EP1185994A1 - Elektrischer schalter - Google Patents

Elektrischer schalter

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EP1185994A1
EP1185994A1 EP00949085A EP00949085A EP1185994A1 EP 1185994 A1 EP1185994 A1 EP 1185994A1 EP 00949085 A EP00949085 A EP 00949085A EP 00949085 A EP00949085 A EP 00949085A EP 1185994 A1 EP1185994 A1 EP 1185994A1
Authority
EP
European Patent Office
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contact
slide
shield
switching
switch
Prior art date
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Granted
Application number
EP00949085A
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English (en)
French (fr)
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EP1185994B1 (de
Inventor
Alois Schäffeler
Alfons Steidle
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Marquardt GmbH
Original Assignee
Marquardt GmbH
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Publication date
Application filed by Marquardt GmbH filed Critical Marquardt GmbH
Publication of EP1185994A1 publication Critical patent/EP1185994A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1185994B1 publication Critical patent/EP1185994B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/32—Insulating body insertable between contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H19/00—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand
    • H01H19/54—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand the operating part having at least five or an unspecified number of operative positions
    • H01H19/60—Angularly-movable actuating part carrying no contacts
    • H01H19/635—Contacts actuated by rectilinearly-movable member linked to operating part, e.g. by pin and slot
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/02—Bases, casings, or covers
    • H01H9/06—Casing of switch constituted by a handle serving a purpose other than the actuation of the switch, e.g. by the handle of a vacuum cleaner

Definitions

  • the invention relates to an electrical switch according to the preamble of claim 1.
  • Such electrical switches are used in particular as mains switches in electrical hand tools.
  • high currents for example a direct current of 130 amperes or greater, can flow, so that an arc occurs at the contacts when the device is switched off. The occurrence of arcs can destroy the switch, which must be prevented for electrical safety reasons.
  • an electrical switch for high currents which is provided with means for extinguishing an arc.
  • This switch has a contact system consisting of a fixed contact and a switch contact.
  • An actuator acts on the switching contact to trigger a switching process between an open and an on position of the contact system.
  • the means assigned to the contact system and designed in the manner of a / shield for extinguishing an arc which arises between the fixed contact and the switching contact during the switching process can be moved coupled to the switching contact.
  • the shield is moved from the on to the off position in the area between the fixed contact and the switching contact during the switching operation of the switching contact and by during the switching operation of the switching contact the off to the on position from the area between the fixed contact and the switching contact.
  • the shield moves downward, so that the shield is in the on position below the fixed contact.
  • the housing has a bulge in this area.
  • this bulge in the housing of the switch can be disruptive.
  • the coupling between the switching contact and the shield is complex, with a complex sequence of movements of the shield resulting when switching between the off and on position. This forces high precision in the manufacture of the parts for the shield, which ultimately increases the manufacturing costs for the switch.
  • the invention has for its object to further develop the shield such that the housing for the switch can be further reduced.
  • the actuating member is operatively connected to a movable slide, the switch contact being arranged on the slide.
  • the shield is hinged on one side to the slide and is assigned to the switching contact as a shielding element on the other side.
  • the shielding element can be moved with the slide in and out of the area between the switching contact and the fixed contact and acts in the manner of an extinguishing shield when an arc occurs.
  • the slide located in the housing of the switch can be essentially linearly movable, which ensures a simple type of coupling between the shield and the switch contact.
  • an elastic element is also arranged in the slide.
  • the shield is designed as a two-armed lever element.
  • the first lever arm of the lever element is articulated on the slide and the second lever arm is assigned to the switching contact as the actual shielding element.
  • the two-armed lever element can have an approximately C-shaped or crescent shape. It is useful that the housing of the switch from a lower housing part for receiving the slide, the contact system and. Like. And an upper housing part in the manner of a lid. In this case, the pivot point of the two-armed lever element can be mounted inside the housing, in particular on the lower housing part.
  • the guide link can consist of a first guide surface facing the switch contact and an adjoining second guide surface facing away from the switch contact.
  • the first guide surface is designed in the manner of an inclined plane which extends obliquely to the direction of movement of the slide, while the second guide surface extends approximately in the direction of the movement of the slide.
  • the lower housing part there is a recess for receiving at least part of the second lever arm of the shield in the on position of the contact system.
  • the recess also serves to receive part of the first lever arm of the shield in the off position of the contact system.
  • At least one side surface can be arranged on the second lever arm serving as a shielding element, such that the shielding element forms a type of cap. The cap then largely covers the surface of the switching contact facing the fixed contact in the off position. Lateral evasion of the arc is definitely prevented in this embodiment.
  • the switch according to the invention has a contact system with two fixed contacts and a switching contact designed as a bridging contact and provided with two contact surfaces.
  • the shield consists of two lever elements arranged side by side and assigned to the respective contact surface.
  • the two lever arms of the lever elements of the shield can be connected to one another at their pivot point via a common shaft.
  • the shaft expediently has protruding ends at the fulcrum of the lever elements, the two ends of the shaft each being rotatably mounted in a receptacle in the lower housing part.
  • two opposite approaches on the slide, each with a guide link can be arranged such that the bolt on the first lever arm of each lever element engages in the guide link.
