CN101051759A - 电耦合装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于使尤其是用于与电网无关地供电的电器具(30)、尤其是手持式工具机的供电单元(10)与充电装置(20)电耦合的装置，其中，供电单元(10)安置在壳体(11)内，在该壳体中安置至少一个可通过充电装置(20)充电的蓄电池，该供电单元(10)以及充电装置(20)分别具有至少一个第一和第二接触件(41，42，45)，其特征在于，供电单元(10)的第一和第二接触件(45)与充电装置(20)的第一和第二接触件(41，42)这样共同作用，使得只在供电单元(10)在充电装置(20)中处于确定的最终位置中时进行充电过程。

Description

电耦合装置

技术领域

本发明涉及一种用于使充电装置与供电单元电耦合的装置。

背景技术

数年来广泛使用无电缆的电器具、尤其是手持式工具机，它们具有与电网无关的电机供电单元，因为与电网无关，这种手持式工具机的操作具有许多优点。用于供电的蓄电池或者组合在手持式工具机内，或者作为蓄电池块安置在手持式工具机的壳体上。为了对蓄电池充电，将手持式工具机或与充电器耦合。由现有技术已知，为了对蓄电池充电，将蓄电池块与电器具分开或者与电器具保持连接。如果蓄电池固定地组合到电器具内，可以将电器具放置或者安置在充电器上，电器具通过重力保持在那里。

由DE 102 12 750 A例如已知一种手持式工具机，例如钻孔机或钻拧机，在其壳体上可安置蓄电池块系统。一方面为了壳体与蓄电池块系统的机械连接设置卡锁件，另一方面为了电连接存在接触件。蓄电池块例如可以安置在手持式工具机手柄的跟部，其中蓄电池块的至少一个侧面构造成放置面，由此使配置有该蓄电池块系统的手持式工具机可放置在平坦的面上。

已知的蓄电池驱动的电器具、尤其是手持式工具机存在缺陷，有时当蓄电池或电器具没有完全卡入充电装置中时也可能进行蓄电池的充电过程。在此充电过程可能不受控制地进行，由此例如不能保证当电器具在充电装置中滞留确定时间后再完全建立蓄电池的充电状态。

发明内容

根据本发明，提出一种用于使尤其是用于与电网无关地供电的电器具、尤其是手持式工具机的供电单元与充电装置电耦合的装置，其中，供电单元安置在壳体内，在该壳体中安置至少一个可通过充电装置充电的蓄电池，该供电单元以及充电装置分别具有至少一个第一和第二接触件，其中，供电单元的第一和第二接触件与充电装置的第一和第二接触件这样共同作用，使得只在供电单元在充电装置中处于确定的最终位置中时进行充电过程。

根据本发明的用于使供电单元与充电装置电耦合的装置这样构成，使得供电单元的至少第一和第二接触件与充电装置的至少第一和第二接触件这样共同作用，以致只在供电单元在充电装置中处于确定的最终位置时才进行充电过程。其优点是，当供电单元在充电装置中处于任何其它位置时不能进行充电过程，因此充电过程只能以受控制的方式进行。如果供电单元没有恰当地放入到充电装置内，则不进行充电过程。

关于供电单元在充电装置中的确定最终位置在本发明范围内理解为该位置：在该位置，供电单元以规定方式形状锁合和/或力锁合地被接收在充电装置中并且与充电装置可拆卸地、但位置可靠地连接。在最终位置中供电单元位置可靠地尤其以小间隙安置在充电装置中。在最终位置，充电装置的第一接触件与供电单元的第一接触件接触以及充电装置的第二接触件与供电单元的第二接触件相互接触，即，充电装置与供电单元处于电耦合状态并且尤其附加地也处于机械耦合状态。

