专利名称：用于安装到手持工具的把手中的开关-印刷电路板单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种开关-印刷电路板装置，其被设计成安装到手持工具的把手 中。此外，本发明还涉及一种具有此类开关-印刷电路板装置的手持工具。
背景技术：
在例如冲孔机、充电式电动螺丝起子机等手持工具中，通常借助可由使用者操 纵的开关来控制例如工具头的转速之类的功能。在此，开关可被构造为简单的通断开关 或者具有多个开关级的开关或者可连续地在一开关范围上操纵的开关或者具有转速调节 功能的开关。传统上，开关被固定地装配在工具的外壳处并且通过电缆与印刷电路板 电气连接，其中该印刷电路板可以例如将由开关接收到的信号转换成对电动机的控制信 号。在此情况下，印刷电路板本身也同样被固定在工具的外壳上。为了固定保持器或印 刷电路板，分别在工具外壳中设置独立的保持肋。已发现，对于将开关以及印刷电路板安装到工具的外壳中而言，显著的工作耗 费可能是必需的。此外，尤其是在批量生产工具时已发现，在将工具安装到外壳中之前 和期间对开关以及印刷电路板的操作可能会带来问题。
发明内容
本发明的任务在于，提出一种用于安装到手持工具的把手中的开关-印刷电路 板装置或者一种相应地装备的工具，其中开关-印刷电路板装置的特殊设计能够简化安 装到把手中之前或期间的操作。此类任务可通过独立权利要求的主题内容来解决。在从属权利要求中定义有利 的实施方式。提出一种开关-印刷电路板单元，其除了开关和印刷电路板之外还具有至少一 个机械的联接元件。该机械的联接元件在此情况下被设计成在开关与印刷电路板之间进 行刚性的机械联接。本发明的基本构思可被视为基于以下认识或想法。已认识到，在传统的开关_印刷电路板装置中，在对其进行安装之前或期间可 能由于以下实情而出现问题开关和印刷电路板在安装到工具外壳中之前不是彼此刚性 地机械连接的。例如，在组装到工具外壳中期间必须不断地重新调整这两个部件彼此之 间的位置或定向。在此情况下可能出现在开关与印刷电路板之间松散地延伸的柔性 电缆可能使对开关_印刷电路板装置的整体的操作变得困难。尤其是在安装到外壳上期 间，电缆可能被钩挂住或者在最糟糕的情形中被夹紧并且在此情况下被损坏。在置入之 后，必须对所有电缆关于其正确的位置进行检查。由于隐藏式的装配和可能的重新调 整，因而不能完全排除电缆的错误定位和绝缘损坏。此外，开关和印刷电路板必须作为 两个独立的部件分别与设置在工具外壳上的肋条机械连接。现在提出，将开关-印刷电路板装置构造为单元，其中开关和印刷电路板通过联接元件彼此刚性地机械联接。在此情况下，“刚性机械”可以表示，联接元件本身是 充分稳定的并且充分固定地与开关和印刷电路板相连接，以使得在安装期间的正常操作 情况下不会出现开关与印刷电路板之间的相对运动。通过设置为机械稳定的单元，可以 改善可装配性、避免装配误差和减少装配时间，这可以伴随着较小的装配成本以及较小 的潜在维修成本。联接元件可被设置为至少一个独立的、以形锁合或材料锁合的方式固定在开关 和印刷电路板上的部件。例如，联接元件可被设置为单个部件，该单个部件被放置在开 关与印刷电路板之间并且在一处或多处既与开关又与印刷电路板机械连接。替换地，联 接元件可具有多个独立的部件，例如分别既与开关又与印刷电路板相连接的多个支撑螺 钉。在此，形锁合的固定可通过冷模压、热模压、闭锁和/或联锁来达成。材料锁合的 固定可以例如通过粘合或超声波焊接来达成。替换地，联接元件可以与开关，尤其是与开关的外壳一体化地构成，或者与印 刷电路板一体化地一起构成。例如，可以将用作联接元件的支撑螺钉浇注到开关的塑料 外壳上，其中联接元件的另一端再次与印刷电路板形锁合地或材料锁合地连接。开关-印刷电路板单元可具有至少一条用于在开关与印刷电路板之间进行电气 连接的柔性电缆，优选具有多条用于在开关与印刷电路板之间进行电气连接的柔性电 缆。