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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Akkumulatoreinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Ladeeinrichtung für eine Akkumulatoreinheit sowie ein System, bestehend aus einer Akkumulatoreinheit und einer Ladeeinrichtung.
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Eine Akkumulatoreinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
EP 1 309 019 A2 bekannt. Die bekannte Akkumulatoreinheit weist ein Gehäuse zur Aufnahme wenigstens einer Akkuzelle auf, wobei das Gehäuse zum Laden der Akkuzellen mit einer Ladeeinrichtung verbindbar ist. Zur Kühlung der wenigstens einen Akkuzelle während des Ladevorgangs mittels Kühlluft weist das Gehäuse der Akkumulatoreinheit eine Eintrittsöffnung für die Kühlluft auf. Ferner ist eine Austrittsöffnung für die Kühlluft vorgesehen, durch die die Kühlluft abströmen kann, nachdem diese das Gehäuse durchströmt und dabei von der wenigstens einen Akkuzelle erzeugte Wärme aufgenommen hat. Die Eintrittsöffnung für die Kühlluft ist an dem Gehäuse als Schlitz bzw. Öffnung ausgebildet, die auch während der Zeiträume, in denen die Akkumulatoreinheit nicht mit der Ladeeinrichtung verbunden ist, von außen her zugänglich ist. Dadurch ist es möglich, dass Fremdkörper oder Schmutz in das Innere der Akkumulatoreinheit gelangen und es somit zu Betriebsstörungen entweder der Akkumulatoreinheit, oder aber eines mit der Akkumulatoreinheit verbundenen elektrischen Geräts, beispielsweise eines Elektrohandwerkzeugs, führen.
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Offenbarung der Erfindung
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Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Akkumulatoreinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass einerseits während einem Lademodus der wenigstens einen Akkuzelle eine effektive Kühlung der wenigstens einen Akkuzelle ermöglicht wird und dass in einem Zustand, bei dem die Akkumulatoreinheit nicht mit der Ladeeinrichtung verbunden ist, trotz Kühlung der wenigstens einen Akkuzelle ein Zutritt von Schmutz oder Fremdkörpern in den Bereich der wenigstens einen Akkuzelle sicher verhindert wird. Diese Aufgabe wird bei einer Akkumulatoreinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, die wenigstens eine Akkuzelle mit einem Kühlmantel zu umgeben, wobei der Zwischenraum zwischen der wenigstens einen Akkuzelle und dem Kühlmantel in dem Lademodus unmittelbar mit der Eintrittsöffnung für die Kühlluft verbunden ist, wohingegen in einem Zustand, in dem die Akkumulatoreinheit von der Ladeeinrichtung getrennt ist, die Verbindung des Zwischenraums zwischen der wenigstens einen Akkuzelle und der Eintrittsöffnung verschlossen ist. In diesem Zustand wird die Eintrittsöffnung für Kühlluft mit dem Strömungskanal verbunden, der den Kühlmantel umgibt und somit die wenigstens eine Akkuzelle zumindest indirekt kühlen kann.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Akkumulatoreinheit sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
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In einer bevorzugten konstruktiven Umsetzung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Spalt des Kühlmantels über einen Verbindungskanal mit der wenigstens einen Eintrittsöffnung verbunden ist, wobei der Verbindungskanal mit einem verstellbaren Strömungselement, vorzugsweise einer Strömungsklappe, versehen ist, die zwischen den beiden Stellungen verstellbar ist.
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Besonders einfach lässt sich hierbei die Strömungsklappe verstellen, wenn diese mittels eines Hebels verstellbar ist. Ein derartiger Hebel kann dabei sowohl von einem Bediener manuell bewegbar sein als auch, vorzugsweise, automatisch beim Verbinden der Akkumulatoreinheit mit einer Ladeeinrichtung umgelegt werden.
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Um trotz des zusätzlichen Kühlmantels die Akkumulatoreinheit insgesamt gesehen relativ kompakt gestalten zu können, ist es darüber hinaus vorzugsweise vorgesehen, dass die Form des Kühlmantels der Form der wenigstens einen Akkuzelle angepasst ist.
