CN118613350A - 具有集成的蓄电池的动力工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包含壳体(4)和位于壳体中的驱动器(7)的动力工具。壳体(4)内部包含呈软包电芯的形式的储能电芯(12)，并且至少一个接口装置(17)被包含，用于选择性地为至少一个储能电芯(12)供应电能。包含充电设备(2)和能够连接到充电设备的至少一个动力工具(3)的系统(1)，其中，所述动力工具包含第一通信装置(16)、被配置为软包电芯的至少一个储能电芯(12)和动力工具接口装置(17)，并且充电设备(12)包含第二通信装置(26)和充电器接口装置(21)，使得充电设备(2)和动力工具(3)能够连接以便用电能对至少一个储能电芯(12)进行充电，其中，充电器接口装置(21)被配置成USB插头连接器的形式，并且动力工具接口装置(17)被配置成USB插座的形式。

Description

具有集成的蓄电池的动力工具

技术领域

本发明涉及一种包含壳体和位于壳体中的驱动器的动力工具。

此外，本发明涉及一种系统，该系统包含充电设备和能够连接到充电设备的至少一个动力工具。

背景技术

从蓄电池供应电能的动力工具在现有技术中是众所周知的。为此，蓄电池基本上包含位于牢固壳体内的多个储能电芯(也称为蓄电池电芯)。藉由储能电芯，电能可以被蓄电池储存，并且也可以被提供给动力工具。

在蓄电池的壳体的一侧上，这里设置了接口，通过该接口，蓄电池可以可释放地连接到动力工具或充电设备。为了用电能给蓄电池充电，蓄电池可释放地连接到充电设备。根据现有技术，充电设备在充电设备的壳体的一侧上具有接口，通过该接口，蓄电池机械且电气地连接到充电设备。

充电设备并且特别是用于为动力工具的蓄电池充电的充电设备具有相对精巧且复杂的构型。这些充电设备相对精巧且复杂的构型是由于以下事实：充电设备尤其用于恶劣或艰苦的环境(例如，在建筑工地上或车间中)，同时在一些情况下在难处理的充电过程中，精密的蓄电池必须被供应电能。为此，这些充电设备一方面必须具有非常牢固和耐用的构型，另一方面必须采用灵敏的技术进行配置。

充电设备上的接口的构型在这里构成了特殊的技术挑战。这是因为接口通常向外开放，因此电气连接也暴露于水和/或灰尘能够通过它们渗透到充电设备的内部的风险。渗透的水可能尤其导致充电设备短路，从而永久损坏充电设备。渗透的灰尘和其他污垢也可能损坏充电设备。

发明内容

因此，本发明的目的是解决上述问题。

该目的通过独立权利要求1和6的主题来实现。根据本发明的发明主题的有利实施例可以在从属权利要求中找到。

该目的特别地通过一种包含壳体和位于壳体中的驱动器的动力工具来实现。

根据本发明，规定了呈软包电芯的形式的至少一个储能电芯位于壳体内部，并且至少一个接口装置被包含，用于选择性地向至少一个储能电芯供应电能。

根据替代性实施例，可以将至少一个接口装置配置成USB插座的形式。

根据替代性实施例，可以将接口装置配置成允许为至少一个储能电芯供应21V至60V、特别是48V的电压值。

根据替代性实施例，可以将接口装置配置成允许为至少一个储能电芯供应1A至10A、特别是5A的电流强度值。

根据替代性实施例，可以将接口装置配置成允许为至少一个储能电芯供应21W至600W、特别是240W的充电功率。

此外，该目的通过包含充电设备和能够连接到充电设备的至少一个动力工具的系统来实现。

根据本发明，该系统中规定，动力工具包含第一通信装置、被配置为软包电芯的至少一个储能电芯以及动力工具接口装置，并且充电设备包含第二通信装置和充电器接口装置，使得充电设备和动力工具能够连接以便用电能对至少一个储能电芯进行充电，其中，充电器接口装置被配置成USB插头连接器的形式，并且动力工具接口装置被配置成USB插座的形式。

