DE102013217940A1

DE102013217940A1 - Akkuvorrichtung

Info

Publication number: DE102013217940A1
Application number: DE102013217940.5A
Authority: DE
Inventors: Wolf Zahn
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-09-09
Filing date: 2013-09-09
Publication date: 2015-03-12

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Akkuvorrichtung (10), insbesondere Handwerkzeugmaschinenakkuvorrichtung, mit einer Gehäuseeinheit (12), mit zumindest einem Energiespeicherelement (14), das von der Gehäuseeinheit (12) zumindest teilweise umschlossen ist, und mit einer Kontakteinheit (16), die sich zumindest teilweise durch die Gehäuseeinheit (12) erstreckt und die zumindest teilweise dazu vorgesehen ist, dem zumindest einen Energiespeicherelement (14) insbesondere elektrische Energie zuzuführen und/oder insbesondere elektrische Energie von dem zumindest einen Energiespeicherelement (14) abzuführen. Es wird vorgeschlagen, dass die Kontakteinheit (16) zumindest zwei korrespondierende Kontaktelemente (18, 20) umfasst, die zumindest in Axialrichtung (22) versetzt zueinander angeordnet sind.

Description

Stand der Technik
Es ist bereits eine Akkuvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Akkuvorrichtung, insbesondere von einer Handwerkzeugmaschinenakkuvorrichtung, mit einer Gehäuseeinheit, mit zumindest einem Energiespeicherelement, das von der Gehäuseeinheit zumindest teilweise umschlossen ist, und mit einer Kontakteinheit, die sich zumindest teilweise durch die Gehäuseeinheit erstreckt und die zumindest teilweise dazu vorgesehen ist, dem zumindest einen Energiespeicherelement insbesondere elektrische Energie zuzuführen und/oder insbesondere elektrische Energie von dem zumindest einen Energiespeicherelement abzuführen.
Es wird vorgeschlagen, dass die Kontakteinheit zumindest zwei korrespondierende Kontaktelemente umfasst, die zumindest in Axialrichtung versetzt zueinander angeordnet sind. Unter einem „Energiespeicherelement“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, das zumindest teilweise dazu vorgesehen ist, insbesondere elektrische Energie aufzunehmen, zu speichern und wieder abzugeben. Vorzugsweise können mehrere Energiespeichermodule zusammengeschaltet werden, um insbesondere eine Speicherkapazität vorteilhaft zu erhöhen. Das Energiespeicherelement ist vorzugsweise als Akkuzelle ausgebildet. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgestaltet, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden.
Unter „zumindest teilweise umschlossen“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Gehäuseeinheit das zumindest eine Energiespeicherelement in zumindest einer Ebene über einen Winkelbereich von mehr als 180°, vorzugsweise mehr als 270 °und besonders bevorzugt von 360° umgibt. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel umgibt die Gehäuseeinheit das zumindest eine Energiespeicherelement auf zumindest zwei, geneigt zueinander angeordneten Ebenen über einen Winkelbereich von insbesondere mehr als 180°, vorzugsweise mehr als 270°und besonders bevorzugt von 360°.
Unter einer „Kontakteinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, insbesondere eine elektrische Verbindung zwischen der Akkuvorrichtung und einer Handwerkzeugmaschine und/oder einer Ladeeinheit herzustellen. Unter „sich zumindest teilweise durch die Gehäuseeinheit erstrecken“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass sich zumindest ein Teil der Kontakteinheit in einer Richtung, die zumindest eine Richtungskomponente aufweist, die senkrecht zu einer Flächennormalen einer Haupterstreckungsfläche der Gehäuseeinheit in einem Schnittpunkt verläuft, zumindest teilweise, vorzugsweise zumindest nahezu vollständig, durch eine Materialstärke der Gehäuseeinheit hindurch verläuft. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind dabei insbesondere zumindest 20%, vorzugsweise zumindest 30%, bevorzugt zumindest 50% und besonders bevorzugt zumindest 60% zumindest eines Querschnitts des Kontaktelements von einem Material der Gehäuseeinheit umgeben. Das Material der Gehäuseeinheit kontaktiert das Kontaktelement entlang dieses Querschnitts des Kontaktelements vorzugsweise zumindest teilweise direkt.