尤其是，供电单元的第一和第二接触件只在最终位置完全接触充电装置的第一和第二接触件，使得只在最终位置进行充电过程。

优选充电装置的至少一个第一接触件相对于充电装置的一个第二接触件或者供电单元的至少一个第一接触件相对于供电单元的一个第二接触件突出地设置。充电装置或供电单元的第一接触件和第二接触件尤其并排安置，例如在供电单元的一个外侧面上和在接收供电单元的充电装置凹部的一个侧面上。这些接触件也可以设置在供电单元的下侧面或充电装置的上侧面。尤其当为了接收供电单元充电装置在其上侧面具有一个凹部时，接触件可以位于充电装置的凹部的底面。关于突出地设置在本发明范围内理解为这种布置：其中，第一接触件突出于第二接触件，由此第一接触件与第二接触件例如不在一个平面内终止。第一接触件例如可以在长度或者高度或深度上突出于第二接触件。第一接触件相对于第二接触件突出设置可防止在不同于最终位置的位置状态中对应的第二接触件不能相互接触，因此不能进行充电过程。

尤其是，一个第一接触件相对于一个第二接触件这样突出地设置，使得该第一接触件与该第二接触件不在一个平面内终止。因此在第一实施方式中第一接触件相对于第二接触件这样突出，使得第一接触件在长度上超出第二接触件。如果两个接触件例如设置在一个侧面内，则第一接触件突出于第二接触件。这意味着，第一接触件的自由端部比第二接触件的自由端部从该侧面突出更远。这例如可由此实现：第一接触件比第二接触件更长地构成。但也可以选择，第一接触件与第二接触件基本相同长地构成。但在此第一接触件安置在侧壁中的凸起上，由此通过侧壁中的凸起使第一接触件突出于第二接触件。

在可选择的第二实施方式中第一接触件也可以相对于第二接触件由此突出地设置：第一接触件在高度上突出于第二接触件。这也可以由此实现：第一接触件比第二接触件更高地构成。也可以选择，第一接触件与第二接触件基本相同高地构成，但第一接触件设置在高处、凸起或类似结构上，由此借助高处使第一接触件突出于第二接触件。在第二实施方式中两个接触件例如设置在充电装置或供电单元的底面上。在此接触件从底面突出。

充电装置或供电单元的接触件构成相对于对应另一装置(充电装置或供电单元)的接触件的对应接触件。在简单的实施方式中例如供电单元的接触件以对应接触件构成，它们并排设置并且设置在一个平面内，例如在供电单元的底面或一个侧面上。而与第二接触件相比突出的至少一个第一接触件位于充电装置的接触件的下面。以类似方式也可以相反地使充电装置的接触件以对应接触件构成，其中，供电单元的至少一个第一接触件突出于供电单元的第二接触件。

一个装置(充电装置或供电单元)的所有接触件只在最终位置接触另一装置(充电装置或供电单元)的所有接触件，其中，两个装置之一(充电装置或供电单元)的至少一个第一接触件与第二接触件相比突出地设置，在这种条件下，这些接触件相互间可以任意布置。因此例如替换上述简单实施方式，对应接触件也可以相互错开地设置，即相对于相邻接触件突出，取代设置在一个平面中。

所述接触件可以以贴合接触件或滑动接触件构成。贴合接触件和滑动接触件由现有技术已知。此外接触件可以弹性地构成，最好至少一个接触件弹性地构成。弹簧接触件(接触弹簧)同样由现有技术已知。

优选与第二接触件相比突出设置的至少一个第一接触件以弹簧接触件构成。在此，该弹性构成的第一接触件是供电单元的第一接触件还是充电装置的第一接触件是不重要的。以弹簧接触件构成的第一接触件和必要时其它的弹簧接触件或者可以设置在充电装置中，或者设置在供电单元内。至少一个第一接触件的弹性这样设计，使得只在最终位置供电单元和充电装置的各第二接触件也相互接触。这意味着，在最终位置要求第一接触件的弹性这样强，以致两个第二接触件也相互接触。