进一步的优点将从以下对附图的描述中变得明显。在附图中展示了本发明的各种示例性实施例。

附图、说明书和权利要求中包含许多组合的特征。本领域技术人员也会方便地单独考虑这些特征并将它们组合来产生有用的另外的组合。

附图说明

在附图中：

图1示出了根据第一实施例的动力工具和根据第一实施例的连接到动力工具的充电设备的示意性侧视图；以及

图2示出了根据第二实施例的动力工具和根据第二实施例的连接到动力工具的充电设备的示意性侧视图。

具体实施方式

图1示出了根据第一实施例的根据本发明的系统1，该系统由根据本发明的充电设备2和根据本发明的动力工具3组成。

动力工具3被配置成例如锤钻的形式。替代性地，动力工具3还可以被设计成动力钻、锯、研磨机等形式。

也如图1所示，动力工具3主要包含壳体4、手柄5、工具配件6、驱动器7、齿轮装置8、冲击装置9、输出轴10、控制装置11和若干储能电芯12。

壳体4这里主要包含前端4a、后端4b、上端4c和下端4d。

手柄5用于握持和引导动力工具3并且位于壳体4的后端4b处。

工具配件6用于接纳和保持工具13(被实施成钻头)并且位于壳体4的前端4a处。

驱动器7被实施成无刷电动马达的形式并且用于产生扭矩。

也如图1所示，驱动器7被设计为电动马达，齿轮装置8、冲击装置9、输出轴10和工具配件6在动力工具3的壳体4中相对于彼此布置，使得驱动器7中产生的扭矩经由齿轮装置8、冲击装置9和输出轴10传输到工具配件6。

储能电芯12特别用作驱动器7的能量供应并且被实施成软包电芯的形式。根据第一实施例，被实施为软包电芯的储能电芯12位于壳体4的在手柄5附近的腔体HR中；参见图1。储能电芯12彼此连接，并经由对应的线路连接到控制装置11。控制装置11进而通过对应的线路L1连接到驱动器7。通过线路L1，电能可以从储能电芯12传递到控制装置11，并从控制装置11传递到驱动器7。

控制装置11位于动力工具3的壳体4的内部中，并且尤其包含电流测量装置14、电压测量装置15和通信装置16。

控制装置11用于控制动力工具3的各个功能。各种功能尤其包括调整用于为连接到充电设备2的储能电芯12充电的电能的特定电压值或电流强度值。

电流测量装置14用于测量或记录电流强度值。

电压测量装置15进而用于测量或记录电压值。

通信装置16用于发送和接收电气信号，并且也可以称为收发器或收发器单元。动力工具3可以藉由通信装置16与充电设备2进行通信。为此，在动力工具3与充电设备2之间发送和接收用于交换数据和信息的电气信号。

动力工具接口装置17以USB插座的形式定位在动力工具3的壳体4的后端4b处。被实施为USB插座的动力工具接口装置17用于接纳USB插头连接器，并在壳体4的内侧上连接到储能电芯12。

缩写USB代表“通用串行总线”。

通过被实施为USB插座的动力工具接口装置17，电能可以从充电设备2传递到储能电芯12，以用于储能电芯12的充电过程。此外，当电能要从储能电芯12传递到充电设备2时，被实施为USB插座的动力工具接口装置17也可以用于储能电芯12的放电过程。

此外，被实施为USB插座的动力工具接口装置17还被设计成使得可以从USB插座17发送和通过其接收用于交换数据和信息的电气信号。为此，USB插座17经由第二线路L2连接到通信装置16。

图2展示了根据本发明的根据第二示例性实施例的动力工具3。根据第二示例性实施例的动力工具3基本上对应于根据第一示例性实施例的动力工具3。与第一示例性实施例相反，在第二示例性实施例中，被实施为软包电芯的储能电芯12不是位于壳体4的在手柄5下方的腔体HR中，而是位于驱动器7旁边的腔体HR中。控制装置11还设置在储能电芯12和驱动器7下方。

根据另一示例性实施例(图中未示出)，被配置为软包电芯的储能电芯12还可以设置在动力工具3的壳体4内部的不同位置，例如围绕冲击装置9。

充电设备2在这里用于用电能对动力工具3内部的能够连接到充电设备2的储能电芯12进行充电或供电。

在图1和图2中，举例来说，仅一个包括内部储能电芯12的单个动力工具3连接到充电设备2。根据图中未示出的替代性示例性实施例，同样可以将充电设备2配置成用电能对多于一个的单个动力工具3或其储能电芯12进行充电或供电。换言之：充电设备2可以替代性地能够同时为多个动力工具3或其储能电芯12充电。