在此情形中可以有利的是，设置至少一个电缆夹，其被设计成保持该至少一条电 缆，即关于该电缆的相对于开关或印刷电路板的位置进行固定。在此，电缆夹可被布置 在开关上和/或联接元件上。电缆夹可以改善工具内部的电缆导向并帮助避免装配误 差。电缆夹可以例如弧形地从开关或联接元件突出，以使得电缆可被保持在该弯形物内 并且优选被夹紧。优选地，可以容易地打开或关闭电缆夹，以便能够在装配时首次引入 电缆或者事后添加或移除电缆。开关-印刷电路板单元还可具有用于与开关和印刷电路板机械刚性地电气连接 的电气连接元件。此设计方案可被视为先前所描述的借助柔性电缆在开关与印刷电路板 之间进行电气连接的替换方案。与柔性电缆不同，该电气连接元件应当实现开关与印刷 电路板之间的机械刚性连接，该机械刚性连接同时提供电气连接。在此情况下，除了机 械联接元件之外还可设置电气连接元件。替换地，机械联接元件和电气连接元件可以整 合在单个部件中。例如，电气连接元件可被构造为冲压弯曲件。此类冲压弯曲件可全自动地生产 并装配，例如通过插接技术并且必要时通过使用简单的焊点而不必采用校准或其他辅助 手段。 电气连接元件可形锁合地或材料锁合地固定在开关和/或印刷电路板上。在此 情况下，形锁合的固定可以例如通过模压、固定插接、螺钉紧固和/或通过使用压配合 技术来达成。材料锁合的连接可以例如通过焊接和/或粘合来达成。为了在手持工具中实现把手的人类工程学形状而不管将传统上为长方体形的开 关安装到工具外壳中，设置在开关-印刷电路板单元中的开关可具有通过与长方体形的 偏差来使形状与把手的人类工程学形状相匹配的外壳。在此，与长方体形的偏差可以例 如是对长方体的边的倒圆或倒角。利用以上所描述的开关-印刷电路板单元可实现一种具有外壳的手持工具，通过开关和印刷电路板这两个部件中的仅一个部件(即，开关或印刷电路板)直接固定在 外壳上的方式可将开关-印刷电路板单元安装到该外壳中。另一部件机械刚性地与固定 在外壳上的部件相连接并且因此也间接地保持在外壳上。因此，与必须设有两组固定肋 (一组用于开关并且一组用于印刷电路板)的传统工具不同，该工具外壳仅需要具有一组 固定肋。 应当注意，本发明中可能的方面、优点和设计方案是参照本发明的各个实施方 式来描述的。说明书、附图及权利要求包含众多组合的特征。本领域技术人员也可单独 地观察这些特征，尤其是不同实施例的特征，并将这些特征概括成其他有意义的组合。
以下参照附图来描述本发明的实施方式以及包含在这些实施方式中的子方面。 这些附图仅是示意性的并且并不是按比例绘制的。附图中相同或相似的附图标记表示相 同或相似的元件。图1示出了根据本发明的一个实施方式的具有开关-印刷电路板单元的手持工具 的侧视图。图2示出了沿着平面A-A通过图1中的工具的截面图。图3示出了沿着平面B-B通过图1中的工具的截面图。图4示出了根据本发明的一个实施方式的开关_印刷电路板单元的立体图。图5-14示出了根据本发明的实施方式的用于开关_印刷电路板单元的联接元件 的可能的设计方案。图15示出了根据本发明的一个实施方式的冲压弯曲件形式的用于开关-印刷电 路板单元的电气连接元件。图16-22示出了根据本发明的实施方式的用于开关-印刷电路板单元的电缆夹的 设计方案。
具体实施例方式图1中示出了充电式电动螺丝起子机形式的根据本发明的手持工具100。工具 100具有外壳101，该外壳101具有主体103和把手105。在主体103中还容纳了可驱动 工作头109的电动机107。在把手105中整合了开关3，该开关3可由使用者通过按钮 111来操纵。开关3通过联接元件7与印刷电路板5机械刚性地连接并且以此方式构成开 关-印刷电路板单元1。在此情况下，把手105和按钮111均是人类工程学地塑模成形 的，以便使使用者能够适意地操作工具100。如图2中在沿着图1中示出的平面A-A的截面中所示，圆柱体形的电动机107 与外壳的主体部分103配合并且开关-印刷电路板单元1与人类工程学地成形的把手105 配合。在此，开关3位于把手的下方部分中，该下方部分在其轮廓和直径方面对于有利 的人类工程学和触觉而言是匹配的，并且印刷电路板5位于把手105与主体103之间束窄 的过渡区113处。固定肋115位于束窄的过渡区113处，开关3并且因此整个开关-印 刷电路板单元1可固定在该固定肋115上。通过电缆夹9来保持在开关3与印刷电路板 5之间延伸的电缆11。
