CN110785873B - 蓄电池组接口装置、蓄电池组和手持式工具机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有至少一个连接单元的蓄电池组接口装置，所述连接单元构造用于使蓄电池组与用电器可松脱地机械连接，其中，机械连接能够通过蓄电池组相对于用电器的相对运动来松脱。提出了，蓄电池组接口装置具有保险单元，所述保险单元如此构造，使得在保险单元的未触发状态中机械连接能够通过蓄电池组相对于用电器的所述相对运动来松脱并且在保险单元的触发状态中机械连接能够通过另外的相对运动来松脱，所述另外的相对运动不同于所述相对运动。

Description

蓄电池组接口装置、蓄电池组和手持式工具机
技术领域
本申请涉及一种蓄电池组接口装置、一种蓄电池组和一种手持式工具机。
背景技术
已经已知具有蓄电池组接口装置的手持式工具机和蓄电池组。
发明内容
本发明涉及一种蓄电池组接口装置，其具有至少一个连接单元，所述连接单元构造用于使蓄电池组与用电器可松脱地机械连接，其中，机械连接能够通过蓄电池组相对于用电器的相对运动来松脱。提出了，蓄电池组接口装置具有保险单元，所述保险单元如此构造，使得：在保险单元的未触发状态中，机械连接能够通过蓄电池组相对于用电器的所述相对运动来松脱；并且，在保险单元的触发状态中机械连接能够通过另外的相对运动来松脱，所述另外的相对运动不同于所述相对运动。有利地，通过保险单元，能够在与用电器连接的蓄电池组的高机械负荷的情况下、例如在坠落时阻止由于连接的脱开而引起的损坏。
蓄电池组接口装置能够构造为蓄电池组的部分或者用电器的部分。附加地或者替代地也能够想到，蓄电池组接口装置构造为适配器的部分，蓄电池能够通过该适配器与用电器连接。适配器尤其是布置在蓄电池组和用电器之间。用电器能够尤其构造为便携式器具。优选地，用电器构造为诸如割草机或者绿篱剪的园艺器具，构造为诸如角磨机、起子机、电钻、钻锤等的手持式工具机，或者构造为诸如激光测距仪的测量工具。替代地也能够想到，用电器能够构造为收音机、灯具或者抽吸装置。蓄电池组接口尤其设置用于由蓄电池组和手持式工具机构成的系统，在该系统中，蓄电池组的重量份额是总重量的至少1/8、优选总重量的至少1/4、优选总重量的至少1/3。就这种重量比而言，由于蓄电池组的大重量和蓄电池组的质量惯性，在所述系统掉落的情况下会出现机械连接的非常高的负荷，该负荷会导致机械连接的不可逆的损坏。
蓄电池组装置的连接单元尤其构造用于建立与相对应的机械接口的、力锁合和/或形状锁合的连接。蓄电池组装置的连接单元和相对应的机械接口分别布置在待与彼此可松脱地连接的器具中的一个器具上。替代地能够想到，相对应的机械接口也构造为另外的蓄电池组装置的连接单元。在上下文中，“可松脱连接”尤其应当理解为可无需工具且无损地松脱的连接。有利地，蓄电池组接口装置的连接单元或者相对应的机械接口包括至少一个操纵元件，通过所述操纵元件能够将蓄电池组与用电器的连接可松脱地固定。
此外，蓄电池组包括至少一个蓄电池单体和电接口，所述至少一个蓄电池单体能够通过所述电接口与用电器电连接。蓄电池单体能够构造为原电池，所述原电池具有以下结构，其中，一个单体电极位于一个端部上并且另一个单体电极位于对置的端部上。尤其地，蓄电池单体在一个端部上具有正单体电极并且在对置的端部上具有负单体电极。蓄电池单体优选构造为镍镉蓄电池单体或者镍氢蓄电池单体、特别优选地构造为锂基蓄电池单体。蓄电池组的蓄电池电压通常是单个蓄电池单体的电压的多倍，并且，由蓄电池单体的连接方式(并联或者串联)得出。因而，就具有3.6V的电压的常见蓄电池单体而言得出3.6V、7.2V、10.8V、14.4V、18V、36V、54V、108V等示例性的蓄电池电压。优选地，蓄电池单体构造为至少基本上圆柱形的圆单体，其中，单体电极布置在圆柱形状的端部上。电接口尤其包括至少两个电接触元件，所述电接触元件构造用于传输能量。