EP2380182A1 - Elektrischer schalter - Google Patents

Elektrischer schalter

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Publication number
EP2380182A1
EP2380182A1 EP10706900A EP10706900A EP2380182A1 EP 2380182 A1 EP2380182 A1 EP 2380182A1 EP 10706900 A EP10706900 A EP 10706900A EP 10706900 A EP10706900 A EP 10706900A EP 2380182 A1 EP2380182 A1 EP 2380182A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
contact system
switching
actuating member
actuator
Prior art date
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Granted
Application number
EP10706900A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2380182B1 (de
Inventor
Gerhard Niklewski
Alfons Steidle
Daniel Hafen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marquardt GmbH
Original Assignee
Marquardt GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Marquardt GmbH filed Critical Marquardt GmbH
Publication of EP2380182A1 publication Critical patent/EP2380182A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2380182B1 publication Critical patent/EP2380182B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • H01H9/061—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 enclosing a continuously variable impedance

Definitions

  • the invention relates to an electrical switch according to the preamble of patent claim 1.
  • Such switches are for power tools, such as hand-held power tools, such as electric drilling machines, rotary hammers, electric screwdriver o. The like., Used.
  • the electrical energy from the network or a suitable battery system is converted or influenced so that a switch downstream electric motor of the electric tool is controlled depending on the operator.
  • the electric motor is switched on and / or off, braked, its speed changed or regulated torque and / or current dependent.
  • the control device sets the speed of the power tool according to the adjustment made by the user of the actuator. If the actuator in the end position, so one of the bridging of the control device serving contact system is turned on, whereby the electric motor is operated at full voltage.
  • the actuator thus acts in each case a position, namely when leaving the starting position and when reaching the end position, switching to the respective contact system.
  • the invention has for its object to further develop the electrical switch such that the reliability, especially in vibrating operation, is improved.
  • the contact system is designed as a snap contact system, whereby the contact system switches with a snap action. Harmful oscillations and / or creeping switching movements between the switched on and the switched-off state of the contact system, especially at high loads, Heavy loads, vibrations, shocks o. The like. May occur are avoided in the switch according to the invention, whereby its reliability is increased.
  • an electrical switch for power tools in the AC and / or DC range ie a power tool switch with control or regulating function in the nature of a "gas function" created, the jump contact system for relief and / or to protect the bridging contact against strains, in particular against teasing of the contact system, further embodiments of the invention are the subject of the subclaims.
  • the switch may have a housing.
  • the signaling device can cooperate with a control device for the power tool.
  • the control device is used to operate the power tool, specifically for controlling and / or regulating the electric motor. For example, with the aid of the control device, the rotational speed, the torque o. The like.
  • the control device can be arranged at a suitable location in the power tool. However, it is advisable that the control device is also located in the housing.
  • the contact system designed as a jump contact system is the bridging contact system for the control device.
  • the actuator in the end position switching, so that this contact system is turned on to apply the full voltage to the electric motor. Since the full contact voltage for the power tool is thus applied to the bridging contact system, this provides particularly effective protection against premature destruction of this electrically highly loaded contact system.
  • the switch may additionally have another contact system.
  • This further contact system is used to switch on the power supply for the control device by the actuator acting on the other contact system when adjusting from the initial position switching.
  • the control device is then operated such that by means of the control device in dependence from the adjustment of the actuator reduced voltage is applied to the electric motor.
  • the reduced voltage may in known manner be a pulse width (PWM) modulation for a DC electric motor or a phase angle and / or phase portion control for an AC electric motor, with which the electric motor, for example, with the signal corresponding to the signal device corresponding speed is operated.
  • PWM pulse width
  • This further contact system is less vulnerable due to the lower voltage to be switched and lower electrical load and can therefore be configured in a conventional manner.
  • the contact system has a fixed contact and a switching contact. In a first position, the switch contact is removed from the fixed contact such that the contact system is turned off. In a second position, the switching contact is applied to the fixed contact, so that the contact system is turned on.
  • the switching contact for the one contact system namely for the bridging contact system, is movably mounted with respect to the actuating member.
  • the switching contact can be arranged on a carriage.
  • the carriage and thus also the switching contact are by means of an elastic element, which may be for example a force acting on the carriage compression spring, with the actuating member in operative connection.
  • the elastic element is tensioned, so that then the carriage is switched together with the switch contact with a kind of snap movement between the two positions.
  • the switching contact of the further contact system which serves for switching on the power supply for the control device and / or for the signaling device, is designed as a pivotally mounted lever.
  • a cam on the actuator acts in the starting position on the lever arm of the lever such that the switching contact is removed from the fixed contact. Upon adjustment of the actuator from the initial position of the cam releases the one lever arm, whereby the other lever arm is applied by the action of the force of a spring to the fixed contact.
  • the signaling device on a grinder, wherein the grinder is arranged on the actuating member.
  • the grinder acts on manual movement of the Actuator by the user with an at least a portion of the adjustment path associated contact surface electrically contacting to produce the signal corresponding to the adjustment of the actuator signal together.