如尤其在图3中良好可见的，开关3通过其在其他情况下为长方体形的外壳12 处的倒角10与把手105的人类工程学形状相匹配。保持电缆11的电缆夹9也被如此设 计，以使得该电缆夹9与把手105的人类工程学形状相匹配。以下将参照图4到图14来说明不同的连接技术，在示例性实施方式中在开 关_印刷电路板单元1内借助这些连接技术来使开关3能够通过联接元件7与印刷电路板 5刚性地机械连接。如图4中所示，联接元件7可以由多个支撑螺钉13(S卩，所示的示例中的4个支 撑螺钉)以及将这些支撑螺钉13固定地彼此连接起来的支撑杆13构成。因此，联接元 件7被实施为固定的栅框。在支撑杆15处可设置用于固定开关3与印刷电路板5之间的 电缆或导线的电缆夹9 (在图4中出于清楚明了的目的而未示出)。取代通过支撑杆15彼此连接并且由此合并成栅框的支撑螺钉13，如图5中所 示，单独的支撑螺钉13或者销钉也可用作联接元件7。支撑螺钉13既可以在印刷电路板5处又可以在开关3处被插入构造在印刷电路 板5和开关3中的孔并且通过诸如冷模压、热模压或超声波焊接之类的公知方法来机械固
定。 替换地，如图6中所示，支撑螺钉13也可以直接浇注在开关3上或其外壳12上 并且因此构成开关3的整体部件。在此，印刷电路板5可以直接放置到支撑螺钉13上并 且机械地固定在这些支撑螺钉13处。为了提高机械刚度，可以再次通过一个或多个支撑 杆15(图6中未示出)将这些支撑螺钉13彼此连接起来。以下参照图7-14来说明关于将支撑螺钉13机械地固定在开关3或印刷电路板5 上的建议。图7示出了圆柱体形的支撑螺钉13的末端部分，该支撑螺钉13在朝其末端方向 上是以锥形或截锥形地逐渐变细的方式构造的。以此方式构造的尖端17可用于较容易地 找到构造在开关3或印刷电路板5中的孔以及用于与该孔的机械压配连接。该压配连接 可以在必要时附加地通过超声波来焊接，以便进一步提高机械稳定性。图8示出了具有闭锁凸起19的螺钉13。图9和图10示出了具有圆锥形地延伸的尖端17的支撑螺钉13或者圆柱体形的 支撑螺钉13，其中在支撑螺钉13的侧边缘上分别构造有挤压肋21。图11说明了一种固定解决方案，其中在长方体形的支撑螺钉13的末端上构造燕 尾形的嵌接件23。在开关3的外壳中或者在印刷电路板5中设置与嵌接件23互补匹配的 凹槽25，嵌接件23可以与该凹槽25配合以固定螺钉13并且在必要时与该凹槽25焊接和 /或粘合在一起。图12中示出了另一种固定解决方案，其中在支撑螺钉13的下端构造闭锁凸缘 27。在相应的配合件处，即在开关3或印刷电路板5处，构造与闭锁凸缘27互补匹配的 凹槽29，在该凹槽29中形成抓钩31。抓钩31被如此构造，以使得其在已安装状态中与 闭锁凸缘27中互补匹配的开口 35配合，其中抓钩31具有经倒角的表面33，该表面33便 于将闭锁凸缘27引入凹槽29并且通过抓钩31引入安装位置。在已安装状态中，支撑螺 钉13在此情况下支撑在开关3的外壳上或者印刷电路板5上，这在图中是通过灰色示出 的表面呈现的。
