DE10107697A1 - Accumulator pack for battery operated electric tool unit which for operating tool unit is brought in operating position of pack at tool unit with counter contacts of tool unit into contact and which for charging of pack released - Google Patents

Accumulator pack for battery operated electric tool unit which for operating tool unit is brought in operating position of pack at tool unit with counter contacts of tool unit into contact and which for charging of pack released

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Abstract

The accumulator pack (2) is designed, so that in addition to the contact system (4), a connection (20) is provided for a charging cable (16) of a further accumulator charging unit (14), and the contact system (4) and the connection (20) for the charging cable are connected with the accumulator cells (32) of the accumulator pack respectively across a separate charging circuit.

Description

Die Erfindung betrifft einen Akkupack für ein batteriebetriebenes Elektrowerkzeuggerät, mit einer Kontaktanordnung, welche zum Betreiben des Elektrowerkzeuggeräts in einer Betriebsposition des Akkupacks am Elektrowerkzeuggerät mit Gegenkontakten des Elektrowerkzeuggeräts in Kontakt bringbar ist und welche zum Aufladen des aus seiner Betriebsposition am Elektrowerkzeuggerät gelösten Akkupacks in einer Ladeposition des Akkupacks an einem Akkuladegerät mit Ladekontakten in Kontakt bringbar ist.The invention relates to a battery pack for a battery powered power tool, with a Contact arrangement which is used to operate the Power tool in an operating position of the battery pack on the power tool with mating contacts of the Power tool can be brought into contact and which to Charging the from its operating position on Power tool detached battery packs in a charging position the battery pack on a battery charger with charging contacts in Contact can be brought.

Derartige Akkupacks, welche üblicherweise in einen Aufnahmeschacht am Ende des Handgriffs oder am Ende des Gehäuses eines Elektrowerkzeuggeräts einsteckbar sind, sind bekannt. Zum Laden des Akkupacks wird dieser aus dem Aufnahmeschacht des Elektrowerkzeuggeräts herausgezogen und in ein Akku-Ladegerät eingesteckt, um den Akku aufzuladen. In dieser Ladeposition am Akku-Ladegerät liegt die Kontaktanordnung des Akkupacks an Ladekontakte des Ladegeräts an. Der Akkupack muss deshalb zum Aufladen von dem Elektrowerkzeuggerät getrennt werden. Während dieser Zeit kann ein neuer aufgeladener Akkupack in den Aufnahmeschacht eingesteckt werden und das Elektrowerkzeuggerät kann der während Ladung des ersten Akkupacks dann weiter verwendet werden.Such battery packs, which are usually in one Shaft at the end of the handle or at the end of the Housing of a power tool can be inserted  known. To charge the battery pack, this is from the Power tool holder slot pulled out and in a battery charger is plugged in to charge the battery. In this charging position on the battery charger is the Contact arrangement of the battery pack on charging contacts of the charger on. The battery pack must therefore be used to charge the Power tool can be disconnected. During this time you can a new charged battery pack in the slot be plugged in and the power tool can then used while charging the first battery pack become.

Es sind desweiteren Elektrogeräte, beispielsweise Handstaubsauger, bekannt, die einen mit dem Gehäuse des Geräts integrierten Akkupack aufweisen, der einen Anschluss für ein Ladekabel eines Ladegeräts oder direkt für einen Ladeanschluss an einem stationären Ladegerät aufweist. Bei diesen Elektrogeräten verbleibt der Akkupack während des Ladevorgangs am Elektrogerät, allerdings kann das Gerät während des Ladevorgangs dann nicht mit einem anderen Akku betrieben werden. Über die üblicherweise dünnen Ladekabel und kleinen Steckerbuchsen können keine hohen Ladeströme realisiert werden, weshalb das Aufladen mittels Ladekabel sehr lange Zeit benötigt.There are also electrical appliances, for example Handheld vacuum cleaner, known to the one with the housing of the device have integrated battery pack, which is a connection for a Charger cable of a charger or directly for a charging connection on a stationary charger. With these The battery pack remains in electrical devices during the charging process on the electrical device, but the device can Then the charging process is not operated with another battery become. About the usually thin charging cables and small ones Plug sockets cannot realize high charging currents which is why charging with a charging cable takes a long time needed.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Akkupack der eingangs genannten Art für ein batteriebetriebenes Elektrowerkzeuggerät dahingehend zu verbessern, dass der Akkupack und das durch ihn gespeiste Elektrowerkzeuggerät universeller einsetzbar ist, insbesondere der Ladevorgang in Abhängigkeit von der Anzahl zur Verfügung stehender Akkupacks und der zum Laden verfügbaren Zeit gewählt werden kann.The present invention has for its object a Battery pack of the type mentioned for one  battery powered power tool to that effect improve that the battery pack and that fed by it Power tool device can be used more universally, in particular the loading process depending on the number available standing battery packs and the time available for charging can be.

