FR2595171A1 - Hand-held electric machine, in particular drill/screwdriver with rechargeable battery supply - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne les outils électriques à main et se rapporte plus particuliè- rement aux perceuses électriques autonomes fonctionnant sur une batterie de piles rechargeables par un chargeur connecté au secteur. The present invention relates to hand power tools and relates more particularly to autonomous electric drills operating on a battery of rechargeable batteries by a charger connected to the mains.
On connaît des machines de ce type qui sont à double sens de rotation et sont alors appelées perceuses-visseuses. Machines of this type are known which have a double direction of rotation and are then called drill-drivers.
De telles machines comportent généralement un corps formé de deux demi-coquilles en matière plastique dans lequel est logé un moteur électrique dont 1 arbre de sortie entraine une broche porte-mandrin de la machine par 3 intermédiaire d'un réducteur. Such machines generally comprise a body formed by two plastic half-shells in which is housed an electric motor, one output shaft of which drives a chuck holder spindle of the machine via a reduction gear.
Le. moteur électrique est alimenté par une batterie de piles telles que des élenients au cadmium, par l'intermédiaire de moyens de commutation destines à inverser le signe de la tension d alimentation du moteur pour modifier son sens de rotation en fonction du mode d'utilisation de la machine. The. electric motor is powered by a battery of batteries such as cadmium elenients, by means of switching means intended to reverse the sign of the supply voltage of the motor to modify its direction of rotation according to the mode of use of the machine.
Lorsque la machine présente plusieurs vitesses de rotation, les moyens de commutation assurent également la modification de la tension d'alimentation du moteur en fonction de la vitesse choisie. When the machine has several rotational speeds, the switching means also ensure the modification of the motor supply voltage as a function of the chosen speed.
La machine comporte enfin un interrupteur de marche-arrêt constitué généralement par une gachette munie en outre de moyens de sécurité. The machine finally comprises an on-off switch generally consisting of a trigger further provided with safety means.
Dans les machines connues, les moyens de commutation sont constituées par un ensemble de composants logés dans le corps de la machine en fonction de la place disponible et reliés entre eux par des fils de câblage. In known machines, the switching means are constituted by a set of components housed in the body of the machine according to the space available and connected together by wiring wires.
I1 en résulte un coût relativement important en raison de la main-d oeuvre nécessaire au câblage. I1 results in a relatively large cost due to the manpower required for wiring.
Par ailleurs, le remplacement d'une partie défectueuse des moyens de commutation est relativement long à réaliser car il nécessite la déconnexion d un certain nombre de conducteurs électriques pour retirer et remettre ensuite en place les éléments à remplacer. Furthermore, the replacement of a defective part of the switching means is relatively long to perform because it requires the disconnection of a certain number of electrical conductors in order to remove and then replace the elements to be replaced.
L'invention vise à remédier aux inconvénients de machines électriques à main existantes en créant une machine dans laquelle la pose et le remplacement des moyens de commutation soient considérablement facilités et de ce fait, dont le montage et le démontage soient simplifiés. The invention aims to remedy the drawbacks of existing hand-held electric machines by creating a machine in which the installation and replacement of the switching means is considerably facilitated and therefore the assembly and disassembly of which are simplified.