图1和图2所示的充电设备2主要包含充电器壳体18、控制装置19、连接器电缆20和充电器接口装置21。

这里的充电器壳体18具有顶侧18a、底侧18b、第一侧壁18c、第二侧壁18d、第三侧壁和第四侧壁。第三侧壁和第四侧壁未在图中示出。连接器电缆20附接到第一侧壁18c，并且充电器接口装置21附接到第二侧壁18d。

连接器电缆20包括第一端20a和第二端20b。第一端20a将连接器电缆20附接到充电器壳体18的第一侧壁18c。用于电源插口的插头22位于连接器电缆20的第二端20b处，藉由该插头，连接器电缆20可以连接至电源插口。电源插口未在图中示出。

充电器接口装置21被配置成第三线路L3的形式，第三线路具有第一端21a和第二端21b。第一端21a位于充电器壳体18的第二侧壁18c上。USB插头连接器23位于充电器接口装置21的第二端21b处。USB插头连接器23还被配置成可释放地连接到相应设计的USB插座17。

如下文更详细描述的，USB插头连接器23与USB插座17的连接不仅用于传输电能，还用于传输或交换呈电气信号的形式的数据和信息。

控制装置19位于充电器壳体18的内部中，并且尤其包含电流测量装置24、电压测量装置25和通信装置26。

控制装置19用于控制和调节充电设备2的各个功能。控制装置19的各种功能尤其是调整用于为连接到充电设备2的蓄电池3充电的电能的特定电压值或电流强度值。

电流测量装置24用于测量或记录电流强度值。

电压测量装置25进而用于测量或记录电压值。

通信装置26用于发送和接收电气信号，并且也可以称为收发器或收发器单元。充电设备2可以藉由通信装置26与动力工具3进行通信。为此，在动力工具3与充电设备2之间发送和接收用于交换数据和信息的电气信号。

根据充电设备2的第一实施例，通信装置26包含通信元件26a和传输元件26b。传输元件26b通过线路L4进行配置。因此，藉由第一线路L4，充电设备2与动力工具3之间不仅可以交换电能，还可以交换用于交换数据和信息的电气信号。

通过由充电设备2对位于动力工具3中的储能电芯12执行受控充电过程，动力工具3首先可释放地连接到充电设备2，如图1所示。为了将动力工具3连接到充电设备2，将第三线路L3的具有充电设备2的USB插头连接器23的自由端连接到动力工具3的USB插座17。如上所述，通过将充电设备2的USB插头连接器23连接到蓄电池3的USB插座17，可以在充电设备2与动力工具3之间交换电气信号。

在将充电设备2连接到动力工具3之后，首先从动力工具3的通信装置16向充电设备2的通信装置26发送信号，以传达储能电芯特征值。传达储能电芯特征值用于向充电设备2识别储能电芯12。通过识别，将储能电芯12的特定属性以电气信号的形式发送到充电设备2。储能电芯12的属性包括例如用于用电能对储能电芯12充电的最大允许电压值、电流强度值或功率值。

替代性地，从动力工具3的通信装置16向充电设备2的通信装置26发送信号，以便从而在充电设备2处请求或设定用于用电能对储能电芯12进行充电的特定电压值、电流强度值或功率值。特定电压值可以是48V，特定电流强度值可以是5A，或者特定功率值可以是240W。

在接收到关于储能电芯特征值的对应信号后，从充电设备2的通信装置26向动力工具3的通信装置16传输信号，以便指示充电设备2和所连接的储能电芯12对于充电过程的充电容量或兼容性。

随后并且在接收到该信号后，从动力工具3的通信装置16向充电设备2的通信装置26发送另一信号，以便将充电设备2调整为充电状态。充电设备2通常被配置成使得其可以被调整为充电状态、中性状态(也称为“待机”)或放电状态。在充电状态下，可以将电能从充电设备2发送到适用于充电过程的所连接的储能电芯12。在放电状态下，可以从储能电芯12中提取电能，以便将其储存在充电设备2的对应储能装置27中。充电设备2的储能装置27可以被实施成蓄电池电芯的形式。