  • the contact surface is designed in the manner of a potentiometer and is located as a resistance surface on a printed circuit board.
  • the signal which consists of a corresponding to the respective tapped potentiometer track control voltage is supplied to the control device.
  • the electric motor is then operated by the control device as a function of the adjustment path of the actuating member.
  • the advantages achieved by the invention are in particular that the contact system is protected against premature failure and thus its life and reliability for the switch is increased.
  • the bridging contact is protected against failure due to special stresses, for example due to teasing under vibration.
  • the use of the Schnappschaltternarras in an electronic switch with control and / or regulating function for AC and / or DC operation in a power tool causes while maintaining or without waiving the metered arrival and / or run-up characteristics for the electric motor of the power tool a special Protection of the contact system.
  • Fig. 1 shows an electrical switch for a power tool with cut housing
  • Fig. 2 shows the items of the switch of FIG. 1 without housing.
  • an electric switch 1 for a power tool with an electric motor such as for an electric drill, a hammer drill, an electric screwdriver o.
  • the switch 1 has a housing 2 and an actuator 3, the user manually adjustable between an initial and an end position.
  • the actuating member 3 is in operative connection with a signal device 4, shown schematically in FIG. 2, for generating a signal associated with the adjustment path of the actuating member 3.
  • a signal device 4 shown schematically in FIG. 2
  • the actuator 3 Corresponds to the adjustment of the actuator 3.
  • the housing 2 is a contact system 5, 6, wherein the actuator 3 in each case a position, ie when reaching and / or leaving the respective movement position, switching on the respective contact system 5, 6 acts.
  • the actuator 3 includes a pusher 16 as a handle for manual movement by the user, a leading plunger 17 in the housing 2 and a rigidly connected to the plunger 17 slider 18 in the housing 2, wherein the plunger 17 together with the slider 18 against the force of a return spring 19 is movable.
  • the signaling device 4 is connected to a control device 7, which is shown in Fig. 2 as an integrated circuit, for the operation of the power tool in combination.
  • a control and / or regulation of the electric motor in the power tool such as its speed, torque o. The like.
  • the control device 7 for controlling and / or regulating the rotational speed of a DC-operated electric motor with a pulse width modulation (PWM) control work. If it is an electric motor operated with alternating voltage, then the control device 7 for controlling and / or regulating the rotational speed of the electric motor can work with a phase angle control and / or a phase section control.
  • PWM pulse width modulation
  • the control device 7 is arranged on a printed circuit board 8, which is expediently located together with the control device 7 in the housing 2.
  • the contact system 5 serves to switch on the power supply for the control device 7 and / or for the electric motor.
  • the actuator 3 acts on the further contact system 5 when adjusting from the initial position switching by the contact system 5 is switched from the off in the on state.
  • the contact system 5 is switched on by means of the control device 7 in dependence on the adjustment of the actuator 3 reduced voltage by pulse width modulation, phase control, phase section or the like. applied to the electric motor.
  • the electric motor is thereby operated at a smaller than the maximum possible speed, wherein the size of the speed corresponds to the adjustment of the actuating member 3.
  • the manual adjustment of the actuating member 3 by the user serves as a "triggering" function for the electric motor 6.
  • the contact system 6 is the bridging contact system for the control device 7, the actuating member 3 being switched to the contact system 6 in the end position In the end position of the actuating member 3, therefore, the contact system 6 previously in the off state is switched on, the full voltage then being applied to the electric motor with the control device 7 being bridged so that the latter runs at maximum speed when leaving the end position, the contact system 6 is turned off.
  • the contact system 5 has a fixed contact 11 and a switching contact 9 in a largely conventional manner.
  • the switching contact 9 of the further contact system 5 is designed as a pivotally mounted lever, as can be seen in particular in Fig. 2.
  • a cam 22 on the plunger 17 of the actuator 3 acts on the one lever arm of the switch contact 9 in the starting position such that the switch contact 9 is removed in a first position from the fixed contact 11, whereby the contact system 5 is turned off.
  • the actuator 3 Upon adjustment of the actuator 3 from the initial position of the cam 22 releases a lever arm, so that the other lever arm is applied by the action of the force of a spring 23 to the fixed contact 11.
  • the switching contact 9 is applied to the fixed contact 11, thus the contact system 5 is turned on.
  • the contact system 5 remains turned on until reaching the starting position and is then turned off in the starting position.
  • the contact system 6 unlike in previous "Gasgebe" switches for power tools designed as a switch with a snap action jump contact system, as explained in more detail below.
  • the contact system 6 also has a fixed contact 12, 13 and a sound contact 10.
  • the switching contact 10 In a first position, which can be seen in Fig. 1, the switching contact 10 is from Fixed contact 12, 13 removed, so that the contact system 6 is turned off. In a second position, which is not shown further, the switching contact 10 is located on the fixed contact 12, 13, whereby the contact system 6 is turned on.