图13和图14中示出了替换的固定解决方案，其中如图13所示，可构造在未示 出的支撑螺钉上的抓钩37可嵌接到构造在开关3或印刷电路板5内的连接部39中，或者 如图14所示，其中构造多边形的或圆形的具有闭锁凸缘41的螺钉13，这些闭锁凸缘41 可闭锁在开关3或印刷电路板5内互补匹配的凹槽43中。图15中示出了电气连接元件45，其可被用于与开关3和印刷电路板5的机械刚性的电气连接。在此，电气连接元件45被设置在开关-印刷电路板单元1的部件之一 (例如，开关3)处并且牢固地固定在该部件处或者整体地构造。为了与开关-印刷电路 板单元1的另一部件(例如，印刷电路板5)的机械连接和电气连接，可以在电气连接元 件45上构造销钉状的延伸部47。借助延伸部47，可以使开关3与印刷电路板5既彼此 机械联接又彼此电气连接。通过开关3与印刷电路板5的刚性连接，可以防止这两个部 件彼此之间的相对运动。借助电缆的柔性电气连接可以是多余的。通过冲压弯曲件来构 造电气连接元件45可实现简单且成本低廉的生产以及插接技术中全自动的装配，必要时 利用附加的简单焊点而无需装备和辅助手段。存在用于将构造为冲压弯曲件的电气连接元件45与开关_印刷电路板单元1的 相应部件相连接的多种可能性。例如，可以将销钉状的延伸部47焊接到相应的部件上和 /或与相应的部件一起模压。在此，可以用通孔技术来焊接多个单独的销钉或者可以例如 通过印刷电路板5来引导、模压和焊接具有提供充分导电能力的相应几何形状的单个销 钉状延伸部47。在冲压弯曲件的合适的设计中，利用SMD技术的连接同样是可行的。 在一种替换设计方案中，可以通过所谓的压配合技术使电气连接元件45与开关_印刷电 路板单元1的相应部件相连接。在此情况下，可以使用具有多个销钉状延伸部47的一行 或多行阵列以提高导电能力。在另一种可能的设计方案中，可以用弹簧元件和插舌(例 如，扁平插套、圆形插套等)来构造具有插接连接的电气连接元件45，以便以此方式来 实现与相应部件的插接连接。另一种可能的设计方案是在使用已知的螺纹连接技术的情 况下的螺纹连接。在此，螺纹孔可位于冲压弯曲件侧或者位于印刷电路板侧或开关侧。 为了提供螺纹连接，印刷电路板或开关上的附加部件可能是必需的。参照图16-22来描述用于构造电缆夹9的不同设计方案是如何可在开关_印刷电 路板单元1中被构造成保持柔性电缆的。图16示出了开关3的外壳处的电缆夹9，其中电缆夹9被构造为带有缝隙的弯形 物49。弯形物49在此情况下被对角线延伸的缝隙51中断。优选地，可以用长脚53和 短脚55来构造一种布置。长脚53可以通过机械构造和/或所使用的材料而被设计成是 可移动的。由此可以实现容易且快速地将不同的导线或电缆捆扎和固定在开关3上。可 以避免将导线或电缆穿入或穿过的必要性。在服务情形或维修情形中，可以容易地重新 从电缆夹取出导线或电缆或者添加导线或电缆。图17示出了一种实施方式，其中在开关3处构造了多个单一弯形物57。可以 单独地穿入电缆11并将其固定在开关3上。通过该布置可精确地确定电缆11的位置， 这可以在非常狭窄的环境中便于装配。此外，还在振动时和跌落试验中达成了可靠的固 定，因为可以在电动工具内防止电缆11的滑动。最后，还可由此在运行期间有效地防止 由于经磨擦的、中断的导线所造成的电动工具的故障。在图18中所示的实施方式中，电缆夹9包括桥状凸起部59，该桥状凸起部59使得能够实施电缆捆扎器61。桥状凸起 部59的另一变型为仅在一侧(例如，上部或下部) 作为弯形物浇注在开关外壳上。在第一工作步骤中，可以用电缆捆扎器61来捆扎并固定 电缆。随后，可以将电缆捆扎器61挂在弯形物上。这可以使得固定能够被容易地解开 和恢复，而不必打开电缆束。在电缆夹9的在图19和图20中所示的的实施方式中，可以使用闭锁弯形物63， 该闭锁弯形物63可以例如被构造为单独的、U形的、具有直角地向外弯曲的末端的弯形 物。此单独的闭锁弯形物可被保持在开关3的外壳内的槽65中。弹性特性使弯形物63 向外挤压并且闭锁在外壳槽65中，如示意性地在图19中的右侧示出的那样。在必需的 服务或必需的维修时，可以容易地消除并恢复固定。