Unter einem „Kontaktelement“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element insbesondere der Kontakteinheit verstanden werden, das aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie insbesondere aus einem Metall, hergestellt ist und das dazu vorgesehen ist, insbesondere einen elektrischen Kontakt zwischen insbesondere innerhalb der Akkuvorrichtung angeordneten Elementen der Kontakteinheit, wie insbesondere einer Leiterplatte, einer Elektronikeinheit und/oder dem zumindest einen Energiespeicherelement, und von außen anschließbaren Geräten, wie insbesondere einer Handwerkzeugmaschine und/oder einer Ladeeinheit, herzustellen. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das zumindest eine Kontaktelement aus einem Metallblech herausgestanzt ausgebildet. Besonders bevorzugt erstreckt sich eine Haupterstreckungsebene des Kontaktelements in einem montierten Zustand zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Wandung der Gehäuseeinheit, die das Kontaktelement insbesondere direkt umgibt. Unter „korrespondierend“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die zumindest zwei Kontaktelemente dazu vorgesehen sind, zumindest in einem montierten Zustand der Akkuvorrichtung zu einer gemeinsamen Funktion, insbesondere gemeinsam zu einer Herstellung eines insbesondere elektrischen Kontakts mit einem Kopplungseinheit einer Handwerkzeugmaschine und/oder eines Ladegeräts, vorgesehen ist. Unter „in Axialrichtung versetzt“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die zumindest zwei Kontaktelemente zumindest teilweise zumindest in Axialrichtung nacheinander angeordnet sind. Die Axialrichtung verläuft vorzugsweise zumindest nahezu parallel zu einer Einschubrichtung der Akkuvorrichtung und/oder zu einer Haupterstreckungsrichtung der zumindest zwei Kontaktelemente.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Akkuvorrichtung können eine vorteilhaft einfache Ausgestaltung und bevorzugt hohe Kontaktkräfte der zumindest zwei Kontaktelemente der Kontakteinheit erreicht werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die zumindest zwei Kontaktelemente der Kontakteinheit zumindest teilweise einen Tulpenkontakt bilden. Dadurch kann eine konstruktiv einfache und bevorzugt zuverlässige und robuste Ausgestaltung der Kontakteinheit erreicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest zwei Kontaktelemente der Kontakteinheit zumindest in Querrichtung zumindest teilweise überlappend angeordnet sind. Unter „überlappend“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die zumindest zwei Kontaktelemente der Kontakteinheit zumindest eine gemeinsame Ebene, die zumindest nahezu parallel zur Axialrichtung und zumindest nahezu senkrecht zur Querrichtung angeordnet ist, schneiden, wobei Schnittpunkte der zumindest zwei Kontaktelemente jeweils mit der zumindest einen Ebene beabstandet zueinander angeordnet sind. Die Schnittpunkte der zumindest zwei Kontaktelemente mit jeweils der zumindest einen Ebene weisen vorzugsweise einen Abstand insbesondere von zumindest 0,01 mm, vorzugsweise von zumindest 0,05 mm und besonders bevorzugt von zumindest 0,1 mm zueinander auf. Dadurch kann auf konstruktiv einfache Weise eine vorteilhaft hohe Kontaktkraft und/oder Federkraft der zumindest zwei Kontaktelemente, insbesondere auf eine in einem montierten Zustand zwischen den zumindest zwei Kontaktelementen angeordnete Kopplungseinheit einer Handwerkzeugmaschine und/oder eines Ladegeräts, erreicht werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die zumindest zwei Kontaktelemente der Kontakteinheit in einem