Diese Aufgabe wird bei einem Akkupack der genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Akkupack zusätzlich zu der Kontaktanordnung einen Anschluss für ein Ladekabel eines weiteren Akku-Ladegeräts aufweist und die Kontaktanordnung einerseits und der Anschluss für das Ladekabel andererseits über jeweils einen separaten Ladekreis mit den Akkuzellen des Akkupacks verbunden ist.This task is done with a battery pack of the type mentioned solved according to the invention in that the battery pack additionally to the contact arrangement a connection for a charging cable has another battery charger and the Contact arrangement on the one hand and the connection for the Charging cables, on the other hand, each have a separate charging circuit is connected to the battery cells of the battery pack.

Mit der Erfindung wird also ein Akkupack geschaffen, der einerseits zum Aufladen von dem Elektrowerkzeuggerät gelöst und mit seiner Kontaktanordnung in ein Akku-Ladegerät eingesteckt werden kann. Es kann dann während dieses Ladevorgangs das Elektrowerkzeuggerät mittels eines weiteren aufgeladenen Akkupacks weiterbetrieben werden. Je nach Akkuzellentyp und stationärem (Tisch-)Ladegerät beträgt die Ladezeit über die Kontaktanordnung üblicherweise zwischen 10 min (Kondensator-Ladegerät) und etwa 1 Stunde (Transformator- Ladegerät). Es ist aber auch denkbar, dass der Akkupack in seiner Betriebsposition am Elektrowerkzeuggerät verbleibt und über ein Ladekabel, eines weiteren Ladegeräts aufgeladen werden kann, wenn hierfür genügend Zeit zur Verfügung steht und/oder wenn kein weiterer aufgeladener Akkupack verfügbar ist. Solchenfalls liegt die Ladezeit in Abhängigkeit von der Beschaffenheit und Anzahl der Akkuzellen zwischen 1 und 3 Stunden, üblicherweise ca. 2 Stunden.The invention thus creates a battery pack that solved on the one hand for charging the power tool and with its contact arrangement in a battery charger can be inserted. It can then be during this Charging the power tool by means of another charged battery packs continue to be operated. Depending on Battery cell type and stationary (table) charger is the Charging time via the contact arrangement usually between 10 min (Capacitor charger) and about 1 hour (transformer Charger). But it is also conceivable that the battery pack in its operating position remains on the power tool and charged by a charger, another charger  can, if there is enough time available for this and / or if no other charged battery pack is available is. In this case, the charging time depends on the Condition and number of battery cells between 1 and 3 Hours, usually about 2 hours.

Es ist aber in besonders vorteilhafter Weise auch möglich, den Akkupack zum Aufladen über die Kontaktanordnung in ein Akku- Ladegerät einzustecken und gleichzeitig zum Aufladen über das Ladekabel an ein weiteres Akku-Ladegerät anzuschließen. Hierdurch lässt sich bei dem erfindungsgemäßen Akkupack beispielsweise eine Reduzierung der Ladezeit von 60 min auf 45 min erreichen.But it is also possible in a particularly advantageous manner Battery pack for charging via the contact arrangement in a battery Plug in the charger and simultaneously charge via the Connect the charging cable to another battery charger. This allows the battery pack according to the invention for example a reduction in the charging time from 60 min to 45 min to reach.

Um insbesondere während des Aufladens mittels zweier Ladegeräte eine Beschädigung des Akkupacks bzw. der Akkuzellen zu verhindern, erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn wenigstens der Ladekreis der Kontaktanordnung, vorzugsweise jeder Ladekreis, ein temperaturabhängiges Steuerelement aufweist, welches beim Aufladen des Akkupacks mit einer Steuerschaltung des Ladegeräts oder der Ladegeräte zusammenwirkt. In besonders vorteilhafter Weise eignet sich hierfür ein NTC-Widerstand, der in ansich bekannter Weise über einen dritten Steuerkontakt (neben Plus-Kontakt und Minus- Kontakt) des Akkupacks mit der Steuerschaltung des Ladegeräts verbindbar ist. Die Steuerschaltung des Ladegeräts kann dann über den Widerstandswert des temperaturabhängigen Steuerelements die Temperatur des Akkupacks bzw. der Akkuzellen feststellen und den Ladevorgang entsprechend anpassen. Dies ist beispielsweise in DE 198 17 423 A1 der Anmelderin beschrieben. Dadurch, dass vorzugsweise jeder Ladekreis ein solches temperaturabhängiges Steuerelement aufweist, kann der Ladevorgang wirksam kontrolliert und gesteuert werden und eine Beschädigung des Akkupacks wird verhindert.In particular, during charging by means of two Chargers damage the battery pack or the battery cells to prevent it proves to be particularly advantageous if at least the charging circuit of the contact arrangement, preferably each charging circuit, a temperature-dependent control element which, when charging the battery pack with a Control circuit of the charger or chargers interacts. It is particularly suitable for this purpose an NTC resistor, which is known per se a third control contact (in addition to plus contact and minus Contact) of the battery pack with the control circuit of the charger is connectable. The control circuit of the charger can then about the resistance value of the temperature dependent  Control the temperature of the battery pack or the Determine battery cells and charge accordingly to adjust. This is, for example, in DE 198 17 423 A1 Applicant described. Because preferably everyone Charge circuit such a temperature-dependent control element the charging process can be effectively controlled and be controlled and damage to the battery pack prevented.

