专利名称：用于电动工具的通/断开关和转速调整装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可通过一操作元件，例如按钮、滑动键等等操作的用于电动工具的通/断开关和转速调整装置。
这里感兴趣的这一类的电动工具是冲击钻、复合锤、手电钻、超精磨工具等等，在这些工具中通过一控制或驱动电子装置可以最好是无级地改变转速。在常用的所述类型的电动工具中通过一例如可按钮操作的开关进行转速调整，此开关除开关触头以外还包含一调整环节，特别是电位计，该电位计中滑移触头的分接位置取决于当时的按钮位置。在滑移触头分接部位用来规定转速的信号通过一电动机的电子装置分接。但是电位计的电阻滑轨尽管有外罩和密封仍然很难防止灰尘的侵入；此外它随着时间的推移不断磨损，因此，由于这个原因电动工具便必须经常停工修理，一旦那怕只有很小一点尘粒到达电阻滑轨上，就可能出现功能故障和/或电动工具使用寿命的大大缩短，还必须考虑，开关和转速调整装置的适合于电动工具的特定结构方案。
基本的问题，特别是在采用电位计作为电动工具驱动电机转速调整环节时，由于磨损，输出、振动等等所引起的问题是众所周知的，并且已经得到解决。例如资料EP 0423673 B1介绍了一种作为改变确定驱动电机转速的电量的、带有一可调按钮的压力传感器，其配设的可纵向移动的滑杆通过一横向伸出的臂作用在一压簧上，以作为相对于在US3，386，067中所述的用于同样目的的压力传感器的改进，达到在压力传感器上建立一与按钮更大的移动路程相关联的压力。
已知转速调节器虽然避免了上面提到的在迄今为止在电动工具中采用的电位计方面的困难；但是它有这样的缺点，它作为完全分开操作的装置设置在电动工具上，这给操作带来了困难，因为操作者在专注于加工部位或工件上时双手握在工具壳体的一定部位上，通常只有一两个手指能够活动，以操作工具的开关。操作第二个，在所述情况下即转速调整环节，是有缺点的，因为在工具必须紧急关断时会延缓反应的灵敏度。此外出于由于磨损、制造和操作成本的上升、潜在的密封问题等等多方面的原因，任何额外的、从外部操作的、特别是机械的操作环节都是不希望的。
因此在权利要求1中确定的、开关和单独的转速控制装置存在功能连接的发明的目的在于创造一种用于电动工具的仅仅通过一个统一的操作元件操作的通/断开关和转速调整装置，它即使在使用时间非常长时也完全没有磨损并且功能良好，它价格低廉并且对于许多不同类型的功率等级的电动工具可以实现相同的统一结构。
用在权利要求2中规定的，按本发明的开关和转速调整装置的优良结构形式通过可滑杆操作的通/断开关和配有一传感器的单独的转速调节装置相互并排地紧靠在一起的布局达到这样的优点，用一个简单的单端铰接的回转环节既可以实现通/断功能，也可以实现灵敏的转速调节，该回转环节例如作为一可回转的按钮可以用一个手指操作。
例如在按权利要求2的本发明的结构形式中，例如由于空间方面的原因，不希望开关的操作环节有较长的移动路程，那么在权利要求3中规定的按钮结构是有利的，也就是做成铰链连接的回转环节，它最好由两个刚性零件组成，它们通过弹性部分或通过铰链或关节相互连接成一体。
下面参照仅仅看作例子的实施方案的图形对本发明和优良的结构细节作较详细的说明。它们表示
图1按本发明的用于电动工具的按钮操作的开关和转速调整装置的三个不同工作位置(图1a、1b和1c)；图2在按图2a，2b和2c的不同位置的开关和转速调整装置的略作改变的实施方式，它们可以通过按钮元件的压和移动运动按时间顺序操作；图3按本发明的开关和转速调整装置的另一种略作改变的实施方案在按图3a、3b和3c的三个不同位置，在这种实施方案中设有一铰接的按钮元件，一方面用来按时间顺序操作通/断开关另一方面操作转速控制装置的传感器；图4按本发明的一种实施方案，其中操作元件做成两个调整位置(图4a和图4b)的旋钮；图5具有另一种类型的转速调整装置的另一种旋钮方案在两个调整位置(图5a和5b)；和图6相应于图5的带有旋钮的实施方案在两个调整位置(图6a，6b)，图中通/断开关可通过一可用旋钮调整的凸轮操作。