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Bevorzugt wird weiterhin eine Ausführungsform, bei der der Kühlmantel mit der Austrittsöffnung für die Kühlluft verbunden ist. Hierbei sollte die Verbindung möglichst derart gestaltet sein, dass über die Austrittsöffnung keinerlei Fremdkörper bzw. Partikel in den Zwischenraum zwischen den Kühlmantel und der wenigstens einen Akkuzelle gelangen können.
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Die Erfindung umfasst auch eine Ladeeinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Akkumulatoreinheit, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die Ladeeinrichtung ein Bauteil aufweist, das in dem Lademodus der Akkumulatoreinheit die Verbindung zwischen dem Kühlmantel und der wenigstens einen Eintrittsöffnung herstellt.
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Dabei kann es sich vorzugsweise um ein ortsfest angeordnetes Bauteil an der Ladeeinrichtung handeln, welches beispielsweise beim Einschieben der Akkumulatoreinheit in die Ladeeinrichtung den beispielhaft vorhandenen Hebel erfasst und dabei in die entsprechende Stellung umlegt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
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Diese zeigt in:
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1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Akkumulatoreinheit in einer ersten Betriebsstellung und
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2 die Akkumulatoreinheit gemäß 1 in einer zweiten Betriebsstellung, bei der die Akkumulatoreinheit mit einer Ladeeinrichtung in Wirkverbindung angeordnet ist, ebenfalls im Längsschnitt.
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In den Figuren ist eine erfindungsgemäße Akkumulatoreinheit 10 dargestellt, wie sie insbesondere als Stromversorgungseinheit für ein tragbares Elektrohandwerkzeug, z. B. eine Schlagbohrmaschine, ein mit Zubehör betreibbares Gerät oder ähnliches dient. Ferner ist die Akkumulatoreinheit 10 an dem nicht dargestellten Elektrohandwerkzeug austauschbar befestigbar, um zum Aufladen der Akkumulatoreinheit 10 diese in Wirkverbindung mit einer in der 2 lediglich ausschnittsweise dargestellten Ladeeinrichtung 100 anzuordnen. Die insbesondere netzbetriebene Ladeeinrichtung 100 dient dazu, leere Akkuzellen 15 der Akkumulatoreinheit 10 wieder aufzuladen.
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Die Akkumulatoreinheit 10 weist ein Gehäuse 11 auf, das insbesondere aus Kunststoff besteht und als Spritzgussteil ausgebildet ist. Auf der Oberseite des Gehäuses 11 erkennt man in Längsrichtung des Gehäuses 11 verlaufende Führungsschienen 12, 13, die formschlüssig mit an der Ladeeinrichtung 100 angeordneten Führungsschienen zusammenwirken. Hierbei wird die Akkumulatoreinheit 10 zum Kontaktieren der Ladeeinrichtung 100 in Richtung des Pfeils 101 in die Ladeeinrichtung 100 eingeführt bzw. eingeschoben. Bei vollständig in die Ladeeinrichtung 100 eingeführter Akkumulatoreinheit 10 kontaktieren in der Ladeeinrichtung 100 angeordnete, nicht erkennbare elektrische Kontakte Gegenkontakte an der Akkumulatoreinheit 10, so dass zum Aufladen von Akkuzellen 15 eine elektrische Verbindung zwischen den in dem Gehäuse 11 der Akkumulatoreinheit 10 angeordneten Akkuzellen 15 und der Ladeeinrichtung 100 hergestellt ist. Die Akkumulatoreinheit 10 und die Ladeeinrichtung 100 bilden dabei ein Ladesystem aus.
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Das Gehäuse 11 weist ferner an seiner Oberseite zwei voneinander getrennt angeordnete Durchgangsöffnungen 17, 18 auf, die jeweils eine Eintrittsöffnung für Kühlluft ausbilden.
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Im Gehäuse 11 sind die Akkuzellen 15 von einem insbesondere als Kunststoffformteil hergestellten Kühlmantel 20 umgeben bzw. umschlossen. Bevorzugt ist die Ausbildung des Kühlmantels 20 dabei derart, dass sich die Kontur des Kühlmantels 20 der Außenkontur der Akkuzellen 15 anpasst, derart, dass zwischen den Akkuzellen 15 und dem Kühlmantel 20 ein Spalt 21 ausgebildet ist, der der Führung der Kühlluft im Kühlmantel 20 dient. Der Kühlmantel 20 ist über einen Verbindungskanal 22 mit der einen Durchgangsöffnung 17 verbunden, derart, dass die in die Durchgangsöffnung 17 eintretende Kühlluft über den Verbindungskanal 22 in den Zwischenraum bzw. Spalt 21 zwischen dem Kühlmantel 20 und den Akkuzellen 15 einströmt.