  • the switching contact 10 is mounted by means of a carriage 14 movable with respect to the actuator 3. Furthermore, the switching contact 10 is by means of an elastic element 15, namely a compression spring, with the actuating member 3 in operative connection by the compression spring 15 between the slider 18 and the carriage 14 is arranged.
  • the compression spring 15 acts on the carriage 14 accordingly, upon movement of the actuator 3 into and / or out of the end position of the switch contact 10 with a kind of snap movement between the first and the second position of the contact system 6 switchable.
  • the switching contact 10 in the manner of a contact bridge for bridging the two fixed contacts 12, 13 configured, which further increases the contact reliability.
  • the fixed contact 13 which is designed like the fixed contact 12, is covered by a contact lug 24.
  • the contact lug 24 serves for the electrical connection for the voltage supply of the components located on the printed circuit board 8, such as the control device 7.
  • the signaling device 4 has a slider 20.
  • the grinder 20 is arranged on the actuating member 3, and more specifically on the plunger 17 and / or attached to the slider 18 and located within the housing 2.
  • the grinder 20 cooperates with an at least one portion of the adjustment of the actuator 3 associated contact surface 21 electrically contacting together.
  • the contact surface 21 is configured as a resistance surface in the manner of a potentiometer and is also located on the circuit board 8. Due to the electrical contact between the wiper 20 and the contact surface 21 is a signal corresponding to the adjustment of the actuator 3 generated, this signal as the setpoint of Control device 7 is supplied to the corresponding operation of the electric motor in response to the adjustment of the actuator 3.
  • the invention is not limited to the described and illustrated embodiment.

Landscapes

  • Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter (1), insbesondere für ein Elektrowerkzeug mit einem Elektromotor, wie für eine Elektrobohrmaschine, einen Bohrhammer, einen Elektroschrauber o. dgl., mit einem. zwischen einer Ausgangs- und einer Endstellung verstellbaren Betätigungsorgan (3). Der Schalter (1) weist eine in Wirkverbindung mit dem Betätigungsorgan (3) stehende Signaleinrichtung (4) zur Erzeugung eines dem Verstellweg des Betätigungsorgans (3) zugeordneten Signals auf. Desweiteren besitzt der Schalter (1) ein Kontaktsystem (6), wobei das Betätigungsorgan (3) in einer Stellung schaltend auf das Kontaktsystem (6) einwirkt. Das Kontaktsystem (6) ist als Sprungkontaktsystem ausgestaltet.

Description

Elektrischer Schalter
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Solche Schalter werden für Elektrowerkzeuge, beispielsweise für handgeführte Elektrowerkzeuge, wie Elektrobohrmaschinen, Bohrhämmer, Elektroschrauber o. dgl., verwendet.
Mit Hilfe des elektrischen Schalters wird die elektrische Energie vom Netz oder einem geeigneten Akkusystem so umgewandelt beziehungsweise so beeinflußt, daß ein dem Schalter nachgeordneter Elektromotor des Elektro Werkzeugs abhängig vom Bediener angesteuert wird. So wird der Elektromotor zum Beispiel ein- und/oder ausgeschaltet, abgebremst, dessen Drehzahl verändert oder auch drehmoment- und/oder stromabhängig geregelt.
Aus der DE 197 08 939 Al ist ein für diese Funktionen geeigneter elektrischer Schalter mit einem manuell zwischen einer Ausgangs- und einer Endstellung verstellbaren Betätigungsorgan bekannt. Wird das Betätigungsorgan aus der Ausgangsstellung bewegt, so wird ein Kontaktsystem des Schalters zur Inbetriebnahme eines Elektromotors des Elektro Werkzeugs eingeschaltet. Das Betätigungsorgan steht weiterhin in Wirkverbindung mit einem Potentiometer, das eine dem Verstellweg des Betätigungsorgans entsprechende elektrische Spannung abgibt. Das Potentiometer dient somit als Signaleinrichtung zur Erzeugung eines dem Verstellweg des Betätigungsorgans zugeordneten Signals, das in diesem Fall durch die elektrische Spannung, deren Größe zum Verstellweg des Betätigungsorgans korrespondiert, repräsentiert wird. Dieses Signal wird einer Steuereinrichtung im Schalter zugeführt, wobei die Steuereinrichtung den Elektromotor in Abhängigkeit von diesem Signal betreibt, steuert und/oder regelt. Beispielsweise stellt die Steuereinrichtung die Drehzahl des Elektrowerkzeugs entsprechend der vom Benutzer vorgenommenen Verstellung des Betätigungsorgans ein. Gelangt das Betätigungsorgan in die Endstellung, so wird ein der Überbrückung der Steuereinrichtung dienendes Kontaktsystem eingeschaltet, womit der Elektromotor mit der vollen Spannung betrieben wird. Das Betätigungsorgan wirkt somit in jeweils einer Stellung, nämlich bei Verlassen der Ausgangsstellung sowie bei Erreichen der Endstellung, schaltend auf das jeweilige Kontaktsystem ein.
