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DE29707901U1 - Device for the controlled power supply of electrical devices - Google Patents

Device for the controlled power supply of electrical devices

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DE29707901U1
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Germany
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switch
metal tongue
triac
actuating element
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DE29707901U
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    • H01H9/54Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/547Combinations of mechanical switches and static switches, the latter being controlled by the former
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using supply voltage with constant frequency and variable amplitude
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    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/58Electric connections to or between contacts; Terminals
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    • H01H9/06Casing 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
    • H01H9/061Casing 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Description

OTTE & JAKELSKlV *: V .··' PATENTANWÄLTEOTTE & JAKELSKlV * : V .··' PATENT ATTORNEYS

PETER OTTE, DIPL.-ING, MAfTRE EN SCIENCES APPLIQUEESPETER OTTE, DIPL.-ING, MASTER IN APPLIED SCIENCES

DR. JOACHIM JAKELSKI, dipl.-phys.DR. JOACHIM JAKELSKI, dipl.-phys.

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Herr Gerhard Kurz,Mr Gerhard Kurz, IndustriestraSe, 753 82 AlthengstettIndustriestrasse, 753 82 Althengstett

Vorrichtung zur gesteuerten Stromversorgung vonDevice for the controlled power supply of ElektrogerätenElectrical appliances

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur gesteuerten Stromversorgung von Elektrogeräten einschließlich einer gesonderten Einschaltfunktion, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is based on a device for the controlled power supply of electrical devices including a separate switch-on function, according to the preamble of claim 1.

Bei Elektrogeräten, insbesondere Elektrohandgeraten wie Bohrer, Sägen, Schrauber u.dgl., die in großer Vielfalt insbesondere als Heimgeräte angeboten werden, ist es üblich, die von dem Elektrogerät aufgenommene und letztlich an seiner Ausgangswelle abgegebene Leistung den jeweiligen Anforderungen anzupassen. Dies ist insbesondere für Schrauber von Bedeutung, damit beim Einschrauben, aber auch beim Herausdrehen von Schrauben entsprechend behutsam vorgegangen werden kann.For electrical devices, especially hand-held electrical devices such as drills, saws, screwdrivers, etc., which are offered in a wide variety, especially as home devices, it is usual to adapt the power consumed by the electrical device and ultimately delivered to its output shaft to the respective requirements. This is particularly important for screwdrivers, so that appropriate care can be taken when screwing in and also when unscrewing screws.

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Zur Leistungssteuerung bedient man sich normalerweise der sogenannten Phasenanschnitt-Steuerschaltung, bei der in Reihe mit der Last, üblicherweise also dem Elektromotor bei Elektrohandgeräten, ein Triac geschaltet ist, der die Netzversorgungsspannung oder eine sonstige, auch aufgrund einer mit Hilfe von Akkus zur Verfugung gestellte zerhackte Gleichspannung zu einem einstellbaren Zündzeitpunkt im Verlauf jeweils einer Halbwelle zum Verbraucher durchschaltet, wodurch eine wirksame Steuerung von dessen Stromaufnahme möglich ist.To control the power, the so-called phase control circuit is normally used, in which a triac is connected in series with the load, usually the electric motor in handheld electric devices, which switches the mains supply voltage or another DC voltage, also based on a chopped DC voltage provided with the help of batteries, through to the consumer at an adjustable ignition point in the course of a half-wave, which enables effective control of its current consumption.

Gleichzeitig hiermit ergibt sich das Erfordernis, für das jeweilige Elektrogerät eine Einschaltfunktion zu realisieren, damit beispielsweise nicht jedes Mal der Netzstecker gezogen werden muß, wenn der Betrieb des Elektrogeräts unterbrochen werden soll.At the same time, this creates the need to implement a switch-on function for the respective electrical device so that, for example, the power plug does not have to be pulled out every time the operation of the electrical device is to be interrupted.

Vorrichtungen zur Leistungssteuerung von elektrischen Verbrauchern, die an eine Wechselspannung, üblicherweise die Netzspannung angeschlossen sind, sind in vielfältiger Form bekannt und umfassen zumeist die Phasenanschnittschaltung, durch welche sich der Zündwinkel bei der dem Verbraucher zugeführten elektrischen Wechselgröße in gewünschter Weise verstellen läßt, wodurch die zugeführte Leistung geregelt werden kann.Devices for controlling the power of electrical consumers that are connected to an alternating voltage, usually the mains voltage, are known in many different forms and usually include the phase control circuit, by means of which the ignition angle of the alternating electrical quantity supplied to the consumer can be adjusted in the desired manner, whereby the power supplied can be regulated.