Elle a donc pour objet une machine électrique a main, notamment perceuse-visseuse comprenant un corps dans lequel sont montés un moteur électrique d'entrainement d'un outil, une batterie électrique rechargeable d'alimentation dudit moteur et des moyens de commutation reliant la batterie au moteur électrique ou à des bornes de charge de celle-ci. caractérisée en ce que lesdits moyens de commutation sont constitués par des commutateurs électriques à boutons poussoirs du type à bornes en forme de broches, directement montés par leurs broches sur un circuit imprimé connecté au moteur électrique par deux conducteurs, les poussoirs desdits commutateurs étant associés à un organe élastique d'actionnement sélectif, lui-meme actionné par un ensemble de gâchette. It therefore relates to an electric hand machine, in particular drill-driver comprising a body in which are mounted an electric motor for driving a tool, a rechargeable electric battery supplying said motor and switching means connecting the battery to the electric motor or to charging terminals thereof. characterized in that said switching means are constituted by electrical switches with pushbuttons of the pin-type terminal type, directly mounted by their pins on a printed circuit connected to the electric motor by two conductors, the pushers of said switches being associated with an elastic member for selective actuation, itself actuated by a trigger assembly.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels
- la Fig.1 est une vue en élévation d'une perceuse-visseuse suivant l'invention;
- la Fig.2 est une coupe partielle à plus grande échelle de la perceuse-visseuse de la Fiv.1;
- la Fig.3 est un schéma électrique du circuit d'alimentation de la perceuse-visseuse suivant 1' invention;
- la Fig, 4 représente un circuit imprimé faisant partie du circuit d'alimentation de la perceuse-visseuse suivant l'invention;
- la Fig.5 est une vue en perspective du support des interrupteurs a bouton-poussoir entrant dans la construction du circuit d'alimentation de la perceuse-visseuse suivant l'invention;;
- la Fig.6 est une vue partielle des moyens de sélection du mode de fonctionnement de la machine qui font partie de l'ensemble de gâchette de la perceuse-visseuse suivant l'invention;
- la Fig.7 est une vue partielle de l'organe élastique d'actionnement des -boutons-poussoirs montrant l'action des moyens de sélection de mode de fonctionnement sur ledit organe élastique; et
- la Fig.8 est une vue partielle en coupe de la machine suivant l'invention, montrant la machine prête à recevoir un connecteur de charge de sa batterie.The invention will be better understood with the aid of the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the appended drawings, in which
- Fig.1 is an elevational view of a drill-driver according to the invention;
- Fig.2 is a partial section on a larger scale of the drill-driver of Fiv.1;
- Fig.3 is an electrical diagram of the power circuit of the drill driver 1 according to the invention;
- Fig, 4 shows a printed circuit forming part of the power supply circuit of the drill-driver according to the invention;
- Fig.5 is a perspective view of the support of the push button switches used in the construction of the power supply circuit of the drill-driver according to the invention;
- Fig.6 is a partial view of the means for selecting the operating mode of the machine which are part of the trigger assembly of the drill-driver according to the invention;
- Fig.7 is a partial view of the elastic member for actuating the push buttons showing the action of the operating mode selection means on said elastic member; and
- Fig.8 is a partial sectional view of the machine according to the invention, showing the machine ready to receive a connector for charging its battery.
La machine électrique représentée à la Fig,1 est une perceuse-visseuse comprenant un corps 1 formé de deux demi-coquilles assemblées par des vis 2, dans la poignée 3 duquel sont logés des éléments 4 d'une batterie rechargeable d'alimentation du moteur électrique 5 de la perceuse (Fig.2). Le moteur électrique 5 entraine une broche porte-mandrin 5a par 1' intermé- diaire d'un réducteur (non représenté). The electric machine shown in FIG. 1 is a drill-driver comprising a body 1 formed by two half-shells assembled by screws 2, in the handle 3 of which are housed elements 4 of a rechargeable battery supplying the motor electric 5 of the drill (Fig. 2). The electric motor 5 drives a mandrel holder spindle 5a by means of a reduction gear (not shown).
Les éléments 4 de la batterie d'alimentation rechargeable sont connectés au moteur électrique 5 par l'intermédiaire d'un ensemble de commutation 6 qui sera décrit plus en détail par la suite. The elements 4 of the rechargeable supply battery are connected to the electric motor 5 via a switching assembly 6 which will be described in more detail below.
Le circuit d'alimentation du moteur électri que 5 est représenté à la Fig.3. Il comporte deux groupes d'éléments 4a et 4b formés chacun de trois éléments 4 représentés à la Fig.1, montés en série, dont les bornes positives et négatives sont connectées par l'intermédiaire de deux commutateurs 7 couplés entre eux. La borne positive du groupe 4a est connectée par l'intermédiaire d'un commutateur 8 à la borne positive du moteur électrique 5 tandis que la borne négative du groupe 4b est connectée par l intermediai- re d'un commutateur 9 a la borne négative du moteur électrique 5. The electric motor supply circuit 5 is shown in Fig.3. It comprises two groups of elements 4a and 4b each formed from three elements 4 shown in Fig.1, mounted in series, the positive and negative terminals of which are connected by means of two switches 7 coupled together. The positive terminal of group 4a is connected via a switch 8 to the positive terminal of the electric motor 5 while the negative terminal of group 4b is connected via a switch 9 to the negative terminal of electric motor 5.