替代地或者附加地，电接口能够具有用于感应充电的次级充电线圈元件。附加地，电接口能够具有另外的接触元件，所述另外的接触元件构造用于将优选通过电子部件求得的附加信息传输到用电器。在此例如能够涉及蓄电池组的充电状态、在蓄电池组之内的温度、蓄电池组的编码或者剩余容量。能够想到，电子部件调节或者控制蓄电池组的充电过程和/或放电过程。电子部件能够具有例如至少一个电路板、计算单元、晶体管、电容器和/或存储器。此外，电子部件能够具有一个或者多个传感器元件，例如以用于求得在蓄电池组之内的温度。替代地或者附加地，电子部件能够具有编码元件、例如编码电阻。
所述相对运动尤其从连接状态进行到松脱状态。在连接状态中，蓄电池组尤其与用电器电连接。在连接状态中，蓄电池组优选固定在手持式工具机上，其中，该固定能够通过操纵元件松脱。操纵元件能够构造为例如按钮、杠杆、或者按键。在松脱状态中，蓄电池组不与用电器电连接。在松脱状态中，蓄电池组尤其不与用电器机械接触。优选地，连接单元如此构造，使得用于松脱蓄电池组的相对运动相应于用于连接蓄电池组的相对运动的反向运动。
保险单元尤其构造成可通过作用在蓄电池组和/或用电器上的作用力而被触发，其中，优选，作用在蓄电池组上的作用力与作用在用电器上的作用力不同。用于触发保险单元的力的作用方向尤其构造得与所述相对运动不同。
此外提出了，所述相对运动平移地和/或旋转地构造。尤其的，所述相对运动具有彼此独立的直至三个平移运动自由度和直至三个旋转运动自由度。运动自由度的总数限定所述相对运动的自由度。具有一个、两个或者三个平移运动自由度的相对运动沿着直线、在平面上或者在空间中地线形进行。具有一个、两个或者三个旋转运动自由度的相对运动围绕一个、两个或者三个垂直于彼此的转动轴线转动地进行。所述相对运动的自由度优选最大是五。
此外提出了，所述相对运动具有单个运动自由度。有利地，由此能够通过单一的运动过程来将连接松脱。尤其地，所述相对运动具有一个自由度，该自由度具有单个旋转运动自由度。示例性地，所述连接能够通过枢转运动来松脱。优选地，所述相对运动具有一个自由度，该自由度具有单个平移运动自由度。示例性地，所述连接能够通过推出被松脱。
此外提出了，所述另外的相对运动平移地和/或旋转地构造。尤其的，所述另外的相对运动为将蓄电池组与用电器的连接松脱具有与所述相对运动不同的自由度。尤其地，所述另外的相对运动的自由度增加了一。优选地，所述另外的相对运动具有与所述相对运动不同的至少一个运动自由度。如果所述相对运动具有平移运动自由度，则所述另外的相对运动能够替代地或者附加地具有旋转运动自由度或者不同的平移运动自由度，反之亦然。
此外提出了，连接单元具有可运动地受支承的保险元件。保险元件能够构造成可平移地受支承和/或可旋转地受支承。保险元件在保险单元的触发状态中与在保险单元的未触发状态中相比布置在不同的位置中。
此外提出了，保险元件可围绕枢转轴线枢转地受支承，所述枢转轴线尤其是沿着所述相对运动延伸。有利地，由此能够实现非常紧凑的蓄电池组装置。优选地，枢转运动围绕枢转轴线的张开角度由至少一个止挡元件、优选两个止挡元件限界。最大张开角度尤其基本上为180°、优选基本上为90°。
此外提出了，保险单元具有复位元件，所述复位元件以力加载保险元件。尤其地，复位元件如此以力加载保险元件，使得保险元件保持在未触发状态中。替代地或者附加地也能够想到，复位元件将保险元件逆着一运动方向——所述保险元件沿着该运动方向从未触发状态中运动到触发状态中——以力加载保险元件。优选地，复位元件直接加载保险元件。然而也能够想到，复位元件间接加载保险元件，例如通过至少一个另外的构件。尤其是如果作用在可运动的保险元件上的力超过了极限值，则进行保险单元的触发。该极限值在此基本上通过复位元件作用在保险元件上的力来确定。
此外提出了，保险元件构造为导轨。有利地，蓄电池组装置由此能够在相对运动期间由保险元件引导。
