专利名称：电开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及按照权利要求1的前序部分所述的电开关。
这种电开关在电动工具和钻孔机、角磨机等中用作通/断式开关。具体来说，电动工具可以是用直流电操作的那种电动工具。
DE 31 26 816 C2公开了一种用于电动工具的电开关。这种开关具有象对接桥那样的、设置在滑块上的开关触头，以及配合工作的固定触头。借助手动致动器，滑块可在两个位置之间移动。开关触头在一个位置上，即，在断开(OFF)位置上与固定触头相隔一个距离，在另一个位置上，即，在接通(ON)位置上抵靠固定触头。设计成扭簧的一个弹性装置与滑块和致动器相互作用，使滑块可以在两个位置之间以快动方式变换。
在两个位置之间的变换过程中，相当大的弹簧能量被储存在扭簧中，这种弹簧能量是借助在致动器上的手动动作而被引入的，直至达到变换点。然后，当从快动方式横过变换点时，上述弹簧能量被释放。已经发现，在开关触头和固定触头之间的振动，特别是在从断开位置进入接通位置的变换过程中，可能会在过程中出现，这对开关的使用寿命具有负面影响。
本发明的目的是进一步改进这种开关，使其使用寿命得以延长，并减小开关的触头振动。
上述目的是通过具有权利要求1的特征部分的特征的通用型电开关实现的。
按照本发明的开关的弹性装置设计为象压迫点弹簧那样的第一弹簧。在滑块运动期间，第一弹簧与用于产生压迫点的变换点连杆相互作用。因此，弹簧力与滑块运动方向相反地作用，直至变换点，因而滑块从断开位置进入接通位置的运动，当开关触头趋近固定触点时，首先受慢速作用的影响。当克服了变换点时，在变换点和固定触头之间仍存在的距离则由滑块的快速运动所覆盖。由于快速运动只在完成这个很小的距离时进行，因而显著减小了触头振动。本发明的进一步改进是从属权利要求的主题。
特别推荐将弹性装置设计成第一弹簧和位于滑块上的第二弹簧的组合。在滑块运动期间，第二弹簧产生进一步的弹簧力，所述进一步的弹簧力与滑块运动方向相反地作用，直至变换点，当变换点已被克服时沿滑块运动方向作用，因而第二弹簧在滑块快速运动期间具有辅助作用。在从接通位置向断开位置变换过程中，滑块首先仍保持静止，因而开关触头仍抵靠固定触头，直至达到变换点。当变换点已被克服时，滑块的快动使开关触头与固定触头突然分离，因而可能产生的电弧立即熄灭。因此，特别是在直流操作中有效地抵销了对触头的破坏。
第二弹簧可以设计成一个压簧。在滑块从一个位置运动时，在产生压迫点直至达到变换点期间，该压簧被加载，因此一个复位力与滑块运动方向相反地作用。当变换点被克服时，压簧放松，在此过程中，一个力在滑块运动方向上起作用。
例如，借助一个滑动构件，手动驱动从致动器传至触头系统。为此目的，该滑动构件通过作用在第二弹簧上而与滑块和致动器两者处于工作连接中。滑动构件设计得可在滑块上的导向器中运动。为滑块配置的两个延伸部设置在滑动构件上，在这种情形中，一方面延伸部与导向器相互作用，另一方面，在每种情形中，一个延伸部作用在第二弹簧的一端上。
在另一种改进中，为第二弹簧设置的矩形腔那样的簧座设置在滑块上。滑动构件的导向器在两侧上邻接所述簧座。在上述两侧上，簧座具有与导向器有关的开口，使设置在滑动构件上的有关延伸部可被引导入簧座，以便作用在第二弹簧的有关端部上。