  • the switch is reliable before its contact system is destroyed by the action of an arc is protected. Any arcing that may occur is extinguished within a short time and the contacts of the contact system are therefore effectively prevented from burning. This significantly increases the service life of the switch.
  • the electrical switch is particularly suitable for high currents and can therefore be used in high-performance power tools.
  • the switch can be used for electric motors operated with direct voltage, where, unlike in the zero crossing with alternating voltage, there is no automatic extinction of an arc.
  • the switch can also be used as a brake switch for power tools with short-circuit braking, where particularly high direct currents occur when switching off due to the short-circuited electric motor acting as a generator.
  • the switch is generally compact and small, making the switch particularly suitable for narrow, ergonomic handles of power tools.
  • the shielding is simple, so that no particular precision is necessary in the manufacture of the parts for the shielding.
  • only a small additional number of parts is required for the switch with increased functionality. As a result, only slightly higher manufacturing costs for the switch are incurred despite improved performance.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section through an electrical
  • FIG. 2 shows an enlarged section of the
  • Fig. 3 shows a longitudinal section through the electrical
  • Fig. 4 shows an enlarged section of the
  • an electrical switch 1 can be seen, which can be used as a power switch in a handheld power tool, such as an angle grinder, a drill, a circular saw or the like.
  • the electric hand tool contains an electric motor that is operated, for example, by means of direct current.
  • the switch 1 has a housing 2, which consists of a lower housing part 14 in the manner of a base and an upper housing part 15 in the manner of a cover. At least one contact system 3 is arranged in the interior of the housing 2. In the present case, the switch 1 contains two contact systems 3, 3a for switching two current paths.
  • the contact system 3, 3a consists of a fixed contact 4, which is attached to an electrical connection 29 serving for connection to electrical leads in the power tool, and a switch contact 5.
  • the contact system 3, 3a each with two fixed contacts 4, 4 'and a switching contact 5 designed as a bridging contact and provided with two contact surfaces 24, 24', as can be seen from FIG. 5.
  • An actuating member 6 arranged on the housing 2 acts on the switch contact 5 to trigger a switching process between an open and an open position of the contact system 3, 3a.
  • the actuator 6 is operatively connected to a substantially linearly movable slide 8 located in the housing 2, in that a plunger 30 of the slide 8 protruding from the housing 2 is articulated on the actuator 6.
  • the slider 8, the contact system 3, 3a and possibly other parts of the switch 1 are accommodated in the lower housing part 14.
  • the slider 8 and the plunger 30 contain springs 31, 32 and a further pressure point spring, not shown, so that the slider 8 switches with a type of snap movement between the two positions of the contact system 3, 3a.
  • the switch contact 5 is in turn arranged with an elastic element 11 on the underside of the slide 8, as can be seen in FIG. 1 or 3.
  • an elastic element 11 on the underside of the slide 8, as can be seen in FIG. 1 or 3.
  • FIGS. 1 and 2 The contact system 3 in the off position, in which the switching contact 5 is removed from the fixed contact 4, can be seen in FIGS. 1 and 2.
  • the contact system 3 of the switch 1 If electric motors are operated at high power, correspondingly high currents flow through the contact system 3 of the switch 1 in the on position. For example, up to approximately 120 amperes of direct current can flow in the case of angle grinders with a power of 2.3 kilo watts.
  • the electric motor is switched off, that is to say when the contact system 3 is switched to the off position, an arc arises between the switching contact 5 and the fixed contact 4, which can lead to contact erosion.
  • the contact system 3 is configured in the manner of a shield 7 to extinguish an arc which arises between the fixed contact 4 and the switching contact 5 during the switching process.
  • the shield 7 can be moved coupled to the switch contact 5. As can be seen in FIG. 2 or 4, the shielding 7 is articulated on the slide 8 with one side 9 for coupling and is assigned to the switching contact 5 with the other side 10 as a shielding element. Because of this coupling, the shield 7 is moved during the switching operation of the stop contact 5 from the on position according to FIG. 4 to the off position according to FIG. 2 in the area between the fixed contact 4 and the switching contact 5, so that the arc is displaced or is interrupted and finally goes out. In the reverse switching process of the switching contact 5 from the off position according to FIG. 2 to the on position corresponding to FIG. 4, the shield 7 is moved out of the area between the fixed contact 4 and the switching contact 5.
  • the shield 7 is designed as a two-armed lever element 28.
  • the two-armed lever element of the shield 7 preferably has an approximately C-shaped or crescent-shaped shape in the manner of a toggle lever.
  • One first lever arm 12 is articulated on the slide 8, while the other second lever arm 13 is assigned to the switching contact 5 as the actual shielding element.
  • At least one side surface 23 can be arranged on the second lever arm 13 serving as a shielding element, which can be seen particularly clearly in FIG. 4, so that the shielding element then forms a type of cap.
  • This cap largely covers the contact surface 24 of the switching contact 5 facing the fixed contact 4 in the off position according to FIG. 2, thus preventing the arc from escaping sideways.
  • the fulcrum 16 of the two-armed lever element 28 of the shield 7 is rotatably mounted in a receptacle 27 in the interior of the housing 2, specifically on the lower housing part 14.
  • the slide 8 has a guide link 17, which can be located in a projection 18 arranged on the slide 8 and visible in FIG. 5.
