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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem Handwerkzeugmaschinenakkugehäuse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es ist bereits ein Handwerkzeugmaschinenakkugehäuse mit einem einstückigen Gehäuseelement, das eine Knautschzone aufweist, vorgeschlagen worden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einem Handwerkzeugmaschinenakkugehäuse mit einem einstückigen Gehäuseelement, das eine Knautschzone aufweist.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Knautschzone zumindest eine äußere Wand und zumindest eine von der äußeren Wand beabstandete innere Wand aufweist. Unter dem Begriff „einstückig” soll insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden verstanden werden, beispielsweise durch einen Schweißprozess, einen Klebeprozess, einen Anspritzprozess und/oder einen anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Prozess, und/oder vorteilhaft in einem Stück geformt verstanden werden, wie beispielsweise durch eine Herstellung aus einem Guss und/oder durch eine Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren und/oder vorzugsweise aus einem massiven Rohling. Unter einer „Knautschzone” soll insbesondere ein Bereich des Gehäuseelements verstanden werden, der dazu vorgesehen ist, bei einem insbesondere direkt auf die Knautschzone einwirkenden Stoß, insbesondere mit einer bestimmten maximalen Stoßenergie, zumindest einen Teil einer Stoßenergie durch eine vorzugsweise elastische Verformung aufzunehmen. Vorzugsweise entspricht die bestimmte maximale Stoßenergie einer Energie eines Falls eines Handwerkzeugmaschinenakkus mit dem Handwerkzeugmaschinenakkugehäuse und einer von dem Handwerkzeugmaschinenakkugehäuse befestigten, zur Kombination mit dem Handwerkzeugmaschinenakkugehäuse vorgesehene Akkueinheit aus einer Höhe von wenigstens einem Meter, vorteilhaft wenigstens zwei Metern. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Unter einer „äußeren Wand” soll insbesondere eine Wand des Gehäuseelements verstanden werden, die auf wenigstens einer Geraden, die von einem Mittelpunkt eines Akkuaufnahmebereichs des Gehäuseelements in nur eine Richtung verläuft, weiter beabstandet angeordnet ist, als die innere Wand des Gehäuseelements auf der Geraden. Unter einer „äußeren Wand” und einer „von der äußeren Wand beabstandeten inneren Wand” sollen insbesondere zwei Bereiche des Gehäuseelements verstanden werden, die auf der Geraden durch einen von dem Gehäuseelement unausgefüllten Raum voneinander beabstandet sind, und zwar insbesondere mehr als 0,5 mm, vorzugsweise mehr als 1 mm und besonders bevorzugt mehr als 2 mm. Vorteilhaft umschließt das Gehäuseelement den Raum auf wenigstens einer Ebene um 360°. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Handwerkzeugmaschinenakkugehäuses kann ein vorteilhafter Schutz einer Akkueinheit vor mechanischen Belastungen, wie insbesondere Sturzbelastungen, erreicht werden. Insbesondere kann vermieden werden, dass Verbindungen zwischen Akkuzellen durch die Belastungen brechen, dass sich andere Elemente lösen oder verschieben und insbesondere, dass Akkuzellen durch eine mechanische Verformung des Handwerkzeugmaschinenakkugehäuses bei einer Belastung verformt werden und Schaden nehmen.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Gehäuseelement dazu vorgesehen ist, eine Akkueinheit zu befestigen, wodurch die Akkueinheit besonders stabil befestigt und gleichzeitig vorteilhaft geschützt ist. Insbesondere kann dadurch eine Bewegung von Akkuzellen relativ zueinander bei einer Sturzbelastung verhindert werden, was eine Wahrscheinlichkeit von Beschädigungen von Verbindungen der Akkuzellen untereinender reduziert. Des Weiteren ist dadurch eine effiziente Kühlung konstruktiv einfach möglich. Insbesondere soll unter einer „Akkueinheit” eine Vorrichtung zur wiederaufladbaren Speicherung einer elektrisch abrufbaren Energie verstanden werden. Vorzugsweise weist die Akkueinheit Akkuzellen, insbesondere Lithium-Zellen, auf. Alternativ oder zusätzlich könnte die Akkueinheit zumindest einen Leistungskondensator, eine Brennstoffzelle und/oder einen anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden aufladbaren Energiespeicher aufweisen. Unter dem Begriff „befestigen” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass das Gehäuseelement zumindest ein Mittel aufweist, das dazu vorgesehen ist, auf die Akkueinheit eine Befestigungskraft zu bewirken. Vorzugsweise weist das Gehäuseelement ein Formschlussmittel auf, das in zumindest