另外，在每种情形中，一个止动器可设置在滑动构件上的延伸部上，设止动器与簧座上的相应止动器相互作用，例如，与在导向器和簧座之间过渡部位上的腔壁相互作用。在两个相应的止动器之间最好具有运动间隙，因而当滑动构件被驱动时，首先第二弹簧受到作用，在上述运动间隙已被克服之后，滑块借助协同工作的相应止动器从一个位置在另一位置的方向上被移动。上述运动间隙有助于在变换过程中的运动顺序，特别是有关于快速运动和在从接通位置向着断开位置的变换中触头的突然分离。
在另一种改进中，第一弹簧设计成一个具有弹性腿部的板簧。该板簧布置得大致平行于滑块的运动平面。一个大致呈V形的凸块设置在弹性腿部的端部上，V形凸块与变换点连杆的相应延伸部相互作用，该延伸部设置在开关壳体的内壁上。板簧设计成带有U形弹性腿部的弓形。一个板簧座设置在滑块上，该座设置在导向器部分的与簧座相对的端部上。U形板簧的底部因而可插入座上以便固定。
最后，一个设计成压簧的第三弹簧设置在滑动构件上。第三弹簧的一个端部抵靠一个固定在滑动构件上的止动器上，第三弹簧的另一端抵靠固定在壳体上的一个止动器。因此，当滑动构件被驱动时，一个复位力起作用，该复位力同时用来在致动器的手动动作一旦结束时，使致动器复位。一种矩形腔可设置在滑动构件上，以便容纳第三弹簧。固定在滑动构件上的止动器最好由腔壁构成，而固定在壳体上的止动器伸入腔中。
开关触头也设有一个压簧，从而使开关触头借助接通位置上的弹簧压力抵靠固定触头。在这种情形中，第一和第二弹簧设置在滑块的一侧上，而开关触头则设置在滑块的相对侧上。具体来说，第一和第二弹簧设置在滑块的面对滑动构件的那侧上，开关触头连同它的压簧则设置在滑块的背离滑动构件的那侧上。
第一弹簧应该方便地具有这样一种弹簧触头，即，使第一弹簧在变换点上作用的弹簧力至少与在所有开关触头上的压簧作用的弹簧力的总和一样大。这样就可保证，在从接通位置向断开位置的变换中在变换点上触头的立即分离。另外，变换点连杆的延伸部最好是非对称结构的，带有坡度不同的侧面。在这种情形中，较陡的侧面面对断开位置，较缓的侧面则面对接通位置。这样一方面可保证在从断开位置向接通位置的变换过程中进行上述直至变换点的慢动作触头趋近，另一方面也保证在与开关触头上的压簧力的相互作用中，在从接通位置向断开位置的变换中，触头的分离在达到变换点之前被取消。
本发明的优点特别在于，显著避免了在从断开位置向接通位置的变换过程中触头的振动。当从接通位置向断开位置返回过程中，可实现触头突然、迅速的打开。因此，与过去的开关相比较延长了触头的使用寿命。
特别是当开关用于开关直流电的时候，出现的任何电弧可立即被熄灭。因此，电弧作用对触头的破坏得以有效的防止。因此，按照本发明的开关也适用于大的开关容量。
与过去相比较，开关的活动零件具有较小的摩擦。因此，磨损较小，从而进一步提高了开关的使用寿命。
按照本发明的开关的优点还在于，与过去的开关相比较，在接通位置和断开位置之间具有较小的滞后现象。因此，用户感觉开关变换更为均匀。
另外，开关的零件数目少，这些零件简单、成本低廉。另外，开关也便于安装。因此，按照本发明的开关制造成本低廉。
现在对照以下附图详述本发明的具有各种改进的实施例。
图1以立体分解图表示电开关，图2表示作为单独构件的开关滑块的下侧，图3表示沿图1中3-3线的开关纵剖图，图4表示沿图3中4-4线的剖视图，图5表示按照图4的视图开关处于断开位置，但是在这种情形中，清楚地表示出通常被隐蔽的功能零件，图6表示图5所示开关处于接通位置，图7表示图5所示开关在从断开位置向接通位置的变换过程中，图8表示图5所示开关在从接通位置向断开位置的变换过程中。
图1以立体分解图表示电动工具中使用的电开关1。电动工具可以是钻孔机、角磨机等。开关1特别适用于采用直流电的电动工具。