Bekannt sind solche Phasenanschnittsteuerungen beispielsweise aus der DE 33 03 126 C2, die eine Vorrichtung zur Einschaltstrombegrenzung bei einer mit einer Phasenanschnittsteuerschaltung versehenen Motorsteuerung für den Antriebsmotor eines StaubsaugersSuch phase control systems are known, for example, from DE 33 03 126 C2, which describes a device for limiting the inrush current in a motor control system for the drive motor of a vacuum cleaner provided with a phase control circuit

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betrifft, sowie beispielsweise aus der DE 43 27 070 Cl, in welcher eine Vorrichtung zur Regelung der Leistungsaufnahme eines Staubsaugers beschrieben ist, bei welcher über eine Phasenanschnittschaltung die dem den Staubsauger antreibenden Elektromotor zugeführte Wechselspannung auf einen solchen Wert geregelt wird, daß dieser dem Effektivwert der Motorspannung entspricht. Die dabei jeweils verwendeten Phasenanschnitt-Steuerschaltungen enthalten üblicherweise einen Triac, der in Reihe mit dem elektrischen Verbraucher, in diesem Falle also Elektromotor, ans Netz geschaltet ist und den Elektromotor mit einer lückenden (Sinus)Spannung versorgt, je nach gewünschter Leistung.concerns, as well as for example from DE 43 27 070 Cl, in which a device for regulating the power consumption of a vacuum cleaner is described, in which the alternating voltage supplied to the electric motor driving the vacuum cleaner is regulated to a value via a phase control circuit so that it corresponds to the effective value of the motor voltage. The phase control circuits used in each case usually contain a triac, which is connected to the mains in series with the electrical consumer, in this case the electric motor, and supplies the electric motor with a discontinuous (sinusoidal) voltage, depending on the desired power.

Geht man von einer aus diskreten Bauelementen aufgebauten Schaltung für den Phasenanschnitt aus, wobei hier allerdings beliebig hoch integrierte Realisierungsmöglichkeiten bis zur reinen Mikroprozessorsteuerung denkbar und möglich sind, dann umfaßt die Phasenanschnittsteuerung im Ansteuerkreis für den Triac einen üblicherweise als Potentiometer oder Trimmer einstellbaren Widerstand sowie einen Ladekondensator zur Zündung des Triacs je nach eingestelltem Widerstand, so daß durch entsprechende Verschiebung des Zündwinkels praktisch beliebige Zwischenleistungen bis zum VoIlwinkel auf Wunsch abrufbar sind.If one assumes a circuit for the phase control made up of discrete components, whereby here any highly integrated implementation options up to pure microprocessor control are conceivable and possible, then the phase control in the control circuit for the triac includes a resistance that is usually adjustable as a potentiometer or trimmer and a charging capacitor for igniting the triac depending on the set resistance, so that by shifting the ignition angle accordingly practically any intermediate power up to the full angle can be called up on request.

Speziell bei Elektrohandgeräten ist es erwünscht, die elektrische Steuerung für den gesamten Funktionsablauf im Gerät, also Einschaltfunktion sowie gesteuerte Stromzuführung über die Phasenanschnittsteuerschaltung möglichst platzsparend und kompakt innerhalb des Geräts und von außen durch entsprechende Betätigungsgriffe,Especially with handheld electric devices, it is desirable to have the electrical control for the entire functional sequence in the device, i.e. the switch-on function and the controlled power supply via the phase control circuit as space-saving and compact as possible inside the device and from the outside using appropriate operating handles,

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Schalter, Hebel oder Drücker zugänglich so anzuordnen, daß der Betrieb des jeweiligen Elektrowerkzeugs, beispielsweise wenn dieses handgeführt ist, mit der gleichen Hand, die einen häufig pistolengriffartig ausgebildeten Teil des Gerätes umfaßt, auch geregelt werden kann, indem beispielsweise der Zeige- oder Mittelfinger einen Drückerschalter oder Drückerhebel betätigt.Switches, levers or triggers must be arranged in such a way that they are accessible that the operation of the respective power tool, for example when it is hand-held, can also be controlled with the same hand, which often holds a part of the device that is designed like a pistol grip, for example by using the index or middle finger to operate a trigger switch or trigger lever.

Diese Drückerschalter sind daher üblicherweise so ausgeführt, daß sie auf einem ersten Teilweg unmittelbar nach Betätigung einen gesonderten Netzschalter innerhalb des Geräts betätigen, so daß der elektrische Bereich des Geräts mit Spannung versorgt wird, wobei dann auf dem weiteren Betätigungsweg eine sogenannte Gasgebefunktion realisiert werden kann, die in geeigneter Weise der Verschiebung eines Potentiometers &ogr;. dgl. im Steuerkreis für den Triac dient, so daß dieser durch Verlegung seines Zündzeitpunktes mehr oder weniger aufgesteuert wird.These pushbutton switches are therefore usually designed in such a way that they actuate a separate power switch within the device on a first partial path immediately after actuation, so that the electrical area of the device is supplied with voltage, whereby a so-called accelerator function can then be implemented on the further actuation path, which is used in a suitable way to move a potentiometer ϑ or similar in the control circuit for the triac, so that it is controlled more or less by moving its ignition point.