Kontaktbereich beabstandet zueinander angeordnet sind. Unter einem „Kontaktbereich“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere jeweils ein Bereich der zumindest zwei Kontaktelemente verstanden werden, der dazu vorgesehen ist, zumindest in einem montierten Zustand der Akkuvorrichtung eine Kopplungseinheit einer Handwerkzeugmaschine und/oder eines Ladegeräts zumindest teilweise direkt zu kontaktieren und vorzugsweise eine wirkungsmäßige, insbesondere elektrische, Verbindung zwischen den zumindest zwei Kontaktelementen und zumindest der Kopplungseinheit der Handwerkzeugmaschine und/oder des Ladegeräts direkt herzustellen. Unter „beabstandet angeordnet“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die zumindest zwei Kontaktelemente zumindest entlang des gesamten Kontaktbereichs einen Abstand insbesondere von zumindest 0,01 mm, vorzugsweise von zumindest 0,05 mm, bevorzugt von zumindest 0,1 mm und besonders bevorzugt von zumindest 0,2 mm zueinander aufweisen. Dadurch können die zumindest zwei Kontaktelemente auf vorteilhaft einfache und zeitsparende Weise insbesondere auch in einem Kontaktbereich beschichtet werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die zumindest zwei Kontaktelemente der Kontakteinheit zumindest teilweise federelastisch ausgebildet sind. Unter „federelastisch“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die zumindest zwei Kontaktelemente der Kontakteinheit wiederholt verformbar sind, ohne dass die zumindest zwei Kontaktelemente der Kontakteinheit dadurch mechanisch beschädigt oder zerstört werden, und dass die zumindest zwei Kontaktelemente der Kontakteinheit insbesondere nach einer Verformung selbstständig und/oder selbsttätig wieder einer Grundform zustreben. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass zumindest ein zumindest teilweise separat ausgebildetes Federelement zu einer Beaufschlagung der zumindest zwei Kontaktelemente mit einer Federkraft vorgesehen ist. Dadurch kann eine bevorzugt kostengünstige und Bauteil sparende, konstruktiv einfache und vorteilhaft zuverlässige und robuste Ausgestaltung der Kontakteinheit der Akkuvorrichtung erreicht werden.
Ferner wird ein System mit zumindest der erfindungsgemäßen Akkuvorrichtung, insbesondere Handwerkzeugmaschinenakkuvorrichtung, und mit zumindest einer Handwerkzeugmaschine, die zumindest einen Kopplungsbereich zu einer Kopplung mit der erfindungsgemäßen Akkuvorrichtung aufweist, und/oder mit zumindest einer Ladeeinheit, die zumindest einen Kopplungsbereich zu einer Kopplung mit der erfindungsgemäßen Akkuvorrichtung umfasst, vorgeschlagen. Dadurch können eine vorteilhaft flexible Einsetzbarkeit und ein bevorzugt hoher Bedienerkomfort der Akkuvorrichtung erreicht werden.
Zudem wird ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Akkuvorrichtung, insbesondere der Handwerkzeugmaschinenakkuvorrichtung, vorgeschlagen, das zumindest einen ersten Verfahrensschritt umfasst, in dem zumindest zwei Kontaktelemente einer Kontakteinheit zumindest teilweise fest mit einer Gehäuseeinheit verbunden werden, und mit zumindest einem weiteren Verfahrensschritt, in dem die zumindest zwei Kontaktelemente der Kontakteinheit beschichtet werden. Dadurch kann ein vorteilhaft guter Korrosionsschutz und ein bevorzugt geringer Übergangswiderstand der zumindest zwei Kontaktelemente der Kontakteinheit der Akkuvorrichtung erreicht werden.
Die erfindungsgemäße Akkuvorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Akkuvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
Zeichnung
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.