此外提出了，复位元件构造为卡锁球或者支腿弹簧(Schenkelfeder)。有利地，由此能够实现作用在保险元件上的高复位力。替代地，复位元件也能够构造为板簧、扭转弹簧、扭转杆等。
附图说明
其他优点从下面的附图描述中得出。附图、说明书包罗许多特征组合。技术人员也适宜地单个观察所述特征并且将其概括为有意义的其他组合。
附图示出：
图1具有根据本发明的蓄电池组接口装置的蓄电池组的立体视图；
图2根据图1的蓄电池组接口装置的分解图；
图3具有在非操纵状态中的蓄电池组接口装置的、与手持式工具机连接的蓄电池组的横截面；
图4具有在操纵状态中的蓄电池组接口装置的、从手持式工具机松脱的蓄电池组的横截面；
图5蓄电池组接口装置的替代实施方式的分解图；
图6由手持式工具机、适配器和蓄电池组构成的系统。
具体实施方式
在图1中以立体视图示出具有蓄电池组接口装置100的蓄电池组10。蓄电池组10示例性地构造为手持式工具机蓄电池组并且构造成能够与构造为手持式工具机210(参见图6)的用电器200如此电连接和机械连接，使得手持式工具机210能够通过蓄电池组10被供应以能量。蓄电池组10具有壳体12，所述壳体多件式地构造。壳体12在其下侧具有基体14，在其上侧具有接口壳体部件16并且在其侧面具有两个对置的侧壁18。壳体部件14、16、18通过螺钉连接20而彼此连接。在蓄电池组10的前侧上布置有充电状态指示器22，通过所述充电状态指示器能够指示蓄电池组10的充电状态。充电状态指示器22集成在壳体12、尤其是基体14中。壳体12、尤其是接口壳体部件16包括具有连接单元24和电接口26的蓄电池组接口装置100。连接单元24和电接口26构造用于将蓄电池组10可松脱地安装和电连接在手持式工具机210或者适配器300(参见图6)上，所述手持式工具机或者适配器分别具有相对应的机械接口和电接口。
蓄电池组10示例性地构造为推装式蓄电池组。在安装蓄电池组10时，手持式工具机210或者适配器300的、例如为导向槽和导向肋的接收器件为了接收连接单元24的相对应的保险元件28而与其嵌接，其中，蓄电池组10借助于蓄电池组10相对于手持式工具机210或者适配器300的相对运动25而沿着接收器件被导入，并且，蓄电池组10的保险元件28被推入到手持式工具机210的相对应的机械接口126或者适配器300(参见图6)的相对应的接口126中。用于连接蓄电池组10的相对运动25和用于松脱蓄电池组10的相对运动27分别具有一个自由度。尤其地，相对运动25、27分别具有相同构造的单个平移运动自由度。用于连接蓄电池组10的相对运动25与用于松脱蓄电池组10的相对运动27方向相反地进行。
为了将蓄电池组10与手持式工具机210或者与适配器300锁定，连接单元24具有锁定元件30。锁定元件30构造为弹簧加载的卡锁元件，所述卡锁元件可枢转地支承在蓄电池组10的壳体12中。所述锁定通过沿着相对运动25推入蓄电池组10来实现，其中，锁定元件30在相对运动结束时卡入卡接位置中。为了解除锁定，连接单元24具有构造为按钮的操纵元件32，所述操纵元件与锁定元件30运动耦合。通过操纵操纵元件32，锁定元件30向内运动到蓄电池组10的壳体12中，并且，在蓄电池组10和手持式工具机210或者适配器300之间的锁定被解除，使得能够利用相对运动27来松脱蓄电池组10。
在蓄电池组10的壳体12中接收至少一个蓄电池单体34(参见图3)，其中，在这个实施方式中，蓄电池组10示例性地具有十个并联或者串联的蓄电池单体34。蓄电池单体34彼此之间的连接通过构造为单体连接器的集电器(未示出)来实现。集电器构造用于蓄电池单体34彼此之间的、以并联连接或者串联连接形式的电连接。在基体14和接口壳体部件16之间的区域中布置有电子部件38(参见图4)。电子部件38包括电路板40。电子部件38与充电状态指示器22连接。在电路板40上布置有电接触元件(未示出)和另外的接触元件(未示出)，所述电接触元件设置用于蓄电池组10的充电和放电，所述另外的接触元件构造用于将状态信息、例如蓄电池组10的充电状态或者温度传送到手持式工具机210。电接触元件和另外的接触元件配属于电接口26。电接触元件与电子部件38并与蓄电池单体34连接。