Ein solcher die Einschaltfunktion in Verbindung mit einem äußeren Druckschalter, Triggerschalter oder sonstigem Schiebehebel realisierender Netzschalter ist, da er das gesamte Gerät, gegebenenfalls auch bei voller Drehzahl vom Netz zu trennen hat, entsprechend kräftig für das Schalten und Führen hoher Ströme ausgelegt und daher kostspielig, aund ist als gesondertes Bauteil mit eigenem Gehäuse an beliebiger Stelle im Gerät oder auch im Bereich der die Phasenanschnittsteuerung lagernden Platine angeordnet.Such a power switch, which implements the switch-on function in conjunction with an external push button, trigger switch or other sliding lever, is designed to be powerful enough to switch and conduct high currents, as it has to disconnect the entire device from the mains, even at full speed if necessary, and is therefore expensive, and is arranged as a separate component with its own housing at any point in the device or in the area of the circuit board that supports the phase control.

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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Einschaltfunktion für solche Elektrogeräte, die von einer Phasenanschnitt-Steuerschaltung gesteuert mit Strom versorgt werden, entscheidend zu vereinfachen und insbesondere die Kosten für den stets vorhandenen Schalter für die Stromversorgung entscheidend zu reduzieren.The invention has the task of significantly simplifying the switch-on function for such electrical devices that are supplied with power by a phase control circuit and, in particular, of significantly reducing the costs for the always-present switch for the power supply.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hat den Vorteil, daß der vorgesehene Schalter für die gesamte Einschaltfunktion des Geräts aus dem Netzbereich herausgenommen und in den Ansteuerbereich für den Triac der stets vorhandenen Phasenanschnitt-Steuerschaltung verlegt ist, wo der Schalter nur mit drastisch reduzierten Strömen belastet wird und daher hinsichtlich Struktur, verwendeter Materialien, seiner Lagerung und Grundfunktionen einen erheblich geringeren Aufwand erforderlich macht. Ein solcher Schalter ist daher kostengünstig herzustellen und kann mit Vorteil unmittelbar auf der Platine gelagert werden, die auch die sonstigen elektrischen Schaltungselemente, beispielsweise für die Phasenanschnitt-Steuerschaltung trägt.The device according to the invention solves this problem with the features of claim 1 and has the advantage that the switch provided for the entire switch-on function of the device is removed from the mains area and moved to the control area for the triac of the always present phase control circuit, where the switch is only loaded with drastically reduced currents and therefore requires considerably less effort in terms of structure, materials used, its storage and basic functions. Such a switch is therefore inexpensive to manufacture and can advantageously be stored directly on the circuit board, which also carries the other electrical circuit elements, for example for the phase control circuit.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß die Schalterkomponenten (beweglicher Schalthebel und Gegenkontakt) direkt auf der Platine, die insofern eine Art Trägergehäuse für den Schalter bildet, gelagert werden können, wobei diese Schalterteile unmittelbar mechanisch mit der Platine verbunden sind und fernerA further advantage is that the switch components (movable switch lever and counter contact) can be mounted directly on the circuit board, which forms a kind of support housing for the switch, whereby these switch parts are directly mechanically connected to the circuit board and furthermore

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die Gelegenheit wahrnehmen, auch für ihre elektrische Kontaktierung die durch die Platine gebotenen Möglichkeiten auszunutzen, nämlich die Verbindung dieser Schalterkomponenten direkt mit den Leiterbahnen auf der Platine.take the opportunity to exploit the possibilities offered by the circuit board for their electrical contacting, namely the connection of these switch components directly to the conductor tracks on the circuit board.

So ist es möglich, den Schalter in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als einfache, entsprechend abgebogene Metallzunge in Form eines einfachen Blechstanzteils herzustellen, wobei die Schalterbetätigung problemlos dadurch erfolgen kann, daß ein externes Betätigungsglied, welches am Gerätegehäuse von außen zugänglich ist, über den Bereich der Platine geführt ist, auf welcher sich der Schalter befindet, so daß die Metallzunge von dem Betätigungsglied bei dessen eigener Bewegung eine Bewegung relativ zur Platine erfährt, die zur Kontaktgabe ausgenutzt werden kann. Die den Schalter hauptsächlich bildende Metallzunge ist in diesem Falle einseitig auf der Platine gelagert und kann vom Betätigungsteil bei dessen Verscheibung entsprechend auf einen Kontaktpunkt auf der Platine rückgebogen werden, wobei dieser Kontaktpunkt den einzigen weiteren Bestandteil des Schalters bildet.It is thus possible to manufacture the switch in a preferred embodiment of the invention as a simple, appropriately bent metal tongue in the form of a simple stamped sheet metal part, whereby the switch can be easily operated by an external actuating element, which is accessible from the outside of the device housing, being guided over the area of the circuit board on which the switch is located, so that the metal tongue experiences a movement from the actuating element relative to the circuit board when it moves, which can be used to make contact. The metal tongue which mainly forms the switch is in this case mounted on one side of the circuit board and can be bent back by the actuating part when it is displaced to a contact point on the circuit board, whereby this contact point forms the only other component of the switch.