einem Betriebszustand eine Befestigungskraft auf die Akkueinheit, vorzugsweise auf Akkuzellen der Akkueinheit, bewirkt. Alternativ oder zusätzlich könnte das Gehäuseelement Rastmittel, eine stoffschlüssige Verbindung und/oder ein anderes Mittel zur Befestigung der Akkueinheit, vorteilhaft der Akkuzellen, aufweisen. Vorzugsweise befestigt das Gehäuseelement die Akkueinheit spielfrei, das heißt die Akkueinheit ist relativ zu dem Gehäuseelement zumindest bei einem normalen Betrieb, und vorzugsweise bei einer Sturzbelastung, im Wesentlichen unbeweglich, das heißt, die Akkueinheit bewegt sich relativ zu dem Gehäuseelement weniger als 1 mm, vorteilhaft weniger als 0,5 mm, besonders vorteilhaft weniger als 0,1 mm. Vorteilhaft befestigt das Gehäuseelement die Akkueinheit, und vorteilhaft einzelne Akkuzellen, mit einer Vorspannung, das heißt, das Gehäuseelement bewirkt indirekt und/oder direkt in einem betriebsbereiten Zustand ständig eine Befestigungskraft auf die Akkueinheit.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Knautschzone entlang einem Kantenbereich des Gehäuseelements angeordnet ist, wodurch konstruktiv einfach ein besonders effektiver Schutz vor schlagartigen Belastungen und gleichzeitig eine wirkungsvolle Wärmeabfuhr möglich sind. Unter einem „Kantenbereich” soll ein entlang einer Wegstrecke konvexer Flächenbereich verstanden werden, der zwei zumindest im Wesentlichen ungekrümmte Flächen, insbesondere zwei Außenflächen von Seitenwänden des Gehäuseelements, miteinander verbindet. Vorzugsweise weist der Kantenbereich auf der Wegstrecke zwischen zumindest zwei definierten Punkten, die vorzugsweise weniger als 15 mm auf der Wegstrecke beabstandet sind, eine stärkere Krümmung auf als zumindest eine der beiden Außenflächen auf einer entsprechend langen Wegstrecke. Vorteilhaft beträgt die Krümmung mehr als 30 Grad, besonders vorteilhaft mehr als 60 Grad. Unter der Wendung „entlang eines Kantenbereichs” soll insbesondere verstanden werden, dass die Knautschzone zumindest teilweise weniger als 50 mm, vorteilhaft weniger als 20 mm, besonders vorteilhaft weniger als 10 mm, von einer Kantenschnittgeraden des Kantenbereichs entfernt angeordnet ist. Die Kantenschnittgerade ist dabei von einer Schnittlinie zweier mittlerer Hauterstreckungsebenen der Seitenwände gebildet, die über den Kantenbereich verbunden werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Knautschzone an einem Eckbereich des Gehäuseelements angeordnet ist, wodurch konstruktiv einfach ein effektiver Schutz vor schlagartigen Belastungen und gleichzeitig eine besonders wirkungsvolle Wärmeabfuhr möglich sind. Unter einem „Eckbereich” soll ein konvexer Flächenbereich verstanden werden, der wenigstens drei zumindest im Wesentlichen ungekrümmte Flächen, insbesondere wenigstens drei Außenflächen von Seitenwänden des Gehäuseelements, miteinander verbindet. Vorzugsweise weist der Kantenbereich auf Wegstrecken zwischen zumindest drei definierten Punkten, die vorzugsweise weniger als 15 mm auf den Wegstrecken beabstandet sind, eine stärkere Krümmung auf, als zumindest eine der beiden Außenflächen auf entsprechend langen Wegstrecken. Vorteilhaft beträgt die Krümmung mehr als 30 Grad, besonders vorteilhaft mehr als 60 Grad. Unter der Wendung „an einem Eckbereich” soll insbesondere verstanden werden, dass die Knautschzone zumindest teilweise weniger als 50 mm, vorteilhaft weniger als 20 mm, besonders vorteilhaft weniger als 10 mm, von einem Eckschnittpunkt der Ecke entfernt angeordnet ist. Der Eckschnittpunkt ist dabei von einem Schnittpunkt zweier mittlerer Hauterstreckungsebenen der Seitenwände, einer Oberseite und/oder einer Unterseite gebildet, die über den Kantenbereich verbunden werden.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass das Gehäuseelement zumindest eine Seitenwand aufweist, die zumindest größtenteils knautschzonenfrei ausgebildet ist, wodurch eine besonders vorteilhafte Kühlung des Akkus erreicht werden kann. Unter einer „Seitenwand” soll insbesondere ein Bereich des Gehäuseelements verstanden werden, der sich zwischen Kantenbereichen des Handwerkzeugmaschinenakkugehäuses erstreckt. Bevorzugt ist eine Außenfläche der Seitenwand zwischen zumindest zwei definierten Punkten, die insbesondere mehr als 25 mm von einander beabstandet sind, weniger als 45 Grad, vorteilhaft weniger als 15 Grad, gekrümmt. Vorzugsweise weist die Seitenwand eine Oberfläche auf, die größer als 5 cm2, vorteilhaft größer als 10 cm2 ist. Bevorzugt ist das Handwerkzeugmaschinenakkugehäuse