CN103021644A - 具有至少一充电线圈的手持工具装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及手持工具装置（20），具有至少一充电线圈（22），它具有一线圈芯（24），该线圈芯至少部分地由陶瓷材料形成，并且该充电线圈用于传递能量。本发明提出，所述线圈芯（24）设计成复合零部件。

Description

具有至少一充电线圈的手持工具装置

背景技术

建议一具有至少一充电线圈的手持工具装置，它具有一线圈芯，该线圈芯至少部分地由陶瓷材料形成。 

发明内容

本发明源自具有至少一充电线圈的手持工具装置，它具有一线圈芯，该线圈芯至少部分地由陶瓷材料形成，并且充电线圈用于传递能量。 

本发明建议，所述线圈芯设计成复合零部件。“充电线圈”尤其指的是具有至少一卷绕的、尤其缠绕的电导体的线圈，它用于在至少一运行状态发送和/或最好接收能量，用于尤其一手持工具蓄电池充电和/或放电。尤其充电线圈用于，将接收的能量直接、尤其通过变压器输送到耗电器。充电线圈最好用于，使交流电流转换成交变磁场和/或反之。一个具有手持工具蓄电池并具有充电器和/或手持工具的系统最好具有至少两个相互协调的、由使用者在空间上可分开的充电线圈，由此在至少一运行状态至少一充电线圈用于产生交变磁场，它在至少另一充电线圈里面感应交流电。充电线圈尤其用于，由电网和/或类似的电源或发电机、尤其通过变压器电路获得并传递能量，其中尤其适用30Hz至60Hz的频率和/或100V至300V的电压。备选地充电线圈通过变压器电路以直流电、例如来自汽车的车载电源供给能量。“线圈芯”尤其指的是一零部件，它用于集束尤其由充电线圈的卷绕的电导体产生的电磁场，并且最好使电磁力线导引到另一充电线圈。所述线圈芯有利地具有至少一磁场集束元件，其总体上构成线圈芯体积的至少40%、有利地至少60%、特别有利地至少80%、最好至少90%。“磁场集束元件”尤其指的是一个元件，它由最好铁磁的、尤其软磁的材料构成。备选地也可以设想，使用铁磁和/或非铁磁的材料。该至少一“磁场集束元件”最好具有大于100、优选大于1000、特别优选大于5000的相对磁导率。尤其所述线圈芯至少部分地设置在充电线圈的内室里面。充电线圈的“内室”尤其指的是，分别与分别位于充电线圈卷绕的电导体上的两个点之间的至少一连接线相交的点的数量。“设置”尤其指的是专门地设计和/或配备。与此相关，定义“传递”尤其指的是，充电线圈设置用于利用磁场传输能量。充电线圈最好设置用于，通过电绝缘层传递能量。优选电绝缘层是至少手持工具装置外壳的部位。“复合零部件”尤其指的是由至少两个、尤其任意多个、由至少两种材料制成的部件，它们相互至少材料连接。尤其所述部件分别在至少一空间方向上具有至少100nm、尤其至少1μm、有利地至少10μm、最好至少100μm的长度。所述复合零部件尤其形成一结构组件，它与卷绕的电导体分开地装配在充电线圈上。所述复合零部件最好与通过材料连接工艺产生的零部件不同，材料连接工艺使电导体与线圈芯连接。通过按照本发明的扩展结构尤其可以达到提高的断裂可靠性和/或形状保持性。所述线圈芯尤其用于，在断裂时至少基本保持其初始形状。“基本保持其初始形状”尤其指的是，在线圈芯断裂后，线圈芯体积的至少50%、尤其至少70%、有利地至少80%、最好至少95%以小于5mm、有利地小于2mm地偏离初始的位置。 

有利地建议，所述线圈芯具有至少一磁场集束元件，它由陶瓷材料制成。尤其至少所述一磁场集束元件由铁氧体构成。“陶瓷材料”尤其指的是非金属的无机的和多晶的材料，它尤其通过燃烧工艺、最好烧结工艺制成，其中原料最好以细颗粒状、尤其以粉末呈现。“铁氧体”尤其指的是铁磁的陶瓷材料，它至少大部分、尤其至少70%、有利地至少80%、最好至少90%由氧化铁（Fe₂O₃和/或Fe₃O₄）、最好以烧结工艺构成。铁氧体尤其具有镍、锌和/或锰化合物。这种材料尤其以非常小的损失同时实现有效的集束。备选地也可以由金属的、最好铁磁的颗粒、尤其小球形成线圈芯，其至少部分地由陶瓷材料包围，尤其衬入到陶瓷的母体里面。 