Es hat sich bei dem bekannten Schalter herausgestellt, daß das Kontaktsystem vorzeitig ausfallen kann. Insbesondere kann in Schaltern mit einer Steuer- bzw. Regelelektronik bei Verwendung in stark beanspruchten Elektrowerkzeugen das Kontaksystem, und zwar vor allem dasjenige für den Überbrückungskontakt, zum Ausfall gebracht werden. Dieser negative Effekt, das sogenannte Teasen (Quälen) des Kontaktsystems, tritt vornehmlich bei Niederspannungsanwendungen im Wechselspannungs(AC)- sowie Gleichspannungs(DC)- Bereich auf. Weiterhin wird auch ein Teasen festgestellt, wenn das Elektrowerkzeug unter Vibrationen betrieben wird, also beispielsweise im Schlagbohrbetrieb oder im Hammerbetrieb.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den elektrischen Schalter derart weiterzuentwickeln, daß die Ausfallsicherheit, insbesondere bei vibrierendem Betrieb, verbessert ist.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen elektrischen Schalter durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Schalter ist das Kontaktsystem als Sprungkontaktsystem ausgestaltet, womit das Kontaktsystem mit einer Schnappbewegung umschaltet. Schädliche Oszillationen und/oder schleichende Schaltbewegungen zwischen dem eingeschalteten und dem ausgeschalteten Zustand des Kontaktsystems, die vor allem bei hohen Belastungen, starken Beanspruchungen, Vibrationen, Stößen o. dgl. auftreten können, werden beim Schalter nach der Erfindung vermieden, womit dessen Betriebssicherheit gesteigert ist. Es ist in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung somit ein elektrischer Schalter für Elektrowerkzeuge im AC- und/oder DC-Bereich, also ein Elekrowerkzeugschalter mit Steuer- bzw. Regelfunktion in der Art einer „Gasgebefunktion", geschaffen, der ein Sprungkontaktsystem zur Entlastung und/oder zum Schutz des Überbrückungskontaktes gegen Belastungen, insbesondere gegen Teasen des Kontaktsystems, besitzt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In üblicher Weise kann der Schalter ein Gehäuse aufweisen. Die Signaleinrichtung kann mit einer Steuereinrichtung für das Elektrowerkzeug zusammenwirken. Die Steuereinrichtung dient zum Betrieb des Elektrowerkzeugs, und zwar zur Steuerung und/oder Regelung des Elektromotors. Beispielsweise kann mit Hilfe der Steuereinrichtung die Drehzahl, das Drehmoment o. dgl. korrespondierend zu dem von der Signaleinrichtung erzeugten Signal, also in Abhängigkeit vom Verstellweg des Betätigungsorgans durch den Benutzer eingestellt werden. Selbstverständlich kann die Steuereinrichtung an geeigneter Stelle im Elektrowerkzeug angeordnet sein. Es bietet sich jedoch an, daß die Steuereinrichtung ebenfalls im Gehäuse befindlich ist.
Bevorzugterweise handelt es sich bei dem als Sprungkontaktsystem ausgestalteten Kontaktsystem um das Überbrückungskontaktsystem für die Steuereinrichtung. Auf dieses Kontaktsystem wirkt das Betätigungsorgan in der Endstellung schaltend ein, so daß dieses Kontaktsystem zum Anlegen der vollen Spannung an den Elektromotor eingeschaltet ist. Da am Überbrückungskontaktsystem somit die volle Spannung für das Elektrowerkzeug anliegt, ist dadurch ein besonders wirksamer Schutz vor vorzeitiger Zerstörung dieses elektrisch hoch belasteten Kontaktsystems gegeben.
Der Schalter kann zusätzlich ein weiteres Kontaktsystem besitzen. Dieses weitere Kontaktsystem dient zum Einschalten der Spannungsversorgung für die Steuereinrichtung, indem das Betätigungsorgan auf das weitere Kontaktsystem bei Verstellung aus der Ausgangsstellung schaltend einwirkt. Bei eingeschaltetem Kontaktsystem wird dann die Steuereinrichtung derart betrieben, daß mittels der Steuereinrichtung eine in Abhängigkeit vom Verstellweg des Betätigungsorgans reduzierte Spannung an den Elektromotor angelegt wird. Bei der reduzierten Spannung kann es sich in bekannter Weise um eine Pulsweiten(PWM)-Modulation für einen DC-Elektromotor oder um eine Phasenanschnitt- und/oder Phasenabschnittsteuerung für einen AC-Elektromotor handeln, womit der Elektromotor beispielsweise mit der zum entsprechenden Signal der Signaleinrichtung korrespondierenden Drehzahl betrieben wird. Dieses weitere Kontaktsystem ist aufgrund der geringeren zu schaltenden Spannung sowie geringeren elektrischen Belastung weniger anfällig und kann daher in herkömmlicher Weise ausgestaltet sein.
