DE1142027B

DE1142027B - Locking device for electrical switches

Info

Publication number: DE1142027B
Application number: DED33318A
Authority: DE
Inventors: Adam Wagner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-05-12
Filing date: 1960-05-12
Publication date: 1963-01-03

Description

Verriegelungsvorrichtung für elektrische Schalter Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung für die elektrischen Schalter von vorzugsweise schnurlosen, batteriegespeisten elektromotorischen Handwerkzeugen mit einem drehmomentabhängigen einstellbaren elektrischen Schalter und einem handbetätigten elektrischen Geräteschalter.Locking Device for Electrical Switches The invention relates to a locking device for the electrical switches of preferably cordless, battery-powered electric motor hand tools with a torque-dependent adjustable electrical switch and a hand-operated electrical device switch.

Beim Betrieb schnurloser, batteriegespeister elektromotorischer Handwerkzeuge kommt es oft vor, daß bei überschreiten des zulässigen Arbeitsdrehmomentes der Motor »abgewürgt« wird, was zu einer überlastung des Motors und zu einer schnellen Erschöpfung der Batterie führt. Das geschieht vor allen Dingen dann, wenn das Handwerkzeug wiederholt eingeschaltet wird, ohne zuvor die das »Abwürgen« bewirkende Ursache zu beseitigen. Durch Verwendung von an sich nur bei Großgefäten und Fernsteuerungen bekannten drehmomentabhängigen Schaltern kann man zwar die Unterbrechung des Antriebsstromkreises bei überschreiten eines gewissen Drehmornentes sicherstellen. Da aber mit der Unterbrechung des Antriebsstromkreises zugleich das Drehmoment absinkt, erfolgt wiederum die Einschaltung des Antriebsstromkreises, ohne daß zuvor die Ursache der Drehmomentüberschreitung beseitigt ist.When operating cordless, battery-powered electric motor hand tools it often happens that when the permissible working torque is exceeded, the engine "Stalled", which leads to an overload of the engine and rapid exhaustion the battery leads. This happens above all when the hand tool repeats is switched on without first eliminating the cause causing the "stall". By using torque-dependent ones that are only known per se in large devices and remote controls Switches can be used to exceed the interruption of the drive circuit ensure a certain torque. But there with the interruption of the drive circuit at the same time the torque drops, the drive circuit is switched on again, without first eliminating the cause of the torque exceeded.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beheben und den überlastungsfreien, batterieschonenden Betrieb derartiger batteriebetriebener Handwerkzeuge zu sichern.The invention is now based on the object of eliminating these deficiencies and the overload-free, battery-saving operation of such battery-operated Secure hand tools.

Dies wird gemäß der Erfindung erreicht mit einer Verriegelungsvorrichtung für den drehmomentabhängigen einstellbaren elektrischen Schalter und den handbetätigten elektrischen Geräteschalter, die dadurch gekennzeichnet ist, daß nach Ansprechen des drehmomentabhängigen Schalters dessen Wiedereinschalten so lange mechanisch gesperrt ist, bis der Geräteschalter in seine Ausschaltstellung zurückgeführt ist.This is achieved according to the invention with a locking device for the torque-dependent adjustable electrical switch and the manually operated one electrical device switch, which is characterized in that after responding of the torque-dependent switch, it must be switched on again mechanically for as long is blocked until the device switch is returned to its off position.

Durch diese Maßnahme wird zwar ebenfalls nicht die Ursache der überlastung beseitigt, es wird aber sichergestellt, daß auch bei wiederholter Einschaltung des überlasteten Gerätes die zum normalen Betrieb höchstzulässige Stromentnahme aus der Batterie nicht überschritten wird, so daß auch keine unzulässige elektrische überlastung des Motors auftreten kann.This measure also does not eliminate the cause of the overload eliminated, but it is ensured that even if the overloaded device, the maximum permissible current consumption for normal operation the battery is not exceeded, so that no impermissible electrical overload of the motor can occur.

Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung besteht beispielsweise darin, daß die Schaltvorrichtung für den drehmomentabhängigen elektrischen Schalter - Drehmomentschalter - eine verschiebliche Hülse aufweist, welche bei ihrer Verschiebung mit dem Unterbrecherkontakt im Motorstromkreis zusammenwirkt und diesen nach bestimmtem Verschiebeweg öfrnet und dabei gleichzeitig mit einer von der Stellung des Geräteschalters abhängigen Rasthaltung zusammenwirkt, welche die Hülse in der Öffnungsstellung des Unterbrecherkontaktes festhält und eine Wiederingangsetzung des Motors erst zuläßt, wenn durch öffnen des Geräteschalters die Rasthaltung aufgehoben ist.An expedient embodiment of the invention is, for example, that the switching device for the torque-dependent electric switch - torque switch - comprising a sliding sleeve which cooperates in its displacement with the breaker contact in the motor circuit and this öfrnet for specific displacement and at the same time with the of the position Device switch-dependent latching position cooperates, which holds the sleeve in the open position of the interrupter contact and only allows restarting of the motor when the latching position is canceled by opening the device switch.

In weiterer zweckmäßiger Ausführung der Erfindung ist die Hülse an ihrem Umfang mit einer Eindrehung versehen, in welche bei ihrer Verschiebung der Federarm des Unterbrecherkontaktes im Motorstromkreis einfällt und dadurch den Motorstromkreis öffnet, und Kerbringe aufweist, die mit der Sperrnase eines in Abhängigkeit vom Geräteschalter stehenden Federarmes nach Art einer Einwegsperre zusammenwirken.In a further expedient embodiment of the invention, the sleeve is on their circumference provided with a recess in which when you move the The spring arm of the breaker contact falls into the motor circuit and thereby the motor circuit opens, and has notch rings that are connected to the locking lug depending on the Device switch standing spring arm cooperate in the manner of a one-way lock.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung besteht darin, daß der Unterbrecherkontakt gegenüber der Hülse in deren Verschieberichtung verstellbar ist, um den Verschiebeweg der Hülse und damit das bis zum Abschalten des Motors übertragbare Drehnionient einzustellen, und daß die Hülse eine der Verstellbarkeit des Unterbrecherkontaktes entsprechende Zone in axialer Richtung hintereinanderliegender Kerbringe aufweist.Another advantageous embodiment of the invention consists in that the interrupter contact can be adjusted in relation to the sleeve in its direction of displacement is to the displacement of the sleeve and thus until the motor is switched off transferable Drehnionient adjust, and that the sleeve one of the adjustability corresponding zone of the breaker contact in the axial direction one behind the other Has notch rings.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann für Drehbewegungen ausführende Handwerkzeuge oder -geräte jeder Art verwendet werden. Sie schützt Motor und Batterie vor überlastungen und ermöglicht eine Bemessung beider, die nur den tatsächlichen Arbeitsverhältnissen zu genügen braucht. Außerdem lassen sich hierdurch wesentliche Gewichtseinsparungen erzielen. Schließlich können hierdurch beide so klein gehalten werden, daß sie leicht in einem verhältnismäßig zierlichen Werkzeug- oder Gerätegriff untergebracht werden können, wobei dann auch eine Anschlußschnur (Kabel) entfällt.The device according to the invention can perform rotary movements Hand tools or implements of any kind are used. It protects the engine and battery against overloads and allows a dimensioning of both, which only the actual Needs to meet employment relationships. In addition, this allows essential Achieve weight savings. After all, this allows both to be kept so small that they are easily in a relatively delicate tool or device handle housed can be, in which case also a connecting cord (Cable) not applicable.

Weitere Einzelheiten der in den Ansprüchen gekennzeichneten Erfindung seien am Ausführungsbeispiel eines in der Zeichnung dargestellten Motorschraubers näher beschrieben. Dabei ist der Motorschrauber nur mit seinen für die vorliegende Erfindung wesentlichenTeilen ohneZwischengetriebe dargestellt. Es kann aber selbstverständlich anzweckmäßiger Stelle im Zuge der übertragungsmittel zwischen Motor und Arbeitsspindel ein gegebenenfalls in seiner Drehrichtung umschaltbares Zwischengetriebe vorgesehen sein. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 das Motorwerkzeug mit Arbeitsspindel und Drehmomentkupplung im Längsschnitt; Motor und Batterie sind hierbei nur durch die von ihnen in Anspruch genommenen Teile des Handgriffes angedeutet, Fig. 2 das zugehörige Schaltbild.Further details of the invention characterized in the claims will be described in more detail using the exemplary embodiment of a power screwdriver shown in the drawing. The power screwdriver is only shown with its essential parts for the present invention without an intermediate gear. However, an intermediate gear which can optionally be switched in its direction of rotation can of course be provided at an expedient point in the course of the transmission means between the motor and the work spindle. In the drawing, FIG. 1 shows the power tool with work spindle and torque coupling in longitudinal section; The motor and battery are only indicated by the parts of the handle used by them, FIG. 2 the associated circuit diagram.