Insofern stellt die Platine, da sie die Lagerung der Schalterkomponenten übernimmt, gleichzeitig auch das Schaltergehäuse dar und dient vorzugsweise gleichzeitig auch noch der Lagerung für das Betätigungselement, welches in an sich beliebiger Weise jedenfalls so ausgebildet ist, daß die von der Bedienungsperson auf den äußeren Endbereich des Betätigungselementes ausgeübte Druckbewegung umgesetzt wird in eine Bewegung der Metallzunge in Richtung auf den Kontaktpunkt zuIn this respect, the circuit board, since it takes over the storage of the switch components, simultaneously represents the switch housing and preferably also serves as the storage for the actuating element, which is designed in any way possible in such a way that the pressure movement exerted by the operator on the outer end area of the actuating element is converted into a movement of the metal tongue in the direction of the contact point.

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dessen Kontaktierung und damit Einschaltung des Gate-Stroms zum Triac und Anlaufen des Geräts.its contacting and thus switching on the gate current to the triac and starting the device.

Die Lagerung für das Betätigungselement auf der Platine kann durch beidseitig des Betätigungselements auf der Platine angeordnete Lager/Gleitblöcke erfolgen, längs welcher das Betätigungselement etwa in Schienen- oder Nutführungen gleitet, wobei die Metallzunge über einen hochgebogenen Endbereich verfügen kann, der beim Überlaufen durch eine Nocke vom Betätigungselement nach unten, jedenfalls in Richtung auf die Platine und auf den Kontaktpunkt gedrückt wird, so daß es zu einer Kontaktgabe zwischen der Metallzunge und dem Kontaktpunkt kommt. Es fließt dann der geringe Gate-Strom, der bei einem praktischen Ausführungsbeispiel etwa zwischen 50 bis 100 mA liegen kann, verglichen mit dem sonst bei solchen eine Einschaltfunktion für ein Elektrogerät realisierenden Schaltern fließenden Strom von von bis zu 5 A oder mehr, gegebenenfalls sogar noch sehr viel mehr, wenn gehackter Gleichstrom bei einem akkugespeisten Niederspannungsgerät geschaltet werden muß.The mounting for the actuating element on the circuit board can be done by bearings/sliding blocks arranged on both sides of the actuating element on the circuit board, along which the actuating element slides in rail or groove guides, for example, whereby the metal tongue can have a bent-up end area which, when it runs over, is pressed downwards by a cam from the actuating element, in any case in the direction of the circuit board and the contact point, so that contact is made between the metal tongue and the contact point. The small gate current then flows, which in a practical embodiment can be between 50 and 100 mA, compared to the current otherwise flowing in such switches that implement a switch-on function for an electrical device of up to 5 A or more, possibly even much more if chopped direct current has to be switched in a battery-powered low-voltage device.

Ein weiterer Vorteil einer Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, daß sowohl der Schalter für den Gate-Strom als auch das Einstellpotentiometer für die Zündwinkelvorgabe der Phasenanschnitt-Steuerschaltung auf der gleichen Platine angeordnet sind, so daß es möglich ist, durch entsprechende kinematische Elemente oder einer entsprechend gleichsinnigen Anordnung der Betätigungsteile für Schalter und Potentiometer für die Phasenanschnittsteuerung dafür zu sorgen, daß das Betätigungselement zunächst den Schalter betätigt undA further advantage of an embodiment of the invention is that both the switch for the gate current and the setting potentiometer for the ignition angle setting of the phase control circuit are arranged on the same board, so that it is possible to ensure, by means of appropriate kinematic elements or a correspondingly co-directional arrangement of the actuating parts for the switch and potentiometer for the phase control, that the actuating element first actuates the switch and

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den Triac einschaltet und anschließend in Verlängerung seiner Bewegungsrichtung das Potentiometer entsprechend verstellt, so daß durch entsprechende Verlegung des Triggerzeitpunkts für den Triac die Motorleistung den Wünschen angepaßt, nämlich gesteigert oder auch verringert werden kann. Die Verringerung der Motorleistung über einen unteren Schwellwert hinaus führt dann wieder zur Abschaltung, nämlich Öffnen des Schalters für den Gate-Strom des Triacs, wenn die Schalt zunge vom Betätigungselement freigegeben wird und sich rückfedernd in ihre kontaktfreie Ausgangsposition begibt.switches on the triac and then adjusts the potentiometer accordingly in the extension of its direction of movement, so that by shifting the trigger time for the triac accordingly, the motor power can be adjusted to the requirements, namely increased or reduced. Reducing the motor power beyond a lower threshold value then leads to switching off again, namely opening the switch for the gate current of the triac when the switching tongue is released by the actuating element and springs back into its contact-free starting position.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen und Merkmale sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung möglich.The measures and features listed in the subclaims enable further advantageous refinements and improvements of the invention.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in vereinfachter Darstellung in Draufsicht eine mögliche Platinenform mit auf ihr gelagerten Schaltungselementen einschließlich einer Metallzunge für die Realisierung der Einschaltfunktion, zusammen mit weiteren Baukomponenten;
Embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. They show:
Fig. 1 shows a simplified top view of a possible circuit board shape with circuit elements mounted on it, including a metal tongue for the realization of the switching function, together with other components;