此外建议，所述线圈芯至少基本环面形地构成。“基本环面形”的物体尤其指的是，存在至少一环，它完全位于物体里面，其中至少50%、尤其至少70%、有利地至少90%、最好至少95%的物体的点是环的组成部分。“环”尤其指的是一物体，其点在横截面围绕最好位于横截面以外的旋转轴线旋转时通过横截面扫过，其中横截面和旋转轴线位于一个平面里面。“横截面”尤其指的是由至少一封闭的线限制的两维物体。此外可以设想环面形扩展结构，在其中横截面沿着一最好规则的多角形导引。备选地可以使线圈芯设计成圆盘和/或有利地设计成环盘。备选地可以设想，具有其它的、专业人员视为有意义的形状的盘，但是有利地具有矩形的、最好正方形的基本形状。所述线圈芯的形状尤其取决于充电线圈的形状。尤其可以提供节省材料的和/或有效的线圈芯。 

此外建议，所述线圈芯具有至少一磁场集束元件，它至少基本环面形地构成。尤其可以提供节省材料的和/或有效的线圈芯。 

有利地建议，所述线圈芯至少部分地由薄膜构成。“薄膜”尤其指的是扁平的、最好柔性的材料，它至少在展开状态在两个空间方向上具有延展，它大于薄膜厚度的至少10倍、尤其100倍、最好1000倍。薄膜的厚度尤其最多3mm、有利地最多1mm、最好最多0.3mm。所述薄膜尤其至少部分地由纤维材料、尤其由天然纤维、矿物纤维、玻璃纤维和/或碳素纤维构成。纤维材料尤其用于提高薄膜的撕裂强度。在此所述薄膜尤其由编织物构成。所述薄膜最好直接与所述至少一磁场集束元件连接、尤其焊接和/或粘接。所述薄膜尤其通过注塑在线圈芯的部件上形成。尤其可以实现线圈芯在断裂情况下的形状稳定性，例如在手持工具装置掉下来的时候，方式是使产生的碎块通过与薄膜的形状配合连接保持位置，由此尤其至少基本保持线圈芯的磁场集束特性。 

此外建议，所述薄膜形成至少一部分线圈芯表面。线圈芯“表面”尤其指的是线圈芯所有表面的总和，它在拆出状态和/或在安装线圈芯之前的状态可以自由接触到。所述薄膜最好设置在线圈芯的至少一个侧面上，它至少在装配位置平行于充电线圈的线圈主平面。线圈的“线圈主平面”尤其指的是的一个平面，它垂直地相交磁力线的至少50%、尤其至少70%、最好至少90%，磁力线在线圈运行状态由线圈的卷绕的电导体产生、尤其在没有磁场集束元件影响的状态。这尤其可以实现本发明的价廉的扩展结构。备选地可以设想扩展结构，在其中所述薄膜设置在部件之间、尤其磁场集束元件之间，由此尤其可以实现提高稳定性和/或改善形状稳定性并由此改善功能稳定性。 

此外建议，所述线圈芯至少部分地由弱弹性材料制成。“弱弹性”材料尤其指的是弹性模量小于5kN/mm²、尤其小于2 kN/mm²、有利地小于0.5 kN/mm²、最好小于0.1 kN/mm²的材料。弱弹性的材料是聚合物、尤其塑料、例如PVC、PVB、PP、PA和/或橡胶。尤其至少所述薄膜至少部分地由弱弹性材料构成。备选地可以设想扩展结构，在其中大量磁场集束元件、尤其以粉末形状、最好以小于100μm的颗粒直径、和/或以小球的形状至少部分地由弱弹性材料包围，尤其在母体里面衬入弱弹性材料。尤其可以实现，至少部分线圈芯在断裂前是可靠的，由此可以提高形状稳定性并由此提高功能稳定性。 

