EP1971991B1

EP1971991B1 - Elektrischer schalter

Info

Publication number: EP1971991B1
Application number: EP06828732.5A
Authority: EP
Inventors: Daniel Hafen; Gerhard Niklewski
Original assignee: Marquardt GmbH
Current assignee: Marquardt GmbH
Priority date: 2006-01-09
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2026-12-27
Also published as: WO2007079716A1; CN101356611B; CN101356611A; EP1971991A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Schalter werden vor allem bei Elektrohandwerkzeugen, die einen von einer Spannungsquelle versorgten Elektromotor aufweisen, als Netzschalter zum Ein- und Ausschalten des Elektromotors eingesetzt. Bei diesen Elektrowerkzeugen kann es sich um Bohrmaschinen, Winkelschleifer, Sägen, Hobel, Schleifer, Schwingschleifer, Schrauber o. dgl, handeln.
Aus der DE 197 08 939 A1 ist ein solcher elektrischer Schalter zum Ein- und Ausschalten eines Elektrowerkzeugs bekannt. Der üblicherweise im Handgriff des Elektrowerkzeugs angeordnete Schalter besitzt ein Gehäuse, in dem sich ein Kontaktsystem befindet. Aus dem Gehäuse ragt ein bewegbares Betätigungselement heraus, wobei das Betätigungselement schaltend auf das Kontaktsystem einwirkt. Als nachteilig hat es sich herausgestellt, daß das Gehäuse sowie das Betätigungselement des Schalters an den jeweiligen Bauraum im Elektrowerkzeug, insbesondere an dessen Handgriff anzupassen ist, so daß eine Vielzahl von gerätespezifischen Schaltern bereitzustellen ist. Dies verteuert den Schalter und erfordert eine erhöhte Lagerhaltung. Weiterhin hat es sich als nachteilig herausgestellt, daß das Kontaktsystem aus einer Vielzahl von Einzelteilen besteht. Dies verteuert den Schalter und bewirkt eine aufwendige Montage des Schalters.
Ein ebensolcher elektrischer Schalter, der aus Standard-Komponenten aufgebaut ist, ist auch aus der DE 100 19 471 A1 bekannt geworden. Bei diesem Schalter ist das Kontaktsystem sowie das Betätigungselement als eine selbständig funktionsfähige Schaltereinheit in der Art eines Moduls ausgebildet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den elektrischen Schalter derart weiterzuentwickeln, daß dieser für unterschiedliche Einbauräume geeignet ist, insbesondere in einfacher Art und Weise an das jeweilige Elektrowerkzeug anpaßbar ist. Gegebenenfalls soll der elektrische Schalter derart weiterentwickelt werden, daß die Anzahl an Einzelteilen verringert ist.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen elektrischen Schalter durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Schalter ist die schaltmodulartige Schaltereinheit in einem der Befestigung im Elektrogerät dienenden Einbaurahmen angeordnet. Der Einbaurahmen ist gerätespezifisch im Hinblick auf das jeweilige Elektrogerät ausgestaltet, so daß der Einbau der als Basismodul dienenden Schaltereinheit mittels des Einbaurahmens im Elektrogerät ermöglicht und/oder erleichtert wird. Die Schaltereinheit hingegen ist im wesentlichen geräteunabhängig im Hinblick auf das jeweilige Elektrogerät als eine Art von Basismodul ausgestaltet. Hierzu weist der Einbaurahmen bevorzugterweise eine Aufnahme für die Schaltereinheit auf, wobei die Aufnahme zweckmäßigerweise eine in etwa zur Schaltereinheit korrespondierende Größe besitzt, derart daß das Schaltmodul im Einbaurahmen in einfacher Art und Weise befestigt werden kann. Es genügt dann, den Einbaurahmen kunden- und/oder geräteespezifisch auszugestalten, so daß dieser in der Art eines Adapters zum Einbau in den unterschiedlichsten Handgriffen von Elektrowerkzeugen dient, während es sich bei der Schaltereinheit um eine Art von standardisierten Basisschalter in kleiner Bauform handelt. Vorteilhafterweise läßt sich dadurch ein- und derselbe Basisschalter für die unterschiedlichsten Elektrowerkzeuge verwenden, womit ein Einsatz des Elektrowerkzeugschalters auf einfache und flexible Art in verschiedenen Elektrowerkzeugen ermöglicht ist. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Schaltereinheit kann ein Gehäuse aufweisen, in welchem sämtliche wesentlichen Schalterfunktionen enthalten sind, womit die Schaltereinheit selbständig funktionsfähig ist. An der Schaltereinheit, und zwar insbesondere an dessen Gehäuse bietet sich die Anordnung von elektrischen Verbindungsanschlüssen zur Zu- und/oder Abführung der elektrischen Spannung zum und/oder vom Kontaktsystem an. Desweiteren kann in der Schaltereinheit, und zwar insbesondere in deren Gehäuse, eine Steuer- und/oder Regelelektronik für den Elektromotor o. dgl, des Elektrogeräts angeordnet sein. Die Schaltereinheit dient dann vor allem als selbständig funktionierendes sowie anschlußfertiges Basismodul für beispielsweise Elektrowerkzeuge.
Die elektrischen Verbindungsanschlüsse an der Schaltereinheit können mit am Einbaurahmen angeordneten elektrischen Gegenanschlüssen, insbesondere in der Art von Steckverbinder, korrespondieren. Dadurch ist bei Anordnung der Schaltereinheit am Einbaurahmen eine elektrische Verbindung zwischen den elektrischen Verbindungsanschlüssen und den elektrischen Gegenanschlüssen herstellbar, womit eine Art von Verlängerung der Anschlüsse an der Schaltereinheit erzielbar ist. Selbstverständlich lassen sich die Zuleitungen im Elektrogerät auch direkt an den elektrischen Verbindungsanschlüssen am Gehäuse der Schaltereinheit anschließen, selbst wenn die Schaltereinheit bereits im Einbaurahmen angeordnet ist.