Fig. 2 in stark vergrößerter Ausschnittdarstellung in Seitenansicht eine mögliche Ausführungsform der Lagerung der Metal !zunge auf der Platine in Verbindung mit einer möglichen Betätigung, also Bewirkung einer KontaktgabeFig. 2 in a greatly enlarged detail in side view a possible embodiment of the mounting of the metal tongue on the circuit board in connection with a possible actuation, i.e. effecting a contact

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der Metallzunge durch Verschieben eines Betätigungselements;the metal tongue by moving an actuating element;

Fig. 3 in einer Ansicht von hinten die Metallzunge als Hauptbestandteil des Schalters mit unteren Fortsätzen zur Befestigung auf der Platine und gleichzeitigen Kontaktierung von Platinen-Leiterbahnen undFig. 3 in a view from behind the metal tongue as the main component of the switch with lower extensions for fastening to the circuit board and simultaneous contacting of circuit board conductor tracks and

Fig. 4 ein mögliches Schaltungsbeispiel für eine Phasenanschnitt-Steuerschaltung von grundsätzlich bekanntem Aufbau, jedoch mit Anordnung des Schalters im Steuerkreis für den Triac.Fig. 4 shows a possible circuit example for a phase control circuit of basically known construction, but with the switch arranged in the control circuit for the triac.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

In Fig. 1 ist eine Platine 10 gezeigt, die nach Form und Abmessungen grundsätzlich beliebig gestaltbar ist und elektrische Schaltungskomponenten lagert, auf die im einzelnen nicht eingegangen zu werden braucht, da diese Bestandteile von für sich gesehen bekannten Phasenanschnitt-Steuerschaltungen für Elektrogeräte u.dgl. sein können. Auf der Platine ist ein elektrisch leitendes, federndes Metallstück direkt gelagert, welches im folgenden als Metallzunge 11 bezeichnet wird und Bestandteil eines Schalters Sl ist, dessen Aufbau sich durch das Vorhandensein eines ebenfalls elektrisch leitenden und daher bevorzugt metallischen Kontaktpunktes 12 vervollständigt. Metallzunge 11 und Kontaktpunkt 12 sind unmittelbar von der Platine 10 gelagert, wie auch der seitlichen Ansicht der Fig. 2 entnommen werden kann, so daß die Platine Gehäusebestandteil des Schalters Sl ist, wobei die Metallzunge, die beispiels-In Fig. 1, a circuit board 10 is shown, which can be designed in any shape and dimensions and supports electrical circuit components, which do not need to be discussed in detail, since these can be components of known phase control circuits for electrical devices and the like. An electrically conductive, resilient metal piece is mounted directly on the circuit board, which is referred to below as metal tongue 11 and is a component of a switch Sl, the structure of which is completed by the presence of a contact point 12 that is also electrically conductive and therefore preferably metallic. Metal tongue 11 and contact point 12 are mounted directly on the circuit board 10, as can also be seen from the side view of Fig. 2, so that the circuit board is a housing component of the switch Sl, with the metal tongue, which for example

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weise aus einer geeigneten elastisch federnden Kupferoder Messinglegierung bestehen kann, eine längliche Erstreckung aufweist und mit einem Endbereich an der Platine 10 gelagert ist, während das andere Ende frei auskragend einen Abstand zur Platine und damit auch zum Kontaktpunkt 12 einhält, so daß der so gebildete Schalter Sl offen ist, wie in Fig. 2 in durchgezogener Linienführung auch gezeigt., which can be made of a suitable elastically springy copper or brass alloy, has an elongated extension and is mounted with one end region on the circuit board 10, while the other end freely projects at a distance from the circuit board and thus also from the contact point 12, so that the switch S1 thus formed is open, as also shown in Fig. 2 in solid lines.