开关1具有由底座3和盖子4构成的壳体1。至少一个固定触头5设置在底座3中。在这本例中，总共设有4个固定触头5，因而用开关1可以开关两个电流通路。固定触头5设置在电线接头6中，借助所述电线接头电动工具中的馈送电线可连接于电开关1。在壳体2中设有一个滑块7，在其底侧(在图2中可看到)设有至少一个开关触头8。在本例中，开关1具有为两个电路的开关触头8。
在开关1的盖子3上设有一个致动器9，借助该致动器，滑块7可在两个位置之间移动。在一个位置上，即，在图5所示的第一位置或断开位置上，开关触头与固定触头5相隔一个距离，因而开关1被断开。在另一位置上，即，在图6所示的第二或接通位置上，开关触头8抵靠固定触头5，因而开关1被接通。如图6所示，最好将开关触头8设计得象一个对接桥，在第二位置上开关触头8分别桥接两个有关的固定触头。
一个弹性装置与滑块7相互作用，该弹性装置设计成一个象压迫点弹簧那样的、设置在滑块7上的第一弹簧10。可以从图4中看清楚的变换点连杆11设置在盖子4中。在通过驱动致动器9产生的滑块7的运动期间，第一弹簧10与变换点连杆11相互作用，以便产生一个压迫点，使一个弹簧力与滑块7的运动方向相反地作用，直至变换点，当压迫点被克服时即达到变换点。在克服变换点以后，第一弹簧10的储存能量被释放，因而滑块7能够以快动方式在两个位置之间变换。
下面详述按照本发明的开关1的各种改进。
如图1所示，在滑块7上设有一个第二弹簧12，该第二弹簧12在变换期间，即，在滑块7的运动期间产生附加弹簧力。该附加弹簧力与滑块运动方向相反地作用，直至变换点。当变换点已被克服时，则弹簧力在滑块7的运动方向上作用。特别推荐将滑块7设计成第一弹簧10和第二弹簧12的这样一种组合。
第二弹簧12设计成压簧。在变换期间或在滑块从一个位置运动期间，第二弹簧12在产生压迫点过程中被加载，直至达到变换点。因此，一个复位力与滑块7的运动方向相反地作用。当变换点已被克服时，第二弹簧12放松，使一个力在滑块7的运动方向上作用。所述力以一种快动方式被移至另一位置，或者也有助于第一弹簧10引起的快动。
一个滑动构件13用来将致动器9的驱动传至滑块7，滑动构件13与致动器9在工作中相连，以便作用在第二弹簧12上。滑动构件13设置得可在导向器14中在滑块7上移动。为滑块7配置的两个延伸部15,15′设置在滑动构件13上，如图3所示。延伸部15,15′与导向器14相互作用，使滑动构件13在滑块7的运动方向上受到引导。在每种情形中，一个延伸部15,15′作用在第二弹簧12的一端上。
第二弹簧12的簧座16设置在滑块7上。如图1所示，簧座16的形状象一个矩形腔。滑动构件13的导向器14在两侧邻接簧座16。另外，簧座16具有在两侧上与导向器14相关的开口17，因而设置在滑动构件13上的有关延伸部15,15′可导入簧座16，以便作用在第二弹簧12的有关端部上。
一个止动器18,18′设置在滑动构件13上，具体来说，在每个延伸部15,15′上设有一个止动器18,18′。止动器18,18′与簧座16上的相应止动器19,19′相互作用。止动器19,19′可以是位于导向器14和簧座16之间的过渡部位上的腔壁。分别在相应的止动器18,19和18′,19′之间设有运动间隙，因而当滑动构件13被驱动时，首先第二弹簧受到作用，只有在运动间隙被克服之后，滑块7可从一个位置在另一个位置的方向上移动。
在一种改进中，第一弹簧10被设计成一个带有弹性腿部20的板簧，如图4所示。板簧10设置得大致平行于滑块7的运动平面。一个大致呈V形的凸块21设置在弹性腿部20的端部上。V形凸块21与变换点连杆11上的相应延伸部22相互作用。延伸部22设置在开关1的壳体2的内壁上，特别是在盖子4上。