在图2中，以分解图示出接口壳体部件16和能够与接口壳体部件16连接的蓄电池组接口装置100。连接单元24的保险元件28通过旋转铰接部102可围绕枢转轴线104(参见图3)枢转地支承。保险元件28构造为导轨，所述导轨尤其是沿着相对运动25、27延伸。枢转轴线104沿着相对运动25、27或者说沿着导轨的纵向走向延伸。保险元件28部分地布置在接口壳体部件16的槽口106中。接口壳体部件16和保险元件28分别具有横向孔部17、29，杆状的连接元件108嵌接到所述横向孔部中。通过连接元件108，保险元件28与接口壳体部件16可枢转地连接。此外，蓄电池组接口装置100具有保险单元110，所述保险单元具有多个构造为卡锁球112的复位元件114。复位元件114布置在蓄电池组10的壳体12之内。复位元件114可平移运动地支承在蓄电池组10的壳体12中。
在图3中示出与手持式工具机210处于连接状态中的蓄电池组10的横截面。在连接状态中，蓄电池组沿着相对运动25完全被推入。在图3中示出在未触发状态中的保险单元110。在连接状态中，蓄电池组10通过锁定元件30固定在手持式工具机210上。在连接状态中，蓄电池组10与手持式工具机210电连接。在横截面中，保险元件28具有凸轮状区域29。此外，保险元件28具有止挡116，复位元件114在连接状态中贴靠在所述止挡上。此外，保险元件28、尤其是保险元件28的凸轮状区域29在保险单元110未被触发的情况下在连接状态中贴靠在手持式工具机210的形成导向槽的壳体部件212上。壳体部件212构造为导向肋。保险元件28至少区域地基本上无间隙地被接收在导向槽中。
保险元件28的枢转运动朝向一个方向通过手持式工具机210的壳体部件212限界，并且，朝向另一个方向通过贴靠在止挡116上的复位元件114限界。在通过壳体部件212限界的方向上，保险元件28朝向蓄电池组10的方向的枢转运动受限界。在通过贴靠在止挡116上的复位元件114限界的方向上，保险元件28朝向手持式工具机210方向的枢转运动受限界。
为了在保险单元110未触发的情况下使蓄电池组10从连接状态转换到松脱状态，必须首先将通过锁定元件30实现的固定解除并且在下一步骤中将蓄电池组10通过相对运动27推出。由于通过锁定元件30的固定通常仅能够由用户通过有针对性地操作来解除，因此在与手持式工具机210连接的蓄电池组10坠落的情况下，非常大的力作用在机械连接区域中，所述力能够导致蓄电池组10的壳体12和/或手持式工具机的壳体部件212在机械连接区域中的损坏。保险单元110有利地如此构造，使得它在作用在蓄电池组10的壳体12和/或手持式工具机210的壳体部件212的力非常大时尤其自动地被操纵。在坠落的情况下，由于蓄电池组10的质量惯性产生非常大的作用力118，所述作用力从保险元件28的凸轮状区域29出发作用到手持式工具机210的壳体部件212上。如果力118比作用在复位元件114和止挡116之间的摩擦力120大，则触发保险单元110，其方式是，推动、尤其是向内推动复位元件114。在保险单元110的触发状态中，保险元件28朝向手持式工具机210的方向运动。尤其地，保险元件28从导向槽中运动离开。通过保险元件28从导向槽脱出，蓄电池组10与手持式工具机210的连接能够通过另外的相对运动122来解除，所述另外的相对运动尤其是基本上垂直于相对运动27地进行。另外的相对运动122具有单个平移运动自由度，所述平移运动自由度沿着复位元件114的作用方向延伸。
在图4中示出与手持式工具机210处于非连接状态中的蓄电池组10的横截面，其中，保险单元110处于触发状态中。有利地，保险元件28的外轮廓能够如此成形，使得在松脱状态中保险元件28自动地卡入未触发状态中，以便蓄电池组10又能通过相对运动25与手持式工具机210连接。