  • the guide link can also be located directly in the slide 8, but this is not shown in more detail.
  • a bolt 19 attached to the first lever arm 12 of the shield 7 engages in the guide link 17, so that the shield 7 can be positively guided with the slide 8.
  • the guide link 17 itself consists of a first guide surface 20 facing the switch contact 5, designed in the manner of an inclined plane, and a second guide surface 21 adjoining it, facing away from the switch contact 5 the second Guide surface 21 extends approximately in the direction of the movement of the slide 8.
  • the guide link 17 thus has approximately the shape of a boomerang.
  • the recess 22 serves for receiving at least part of the second lever arm 13 of the shield 7 designed as a shielding element in the on position of the contact system 3, as shown in FIG. 4 can be seen. 2 that the recess 22 also serves to receive part of the first lever arm 12 of the shield 7 in the off position of the contact system 3.
  • the shield 7 consists of two lever elements 28, 28' arranged next to one another and assigned to the respective contact surface 24, 24 '.
  • FIG. 5 Such an embodiment is shown in more detail in FIG. 5 as an explosive representation for the slide 8 and the shield 7.
  • the two lever elements 28, 28 ' are connected to one another at their pivot point 16 via a common shaft 25.
  • the shaft 25 furthermore has ends 26 projecting at the fulcrum 16 of the lever elements 28, 28 ', the two ends 26 of the shaft 25 each being rotatably mounted in a receptacle 27 indicated in FIG. 2 or 4 in the lower housing part 14.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Slide Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter (1), insbesondere für Elektrohandwerkzeuge mit einem mittels Gleichstrom betriebenen Elektromotor. Der Schalter (1) besitzt ein Kontaktsystem (3), das aus einem Festkontakt (4) und einem Schaltkontakt (5) besteht, wobei der Schaltkontakt (5) an einem bewegbaren Schieber (8) angeordnet ist. Zur Auslösung eines Schaltvorgangs zwischen einer Aus- und einer Ein-Stellung des Kontaktsystems (3) wirkt ein Betätigungsorgan (6), das wiederum mit dem Schieber (8) in Wirkverbindung steht, auf den Schaltkontakt (5) ein. Dem Kontaktsystem (3) sind in der Art einer Abschirmung (7) ausgebildete Mittel zur Löschung eines zwischen dem Festkontakt (4) und dem Schaltkontakt (5) beim Schaltvorgang entstehenden Lichtbogens zugeordnet. Die Abschirmung (7) ist mit dem Schaltkontakt (5) derart gekoppelt bewegbar, dass beim Schaltvorgang des Schaltkontakts (5) von der Ein- in die Aus-Stellung die Abschirmung (7) in den zwischen dem Festkontakt (4) und dem Schaltkontakt (5) befindlichen Bereich bewegt wird, und beim Schaltvorgang des Schaltkontakts (5) von der Aus- in die Ein-Stellung die Abschirmung (7) aus den zwischen dem Festkontakt (4) und dem Schaltkontakt (5) befindlichen Bereich bewegt wird. Zu diesem Zweck ist die Abschirmung (7) mit der einen Seite am Schieber (8) angelenkt und mit der anderen Seite als Abschirmelement dem Schaltkontakt (5) zugeordnet.

Description

"Elektrischer Schalter"
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige elektrische Schalter werden insbesondere als Netzschalter bei Elektrohandwerkzeugen eingesetzt . Vor allem bei Elektromotoren, die mittels einer Gleichspannung, beispielsweise bei 125 Volt, betrieben werden, können hohe Ströme, beispielsweise ein Gleichstrom von 130 Ampere oder größer, fließen, so daß beim Abschalten ein Lichtbogen an den Kontakten auftritt . Das Auftreten von Lichtbögen kann zur Zerstörung des Schalters führen, was bei Elektrowerkzeugen aus Sicherheitsgründen zu verhindern ist.
Aus der DE 197 26 402 AI ist ein elektrischer Schalter für hohe Ströme bekannt, der mit Mitteln zur Löschung eines Lichtbogens versehen ist. Dieser Schalter besitzt ein Kontaktsystem, das aus einem Festkontakt und einem Schaltkontakt besteht . Ein Betätigungsorgan wirkt auf den Schaltkontakt zur Auslösung eines Schaltvorgangs zwischen einer Aus- und einer Ein-Stellung des KontaktSystems ein. Das dem Kontaktsystem zugeordnete, in der Art einer /Abschirmung ausgebildete Mittel zur Löschung eines zwischen dem Festkontakt und dem Schaltkontakt beim Schaltvorgang entstehenden Lichtbogens ist mit dem Schaltkontakt gekoppelt bewegbar. Dadurch wird die Abschirmung beim Schaltvorgang des Schaltkontakts von der Ein- in die Aus-Stellung in den zwischen dem Festkontakt und dem Schaltkontakt befindlichen Bereich bewegt und beim Schaltvorgang des Schaltkontakts von der Aus- in die Ein-Stellung aus den zwischen dem Festkontakt und dem Schaltkontakt befindlichen Bereich bewegt.