此外提出手持工具蓄电池、充电器和手持工具，其具有至少一按照本发明的手持工具装置。此外提出由手持工具蓄电池、充电器和/或手持工具组成的系统。所述手持工具蓄电池设置尤其用于，在充电状态感应地接收充电器的电能并且在运行状态将电能、尤其感应地传到手持工具。手持工具蓄电池尤其设计成与手持工具独立的模块。备选地可以设想，手持工具蓄电池集成到手持工具里面，其中尤其可更换地固定蓄能单元，它由于出现老化可能失去其蓄能容量。通过使用感应的能量传递尤其可以放弃金属的接触位置，它们能经常机械地承载、腐蚀并改变其电特性。尤其手持工具蓄电池的手持工具装置尤其具有电路，它用于，将在手持工具装置的充电线圈里面感应的交流电转换成可以储存在蓄能单元里面的直流电和/或由蓄能单元取出的直流电转换成交流电，用于由此馈电充电线圈并传递能量到对应的充电线圈。 

附图说明

由下面的附图描述给出其它优点。在附图中示出本发明的实施例。附图、描述和权利要求含有大量特征组合。专业人员也可以适宜地单独考虑特征并且组成有意义的其它组合。 

图1示出具有手持工具蓄电池和充电器的系统；

图2示出本发明的另一个实施例；

图3示出充电线圈的另一扩展结构的截面图。

具体实施方式

在图1中示出的系统10具有手持工具蓄电池12和充电器14。手持工具蓄电池12具有手持工具装置20。手持工具装置20具有带有线圈芯24的充电线圈22，线圈芯部分地由陶瓷材料构成。此外充电线圈22具有卷绕的电导体28。此外充电线圈22具有线圈支架30。卷绕的电导体28由绝缘金属丝、多股导线或高频芯线构成。卷绕的电导体28缠绕在线圈支架30上。充电线圈22用于传递能量。线圈芯24设计成复合零部件。线圈芯24具有磁场集束元件26，它由陶瓷材料制成。磁场集束元件26由铁氧体构成。磁场集束元件26一体地在模压和烧结工艺中制成。线圈芯24环面形地构成。磁场集束元件26环面形地构成。磁场集束元件26具有U形横截面。磁场集束元件26具有3mm的材料厚度。充电线圈22具有66mm的直径。磁场集束元件26在外侧面32、设置在充电线圈22内室40里面的内侧面34和平行于充电线圈22的线圈主平面设置的上侧36上包围卷绕的电导体28。磁场集束元件26顶靠在线圈支架30的内侧面34和上侧36上。线圈芯24部分地由薄膜38构成。薄膜38形成线圈芯24的表面。整个磁场集束元件26由薄膜38包围。如果发生磁场集束元件26的断裂，则产生的碎片通过薄膜38包裹并且保持形状。薄膜38与磁场集束元件26粘接薄膜38由弱弹性材料制成。薄膜38由PVB制成。它具有0.01kN/mm²的弹性模量。 

在备选扩展结构中可以放弃线圈支架30，在其中卷绕的电导体28直接缠绕在磁场集束元件26上。此外可以设想扩展结构，在其中放弃在上侧36上布置磁场集束元件并且线圈芯24由两个设计成圆柱形环的磁场集束元件构成。也可以设想扩展结构，其中仅仅在充电线圈22内室40里面设置至少一磁场集束元件。 

此外可以设想扩展结构，其中薄膜38仅仅设置在磁场集束元件26表面的一个或两个局部部位42,44上，它们平行于线圈主平面并且由形成上侧36的磁场集束元件26的部分形成。在这种情况下薄膜38由一个或两个环盘形的薄膜部件形成。 

充电线圈22直接设置在手持工具蓄电池12的外壳壁50上。如果手持工具蓄电池12位于其充电位置，如同在图1中所示的那样，则充电线圈22设置在充电器14的类似充电线圈52的附近范围（只示意表示）。充电器14的充电线圈52设置在充电器14的外壳壁54上，由此使充电线圈22,52在充电位置仅仅通过两个外壳壁50,54分开。外壳壁54在这个实施例中具有壳形造型56，它用于包围手持工具蓄电池12的外壳壁50并且保证可靠的充电位置。此外可以设有定位机构，它们使外壳壁50,54相互连接。备选地可以使充电器14的外壳壁在充电器14的充电线圈52部位至少基本扁平地构成。充电器14在这种情况下用于使手持工具蓄电池12在充电过程中尤其不固定地放置在扁平部位。充电器14最好具有标记，它给操作者指示充电线圈52位置。 