im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Vorteilhaft weist das Handwerkzeugmaschinenakkugehäuse wenigstens vier Seitenwände und vorteilhaft eine Oberseite mit einer Handwerkzeugmaschinenkoppelvorrichtung und eine Unterseite, auf. Insbesondere soll unter der Wendung „zumindest größtenteils knautschzonenfrei” verstanden werden, dass auf wenigstens 50%, vorteilhaft wenigstens 75%, einer Fläche der Seitenwand auf einer Normalen der Fläche, die die Seitenwand und die Akkueinheit schneidet, die Seitenwand zwischen dem Gehäuseelement und der Akkueinheit ununterbrochen von einem speziell stoßenergieabsorbierenden Bereich ist. Vorzugsweise ist der Bereich der Seitenwand massiv und/oder vorteilhaft speziell wärmeleitend, beispielsweise durch ein eingespritztes Metallelement, ausgebildet. Besonders vorteilhaft ist die Seitenwand auf einer Normalen der Seitenwand zwischen einer Oberfläche der Seitenwand und der Akkueinheit einstückig ausgebildet. Vorteilhaft ist die Seitenwand dazu vorgesehen, Wärme von dem Akku abzuführen, und zwar vorteilhaft an eine Oberfläche der Seitenwand, die insbesondere als ein Kühlkörper mit Kühlrippen ausgebildet ist.
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In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Knautschzone zumindest eine Luftkammer aufweist, wodurch konstruktiv einfach ein vorteilhaft leichter und effektiver Schutz vor schlagartigen Belastungen möglich ist. Unter einer „Luftkammer” soll insbesondere ein mit Luft gefüllter Bereich verstanden werden, der vorteilhaft von der äußeren Wand und der inneren Wand begrenzt ist. Besonders vorteilhaft ist die Luftkammer auf zumindest einer Ebene, insbesondere senkrecht zu Haupterstreckung der Luftkammer, von dem Gehäuseelement vollständig eingeschlossen. Alternativ oder zusätzlich zu der Luftkammer könnte zwischen der äußeren Wand und der inneren Wand ein leicht komprimierbarer Stoff, beispielsweise ein Schaumstoff, angeordnet sein.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Luftkammer dazu vorgesehen ist, ein Luftstrom zu leiten, wodurch die Akkueinheit vorteilhaft gekühlt werden kann. Vorzugsweise weist die Luftkammer zwei von einander beabstandete Öffnungen auf, durch die Luft in die Luftkammer eingeleitet werden kann und aus der Luftkammer austreten kann.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass das Handwerkzeugmaschinenakkugehäuse ein elektrisches Funktionselement umfasst, das zumindest teilweise in der Luftkammer angeordnet ist, wodurch eine kleinvolumige und einfache Konstruktion möglich ist. Unter einem „elektrischen Funktionselement” soll insbesondere ein Kabel, ein Sensor, ein elektrischer Kontakt, ein RFID-Element, eine Elektronik und/oder ein anderes, dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes elektrisches Funktionselement verstanden werden.
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Zeichnung
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
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1 einen Handwerkzeugmaschinenakku mit einem erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschinenakkugehäuse, das eine Knautschzone aufweist, in einer perspektivischen Darstellung,
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2 den Handwerkzeugmaschinenakku aus 1 in einer perspektivischen Schnittdarstellung und
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3 den Handwerkzeugmaschinenakku aus 1 in einer Schnittdarstellung.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Die 1 bis 3 zeigen einen Handwerkzeugmaschinenakku 32 mit einem Handwerkzeugmaschinenakkugehäuse 10 und einer Akkueinheit 20. Das Handwerkzeugmaschinenakkugehäuse 10 umfasst ein unteres einstückiges Gehäuseelement 12, ein oberes einstückiges Gehäuseelement 12' und ein Gehäusesaußenelement 34. Das Handwerkzeugmaschinenakkugehäuse 10 ist im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet.
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Das Gehäusesaußenelement 34 ist im Wesentlichen aus einem gummiartigen Material gebildet. Es umschließt das untere Gehäuseelement 12 entlang von Kantenbereichen 22 des unteren Gehäuseelements 12. Seitenwände 26 des unteren Gehäuseelements 12 sind unumschlossen. Das Gehäusesaußenelement 34 ist mittels eines Formschlusses an dem unteren Gehäuseelement 12 befestigt. Dazu weist das Gehäusesaußenelement 34 Anformungen 36 auf, die in einem montierten Zustand in Aussparungen 38, 38' des unteren Gehäuseelements 12 angeordnet sind. Zwei der Anformungen 36' verrasten in Aussparungen 38' des unteren Gehäuseelements 12.