Beim Einschalten des Kontaktsystems bewegt sich die Abschirmung nach unten weg, so daß die Abschirmung in der Ein-Stellung unterhalb des Festkontakts befindlich ist. Dort besteht somit ein gewisser Platzbedarf im Gehäuse des Schalters, womit das Gehäuse in diesem Bereich eine Ausbauchung aufweist. In manchen Anwendungsfällen, insbesondere bei einem knappen Platzangebot im Handgriff des Elektrogeräts kann diese Ausbauchung im Gehäuse des Schalters störend sein. Zudem ist die Kopplung zwischen dem Schaltkontakt und der Abschirmung aufwendig ausgestaltet, wobei ein komplexer Bewegungsablauf der Abschirmung beim Umschalten zwischen der Aus- und der Ein-Stellung resultiert. Dies zwingt zu einer hohen Präzision bei der Herstellung der Teile für die Abschirmung, was letztendlich die Herstellkosten für den Schalter verteuert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abschirmung derart weiterzuentwickeln, daß das Gehäuse für den Schalter weiter verkleinert werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Schalter durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Schalter steht das Betätigungsorgan mit einem bewegbaren Schieber in Wirkverbindung, wobei der Schaltkontakt am Schieber angeordnet ist. Die Abschirmung ist mit der einen Seite am Schieber angelenkt und mit der anderen Seite als Abschirmelement dem Schaltkontakt zugeordnet . Dadurch ist das Abschirmelement zwangsgeführt mit dem Schieber in und aus dem Bereich zwischen dem Schalt- und dem Festkontakt bewegbar und wirkt in der Art eines Löschschildes bei einem auftretenden Lichtbogen. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der ünteransprüche . Der im Gehäuse des Schalters befindliche Schieber kann im wesentlichen linear beweglich sein, womit eine einfache Art der Kopplung zwischen der Abschirmung und dem Schaltkontakt gewährleistet ist. Zur Ausübung einer Anpreßkraft des Schaltkontakts an den Festkontakt in der Ein-Stellung ist weiter ein elastisches Element im Schieber angeordnet .
In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Abschirmung als zweiarmiges Hebelelement ausgebildet. Der erste Hebelarm des Hebelelements ist am Schieber angelenkt und der zweite Hebelarm ist als eigentliches Abschirmelement dem Schaltkontakt zugeordnet. Das zweiarmige Hebelelement kann eine in etwa C-fδrmige bzw. sichelförmige Gestalt aufweisen. Es bietet sich an, daß das Gehäuse des Schalters aus einem Gehäuseunterteil zur Aufnahme des Schiebers, des Kontaktsystems u. dgl. und einem Gehäuseoberteil in der Art eines Deckels besteht . In diesem Fall kann der Drehpunkt des zweiarmigen Hebelelements im Inneren des Gehäuses, insbesondere am Gehäuseunterteil, gelagert sein.
Für die Anlenkung der Abschirmung am Schieber befindet sich eine Führungskulisse im Schieber und/oder in einem am Schieber angeordneten Ansatz . Ein am ersten Hebelarm der Abschirmung angebrachter Bolzen greift derart in die Führungskulisse ein, daß die Abschirmung zwangsgeführt mit dem Schieber bewegbar ist . Die Führungskulisse kann aus einer dem Schaltkontakt zugewandten ersten Fuhrungsfläche und einer daran anschließenden, dem Schaltkontakt abgewandten zweiten Fuhrungsfläche bestehen. Die erste Fuhrungsfläche ist in der Art einer schiefen Ebene ausgebildet , die schräg zur Bewegungsrichtung des Schiebers verläuft, während die zweite Fuhrungsfläche in etwa in Richtung der Bewegung des Schiebers verläuft . Insgesamt weist die Führungskulisse in etwa die Gestalt eines Bumerangs auf. Diese Art der Anlenkung sichert eine präzise Zwangsführung zwischen dem Schieber und der Abschirmung.
Im Gehäuseunterteil befindet sich eine Ausnehmung für die Aufnahme wenigstens eines Teils des zweiten Hebelarms der Abschirmung in der Ein-Stellung des KontaktSystems . Zudem dient die Ausnehmung auch zur Aufnahme eines Teils des ersten Hebelarms der Abschirmung in der Aus-Stellung des KontaktSystems . An dem als Abschirmelement dienenden zweiten Hebelarm kann wenigstens eine Seitenfläche angeordnet sein, derart daß das Abschirmelement eine Art von Kappe bildet . Die Kappe bedeckt dann weitgehend die dem Festkontakt zugewandte Oberfläche des Schaltkontakts in der Aus-Stellung. Ein seitliches Ausweichen des Lichtbogens wird bei dieser Ausgestaltung mit Sicherheit verhindert.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt der erfindungsgemäße Schalter ein Kontaktsystem mit zwei Festkontakten und einen als Überbrückungskontakt ausgebildeten, mit zwei Kontaktflächen versehenen Schaltkontakt. Die Abschirmung besteht aus zwei nebeneinander angeordneten, der jeweiligen Kontaktfläche zugeordneten Hebelelementen. Die beiden Hebelarme der Hebelelemente der Abschirmung können an deren Drehpunkt über eine gemeinsame Welle miteinander verbunden sein. Zweckmäßigerweise weist die Welle am Drehpunkt der Hebelelemente überstehende Enden auf, wobei die beiden Enden der Welle jeweils in einer Aufnahme im Gehäuseunterteil drehbar gelagert sind. Weiter können zwei einander gegenüberliegende Ansätze am Schieber mit je einer Führungskulisse derart angeordnet sein, daß der Bolzen am ersten Hebelarm jedes Hebelelements in die Führungskulisse eingreift.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Schalter vor einer Zerstörung seines Kontaktsystems durch Lichtbogeneinwirkung zuverlässig geschützt ist . Ein eventuell auftretender Lichtbogen wird innerhalb kurzer Zeit zum Erlöschen gebracht und ein Abbrand der Kontakte des Kontaktsystems wird daher wirksam verhindert. Somit wird die Lebensdauer des Schalters erheblich vergrößert.