Es zeigen:
1a eine schematische Darstellung einer Ladeeinheit eines erfindungsgemäßen Systems in einer perspektivischen Ansicht,
1b eine schematische Darstellung einer Handwerkzeugmaschine eines erfindungsgemäßen Systems in einer perspektivischen Ansicht,
2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Akkuvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht,
3a einen Ausschnitt einer Kontakteinheit der erfindungsgemäßen Akkuvorrichtung in einer schematischen Draufsicht,
3b einen weiteren Ausschnitt der Kontakteinheit der erfindungsgemäßen Akkuvorrichtung in einer schematischen Draufsicht,
4 den Ausschnitt der Kontakteinheit der erfindungsgemäßen Akkuvorrichtung in einem mit der Ladeeinheit und/oder der Handwerkzeugmaschine gekoppelten Zustand in einer schematischen Draufsicht und
5 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Akkuvorrichtung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In 2 ist eine Akkuvorrichtung 10 dargestellt, die einen Akkumulator bildet. Die Akkuvorrichtung 10 umfasst eine Gehäuseeinheit 12 und zumindest ein Energiespeicherelement 14, das von der Gehäuseeinheit 12 umschlossen ist. Die Gehäuseeinheit 12 weist zwei Gehäuseelemente 40, 42 auf, die miteinander verbunden sind. Die Gehäuseeinheit 12 ist aus einem Kunststoff gebildet. Die Akkuvorrichtung 10 weist mehrere, nicht näher dargestellte Energiespeicherelemente 14 auf, die miteinander gekoppelt sind. Die Energiespeicherelemente 14 sind zu einer Speicherung von Energie vorgesehen. Die Energiespeicherelemente 14 sind zu einer Speicherung von elektrischer Energie vorgesehen. Die Energiespeicherelemente 14 sind von wiederaufladbaren Batteriezellen gebildet. Die Energiespeicherelemente 14 sind zu einer Speicherung einer elektrischen Ladung und zu einer Bereitstellung von elektrischer Spannung in einem Betriebszustand der Akkuvorrichtung 10 vorgesehen. Die Energiespeicherelemente 14 sind elektrisch miteinander verbunden. Die Energiespeicherelemente 14 sind in Reihe geschaltet. Die Akkuvorrichtung 10 kann in einem Betriebszustand eine elektrische Spannung von 18 V zur Verfügung stellen. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Akkuvorrichtung 10 dazu vorgesehen ist, in einem Betriebszustand eine elektrische Spannung von 3,6 V, 10,8 V, 14,4 V, 36 V oder in Höhe eines anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Werts zur Verfügung zu stellen. Die Akkuvorrichtung 10 weist in einem vollständig geladenen Zustand eine elektrische Ladung von 4 Ah auf. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Akkuvorrichtung 10 dazu vorgesehen ist, in einem vollständig geladenen Zustand eine elektrische Ladung von 1,3 Ah, 1,5 Ah, 2 Ah, 3 Ah oder in Höhe eines anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Werts zur Verfügung zu stellen.
Die Akkuvorrichtung 10 ist als Handwerkzeugmaschinenakkuvorrichtung ausgebildet. Die Akkuvorrichtung 10 ist mit einer Handwerkzeugmaschine 28 koppelbar ausgebildet. Die Akkuvorrichtung 10 ist dazu vorgesehen, die Handwerkzeugmaschine 28 in einem gekoppelten Zustand mit Energie zu versorgen. Die Akkuvorrichtung 10 ist zu einer Versorgung der Handwerkzeugmaschine 28 mit elektrischer Energie zu einem Antrieb der Handwerkzeugmaschine 28 vorgesehen. In 1b ist eine beispielhafte Ausgestaltung der Handwerkzeugmaschine 28 als Schlagbohrmaschine gezeigt. Es sind jedoch auch weitere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen der Handwerkzeugmaschine 28, wie beispielsweise als Akkuschrauber, Drehschlagschrauber, Bohrhammer, Bohrmaschine, Abbruchhammer, Stichsäge, Kreissäge, Säbelsäge, Multicutter, Hobel, Winkelschleifer oder Schere, denkbar. Die Handwerkzeugmaschine 28 weist einen Aufnahmebereich 30 auf, in dem eine Kopplungseinheit 44 angeordnet ist. Die Akkuvorrichtung 10 ist verliersicher über den Aufnahmebereich 30 der Handwerkzeugmaschine 28 mit der Handwerkzeugmaschine 28 koppelbar. Die Akkuvorrichtung 10 ist lösbar mit der Handwerkzeugmaschine 28 koppelbar. Die Akkuvorrichtung 10 ist über die Kopplungseinheit 44 der Handwerkzeugmaschine 28 elektrisch mit der Handwerkzeugmaschine 28 verbindbar.