Das Kontaktsystem weist einen Festkontakt sowie einen Schaltkontakt auf. In einer ersten Stellung ist der Schaltkontakt vom Festkontakt entfernt, derart daß das Kontaktsystem ausgeschaltet ist. In einer zweiten Stellung liegt der Schaltkontakt am Festkontakt an, derart daß das Kontaktsystem eingeschaltet ist. Der Schaltkontakt für das eine Kontaktsystem, nämlich für das Überbrückungskontaktsystem, ist beweglich in Bezug auf das Betätigungsorgan gelagert. Hierfür kann der Schaltkontakt an einem Schlitten angeordnet sein. Der Schlitten und somit auch der Schaltkontakt stehen mittels eines elastischen Elements, bei dem es sich beispielsweise um eine auf den Schlitten einwirkende Druckfeder handeln kann, mit dem Betätigungsorgan in Wirkverbindung. Dadurch wird bei Bewegung des Betätigungsorgans in die und/oder aus der Endstellung das elastische Element gespannt, so daß dann der Schlitten mitsamt dem Schaltkontakt mit einer Art von Schnappbewegung zwischen den beiden Stellungen umgeschaltet wird. In kompakter Anordnung kann der Schaltkontakt in der Art einer Kontaktbrücke zur Überbrückung zweier Festkontakte ausgestaltet sein. Der Schaltkontakt des weiteren Kontaktsystems, das zum Einschalten der Spannungsversorgung für die Steuereinrichtung und/oder für die Signaleinrichtung dient, ist als ein schwenkbar gelagerter Hebel ausgestaltet. Ein Nocken am Betätigungsorgan wirkt in der Ausgangsstellung auf den einen Hebelarm des Hebels derart ein, daß der Schaltkontakt vom Festkontakt entfernt ist. Bei Verstellung des Betätigungsorgans aus der Ausgangsstellung gibt der Nocken den einen Hebelarm frei, wodurch der andere Hebelarm durch Einwirkung der Kraft einer Feder an den Festkontakt angelegt wird.
Zweckmäßigerweise weist die Signaleinrichtung einen Schleifer auf, wobei der Schleifer am Betätigungsorgan angeordnet ist. Der Schleifer wirkt bei manueller Bewegung des Betätigungsorgans durch den Benutzer mit einer wenigstens einem Abschnitt des Verstellweges zugeordneten Kontaktfläche elektrisch kontaktierend zur Erzeugung des zum Verstellweg des Betätigungsorgans korrespondierenden Signals zusammen. Hierzu ist die Kontaktfläche in der Art einer Potentiometerbahn ausgestaltet und befindet sich als Widerstandsfläche auf einer Leiterplatte. Das Signal, das aus einer zu der jeweils abgegriffenen Potentiometerbahn korrespondierenden Steuerspannung besteht, wird der Steuereinrichtung zugeführt. Entsprechend diesem Signal als Sollwert wird dann der Elektromotor in Abhängigkeit vom Verstellweg des Betätigungsorgans von der Steuereinrichtung betrieben.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das Kontaktsystem vor vorzeitigem Ausfall geschützt ist und damit dessen Lebensdauer sowie die Betriebssicherheit für den Schalter erhöht ist. Insbesondere ist der Überbrückungskontakt gegen Ausfall durch besondere Beanspruchungen, beispielsweise durch Teasen unter Vibration, geschützt. Der Einsatz des Schnappschaltkontaktsystems in einem elektronischen Schalter mit Steuer- und/oder Regelfunktion für AC- und/oder DC- Betrieb in einem Elektrowerkzeug bewirkt unter Beibehaltung bzw. ohne Verzicht auf die dosierte An- und/oder Hochlaufcharakteristik für den Elektromotor des Elektrowerkzeugs einen besonderen Schutz des Kontaktsystems.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen elektrischen Schalter für ein Elektrowerkzeug mit aufgeschnittenem Gehäuse und
Fig. 2 die Einzelteile des Schalters aus Fig. 1 ohne Gehäuse.
In Fig. 1 ist ein elektrischer Schalter 1 für ein Elektrowerkzeug mit einem Elektromotor, wie für eine Elektrobohrmaschine, einen Bohrhammer, einen Elektroschrauber o. dgl, zu sehen. Der Schalter 1 besitzt ein Gehäuse 2 sowie ein Betätigungsorgan 3, das vom Benutzer manuell zwischen einer Ausgangs- und einer Endstellung verstellbar ist. Das Betätigungsorgan 3 steht in Wirkverbindung mit einer in Fig. 2 schematisch gezeigten Signaleinrichtung 4 zur Erzeugung eines dem Verstellweg des Betätigungsorgans 3 zugeordneten Signals. Mit anderen Worten korrespondiert beispielsweise der Wert, die Größe, die Art o. dgl. des Signals mit dem Verstellweg des Betätigungsorgans 3. Im Gehäuse 2 befindet sich ein Kontaktsystem 5, 6, wobei das Betätigungsorgan 3 in jeweils einer Stellung, d.h. beim Erreichen und/oder Verlassen der jeweiligen Bewegungsstellung, schaltend auf das jeweilige Kontaktsystem 5, 6 einwirkt. Das Betätigungsorgan 3 umfaßt einen Drücker 16 als Handhabe zur manuellen Bewegung durch den Benutzer, einen ins Gehäuse 2 führenden Stößel 17 sowie einen starr mit dem Stößel 17 verbundenen Schieber 18 im Gehäuse 2, wobei der Stößel 17 mitsamt dem Schieber 18 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 19 bewegbar ist.