Der elektrische Schalter ist besonders für hohe Ströme geeignet und kann daher in Elektrowerkzeugen mit großer Leistung eingesetzt werden. Insbesondere ist der Schalter für mit Gleichspannung betriebene Elektromotoren verwendbar, wo anders als im Nulldurchgang bei Wechselspannung kein selbständiges Erlöschen eines Lichtbogens erfolgt. Der Schalter läßt sich weiter als Bremsschalter für Elektrowerkzeuge mit einer Kurzschlußbremsung verwenden, wo beim Abschalten besonders hohe Gleichströme infolge des kurzgeschlossenen, als Generator wirkenden Elektromotors auftreten.
Dennoch ist der Schalter insgesamt kompakt und kleinbauend ausgestaltet, womit der Schalter besonders für schmale, ergonomische Handgriffe von Elektrowerkzeugen geeignet ist. Außerdem ist die Abschirmung einfach ausgestaltet, so daß keine besondere Präzision bei der Herstellung der Teile für die Abschirmung notwendig ist. Zudem ist eine lediglich geringe zusätzliche Teilezahl für den Schalter bei gesteigerter Funktionalität notwendig. Dadurch fallen trotz verbesserter Leistung lediglich geringfügige höhere Herstellkosten für den Schalter an.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Weiterbildungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen elektrischen
Schalter, wobei das Kontaktsystem sich in der Aus-Stellung befindet, Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des
KontaktSystems entsprechend dem Bereich II aus Fig. 1,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch den elektrischen
Schalter, wobei das KontaktSystem sich in der Ein-Stellung befindet,
Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt des
Kontaktsystems wie in Fig. 2, wobei sich das Kontaktsystem entsprechend dem Bereich IV der Fig. 3 in Ein-Stellung befindet, und
Fig. 5 den Schieber mit der Abschirmung als
Einzelteil in perspektivischer Ansicht von der Unterseite aus gesehen.
In Fig. 1 ist ein elektrischer Schalter 1 zu sehen, der als Netzschalter in einem Elektrohandwerkzeug, wie einem Winkelschleifer, einer Bohrmaschine, einer Kreissäge o. dgl., verwendbar ist. Das Elektrohandwerkzeug enthält einen Elektromotor, der beispielsweise mittels Gleichstrom betrieben wird.
Der Schalter 1 besitzt ein Gehäuse 2, das aus einem Gehäuseunterteil 14 in der Art eines Sockels und aus einem Gehäuseoberteil 15 in der Art eines Deckels besteht. Im Inneren des Gehäuses 2 ist wenigstens ein Kontaktsystem 3 angeordnet . Vorliegend enthält der Schalter 1 zwei KontaktSysteme 3, 3a zur Schaltung von zwei Strompfaden. Das Kontaktsystem 3, 3a besteht aus einem Festkontakt 4, der an einem zur Verbindung mit elektrischen Zuleitungen im Elektrowerkzeug dienenden elektrischen Anschluß 29 angebracht ist, und einem Schaltkontakt 5. Insbesondere kann es sich bei einem solchen Schalter 1 anbieten, das Kontaktsystem 3, 3a jeweils mit zwei Festkontakten 4, 4' und einen als Überbrückungskontakt ausgebildeten, mit zwei Kontaktflächen 24, 24' versehenen Schaltkontakt 5 auszugestalten, wie anhand von Fig. 5 ersichtlich ist.
Ein am Gehäuse 2 angeordnetes Betätigungsorgan 6 wirkt auf den Schaltkontakt 5 zur Auslösung eines SchaltVorgangs zwischen einer Aus- und einer Ein-Stellung des Kontaktsystems 3, 3a ein. Hierzu steht das Betätigungsorgan 6 mit einem im Gehäuse 2 befindlichen, im wesentlichen linear bewegbaren Schieber 8 in Wirkverbindung, indem ein aus dem Gehäuse 2 herausragender Stößel 30 des Schiebers 8 am Betätigungsorgan 6 angelenkt ist. Der Schieber 8, das Kontaktsystem 3, 3a sowie gegebenenfalls weitere Teile des Schalters 1 sind im Gehäuseunterteil 14 aufgenommen. Der Schieber 8 und der Stößel 30 enthalten Federn 31, 32 sowie eine weitere, nicht gezeigte Druckpunktfeder, so daß der Schieber 8 mit einer Art von Schnappbewegung zwischen den beiden Stellungen des Kontaktsystems 3, 3a umschaltet. Der Schaltkontakt 5 ist seinerseits mit einem elastischen Element 11 an der Unterseite des Schiebers 8 angeordnet, wie der Fig. 1 oder 3 zu entnehmen ist. Zur näheren Ausgestaltung der Wirkverbindung zwischen dem Schieber 8 und dem Betätigungsorgan 6 wird auf die nicht vorveröffentlichte DE 199 30 558 AI des Anmelders, der wiederum die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 198 33 296.3 zugrundeliegt, verwiesen, so daß sich ein näheres Eingehen hierauf an dieser Stelle erübrigt.