In weiterer vorteilhafter Ausbildung der Erfindung ist der Anschluss für das Ladekabel an der der Einsteckseite des Akkupacks gegenüberliegenden Seite, also gegenüber der Kontaktanordnung vorgesehen.In a further advantageous embodiment of the invention Connection for the charging cable on the insertion side of the Battery packs on the opposite side, i.e. opposite the Contact arrangement provided.

Die Erfindung betrifft desweiteren ein batteriebetriebenes Elektrowerkzeuggerät mit einem in einer Betriebsposition am Gerätekörper lösbar montierbaren erfindungsgemäß ausgebildeten Akkupack.The invention further relates to a battery operated Power tool with an in an operating position on Device body detachably mountable designed according to the invention Battery pack.

Der Akkupack ist vorteilhafterweise ergonomisch verrundet ausgebildet, und seine Oberfläche geht in der Betriebsposition des Akkupacks am Elektrowerkzeuggerät stetig in die Krümmung der Gehäuseoberfläche über und bildet einen Teil eines Griffknaufs, der zur bestimmungsgemäßen Handhabung und Führung des Geräts im Betrieb manuell umgreifbar ist.The battery pack is advantageously ergonomically rounded trained, and its surface goes into the operating position of the battery pack on the power tool steadily into the curve the housing surface and forms part of a Handle knob for proper handling and guidance of the device can be gripped manually during operation.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.Further features, details and advantages of the invention result from the patent claims and the following Description of a preferred embodiment of the invention.

In der Zeichnung zeigt:The drawing shows:

Fig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Akkupacks, eines Adapterteils und eines Universalladegeräts sowie eines weiteren Ladegeräts; und Figure 1 is a view of a battery pack according to the invention, an adapter part and a universal charger and a further charger. and

Fig. 2 ein Schaltbild des erfindungsgemäßen Akkupacks. Fig. 2 is a circuit diagram of the battery pack according to the invention.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Akkupack 2 mit einer Kontaktanordnung 4. Der Akkupack 2 ist mit der Kontaktanordnung 4 in einen Aufnahmeschacht eines nicht dargestellten Elektrowerkzeuggeräts einsteckbar, wobei die Ladekontakte 4 in Kontakt mit Gegenkontakten des Elektrowerkzeuggeräts gelangen. Im dargestellten, vom Elektrowerkzeuggerät gelösten Zustand ist der Akkupack 2 entweder direkt oder über ein Adapterteil 6 in einen Ladeschacht 8 eines Universalladegeräts 10 einsteckbar, wobei die Kontaktanordnung 4 an Ladekontakte 12 des Universalladegeräts gelegt und der Akkupack aufgeladen werden kann. Desweiteren dargestellt ist ein weiteres Ladegerät 14, welches über ein flexibles Ladekabel 16 und einen Steckverbinder 18 mit einem weiteren Ladeanschluss 20 des Akkupacks 2 verbunden werden kann. Auf diese Weise kann der Akkupack 2 auch über das weitere Ladegerät 14 jedoch mit einem vergleichsweise geringen Ladestrom aufgeladen werden. Fig. 1 shows a battery pack 2 according to the invention with a contact arrangement 4. The battery pack 2 can be inserted with the contact arrangement 4 into a receiving slot of an electric power tool, not shown, wherein the charging contacts 4 come into contact with mating contacts of the electric tool device. In the illustrated state, released from the power tool, the battery pack 2 can be inserted either directly or via an adapter part 6 into a charging slot 8 of a universal charger 10 , the contact arrangement 4 being placed on charging contacts 12 of the universal charger and the battery pack being able to be charged. Also shown is a further charger 14 which can be connected to a further charging connection 20 of the battery pack 2 via a flexible charging cable 16 and a plug connector 18 . In this way, the battery pack 2 can also be charged with a comparatively low charging current via the additional charger 14 .

