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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Laden einer Batteriezelle einer batteriebetriebenen Handwerkzeugmaschine. Die Erfindung betrifft ferner eine solche batteriebetriebene Handwerkzeugmaschine, insbesondere eine elektrische Handwerkzeugmaschine, wie zum Beispiel einen Elektroschrauber oder eine handgehaltene Bohrmaschine, sowie ein Ladegerät für eine solche batteriebetriebene Handwerkzeugmaschine.
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Eine Batteriezelle, wie beispielsweise eine wiederaufladbare Batterie oder ein Akkumulator eines Elektroschraubers, wird herkömmlicherweise bei einer Temperatur zwischen 0°C und 60°C geladen.
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Ein Laden der Batteriezelle unter 0°C wird herkömmlicherweise auf Grund von Sicherheits- und Lebensdauer vermindernden Effekten vermieden.
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Folglich ist bei Arbeiten mit der batteriebetriebenen Handwerkzeugmaschine unter sehr kalten Umweltbedingungen, wie beispielsweise deutlich unter 0°C ein Wiederaufladen der Batteriezelle herkömmlicherweise nicht möglich. Steht ferner kein temperierter Raum zur Verfügung, so ist ein Weiterarbeiten mit der batteriebetriebenen Handwerkzeugmaschine mit entladener Batteriezelle nicht möglich.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Laden einer Batteriezelle einer Handwerkzeugmaschine beinhaltet folgende Schritte: Festlegen eines ersten Schwellwertes für eine Ladespannung zum Laden der Batteriezelle, Festlegen eines zweiten Schwellwertes für einen Ladestrom zum Laden der Batteriezelle, und Laden der Batteriezelle mit einer Ladespannung, welche kleiner als der festgelegte erste Schwellwert ist, und mit einem Ladestrom, der kleiner als der festgelegte zweite Schwellwert ist.
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Der erste Schwellwert bestimmt dabei eine maximal zulässige Ladespannung. Entsprechend bestimmt der zweite Schwellwert einen maximal zulässigen Ladestrom. Werden beim Laden der Batteriezelle sowohl der erste Schwellwert als auch der zweite Schwellwert nicht überschritten, so werden zuverlässig Sicherheits- und Lebensdauer vermindernde Effekte der Batteriezelle vermieden. Folglich kann die Batteriezelle auch bei Temperaturen von unter 0°C geladen werden. Dadurch wird ein kontinuierliches Arbeiten mit der batteriebetriebenen Handwerkzeugmaschine auch bei tieferen Temperaturen ermöglicht.
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Beispielsweise werden in dem Temperaturbereich von –10°C bis 0°C der erste Schwellwert für die Ladespannung auf 3,9 V pro Zelle und der zweite Schwellwert für den Ladestrom auf 0,7 A festgelegt.
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Bei einer Ausführungsform wird die aktuelle Umgebungstemperatur der Batteriezelle gemessen. Dann wird der erste Schwellwert für die Ladespannung in Abhängigkeit der gemessenen aktuellen Umgebungstemperatur festgelegt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform wird die aktuelle Umgebungstemperatur gemessen und der zweite Schwellwert für den Ladestrom wird in Abhängigkeit der gemessenen aktuellen Umgebungstemperatur festgelegt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform beinhaltet das Verfahren folgende Schritte: Messen der aktuellen Umgebungstemperatur, Festlegen des ersten Schwellwertes für die Ladespannung in Abhängigkeit der gemessenen Umgebungstemperatur, Festlegen des zweiten Schwellwertes in Abhängigkeit der gemessenen aktuellen Umgebungstemperatur, und Laden der Batteriezelle mit einer Ladespannung, die kleiner als der festgelegte erste Schwellwert ist, und mit einem Ladestrom, welcher kleiner als der festgelegte zweite Schwellwert ist.
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Insgesamt können somit der erste Schwellwert und der zweite Schwellwert temperaturabhängig festgelegt werden. Je tiefer die aktuelle gemessene Temperatur ist, umso mehr werden die Schwellwerte für Ladespannungen und Ladestrom verringert.
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Bei einer weiteren Ausführungsform wird ein Batteriepack mit einer Mehrzahl von Batteriezellen der Handwerkzeugmaschine mit einer jeweiligen Ladespannung, welche kleiner als die festgelegte maximale Ladespannung (erster Schwellwert) ist, und mit einem Ladestrom, der kleiner als der festgelegte maximale Ladestrom (zweiter Schwellwert) ist, geladen.
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Die Batteriezelle ist beispielsweise ein Lithium-Ionen-Akku oder ein Lithium-Polymer-Akku.
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Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches auf einer programmgesteuerten Einrichtung die Durchführung eines wie oben erläuterten Verfahrens zum Laden einer Batteriezelle einer batteriebetriebenen Handwerkzeugmaschine veranlasst.
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Ferner wird eine Vorrichtung zum Laden einer Batteriezelle einer Handwerkzeugmaschine vorgeschlagen. Die Vorrichtung hat ein erstes Mittel, ein zweites Mittel und ein drittes Mittel und ist beispielsweise in einen Elektroschrauber oder in ein Ladegerät für einen Elektroschrauber integrierbar.
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Das erste Mittel ist dazu eingerichtet, einen ersten Schwellwert für die Ladespannung festzulegen. Das zweite Mittel ist dazu eingerichtet, einen zweiten Schwellwert für den Ladestrom festzulegen. Das dritte Mittel ist mit der Batteriezelle koppelbar und dazu eingerichtet, die Batteriezelle mit einer Ladespannung, die kleiner als der festgelegte erste Schwellwert ist, und mit einem Ladesstrom, der kleiner als der festgelegte zweite Schwellwert ist, zu laden.