在图5中，以分解图示出蓄电池组接口装置100的替代实施方式。一方面，在该实施方式中，蓄电池组接口装置100的布置不同。蓄电池组接口装置100布置在手持式工具机210的脚部216上并且能够与蓄电池组10的、未示出的、相对应的接口连接。保险元件28如前所述地构造为导轨并且通过连接元件108与手持式工具机210的脚部连接。作为另一区别，在实施例中，复位元件114构造为支腿弹簧124，其如此布置，使得以朝向未操纵状态的方向的力加载保险元件28。通过保险单元110实现的松脱过程在该实施例中基本上类似于先前实施例地进行。
在图6中示例性地示出蓄电池组10，所述蓄电池组通过适配器300与手持式工具机210连接。手持式工具机210示例性地构造为蓄电池-钻锤。根据本发明的蓄电池组接口100能够布置在蓄电池组10、适配器300和/或手持式工具机210上，其中，蓄电池组接口装置100的连接单元24与相对应的机械接口126或者蓄电池组接口装置100的另外的连接单元24连接。

Claims (14)

1.一种蓄电池组接口装置，其具有至少一个连接单元(24)，所述连接单元构造用于将蓄电池组(10)与用电器(200)可松脱地机械连接，其中，所述机械连接能够通过蓄电池组(10)相对于用电器(200)的相对运动(27)来松脱，其特征在于，蓄电池组接口装置(100)具有保险单元(110)，所述保险单元构造成，使得：在保险单元(110)的未触发状态中，所述机械连接能够通过蓄电池组(10)相对于用电器(200)的所述相对运动(27)来松脱；而在保险单元(110)的触发状态中，所述机械连接能够通过另外的相对运动(122)来松脱，所述另外的相对运动不同于所述相对运动(27)。
2.根据权利要求1所述的蓄电池组接口装置，其特征在于，所述相对运动(27)平移地和/或旋转地构造。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电池组接口装置，其特征在于，所述相对运动(27)具有单个运动自由度。
4.根据权利要求1或2所述的蓄电池组接口装置，其特征在于，所述另外的相对运动平移地和/或旋转地构造。
5.根据权利要求1所述的蓄电池组接口装置，其特征在于，所述连接单元(24)具有可运动地受支承的保险元件(28)。
6.根据权利要求5所述的蓄电池组接口装置，其特征在于，保险元件(28)围绕枢转轴线(104)可枢转地受支承。
7.根据权利要求5或6所述的蓄电池组接口装置，其特征在于，所述保险单元(110)具有复位元件(114)，所述复位元件以力加载保险元件(28)。
8.根据权利要求7所述的蓄电池组接口装置，其特征在于，复位元件(114)以力加载保险元件(28)，以使得保险元件(28)保持在未触发状态中。
9.根据权利要求5或6所述的蓄电池组接口装置，其特征在于，保险元件(28)构造为导轨。
10.根据权利要求6所述的蓄电池组接口装置，其特征在于，所述枢转轴线沿着所述相对运动(27)延伸。
11.根据权利要求7所述的蓄电池组接口装置，其特征在于，复位元件(114)构造为卡锁球(112)或者支腿弹簧(124)。
12.一种蓄电池组，该蓄电池组具有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的蓄电池组接口装置(100)。
13.根据权利要求12所述的蓄电池组，其特征在于，所述蓄电池组是手持式工具机蓄电池组。
14.一种手持式工具机，具有至少一个根据权利要求1至11中任一项所述的蓄电池组接口装置(100)，其中，适配器(300)布置在蓄电池组(10)和手持式工具机(210)之间。
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