DE2359292A1

DE2359292A1 - Schalteranordnung mit miniaturumsteuerschalter

Info

Publication number: DE2359292A1
Application number: DE2359292A
Authority: DE
Inventors: Earl T Piber
Original assignee: Cutler Hammer World Trade Inc
Current assignee: Cutler Hammer World Trade Inc
Priority date: 1973-02-12
Filing date: 1973-11-28
Publication date: 1974-08-15
Also published as: FR2217783A1; GB1436275A; US3814886A; FR2217783B3

Description

OUTLEE-HAMMER WORLD TRADE, IFG.
Schalteranordnung mit Miniaturumsteuerschalter.

Die Erfindung betrifft ganz allgemein elektrische Umsteuerschalter für Werkzeuge mit Motorantrieb o.dgl., und zwar insbesondere Verbesserungen derselben, welche zur Miniaturisierung derartiger Schalter und zu Ersparnissen bei der Herstellung beitragen.

Es sind bereits verschiedene Schalter fur

Werkzeuge mit Motorantrieb und Haushaltsgeräte bekannt, um die . Drehrichtung des Elektromotors derselben umzusteuern«. Hierzu ist zu bemerken, dass auf dem Gebiet der Herstellung dieser Schalter eine scharfe Konkurrenz herrscht, so. dass die Eosten derselben möglichst klein gehalten werden müssen. Gleichzeitig verlangen jedoch die Benutzer derartiger Schalter von den Herstellern die Lieferung von Schaltern, deren Qualität gegenüber den früher benutzten Schaltern verbessert ist. Abgesehen von der Kostenfrage sind die bekannten Schalter im allgemeinen verwickelt und sperrig und erfordern einen beträchtlichen Platz in dem Werkzeug.

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Infolgedessen war der Entwurf von Umsteuer~

schaltern in den letzten Jahren ein äusserst reges !Tätigkeitsfeld, wobei der erste angestrebte Zweck darin bestand, derartige Schalter durch Verringerung der Zahl der erforderlichen Bauteile zu verbessern, sie zu verkleinern, sie dauerhafter,' zuverlässiger und billiger zu machen, und ihre Anbringung an Geräten zu ermöglichen, welche gewisse Abmessungsbeschrankungen haben·

Der allgemeine Zweck der Erfindung ist die

Herstellung eines verbesserten Umsteuerschalters der beschriebenen Art, welcher die obigen Aufgaben löst und andere Nachteile der bisherigen !Technik beseitigt.

Die Erfindung bezweckt im besonderen die

Herstellung eines dauerhaften elektrischen Miniaturumsteuerschalters fur Werkzeuge und Geräte, welcher mit geringen Kosten hergestellt werden kann, eine geringe Zahl von Seilen hat und so ausgebildet ist, dass er einfach und leicht in Massenfertigung hergestellt werden kann.

Hierfür ist der erfindungsgemässe Miniatur-

umsteuersehalter für Werkzeuge mit Motorantrieb und eingebauten Schaltmitteln sowie Mitteln zur Verriegelung der Schaltmittel in der gewählten Stellung dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmittel Steuermittel enthalten, welche um die Verriegelungsmittel herum so angebracht werden können, dass eine unabhängige Betätigung dieser beiden Mittel möglich ist, wobei die Steuermittel mit den Schaltmitteln so betätigt werden können, dass der Motor vorwärts oder rückwärts laufen kann·

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht unter

Wegbrechung von Seilen einen in den Handgriff eines Werkzeugs mit Motorantrieb eingebauten Druckknopfschalter, welcher den erfindungsgemassen Miniaturumsteuerschalter enthält·

Fig. 2 ist eine schaubildliche Ansicht,

welche den Miniaturumsteuersehalter der Fig. 1 in Kombination, mit einem bekannten Druckknopfschalter zeigt.

Fig. 3 ist eine schaubildliche auseinandergezogene Ansicht des erfindungsgenässen Kiniaturumsteuerschalters der Fig. 1 und 2.

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Pig. 4 ist eine Ansicht der Unterseite

des Gehäuses des Miniaturumsteuerschalters, welche-Einzelheiten, des inneren Aufbaus zeigt, wobei ein fester Eontakt eingesetzt ist.

Pig. 5 ist ein Schnitt längs der" linie 5-5

der Pig· 4, welcher die Deekelklappe in der geschlossenen Stellung zeigt.

Pig. 6 ist eine Torderansicht des Umsteuerschalters der Pig. 4.