Im folgenden soll im Hinblick auf die Erfindung lediglich das Kontaktsystem 3 näher betrachtet werden. Das Kontaktsystem 3 in der Aus-Stellung, in der der Schaltkontakt 5 vom Festkontakt 4 entfernt ist, ist in Fig. 1 und 2 zu sehen. Das Kontaktsystem 3 in der Ein-Stellung, in der der Schaltkontakt 5 am Festkontakt 4 anliegt, ist in Fig. 3 und 4 gezeigt. Wie man insbesondere anhand von Fig. 4 sieht, übt dann das elastische Element 11 eine Anpreßkraft des Schaltkontakts 5 an den Festkontakt 4 aus.
Werden Elektromotoren mit hoher Leistung betrieben, so fließen entsprechend hohe Ströme über das Kontaktsystem 3 des Schalters 1 in der Ein-Stellung. Beispielsweise können bei Winkelschleifern mit 2 , 3 kilo-Watt Leistung bis zu ungefähr 120 Ampere Gleichstrom fließen. Beim Abschalten des Elektromotors, also beim Schalten des KontaktSystems 3 in die Aus-Stellung, entsteht dann ein Lichtbogen zwischen dem Schaltkontakt 5 und dem Festkontakt 4, der zum Kontaktabbrand führen kann. Zur Vermeidung einer Zerstörung des KontaktSystems 3 sind dem Kontaktsystem 3 in der Art einer Abschirmung 7 ausgebildete Mittel zur Löschung eines zwischen dem Festkontakt 4 und dem Schaltkontakt 5 beim Schaltvorgang entstehenden Lichtbogens zugeordnet.
Die Abschirmung 7 ist mit dem Schaltkontakt 5 gekoppelt bewegbar. Wie man in Fig. 2 oder 4 sieht, ist zur Kopplung die Abschirmung 7 mit der einen Seite 9 am Schieber 8 angelenkt und mit der anderen Seite 10 als Abschirmelement dem Schaltkontakt 5 zugeordnet. Aufgrund dieser Kopplung wird die Abschirmung 7 beim Schaltvorgang des Sehaltkontakts 5 von der Ein-Stellung nach Fig. 4 in die Aus-Stellung gemäß Fig. 2 in den zwischen dem Festkontakt 4 und dem Schaltkontakt 5 befindlichen Bereich bewegt, so daß der Lichtbogen verdrängt oder unterbrochen wird und schließlich erlischt. Beim umgekehrten Schaltvorgang des Schaltkontakts 5 von der Aus- Stellung nach Fig. 2 in die Ein-Stellung entsprechend Fig. 4 wird die Abschirmung 7 aus den zwischen dem Festkontakt 4 und Schaltkontakt 5 befindlichen Bereich bewegt. Da die Abschirmung 7 sich dann außerhalb dieses Bereichs zwischen dem Schaltkontakt 5 und dem Festkontakt 4 befindet, ist in der Ein-Stellung der Schaltkontakt 5 ungehindert an den Festkontakt 4 anlegbar. Eine nähere Ausgestaltung der Abschirmung 7 geht aus Fig. 2 oder 4 hervor. Die Abschirmung 7 ist als zweiarmiges Hebelelement 28 ausgebildet. Bevorzugterweise weist das zweiarmige Hebelelement der Abschirmung 7 eine in etwa C- fδrmige bzw. sichelförmige Gestalt in der Art eines Kniehebels auf. Der eine erste Hebelarm 12 ist am Schieber 8 angelenkt, während der andere zweite Hebelarm 13 als eigentliches Abschirmelement dem Schaltkontakt 5 zugeordnet ist. An dem als Abschirmelement dienenden zweiten Hebelarm 13 kann wenigstens eine Seitenfläche 23 angeordnet sein, die besonders deutlich in Fig. 4 zu sehen ist, so daß das Abschirmelement dann eine Art von Kappe bildet. Diese Kappe bedeckt weitgehend die dem Festkontakt 4 zugewandte Kontaktfläche 24 des Schaltkontakts 5 in der Aus-Stellung entsprechend der Fig. 2, womit ein seitliches Ausweichen des Lichtbogens verhindert wird. Der Drehpunkt 16 des zweiarmigen Hebelelements 28 der Abschirmung 7 ist im Inneren des Gehäuses 2 , und zwar am Gehäuseunterteil 14 , in einer Aufnahme 27 drehbar gelagert.