在中性状态下，电能既不会从所连接的储能电芯12提取到充电设备2中，也不会从充电设备2输送到所连接的储能电芯12。

随后，动力工具3通过其控制装置11从放电状态被调整到充电状态，使得充电设备2提供的电能可以被储能电芯12提取或储存。

在将动力工具3调整到充电状态之后，从动力工具3的通信装置16向充电设备2的通信装置26发送另一信号，以便调整充电设备2处的至少一个第一充电特征值。充电特征值可以是充电过程的电压值、电流强度值或充电功率值。

在这里，充电过程的电压值可以是21伏(V)至60伏。根据本实施例，电压值为48V。

充电过程的电流强度值可以是1安培(A)至10安培。根据本实施例，电流强度值为5A。

充电过程的充电功率可以为24瓦(W)至600瓦。根据本实施例，充电功率为210W。

在下一个方法步骤中，根据动力工具3所需的至少一个充电特征值，将电能从充电设备2发送到储能电芯12。在本示例性实施例中，所连接的储能电芯12的充电特征值对应于48V的充电电压、5A的充电电流强度和240W的所得的充电功率。

在预定持续时间之后和/或在达到动力工具3的预定状态之后，从动力工具3的通信装置16向充电设备2的通信装置26发送另一信号，以便调整充电设备2处的至少一个新的充电特征值。新的充电特征值可以是新的充电电压值、充电电流强度值或充电功率。

动力工具3的通信装置16和充电设备2的通信装置26都可以无线地配置并且特别是通过蓝牙技术配置。

附图标记清单

1 系统

2 充电设备

3 动力工具

4 动力工具的壳体

4a 壳体的前端

4b 壳体的后端

4c 壳体的上端

4d 壳体的下端

5 手柄

6 工具配件

7 驱动器

8 齿轮装置

9 冲击装置

10 输出轴

11 控制装置

12 储能电芯

13 工具

14 电流测量装置

15 电压测量装置

16 动力工具的通信装置

17 动力工具的接口装置

18 充电器壳体

18a 充电器壳体的顶侧

18b 充电器壳体的底侧

18c 充电器壳体的第一侧壁

18d 充电器壳体的第二侧壁

19 控制装置

20 连接器电缆

21 充电器接口装置

21a充电器接口装置的第一端

21b充电器接口装置的第二端

22 插头

23 USB插头连接器

24 电流测量装置

25 电压测量装置

26 充电设备的通信装置

27 储能装置

L1 第一线路

L2 第二线路

L3 第三线路

Claims (6)

1.一种动力工具(3)，该动力工具包含壳体(4)和位于该壳体(4)中的驱动器，

其特征在于，呈软包电芯的形式的至少一个储能电芯(12)位于该壳体(4)内部，并且至少一个接口装置(17)被包含，用于选择性地为该至少一个储能电芯(12)供应电能。

2.如权利要求1所述的动力工具(3)，

其特征在于，该至少一个接口装置(17)被设计成USB插座的形式。

3.如权利要求1或2所述的动力工具(3)，

其特征在于，该接口装置(17)被配置成允许向该至少一个储能电芯(12)供应21V至60V、特别是48V的电压值。

4.如权利要求1至3中至少一项所述的动力工具(3)，

其特征在于，该接口装置(17)被配置成允许向该至少一个储能电芯(12)供应1A至10A、特别是5A的电流强度值。

5.如权利要求1至4中至少一项所述的动力工具(3)，

其特征在于，该接口装置(17)被配置成允许向该至少一个储能电芯(12)供应21W至600W、特别是240W的充电功率。

6.一种系统(1)，该系统包含充电设备(2)和至少一个能够连接到该充电设备(2)的如权利要求1至5中至少一项所述的动力工具(3)，

其特征在于，该动力工具(3)包含第一通信装置(16)、被配置为软包电芯的至少一个储能电芯(12)以及动力工具接口装置(17)，并且该充电设备(2)包含第二通信装置(26)和充电器接口装置(21)，

以便该充电设备(2)和该动力工具(3)能够连接以便用电能对该至少一个储能电芯(12)进行充电，其中，该充电器接口装置(21)被配置成USB插头连接器的形式，并且该动力工具接口装置(17)被配置成USB插座的形式。