Pig. 7 ist eine Draufsicht der durch den

Kontaktträger und den Steuerknopf gebildeten Anordnung, wobei sich die Eontaktstreifen an Ort und Stelle befinden«

Pig. 8 zeigt schematiseh den Werkzeugmotor und den erfindungsgemässen Schaltkreis für den Torwartslauf des Motors.

Pig. 9 zeigt schematiseh den Werkzeugmotor und den erfindungsgemässen Schaltkreis fur den Eüekwärtslauf des Motors.

Pig ο 1 zeigt ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes tragbares Werkzeug mit Motorantrieb mit einem Druckknopfschalter 12j, welcher einen erfindungsgemässen Schalter 14 zur umsteuerung des Motors enthalt.

Das dargestellte Werkzeug hat einen sich

nach unten erstreckenden Pistolenhandgriff 16_P in welchen die Schalter 12 und 14 eingebaut sind ο Der Handgriff 16_S welcher aus gegossenem Aluminium oder einem sehr stossfesten Kunststoff sein kann, kann in zwei Abschnitte zerlegt werden und ist mit in üblicher Weise geformten^ den Schalter 12 einfassenden Torsprungen oder Eippen 17 und 18 und mit einer öffnung 22 versehen, durch welche der eine lineare Gleitbewegung ausführende Drücker 24 des Schalters 12 tritt. Der Griff 16 ist ferner in seiner Seitenwand mit einem Loch 26 versehen, durch welches ein üblicher Stift 28 zur Terriegelung des Schalters 12 tritt- Er enthält ferner ein Loch 30 in seiner Bodenwand, durch welches die isolierten Speiseleiter 32 und 34 treten. Die Leiter 32 und 34 verbinden den Schalter mit einer (nicht dargestellten) Stromquelle.

Der Aufbau und die Arbeitsweise des Schal-

"u>rs 12 entsprechen den in der am 10. Karζ 1972 auf den Hamen H₄J₀ Brown U.S. mit dem Iitel "Butt Contact Speed Control Trigger

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Switch" eingereichten und dem Zessionar der vorliegenden Anmeldung zedierten Patentanmeldung Ur. 233,621 dargestellten und beschriebenen. Wie nachstehend erläutert und in Pig· 2 dargestellt, besitzt der Schalter 12 eine isolierende Basis 42, einen Schalterrahmen 44 zur Befestigung des Drückers 24 an der Basis 42, einen an dem Schalterrahmen 44 angebrachten Verriegelungsstift 28 und eine (nicht dargestellte) Druckschraubenfeder innerhalb des Schalters 12, welche den Drücker 24 aus der Basis 42 herausdruckt. Bei Betätigung des Drückers 24 werden (nicht dargestellte) Kontakte innerhalb des Schalters 12 überbrückt und schlieasen den Speisekreis des Motors 36 über leiter 48, 50, 52, 54 Und 56.

Mach der obigen kurzen allgemeinen Beschreibung des Aufbaus und der Arbeitsweise eines üblichen Werkzeugs mit Motorantrieb und eines bekannten Druckknopfsehalters für dasselbe ist nachstehend ein einzigartiger billiger Miniaturschalter zur Umsteuerung der Laufrichtung des Motors durch Zusammenwirken mit dem obigen Schalter 12 und dem Motor 36 genauer beschrieben, wobei gleiche Teile in der Beschreibung und in den verschiedenen Ansichten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.

In I¹Ig. 1 und 2 ist der Miniaturumsteuerschalter 14 für den Motor oben auf dem Rahmen 44 des Schalters 12 angebracht. Es ist zunächst zu bemerken, dass der Schalter eine sehr wirksame und gedrängte doppelpolige Gleitbrückenanordnung benutzt, um den Motor umzusteuern, und dass diese Anordnung ungefähre Abmessungen von kaum 11 mm χ 28,5 mm bei einer Hohe von 3,2 mm besitzt. Ferner ist zur Erläuterung der Erfindung eine doppelpolige Gleitbrückenanordnung gezeigt, es ist jedoch klar, dass der erläuterte Aufbau auch für andere Schaltertypen benutzt werden kann, z.B. doppelpolige Doppelhubschalter oder andere Ausführungsabwandlungen von einpoligen oder mehrpoligen Schaltern.