Die nähere Ausgestaltung der Anlenkung der Abschirmung 7 am Schieber 8 ist ebenfalls in Fig. 2 oder 4 zu sehen. Hierfür weist der Schieber 8 eine Führungskulisse 17 auf, die sich in einem am Schieber 8 angeordneten, in Fig. 5 sichtbaren Ansatz 18 befinden kann. Selbstverständlich kann die Führungskulisse auch direkt im Schieber 8 befindlich sein, was jedoch nicht näher gezeigt ist . Ein am ersten Hebelarm 12 der Abschirmung 7 angebrachter Bolzen 19 greift in die Führungskulisse 17 ein, derart daß die Abschirmung 7 zwangsgeführt mit dem Schieber 8 bewegbar ist. Die Führungskulisse 17 selbst besteht aus einer dem Schaltkontakt 5 zugewandten, in der Art einer schiefen Ebene ausgebildeten ersten Fuhrungsfläche 20 und einer daran anschließenden, dem Schaltkontakt 5 abgewandten zweiten Fuhrungsfläche 21. Die erste Führungsfläche 20 verläuft im wesentlichen schräg zur Bewegungsrichtung des Schiebers 8, während die zweite Fuhrungsfläche 21 in etwa in Richtung der Bewegung des Schiebers 8 verläuft. Damit weist die Führungskulisse 17 ungefähr die Gestalt eines Bumerangs auf.
Im Gehäuseunterteil 14 befindet sich eine in Fig. 1 bis 4 sichtbare Ausnehmung 22. Die Ausnehmung 22 dient für die Aufnahme wenigstens eines Teils des als Abschirmelements ausgestalteten zweiten Hebelarms 13 der Abschirmung 7 in der Ein-Stellung des KontaktSystems 3, wie anhand von Fig. 4 ersichtlich ist. Weiter ist anhand von Fig. 2 zu erkennen, daß die Ausnehmung 22 auch für die Aufnahme eines Teils des ersten Hebelarms 12 der Abschirmung 7 in der Aus-Stellung des KontaktSystems 3 dient.
Ist der Schaltkontakt 5 mit zwei Kontaktflächen 24 , 24 ' als Überbrückungskontakt versehen, so bietet es sich an, daß die Abschirmung 7 aus zwei nebeneinander angeordneten, der jeweiligen Kontaktfläche 24, 24' zugeordneten Hebelelementen 28, 28' besteht. Eine solche Ausgestaltung ist näher in Fig. 5 als Explosiv-Darstellung für den Schieber 8 und die Abschirmung 7 gezeigt. Die beiden Hebelelemente 28, 28' sind an deren Drehpunkt 16 über eine gemeinsame Welle 25 miteinander verbunden. Die Welle 25 weist weiterhin am Drehpunkt 16 der Hebelelemente 28, 28' überstehende Enden 26 auf, wobei die beiden Enden 26 der Welle 25 jeweils in einer in Fig. 2 oder 4 angedeuteten Aufnahme 27 im Gehäuseunterteil 14 drehbar gelagert sind. Zwei einander gegenüberliegende Ansätze 18, 18' sind am Schieber 8 mit je einer Führungskulisse 17 derart angeordnet, daß der Bolzen 19 am ersten Hebelarm 12 jedes Hebelelements 28, 28' in die Führungskulisse 17 eingreift. Damit sind die beiden Hebelelemente 28, 28' bei Bewegung des Schiebers 8 gleichzeitig zwangsgeführt und deren zweite Hebelarme 13 wirken in der oben beschriebenen Weise als Abschirmelemente für die beiden Kontaktflächen 24, 24' des Schaltkontakts 5 zur Unterbrechung des Lichtbogens. Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen des Erfindungsgedankens. So kann die Erfindung nicht nur an Schaltern für Elektrowerkzeuge sondern auch an Schaltern für Steuergeräte, beispielsweise im Kraftfahrzeugbereich o. dgl . , Verwendung finden.
Bezugszeichenliste :
1 elektrischer Schalter
2 Gehäuse
3 , 3a Kontaktsystem
4 , 4 ' Festkontakt
5 Schaltkontakt
6 Betätigungsorgan
7 Abschirmung
8 Schieber
9, 10 Seite (der Abschirmung)
11 elastisches Element
12 erster Hebelarm (von Abschirmung)
13 zweiter Hebelarm (von Abschirmung)
14 Gehäuseunterteil
15 Gehäuseoberteil
16 Drehpunkt (von Abschirmung)
17 Führungskulisse 18, 18' Ansatz
19 Bolzen
20 erste Führungsfläche (von Führungskulisse)
21 zweite Führungsfläche~ (von Führungskulisse)
22 Ausnehmung (im Gehäuseunterteil)
23 Seitenfläche (am zweiten Hebelarm) 24, 24' Kontaktfläche (von Schaltkontakt)
25 Welle (von Abschirmung)
26 Ende (von Welle)
27 Aufnahme (für Ende der Welle) 28, 28' Hebelelement
29 elektrischer Anschluß
30 Stößel
31 Feder (am Schieber)
32 Feder (am Stößel)

Claims

Ansprüche:
1. Elektrischer Schalter, insbesondere für Elektrohandwerkzeuge mit einem mittels Gleichstrom betriebenen Elektromotor, mit einem KontaktSystem (3) , das aus einem Festkontakt (4) und einem Schaltkontakt (5) besteht, mit einem auf den Schaltkontakt (5) zur Auslösung eines Schaltvorgangs zwischen einer Aus- und einer Einstellung des KontaktSystems (3) einwirkenden Betätigungsorgan (6) , und mit einem dem Kontaktsystem (3) zugeordneten, in der
Art einer Abschirmung (7) ausgebildeten Mittel zur Löschung eines zwischen dem Festkontakt (4) und dem Schaltkontakt (5) beim Schaltvorgang entstehenden Lichtbogens, wobei die Abschirmung (7) mit dem Schaltkontakt (5) derart gekoppelt bewegbar ist, daß beim Schaltvorgang des Schaltkontakts (5) von der Ein- in die Aus-Stellung die Abschirmung (7) in den zwischen dem Festkontakt (4) und dem Schaltkontakt (5) befindlichen Bereich bewegt wird, und beim Schaltvorgang des Schaltkontakts (5) von der Aus- in die Ein-Stellung die Abschirmung (7) aus den zwischen dem Festkontakt (4) und Schaltkontakt (5) befindlichen Bereich bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (6) mit einem bewegbaren Schieber (8) in Wirkverbindung steht, daß der Schaltkontakt (5) am Schieber (8) angeordnet ist, und daß die Abschirmung (7) mit der einen Seite (9) am Schieber (8) angelenkt ist und mit der anderen Seite (10) als Abschirmelement dem Schaltkontakt (5) zugeordnet ist.
