开关装置、用电器具以及工具机的制作方法

文档序号:7180363阅读:126来源:国知局
专利名称:开关装置、用电器具以及工具机的制作方法
技术领域
本发明涉及如权利要求l前序部分所述的用于接通和/或断开用电器具的开关装置、如权利要求9所述的用电器具以及如权利要求10所述的工具机。
背景技术
市场上的手持工具机、如电钻、冲击钻或角磨机等包括用于接通和断开电源的电源开关。在此这样设计电源开关,它在最大电压和最大电流时没有损伤地可靠地通断确定次数的通断循环。为了限制起动电流接通电源开关与用电器具、大多是电机之间的电阻或者设置一个减少起动电流的功率电子装置。 例如在DE 4437020A1,DE 102007005510A1,DE 19726402A1以及DE 3638952A1中描述了这种开关装置。

发明内容
本发明的目的是,使用于加工这种电源开关的成本最小以及优化其使用寿命。此外另一 目的是,建议一个配有这种优化的电源开关的用电器具以及一个具有用电器具、尤其是电机和附属于用电器具的电源开关的工具机。 关于电源开关或配有电源开关的开关装置方面的目的通过权利要求1的特征得以实现,关于用电器具方面的目的通过权利要求9的特征得以实现,关于工具机方面的目的通过权利要求10的特征得以实现。在从属权利要求中给出本发明的有利改进方案。所有由至少两个在描述、权利要求和/或附图中公开的特征属于本发明的范围。
本发明已经认识到,可以由此降低用于加工电源开关的成本,如果这个电源开关不必再为了最大的、在现有技术中产生的电压和电流峰值而设计。本发明还认识到,如果不直接在操纵电源开关以后以重大的程度消耗电能、即电流流动,则不再需要这样设计电源开关。因此在按照本发明的方案中电源开关只需用于接通减小的电流,最好用于无功率地接通和/或断开。这一点具有所期望的结果,不针对重大电流承载性或者只以更微小程度针对接通运行电流和功率设计电源开关。与此相关的成本降低追溯到最少的必需的触点材料量如银、碳化物和类似的触点金属。可以减少触点材料量,因为至少接近无功率的接通过程不处于由于形成电弧引起的触点燃烧造成的电磨损,由此即使在减少材料使用时也可以实现延长的使用寿命。本发明通过设置辅助开关(辅助触点)能够实现成本最小地设计电源开关,该辅助开关用于产生用于功率电子装置的开始和/或停止信号,以其为基础在操纵电源开关之前,使功率电子装置在接通过程时开始以电流为用电器具(最好缓慢地)供电和/或在断开过程时使到用电器具的电流至少降低到微小、最好直到零。换言之,功率电子装置通过电源开关供电压和电流,但是至少这样长时间地防止为用电器具供电,直到辅助开关也接通。接着由功率电子装置释放电流到用电器具,最好(缓慢地)提高,例如通过实现柔和起动和/或限流。在断开过程时辅助开关的任务是,给功率电子装置发出信号,使功率电子装置要(快速)降低到用电器具的电流,由此使电源开关至少不必在断开过程时接通全部运行电流。 在本发明的改进方案中有利地规定,这样使辅助开关和电源开关耦联,使得在接通过程时只有在操纵电源开关、即电源触点以后才能够接通辅助开关、即操纵辅助触点。由此防止,直接在操纵电源开关以后为用电器具供电。优选使电源开关与辅助开关这样耦联,使它们以足够的时间上的延迟接通,用于在利用电源开关接通主导线时防止不允许的电压和/或电流峰值。 在本发明的改进方案中附加地或可选择地有利地规定,这样构成电源开关与辅助开关之间的耦联,使电源开关不在辅助开关之前断开,由此使功率电子装置在操纵电源开关之前、在操纵辅助开关之后具有足够的时间降低电流,用于保证,通过电源开关至少不必接通全部运行电流、最好甚至没有电流到用电器具。 如上所述,优选这样构成功率电子装置,通过它最好这样调节到用电器具的电流,在接通和/或断开时电源开关不必接通全部电流、最好甚至根本没有电流。