Im einzelnen kann die Metallzunge 11 so ausgebildet sein, daß vom Kontaktpunkt 12 und sich oberhalb dessen erstreckend ausgehend zunächst ein im Abstand zu diesem Kontaktpunkt und zur Platine gehaltenes längeres Teilstück vorgesehen ist, welches anschließend schräg nach unten in Richtung auf die Platine abgebogen ist, sich längs der Platine wieder um eine kürzere Teilstrecke erstreckt und dann die Platine mit einem oder zwei abgebogenen Beinchen 11a, 11b durchbricht, so daß die Endbereiche der Beinchen 11a, 11b auf der Leiterplattenseite der Platine - in Fig. 1 ist die Bestükungsseite in Draufsicht erkennbar - nach dem Durchstecken zu Tage treten, wo sie mit einer oder mehreren Leiterbahnen verbunden werden, und zwar durch einen entsprechenden Lötvorgang, beispielsweise Tauchlöten, was gleichzeitig eine sichere Fixierung der gesamten Metallzunge zur Folge hat.In detail, the metal tongue 11 can be designed in such a way that, starting from the contact point 12 and extending above it, a longer section is initially provided which is kept at a distance from this contact point and from the circuit board, which is then bent diagonally downwards towards the circuit board, extends again along the circuit board by a shorter section and then breaks through the circuit board with one or two bent legs 11a, 11b, so that the end areas of the legs 11a, 11b on the circuit board side of the circuit board - in Fig. 1 the component side can be seen in plan view - become visible after being pushed through, where they are connected to one or more conductor tracks, namely by an appropriate soldering process, for example dip soldering, which simultaneously results in a secure fixation of the entire metal tongue.

In gleicher Weise ist der Kontaktpunkt 12, beispielsweise als kleiner Niet mit abgerundetem Kopf nach oben weisend ausgebildet, auf der Leiterbahnseite mit weiteren Leiterbahnen etwa durch Tauchlöten verbunden. Ein solchermaßen gebildeter Schalter von einfacher Form kann und braucht keine hohen Ströme zu führen, da er,In the same way, the contact point 12, for example designed as a small rivet with a rounded head pointing upwards, is connected to other conductor tracks on the conductor track side, for example by dip soldering. A switch of simple form formed in this way cannot and does not need to carry high currents, since it,

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wie eingangs schon erwähnt, lediglich im Ansteuerkreis des Triacs angeordnet ist und somit dessen Gate-Strom schaltet, was dann allerdings zur Durchsteuerung des Triacs TC (siehe Fig. 4) führt und damit zur Anschaltung der Last, die als Widerstand RL (alternativ) oder als Motor in Fig. 4 gezeigt ist, an die Netzanschlußklemmen Nl, M2.as already mentioned at the beginning, is only arranged in the control circuit of the triac and thus switches its gate current, which then leads to the control of the triac TC (see Fig. 4) and thus to the connection of the load, which is shown as a resistor RL (alternatively) or as a motor in Fig. 4, to the mains connection terminals Nl, M2.

In diesem Zusammenhang kann gleich darauf hingewiesen werden, daß der Schalter Sl im Steuerkreis für den Triac TC bevorzugt in Reihe mit dem RC-Glied für die Zeitverzögerung der Triggerimpulse für den Triac liegt, d.h. in Reihe mit dem Potentiometer Pl und dem Kondensator C, von deren Verbindungspunkt über einen Diac Dl und einen weiteren Reihenwiderstand Rl die Zuführung der Triggerimpulse zum Gate des Triacs TC vorgenommen wird. Es ist aber auch möglich, den Schalter als Sl' direkt in die Ansteuerleitung zum Gate, die vom Verbindungspunkt des Kondensators C mit dem Potentiometer Pl abzweigt, zu legen.In this context, it can be pointed out that the switch Sl in the control circuit for the triac TC is preferably in series with the RC element for the time delay of the trigger pulses for the triac, i.e. in series with the potentiometer Pl and the capacitor C, from whose connection point the trigger pulses are fed to the gate of the triac TC via a diac Dl and another series resistor Rl. However, it is also possible to place the switch as Sl' directly in the control line to the gate, which branches off from the connection point of the capacitor C with the potentiometer Pl.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist noch darin zu sehen, daß auch das Betätigungselement für die Schalterbewegung, welches in Fig. 2 mit 14 bezeichnet ist, zweckmäßigerweise ebenfalls an der Platine 10 gelagert, jedenfalls gleitverschieblich gehalten ist, so daß eine entsprechende Ausrichtung auf die Metallzunge 11 und somit auf die Betätigung des Schalters Sl, Sl' erzielt werden kann. Das Betätigungselement kann über eine der Form des Schalters angepaßte Nockengleitstrecke 14a verfügen, die bei linearer Querbewegung des Betätigungselements in Richtung des Pfeils A (Fig. 2), also längs der Oberfläche der Platine 10, auf dieA preferred embodiment of the invention is that the actuating element for the switch movement, which is designated 14 in Fig. 2, is also expediently mounted on the circuit board 10, or at least is held so that it can slide, so that a corresponding alignment with the metal tongue 11 and thus with the actuation of the switch Sl, Sl' can be achieved. The actuating element can have a cam sliding section 14a adapted to the shape of the switch, which, when the actuating element moves linearly transversely in the direction of arrow A (Fig. 2), i.e. along the surface of the circuit board 10, is oriented towards the

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mittlere Abschrägung lic der Metallzunge 11 auftrifft und deren vorderen Teil längs der Richtung des Pfeils B (Fig. 2) nach unten drückt, so daß, wie die gestrichelte Linienführung zeigt, zwischen der Metallzunge und dem Kontaktpunkt 12 eine Kontaktgabe erfolgt, was gleichzeitig eine Kontaktverbindung zwischen den mit diesen beiden Anschlußpunkten verlöteten Leiterbahnen der Platine bedeutet, so daß der Schalter Sl, Sl' im Schaltbild der Fig. 4 geschlossen ist.middle bevel lic of the metal tongue 11 and presses its front part downwards along the direction of arrow B (Fig. 2) so that, as the dashed line shows, contact is made between the metal tongue and the contact point 12, which at the same time means a contact connection between the conductor tracks of the circuit board soldered to these two connection points, so that the switch Sl, Sl' in the circuit diagram in Fig. 4 is closed.