Le commutateur 8 comporte un contact fixe 10 connecté à la borne négative du groupe 4g tandis que le commutateur 9 comporte un contact fixe 11 connecté à la borne positive du groupe 4a. Les commutateurs 8 et 9 sont des commutateurs de marche et d'inversion du sens de rotation du moteur électrique 5 par inversion du signe de sa tension d'alimentation. The switch 8 has a fixed contact 10 connected to the negative terminal of group 4g while the switch 9 has a fixed contact 11 connected to the positive terminal of group 4a. The switches 8 and 9 are switches for reversing and reversing the direction of rotation of the electric motor 5 by reversing the sign of its supply voltage.
Les commutateurs 7 sont destinés à connecter les deux groupes 4a et 4b soit en série, soit en parallèle, de manière à fournir au moteur deux tensions d'alimentation correspondant respectivement à deux vitesses de rotation différentes. The switches 7 are intended to connect the two groups 4a and 4b either in series or in parallel, so as to supply the motor with two supply voltages corresponding respectively to two different speeds of rotation.
Enfin, la borne positive du groupe d'éléments 4ê et la borne négative du groupe 4b peuvent être connectées à un chargeur de batterie C. Finally, the positive terminal of group of elements 4ê and the negative terminal of group 4b can be connected to a battery charger C.
Comme représenté à la Fig.2, les commutateurs 7 de mise en série ou en parallèle des groupes 4a, 4g et les commutateurs 8 et 9 d'inversion du sens de rotation du moteur électrique 5, sont constitués par des commutateurs à bouton-poussoir ou microrupteurs disposés sur un support commun 12 représenté en perspective à la Fig.5. Le support 12 est réalisé en forme de croix et comporte deux branches longitudina les 13,14 séparées par une traverse 15. Chacune des branches longitudinales 13, 14 comporte des ergots latéraux 16 s'étendant parallèlement à la traverse 15 et destinés a assurer le positionnement et 1' immobili- sation des microrupteurs 7, 8 et 9 par engagement dans des trous de positionnement complémentaires 17 prévus dans les microrupteurs.La traverse 15 permet la fixation du support 1 2 dans des rainures 18 ménagées dans les deux demi-coquilles du corps 1. As shown in FIG. 2, the switches 7 for putting in series or in parallel the groups 4a, 4g and the switches 8 and 9 for reversing the direction of rotation of the electric motor 5, are constituted by push-button switches or microswitches placed on a common support 12 shown in perspective in Fig.5. The support 12 is made in the shape of a cross and has two longitudinal branches 13, 14 separated by a cross member 15. Each of the longitudinal branches 13, 14 has lateral pins 16 extending parallel to the cross member 15 and intended to ensure positioning and immobilization of the microswitches 7, 8 and 9 by engagement in complementary positioning holes 17 provided in the microswitches. The crosspiece 15 allows the support 1 2 to be fixed in grooves 18 formed in the two half-shells of the body 1.
A l'extrémité de l'une de ses branches longitudinales 16,le support 12 comporte un boitier 19 de réception d'une prise pour une fiche coaxiale de connexion au chargeur C (fi.3!. Ce boitier est destiné en outre a supporter les efforts d'insertion dans la prise 22 et d'extraction hors de celle-ci de la fiche coaxiale de connexion. At the end of one of its longitudinal branches 16, the support 12 comprises a box 19 for receiving a socket for a coaxial plug for connection to the charger C (fi.3 !. This box is also intended to support the efforts of insertion into the socket 22 and extraction from it of the coaxial connection plug.