Gemäß Fig. 1 besteht das Motorwerkzeug aus einem als Werkzeuggriff ausgebildeten hülsenfönnigen Gehäuse 1, in dessen Raum 2 der Elektromotor und in dessen Raum 3 die Batterie als Energiequelle untergebracht sind. Die Motorspindel 2a ist mit einer Gewindespindel 4 gekuppelt, die ihrerseits zwischen Motorspindel 2 a und Arbeitsspindel 5 angeordnet ist. Auf der Gewindespindel 4 ist eine Gewindernutter 6 längsverstellbar angeordnet. Sie trägt einen Kupplungsschaft 6a mit axialen Kupplungsnuten 6b, in welche mit der Arbeitsspindel 5 fest verbundene Federlamellen 5a eingreifen. Die Gewindemutter 6 weist außerdem einen flanschförinigen Ansatz 6c auf, der mit einer axial verschiebbaren Hülse 7 zusammenwirkt. Die Gewindemutter 6 steht unter der Wirkung einer Schraubenfeder 8, die koaxial zur Gewindespindel 4 zwischen dem Flansch 6 c der Gewindemutter und einem ortsfesten Bund 4a der Gewindespindel als Widerlager angeordnet ist. Das Gewinde der Gewindespindel 4 und ihrer Mutter 6 ist als Bewegungsgewinde ausgebildet. Die auf die Gewindemutter 6 einwirkende Feder 8 hat das Bestreben, die Gewindemutter 6 stets in Richtung auf die Arbeitsspindel 5 auf der Gewindespindel 4 in eine durch einen Anschlag begrenzte Endstellung zu verschieben. Die Vorspannung der Feder 8 ist maßgebend für das Drehmoment, das durch die Gewindespindel 4 und die Mutter 6 übertragen werden kann, ohne eine Relativbewegung zwischen Mutter 6 und Spindel 4 hervorzurufen.According to FIG. 1 , the power tool consists of a tubular housing 1 designed as a tool handle, in whose space 2 the electric motor and in whose space 3 the battery are housed as an energy source. The motor spindle 2 a is coupled to a threaded spindle 4, which in turn is arranged between the motor spindle 2 a and the work spindle 5 . A threaded nut 6 is arranged longitudinally adjustable on the threaded spindle 4. It carries a coupling shaft 6a with axial coupling grooves 6b, in which spring lamellas 5a fixedly connected to the work spindle 5 engage. The threaded nut 6 also has a flange-like extension 6c which cooperates with an axially displaceable sleeve 7 . The thread nut 6 is under the action of a helical spring 8 which is disposed coaxially to the c threaded spindle 4 between the flange 6 of the threaded nut and a stationary collar 4a of the threaded spindle as an abutment. The thread of the threaded spindle 4 and its nut 6 is designed as a movement thread. The force acting on the threaded nut 6 spring 8 always has to move the effort the nut 6 in the direction of the work spindle 5 on the threaded spindle 4 in a limited by a stop end position. The preload of the spring 8 is decisive for the torque that can be transmitted through the threaded spindle 4 and the nut 6 without causing a relative movement between the nut 6 and the spindle 4.

Die Hülse 7 steht unter der Wirkung einer koaxial zu ihr angeordneten Schraubenfeder 9, die sich einerseits gegen einen Bund der Hülse 7 und andererseits gegen eine Anschlagfläche des Motorgehäuses abstützt und das Bestreben hat, die Hülse 7 in Anschlagverbindung mit dem Flansch 6 c der Gewindemutter 6 zu halten. Sie unterstützt dabei die Wirkung der Feder 8. Die Hülse 7 weist an ihrem äußeren Umfang eine Eindrehung 7 b sowie Kerbringe 7 c auf.The sleeve 7 is under the action of a helical spring 9 arranged coaxially to it, which is supported on the one hand against a collar of the sleeve 7 and on the other hand against a stop surface of the motor housing and strives to have the sleeve 7 in stop connection with the flange 6 c of the threaded nut 6 to keep. It supports the action of the spring 8. The sleeve 7 has a recess 7 b and notch rings 7 c on its outer circumference.