Der Einbaurahmen kann zusätzlich die Funktion eines Schaltungsträgers übernehmen, indem dieser Anschluß- und/oder Verdrahtungs- und/oder Entstörkomponenten für das Elektrogerät beinhaltet. Hierzu sind am Einbaurahmen elektrische Anschlüsse in einer "kundenspezifischen" Verlegung für die Spannungsversorgung des Elektrogeräts, für die Zuführung der Spannung zum Elektromotor im Elektrogerät, für Zuleitungen im Elektrogerät o. dgl. befindlich. Die elektrischen Anschlüsse stehen dann mit den elektrischen Gegenanschlüssen gegebenenfalls mittels weiterer Leitungen in elektrischer Verbindung.
Erweiterte Schalterfunktionen sind über den Einbaurahmen integrierbar, indem beispielsweise im Einbaurahmen eine Elektronik o. dgl. für weitere gerätespezifische Funktionen in der Art von "Zusatz-Deckelfunktionen" angeordnet ist. Somit sind erweiterte "Deckelfunktionen", die eine aufwendigere Elektronik benötigen, beispielsweise unter Verwendung eines Microprozessors und/oder einer Anzeige, ermöglicht.
Der Einbaurahmen kann jedoch auch die Aufnahme von sonstigen Zusatzfunktionen, wie eine Arretierung für das Betätigungselement, eine Hubbegrenzung bzw. Wegbegrenzung für das Betätigungselement, eine Transportsicherung für das Betätigungselement, eine Druckpunkterzeugungseinrichtung für das Betätigungselement, eine Einschaltsperre für das Betätigungselement, einen Rechts-Links-Umschalter für den Elektromotor, einen Entstörkondensator für den Elektromotor o. dgl., gestatten. Erfindungsspezifisch ist somit ein Schalter geschaffen, dessen Funktionalität in stets bereitgestellten Grundfunktionen und optionalen Zusatzfunktionen aufgeteilt ist.
Die Schaltereinheit ist in der Aufnahme des Einbaurahmens befestigt Zweckmäßigerweise können hierzu verclipsbare Schnapp- und/oder Rastverbindungen verwendet werden. Das Betätigungselement ragt aus dem Einbaurahmen heraus, so daß ein im Hinblick auf das Elektrogerät gerätespezifisch ausgestaltetes Betätigungsorgan am Betätigungselement, beispielsweise durch Verrasten, Verclipsen o. dgl., befestigbar ist. Zur Realisierung der externen Drückerführung ist am Einbaurahmen eine Führung für das mittels des Betätigungselements bewegbare Betätigungsorgan befindlich.
Zusammenfassend kann mit anderen Worten gesagt werden, daß der erfindungsgemäße Elektrowerkzeugschalter in einer modularen Bauweise mit einem Einbaurahmen ausgestaltet ist. Ein Basismodul in kleinstmöglicher Bauform beinhaltet sämtliche Schalterfunktionen, gegebenenfalls inklusive einer Elektronik, und ist somit selbständig funktionsfähig. Der Einbaurahmen ermöglicht und erleichtert den Einbau in das Elektrowerkzeug. Erweiterte Schalterfunktionen sind in den Einbaurahmen integrierbar.
Weiterhin können beim erfindungsgemäßen Schalter die auf demselben elektrischen Potential befindlichen spannungsführenden Teile des Schalters, und zwar insbesondere Teile des Kontaktsystems und/oder mit dem Kontaktsystem in Verbindung stehende Teile, im wesentlichen als jeweils ein Einzelteil ausgebildet sein. Mit anderen Worten erfolgt eine Reduzierung der Teilezahl des Elektrowerkzeugschalters durch Konzentration der Funktionen gleichen Potentials auf jeweils ein weitgehend einstückiges Einzelteil. Vorteilhafterweise läßt sich dadurch eine Verringerung der Kosten sowie eine Reduzierung des Bauraums für den Schalter erzielen.
Zweckmäßigerweise weist das Kontaktsystem einen als Einzelteil ausgebildeten Einschaltkontakt auf, wobei der Einschaltkontakt aus einem Festkontakt, der dem beweglichen Einschaltkontaktträger zugeordnet ist, sowie einem Netzanschluß besteht. Der Netzanschluß kann je nach Erfordernis in der Art eines Push-In-Ausschlusses, eines Flachsteckanschlusses, eines Schraubanschlusses, eines Schneidklemmanschlusses o. dgl. ausgestaltet sein.
Enthält der Schalter eine integrierte Elektronik als Steuer- und/oder Regelelektronik für den Betrieb des Elektromotors des Elektrogeräts, so wird auch dann eine Reduzierung des Bauraums für den Schalter erzielt. Es bietet sich dann zusätzlich an, daß das Kontaktsystem einen als Einzelteil ausgebildeten Überbrückungskontakt aufweist, wobei der Überbrückungskontakt aus einem Festkontakt, der dem beweglichen Überbrückungskontaktträger zugeordnet ist, sowie einem Motoranschluß besteht. Der Motoranschluß kann je nach Erfordernis in der Art eines Push-In-Ausschlusses, eines Flachsteckanschlusses, eines Schraubanschlusses, eines Schneidklemm-Anschlusses o. dgl. ausgestaltet sein. Desweiteren bietet es sich an, daß der Überbrückungskontakt eine Kontaktfeder zur Spannungsversorgung der Elektronik aufweist.
In bekannter Art und Weise kann die Elektronik in der Art eines Dickschichtmoduls auf einem Keramikträger mit integrierten Anschlüssen ausgestaltet sein. Kostengünstig ist jedoch auch möglich, die Elektronik auf einer herkömmlichen Leiterplatte anzuordnen.