En se reportant à nouveau à la Fig.2. on voit que les microrupteurs tels que 7 et 8, sont pourvus de bornes 20 en forme de broches par lesquelles ils sont fixés directement par soudage à une plaquette 21 de circuit imprimé. Cette plaquette est représentée en détail à la Fig.4 sur laquelle on aperçoit egalement l'implantation des commutateurs 7 et 8,9. Le circuit imprimé de la Fig.4 porte également une prise 22 de connexion de la fiche coaxiale destinée à être engagée dans le boitier 19 du support 12 et à relier la batterie d'alimentation de la machine au chargeur C (Fig.3). Referring again to Fig. 2. it can be seen that the microswitches such as 7 and 8 are provided with terminals 20 in the form of pins by which they are fixed directly by welding to a printed circuit board 21. This plate is shown in detail in Fig.4 on which we also see the location of switches 7 and 8,9. The printed circuit of Fig.4 also carries a socket 22 for connection of the coaxial plug intended to be engaged in the case 19 of the support 12 and to connect the power supply battery of the machine to the charger C (Fig.3).
Le support 12 qui est réalisé en matière isolante comporte une tige 24 s'étendant latéralement par rapport a la traverse 15 et sur laquelle est monté un organe élastique 25 d'actionnement des boutonspoussoirs des microrupteurs 7, 8 et 9. The support 12 which is made of insulating material comprises a rod 24 extending laterally relative to the cross member 15 and on which is mounted an elastic member 25 for actuating the push buttons of the microswitches 7, 8 and 9.
L organe élastique d'actionnement 25 est constitué par un ressort à lame fixé dans sa partie centrale a la tige 24 du corps 12 et prenant appui par ses deux extrémités, respectivement sur les boutonspoussoirs des commutateurs 7 et des commutateurs 8 et 9. The elastic actuating member 25 is constituted by a leaf spring fixed in its central part to the rod 24 of the body 12 and bearing at its two ends, respectively on the push-buttons of the switches 7 and of the switches 8 and 9.
Afin de limiter la course d'appui des extrémités de l'organe d'actionnement 24 sur les poussoirs, le corps 12 comporte aux extrémités de ses deux branches 13 et 14 des butées 13a. 14a contre lesquelles les extrémités de la lame 25 prennent appui en posi-- tion de repos. In order to limit the bearing stroke of the ends of the actuating member 24 on the pushers, the body 12 has stops 13a at the ends of its two branches 13 and 14. 14a against which the ends of the blade 25 bear in the rest position.
Son extrémité destinée à coopérer avec les commutateurs 7 de mise en série ou en parallèle des batteries 4 et 4b est constituée par une lame unique 26 qui prend appui à la fois sur les poussoirs des deux microrupteurs 7. La lame 26 comporte une extrémité 27 repliée L destinée à coopérer avec un poussoir 28 qui fait partie d'un bouton 29 de sélection de la vitesse de rotation de la machine, monté à coulissement dans le corps 1 de celle-ci. Le bouton 29 traverse le corps 1 par une lumière 30 ménagée dans la paroi supérieure dudit corps et comporte un prolongement 31 de liaison avec le poussoir 28.Dans le prolongement 31 est ménagé un orifice 32 destiné à être aligné avec un trou 33 ménagé dans le corps 1 pour permettre la mise en place d'une fiche coaxiale 34 (Fig.8) destinée à être engagée dans la prise 22 logée dans le boitier 19 et à assurer la connexion d'un chargeur à la batterie d'alimentation de la machine,
La course du bouton 29 est telle que l'orifice 32 de son prolongement 31 se trouve en regard du trou 33 du corps 1 lorsque le bouton 29 est dans la position correspondant à la mise en série des groupes d'éléments 4a et 4b par les commutateurs 7 et que le passage pour la fiche 34 de connexion au chargeur soit obstrué lorsque le bouton 29 est dans sa position correspondant à la mise en parallèle des groupes 4a et 4b.Its end intended to cooperate with the switches 7 for placing in series or in parallel the batteries 4 and 4b is constituted by a single blade 26 which bears both on the pushers of the two microswitches 7. The blade 26 has one end 27 folded L intended to cooperate with a pusher 28 which is part of a button 29 for selecting the speed of rotation of the machine, slidably mounted in the body 1 thereof. The button 29 passes through the body 1 through a slot 30 formed in the upper wall of the said body and has an extension 31 for connection with the pusher 28. In the extension 31, an orifice 32 is formed intended to be aligned with a hole 33 formed in the body 1 to allow the establishment of a coaxial plug 34 (Fig.8) intended to be engaged in the socket 22 housed in the housing 19 and to ensure the connection of a charger to the power supply battery of the machine ,
The stroke of the button 29 is such that the orifice 32 of its extension 31 is opposite the hole 33 of the body 1 when the button 29 is in the position corresponding to the placing in series of the groups of elements 4a and 4b by the switches 7 and that the passage for the plug 34 for connection to the charger is obstructed when the button 29 is in its position corresponding to the paralleling of groups 4a and 4b.