Zur Führung des Betätigungselements 14 längs der Platine 10 können beidseitig der Schalterzunge Führungsblöcke 15a, 15b vorgesehen sein, die in der Zeichnung nur schematisch angedeutet sind und das Betätigungselement beispielsweise mittels Nutgleitführungen halten. Die Schaltbewegung des Betätigungselements erfolgt dann durch einen geeigneten Drückerschalter, Drückerknopf oder Triggerhebel von außerhalb des Geräts, so daß sich ein rückwärtiger Teil des Bedienungselements 14a durch eine entsprechende Gerätegehäuseöffnung nach außen erstreckt, an welcher ein Finger eines Benutzers angreift. Gleichzeitig ist es möglich, auf der Platine angeordnete Potentiometer o.dgl. so zu legen, daß das Betätigungselement 14 auch die Verstellung des Potentiometers übernimmt - da hier beliebige Ausbildungsformen, je nach Anwendungszweck, Form der Platine und verwendetem Potentiometer (Linearpotentiomater oder Drehpotentiometer) möglich sind, die insofern innerhalb fachmännischen Rahmens liegen, braucht auf solche Ausgestaltungen nicht weiter eingegangen zu werden.To guide the actuating element 14 along the circuit board 10, guide blocks 15a, 15b can be provided on both sides of the switch tongue, which are only indicated schematically in the drawing and hold the actuating element, for example, by means of grooved sliding guides. The switching movement of the actuating element is then carried out by a suitable push button switch, push button or trigger lever from outside the device, so that a rear part of the operating element 14a extends outwards through a corresponding device housing opening, which a user's finger grips. At the same time, it is possible to arrange potentiometers or the like on the circuit board. to be laid out in such a way that the actuating element 14 also takes over the adjustment of the potentiometer - since any design form is possible here, depending on the application, shape of the circuit board and potentiometer used (linear potentiometer or rotary potentiometer), which in this respect lie within the scope of expert knowledge, such designs do not need to be discussed further.

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Sinnvollerweise wirkt auf das Betätigungselement 14 eine Rückstellfeder ein, die dieses bei Freigabe durch den Finger des Benutzers, also jedenfalls nach Wegnahme des Betatigungsdrucks in eine Ausgangsposition zurückführt, so daß sich auch die Metallzunge in ihre ursprüngliche Ausgangsposition oberhalb des Kontaktpunktes 12 begeben kann, der Schalter wieder trennt und das Gerät durch Sperren des Triacs abgestellt wird. Es fließt dann kein weiterer Strom durch die Last.It makes sense for a return spring to act on the actuating element 14, which returns it to its original position when released by the user's finger, i.e. at least after the actuating pressure is removed, so that the metal tongue can also return to its original starting position above the contact point 12, the switch is separated again and the device is switched off by blocking the triac. No further current then flows through the load.

Claims (1)