Zur weitergehenden Teilereduzierung kann das Kontaktsystem ein als Einzelteil ausgebildetes Multifunktionsteil aufweisen, wobei das Multifunktionsteil wenigstens ein Lager für die beweglichen Kontaktträger umfaßt. Zweckmäßigerweise umfaßt das Multifunktionsteil den beweglichen Einschaltkontaktträger, den beweglichen Überbrückungskontaktträger, falls ein solcher vorhanden ist, sowie die Federung der beweglichen Kontaktträger. Desweiteren bietet es sich an, daß das Multifunktionsteil eine weitere Kontaktfeder zur Spannungsversorgung der Elektronik aufweist. Ist ein Entstörkondensator für die Elektronik vorgesehen, so kann das Multifunktionsteil je nach Erfordernis einen in der Art eines Push-In-Anschlusses, eines Gabelanschlusses, eines Schneidklemmanschlusses o. dgl. ausgegebildeten Anschluß für den Kondensator enthalten.
Schließlich können noch weitere spannungsführende Teile des Schalters, die auf demselben Potential befindlich sind, als jeweils ein Einzelteil ausgebildet sein. Insbesondere bietet es sich dabei an, den weiteren Netzanschluß sowie den weiteren Motoranschluß in der Art eines Stützpunkts auszugestalten. Der Stützpunkt kann dann noch einen weiteren Anschluß für den Kondensator enthalten, wobei diese Anschlüsse je nach Erfordernis in der Art eines Push-In-Anschlusses, eines Flachsteckanschlusses, eines Schraubanschlusses, eines Schneidklemm-Anschlusses o. dgl. ausgestaltet sein können.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Schalter einen flexiblen modularen Aufbau aufweist. Das Basismodul kann eigenständig verwendet werden und ist als Standard in hohen Stückzahlen herstellbar, womit dieses kostengünstig wird. Lediglich ein individueller Einbaurahmen wird dann für den entsprechenden Einbau im Elektrowerkzeug notwendig. Der Einbaurahmen als Zusatzteil läßt sich dann ebenfalls kostenoptimiert für die jeweilige Anwendung bereitstellen. Insbesondere als Elektrowerkzeugschalter ist dieser Schalter für sämtliche Elektrowerkzeug-Anwendungen im Low-Cost-Bereich geeignet.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen weiterhin darin, daß der Schalter durch Zusammenführung von potentialgleichen Teilen zu jeweils einem Einzelteil in der Art eines Multifunktionsteils eine sehr kleine Bauform aufweist. Aufgrund der wenigen Einzelteile, die zudem als kostengünstige Stanz-Biege-Teile aus entsprechenden Metallblechen herstellbar sind, ist der Aufwand bei Montage des Schalters geringer. Folglich handelt es sich um einen sehr kostengünstigen Schalter. Außerdem reduzieren sich bei Verringerung der Teilezahl die Übergangswiderstände im Schalter, womit dieser funktions- und ausfallssicherer ist. Insbesondere als Elektrowerkzeugschalter ist dieser für sämtliche Elektrowerkzeug-Anwendungen im Low-Cost-Bereich geeignet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1: ein Prinzipschaltbild für die Anordnung eines elektrischen Schalters in einem Elektrowerkzeug,
Fig. 2: das Gehäuse mit teilweise aufgebrochen dargestelltem Handgriff für das Elektrowerkzeug,
Fig. 3: den Schalter bestehend aus einer Schaltereinheit und einem Einbaurahmen,
Fig. 4: die Schaltereinheit in der Art eines Schaltmoduls als Einzelteil,
Fig. 5: den Einbaurahmen für die Schaltereinheit als Einzelteil,
Fig. 6: einen Schalter wie in Fig. 3 entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel,
Fig. 7: den Einbaurahmen des Schalters aus Fig. 6 als Einzelteil,
Fig. 8: die Schaltereinheit aus Fig. 4 mit geöffnetem Gehäuse, wobei einige Einzelteile entfernt sind,
Fig. 9: die Schaltereinheit wie in Fig. 8, wobei jedoch die Steuer- und/oder Regelelektronik entfernt ist,
Fig. 10: die Leiterplatte mit Steuer- und/oder Regelelektronik aus Fig. 8 als Einzelteil und
Fig. 11: einen weiteren Schalter zur Umschaltung des Rechts-Links-Laufs für das Elektrowerkzeug in Explosionsdarstellung.

Der erfindungsgemäße elektrische Schalter 1 wird in einem Elektrogerät verwendet, das von einer Spannungsquelle versorgt wird. Bevorzugterweise wird der elektrische Schalter 1 in einem Elektrowerkzeug 2, wie einer Bohrmaschine, einem Bohrhammer, einem Schleifer, einer Säge, einem Hobel, einem Winkelschleifer o. dgl., eingesetzt. In Fig. 1 ist das Prinzipschaltbild für die Anordnung des elektrischen Schalters 1 im Elektrowerkzeug 2, das von der Netzwechselspannung U versorgt wird, näher gezeigt.
Das Elektrowerkzeug 2 besitzt einen Elektromotor 3 mit Feldwicklungen 4. Der Elektromotor 3 wird durch Betätigung des Schalters 1, der sich im Handgriff 5 (siehe Fig. 2) des Elektrowerkzeugs 2 befindet, vom Benutzer ein- und/oder ausgeschaltet. Zur Betätigung besitzt der Schalter 1 ein als Drücker ausgebildetes Betätigungsorgan 6, das mittels eines Betätigungselements 13 auf ein Kontaktsystem 7 schaltend einwirkt. Gegebenfalls kann die Drehzahl des Elektromotors 3 ebenfalls mittels des Schalters 1 eingestellt werden, wozu das Betätigungselement 13 auf einen Sollwertgeber 9, der beispielsweise eine Potentiometerbahn umfaßt, sowie auf ein zusätzliches Kontaktsystem 8 einwirkt. Die Drehzahleinstellung des Elektromotors 3 erfolgt mittels einer Steuer- und/oder Regelelektronik 10 mit einem Leistungshalbleiter 11, wie einem Triac o. dgl., die in der Art einer Phasenanschnittsteuerung ausgebildet ist.