Die Signaleinrichtung 4 steht mit einer Steuereinrichtung 7, die in Fig. 2 als eine integrierte Schaltung dargestellt ist, zum Betrieb des Elektrowerkzeugs in Verbindung. Mit Hilfe der Steuereinrichtung 7 ist eine Steuerung und/oder Regelung des Elektromotors im Elektrowerkzeug, wie dessen Drehzahl, Drehmoment o. dgl., in Abhängigkeit vom Verstellweg des Betätigungsorgans 3 ermöglicht. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 7 zur Steuerung und/oder Regelung der Drehzahl eines mit Gleichspannung betriebenen Elektromotors mit einer Pulsweitenmodulation(PWM)-Steuerung arbeiten. Handelt es sich um einen mit Wechselspannung betriebenen Elektromotor, so kann die Steuereinrichtung 7 zur Steuerung und/oder Regelung der Drehzahl des Elektromotors mit einer Phasenanschnitts- und/oder einer Phasenabschnitts-Steuerung arbeiten. Die Steuereinrichtung 7 ist auf einer Leiterplatte 8 angeordnet, die zweckmäßigerweise mitsamt der Steuereinrichtung 7 im Gehäuse 2 befindlich ist.
Das Kontaktsystem 5 dient zum Einschalten der Spannungsversorgung für die Steuereinrichtung 7 und/oder für den Elektromotor. Hierfür wirkt das Betätigungsorgan 3 auf das weitere Kontaktsystem 5 bei Verstellung aus der Ausgangsstellung schaltend ein, indem das Kontaktsystem 5 aus dem ausgeschalteten in den eingeschalteten Zustand umgeschaltet wird. Bei eingeschaltetem Kontaktsystem 5 wird mittels der Steuereinrichtung 7 eine in Abhängigkeit vom Verstellweg des Betätigungsorgans 3 reduzierte Spannung durch Pulsweitenmodulation, Phasenanschnitt, Phasenabschnitt o.dgl. an den Elektromotor angelegt. Der Elektromotor wird dadurch mit einer kleineren als der maximal möglichen Drehzahl betrieben, wobei die Größe der Drehzahl zum Verstellweg des Betätigungsorgans 3 korrespondiert. Mit anderen Worten dient die manuelle Verstellung des Betätigungsorgans 3 durch den Benutzer als „Gasgebe"-Funktion für den Elektromotor. Bei dem Kontaktsystem 6 handelt es sich um das Überbrückungskontaktsystem für die Steuereinrichtung 7, wobei das Betätigungsorgan 3 in der Endstellung schaltend auf das Kontaktsystem 6 einwirkt. In der Endstellung des Betätigungsorgans 3 wird also das zuvor im ausgeschalteten Zustand befindliche Kontaktsystem 6 eingeschaltet, wobei dann die volle Spannung unter Überbrückung der Steuereinrichtung 7 am Elektromotor anliegt, so daß dieser mit maximaler Drehzahl läuft. Bei Rückstellen des Betätigungsorgans 3 wird dann wiederum beim Verlassen der Endstellung das Kontaktsystem 6 ausgeschaltet.
Das Kontaktsystem 5 weist einen Festkontakt 11 sowie einen Schaltkontakt 9 in weitgehend herkömmlicher Art auf. Der Schaltkontakt 9 des weiteren Kontaktsystems 5 ist als ein schwenkbar gelagerter Hebel ausgestaltet, wie besonders in Fig. 2 zu sehen ist. Ein Nocken 22 am Stößel 17 des Betätigungsorgans 3 wirkt auf den einen Hebelarm des Schaltkontakts 9 in der Ausgangsstellung derart ein, daß der Schaltkontakt 9 in einer ersten Stellung vom Festkontakt 11 entfernt ist, womit das Kontaktsystem 5 ausgeschaltet ist. Bei Verstellung des Betätigungsorgans 3 aus der Ausgangsstellung gibt der Nocken 22 den einen Hebelarm frei, derart daß der andere Hebelarm durch Einwirkung der Kraft einer Feder 23 an den Festkontakt 11 angelegt wird. In dieser zweiten Stellung, in der Schaltkontakt 9 am Festkontakt 11 anliegt, ist somit das Kontaktsystem 5 eingeschaltet. Bei Rückstellen des Betätigungsorgans 3 bleibt das Kontaktsystem 5 bis zum Erreichen der Ausgangsstellung eingeschaltet und wird dann in der Ausgangsstellung ausgeschaltet.