在本发明的、正如在图1a、1b、1c的原理图中在可回转的按钮元件1的三个不同位置或行程位置上的第一种举例性的实施例中可以看出一可以通过按压从上面操作的开关2和一是转速控制装置主要部分的传感器3的独立的、但是比较靠近的隔开一定距离相互并排设置的布局、和一可通过一可移动的滑杆4操作的压力传感器，它也可以是一路程传感器或复合的路程/压力传感器。通过一传动比、一弹簧等等可以达到，使滑杆4的移动路程确定一压力值，从而确定用于电机转速的相应的控制信号。图1a表示按钮元件1处于“开关断开”位置。如果通过一第一路程，在所示例子中是一回转路程，操作按钮1，那么开关2首先通过其执行环节5的操作接通；见图1b。如果按钮元件1操作到超过接通开关位置，也就是通过操作者的手指继续回转，那么传感器3的滑杆4线性移动一段或大或小的路程，使传感器3发出一尤其是与移动路程成正比的控制电信号，如图1c可以看出，在这种情况下需要一具有较大后续行程的执行环节5的开关2。
在按图2的方案中通过采用一可回转和可移动的按钮元件避免了开关1上的执行环节5较长的后续行程。由三个原理图可以很好地看出，图2a同样表示“开关断开”的位置，图2b表示在非常低的电机转速时“开关接通”位置，图2c表示按钮元件1的回转和移动位置，在这个位置开关2的执行环节5在接通以后在非常高的或最大的转速时不用或只需很小地续续移动，因此可以采用总的结构高度较小的开关。
图3a表示具有一按钮元件1的另一种结构方案，该按钮元件是柔性的并由两个刚性的分元件1a和1b组成，它们通过一弹性桥板1c，例如一种合适的薄片材料连接成一体。弹性桥板1c也可以通过肘形关节、铰链等等代替。这两个分元件1a及1b是刚性的，并且如图所示用来一方面操作执行环节5，另一方面操作传感器一滑杆4。如果操作了按钮元件1(图3b)，那么和以前一样，首先接通开关2，这时执行环节5已经基本上到达其终点位置。如果继续按压按钮元件1，那么现在在执行环节5上的分元件1a不能再继续向下运动。通过分元件1a的倾侧运动和由于桥板1c的弹性，如图3c中所示，在必要情况下它可以略微伸长，按钮元件1的分元件1b继续向内或向下运动，由此-对于操作者而言克服可以感觉到的越来越大的反作用力-按下传感器3的滑杆4。优点是，在这种结构形式时也可以采用其执行环节5具有小的后续行程的开关2。这种结构形式的另一个优点是，操作者在按压按钮元件1时一方面得到关于开关2操作的在操作手指上可以明显感觉到的键控信息，另一方面得到一个只有在这以后才逐渐增加的关于操作转速控制装置传感器的压力信息，并由此得到也可以感觉得到的关于电机的大致转速的信息。
在本发明按图4、5和6的实施方案中操作元件是一旋钮6。如果在按图4a的结构形式中旋钮6沿箭头S方向向右转过一第一角度值，那么首先将执行环节5向下压并将开关操作到接通开关位置。同时滑杆4向上拉并在传感器3内产生一特别是正比于移动路程的电控制信号以调整转速，传感器同样可以是一压力传感器、路程传感器或复合的路程/压力传感器。图4b中的视图可以举例地看到一一定的中间位置，在这一位置开关2接通，传感器3差不多达到一最大的可能调整行程，因此在该旋钮位置配备此旋钮的电动工具差不多达到最大转速。
在按图5a/b的实施方案中传感器3由两个分开的分元件或分组件组成，它们一起构成一传感器系统，例如由一固定在旋钮6上的永久磁铁7组成，该磁铁在旋钮6向旋转方向8旋转时和在开关2接通后到达至少一个或几个可通过永久磁铁按时间顺序激励的霍耳电池9的区域，通过霍耳电池要不是触发一电动转速调节装置，就是-在多个霍耳电池时-产生一多位二进制信号以直接规定一个一定的转速。