为此特别优选使功率电子装置设计成转速调节电子。在直流电机中这一点优选通过脉冲宽度调制实现并且在交流电机中例如利用相位截止通过功率调节实现。 关于电源开关与辅助开关的耦联存在各种不同的可能性。按照特别优选的实施例对电源开关和辅助开关附设公共的操纵机构,例如公共的按钮或旋转开关,其中这样构成操纵机构,在接通过程时在接通辅助开关、即接通辅助触点之前,总是首先接通电源开关,即,释放用于电流到功率电子装置的主导线,并由此给功率电子装置发出信号,开始给用电器具供电。附加地或可选择地优选这样构成操纵机构,在断开过程时在断开电源开关、即中断功率电子装置供电之前,总是首先断开辅助开关、即断开辅助触点。 按照可选择的实施例不仅电源开关而且辅助开关都不具有公共的、而是分别具有自己的操纵机构,例如分别具有按钮或旋转开关,其中对操纵机构附设至少一个截止机构,它在接通过程时这样长时间地防止操纵辅助开关的操纵机构,直到接通电源开关和/或在断开过程时这样长时间地防止操纵电源开关,直到接通辅助开关。 特别优选一个实施例,其中对辅助开关附设控制电子装置,它询问,辅助开关是否接通或未接通并且对功率电子装置提供开始信号或停止信号。当然也可以在公共的电路中实现控制电子装置和功率电子装置。 在控制电子装置的供电压或供电流方面存在不同的可能性。按照第一种选择这样连接控制电子装置,使它在接通电源开关以后直接由主导线供电压或电流。按照第二可选择的实施例只有通过接通辅助开关才对控制电子装置供电压和电流。 本发明还涉及一种用电器具、尤其是电机,用于安装在工具机里面,其中对用电器具附设上述的开关装置。 本发明还涉及一个工具机、尤其是手持工具机,具有用电器具,对它附设如上述构成的开关装置。


由下面的优选实施例描述以及借助于附图给出本发明的其它优点、特征和细节。附图中 图l示出开关装置的可能的开关特征曲线,该开关装置包括辅助触点和电源触
4点, 图2示出用于接通单相交流电机的开关装置, 图3示出用于接通直流电机的开关装置, 图4示出用于接通直流电机的开关装置的可选择实施例。
具体实施例方式
在附图中相同的元件和相同功能的元件以相同的标记符号表示。 图1示出曲线图(电路图),其中示出在开关行程S上的开关状态(0 =断开/1 =
接通)。可以看出,电源开关(主开关)的开关特征曲线(I)在辅助开关的开关特征曲线
(II)之前达到开关状态"接通"。此外由曲线图可以看出,在电源开关(完全)接通以后,
才操纵辅助开关。 图2示出用于接通在这里由交流电机构成的用电器具2的开关装置1的第一实施例。该用电器具是单相用电器具,其中通过还要解释的电源开关3的相应变化自然也可以接通两相或三相(交流)用电器具2。 通过主导线4实现用电器具2的电流和电压供给,主导线包括相导体Ll以及零导体N。在主导线4里面组合上述的电源开关3,它设计成双极开关,通过它同时接通相导体Ll以及零导体N,其中当然也可以实现单极的电源开关(主开关)。主导线4导引到功率电子装置5,通过它以公知的方式可以调节用电器具功率。在所示的实施例中功率电子装置5包括用于由电机构成的用电器具2的转数调节器。为了使功率电子装置5对用电器具2供电,仅仅操纵电源开关3是不足够的。而是必需在时间上略微错开地操纵辅助开关6,它在所示的实施例中设置在辅助开关回路7里面,它通过控制电子装置8供电流/电压。如果(在接通电源开关3以后)操纵辅助开关6,功率电子装置5由控制电子装置8得到用于给用电器具2供电的开始信号,其中(最好缓慢地)提高能量输出并且不直接以最大值实现。使电源开关3这样与辅助开关6机械耦联,使辅助开关6自动地在时间上延迟地接通到电源开关3。在断开过程时电源开关3这样长时间地闭锁,直到辅助开关6断开。在断开辅助开关6时使用电器具2的供电最好一直降低到零,由此使电源开关3的任务基本上只是断开触点,即,建立电隔离。即,电源开关3不必设计成用于通断电流。 按照图3的实施例基本对应于按照图2的实施例,其不同在于,用电器具2是直流用电器具,在这里是电动直流电机。功率电子装置5相应地适配于直流电机的转速调节器。与图2的实施例一样辅助开关6和电源开关2这样地机械耦联,由此保证延迟的操纵。