Fig. 2 zeigt das Schaltbild des erfindungsgemäßen Akkupacks. Fig. 2 shows the circuit diagram of the battery pack according to the invention.

Die Kontaktanordnung 4 umfasst einen Plus-Kontakt 22, einen Minus-Kontakt 24 und einen Steuerkontakt 26. Der Plus-Kontakt führt über eine Diode 28 zur positiven Elektrode 30 einer in Reihe geschalteten Batteriezellenanordnung 32, und der Minus- Kontakt 24 führt zu deren negativer Elektrode 34. Der Steuerkontakt 26 ist über ein temperaturabhängiges Steuerelement 36 in Form eines NTC-Widerstands mit dem Minus- Kontakt 24 verbunden. Parallel zu dem Steuerelement 36 kann ein nicht dargestellter Kondensator geschaltet sein, der ein Codiermittel für die Batteriezellenanordnung 32 darstellt. Dies ist im Einzelnen in DE 198 17 423 A1 beschrieben.The contact arrangement 4 comprises a plus contact 22 , a minus contact 24 and a control contact 26 . The plus contact leads via a diode 28 to the positive electrode 30 of a battery cell arrangement 32 connected in series, and the minus contact 24 leads to its negative electrode 34 . The control contact 26 is connected to the minus contact 24 via a temperature-dependent control element 36 in the form of an NTC resistor. A capacitor (not shown) can be connected in parallel with the control element 36 and represents a coding means for the battery cell arrangement 32 . This is described in detail in DE 198 17 423 A1.

Die vorstehend beschriebenen Komponenten bilden einen ersten Ladekreis 38 zum Aufladen der Batteriezellenanordnung 32 über die Kontaktanordnung 4. Desweiteren existiert ein zweiter Ladekreis 40, welcher den Ladeanschluss 20 des Akkupacks mit der Batteriezellenanordnung 32 verbindet. Auch hier ist ein Plus-Kontakt 42, ein Minus-Kontakt 44 und ein Steuerkontakt 46 vorgesehen, der als Steckkontakt ausgebildet und mit dem Steckkontakt 18 eine Steckverbindung eingehen kann. Desweiteren umfasst auch der zweite Ladekreis 40 ein temperaturabhängiges Steuerelement 48 in Form eines NTC- Widerstands zwischen dem Steuerkontakt 46 und der negativen Elektrode 34 der Batteriezellenanordnung 32. Über den Steuerkontakt 46 kann dann bei geeigneter und bekannter Ausbildung der Steuerschaltung innerhalb des Ladegeräts der Ladevorgang gesteuert und dabei verhindert werden, dass der Akkupack zu stark erhitzt wird. Auch hier kann zur Codierung des Akkupacks ein Codiermittel beispielsweise in Form eines zu dem Steuerelement 48 parallel geschalteten Kondensators eingesetzt werden.The components described above form a first charging circuit 38 for charging the battery cell arrangement 32 via the contact arrangement 4 . Furthermore, there is a second charging circuit 40 which connects the charging connection 20 of the battery pack to the battery cell arrangement 32 . Here too, a plus contact 42 , a minus contact 44 and a control contact 46 are provided, which are designed as plug contacts and can form a plug connection with the plug contact 18 . Furthermore, the second charging circuit 40 also includes a temperature-dependent control element 48 in the form of an NTC resistor between the control contact 46 and the negative electrode 34 of the battery cell arrangement 32 . With suitable and known design of the control circuit inside the charger, the charging process can then be controlled via the control contact 46 and thereby the battery pack can be prevented from being overheated. Here too, a coding means can be used for coding the battery pack, for example in the form of a capacitor connected in parallel with the control element 48 .