如图4所示，板簧10最好设计成带象U形的两个弹性腿部20,20′的弓形。在本例中，每个弹性腿部20,20′与彼此相对的壳体2的两个内壁上的变换点连杆11,11′相互作用。为了紧固，一个板簧10的座23设置在滑块7上。座23设置在导向器14一部分的与簧座16相对的那端上。因此，U形板簧10的底部可以插入座23中。
最后，如图3所示的设计成压簧的一个第三弹簧24可以设置在滑动构件13上。第三弹簧24的一端抵靠固定在滑动构件13上的一个止动器25上，第三弹簧24的另一端抵靠固定在壳体上的一个止动器26上。因此，当滑动构件13被驱动时，一个复位力即发生作用。图1中所示的一种矩形腔27方便地设置在滑动构件13上以容纳第三弹簧24，固定在滑动构件上的止动器25由腔27的壁构成。固定在壳体上的止动器26固定在盖子4上，并伸入腔27，如图3所示。
具体如图2所示，开关触头8设有一个压簧28。因此，开关触头8可借助弹簧压力抵靠在固定触头5上。第一弹簧10和第二弹簧12设置在滑块7的一侧上，特别是设置在滑块7的面对滑动构件13的那侧上，开关触头8连同压簧28设置在滑块的另一侧上，特别是设置在滑块7的背离滑动构件13的那侧上。
第一弹簧10最好选择带有下述的弹簧触头，即，使得第一弹簧10的弹簧力至少与在所有开关触头8上由压簧28作用的弹簧力的总和一样大。最后，如图4所示，变换点连杆11,11′的延伸部22最好是非对称结构的。平缓的侧面29面对第一位置，如图5所示，在该位置上，开关触头8与固定触头5相隔一个距离。陡的侧面29′面对图6所示位置，在该位置上，开关触头8抵靠固定触头5。
下面详述在变换过程中开关1的开关操作。
如果开关1处于图5所示的断开位置，用户为接通开关手工驱动致动器9。在这个过程中，滑动构件13及其延伸部15首先作用在第二弹簧12的左侧端部上，使其加载。在运动间隙已被克服后，延伸部15上的止动器18作用在簧座16的相应止动器19上，使滑块7在接通位置的方向上向右移动。由于平缓的侧面29(见图4)和第一弹簧10的相反的弹簧力，上述运动以缓慢动作进行，直至达到变换点，如图7所示。在已横过变换点后，第一和第二弹簧10,12中储存的能量突然释放，滑块7以快速动作向右移动。在这个过程中，图6所示的接通位置被达到，由于开关触头8抵靠在固定触头5上，使压簧28(见图3)被加载。
为使开关断开，用户松释致动器9，由于第三弹簧24的复位力，通过滑动构件13使致动器复位。在滑动构件13的复位运动过程中，延伸部15′首先作用在第二弹簧12的右侧端部上，使第二弹簧12加载，同时利用运动间隙。在这个过程中，滑块7象自由轮那样仍是静止的，在开关触头8和固定触头5之间的图6所示接通位置被保持。然后，延伸部15′上的止动器18′作用在相应的止动器19′上，在此过程中，由于陡的侧面29′(见图4)和第一弹簧10的相反的弹簧力，滑块7至多稍许在断开位置的方向上向左移动。但是，由于放松的压簧28(见图3)在开关触头8上的弹簧力，开关触头8仍抵靠固定触头5，因而保持着接通位置，直至达到变换点，如图8所示。在已经横过变换点后，在第一和第二弹簧10,12中储存的能量再次被突然释放，滑块7以快速动作向左移动，开关触头8与固定触头5突然分离，达到图5所示的断开位置。
本发明并不局限于图示和描述的实施例，而是包括本专业技术人员在本发明构思的范围内可作出的所有变化。例如，按照本发明的开关不仅可用于电动工具，而且也可用于电动园艺工具、家用电器等。
