电开关 |
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| 申请号 | CN201080011579.1 | 申请日 | 2010-03-10 | 公开(公告)号 | CN102396041A | 公开(公告)日 | 2012-03-28 |
| 申请人 | 马夸特有限责任公司; | 发明人 | C·莱克塞尔; J·米勒; A·塞德尔; N·帕波克; M·特伦德勒; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种电 开关 (1)，具体地用于具有 电动机 的电动工具。该电动工具可以是电钻、冲击钻孔机、电动螺丝起子等等。开关(1)具有用于电连接至 电压 源的第一电气 端子 (3)和用于电连接至电动机的第二电气端子(4)。此外，开关(1)具有能够在初始 位置 与最终位置之间调节的致动机构(5)，其中当致动机构(5)位于初始位置时，将电动机关断；并且当致动机构(5)不位于初始位置时，将电动机(16)开启/接通。如果有的话，开关(1)具有控制装置(6)，其用于操作电动机，具体地用于取决于致动机构(5)的移位路径而对电动机的例如速度、转矩等等进行开环和/或闭环控制。此外，开关(1)设置有用于 制动 所述电动机的制动回路(7)，当致动机构(5)复位至所述初始位置时，所述制动回路运行。最后，开关(1)包括一种用于在电动机的旋转方向上进行切换的反向回路(8)。制动回路(7)布置在第二电气端子(4)与反向回路(8)之间。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电开关，具体地用于具有电动机(16)的电动工具(15)，所述电动工具(15)例如是电钻、冲击钻孔机、电动螺丝起子等等，且所述电开关具有用于电连接至电压源(18)的第一电气端子(3)、具有用于电连接至电动机(16)的第二电气端子(4)、以及具有能够在初始位置与最终位置之间调节的致动机构(5)，其中当所述致动机构(5)位于所述初始位置时，将所述电动机(16)关断；并且当所述致动机构(5)不位于所述初始位置时，将所述电动机(16)开启从而使得所述致动机构能够操作；且具有用于制动所述电动机(16)的制动回路(7)，当所述致动机构(5)复位至所述初始位置时，所述制动回路运行；并且具有用于在所述电动机(16)的旋转方向上进行切换的反向回路(8)；其特征在于，所述制动回路(7)布置在所述第二电气端子(4)与所述反向回路(8)之间。 |
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| 说明书全文 | 电开关技术领域[0002] 这样的电开关用于具有电动机的电动工具，例如用于手持式电动工具，诸如电钻、冲击钻孔机、电动螺丝起子等等。 背景技术[0003] 从DE41 14 854 A1已知的这样的电开关具有开关壳体，所述开关壳体具有用于电连接至电压源的第一电气端子和用于电连接至电动机的第二电气端子。该开关具有一种能够由用户在初始位置与最终位置之间手动地调节的致动机构，其中当致动机构位于初始位置时将电动机关断，并且当致动机构不位于初始位置时、即当致动机构由用户为了对其操作而进行致动时，将电动机开启。如果适当的话，该开关可以具有一种控制装置，其用于操作电动机，并且特别地用于取决于致动机构的移位路径而对电动机的例如速度、转矩等等进行开环和/或闭环控制。此外，该开关设置有一种用于制动电动机的制动回路，当致动机构复位至初始位置时，所述制动回路运行。最后，还在开关中布置了一种用于切换电动机的旋转方向的反向回路。 [0004] 在已知开关的情况下，借助于一种呈制动接触件或触头(contact)形式的机电开关接触件而实现了机械制动回路，其中制动接触件在开关壳体中布置在用于旋转方向的机械转换开关或换向开关(changeover switch)的电气上游以及电动机端子的电气下游。当使用电子制动器代替制动接触件时，相同的布置在原则上也是可行的。在正常情况下，当电动机被关断、即处于去激励或断电状态的同时，用于电动机的旋转方向的转换开关被切换。在由用户非常迅速的致动反向回路的情况下，具体地即使在制动操作已结束之前，然而，也可能发生的是：反向回路的切换接触件由于其被切换而阻碍/中断所感应出的制动电流。 在该情况下，电动机继续运行，并且当从电动机看时，致动器布置在转换开关的下游。然后，由于例如已经发生的转换而使阻断二极管或阻流二极管沿向前方向运行，所以转换开关无意识地再次开启电动机。 [0005] 在该具体情况下，转换开关由于其被切换而因此不是空载开关。结果，由于在所述转换开关的整个寿命期间接触材料的磨损和/或改变，反向回路中的转换开关以及接通电开关中的负载的其他机械接触件经受了机械的和电气的磨损。