Wenn zum Aufladen des Akkupacks 2 über den Anschluss 20 ein Ladegerät 14 mit sehr geringem Ladestrom verwendet wird, so wäre es ausreichend, wenn dieses Ladegerät nicht zur temperaturabhängigen Steuerung des Ladevorgangs ausgebildet wäre, da es bei geringen Ladeströmen nicht zu einer Überhitzung des Akkupacks kommt. Die Steuerung des Ladevorgangs würde dann in vorteilhafter und hinreichender Weise von dem (Tisch-)Ladegerät mit eingestecktem Akkupack über die Kontaktanordnung 4 erfolgen. Solchenfalls wäre das temperaturabhängige Steuerelement 48 im zweiten Ladekreis 40 ansich entbehrlich. Es versteht sich aber, dass die Ausbildung beider Ladekreise 38, 40 jeweils mit einem temperaturabhängigen Steuerelement 36, 48 bevorzugt wird.If a charger 14 with a very low charging current is used to charge the battery pack 2 via the connection 20 , it would be sufficient if this charger were not designed for temperature-dependent control of the charging process, since the battery pack does not overheat at low charging currents. The charging process would then be controlled in an advantageous and sufficient manner by the (table) charger with the battery pack inserted via the contact arrangement 4 . In such a case, the temperature-dependent control element 48 in the second charging circuit 40 would itself be unnecessary. However, it goes without saying that the formation of both charging circuits 38 , 40 with a temperature-dependent control element 36 , 48 is preferred.

Claims (6)

1. Akkupack für ein batteriebetriebenes Elektrowerkzeuggerät, mit einer Kontaktanordnung (4), welche zum Betreiben des Elektrowerkzeuggeräts in einer Betriebsposition des Akkupacks am Elektrowerkzeuggerät mit Gegenkontakten des Elektrowerkzeuggeräts in Kontakt bringbar ist und welche zum Aufladen des aus seiner Betriebsposition am Elektrowerkzeuggerät gelösten Akkupacks in einer Ladeposition des Akkupacks an einem Akkuladegerät (10) mit Ladekontakten (12) in Kontakt bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkupack (2) zusätzlich zu der Kontaktanordnung (4) einen Anschluß (20) für ein Ladekabel (16) eines weiteren Akku- Ladegeräts (14) aufweist und die Kontaktanordnung (4) und der Anschluß (20) für das Ladekabel (16) über jeweils einen separaten Ladekreis (38, 40) mit den Akkuzellen (32) des Akkupacks verbunden sind.1. Battery pack for a battery-operated power tool, with a contact arrangement ( 4 ) which can be brought into contact with counter-contacts of the power tool for operating the power tool in an operating position of the battery pack on the power tool and which for charging the battery pack detached from its operating position on the power tool in a charging position of the battery pack on a battery charger ( 10 ) can be brought into contact with charging contacts ( 12 ), characterized in that the battery pack ( 2 ) in addition to the contact arrangement ( 4 ) has a connection ( 20 ) for a charging cable ( 16 ) of a further battery charger ( 14 ) and the contact arrangement ( 4 ) and the connection ( 20 ) for the charging cable ( 16 ) are each connected to the battery cells ( 32 ) of the battery pack via a separate charging circuit ( 38 , 40 ). 2. Akkupack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der Ladekreis (38) der Kontaktanordnung (4), vorzugsweise beide Ladekreise (38, 40) ein temperaturabhängiges Steuerelement (36) aufweist bzw. aufweisen, welches beim Aufladen des Akkupacks mit einer Steuerschaltung des Ladegeräts zusammenwirkt. 2. Battery pack according to claim 1, characterized in that at least the charging circuit ( 38 ) of the contact arrangement ( 4 ), preferably both charging circuits ( 38 , 40 ) has or have a temperature-dependent control element ( 36 ), which when charging the battery pack with a control circuit of the charger interacts. 3. Akkupack nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (36) ein NTC-Widerstand ist.3. Battery pack according to claim 2, characterized in that the control element ( 36 ) is an NTC resistor. 4. Akkupack nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluß (20) für das Ladekabel (16) an der der Einsteckseite des Akkupacks gegenüberliegenden Seite des Akkupacks vorgesehen ist.4. Battery pack according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the connection ( 20 ) for the charging cable ( 16 ) is provided on the opposite side of the battery pack from the insertion side of the battery pack. 5. Batteriebetriebenes Elektrowerkzeuggerät mit einem in einer Betriebsposition an dem Gerätekörper lösbar montierbaren Akkupack (2) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche.5. Battery-operated power tool with a battery pack ( 2 ) which can be detachably mounted in an operating position on the device body according to one or more of the preceding claims. 6. Elektrowerkzeuggerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkupack (2) ergonomisch verrundet ausgebildet ist und seine Oberfläche in der Betriebsposition stetig in die Krümmung der Gehäuseoberfläche übergeht und einen Teil eines Griffknaufs bildet, der zur bestimmungsgemäßen Handhabung und Führung des Geräts im Betrieb manuell umgreifbar ist.6. Power tool according to claim 5, characterized in that the battery pack ( 2 ) is ergonomically rounded and its surface in the operating position continuously merges into the curvature of the housing surface and forms part of a handle knob, which is used for the intended handling and operation of the device in operation can be gripped manually.
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