附图标记表1电开关 16簧座2壳体17(在簧座上的)开口3底座18,18′(在延伸部上的)止动器4盖子19,19′(在簧座上的)止动器5固定触头20,20′(第一弹簧的)腿部6电线接头21凸块7滑块22(在变换点连杆上的)延伸部8开关触头23座9致动器 24第三弹簧10第一弹簧/板簧 25固定在滑动构件上的止动器11,11′变换点连杆26固定在壳体上的止动器12第二弹簧 27(第三弹簧的)腔13滑动构件 28(开关触头的)压簧14导向器 29,29′(在变换点连杆的延伸15,15′(在滑动构件上的)延伸部部上的)侧面
权利要求
1．特别用于电动工具如钻孔机、角磨机或类似工具的电开关，具有一个致动器(9)；至少一个固定触头(5)；一个滑块(7)，它承载至少一个具体来说象对接桥那样的、可借助致动器(9)在两个位置上移动的开关触头(8)，所述开关触头(8)在一个位置上与固定触头(5)相隔一个距离，所述开关触头(8)在另一个位置抵靠固定触头(5)；以及一个与滑块(7)相互作用的弹性装置，使滑块(7)能够以快速运动方式在两个位置之间变换，其特征在于所述弹性装置设计成一个象压迫点弹簧那样的、设置在滑块(7)上的第一弹簧(10)，在滑块(7)运动期间，第一弹簧(10)与一个变换点连杆(11,11′)相互作用，所述变换点连杆相对于滑块(7)固定，用于产生一个压迫点，使得一个弹簧力与滑块(7)运动方向相反地起作用，直至变换点，该变换点是在压迫点已被克服时达到的。
2．如权利要求1所述的电开关，其特征在于一个第二弹簧(12)设置在滑块(7)上，该第二弹簧(12)在变换期间产生进一步的弹簧力，所述进一步的弹簧力最好与滑块(7)运动方向相反地作用，直至变换点，并且在变换点已被克服时在滑块(7)运动方向上起作用。
3．如权利要求2所述的电开关，其特征在于第二弹簧(12)设计成一个压簧，在从一个位置变换期间，第二弹簧(12)最好在产生压迫点的过程中被加载直至达到变换点，从而使复位力与滑块(7)运动方向相反地起作用，并且当变换点已被克服时，使一个力在滑块运动方向上起作用。
4．如权利要求1,2或3所述的电开关，其特征在于一个滑动构件(13)在工作中与滑块(7)相连，特别用于作用在第二弹簧上，也与致动器(9)相连，滑动构件(13)最好设置得可在滑块(7)上的一个导向器(14)中移动，另外，两个为滑块(7)配置的延伸部(15,15′)最好设置在滑动构件(13)上，延伸部(15,15′)特别与导向器(14)相互作用，在每种情形中，一个延伸部(15,15′)也最好作用在第二弹簧(12)的一个端部上。
5．如权利要求1至4中任一项所述的电开关，其特征在于第二弹簧(12)的特别象矩形腔那样的一个簧座(16)设置在滑块(7)上，滑动构件(13)的导向器(14)在两侧上邻接于簧座(16)，另外，簧座(16)最好在两侧上具有相关于导向器(14)的开口(17)，使设置在滑动构件(13)上的有关延伸部(15,15′)可被导入簧座(16)中，以便作用在第二弹簧(12)的相关端部上。
6．如权利要求1至5中任一项所述的电开关，其特征在于止动器(18,18′)设置在滑动构件(13)上，具体来说每个延伸部(15,15′)上设置一个止动器(18,18′)，止动器(18,18′)与簧座(16)上的相应止动器(19,19′)相互作用，在这种情形中，相应的止动器(19,19′)特别是设在导向器(14)和簧座(16)之间的过渡部位上的腔壁，在相应的止动器(18,19,18′,19′)之间最好具有运动间隙，因而当滑动构件(13)被驱动时，首先第二弹簧(12)受到作用，在运动间隙已被克服后，滑块(7)可从一个位置在另一位置的方向上被移动。