在按照图4的实施例中与按照图3的实施例一样,开关装置1设计成用于通断直流电机的用电器具2。差别在于,控制电子装置8直接通过辅助开关6供电压,辅助开关相应地与主导线4的正极连接。
权利要求
用于接通和/或断开用电器具(2)的开关装置,包括用于为用电器具(2)供电的电源开关(3)和功率电子装置(5),其特征在于,设置一个辅助开关(6),它这样与功率电子装置(5)共同作用,只有接通辅助开关(6)以后功率电子装置才为用电器具(2)供电。
2. 如权利要求l所述的开关装置,其特征在于,所述辅助开关(6)在接通过程时只有在 接通电源开关(3)以后才可以接通。
3. 如权利要求l所述的开关装置,其特征在于,所述电源开关(3)在断开过程时只有在 断开辅助开关(6)以后才可以断开。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的开关装置,其特征在于,这样构成功率电子装置 (5),使功率电子装置这样调节地构成电流,在接通过程时延迟达到最大电流和/或在断开 时加速达到最小电流。
5. 如权利要求1至3中任一项所述的开关装置,其特征在于,对电源开关(3)和辅助 开关(6)附设一个公共的操纵机构,它这样构成,使辅助开关(6)在接通过程时在时间上在 电源开关(3)之后接通和/或辅助开关(6)在断开过程时在时间上在电源开关(3)之前断 开。
6. 如权利要求1至3中任一项所述的开关装置,其特征在于,不仅电源开关(3)而且辅 助开关(6)都各附设有一个操纵机构,并且设置至少一个截止机构,它在接通过程时在接 通电源开关(3)之前防止接通辅助开关(6)和/或在断开过程时在断开辅助开关(6)之前 防止断开电源开关(3)。
7. 如上述权利要求1至3中任一项所述的开关装置,其特征在于,对辅助开关(6)附设 一个控制电子装置(8),它在接通辅助开关(6)以后发送开始信号给功率电子装置(5)和/ 或在断开辅助开关(6)以后发送停止信号给功率电子装置(5)。
8. 如权利要求7所述的开关装置,其特征在于,通过辅助开关(6)可以接通控制电子装 置(8)的电源,或者可以与具有辅助开关(6)的辅助开关电路(7)无关地为控制电子装置 (8)供电。
9. 一种用电器具,具有如上述权利要求中任一项所述的开关装置(1)。
10. 如权利要求9所述的用电器具,其特征在于,用电器具是电机。
11. 一种工具机,具有如权利要求9所述的用电器具(2),其用于驱动工具。
12. 如权利要求11所述的工具机,其特征在于,工具机是手持工具机。
13. 如权利要求11所述的工具机,其特征在于,用电器具用于旋转地驱动工具。
全文摘要
本发明涉及开关装置、用电器具以及工具机。本发明涉及一个用于接通和/或断开用电器具(2)的开关装置、尤其是用于安装在手持工具机里面,包括用于为用电器具(2)供电的电源开关(3)和功率电子装置(5)。按照本发明规定,设置一个辅助开关(6),这样与功率电子装置(5)共同作用,只有接通辅助开关(6)以后功率电子装置才为用电器具(2)供电。本发明还涉及一个用电器具(2)以及一个工具机。
文档编号H01H9/20GK101728097SQ200910204060
公开日2010年6月9日 申请日期2009年10月12日 优先权日2008年10月13日
发明者M·施米德 申请人:罗伯特.博世有限公司
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