Durch Bewegung des Betätigungsorgans 6 wird zunächst das Kontaktsystem 7 geschlossen und die Netzwechselspannung U über den Leistungshalbleiter 11 an den Elektromotor 3 angelegt. Eine der Stellung des Betätigungsorgans 6 entsprechende Steuerspannung wird von der Potentiometerbahn 9 abgenommen und der Steuerelektronik 10 zugeführt. Die Steuerelektronik 10 zündet in funktionaler Abhängigkeit von dieser Steuerspannung den Leistungshalbleiter 11 beim entsprechenden Phasen- bzw. Stromflußwinkel der Netzwechselspannung U, so daß letztendlich die der Stellung des Betätigungsorgans 6 entsprechende Drehzahl des Elektromotors 3 eingestellt und gegebenenfalls geregelt wird.
Befindet sich das Betätigungsorgan 6 in seiner Maximalstellung, so wird das Kontaktsystem 8 geschlossen, wodurch die Steuerelektronik 10 und der Leistungshalbleiter 11 überbrückt werden. Damit liegt die volle Netzwechselspannung U am Elektromotor 3 an und dieser bewegt sich mit der maximalen Drehzahl.
Die nähere Ausgestaltung des im Handgriff 5 eingebauten Schalters 1 ist in Fig. 2 zu sehen. Der Schalter 1 weist ein Gehäuse 12 auf, aus dem das Betätigungselement 13 herausragt. Am Betätigungselement 13 ist seinerseits das gerätespezifisch für das jeweilige Elektrowerkzeug 2 ausgestaltete Betätigungsorgan 6 befestigt. Im Gehäuse 12 befindet sich das Kontaktsystem 7, 8 sowie gegebenenfalls die Potentiometerbahn 9. Das Gehäuse 12 umfaßt somit das Kontaktsystem 7, 8 sowie das Betätigungselement 13 als eine selbständig funktionsfähige Schaltereinheit 14 in der Art eines Schaltmoduls, welches an sich in Fig. 4 zu sehen ist.
Wie man anhand der Fig. 2 weiterhin sieht, ist die Schaltereinheit 14 in einem der Befestigung im Elektrogerät 2 dienenden Einbaurahmen 15 angeordnet. Der Einbaurahmen 15, welcher als Einzelteil näher in Fig. 5 zu sehen ist, weist eine Aufnahme 55 für die Schaltereinheit 14 auf. Die Aufnahme 55 besitzt eine in etwa zur Schaltereinheit 14 korrespondierende Größe, so daß die Schaltereinheit 14 in der Aufnahme 55 am Einbaurahmen 15 eingesetzt werden kann. Hierzu ist die Schaltereinheit 14 in der Aufnahme 55 des Einbaurahmens 15 befestigbar. Beispielsweise kann die Befestigung mittels Schnapp-und/oder Rastverbindungen 54 durch Verclipsen erfolgen, wie man durch Vergleich von Fig. 4 und Fig. 5 sieht, so daß die am Einbaurahmen 15 befestigte Schaltereinheit 14 als eine Baueinheit vormontierbar ist, welche wiederum in Fig. 3 zu sehen ist. Das Betätigungselement 13 ragt aus dem Einbaurahmen 15 heraus, wobei das Betätigungsorgan 6 am Betätigungselement 13 verrastbar, verclipsbar o. dgl. befestigt ist. Zweckmäßigerweise ist am Einbaurahmen 15 eine Führung 21 für das Betätigungsorgan 6 zur Realisierung der externen Drückerführung befindlich.
Während es sich bei der Schaltereinheit 14 um ein in hohen Stückzahlen hergestelltes Standardbauteil handelt, ist der Einbaurahmen 15 an den jeweiligen Einbauraum im Handgriff 5 des Elektrowerkzeugs 2, wie anhand der Fig. 2 ersichtlich ist, gerätespezifisch angepaßt. Um dies näher zu verdeutlichen, ist in Fig. 6 ein Schalter 1 entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel zu sehen, der für ein Elektrowerkzeug mit einer anderen Einbausituation bestimmt ist. Bei diesem Schalter 1 ist der in Fig. 7 als Einzelteil gezeigte Einbaurahmen 15' ersichtlich unterschiedlich zum Einbaurahmen 15 nach Fig. 5 ausgestaltet. Bei der Schaltereinheit 14 hingegen handelt es sich auch beim Schalter 1 nach Fig. 6 um diejenige, die in Fig. 4 dargestellt ist.
An der Schaltereinheit 14, und zwar an dessen Gehäuse 12 befinden sich elektrische Verbindungsanschlüsse 16 zur Zuführung der elektrischen Spannung U zum und/oder vom Kontaktsystem 7, 8, wie in Fig. 4 zu sehen ist. Für die Spannungsversorgung des Elektrowerkzeugs 2, also für die Zuführung der Spannung zum Elektromotor 3 im Elektrowerkzeug 2 und damit zur Abführung der elektrischen Spannung U vom Kontaktsystem 7, 8, dienen weitere elektrische Verbindungsanschlüsse 17 am Gehäuse 12, wobei der in Fig. 4 links liegende Verbindungsanschluß 17 durch eine Gehäuserippe 56 zur Trennung der Verbindungsanschlüsse 17 an sich verdeckt ist. Falls es die spezielle Einbausituation im Elektrowerkzeug 2 erfordert, was jedoch nicht weiter gezeigt ist, können die elektrischen Verbindungsanschlüsse 16, 17 mit am Einbaurahmen 15 angeordneten elektrischen Gegenanschlüssen, insbesondere in der Art von Steckverbinder, korrespondieren, derart daß bei Anordnung der Schaltereinheit 14 am Einbaurahmen 15 eine elektrische Verbindung zwischen den elektrischen Verbindungsanschlüssen 16, 17 und den elektrischen Gegenanschlüssen hergestellt wird. Dann dienen die Gegenanschlüsse zur Verlängerung der Anschlüsse 16, 17 an der Schaltereinheit 14. Schließlich können am Einbaurahmen 15 noch an sonstiger Stelle elektrische Anschlüsse für Zuleitungen im Elektrowerkzeug 2 befindlich sein, wodurch eine kundenspezifische Verlegung der Anschlüsse ermöglicht ist. Wenn erforderlich können dabei die elektrischen Anschlüsse 16, 17 mit den elektrischen Gegenanschlüssen mittels Leitungen am Einbaurahmen 15 in elektrischer Verbindung stehen.