La partie de l'organe d'actionnement élastique 25 destinée a coopérer avec les microrupteurs 8 et 9 comporte deux branches 36, 37 en contact respectivement avec les boutons-poussoirs des microrupteurs 8 et 9. The part of the elastic actuating member 25 intended to cooperate with the microswitches 8 and 9 comprises two branches 36, 37 in contact respectively with the push buttons of the microswitches 8 and 9.
La position représentée à la Fig.2 correspond à la position des microrupteurs 8 et 9 montrés à la Fig.3 dans laquelle l'alimentation du moteur électrique 5 est coupée, le moteur étant en outre mis en court-circuit par le traJet constitué par le microrupteur 8, et le microrupteur 9. The position shown in Fig. 2 corresponds to the position of the microswitches 8 and 9 shown in Fig. 3 in which the power supply to the electric motor 5 is cut off, the motor also being short-circuited by the path consisting of the microswitch 8, and the microswitch 9.
Sur la Fig.2, on voit en outre que la perceuse suivant l'invention est pourvue d'un ensemble de gachette 40 qui comporte un corps 1 déplaçable dans un guide 42 venu de matière avec le corps 1 de la machine à l'encontre d'un ressort de rappel 43. Dans le bloc 41. est monté déplaçable angulairement un organe de sélection 44 formant touche pourvu d'une manivelle 45 dont l'extrémité libre se termine par un plot 46 destiné à venir en contact avec l'une ou l'autre des branches 36, 37 de l'organe élastique d'actionnement 25 selon la position choisie par déplacement angulaire de la touche 44 par rapport au bloc 41. In Fig. 2, it can also be seen that the drill according to the invention is provided with a trigger assembly 40 which comprises a body 1 which can be moved in a guide 42 made integrally with the body 1 of the machine against a return spring 43. In the block 41. is angularly movable a selection member 44 forming a button provided with a crank 45 whose free end ends in a stud 46 intended to come into contact with one or the other of the branches 36, 37 of the elastic actuating member 25 according to the position chosen by angular displacement of the key 44 relative to the block 41.
A la Fig.6, on voit que la touche 44 et par conséquent le plot 46 solidaire de celle-ci par l'intermédiaire de la manivelle 45, peuvent occuper trois positions. Une position intermédiaire correspondant au blocage de la machine, dans laquelle 1 actionnement de l'ensemble de gâchette est sans effet sur les branches 36, 37, car le plot 46 passe alors dans une échancrure 47 ménagée entre les extrémités des branches 36 et 37 et ne provoque l'actionnement d'aucun des micro-rupteurs 8 et 9. In Fig.6, we see that the button 44 and therefore the pad 46 secured thereto via the crank 45, can occupy three positions. An intermediate position corresponding to the blocking of the machine, in which 1 actuation of the trigger assembly has no effect on the branches 36, 37, since the stud 46 then passes through a notch 47 formed between the ends of the branches 36 and 37 and does not cause any of the microswitches 8 and 9 to be actuated.
Une position de marche avec rotation du moteur 5 dans un sens, obtenue par déplacement de la touche 44 vers la droite de la Fig.6 et dans laquelle le plot 46 actionne la branche 36 de l'organe élastique d actionnement 25 sous l'action de l'enfoncement de la touche 44 pour provoquer la libération du bouton-poussoir du microrupteur 8 et par conséquent l'alimentation du moteur 5 de façon qu'il tourne dans un premier sens de rotation. A running position with rotation of the motor 5 in one direction, obtained by displacement of the key 44 to the right of FIG. 6 and in which the stud 46 actuates the branch 36 of the elastic actuating member 25 under the action pressing the key 44 to cause the release of the push button of the microswitch 8 and therefore the power of the motor 5 so that it rotates in a first direction of rotation.