3075G/ot/wi 143075G/ot/wi 14 02.05.199702.05.1997 Herr Gerhard Kurz,Mr Gerhard Kurz, IndustriestraSe, 75382 AlthenqstettIndustriestrasse, 75382 Althenqstett SchutzansprücheProtection claims 1. Vorrichtung zur gesteuerten Stromversorgung von Elektrogeräten einschließlich Einschaltfunktion, insbesondere von Elektrohandgeraten mit zugeordneter Phasenanschnitt-Steuerschaltung, bei der in Reihe mit dem Verbraucher ein in beiden Richtungen der Versorgungswechselspannung schaltendes elektrisches Schaltungselement (Triac) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß1. Device for the controlled power supply of electrical devices including a switch-on function, in particular of electrical handheld devices with an associated phase control circuit, in which an electrical circuit element (triac) that switches in both directions of the alternating supply voltage is arranged in series with the consumer, characterized in that a) auf der die Schaltung lagernden Platine (10) eine die Einschaltfunktion realisierende federnde Metallzunge (11) befestigt ist, daßa) a resilient metal tongue (11) that implements the switch-on function is attached to the circuit board (10), that b) das andere von der Platine abstehende Ende der Metallzunge (11) im Kontaktwegbereich eines ebenfalls auf der Platine (10) befestigten Kontaktpunktes (12) angeordnet ist, daßb) the other end of the metal tongue (11) protruding from the circuit board is arranged in the contact path area of a contact point (12) also attached to the circuit board (10), that c) beide mechanischen Lagerverbindungen von Metallzunge (11) und Kontaktpunkt (12) auf der Platine gleichzeitig elektrische Kontaktierungen bilden mit üblichen Leiterbahnen auf der Platinenrückseite, wobeic) both mechanical bearing connections of metal tongue (11) and contact point (12) on the board simultaneously form electrical contacts with conventional conductor tracks on the back of the board, whereby 4. ·♦·4. ·♦· 3075G/ot/wi 153075G/ot/wi 15 02.05.199702.05.1997 d) diese Kontaktierungen zu Anschlußpunkten im Ansteuerkreis des den Stromfluß durch die Last (M, RL) steuernden Triacs (TC) der Phasenanschnitt-Steuerschaltung führen derart, daß die durch eine Bewegung der Metallzunge hervorgerufene Kontaktgabe die Last über den nunmehr durchgeschalteten Triac je nach Einstellung mit entsprechend hohen Strömen versorgt bei gleichzeitig sehr geringem Stromfluß über den im Triac-Ansteuerkreis liegenden Schalter (Sl) aus Metallzunge (11) und Kontaktpunkt (12).d) these contacts lead to connection points in the control circuit of the triac (TC) of the phase control circuit that controls the current flow through the load (M, RL) in such a way that the contact caused by a movement of the metal tongue supplies the load with correspondingly high currents via the now switched-through triac, depending on the setting, while at the same time a very low current flow via the switch (Sl) in the triac control circuit consisting of the metal tongue (11) and contact point (12). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltzunge (mit Vorsprüngen) so im Verschiebeweg eines Betätigungselements (14) angeordnet ist, daß eine Verschiebebewegung des Betätigungselements (14) eine Kontaktierung des Metall zungenendes mit dem Kontaktpunkt (12) bewirkt, wobei das Betätigungselement (14) ebenfalls auf der Platine (10) gelagert, mindestens jedoch in seinem Bewegungsablauf zur MetallZungenbetätigung auf der Platine geführt ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the switching tongue (with projections) is arranged in the displacement path of an actuating element (14) in such a way that a displacement movement of the actuating element (14) causes contact between the metal tongue end and the contact point (12), whereby the actuating element (14) is also mounted on the circuit board (10), but at least its movement sequence for actuating the metal tongue is guided on the circuit board. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Metallzunge (11) des Schalters (Sl) auf der Platine von ihrem einen gelagerten Ende ausgehend federnd nach oben im Abstand zur Platine verlaufend abgebogen ist und daß das von der Platine ebenfalls gelagerte Betätigungselement (14) eine der Abbiegung entsprechende nockenartige Laufbahn aufweist derart, daß bei einer Relatiwerschiebung von Betätigungs-3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the resilient metal tongue (11) of the switch (S1) on the circuit board is bent upwards from its one mounted end at a distance from the circuit board and that the actuating element (14) also mounted on the circuit board has a cam-like track corresponding to the bend in such a way that in the case of a relative displacement of the actuating element • ·· 3075G/ot/wi 163075G/ot/wi 16 02.05.199702.05.1997 element (14) zu Metallzunge (11) bei Ausübung eines Einschaltbetätigungsdrucks durch den Benutzer der abgebogene Teil (lic) der Metallzunge (11) vom Betätigungselement (14) überlaufen wird und daraufhin der andere äußere Endbereich der Metal1-zunge den Kontaktpunkt (12) kontaktiert.element (14) to metal tongue (11) when the user applies a switch-on pressure the bent part (lic) of the metal tongue (11) is overrun by the actuating element (14) and thereup the other outer end region of the metal tongue contacts the contact point (12). 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Triggerzeitpunkt des Triacs über ein RC-Glied bestimmendes Potentiometer im Ansteuerkreis auf der Platine4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a potentiometer determining the trigger time of the triac via an RC element in the control circuit on the board (10) so gelagert ist, daß es eine gleichzeitige (weitere) Verstellung über das bewegliche Betätigungselement (14) erfährt, nachdem dieses zunächst die Kontaktgabe des Schalters (Sl) veranlaßt hat.(10) is mounted in such a way that it undergoes a simultaneous (further) adjustment via the movable actuating element (14) after the latter has initially caused the switch (S1) to make contact. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Metallzunge5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the metal tongue (11) und Kontaktpunkt (12) bestehende Schalter auf der Platine in Reihe mit dem RC-Glied (Pl, C) im Ansteuerkreis des Triacs (TC) oder in der Leitung vom Verbindungspunkt des RC-Gliedes zum Gate des Triacs (TC) angeordnet ist.(11) and contact point (12) consisting of switches on the circuit board in series with the RC element (Pl, C) in the control circuit of the triac (TC) or in the line from the connection point of the RC element to the gate of the triac (TC).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0987724A3 (en) * 1998-09-17 2000-11-22 Atlas Copco Electric Tools GmbH Hand-held power tool

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