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Die Gehäuseelemente 12, 12' sind im Wesentlichen aus Polyethylen gefertigt, und zwar aus einem „high density” Polyethylen (PE-HD). Das untere Gehäuseelement 12 und das obere Gehäuseelement 12' sind fest miteinander verbunden, und zwar verschraubt. Sie umschließen gemeinsam die Akkueinheit 20 vollständig. Dabei befestigen die Gehäuseelemente 12, 12' die Akkueinheit 20 formschlüssig. Das Handwerkzeugmaschinenakkugehäuse 10 weist zusätzlich Formelemente 40 auf. Die Formelemente 40 bewirken auf die Akkueinheit 20 eine Vorspannung, die sie an den Gehäuseelementen 12, 12' abstützen. Somit ist die Akkueinheit 20 spielfrei in den Gehäuseelementen 12, 12' befestigt. Die Akkueinheit 20 weist mehrere Akkuzellen 42 auf. Die Akkuzellen 42 sind als Lithium-Ionen-Zellen ausgebildet. Die Gehäuseelemente 12 umschließen die Akkuzellen 42 auf einer Ebene senkrecht zu einer Haupterstreckung der Akkuzellen 42 um mehr als 180 Grad.
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Das untere Gehäuseelement 12 und das obere Gehäuseelement 12' weisen jeweils eine Knautschzone 14 auf. Alternativ könnte auch nur das untere Gehäuseelement 12 eine Knautschzone 14 aufweisen. Die Knautschzonen 14 sind entlang von Kantenbereichen 22 und an Eckbereichen 24 der Gehäuseelemente 12 angeordnet. Die Knautschzonen 14 weisen jeweils eine äußere Wand 16 und eine von der äußeren Wand 16 beabstandete innere Wand 18 auf. Zwischen den Wänden 16, 18 weisen die Knautschzonen 14 jeweils zwei Luftkammern 28 auf. Die Luftkammern 28 weisen auf einer Ebene senkrecht zu einer Erstreckung der Kantenbereiche 22 einen im Wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt auf. Alternativ oder zusätzlich könnten die Wände 16, 18 auf der Ebene parallel zueinander ausgerichtet sein. Die Luftkammer 28 weist nicht näher dargestellte Öffnungen auf, somit ist die Luftkammer 28 dazu vorgesehen, ein Luftstrom zur Kühlung der Akkueinheit zu leiten.
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Der Handwerkzeugmaschinenakku 32 weist eine Handwerkzeugmaschinenkoppelvorrichtung 44 und eine nicht näher dargestellte Elektronik auf. Die Handwerkzeugmaschinenkoppelvorrichtung 44 ist an einer Oberseite 46 des Handwerkzeugmaschinenakkugehäuse 10 angeordnet. Die Elektronik ist zwischen der Akkueinheit 20 und der Handwerkzeugmaschinenkoppelvorrichtung 44 angeordnet. Das obere Gehäuseelement 12' umschließt, schützt und befestigt die Elektronik.
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Das Handwerkzeugmaschinenakkugehäuse 10 umfasst ein in den 2 und 3 dargestelltes elektrisches Funktionselement 30. Das elektrische Funktionselement 30 ist als eine elektrische Leitung ausgebildet. Es verbindet die Elektronik mit nicht näher dargestellten Kontakten ein einer Unterseite 48 des Handwerkzeugmaschinenakkugehäuse 10. Dabei verläuft das elektrische Funktionselement 30 durch die Luftkammer 28. Es nimmt dabei weniger wie 20% des Querschnitts der Luftkammer 28 ein. Somit ist das elektrische Funktionselement 30 teilweise in der Luftkammer 28 angeordnet.
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Das untere Gehäuseelement 12 weist Seitenwände 26 auf, die knautschzonenfrei ausgebildet sind. An einer Außenseite weisen die Seitenwände 26 Kühlrippen 50 auf. Zwischen den Kühlrippen 50 und dem Formschluss der Gehäuseelemente 12, 12' mit der Akkueinheit 20 sind die Gehäuseelemente 12, 12' einstückig, das heißt massiv, ausgebildet. Die Unterseite 48 des unteren Gehäuseelements 12 ist ebenfalls massiv ausgebildet.
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In 4 ist eine Kantenschnittgerade 52 von zwei der Seitenwände 26 eingezeichnet. Die Kantenschnittgerade 52 ist dabei von einer Schnittlinie zweier mittlerer Haupterstreckungsebenen 54 der Seitenwände 26 gebildet, die über den Kantenbereich 22 verbunden werden.