如果供电单元例如不适当地安置或放置在充电装置内，即不在最终位置，则可能，充电装置和供电单元各自的第一接触件仍然相互接触，尽管还未达到最终位置。但因为至少一个第一接触件与第二接触件相比突出地设置，因此在该不适当的位置状态下两个第二接触件之间不存在接触。因此在该位置状态不可能进行充电过程。只有在达到最终位置后两个第二接触件也相互接触，因为在该最终位置要求所述至少一个弹性构成的第一接触件的弹性这样强，以致能够这样程度地补偿或消除相对于第二接触件突出设置的第一接触件与第二接触件之间的距离，使得充电装置和供电单元各自的第二接触件相互接触。

按照本发明，在充电装置中设置至少两个接触件并且在供电单元中设置至少两个接触件。但也可以在充电装置和供电单元中分别设置三个或四个或更多接触件。如果分别只设置两个接触件，则它们作为用于供电的接触件。如果在充电装置和供电单元中分别设置多于两个、例如三个或四个接触件，则其它接触件用于数据传输。在此接触件可以相同或不同地构成。它们分别相应与它们的功能、即供电或数据交换来连线。

充电装置或供电单元的第一和第二接触件例如可以是两个用于供电的接触件。如果在充电装置和供电单元中设置多于两个接触件，则第一接触件和/或第二接触件也可以是用于数据传输的接触件。因此，突出于第二接触件设置的第一接触件和第二接触件可以承担任意的功能组合，即或者可以两个接触件用于供电或用于数据传输，或者两个接触件中的一个接触件用于供电，一个接触件用于数据交换。

如果在充电装置和供电单元中分别设置多于两个接触件，则也可以多于一个接触件突出于第二接触件设置。如果例如分别设置三个或四个接触件，则可以使三个或四个接触件中的两个接触件突出于三个或四个接触件中的一个或两个接触件。

在按照本发明的用于使充电装置与供电单元电耦合的装置中还可以附加设置机械耦合元件和/或导向元件，它们的作用是使供电单元可以方便且可靠地进入最终位置并保持在那里。这些机械耦合元件和/或导向元件一方面设置在充电装置上、另一方面设置在供电单元上。它们相互嵌接并因此在供电单元与充电装置之间形成形状锁合。机械耦合装置例如可以是充电装置中的凸起和供电单元中的凹部，其中凸起嵌入凹部中并形成形状锁合。

按照本发明的用于电耦合的装置的供电单元包括至少一个可充电的蓄电池。在此它可以是蓄电池块，它可拆卸地与电器具、尤其是手持式工具机例如钻锤、钻拧机、起子机连接。在此规定，或者供电单元独自、即不包括电器具或者与电器具一起安置在充电装置中以进行充电过程。也可以选择，供电单元、包括至少一个可充电蓄电池组合在电器具、尤其是手持式工具机的壳体内。在该实施方式中电器具带着组合的供电单元安放或放置在充电装置内，以对蓄电池进行充电。因此在其中设置供电单元的壳体或者是一个单独的用于容纳至少一个可充电蓄电池的壳体或者是电器具的壳体，在其中组合可充电蓄电池。

为了使供电单元与充电装置(也称为充电器)机械耦合，供电单元具有至少一个导向元件，它最好设置在壳体的前部区域中。导向元件优选是至少一个导向板条。所述至少一个导向元件嵌入设置在充电器上的对应的容纳装置内，其中所述至少一个导向元件与该容纳装置的组合起到旋转铰链或侧凹滑动配合的作用。机械耦合装置以有利方式在简单操作的同时对于通过供电单元与充电器耦合赋予更大的放置可靠性和更好地保持在充电器上。通过供电单元壳体前部区域中的导向板条使供电单元在充电器上对中，其中导向板条作为旋转铰链的一部分承受一部分作用力。此外导向板条以有利方式防止供电单元侧向倾翻和向后倾翻。