2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Gehäuse (2) des Schalters (1) befindliche Schieber (8) im wesentlichen linear beweglich ist, und daß ein elastisches Element (11) im Schieber (8) angeordnet ist, das in der Ein-Stellung eine Anpreßkraft des Schaltkontakts (5) an den Festkontakt (4) ausübt.
3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (7) als zweiarmiges Hebelelement (28) ausgebildet ist, wobei der eine erste Hebelarm (12) am Schieber (8) angelenkt ist und der andere zweite Hebelarm (13) als eigentliches Abschirmelement dem Schaltkontakt (5) zugeordnet ist.
4. Elektrischer Schalter nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß das zweiarmige Hebelelement (28) eine in etwa C-förmige bzw. sichelförmige Gestalt aufweist.
5. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) des Schalters (1) aus einem Gehäuseunterteil (14) in der Art eines Sockels zur Aufnahme des Schiebers (8), des KontaktSystems (3) u. dgl. und einem Gehäuseoberteil (15) in der Art eines Deckels besteht, und daß vorzugsweise der Drehpunkt (16) des zweiarmigen Hebelelements (28) im Inneren des Gehäuses (2) , insbesondere am Gehäuseunterteil (14), gelagert ist.
6. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anlenkung der Abschirmung (7) am Schieber (8) eine Führungskulisse (17) im Schieber (8) und/oder in einem am Schieber (8) angeordneten Ansatz (18) befindlich ist, wobei insbesondere ein am ersten Hebelarm (12) der Abschirmung (7) angebrachter Bolzen (19) in die Führungskulisse (17) eingreift, derart daß die Abschirmung (7) zwangsgeführt mit dem Schieber (8) bewegbar ist.
7. Elektrischer Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskulisse (17) aus einer dem Schaltkontakt (5) zugewandten, in der Art einer schiefen Ebene ausgebildeten ersten Fuhrungsfläche (20) , die im wesentlichen schräg zur Bewegungsrichtung des Schiebers (8) verläuft, und einer daran anschließenden, dem Schaltkontakt (5) abgewandten zweiten Fuhrungsfläche (21) , die in etwa in Richtung der Bewegung des Schiebers (8) verläuft, besteht, derart daß die Führungskulisse (17) in etwa die Gestalt eines Bumerangs aufweist.
8. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Gehäuseunterteil (14) eine Ausnehmung (22) für die Aufnahme wenigstens eines Teils des als Abschirmelements dienenden zweiten Hebelarms (13) der Abschirmung (7) in der Ein-Stellung des KontaktSystems (3) sowie für die Aufnahme eines Teils des ersten Hebelarms (12) der Abschirmung (7) in der Aus-Stellung des KontaktSystems (3) befindet.
9. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem als Abschirmelement dienenden zweiten Hebelarm (13) wenigstens eine Seitenfläche (23) angeordnet ist, derart daß das Abschirmelement eine Art von Kappe bildet, die die dem Festkontakt (4) zugewandte Kontaktfläche (24) des Schaltkontakts (5) in der Aus-Stellung weitgehend bedeckt .
10. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktsystem (3) zwei Festkontakte (4, 4') und einen als Überbrückungskontakt ausgebildeten, mit zwei Kontaktflächen (24, 24') versehenen Schaltkontakt (5) umfaßt, daß die Abschirmung (7) aus zwei nebeneinander angeordneten, der jeweiligen Kontaktfläche (24, 24') zugeordneten Hebelelementen (28, 28') besteht, daß die beiden Hebelelemente (28, 28') an deren Drehpunkt (16) über eine gemeinsame Welle (25) miteinander verbunden sind, daß die Welle (25) am Drehpunkt (16) der Hebelelemente (28, 28') überstehende Enden (26) aufweist, daß die beiden Enden (26) der Welle (25) jeweils in einer Aufnahme (27) im Gehäuseunterteil (14) drehbar gelagert sind, und daß zwei einander gegenüberliegende Ansätze (18, 18') am Schieber (8) mit je einer Führungskulisse (17) derart angeordnet sind, daß der Bolzen (19) am ersten Hebelarm (12) jedes Hebelelements (28, 28') in die Führungskulisse (17) eingreift.
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