Pig. 3 zeigt die einzelnen Elemente des Umsteuerschalters in einer auseinandergezogenen Ansicht. Der Schalter 14 ist mit einem isolierenden Gehäuse 60 aus einem geeigneten elektrisch isolierenden Material, z.B. formbarem Kunststoff, versehen und trägt angeformte Zapfen 62 und 63, um dem Gehäuse 60 eine bestimmte Stellung auf dem Rahmen 44 zu ge-

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ben* Beim Zusammenbau des Gehäuses 60 mit dem Rahmen 44 treten die Zapfen in zwei Locher 64 und 65 und können entweder eingepresst oder durch Wärme verformt werden^ um das Gehäuse 60 an dem Rahmen 44 zu befestigen.

Innen hat das Gehäuse 60 eine gewisse Zahl

von voneinander entfernten eingeformten isolierenden Schultern 66₅ wie in Pig. 3 und 4 dargestellt, welche Vertiefungen 68 in dem Gehäuse 60 bilden, welche individuelle Kontaktfeder*! 7O₃ 71, 72 und 73 aufnehmen« Die Kontakte 70 bis 73 sind aus einem gut elektrisch leitenden Materials 2.B0 Kupfer_s hergestellt und einzeln in den Tertiefungen 68 neben äusseren Gehauseoffnungea 74 in der Nähe der Rückseite des Gehäuses 60 durch einen angelenkten Deckel oder eine Klappe 76 befestigt₉_welche ein Yerriegelungsglied 78 aufweist₉ welches bei Schliessung der Klappe 76 mit Schulterabschnitten 79 in dem Gehäuse 60 zusammenwirkt, wie in Pig β 5 dargestellt«

Die Kontakte 70 bis 73 haben öffnungen 82

und 83 und an einem Ende Haltefedern 84_S welche Leiter 48, 50, 52 und 54 halten^nd in die richtige Lage bringen_o Die Leiterenden werden durch die öffnungen 74 und 82 eingeführt und werden in diesen durch die Haltefedern 84 gehalten* Anschläge 91 an der Klappe 76 verhindern^ dass die Leiter durch die öffnungen innen hinter die Federn 84 gelangen» Dunne durchstossbare Membranen aus Kunststoff enthaltende Zugangsvertiefungen 92 sind in dem Gehäuse 60 unmittelbar über den Lochern 83 in den Kontakten 70 bis 73 gebildet, so dass man von aussen an die Haltefedern 84 der Leiter gelangen kann, ohne den Schalter 14 auseinandernehmen zu müssen. Die Membran dient zur Abschirmung der blanken elektrischen Leiter gegen die Umgebung und kann nach der Durch- ■ bohrung leicht mit einem Stöpsel verschlossen werden.

Die Kontakte 70 bis 73 haben auf der abgewandten Seite des den Leiter aufnehmenden Endes abgebogene leitende Abschnitte 93» welche von den Yertiefungen 68 in eine Gleitausnehmung 80 reichen, um mit einer gleitenden Kontaktträgeranordnung 95 in Berührung zu kommen^ welche von aussen durch einen o.ffenen Endabschnitt 96 des Gehäuses 60 betätigbar ist«

Die Trägeranordnung 95 ist ein einziges

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Formstück aus Kunststoff aus einem im allgemeinen starren Isoliermaterial mit guten Pestigkeitseigensehaften, wie ITylon, und !anfasst ein Gleitstück 98, ein biegsames Gelenk 99 und einen gerändelten Betätigungsknopf 100.

An ainer Seite des Gleitstücks 98 ist ein

Sperrvorsprung 101 gebildet, wie in Pig. 3 und 7 dargestellt, um mit Sperrvertiefungen 102 und 105 in der biegsamen Seitenwand 104 des Gehäuses 60 in Eingriff su kommen, um das Gleitstück 98 in der Stellung für Vorwärtslauf oder Kückwärtslauf losbar festzulegen. Das Gleitstück 98 hat noeh einen Anschlag 105, welcher von der Vertiefung 106 in dem Gehäuse 60 eingefasst wird und verhindert, dass der Sperrvorsprung 101 über die Vertiefungen 102 und 103 hinausgeht.

Das Gleitstück 98 ist ferner in seiner

Oberseite mit Einschnitten 107 und 108 versehen, in welchen Kontaktglieder 110 und 112 befestigt werden, welche im allgemeinen bündig mit ihr abschneiden_s wie in Pig. 6 und 7 dargestellt. Die leitenden Abschnitte 93 haben eine solche lage, dass sie sich auf die Kontaktglieder 110 und 112 in der Längsrichtung derselben legen, wodurch ein Stromkreis zwischen ihnen hergestellt wird und die Kontaktglieder nach dem Zusammenbau des Schalters 14 mit dem Rahmen 44 in den Vertiefungen 107 und 108 gehalten werden. Die Unterseite des Gleitstücks 98 legt sich gegen die Oberseite 44a des Rahmens 44 und gleitet auf dieser,- während sie seitlich durch die Seitenwand 104 und die Schulter 113 von Deckelklappenabschnitten 76 gehalten wird.