Mit den Eindrebungen 7 b der Hülse 7 wirkt der Federarm 10a eines Schalters 10 im Motorstromkreis zusammen, der mittels eines Stellknopfes 11 an der Außenseite des hülsenfönnigen Gehäuses 1 in axialer Richtung verstell- und feststellbar ist. Außerdem ist an der Hülse 1 - und zwar diese durchdringend - der Schaltknopf 12 vorgesehen, der mit dem federnden Kontaktarm 13 a des Ein- und Ausschalters 13 für den Motor verbunden ist. Der Kontaktarm 13 a wirkt zusammen mit einem Federarm 14 mit auf ihm angebrachter Rastnase 14a, die bei niedergedrücktem Schaltknopf 12 infolge der Wirkung des Federannes 14 je nach der axialen Stellung der Hülse 7 in Wirkverbindung mit den Kerbringen 7c der Hülse tritt und diese in ihrer axialen Einstellung festhält.The spring arm 10a of a switch 10 in the motor circuit interacts with the indentations 7b of the sleeve 7 and can be adjusted and locked in the axial direction by means of an adjusting knob 11 on the outside of the sleeve-shaped housing 1. The switch button 12 is provided which is connected to the resilient contact 13 a of the on-off switch 13 for the motor - is also on the sleeve 1 - and this penetrating. The contact arm 13 a cooperates with a spring arm 14 with a locking lug 14 a attached to it, which when the button 12 is depressed, depending on the axial position of the sleeve 7 , comes into operative connection with the notch rings 7 c of the sleeve and this in its axial position Setting.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt: In der Ruhestellung befinden sich die Teile in der Lage gemäß Fig. 1. Wird der Motorschalter 12, 13 betätigt, dann setzt sich der Motor in Bewegung und treibt über die Motorspindel 2 a, Gewindespindel 4, Gewindemutter 6, Kupplungsnuten 6b und Federlamellen 5a die Arbeitsspindel 5 an. Wird an der Arbeitsspindel 5 ein gewisses Drehmoment überschritten, dann verschiebt sich die Mutter 6 auf der Gewindespindel 4 in axialer Richtung, wobei die Hülse 7 mitgenommen wird und wobei sich sowohl die Feder 8 als auch die Feder 9 spannen. Infolge der axialen Verschiebung der Hülse 7 dringt - je nach auftretendem Drehmoment an der Arbeitsspindel 5 früher oder später - der Federarm 10 a in die Eindrehung 7 b der Hülse 7 ein, so daß sich der Unterbrecherkontakt 10 öffnet und dadurch der Motorstromkreis unterbrochen wird. Gleichzeitig gelangen die Kerbringe 7 c in den Bereich der Rastnase 14 a, so daß die Rastnase 14 a in einen der Kerbringe, entsprechend der axialen Stellung der Hülse 7, einfallen kann. Hierdurch wird die Hülse 7 daran gehindert, unter der Wirkung ihrer Feder 9 eine, Rückstellbewegung auszuführen, wenn bei zum Stillstand gekommenem Motor infolge des offenen Unterbrecherkontaktes 10 die Gewindermitter 6 unter der Wirkung der auf sie einwirkenden Feder 8 sich wieder in ihre Ausgangslage zurückbewegt. Die Rückbewegung der Hülse 7 ist vielmehr erst möglich, wenn zuvor der Motorschalter 12, 13 geöffnet und dadurch die Rastnase 14a außer Eingriff mit ihren Kerbringen 7c gebracht worden ist. Die Hülse 7 kehrt dann unter der Wirkung der auf ihr lastenden Feder 9 ebenfalls in ihre Ausgangslage zurück, wobei der Schaltann 10a des Unterbrecherkontaktes 10 aus der Eindrehung 7 b auf den Umfang der Hülse 7 angehoben wird, so daß sich der Unterbrecherkontakt 10 wieder schließt. Nach erneuter Betätigung des Motorschalters 12, 13 kann nun der Motor wieder in Betrieb genommen werden. Durch axiale Verstellung des Schaltarmes 10 a mit dem Unterbrecherkontakt 10 gegenüber dem Bewegungsbereich der Eindrehung 7 b der Hülse 7 und durch entsprechende Bemessung der Federn 8 und 9 können verschiedene Drehmomente, bei deren Überschreiten der Drehmomentschalter ansprechen soll, eingestellt werden.The operation of the device is as follows: In the rest position, the parts are in the position shown in FIG. 1. If the motor switch 12, 13 is actuated, the motor starts moving and drives the motor spindle 2 a, threaded spindle 4, threaded nut 6, coupling grooves 6b and spring plates 5a the work spindle 5 . If a certain torque is exceeded on the work spindle 5 , the nut 6 moves on the threaded spindle 4 in the axial direction, the sleeve 7 being carried along and both the spring 8 and the spring 9 being tensioned. As a result of the axial displacement of the sleeve 7 penetrates - depending on the torque occurring on the work spindle 5 sooner or later - the spring arm 10 a into the recess 7 b of the sleeve 7 , so that the interrupter contact 10 opens and the motor circuit is interrupted. At the same time, the notch rings 7 c reach the area of the locking lug 14 a, so that the locking lug 14 a can fall into one of the notch rings, corresponding to the axial position of the sleeve 7 . This prevents the sleeve 7 from executing a return movement under the action of its spring 9 when the motor has come to a standstill due to the open interrupter contact 10, the thread mitter 6 under the action of the spring 8 acting on it moves back into its starting position. Rather, the return movement of the sleeve 7 is only possible when the motor switch 12, 13 has previously been opened and the latching lug 14a has thereby been brought out of engagement with its notch rings 7c. The sleeve 7 then also returns to its starting position under the action of the spring 9 acting on it, the switch 10a of the breaker contact 10 being raised from the recess 7b onto the circumference of the sleeve 7 , so that the breaker contact 10 closes again. After actuating the motor switch 12, 13 again, the motor can now be started up again. By axial displacement of the switching arm 10 a with the breaker contact 10 relative to the movement range of the recess 7 of the sleeve b 7, and by appropriate dimensioning of the springs 8 and 9, different torques, to operate at the exceeding of the torque switch can be adjusted.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Locking device for preferably cordless, battery-powered electromotive hand tools with a rotationally dependent adjustable electrical switch and a manually operated electrical device switch, characterized in that after the torque-dependent switch has responded, it is mechanically blocked until the device switch is returned to its off position .