作为变型，弯形物63可以不闭锁在 开关外壳中而是闭锁在两个闭锁凸缘67中，如示意性地在图21中所示的那样。这些闭 锁凸缘可以同向地或者也可以反向地定向。图22示出了电缆夹9的另一种替换实施方式。在此情况下，借助所谓的电缆梳 69来保持电缆11。该电缆梳可以利用一种闭锁装置来构造，例如借助闭锁凸缘71来构 造。这可以防止电缆11在振动或强烈摇晃时滑出。可以任意地设计电缆梳69的形状和 闭锁凸缘71的形状。多重闭锁可以提高可靠性。由此可以将两条电缆可靠地固定在一 个缝隙中。闭锁凸缘71既可以单侧地也可以双侧地构造在电缆梳69的梳齿上。
权利要求
1.一种用于安装到手持工具(100)的把手(106)中的开关-印刷电路板单元(1)，其 中所述开关_印刷电路板单元具有开关⑶；印刷电路板(5)；用于所述开关(3)与所述印刷电路板(5)之间的刚性机械联接的至少一个机械联接元 件⑵。
2.根据权利要求1所述的开关-印刷电路板单元，其中，所述联接元件(7)被设置为 至少一个独立的部件，所述部件以形锁合或者材料锁合的方式固定在所述开关(3)和所 述印刷电路板(5)上。
3.根据权利要求1或2所述的开关-印刷电路板单元，其中，所述联接元件(7)与所 述开关(3)的外壳一体化地构成或者与所述印刷电路板(5) —体化地构成。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的开关_印刷电路板单元，还具有用于所述开关⑶与所述印刷电路板(5)之间的电气连接的至少一个柔性电缆 (11)；至少一个电缆夹(9)，其中所述至少一个电缆夹(9)布置在所述开关(3)上和/或所述联接元件(7)上和/ 或所述印刷电路板(5)上。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的开关_印刷电路板单元，还具有用于所述开关(3)与所述印刷电路板(5)的机械刚性的电气连接的电气连接元件 (45)。
6.根据权利要求5所述的开关-印刷电路板单元，其中，所述连接元件(45)被构造 为冲压弯曲件。
7.根据权利要求5或6所述的开关-印刷电路板单元，其中，所述连接元件(45)以 形锁合或材料锁合的方式固定在所述开关⑶和/或所述印刷电路板(5)上。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的开关_印刷电路板单元，其中，所述开关(3) 具有外壳，所述外壳的几何形状通过与长方体形的偏差与所述把手(105)的人类工程学 形状相匹配。
9.一种手持工具(100)，具有根据权利要求1到8中任一项所述的开关_印刷电路板 单元⑴。
10.根据权利要求9所述的手持工具，其中，所述手持工具(100)具有外壳(101)，并 且其中仅所述开关(3)或者所述印刷电路板(5)直接机械地固定在所述外壳(101)上。
全文摘要
本发明涉及用于安装到手持工具的把手中的开关-印刷电路板单元，尤其是一种开关-印刷电路板单元以及一种具有此类开关-印刷电路板单元的手持工具。在此，开关-印刷电路板单元适用于安装到工具的把手中并且具有开关和印刷电路板。此外，开关-印刷电路板单元还具有用于开关与印刷电路板之间的刚性机械联接的至少一个机械联接元件。通过开关与印刷电路板的借助联接元件导致的刚性联接，可以将由开关和印刷电路板构成的装置提供为单元，这既可以实现安装之前的操作又可以实现简化的安装，尤其可以简化开关和印刷电路板在工具的外壳内的固定，并且通过随之而来的例如以柔性电缆形式对电气连接的铺设，避免了电缆的错误布置或者夹紧。
文档编号B25F5/00GK102024586SQ201010282898
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月15日 优先权日2009年9月16日
发明者A·凯纳斯特, M·施米德 申请人:罗伯特.博世有限公司