Der Betätigungsknopf 100 besitzt eine Verriegelungsnase 114, welche an seinen Umfang angeformt ist und mit voneinander entfernten Schlitzen 116 und 118 in dem Drücker 24 zusammenwirken kann, so dass der Knopf 100 in die eine oder die andere von zwei Stellungen gebracht werden muss, wie in Pig. 2 dargestellt, um das Sindrücken des Drückers 24 in den Schalterrahmen 44 zu ermöglichen. Offenbar wird jede Bewegung des Drückers für alle anderen Stellungen des Knopfs durch den mittleren Schulterabschnitt 120 des Druckers 24 verhindert·

Der Betätigungsknopf 100 enthält noch eine

zentrale Bohrung 122 für seine konzentrische Anbringung an der Buchse 123 des Verriegelungsstifts und erstreckt sich aussea

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seitlich von dem Griff 16 mit dem Stift 28 in einer solchen Stellung, dass er betätigt werden kann. Es ist zu bemerken, dass diese Anordnung keine zusätzlichen Hilfsoffnungen in dem Griff 16 erfordert, und dass die in dem Griff vorhandene Bohrung 26 fur den Yerriegelungsstift nur etwas vergrössert zu werden braucht, um den Betätigungsknopf 100 aufzunehmen- Die Drehung des Betätigungsknopfs 100 auf der Buchse 125 bewirkt offenbar eine Verschiebung des Kontaktgleitstucks 98 durch das biegsame Gelenk 99 derart, dass gewählte Paare von Kontakten 70 Ms 73 mit den Kontaktstücken 110 und 112 überbrückt werden^ so dass der Motor 36 das Werkzeug 10 bei Betätigung des Schalters 12 entwederin der Vorwärtsrichtung oder in der Rückwärtsrichtung antreibt.

Pur die Vorwärtsdrehung des Betätigungsknopfs 100 werden, wie in Pig» 8 dargestellt, die Kontakte 70 und 73 zur Terbindung der leiter 48 und 54 überbrückt, während die Kontakte 71 und 72 zur Terbindung der leiter 50 und 52 überbrückt werdeno In dieser Stellung fliesst nach Schliessung des Sehalters 12 der Strom zu dem Motor 36 von dem Schalter 12 über den leiter 48 zu dem Kontakt 70 des Sehalters 14₅ welcher durch das Kontaktstück 110 mit dem kontakt 73 verbunden isto Der Strom fliesst über diesen und den leiter 54 zu der Motorankerklemme 126 und kehrt zu dem Schalter 14 von der Motorankerklemme über den leiter 50 zu dem Kontakt 71 zurück⁰ Die Überbrückung der Kontakte 71 und 72 durch das Kontaktstück 112 vervollständigt den Stromkreis über den leiter 52 zu der Motorfeldklemme 130 und zurück zu dem Schalter 12 über die Motorfeldklemme und den leiter 56_β

" Entsprechend bewirkt die Rückwärtsdrehung des Betätigungsknopfs 100 die Terschiebung der Kontaktglieder 110 und 112 über den leitenden Abschnitten 93 der Kontakte 70 bis 73 in der in Fig. 9 dargestellten Weise, so dass der Motor 36 das Werkzeug 10 nach Betätigung des Sehalters 12 in der Rückwärtsrichtung antreibt- In dieser Stellung sind die Kontakte 70 und 71 so überbrückt, dass sie die leiter 48 und 50 verbinden. Ebenso sind die Kontakte 72 und 73 zur Verbindung- der leiter 52 und 54 überbrückt. Offenbar bewirkt diese Verschiebung den Antrieb des Werkzeugs 10 durch den Motor 36 in der

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Ruckwärtsrichtung nach Betätigung des Drückers, da die Stromzuführung zu den Ankerklemmen 126 und 128 umgekehrt wurde.

Is ist zu bemerken, dass die obige, in Pig.