Das Kontaktsystem 6 hingegen ist anders als bei bisherigen „Gasgebe"-Schaltern für Elektrowerkzeuge als ein mit einer Schnappbewegung umschaltendes Sprungkontaktsystem ausgestaltet, wie nachfolgend näher erläutert ist.
Das Kontaktsystem 6 weist ebenfalls einen Festkontakt 12, 13 sowie einen Schallkontakt 10 auf. In einer ersten Stellung, die in Fig. 1 zu sehen ist, ist der Schaltkontakt 10 vom Festkontakt 12, 13 entfernt, so daß das Kontaktsystem 6 ausgeschaltet ist. In einer zweiten Stellung, die nicht weiter gezeigt ist, liegt der Schaltkontakt 10 am Festkontakt 12, 13 an, womit das Kontaktsystem 6 eingeschaltet ist. Der Schaltkontakt 10 ist mittels eines Schlittens 14 beweglich in Bezug auf das Betätigungsorgan 3 gelagert. Desweiteren steht der Schaltkontakt 10 mittels eines elastischen Elements 15, und zwar einer Druckfeder, mit dem Betätigungsorgan 3 in Wirkverbindung, indem die Druckfeder 15 zwischen dem Schieber 18 und dem Schlitten 14 angeordnet ist. Da die Druckfeder 15 auf den Schlitten 14 entsprechend einwirkt, ist bei Bewegung des Betätigungsorgans 3 in die und/oder aus dessen Endstellung der Schaltkontakt 10 mit einer Art von Schnappbewegung zwischen der ersten sowie der zweiten Stellung des Kontaktsystems 6 umschaltbar. In der Endstellung des Betätigungsorgans 3 ist damit eine sichere Kontaktierung zwischen dem Schaltkontakt 10 und den Festkontakten 12, 13 auch unter schwierigen Einsatzbedingungen sowie großen Belastungen gegeben. Wie man weiter der Fig. 2 entnimmt, ist der Schaltkontakt 10 in der Art einer Kontaktbrücke zur Überbrückung der beiden Festkontakte 12, 13 ausgestaltet, was die Kontaktsicherheit weiter erhöht. Im übrigen ist in Fig. 1 und Fig. 2 der Festkontakt 13, der wie der Festkontakt 12 ausgestaltet ist, durch eine Kontaktfahne 24 verdeckt. Die Kontaktfahne 24 dient zur elektrischen Verbindung für die Spannungsversorgung der auf der Leiterplatte 8 befindlichen Komponenten, wie beispielsweise der Steuereinrichtung 7.
Wie in Fig. 2 zu sehen ist, weist die Signaleinrichtung 4 einen Schleifer 20 auf. Der Schleifer 20 ist am Betätigungsorgan 3 angeordnet, und zwar genauer am Stößel 17 und/oder am Schieber 18 befestigt und innerhalb des Gehäuses 2 befindlich. Der Schleifer 20 wirkt mit einer wenigstens einem Abschnitt des Verstellweges des Betätigungsorgans 3 zugeordneten Kontaktfläche 21 elektrisch kontaktierend zusammen. Die Kontaktfläche 21 ist als Widerstandsfläche in der Art einer Potentiometerbahn ausgestaltet und befindet sich ebenfalls auf der Leiterplatte 8. Aufgrund der elektrischen Kontaktierung zwischen dem Schleifer 20 und der Kontaktfläche 21 wird ein zum Verstellweg des Betätigungsorgans 3 korrespondierendes Signal erzeugt, wobei dieses Signal als Sollwert der Steuereinrichtung 7 zum dementsprechenden Betrieb des Elektromotors in Abhängigkeit vom Verstellweg des Betätigungsorgans 3 zugeführt wird. Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann ein derartiger elektronischer Schalter nicht nur in netz- und/oder akkubetriebenen, mit einer Steuer- bzw. Regelfunktion in der Art einer „Gasgebefunktion" versehenen Elektrowerkzeugen, die schlagend, hämmernd, vibrierend o. dgl. arbeiten, sondern auch in sonstigen, von einer Spannungsquelle versorgten elektrischen Geräten, wie Gartengeräten, Küchengeräten o. dgl., Verwendung finden. Vorteilhafterweise wird bei Verwendung dieses Schalters die Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit des entsprechenden Geräts auch unter rauhen Einsatzbedingungen sowie hohen Belastungen gesteigert.