2. Device according to claim 1, characterized in that the switching device for the torque-dependent electric switch - torque switch - comprising a sliding sleeve (7), which cooperates in its displacement with the break contact (10, 10 a) in the motor circuit and those for specific displacement opens and at the same time interacts with a latching position (14, 14 a) which is dependent on the position of the device switch (12, 13, 13 a) and which holds the sleeve (7) in the open position of the interrupter contact (10, 10 a) and resets of the motor only when the locking position (14, 14 a) is canceled by opening the device switch (12, 13, 13 a). 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the sleeve (7) is provided on its circumference with a recess (7 b) into which the spring arm (10 a) of the interrupter contact (10, 10 a) in the motor circuit when it is moved occurs and thereby opens the motor circuit, and has notch rings (7 e) which interact with the locking lug (14 a) of a spring arrester (14 ), which is dependent on the device switch (12, 13, 13 a), in the manner of a one-way lock. 4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the interrupter contact (10, 10 a) relative to the sleeve (7) is adjustable in the direction of displacement to the displacement of the sleeve (7) and thus the transferable until the motor is switched off To set the torque, and that the sleeve (7) has one of the adjustability of the interrupter contact (10, 10 a) corresponding zone in the axial direction of one behind the other notch rings (7 c). 5. Device according to claims 1 to 4, in use in a power tool, in particular a power screwdriver, characterized in that the motor (2) and the switching device (4 to 8) for the torque switch and optionally a battery (3) as a power source in coaxial arrangement to form a cylindrical handle piece (1) from which the work spindle (5) , optionally provided with a tool or device holder, emerges, and that the switching device (4 to 8) is arranged between the motor spindle (2a) and the work spindle (5) , threaded spindle (4) known per se with threaded nut ( 6 ) adjustable against spring action (8) , the threaded spindle (4) with one side and the threaded nut (6) with the other side of the gear chain between the motor and work spindle ( 2a, 5) is geared and the threaded nut (6) on the sleeve arranged coaxially to the threaded spindle (4) and under the action of a return spring (9) (7) acts on the opposite side with the control buttons (11 or 12 ) emerging from the housing of the handle (1), the interrupter contact (10, 10a) of the torque switch or the device switch (13, 13 a) with the latch (14, 14) a) are arranged. Documents considered: German Patent No. 703 806; German utility model No. 1776 466; . USA. Patent Nos 2,361,439, 2,387,047, 2,726,364, 2,763,797; "Workshop technology and mechanical engineering", 1953, issue 2, pp. 77/78.