在其中容纳供电单元的壳体以有利方式通过弹簧用弹簧压力保持在最终位置、即耦合状态。施加弹簧压力的弹簧以有利方式可偏转这样多地地构成，使得导向板条由于力冲击(例如当充电器与供电单元一起掉落并碰撞到硬地面上时)从容纳装置中出来并且供电单元壳体与充电器脱开，由此不会由于固定的连接/耦合产生对壳体或充电器的损伤。

为了使供电单元与充电器电耦合，施加弹性力的弹簧以有利方式g构造成电接触弹簧。

特别有利的是，所述至少一个导向板条和对应的容纳装置这样构成，使得旋转铰链允许从初始位置向下进入最终位置和从最终位置向上进入初始位置的摆动运动。这使得在使供电单元与充电器耦合时能够实现简单操作。在与充电器耦合前，供电单元可以与电器具分开或者保持与电器具连接，与供电单元的实施方式和/或用于供电单元与充电器的电连接的电接触装置无关。

通过供电单元的至少一个导向板条插入到充电器的对应容纳装置中进入初始位置并且接着供电单元从初始位置向下摆动运动进入最终位置，实现供电单元与充电器的机械耦合。

例如当供电单元的壳体底面碰到充电器中的容纳凹槽(凹部)的上表面上时，达到最终位置。可与雪橇连接相比，供电单元通过弹簧压力保持在最终位置。该弹簧压力例如由电接触弹簧产生，一个设置在供电单元壳体上的操作元件作用于接触弹簧上。此外在最终位置存在供电单元与充电器之间的电接触，使得供电单元的至少一个蓄电池被充电。

根据本发明，还提出一种电器具，尤其是手持式工具机，它包括如上所述的用于使供电单元与充电装置电耦合的装置。

根据本发明，还提出一种供电单元，它包括如上所述的用于使供电单元与充电装置电耦合的装置。

根据本发明，还提出一种充电装置，它包括如上所述的用于使供电单元与充电装置电耦合的装置。

附图说明

下面借助于附图详细描述本发明。附图示出：

图1用于通过旋转铰链使供电单元与充电装置耦合的装置的示意方框图，

图1a按照图1的机械耦合装置的局部放大图，

图2与电器具分开的供电单元的立体图，

图3用于通过侧凹滑动配合使供电单元与充电装置耦合的装置的示意图，

图4图3的装置的脱耦状态，

图5具有接触件的充电装置的俯视图，

图5a按照图5的充电装置在接触件区域的局部放大图。

具体实施方式

如图1和2所示，用于使与电网无关地对电器具30供电并且与充电器20机械耦合的本发明供电单元10，10′包括一个壳体11，该壳体在前部区域具有至少一个导向板条12并且在后部区域具有一个操作元件14，14′。

如同由图1还看到的那样，供电单元10在与充电器20机械耦合期间与电器具30连接，该电器具在图1中只示意地示出，即，供电单元10例如可以固定地组合在电器具30内。供电单元10，10′可以用于移动的便携式器具例如手持式钻孔机、手持起子机、花园器具等形式的电动工具。

图2示出与电器具30分开的供电单元10′，它具有两个设置在前部区域的导向板条12、一个设置在供电单元后部区域中的操作元件14′和一些电接头16，供电单元10′通过这些电接头在充电过程期间可与充电器20电接触。为了与电网无关地运行，从属的电器具30可以通过电接头16与供电单元10′电连接。

如同由图1还看到的那样，按照本发明的用于与供电单元10，10′机械耦合的充电器20包括一个容纳凹槽24，在其一端设置一个容纳装置22，供电单元10，10′的至少一个导向板条12为了机械耦合嵌入其中。在容纳装置22的位置相反的一端设置一个弹簧26，它例如以电接触弹簧构成。设置在供电单元10，10′后部区域中的操作元件14，14′这样作用于弹簧26上，使得供电单元10，10′通过弹簧26的弹簧压力28保持在充电器20中的最终位置中。