Une position d'inversion du sens de rotation obtenue par déplacement angulaire de la touche 44 vers la gauche de la Fig.6 dans laquelle le plot 46 actionne la branche 37 de 1 organe élastique d'actionnement pour provoquer la libération du poussoir du micro-rupteur 9 et par consequent l'alimentation du moteur 5 de manière qu'il tourne en sens inverse. A position of inversion of the direction of rotation obtained by angular displacement of the key 44 to the left of Fig.6 in which the stud 46 actuates the branch 37 of 1 elastic actuating member to cause the release of the push button from the micro- switch 9 and consequently the power supply to motor 5 so that it rotates in the opposite direction.
Le circuit imprimé 21 représenté à la Fig.4 est connecté à quatre conducteurs 50 de liaison avec les groupes d'éléments 4a et 4b, leur mise en série ou en parallèle étant assurée par les microrupteurs 7 sous l'action du bouton 29 dont le poussoir 28 agit sur la lame 27 de l'organe élastique d'actionnement pour manoeuvrer simultanément les poussoirs des microrupteurs 7. The printed circuit 21 shown in FIG. 4 is connected to four conductors 50 for connection with the groups of elements 4a and 4b, their placing in series or in parallel being ensured by the microswitches 7 under the action of the button 29, the pusher 28 acts on the blade 27 of the elastic actuating member to simultaneously operate the plungers of the microswitches 7.
Sur la Fig.8, on a représenté le bouton 29 dans la position de mise en série des groupes 4a et 4b, dans laquelle la lame 26 de l'organe élastique d'actionnement 25 est écartée des poussoires des microrupteurs 7 par le poussoir 28, l'orifice 32 du prolongement 31 étant en regard du trou 33 du corps 1 pour permettre l'engagement de la fiche coaxiale 34 connectée au chargeur de batterie dans la prise 22 de liaison avec celle-ci. In Fig.8, there is shown the button 29 in the position in which the groups 4a and 4b are placed in series, in which the blade 26 of the elastic actuating member 25 is separated from the push-buttons of the microswitches 7 by the push-button 28 , the orifice 32 of the extension 31 being opposite the hole 33 of the body 1 to allow the engagement of the coaxial plug 34 connected to the battery charger in the socket 22 for connection with the latter.
Par ailleurs,le circuit imprimé 21 est connecté comme représenté à la Fig.2 au moteur électrique 5 par deux conducteurs 51 seulement. Furthermore, the printed circuit 21 is connected as shown in FIG. 2 to the electric motor 5 by only two conductors 51.
L'agencement qui vient d'être décrit permet d'assurer l'assemblage des moyens de commutation a l'extérieur de la machine en montant les microrupteurs 7 à 9 sur le support 12 muni de son organe élastique d'actionnement et de souder le circuit imprimé 21 sur les bornes en forme de broche 20 des microrupteurs. The arrangement which has just been described makes it possible to ensure the assembly of the switching means outside the machine by mounting the microswitches 7 to 9 on the support 12 provided with its elastic actuating member and to weld the printed circuit 21 on the pin-shaped terminals 20 of the microswitches.
Ensuite, après avoir soudé au circuit imprimé les conducteurs 50 de liaison avec la batterie et les conducteurs 51 de liaison avec le moteur, l ensem- ble peut etre mis en place dans le corps 1 de la machine par engagement de la traverse 15 du support 12 dans les encoches 18 du corps 1. Then, after having soldered to the printed circuit the conductors 50 for connection with the battery and the conductors 51 for connection with the motor, the assembly can be put into place in the body 1 of the machine by engagement of the cross member 15 of the support. 12 in the notches 18 of the body 1.
La machine électrique qui vient d'être décrite présente en outre l'avantage de ne permettre le rechargement de la batterie d'alimentation que lorsque tous ces éléments sont en série. The electric machine which has just been described also has the advantage of only allowing recharging of the supply battery when all of these elements are in series.
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Applications Claiming Priority (1)
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