Die Schaltereinheit 14 umfaßt weiter die in der Art eines Standardbausteins ausgestaltete Steuer- und/oder Regelelektronik 10 für den Elektromotor 3 des Elektrowerkzeugs 2, die auf einer in Fig. 8 sichtbaren, herkömmlichen Leiterplatte 18 befindlich, im Gehäuse 12 der Schaltereinheit 14 angeordnet ist. Selbstverständlich kann die Steuer- und/oder Regelelektronik 10 auch in der Art eines Dickschichtmoduls mit integrierten Anschlüssen ausgestaltet sein. Wie bereits erwähnt, ist der Einbaurahmen 15 gerätespezifisch im Hinblick auf das jeweilige Elektrowerkzeug 2 ausgestaltet, so daß im Einbaurahmen 15 eine zusätzliche Elektronik o. dgl. für weitere gerätespezifische Funktionen in der Art von sogenannten "Zusatz-Deckelfunktionen" angeordnet sein kann. Diese zusätzliche Elektronik ist beispielsweise an einer in Fig. 5 sichtbaren Deckelverlängerung 52 des Einbaurahmens 15 befestigt.
Weiter kann am Einbaurahmen 15 die Aufnahme von sonstigen Zusatzfunktionen ermöglicht sein, die nicht in der als Standardbauteil ausgestalteten Schaltereinheit 14 enthalten sind. So ist in Fig. 5 ein Aufnahmedom 20 zu sehen, in den eine Arretierung für das Betätigungselement 13 einsetzbar ist. Weitere Beispiele für solche Zusatzfunktionen sind eine Hubbegrenzung bzw. Wegbegrenzung für das Betätigungselement 13, eine Transportsicherung für das Betätigungselement 13, eine Druckpunkterzeugungseinrichtung für das Betätigungselement 13, eine Einschaltsperre für das Betätigungselement 13 o. dgl., die allerdings nicht weiter gezeigt sind. Schließlich läßt sich am Einbaurahmen 15 auch ein Rechts-Links-Umschalter 35 (siehe Fig. 11) für den Elektromotor 3 oder ein Entstörkondensator 30 (siehe Fig. 1) für den Elektromotor 3 anordnen.
Beim erfindungsgemäßen Schalter 1 ist weiter eine Reduzierung der Einzelteile erreicht, indem die Funktionen des Schalters 1 zusammengeführt und konzentriert sind. Hierzu sind die auf demselben elektrischen Potential befindlichen Teile des Schalters 1, insbesondere diejenigen für das Kontaktsystem 7, 8, im wesentlichen als jeweils ein Einzelteil ausgebildet, wie man anhand der Fig. 1 erkennt.
Das zum Einschalten der Netzspannung dienende Kontaktsystem 7 umfaßt einen beweglichen Einschaltkontaktträger 22 und einen mit dem Einschaltkontaktträger 22 zusammenwirkenden Festkontakt 23, der seinerseits in elektrischer Verbindung mit dem Netzanschluß 16 steht. Der Festkontakt 22 sowie der Netzanschluß 16 sind als ein Einzelteil ausgebildet, das nachfolgend als Einschaltkontakt 24 bezeichnet ist und dessen konkrete Ausgestaltung in Fig. 9 näher zu sehen ist. Zweckmäßigerweise ist der Netzanschluß 16 in der Art eines Push-In-Ausschlusses ausgestaltet, wie ebenfalls in Fig. 9 zu sehen ist. Selbstverständlich kann der Netzanschluß 16 auch als Flachsteckanschluß, als Schraubanschluß o. dgl. ausgestaltet sein.
Das zum Überbrücken der Steuerelektronik 10 und des Leistungshalbleiters 11 dienende Kontaktsystem 8 umfaßt einen beweglichen Überbrückungskontaktträger 25 und einen mit Überbrückungskontaktträger 25 zusammenwirkenden Festkontakt 26, der seinerseits in elektrischer Verbindung mit dem Motoranschluß 17 steht. Der Festkontakt 26 sowie der Motoranschluß 17 sind wiederum als ein Einzelteil ausgebildet, das nachfolgend als Überbrückungskontakt 27 bezeichnet ist und in Fig. 8 zu sehen ist. Zweckmäßigerweise ist der Motoranschluß 17 ebenfalls in der Art eines Push-In-Ausschlusses, wie in Fig. 8 gezeigt, eines Schneidklemm-Anschlusses o. dgl. ausgestaltet. Desweiteren weist der Überbrückungskontakt 27 noch eine in Fig. 9 sichtbare Kontaktfeder 28 zur Spannungsversorgung der Steuer- und/oder Regelelektronik 10 auf. Der Festkontakt 26 am Überbrückungskontakt 27 ist in Fig. 9 insoweit nicht zu sehen, da dieser durch die am Betätigungselement 13 befindliche Nockensteuerung 57 für die Kontaktträger 22, 25 verdeckt ist.