充电线圈22,52的磁场集束元件26形成基本封闭的磁场导引部。由其中一个磁场线圈22,52产生的磁场60包围两个充电线圈22,52的卷绕的电导体28，不会使磁场60辐射到敞开空间里面的其它部件。由此可以实现有效的能量传递和/或保持EMV方针。 

在这里未详细示出的工具机类似地构造并且具有容纳体，它用于容纳手持工具蓄电池12。在此蓄电池例如可以通过定位或旋转机构固定在容纳体里面。 

在图2至3里面示出本发明的另两个实施例。下面的描述基本局限于实施例的差别，其中相同的零部件、特征和功能可以参阅其它实施例、尤其图1和2的描述。为了区别实施例在图2至3的实施例附图标记上添加字母a或b。相同示出的零部件、尤其以相同附图标记表示的零部件原则上也可以参阅尤其图1和2的其它实施例的附图和/或描述。 

图2示出充电线圈22a的另一扩展结构的截面图。充电线圈22a具有线圈芯24a。线圈芯24a由磁场集束元件26a和薄膜38a构成。薄膜38a粘接在磁场集束元件26a的上侧上，用于使集束元件在断裂的情况下保持形状。充电线圈24a具有卷绕的电导体28a，它设计成盘。磁场集束元件26a基本设计成盘。磁场集束元件26a具有边缘。电导体28a通过其上侧36a粘接在磁场集束元件26a上。磁场集束元件26a的边缘包围卷绕的电导体28a在其外侧面32a上。线圈芯24a旋转对称地构成。在其它扩展结构中可以放弃边缘。 

图3示出充电线圈22b的另一扩展结构的截面图。充电线圈22b的线圈芯24b由两个磁场集束元件26b，27b和薄膜38b形成。磁场集束部件26b，27b分别设计成圆盘，其中磁场集束元件27b具有三倍于磁场集束元件26b这样大的直径。薄膜38b设置在磁场集束元件26b，27b之间。薄膜在磁场集束元件27b整个基面上延伸。薄膜38b粘接磁场集束元件26b，27b成旋转对称的物体。充电线圈22b具有卷绕的电导体28b，它围绕磁场集束元件26b缠绕。 

Claims (11)

1.手持工具装置，具有至少一个充电线圈（22,52），它具有至少一个线圈芯（24），该线圈芯至少部分地由陶瓷材料形成，并且该充电线圈用于传递能量，其特征在于，所述线圈芯（24）设计成复合零部件。

2.如权利要求1所述的手持工具装置，其特征在于，所述线圈芯（24）具有至少一个磁场集束元件（26），它由陶瓷材料制成。

3.如上述权利要求中任一项所述的手持工具装置，其特征在于，所述线圈芯（24）至少基本环面形地构成。

4.如上述权利要求中任一项所述的手持工具装置，其特征在于，所述线圈芯（24）具有至少一个磁场集束元件（26），它至少基本环面形地构成。

5.如上述权利要求中任一项所述的手持工具装置，其特征在于，所述线圈芯（24）至少部分地由薄膜（38）构成。

6.如权利要求5所述的手持工具装置，其特征在于，所述薄膜（38）形成线圈芯（24）表面的至少一部分。

7.如上述权利要求中任一项所述的手持工具装置，其特征在于，所述线圈芯（24）至少部分地由弱弹性材料制成。

8.手持工具蓄电池，具有如权利要求1至7中任一项所述的手持工具装置（20）。

9.充电器，具有如权利要求1至7中任一项所述的手持工具装置（20）。

10.手持工具，具有如权利要求1至7中任一项所述的手持工具装置（20）。

11.系统，具有如权利要求8所述的手持工具蓄电池、如权利要求9所述的充电器和/或如权利要求10所述的手持工具。

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