf der Oberseite (31) der Leiterplatte (30) sowohl die Kontaktflächen (33, 34) als auch die beiden Kontakte (21, 22) des Kontaktsystems (20) angeordnet sind, wobei der Schieber (15) entlang der Ausrichtung der Kontaktflächen (33, 34) in einer Ebene parallel zur Leiterplatte (30) bewegbar ist und die Wirkrichtung der Kontakte (21, 22) des Kontaktsystems (20) ebenso in einer Ebene parallel zur Leiterplatte (30) liegt, – dass für den Lauf des Elektromotors in einer wählbaren Drehrichtung an der Unterseite (32) Leiterbahnen (35, 36) vorgesehen sind, wobei hierfür diese Leiterbahnen (35, 36) mit der Umschalteinrichtung (40) zusammenwirken, welche zwischen einem Rechtslauf und einem Linkslauf verstellbar ist.
Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (15) entlang der gerade ausgerichteten Kontaktflächen (33, 34) linear bewegbar ist oder entlang kreisförmig ausgerichteten Kontaktflächen (33, 34) mittels einer Drehbewegung bewegbar ist, vorzugsweise der Stößel (13) mit dem Schieber (15) linear bewegbar ist und ein am Stößel (13) vorgesehener Vorsprung (14) in der Ausschaltstellung eine Schaltung des Kontaktsystems (20) verhindert.
Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung (40) einen Positionsgeber (45) besitzt, der zur Umschaltung zwischen einem Rechtslauf und einem Linkslauf mittels einer Schubbewegung oder mittels einer Drehbewegung verstellbar ist.
Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltergehäuse (10) aus zwei Schalen besteht, nämlich aus einer Oberschale (11) und einer Unterschale (12), welche im zusammengebauten Zustand an einer Seitenwand des Schaltergehäuses (10) eine gemeinsame Öffnung (19) für den Stößel (13) begrenzen, wobei die beiden Schalen (11, 12) vorzugsweise über eine Klemmverbindung miteinander verbunden sind.
Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Schalen (11, 12) des Schaltergehäuses (10) eine einstückige, umlaufende Dichtung (50) vorgesehen ist, welche im Bereich der Öffnung (19) des Schaltergehäuses (10) zu einem Ring (51) geformt ist.
Schalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterschale (12) die Aufnahme (18) für den Positionsgeber (45) der Umschalteinrichtung (40) und einen Kabelauslass (17) aufweist, welche beide mittels Dichtungen (52, 53) versehen sind, wobei vorzugsweise ein Dichtring (52) in einer Ringnut der Aufnahme (18) und ein mehrschichtiges Dichtpaket (53) im Kabelauslass (17) eingesetzt ist.
Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktsystem (20) aus einem Festkontakt (21) und aus einem Schaltkontakt (22) besteht, wobei der Festkontakt (21) ein an der Leiterplatte (30) befestigter Pin ist und der Schaltkontakt (22) ebenfalls aus einem an der Leiterplatte (30) befestigten Pin jedoch mit zugehöriger Drehfeder (23) besteht, wobei in der Einschaltstellung aufgrund der Federkraft der Drehfeder (23) diese mit ihrem Arm (24) den Festkontakt (21) seitlich kontaktiert und wobei in der Ausschaltstellung der Vorsprung (14) am Stößel (13) den Arm (24) der Drehfeder (23) im Abstand vom Festkontakt (21) hält und eine Kontaktierung verhindert.
Schalter nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung (40) einen von außen bedienbaren Positionsgeber (45) und einen innerhalb des Schaltergehäuses (10) parallel zur Leiterplatte (30) bewegbar angeordneten Schalthebel (42) umfasst, wobei der Schalthebel (42) einerseits mit dem Positionsgeber (45) verbunden ist und andererseits mittels eines Tragarms (41) an der Leiterplatte (30) gelagert ist, wobei der Tragarm (41) die Schwenkachse des Schalthebels (42) bildet.
Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Seite des Schalthebels (42), die auf die Leiterplatte (30) zugerichtet ist, zwei Kontaktzungen (42, 43) vorgesehen sind, welche je nach Schwenkstellung des Schalthebels (42) wahlweise die an der Unterseite (32) der Leiterplatte (30) vorgesehenen Leiterbahnen (36) für den Rechtslauf des Elektromotors oder die Leiterbahnen (35) für den Linkslauf des Elektromotors kontaktieren.
Schalter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiarmiger Hebel als schwenkbaren Schalthebel (42) vorgesehen wird, wobei Schalthebel (42) am freien Ende des kurzen Hebelarms (42a) mit dem Tragarm (41) und am freien Ende des langen Hebelarms (42b) mit dem Positionsgeber (45) verbunden ist.
Schalter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsgeber (45) scheibenförmig ausgestaltet ist und die Scheibe (46) in einer Aufnahme (18) des Schaltergehäuse (10) drehbar lagert, wobei an der Außenseite der Scheibe (46) ein Zapfen (47) zur Drehbetätigung vorgesehen ist und die Scheibe (46) an deren Innenseite drehmomentübertragend mit dem Schalthebel (42) verbunden ist.
Schalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenseite der Scheibe (46) und dem Schalthebel (42) ein haptisches Element (48) vorgesehen ist, welches mit einer Umfangskontur (18a) der Aufnahme (18) des Schaltergehäuses (10) zusammenwirkt.
Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stößel (13) eine im Schaltergehäuse (10) gelagerte Rückstellfeder (60) angreift, deren Federkraft in Richtung Ausschaltstellung wirkt.
Elektrischer Schalter für ein elektrisches Gerät, insbesondere für handbetätigte elektrische Werkzeuge mit einem Elektromotor, – mit einem aus einem Schaltergehäuse (10) herausragenden und mit einem Betätigungsglied verbunden Stößel (13), der durch seine Bewegung aus einer Ausschaltstellung in eine Einschaltstellung wenigstens einen Kontakt (21, 22) eines im Schaltergehäuse (10) angeordneten Kontaktsystems (20) schalten kann, – mit einer im Schaltergehäuse (10) fest angeordneten Leiterplatte (30), welche an ihrer einen Seite Kontaktflächen (33, 34) in Form von Potentiometerbahnen besitzt, – wobei der Stößel (13) innerhalb des Schaltergehäuses (10) einen Schieber (15) umfasst, welcher auf seiner der Leiterplatte (30) zugewandten Seite Schleifkontakte (16a, 16b) aufweist, – wobei durch Zusammenwirken der Schleifkontakte (16a, 16b) mit den Kontaktflächen (33, 34) der Leiterplatte (30) die Drehzahl oder das Drehmoment des Elektromotors einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass auf der Oberseite (31) der Leiterplatte (30) sowohl die Kontaktflächen (33, 34) als auch die beiden Kontakte (21, 22) des Kontaktsystems (20) angeordnet sind, wobei der Schieber (15) entlang der Ausrichtung der Kontaktflächen (33, 34) in einer Ebene parallel zur Leiterplatte (30) bewegbar ist und die Wirkrichtung der Kontakte (21, 22) des Kontaktsystems (20) ebenso in einer Ebene parallel zur Leiterplatte (30) liegt.