该磨损起初由于在关断过程中剥离的电弧而产生，但是也在开启过程中产生。接触材料在整个寿命期间的磨损导致接触阻力的增加，并且因此可能导致对于反向回路中的接触点的不允许的加热。如果相应地给予高电流，则这可能导致接触件的进一步磨损和/或焊接。最晚，当接触件已经被完全磨损时，这导致开关故障/失效。另外，为了电动工具开关的成本的原因，大部分用于旋转方向的转换开关被配置为呈滑动开关的形式，滑动开关通常被设计用于卸载切换，结果是：首先在用于转换开关的制动操作过程中，上述切换操作是非常有破坏性的。 发明内容[0006] 本发明基于的目的是以这样的方式开发一种电开关：使得减少了机械接触件上的电气磨损，并且因此特别地增加了开关的寿命、可靠性和开关切换安全性。具体地，本发明是为了在电动工具开关的情况下以经济的方式减轻所述切换接触件上的负载，所有的电流经过该电动工具开关而流动至电动机、和/或从电动机流出。 [0007] 凭借于权利要求1的表征特征在一般或通用类型的电开关的情况下，实现该目的。 [0008] 在根据本发明的电开关中，制动回路布置在第二电气端子(即电动机端子)与反向回路之间。为了在高制动电流、以及如果发生迅速切换的情况下可能清除制动电流之前来减轻用于旋转方向的在转换开关上的负载，则根据本发明，当从电动机看时，因此将制动接触件或电气制动器定位在转换开关的电气上游。结果，由于在切换操作过程中感应电流不再流经所述转换开关，所以转换开关不再由制动电流加载。因此，由布置在用于电工工具、特别是用于直流电力工具的电开关中的电动机侧上的制动接触件或电力制动器实现了在旋转方向上进行切换的过程中的卸载切换接触。本发明的另一种构造/配置是从属权利要求的主题。 [0009] 以本身已知的方式，开关可以具有用于操作电动机的控制装置。因此借助于该控制装置，能够优选地取决于致动机构的移位路径而对电动机进行开环和/或闭环控制。例如，用户能够通过对致动机构进行相应的手动调节而以“提升或增强”函数(boost function)的方式调节电动机的速度、转矩等等。 [0010] 为了在不使用电动工具时将电动机与电压源隔离，电开关可以具有一种用于电压源的开关接触件。为了该目的，致动机构在该开关接触件上具有开关效应，用于当所述致动机构从初始位置移出和/或移动到初始位置时操作电动机。 [0011] 适宜地，该开关接触件位于第一电气端子(即用于电压源的开关的端子)与控制装置之间。 [0012] 在进一步的构造中，控制装置可以布置在第一电气端子(即电池端子)与反向回路之间。以本身已知的方式，制动回路可以呈用于将电动机短路的机械接触件的形式。可替代地，制动回路也可以呈用于将电动机短路制动的电子单元的形式。在该情况下，如果电子单元以时钟/定时方式运行，则为了实现柔软而温和的制动，这是适宜的。 [0013] 反向回路可以具有用于与第二电气端子(即电动机端子)进行交替接触的机械切换接触件，以用于实现电动机的旋转方向的反转。用于以电气方式操作旋转方向的反转的反向回路同样能够具备有电力回路。该电力回路可以对于电动机的顺时针方向和逆时针方向的运行分别具有一个支路，并且每个支路具有相应的功率半导体器件。 [0014] 由本发明实现的优点具体地在于，由于在正常操作过程中、即当在制动操作过程中发生切换时，所述转换开关不再由制动电流加载，所以能够以特别便宜的方式制造用于旋转方向的转换开关。因此减少了转换开关所包括的复杂度，这意味着该节省能够用于例如加强和/或改善制动或制动接触。此外的优点是，如果发生非常迅速的切换，则在接触件上不会发生磨损。如果存在任何这样的磨损，则转换开关目前仅需要导通/打开该电流。由于转换开关打开的切换点仍然受制动器保护，所以不需要阻碍所述接触件。这样的导通/打开操作是这样的情况：当制动操作尚未告终、但是制动接触件凭借施加至按钮的更新的压力而再次打开时的情况，即当致动机构被用户移动、并且电动机的感应剩余电流经由阻断二极管而耗散时的情况，该阻断二极管目前运行以针对/用于在切换操作之后的沿向前方向的制动电流。附图说明 [0015] 在附图中示出具有多种扩展和构造的本发明的示例性实施方式，并且将在下面更详细地描述。在附图中： [0016] 图1以示意图显示了根据第一实施例的电开关； [0017] 图2以示意图显示了根据第二实施例的电开关； [0018] 图3以示意图显示了根据第三实施例的电开关； [0019] 图4显示了电动工具的示意图，并且电动工具的壳体部分地脱离。 [0020] 附图标记列表 [0021] 1：(电)开关 [0022] 2：(开关的)壳体 [0023] 3：(第一电气)端子 [0024] 4：(第二电气)端子 [0025] 5：致动机构 [0026] 6：控制装置 [0027] 7：制动回路 [0028] 8：反向回路 [0029] 9：(用于制动回路的)(机械)开关接触件 [0030] 10：(用于制动回路的)电子单元 [0031] 11、12：(用于反向回路的)(机械)切换接触件 [0032] 13、14：(用于反向回路的)支路 [0033] 15：电动工具 [0034] 16：电动机 [0035] 17：工具 [0037] 19：(电动工具的)壳体 [0038] 20：开关接触件 [0039] 21：(用于反向回路的)致动元件 具体实施方式[0040] 图4显示了具有用于对工具17进行驱动的电动机16的电动工具15。在该情况下的电动工具可以是可再充电的和/或由电网或市电供电的(mains-powered)电动工具。作为实例，图4显示了可再充电的钻机作为电动工具15，其在一种电源电压上运行，该电源电压来自于呈可再充电电池形式的可移动能量存储器18。电动工具15当然还可以是另一种形式的电钻、冲击钻孔机、电动螺丝起子、研磨机、锯子、刨子、角度研磨机/角磨机等等。 [0041] 具有壳体2的电开关1布置在电动工具15的壳体19中。开关1以这样的方式容纳在电动工具15的壳体19中，即：开关1的致动机构5突出到壳体19以外，所述致动机构可以由用户手动地移动。从图1中可以看到，开关1具有壳体2，用于电连接至电压源18的第一电气端子3(由B1、B2标示)穿过并进入壳体2。在此情况下打算将这样的开关1用于可再充电的电动工具，由此则位于能量存储器18处的电池端子B1、B2可以连接至相对应的端子3。此外，用于电连接至在图4中示出的电动机16的第二电气端子4(由M1、M2标示)被布置在开关1的壳体2上。 [0042] 此外，开关1包括致动机构5，其能够由用户在初始位置与最终位置之间加以调节。如果致动机构5位于初始位置，则将电动机16关断。另一方面，如果致动机构5由用户相应地移动从而使得致动机构5位于初始位置外侧、即不再位于初始位置，则将电动机16开启。为了该目的，开关1具有一种带有开关接触件20(在图4中示意性地显示)的接触件系统，随着所述开关机构从初始位置移出和/或移入初始位置，致动机构5在开关接触件20上具有相对应的开关效应，结果是：用于电动工具15的(特别精确地说是用于操作电动机16的)来自能量存储器18的电压源，能够由用户借助于致动机构5而导通和/或关断。 [0043] 在该情况下，开关1还用于电动机16的依赖于用户的操作，精确地说是用于调节电动机的速度、转矩等等，为了该目的，将一种配置为用于对电动机16进行开环和/或闭环控制的呈电子单元形式的控制装置6布置在开关1的壳体2中。控制装置6取决于致动机构5的移位路径而操作电动机，致动机构5继而由用户相应地移动。当致动机构5复位至初始位置时、即当用户释放致动机构5时，一种用于制动所述电动机16的制动回路7开始运行。最后，用于切换电动机16的旋转方向的反向回路8也位于开关1的壳体2中，由此用户能够借助于反向回路8而在电动机16的顺时针方向和逆时针方向运行之间进行选择。为了选择电动机16的旋转方向，用户激励/启动所述致动元件21(在图4中示出)，该致动元件21是呈滑动件的形式，位于电动工具15的壳体19上，并且对反向回路8相应地起作用。 [0044] 如图4所示，开关接触件20位于第一电气端子3与控制装置6之间。从图1中可以进一步看出，制动回路7在电气意义上布置在第二电气端子4与反向回路8之间。控制装置6布置在第一电气端子3与反向回路8之间。 [0045] 如图1所示，制动回路7呈用于将电动机16短路的机械开关接触件9的形式。在图2中示出的另一个构造中，制动回路7呈用于对电动机16进行短路制动的电子单元10的形式。适宜地，存在着这样一种电子单元10：该电子单元10以时钟/定时方式运行，用于使其能够进行柔软的制动。对应于图1或图2，反向回路8具有用于与第二电气端子4交替地进行接触的机械切换接触件11、12，以用于实现电动机16的旋转方向的反转。在图3中示出的另一个构造中，反向回路8配置成一种用于电气操作旋转方向的反转的回路。为了该目的，反向回路8对于电动机16的顺时针方向和逆时针方向的旋转而言分别在每种情况下具有一个支路13、14。各个支路13、14借助于电力回路提供电压，其中电力回路包括一种功率半导体器件，并且在该情况下布置在控制装置6中。 [0046] 本发明不限于所描述和示出的示例性实施方式。作为替代，在由专利权利要求限定的本发明的范围内还包括了对于本领域技术人员来说是常规的所有开发/扩展形式。因此这样的电开关不仅能够用于所有的针对于直流电力工具的直流工具开关，具体地直流电力工具是钻机、钻孔机、锯子、锤子、冲击螺丝起子等等，而且能够用于功率工具分区以外的其他直流应用。此外，该电开关还可以用于在交流电(AC)上运行的电器。 |
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