7 dargestellte Ausfuhrungsform » ■ d*er iDrägeranordnung 95 für den Umsteuerschalter 14 abgewandelt werden kann» So kann z.B. ein über dem Drücker 24 liegender länglicher Umsteuerhebel der in der amerikanischen Patentschrift Hr. 3,260,827 (CJ. Frenze) dargestellten und beschriebenen Art verwendet werden, welcher an das biegsame Gelenk 99 angeformt oder mechanisch mit diesem verbunden ist und den Betätigungsknopf 100 ersetzt. Die Verschwenkung eines derartigen Hebels auf dem Gehäuse 60 erteilt dem Gleitstück 98 über das Gelenk 99 eine hin und hergehende lineare Gleitbewegung. Ferner können auch fingerbetätigte Hebel der in der amerikanischen Patentschrift KTr. 3,376,402 (I.E. Bednarski) beschriebenen und dargestellten Art den Betätigungsknopf 100 ersetzen und oben auf dem Gehäuse 60 zur Betätigung des Gleitstücks 98 verschwenkt werden.

Wie aus den obigen Ausführungen hervorgeht, verschafft die Erfindung einen wesentlichen Fortschritt durch Verringerung der Zahl der Bauteile für Umsteuerschalter für Werk= zeuge und Geräte mit Motorantrieb. Ferner führt offenbar eine derartige Verringerung der Bestandteile zusammen mit der neuartigen Ausbildung und dem Zusammenwirken mit den benutzten Teilen zu einem sehr wirksamen und dauerhaften Miniaturschalter, welcher billig herzustellen und leicht in vorhandene Werkzeuge einzubauen ist, ohne erhebliche oder teure Umänderungen des Werkzeuggriffs oder eine zusätzliche verwickelte Verdrahtung während des Zusammenbaus dieser Werkzeuge zu erfordern·

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Claims

Patentan sprüche

( l.\ Schalteranordnung für. Werkzeuge mit Motorantrieb und eingebauten Schalteinrichtungen sowie Einrichtungen zur Verriegelung der Schalteinrichtungen in der gewünschten Stellung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen Steuereinrichtungen enthalten, welche um die Verriegelungseinrichtungen herum so angebracht werden können, daß eine unabhängige Betätigung dieser beiden Einrichtungen möglich ist, wobei.die Steuereinrichtungen und die Schalteinrichtungen so betätigt werden können, daß der Motor vorwärts oder rückwärts laufen kanne

2o Schalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen einen ersten Schalter (12) zur Speisung des Motors und- einen zweiten, die Steuereinrichtungen für die Wahl der Betriebsart enthaltenden Schalter (14) auf-, weisen, wobei die Verriegelungseinrichtungen mit dem ersten Schalter (12) zusammenwirken und der zweite Schalter (14) mit dem ersten Schalter (12) zusammengeschaltet ist.

3ο Schalteranordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtungen eine Buchse (123) und einen sich seitlich von dem Schaltergehäuse (16) erstrekkenden, in dieser Buchse gelagerten Verriegelungsstift (28) umfassen, wobei die Steuereinrichtungen durch einen zylindrischen Drehknopf (100) mit einer zylindrischen Bohrung gebildet werden, welche den Verriegelungsstift umgibt, derart, daß der Verriegelungsstift und der Betätigungsknopf unabhängig voneinander betätigt werden können.,

4e Schalteranordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (12) durch einen Drücker (24) mit mehreren, in einer Seitenfläche desselben ausgebildeten Schlitzen (116, 118) und Schultern (120) betätigt wird, wobei die

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Steuereinrichtungen Verriegelungseinrichtungen (114) aufweisen, welche mit den Schlitzen (116, 118) und den Schlultem (120) so zusammenwirken, daß sie die Betätigung des Drehknopfs (100) verhindern, wenn der Schalter (12) eingeschalter ist«

5ο Schalteranordnung nach Anspruch 1 bis 4, bei welcher der Umsteuerschalter feste und bewegliche Kontakte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die bewglichen Kontakte (110, 112) von einem Gleitsück (98) getragen werden, welches von dem Drehknopf (100) über ein biegsames Gelenk (99) betätigt wird.

6o Schalteranordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Kontakte (70 bis 73) des Umsteuerschalters mit Federn (84) zum Zurückhalten der entsprechenden Leiterdrähte (48, 50, 52, 54) versehen sind, wobei das Gehäuse des Umsteuerschalters an den Einführungsstellen der Leiterdrähte mit einer durchstechbaren Membran versehene Löcher (92) aufweist.

7. Schalteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (98) ein aus einem Stück bestehendes Kunststoffteil ist.

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