传感器系统3也可以通过另外的结构代替，例如通过光电开关装置。在这种情况下永久磁铁7通过一发光元件代替，而组件9可以是一线性接收器阵列，它根据由发光元件产生的取决于转角的照射密度的不同规定一对于电动工具驱动装置的一定转速。
本发明按图6a-b的实施方案基本上相应于图5a、b的方案，但是有一点区别，通/断开关工具有一在图6a、b中由弹簧由上预紧的执行环节5，它在断开位置通过一设置在旋钮6上的凸轮10压在下面，如果旋钮6向旋转方向8旋转，那么凸轮10便将执行环节5释放，现在执行环节向上跳，从而使开关2接通。
本发明特别的优点-不要求其完整性-如下-开关2可以是一个廉价的常用的批量生产的零件。
-直接邻近开关2设置的传感器3可以是一密封封闭和无磨损地工作的构件，或者一由两个不相接触地共同工作的元件组成的传感器系统，它特别是可以作为批量生产零件以同样的结构用于大量不同品种的电动工具中。
-正如使用者已经从许多市场上存在的手操作电动工具中所知道的那样，开关和转速调整仍然只用一个按钮元件或旋钮操作。
权利要求
1．用于电动工具的开关和转速调整装置，其特征在于通过一操作元件(1，5)操作的开关(2)和一单独的带有一传感器(3)的转速控制装置的功能连接，在操作元件运动时可以通过一第一路程使开并从断开位置切换到接通位置，传感器在操作元件超过第一路程继续运动时测量出与操作元件(1)当时的位置有关的压力值和/或操作元件(1)的行程，并提供用于电机的相应转速控制信号。
2．按权利要求1的通/断开关和转速调整装置，其中操作元件是一按钮，其特征在于按钮(1)是一单边铰接的回转环节，开关(2)做成压力开关并设置在离按钮(1)铰接点比离固定在开关近旁的转速控制装置近的地方，转速控制装置具有一传感器操作环节(4)，它只有在开关(2)接通后才能被运动的按钮(1)操作。
3．按权利要求2的通/断开关和转速调整装置，其特征在于按钮做成铰接的回转环节(1a，1b，1c)。
4．按权利要求1的通/断开关和转速调整装置，其特征在于操作元件是一旋钮，它在旋转一第一转角时使开关(2)接通，并在同一旋转方向继续旋转时激活转速控制装置的传感器(3)。
5．按权利要求4的通/断开关，其特征在于传感器是一磁性传感器，它可通过连接在旋钮(6)上的永久磁铁(7)在旋钮(6)超过第一转角旋转时激活，以便根据旋钮(6)的继续旋转操纵转速控制装置。
6．按权利要求5的通/断开关和转速调整装置，其特征在于磁性传感器(3)包含一霍耳电池(7)。
7．按权利要求4的通/断开关和转速调整装置，其特征在于旋钮(6)通过一与它相连接的凸轮(10)操作开关(2)。
全文摘要
本发明的对象是一种用于电动工具的通/断开关和转速调整装置,它包含一可通过唯一的操作元件(1)操作的通/断开关(2)和一单独的紧靠在它旁边安装的带有一传感器(3)的转速控制装置,传感器在超过接通位置继续向前的调整路程时通过压力传感器、路程传感器或一路程/压力传感器提供用于电动工具电机的转速控制信号。传感器(3)密封地封装或者由一个传感器系统的两个互不接触的共同作用的零件(7,9)组成,因此整个开关和转速调整装置实际上没有磨损,在严格按时间先后顺序操作开关(2)和传感器(3)时操作者只需要操作一个操作元件,例如按钮(1)或旋钮(6)。
文档编号H01H19/14GK1287369SQ00124100
公开日2001年3月14日 申请日期2000年8月28日 优先权日1999年9月3日
发明者维斯麦彻·沃尔特, 柯尼格鲍尔·埃贡, 赫尔曼·彼得 申请人:希尔蒂股份公司