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Ferner weist das Gehäuse 11 wenigstens eine als Durchgangsöffnung 24 ausgebildete Austrittsöffnung für Kühlluft auf. Vorzugsweise ist dabei die Durchgangsöffnung 24 ebenfalls mit dem Kühlmantel 20 verbunden, insbesondere in einem dem Verbindungskanal 22 gegenüberliegenden Bereich des Kühlmantels 20. Durch entsprechende Einrichtungen, wie Rückschlagventile, Filtergewebe oder ähnliches wird dabei ein Eintritt von Fremdpartikeln über die Durchgangsöffnung 24 in den Kühlmantel 20 vermieden.
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Die Durchgangsöffnung 17 wirkt mit einer Verschlussklappe 25 zusammen. Die beispielsweise als verschiebbare Verschlussklappe 25 ausgebildete Verschlussklappe 25 ist dabei mit einem Federelement 26 verbunden, das die Verschlussklappe 25 in Richtung ihrer Schließstellung drückt. In der Schließstellung ist der Verbindungskanal 22 zwischen der Durchgangsöffnung 17 und dem Kühlmantel 20 geschlossen. Die Verschlussklappe 25 ist weiterhin mit einem Hebel 27 gekoppelt, der beispielsweise mittels eines an der Ladeeinrichtung 100 angeordneten, ortsfesten Gegenelements 102 zum Beispiel in Form eines Anschlags beweglich ist, derart, dass beim Kontaktieren der Akkumulatoreinheit 10 mit der Ladeeinrichtung 100 in Richtung des Pfeils 101 das Gegenelement 102 in Wirkverbindung mit dem Hebel 27 gelangt und dabei die Verschlussklappe 25 in eine zweite Stellung verschiebt, bei der der Verbindungskanal 22 geöffnet ist.
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In dem geöffneten Zustand des Verbindungskanals 22 innerhalb der Ladeeinrichtung 100 ist es weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass eine nicht dargestellte Kühleinrichtung, insbesondere ein Kühlgebläse der Ladeeinrichtung 100, einen Kühlluftstromstrom 105 direkt in den Bereich der Durchgangsöffnung 17 einleitet.
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Die Oberseite des Kühlmantels 20 ist in Wirkverbindung mit einem Strömungskanal 30 im Gehäuse 11 der Akkumulatoreinheit 10 angeordnet. Der Strömungskanal 30 ist mit der zweiten Durchgangsöffnung 18 verbunden, wobei die zweite Durchgangsöffnung 18 stets geöffnet ist. Über die zweite Durchgangsöffnung 18 eintretende Kühlluft gelangt über den Strömungskanal 30 in Wirkverbindung mit dem Kühlmantel 20, indem die Kühlluft im Strömungskanal 30 die Außenfläche des Kühlmantels 20 umströmt und dabei vom Kühlmantel 20 abgestrahlte Wärme aufnimmt. Auch der Strömungskanal 30 ist vorzugsweise auf nicht dargestellte Art und Weise mit der Durchgangsöffnung 24 gekoppelt bzw. verbunden. Der Strömungskanal 30 kann zusätzliche, im Gehäuse 11 angeordnete Strömungselemente aufweisen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Strömungskanal 30 als zusätzliches, den Kühlmantel 20 umgebendes Gehäuse ausgebildet ist.
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Die soweit beschriebene Akkumulatoreinheit 10 bzw. deren Ladeeinrichtung 100 können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Dieser besteht in der Ausbildung bzw. Anordnung eines zusätzlichen Kühlmantels 20 um die wenigstens eine Akkuzelle 15, der im Lademodus der Akkuzellen 15 über die Durchgangsöffnung 17 mit der Umgebung gekoppelt ist. Befindet sich die Akkumulatoreinheit 10 hingegen nicht in ihrem Lademodus, so ist die Durchgangsöffnung 17 verschlossen, um den direkten Zugang bzw. Zutritt von Fremdpartikeln bzw. Schmutz oder ähnlichem in den Bereich der wenigstens einen Akkuzelle 15 zu vermeiden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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