7．如权利要求1至6中任一项所述的电开关，其特征在于第一弹簧(10)被设计成带有弹性腿部(20)的板簧，板簧(10)设置得大致平行于滑块(7)的运动平面，另外，大致呈V形的凸块(21)最好设置在弹性腿部(20)的端部上，V形凸块(21)最好也与变换点连杆(11)上的相应延伸部(22)相互作用，延伸部(22)特别设置在开关(1)的壳体(2)的内壁上。
8．如权利要求7所述的电开关，其特征在于板簧(10)设计成带有两个弹性腿部(20,20′)的弓形，特别是象U形，每个弹性腿部(20,20′)最好与壳体(2)的彼此相对的两个内壁上的变换点连杆(11,11′)相互作用，另外，板簧(10)的一个座(23)最好设置在滑块(7)上，座(23)也最好设置在导向器(14)的一部分的与簧座(16)相对的那端上，因而特别是U形板簧(10)的底部可插入座(23)中。
9．如权利要求1至8中任一项所述的电开关，其特征在于特别设计成压簧的一个第三弹簧(24)设置在滑动构件(13)上，第三弹簧(24)的一个端部最好抵靠在固定在滑动构件上的一个止动器(25)上，第三弹簧(24)的另一个端部抵靠在固定在壳体上的一个止动器(26)上，使得在滑动构件(13)被驱动时，一个复位力起作用，另外，一种矩形腔(27)最好设置在滑动构件(13)上，以便容纳第三弹簧(24)，固定在滑动构件上的止动器(25)特别是由腔(27)的壁构成的，固定在壳体上的止动器(26)伸入腔(27)中。
10．如权利要求1至9中任一项所述的电开关，其特征在于开关触头(8)设有一个压簧(28)，因而开关触头(8)可借助弹簧压力抵靠固定触头(5)，第一弹簧(10)和第二弹簧(12)最好设置在滑块(7)的一侧上，特别是第一和第二弹簧(10,12)设置在滑块(7)的面对滑动构件(13)的那侧上，开关触头(8)设置在滑块(7)的背离滑动构件(13)的那侧上。
11．如权利要求1至10中任一项所述的电开关，其特征在于第一弹簧(10)具有这样一种弹簧触头，它使在变换点上作用的第一弹簧(10)的弹簧力至少与在所有开关触头(8)上由压簧(28)作用的弹簧力的总和一样大，变换点连杆(11,11′)的延伸部(22)最好为非对称结构，带有不同坡度的侧面(29,29′)，平缓侧面(29)面对开关触头(8)与固定触头(5)相隔一个距离的一个位置，陡的侧面(29′)面对开关触头(8)抵靠固定触头(5)的另一个位置。
全文摘要
本发明涉及特别用于电动工具如钻孔机、角磨机等的电开关(1)。开关(1)具有一个致动器(9)、至少一个固定触头(5)和至少一个开关触头(8)。开关触头设置在一个能借助致动器(9)在两个位置间移动的滑块(7)上。开关触头在一个位置上与固定触头(5)相隔一个距离,在另一位置上抵靠固定触头(5)。一个弹性装置与滑块(7)相互作用,使滑块(7)能以快速运动方式在两个位置间变换。弹性装置设计成象压迫点弹簧那样的、设置在滑块(7)上的第一弹簧(10)。在滑块(7)运动期间,第一弹簧(10)与相对于滑块(7)固定的一个变换点连杆(11,11')相互作用,以便产生一个压迫点,使一个弹簧力与滑块(7)运动方向相反地作用,直至变换点,所述变换点是在压迫点已被克服时达到的。
文档编号H01H19/635GK1310850SQ99808900
公开日2001年8月29日 申请日期1999年7月9日 优先权日1998年7月24日
发明者阿洛伊斯·谢费勒, 阿尔方斯·施泰德勒 申请人:马尔夸特有限公司