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Des Weiteren wird ein elektrisches Gerät, insbesondere eine Handwerkzeugmaschine, vorgeschlagen, welches eine wie oben erläuterte Vorrichtung zum Laden einer Batteriezelle einer batteriebetriebenen Handwerkzeugmaschine umfasst.
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Die Handwerkzeugmaschine ist insbesondere eine elektrische Handwerkzeugmaschine, wie zum Beispiel ein Elektroschrauber.
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Der Elektroschrauber hat ein Gehäuse mit einem Handgriff, mittels welchem ein Anwender den Elektroschrauber halten und führen kann. Ein Taster an dem Handgriff ermöglicht dem Anwender den Elektroschrauber in Betrieb zu nehmen. Beispielsweise muss der Anwender den Taster durchgehend gedrückt halten, um den Elektroschrauber in Betrieb zu halten.
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Der Elektroschrauber hat eine Werkzeugaufnahme, in welche der Anwender ein Schrauberbit einsetzen kann. Bei Betätigen des Tasters dreht ein Elektromotor die Werkzeugaufnahme um ihre Achse. Der Elektromotor ist über eine Spindel und ggf. weitere Komponenten eines Antriebsstrangs, z.B. Kupplung, Getriebe, mit der Werkzeugaufnahme gekoppelt.
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Weiter wird ein Lagegerät für eine Handwerkzeugmaschine vorgeschlagen, welches eine wie oben erläuterte Vorrichtung zum Laden einer Batteriezelle einer batteriebetriebenen Handwerkzeugmaschine umfasst.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigt:
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1 ein schematisches Ablaufdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Laden einer Batteriezelle einer batteriebetriebenen Handwerkzeugmaschine;
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2 ein schematisches Ablaufdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Laden einer Batteriezelle einer batteriebetriebenen Handwerkzeugmaschine;
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3 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Laden einer Batteriezelle einer batteriebetriebenen Handwerkzeugmaschine;
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4 einen Elektroschrauber; und
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5 ein Ladegerät für einen Elektroschrauber. Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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In 1 ist ein schematisches Ablaufdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Laden einer Batteriezelle einer batteriebetriebenen Handwerkzeugmaschine dargestellt. Die Batteriezelle ist beispielsweise Teil einer wiederaufladbaren Batterie, insbesondere eines Batteriepakets. Die Handwerkzeugmaschine ist beispielsweise ein Elektroschrauber.
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In Schritt 101 wird ein erster Schwellwert für eine Ladespannung zum Laden der Batteriezelle festgelegt.
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In Schritt 102 wird ein zweiter Schwellwert für einen Ladestrom für das Laden der Batteriezelle festgelegt.
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In Schritt 103 wird die Batteriezelle mit einer Ladespannung, die kleiner als der festgelegte erste Schwellwert ist, und mit einem Ladespannung, der kleiner als der festgelegte zweite Schwellwert ist, geladen.
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In 2 ist ein schematisches Ablaufdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Laden einer Batteriezelle einer batteriebetriebenen Handwerkzeugmaschine dargestellt.
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In Schritt 201 wird die aktuelle Umgebungstemperatur der Batteriezelle oder der Handwerkzeugmaschine gemessen.
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In Schritt 202 wird der erste Schwellwert für die Ladespannung in Abhängigkeit der gemessenen aktuellen Umgebungstemperatur festgelegt.
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In Schritt 203 wird der zweite Schwellwert für den Ladestrom in Abhängigkeit der gemessenen aktuellen Umgebungstemperatur festgelegt.
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In Schritt 204 wird die Batteriezelle mit einer Ladespannung, die kleiner als der festgelegte erste Schwellwert ist, und mit einem Ladestrom, der kleiner als der festgelegte zweite Schwellwert ist, geladen.
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3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung 300 zum Laden einer Batteriezelle 400 einer batteriebetriebenen Handwerkzeugmaschine, beispielsweise ein Elektroschrauber.
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Die Vorrichtung 300 hat ein erstes Mittel 301, ein zweites Mittel 302 und ein drittes Mittel 303. Das erste Mittel 301 ist zum Festlegen eines ersten Schwellwertes für die Ladespannung zum Laden der Batteriezelle 400 eingerichtet. Das zweite Mittel 302 ist zum Festlegen eines zweiten Schwellwertes für den Ladestrom zum Laden der Batteriezelle 400 eingerichtet.
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Das dritte Mittel 303 ist als ein Lademittel ausgebildet und mit der Batteriezelle 400 koppelbar. Das Lademittel 303 ist dazu geeignet, die Batteriezelle 400 mit einer Ladespannung, die kleiner als der festgelegte erste Schwellwert ist, und mit einem Ladestrom, der kleiner als der festgelegte zweite Schwellwert ist, zu laden. Durch Einhaltung dieser beiden Bedingungen beim Laden der Batteriezelle 400 ist sichergestellt, dass insbesondere je nach aktueller Umgebungstemperatur Sicherheits- und Lebensdauer vermindernde Effekte vermieden werden können.
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In der 5 ist ein schematisches Blockschaltbild einer Handwerkzeugmaschine 500 dargestellt. Die Handwerkzeugmaschine 500 ist beispielsweise ein Elektroschrauber. Der Elektroschrauber 500 integriert eine Vorrichtung 300 zum Laden einer Batteriezelle 400. Die Vorrichtung 300 ist mit Bezug zu 3 detailliert erläutert.
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Ferner zeigt 6 ein Ladegerät 600 zum Laden einer Batteriezelle 400 einer Handwerkzeugmaschine 500. Das Ladegerät 600 integriert eine Vorrichtung 300 zum Laden der Batteriezelle 400. Die Vorrichtung 300 ist mit Bezug zu 3 erläutert und in dem Ladegerät 600 integriert.