由图1还看出，按照本发明的用于机械耦合的装置1包括设置在供电单元10，10′的壳体11前部区域中的至少一个导向板条12和所述设置在充电器20上的一个对应的容纳装置22。为了使供电单元10，10′与充电器20机械耦合，导向板条12嵌入到对应的容纳装置22内，其中所述至少一个导向板条12与该容纳装置22的组合起到旋转铰链23的作用。该旋转铰链23允许从初始位置向下进入最终位置和从最终位置向上进入初始位置的摆动运动。在图1中用双箭头3表示可能的摆动运动的两个方向。

为了使供电单元10，10′与充电器20机械耦合，所述至少一个导向板条12通过相应的滑动运动在箭头2方向上插到对应的容纳装置22内，由此得到在图1中所示的初始位置。接着通过由旋转铰链23给定的摆动运动将供电单元10，10′向下压入最终位置。当供电单元10的壳体底面13碰到充电器20中的容纳凹槽24的上侧面时，达到最终位置。通过弹簧26的弹簧压力28使供电单元10，10′保持在最终位置。在最终位置，在供电单元10，10′与充电器20之间通过弹簧26产生电接触，该弹簧同时起到电接触弹簧作用，由此可以使供电单元10，10′的未示出的蓄电池充电。

图3示出用于通过侧凹滑动配合29使供电单元与充电器耦合的装置的示意图。与前面附图的部件或元件相应的部件或元件设置相同的参考标记。示出了图1中的供电单元10，它在前部区域具有导向板条12，该导向板条嵌入到充电器20的容纳装置22内，其中导向板条12和容纳装置22这样构造，使得导向板条12只能滑动进入容纳装置22中。为此供电单元10或其壳体11坐落在充电器20的上侧面31上然后在该平面31上这样在箭头32方向上移动，使得导向板条12插入容纳装置22中。该容纳装置22在此具有矩形的开口33，它接收同样矩形的导向板条12。在此这样选择开口33和导向板条12的尺寸，使得只能通过壳体11在箭头32方向上滑动实现壳体11与充电器20的耦合或者逆着箭头32方向脱开。即在该实施方式中壳体11或供电单元10不可能通过摆动运动耦合或脱耦。在充电器20的容纳装置22的相反端部上设置一个弹簧26，它例如以电接触弹簧构成。该弹簧26这样作用于供电单元10的壳体11上，使得壳体11通过导向板条12保持在开口33内并由此保持在充电器20上。

在图4中示意示出图3的装置，其中该装置处于壳体11可与充电器20脱开的状态。为此使壳体11在箭头34方向上朝着弹簧26滑动，使得壳体11的导向板条12从容纳装置22的开口33中运动出来，其中弹簧26偏转。如果导向板条12从开口33中运动出来，则壳体11可以在箭头35方向上摆动，以便将供电单元10从充电器20中取出。

为了将壳体11插入充电器20内，首先将壳体11以其后部区域以角度36放置到充电器20的上侧面31上，通过壳体11的虚线轮廓37表示，由此使弹簧26偏转。接着将壳体11完全翻转到充电器20的上侧面31上，由此导向板条12可以滑入容纳装置22的开口33中。

侧凹滑动配合29、旋转铰链23和弹簧26这样构造，使得侧凹滑动配合29和旋转铰链23可以自动脱开。为此这样选择弹簧26的形状和力，使得当充电器与壳体11一起受到临界的冲击力、例如掉到硬地面上时壳体11可以自动从侧凹滑动配合或旋转铰链中脱出。为此这样选择弹簧26的弹簧压力28，使得弹簧26从临界的冲击力起才可偏转，该冲击力当然也可以有意地通过壳体的运动来施加，由此壳体11可以与充电器脱离，其中弹簧26可偏转这样多，使得导向板条12可以从容纳装置22中出来。