Das Kontaktsystem 7, 8 kann zur weiteren Teilereduktion ein als Einzelteil ausgebildetes Multifunktionsteil 29 aufweisen, welches wiederum in Fig. 8 oder Fig. 9 näher zu sehen ist. Das Multifunktionsteil 29 umfaßt wenigstens ein Lager für die beweglichen Kontaktträger 22, 25, und zwar umfaßt das Multifunktionsteil 29 den beweglichen Einschaltkontaktträger 22 sowie, falls vorhanden, den beweglichen Überbrückungskontaktträger 25. Desweiteren ist in das Multifunktionsteil 29 die Federung der beweglichen Kontaktträger 22, 25 in der Art einer Blattfeder integriert. Zusätzlich kann das Multifunktionsteil 29 auch noch die weitere Kontaktfeder 28' zur Spannungsversorgung der Steuer- und/oder Regelelektronik 10 enthalten. Soweit ein Kondensator 30 am Schalter 1 angeordnet ist, kann das Multifunktionsteil 29 noch einen Anschluß 31, beispielsweise einen Push-In-Anschluß, einen Gabelanschluß, einen Schneidklemmanschluß o. dgl., für den Kondensator 30 enthalten.
Schließlich sind noch weitere spannungsführende Teile des Schalters 1, die auf demselben Potential befindlich sind, als jeweils ein Einzelteil ausgebildet. So ist der weitere Netzanschluß 16 sowie der weitere Motoranschluß 17 als Stützpunkt 32 ausgestaltet. Der Stützpunkt 32 enthält einen weiteren Anschluß 31' für den Kondensator 30. Wiederum können diese Anschlüsse 16, 17, 31' in der Art eines Push-In-Anschlusses ausgestaltet sein.
Wie bereits erwähnt, befindet sich im Gehäuse 12 ein Sollwertgeber 9, der in der Art eines Potentiometers gemäß Fig. 10 aus einem verstellbaren Kontaktelement 33 als Schleifer und einem als Widerstandsbahn ausgebildeten, feststehenden Kontaktelement 34 besteht. Das Betätigungselement 13 wirkt verstellend auf den Sollwertgeber 9 ein, so daß beispielsweise die Drehzahl des Elektromotors 3 von der Steuer- und/oder Regelelektronik 10 in Abhängigkeit vom Verstellweg des verstellbaren Kontaktelements 33 eingestellt wird. Erfindungsgemäß besteht das verstellbare Kontaktelement 33 aus einer gewickelten Feder.
Die Feder 33 weist eine zylinderartige Wicklung mit einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. Dadurch ist eine Rollbewegung der Feder 33 bei Bewegung des Betätigungselements 13 ermöglicht. Aufgrund der Rollbewegung resultiert ein reduzierter Abrieb am verstellbaren Kontaktelement 33. Die Feder 33 kann aus einem Abschnitt eines Zug- und/oder Druckfederstranges bestehen, der einen kleinen Drahtdurchmesser aufweist. Zweckmäßigerweise besteht die Feder 33 aus einem Werkstoff mit guter elektrischer Leitfähigkeit, wobei der Werkstoff für die Feder 33 im Hinblick auf die Abriebfestigkeit o. dgl. unterschiedlich zum Werkstoff für das Kontaktsystem 7, 8 sein kann.
Die Widerstandsbahnen 34 sind mittels einer entsprechenden Widerstandspaste auf die Leiterplatte 18 aufgedruckt und anschließend eingebrannt. Auf der Leiterplatte 18 befinden sich weiterhin die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente 51 für die Steuer-und/oder Regelelektronik 10 sowie der Leistungshalbleiter 11. Weiter sind auf der Leiterplatte 18 die Leiterbahnen 53 zur Verbindung der Bauelemente 51 sowie des Leistungshalbleiters 11 befindlich.
Die Elektromotoren 3 in Bohrmaschinen, Schraubern o. dgl. Elektrowerkzeuge 2 sind oft sowohl im Rechts- als auch im Linkslauf betreibbar. Im Elektrowerkzeug 2 kann hierfür ein als Umschalter für den Rechts-Links-Lauf des Elektrowerkzeugs 2 dienender weiterer elektrischer Schalter 35 angeordnet sein, der beispielsweise am Einbaurahmen 15 befestigt sein kann.
Der in Fig. 11 näher gezeigte Schalter 35 besitzt ein Schaltergehäuse 36, aus dem ein Betätigungsmittel 37 zur manuellen Bedienung des Schalters 35 herausragt. Der.Schalter 35 besitzt ein aus Festkontakten 39 und einem Schaltkontakt 40 bestehendes Kontaktsystem 38. Das Betätigungsmittel 37 wirkt zum Umschalten des Kontaktsystems 38 zwischen zwei Schaltstellungen auf den Schaltkontakt 40 ein. Desweiteren wirkt das Betätigungsmittel 37 mit einer Rastfeder derart zusammen, daß die jeweilige Schaltstellung als Raststellung ausgebildet ist. Erfindungsgemäß besteht der Schaltkontakt 40 und die Rastfeder aus einem einzigen Teil in der Art einer Kontaktfeder.
Die Kontaktfeder 40 kann als Blattfeder aus einem Federdraht, einem Federband o. dgl. hergestellt sein. Dabei bietet es sich an, die Kontaktfeder 40 in der Art eines Stanz-Biege-Teils auszubilden. Wie man weiter der Fig. 11 entnimmt, ist die Kontaktfeder 40 in etwa V-förmig ausgestaltet. Dabei weist die Kontaktfeder 40 eine abgerundete Basis 41 sowie zwei Federschenkel 42 auf, wobei die Federschenkel 42 zur Kontaktgabe an die jeweiligen Festkontakte 39 anlegbar sind.
Das Schaltergehäuse 36 besteht aus einem Sockel 43 und einem Deckel 44. Die Festkontakte 39 sind im Sockel 43 in zu den Festkontakten 39 korrespondierenden Aufnahmen 45 befestigt. An den Festkontakten 39 sind Kontaktzungen 46 als Anschlüsse aus dem Schaltergehäuse 36 nach außen geführt. Die Kontaktzungen 46 sind gemäß Fig. 11 in der Art von Steckkontakten ausgestaltet. Die Kontaktzungen 46 können jedoch auch, falls gewünscht, als Push-In-Anschlüsse o. dgl. ausgebildet sein.