Bezugszeichen-Liste:
: (elektrischer) Schalter : Gehäuse : Betätigungsorgan : Signaleinrichtung ,6: Kontaktsystem : Steuereinrichtung : Leiterplatte : Schaltkontakt (von weiterem Kontaktsystem)0: S chaltkontakt (von Kontaktsystem) 1 : Festkontakt (von weiterem Kontaktsystem)2,13: Festkontakt (von Kontaktsystem) 4: Schlitten 5 : elastisches Element / Druckfeder 6: Drücker 7: Stößel 8: Schieber 9: Rückstellfeder 0: Schleifer 1: Kontaktfläche 2: Nocken 3: Feder 4: Kontaktfahne

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :
1. Elektrischer Schalter, insbesondere für ein Elektrowerkzeug mit einem Elektromotor, wie für eine Elektrobohrmaschine, einen Bohrhammer, einen Elektroschrauber o. dgl., mit einem zwischen einer Ausgangs- und einer Endstellung verstellbaren Betätigungsorgan (3), mit einer in Wirkverbindung mit dem Betätigungsorgan (3) stehenden Signaleinrichtung (4) zur Erzeugung eines dem Verstellweg des Betätigungsorgans (3) zugeordneten Signals, und mit einem Kontaktsystem (6), wobei das Betätigungsorgan (3) in einer Stellung schaltend auf das Kontaktsystem (6) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktsystem (6) als Sprungkontaktsystem ausgestaltet ist.
2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (1) ein Gehäuse (2) aufweist, daß vorzugsweise die Signaleinrichtung (4) mit einer Steuereinrichtung (7) zum Betrieb, insbesondere zur Steuerung und/oder Regelung des Elektromotors, wie dessen Drehzahl, Drehmoment o. dgl., in Abhängigkeit vom Verstellweg des Betätigungsorgans (3) zusammenwirkt, und daß weiter vorzugsweise die Steuereinrichtung (7) im Gehäuse (2) befindlich ist.
3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Kontaktsystem (6) um das Überbrückungskontaktsystem für die Steuereinrichtung (7) handelt, wobei vorzugsweise das Betätigungsorgan (3) in der Endstellung schaltend auf das Kontaktsystem (6) einwirkt, insbesondere derart daß das Kontaktsystem (6) zum Anlegen der vollen Spannung an den Elektromotor eingeschaltet ist.
4. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (1) ein weiteres Kontaktsystem (5) besitzt, daß vorzugsweise das Betätigungsorgan (3) auf das weitere Kontaktsystem (5) bei Verstellung aus der Ausgangsstellung schaltend einwirkt, insbesondere derart daß das Kontaktsystem (5) für die Spannungsversorgung der Steuereinrichtung (7) eingeschaltet ist, und daß weiter vorzugsweise mittels der Steuereinrichtung (7) bei eingeschaltetem Kontaktsystem (5) eine in Abhängigkeit vom Verstellweg des Betätigungsorgans (3) reduzierte Spannung an den Elektromotor angelegt wird.
5. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktsystem (5, 6) einen Festkontakt (11, 12, 13) sowie einen Schaltkontakt (9, 10) aufweist, wobei in einer ersten Stellung der Schaltkontakt (9, 10) vom Festkontakt (11, 12, 13) entfernt ist, derart daß das Kontaktsystem (5, 6) ausgeschaltet ist, und in einer zweiten Stellung der Schaltkontakt (9, 10) am Festkontakt (11, 12, 13) anliegt, derart daß das Kontaktsystem (5, 6) eingeschaltet ist.
6. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkontakt (10) des Kontaktsystems (6) beispielsweise mittels eines Schlittens (14) beweglich in Bezug auf das Betätigungsorgan (3) gelagert ist, daß vorzugsweise der Schaltkontakt (10) mittels eines elastischen Elements (15), insbesondere einer Druckfeder, mit dem Betätigungsorgan (3) in Wirkverbindung steht, derart daß bei Bewegung des Betätigungsorgans (3) in die und/oder aus der Endstellung der Schaltkontakt (10), insbesondere mit einer Art von Schnappbewegung, zwischen den beiden Stellungen umschaltbar ist, und daß weiter vorzugsweise der Schaltkontakt (10) in der Art einer Kontaktbrücke zur Überbrückung zweier Festkontakte (12, 13) ausgestaltet ist.
7. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkontakt (9) des weiteren Kontaktsystems (5) als schwenkbar gelagerter Hebel ausgestaltet ist, und daß vorzugsweise ein Nocken (22) am Betätigungsorgan (3) bei Verstellung aus der Ausgangsstellung den einen Hebelarm freigibt, derart daß der andere Hebelarm durch Einwirkung der Kraft einer Feder (23) an den Festkontakt (11) angelegt wird.
8. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaleinrichtung (4) einen, insbesondere am Betätigungsorgan (3) angeordneten, Schleifer (20) aufweist, daß vorzugsweise der Schleifer (20) mit einer wenigstens einem Abschnitt des Verstell weges zugeordneten Kontaktfläche (21), insbesondere einer in der Art einer Potentiometerbahn ausgestalteten sowie gegebenenfalls auf einer Leiterplatte (8) befindlichen Widerstandsfläche, elektrisch kontaktierend zur Erzeugung des zum Verstellweg des Betätigungsorgans (3) korrespondierenden Signals zusammenwirkt, und daß weiter vorzugsweise das Signal der Steuereinrichtung (7) als Sollwert zum Betrieb des Elektromotors in Abhängigkeit vom Verstellweg des Betätigungsorgans (3) zugeführt wird.
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