在按照图5的充电装置20优选实施方式俯视图中可以看到用于容纳供电单元10的接收凹槽24以及为了使充电器20与供电单元10电耦合而设置的接触件41，42。在所示实施方式中在充电装置20中设置四个接触件41，42。供电单元10相应地也具有四个接触件45，它们用作对应接触件。两个接触件41用于供电，两个接触件42用于数据传输。接触件41，42并排地设置，其中它们的布置原则上可以以任意顺序进行。按照本发明，充电装置的接触件41，42与供电单元的接触件45这样共同作用，使得只在供电单元10在充电器20中处于确定的最终位置中时才进行充电过程。这是可能的，因为充电装置20的第一接触件41与充电装置20的第二接触件42相比突出地设置。尤其在按照图5a的放大图中可以清楚地看到该突出的设置。接触件41，42在侧壁43的区域中设置在容纳凹槽24的区域中。在所示实施方式中，两个用于供电的接触件41比两个用于数据传输的接触件42从侧壁43突出更多。由此，第一接触件41突出于第二接触件42。至少突出的第一接触件41以弹簧接触件构成。当供电单元10在充电装置20中处于最终位置时第一接触件41被供电单元的相应第一对应接触件45这样强地挤压，即朝向侧壁方向挤压，使得缩回的第二接触件42也被供电单元的相应第二接触件45接触。这样选择弹簧接触件41的相对位置和/或弹簧力，使得只在最终位置所有四个接触件41，42与供电单元的对应接触件45接触。只有在达到最终位置后两个接触件42，45也相互接触，因为在该最终位置中弹性的第一接触件41被这样强地加载，使得相对于第二接触件42突出的第一接触件41与第二接触件42之间的距离被这种程度补偿或消除，以致充电装置20和供电单元10各自的第二接触件42，45相互接触。

在图5及5a中还示出附加的机械耦合元件和/或导向元件47，它们的作用是，将供电单元10简单且可靠地带入最终位置并保持在那里。这些机械耦合元件和/或导向元件在所示实施方式中设置在容纳凹槽24的区域中并且以凸起、尤其是角锥形凸起的形式构成。它们嵌入到壳体底面13中的未示出的凹部内并由此在供电单元10与充电装置20之间形成形状锁合。

Claims (8)

1.用于使尤其是用于与电网无关地供电的电器具(30)、尤其是手持式工具机的供电单元(10)与充电装置(20)电耦合的装置，其中，供电单元(10)安置在壳体(11)内，在该壳体中安置至少一个可通过充电装置(20)充电的蓄电池，该供电单元(10)以及充电装置(20)分别具有至少一个第一和第二接触件(41，42，45)，其特征在于，供电单元(10)的第一和第二接触件(45)与充电装置(20)的第一和第二接触件(41，42)这样共同作用，使得只在供电单元(10)在充电装置(20)中处于确定的最终位置中时进行充电过程。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述供电单元(10)的第一和第二接触件(45)只在所述最终位置中完全接触充电装置(20)的第一和第二接触件(41，42)。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，充电装置(20)的至少一个第一接触件(41)与充电装置(20)的第二接触件(42)相比突出地设置或者供电单元(10)的至少一个第一接触件(45)与供电单元(10)第二接触件(45)相比突出地设置。

4.如上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，充电装置(20)或供电单元(10)的至少一个接触件(41，45)是弹性的接触件(41)。

5.如权利要求3或4所述的装置，其特征在于，充电装置(20)或供电单元(10)的至少一个与充电装置(20)或供电单元(10)的第二接触件(42)相比突出设置的第一接触件(41)具有弹性，该弹性这样设计，使得只在所述最终位置中供电单元(10)和充电装置(20)的对应第二接触件(45)相互接触。

6.电器具，尤其是手持式工具机，包括如上述权利要求之一所述的用于使供电单元(10)与充电装置(20)电耦合的装置。

7.供电单元，包括如权利要求1至5之一所述的用于使供电单元(10)与充电装置(20)电耦合的装置。

8.充电装置，包括如权利要求1至5之一所述的用于使供电单元(10)与充电装置(20)电耦合的装置。

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