Das Betätigungsmittel 37 ist als ein verschwenkbar an einem Drehlager 47 im Sockel 43 gelagerter Betätigungshebel ausgestaltet. Ein erster Arm 48 des Betätigungshebels 37 ragt als Handhabe zur manuellen Bedienung des Schalters 35 aus dem Schaltergehäuse 36 heraus. Ein zweiter Arm 49 des Betätigungshebels 37 befindet sich zur Halterung der Kontaktfeder 40 im Schaltergehäuse 36. Die Kontaktfeder 40 ist am zweiten Arm 49 des Betätigungshebels 37 eingepreßt. Wie man weiter der Fig. 11 entnimmt, sind am zweiten Arm 49 zwei Kontaktfedern 40 übereinanderliegend angeordnet. Alternativ zum verschwenkbaren Betätigungshebel 37 kann das Betätigungsmittel auch als ein verschiebbar im Sockel gelagerter Betätigungsschieber ausgestaltet sein, was jedoch nicht weiter gezeigt ist.
Die Basis 41 der Kontaktfeder 40 greift in eine Schaltkulisse 50 ein, und zwar derart, daß bei Bewegung des Betätigungsmittels 37 das Kontaktsystem 38 rastend umschaltet. Die Schaltkulisse 50, die im Sockel 43 befindlich ist, ist in etwa W-förmig ausgestaltet und weist wenigstens zwei Raststellungen in den Vertiefungen des "W" auf. Bei den Raststellungen handelt es sich um die beiden Schaltstellungen des Kontaktsystems 38. Jeweils eine Schaltstellung entspricht dem Rechts- bzw. dem Linkslauf des Elektromotors 3. Falls gewünscht, kann noch eine dritte Raststellung, bei der es sich um die mittlere Nullstellung handelt, vorhanden sein. Die Nullstellung, bei der keine Kontaktgabe erfolgt, so daß der Elektromotor 3 sich nicht bewegt, ist dann zwischen den beiden Schaltstellungen befindlich.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann ein derartiger Schalter 1 nicht nur an einem mit der Netzwechselspannung betriebenen Elektrowerkzeug 2 sondern auch an einem mit Gleichspannung betriebenen Akku-Elektrowerkzeug eingesetzt werden. In diesem Fall wird als Leistungshalbleiter ein FET, MOS-FET o. dgl. verwendet. Weiter kann ein derartiger Schalter 1 nicht nur für Elektrowerkzeuge 2 sondern auch in sonstigen, von einer Spannungsquelle versorgten Elektrogeräten, wie Gartengeräten, Küchengeräten o. dgl., Verwendung finden.

Bezugszeichen-Liste:

1: (elektrischer) Schalter
2: Elektrowerkzeug
3: Elektromotor
4: Feldspule
5: Handgriff
6: Betätigungsorgan
7, 8: Kontaktsystem
9: Potentiometerbahn / Sollwertgeber
10: Steuer- und/oder Regelelektronik
11: Leistungshalbleiter
12: Gehäuse
13: Betätigungselement
14: Schaltereinheit
15,15': Einbaurahmen
16: (elektrischer) Verbindungsanschluß / Netzanschluß
17: (elektrischer) Verbindungsanschluß / Motoranschluß
18: Leiterplatte
20: Aufnahmedom
21: Führung (für Betätigungsorgan)
22: Einschaltkontaktträger / Kontaktträger
23: Festkontakt
24: Einschaltkontakt
25: Überbrückungskontaktträger / Kontaktträger
26: Festkontakt
27: Überbrückungskontakt
28,28': Kontaktfeder
29: Multifunktionsteil
30: (Entstör)Kondensator
31,31': Anschluß (für Kondensator)
32: Stützpunkt
33: verstellbares Kontaktelement / Feder (von Sollwertgeber)
34: feststehendes Kontaktelement / Widerstandsbahn (von Sollwertgeber)
35: (weiterer elektrischer) Schalter / Rechts-Links-Umschalter
36: Schaltergehäuse
37: Betätigungsmittel /Betätigungshebel
38: Kontaktsystem
39: Festkontakt
40: Schaltkontakt / Kontaktfeder
41: Basis (von Kontaktfeder)
42: Federschenkel (von Kontaktfeder)
43: Sockel
44: Deckel
45: Aufnahme (im Sockel)
46: Kontaktzunge
47: Drehlager
48: erster Arm (von Betätigungshebel)
49: zweiter Arm (von Betätigungshebel)
50: Schaltkulisse
51: (elektrisches / elektronisches) Bauelement
52: Deckelverlängerung
53: Leiterbahn
54: Schnapp- und/oder Rastverbindung
55: Aufnahme
56: Gehäuserippe
57: Nockensteuerung

Claims

Elektrischer Schalter für ein Elektrogerät, insbesondere für Elektrowerkzeuge (2), wie Bohrmaschinen, Schleifer, Sägen, Hobel, Winkelschleifer o. dgl., mit einem Betätigungselement (13), und mit einem Kontaktsystem (7, 8), wobei das Betätigungselement (13) schaltend auf das Kontaktsystem (7, 8) einwirkt, und wobei das Kontaktsystem (7, 8) sowie das Betätigungselement (13) als selbständig funktionsfähige Schaltereinheit (14) in der Art eines Moduls ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltereinheit (14) im wesentlichen geräteunabhängig im Hinblick auf das jeweilige Elektrogerät ausgestaltet ist, daß der elektrische Schalter (1) einen der Befestigung im Elektrogerät dienenden Einbaurahmen (15, 15') aufweist, in dem die Schalteinheit (14) angeordnet ist, und daß der Einbaurahmen (15, 15') gerätespezifisch im Hinblick auf das jeweilige Elektrogerät ausgestaltet ist.
Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einbaurahmen (15, 15') eine Aufnahme (55) für die Schaltereinheit (14) aufweist, wobei insbesondere die Aufnahme (55) eine in etwa zur Schaltereinheit (14) korrespondierende Größe besitzt.
Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schaltereinheit (14) elektrische Verbindungsanschlüsse (16, 17) zur Zu- und/oder Abführung der elektrischen Spannung zum und/oder vom Kontaktsystem (7, 8) befindlich sind, daß vorzugsweise die elektrischen Verbindungsanschlüsse (16, 17) mit am Einbaurahmen (15, 15') angeordneten elektrischen Gegenanschlüssen, insbesondere in der Art von Steckverbinder, korrespondieren, derart daß bei Anordnung der Schaltereinheit (14) am Einbaurahmen (15, 15') eine elektrische Verbindung zwischen den elektrischen Verbindungsanschlüssen (16, 17) und den elektrischen Gegenanschlüssen herstellbar ist, und daß weiter vorzugsweise am Einbaurahmen (15, 15') elektrische Anschlüsse für die Spannungsversorgung des Elektrogeräts, für die Zuführung der Spannung zum Elektromotor (3) im Elektrogerät, für Zuleitungen im Elektrogerät o. dgl. befindlich sind, wobei insbesondere die elektrischen Anschlüsse mit den elektrischen Gegenanschlüssen gegebenenfalls mittels Leitungen in elektrischer Verbindung stehen.
Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltereinheit (14) ein Gehäuse (12) aufweist, und daß vorzugsweise in der Schaltereinheit (14), insbesondere in deren Gehäuse (12), eine Steuer- und/oder Regelelektronik (10) für den Elektromotor (3) o. dgl. des Elektrogeräts angeordnet ist.
Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Einbaurahmen (15, 15') eine Elektronik o. dgl. für weitere gerätespezifische Funktionen angeordnet ist, und daß vorzugsweise am Einbaurahmen (15, 15') die Aufnahme von Zusatzfunktionen, wie eine Arretierung für das Betätigungselement (13), eine Hubbegrenzung bzw. Wegbegrenzung für das Betätigungselement (13), eine Transportsicherung für das Betätigungselement (13), eine Druckpunkterzeugungseinrichtung für das Betätigungselement (13), eine Einschaltsperre für das Betätigungselement (13), ein Rechts-Links-Umschalter (35) für den Elektromotor (3), ein Entstörkondensator (30) für den Elektromotor (3) o. dgl., ermöglicht ist.
Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltereinheit (14) in der Aufnahme (55) des Einbaurahmens (15, 15') vorzugsweise mittels Schnapp- und/oder Rastverbindungen (54) befestigt ist.
Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (13) aus dem Einbaurahmen (15, 15') herausragt, daß vorzugsweise ein im Hinblick auf das Elektrogerät gerätespezifisch ausgestaltetes Betätigungsorgan (6) am Betätigungselement (13), insbesondere verrastbar, verclipsbar o. dgl., befestigbar ist, und daß weiter vorzugsweise am Einbaurahmen (15, 15') eine Führung (21) für das bewegbare Betätigungsorgan (6) befindlich ist.
Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die auf demselben elektrischen Potential befindlichen Teile des Schalters (1), insbesondere Teile des Kontaktsystems (7, 8) und/oder der mit dem Kontaktsystem (7, 8) in Verbindung stehenden Teile, im Wesentlichen als jeweils ein Einzelteil ausgebildet sind.
Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktsystem (7) einen als Einzelteil ausgebildeten Einschaltkontakt (24) aufweist, und daß vorzugsweise der Einschaltkontakt (24) aus einem Festkontakt (23), der dem beweglichen Einschaltkontaktträger (22) zugeordnet ist, sowie einem Netzanschluß (16) besteht.
Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktsystem (8) einen als Einzelteil ausgebildeten Überbrückungskontakt (27) aufweist, daß vorzugsweise der Überbrückungskontakt (27) aus einem Festkontakt (26), der dem beweglichen Überbrückungskontaktträger (25) zugeordnet ist, sowie einem Motoranschluß (17) besteht, und daß weiter vorzugsweise der Überbrückungskontakt (27) eine Kontaktfeder (28) zur Spannungsversorgung einer Elektronik (10) aufweist.
Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik (10) in der Art eines Dickschichtmoduls mit integrierten Anschlüssen ausgestaltet ist.
Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik (10) auf einer Leiterplatte (18) angeordnet ist.
Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktsystem (7, 8) ein als Einzelteil ausgebildetes Multifunktionsteil (29) aufweist, daß vorzugsweise das Multifunktionsteil (29) wenigstens ein Lager für einen beweglichen Kontaktträger (22, 25) umfaßt, daß weiter vorzugsweise das Multifunktionsteil (29) den beweglichen Einschaltkontaktträger (22), gegebenenfalls den beweglichen Überbrückungskontaktträger (25) sowie insbesondere die Federung der beweglichen Kontaktträger (22, 25) umfaßt, daß noch weiter vorzugsweise das Multifunktionsteil (29) eine weitere Kontaktfeder (28') zur Spannungsversorgung der Elektronik (10) aufweist, und daß nochmals weiter vorzugsweise das Multifunktionsteil (29) einen in der Art eines Push-In-Anschlusses, eines Gabelanschlusses, eines Schneidklemmanschlusses o. dgl. ausgebildeten Anschluß (31) für einen Kondensator (30) enthält.
Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß weitere spannungsführende Teile des Schalters (1), die auf demselben Potential befindlich sind, als jeweils ein Einzelteil ausgebildet sind, wobei vorzugsweise der weitere Netzanschluß (16) sowie der weitere Motoranschluß (17) als Stützpunkt (32) ausgestaltet ist, und wobei weiter vorzugsweise der Stützpunkt (32) einen weiteren Anschluß (31') für den Kondensator (30) enthält.
Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse, insbesondere der Netzanschluß (16), der Motoranschluß (17), die weiteren Anschlüsse (31, 31') o. dgl., in der Art eines Push-In-Anschlusses, eines Flachsteckanschlusses, eines Schraubanschlusses, eines Schneidklemm-Anschlusses o. dgl., ausgestaltet sind.