In 1a ist ein eine beispielhafte Ausgestaltung einer Ladeeinheit 32 gezeigt. Die Ladeeinheit 32 ist als Akkuladegerät ausgebildet. Es sind jedoch auch weitere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen der Ladeeinheit 32 denkbar. Die Ladeeinheit 32 weist einen Aufnahmebereich 34 auf, in dem eine Kopplungseinheit 46 angeordnet ist. Die Akkuvorrichtung 10 ist verliersicher über den Aufnahmebereich 34 der Ladeeinheit 32 mit der Ladeeinheit 32 koppelbar. Die Akkuvorrichtung 10 ist lösbar mit der Ladeeinheit 32 koppelbar. Die Akkuvorrichtung 10 ist über die Kopplungseinheit 46 der Ladeeinheit 32 elektrisch mit der Ladeeinheit 32 verbindbar. Die Akkuvorrichtung 10 ist in einem mit der Ladeeinheit 32 gekoppelten Zustand mit elektrischer Energie aufladbar. Hierzu ist die Ladeeinheit 32 mit einer Netzspannung koppelbar, transformiert die Netzspannung, sodass an die Akkuvorrichtung 10 angepasste Werte vorliegen, und führt der Akkuvorrichtung 10 die elektrische Energie zu. Die zugeführte Energie wird in den Energiespeicherelementen 14 gespeichert und kann in einem mit der Handwerkzeugmaschine 28 gekoppelten Zustand wieder an die Handwerkzeugmaschine 28 abgegeben werden und deren Antriebseinheit antreiben.
Die Akkuvorrichtung 10 umfasst eine Kontakteinheit 16, die sich durch die Gehäuseeinheit 12 hindurch erstreckt. Die Kontakteinheit 16 erstreckt sich durch eine Materialstärke eines der Gehäuseelemente 40, 42 der Gehäuseeinheit 12 hindurch. Die Kontakteinheit 16 ist dazu vorgesehen, den Energiespeicherelementen 14 Energie zuzuführen. Die Kontakteinheit 16 ist dazu vorgesehen, den Energiespeicherelementen 14 elektrische Energie zuzuführen. Die Kontakteinheit 16 ist dazu vorgesehen, die Energiespeicherelemente 14 aufzuladen. Die Kontakteinheit 16 ist ferner dazu vorgesehen, Energie von den Energiespeicherelementen 14 abzuführen. Die Kontakteinheit 16 ist ferner dazu vorgesehen, elektrische Energie von den Energiespeicherelementen 14 abzuführen. Die Kontakteinheit 16 ist zu einer elektrischen Kopplung der Energiespeicherelemente 14 der Akkuvorrichtung 10 mit der Handwerkzeugmaschine 28 bzw. mit der Ladeeinheit 32 vorgesehen. Die Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 ist dazu vorgesehen, die Kopplungseinheit 44 der Handwerkzeugmaschine 28 in einem gekoppelten Zustand direkt zu kontaktieren. Die Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 ist dazu vorgesehen, die Kopplungseinheit 46 der Ladeeinheit 32 in einem gekoppelten Zustand direkt zu kontaktieren. Die Akkuvorrichtung 10, die Handwerkzeugmaschine 28 und die Ladeeinheit 32 bilden ein miteinander kompatibles System.
Die Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 weist zumindest ein Verbindungselement 48 auf, das sich durch die Materialstärke eines der Gehäuseelemente 40, 42 der Gehäuseeinheit 12 hindurch erstreckt. Die Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 weist mehrere Verbindungselemente 48 auf, die sich durch die Materialstärke eines der Gehäuseelemente 40, 42 der Gehäuseeinheit 12 hindurch erstrecken. Die Verbindungselemente 48 sind stoffschlüssig mit dem einen der Gehäuseelemente 40, 42 der Gehäuseeinheit 12 verbunden. Die Verbindungselemente 48 sind von dem einen der Gehäuseelemente 40, 42 der Gehäuseeinheit 12 umspritzt. Es ist jedoch auch denkbar, die Verbindungselemente 48 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 auf eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise mit dem einen der Gehäuseelemente 40, 42 der Gehäuseeinheit 12 zu verbinden, wie beispielsweise durch Kleben. Ferner ist es auch denkbar, die Verbindungselemente 48 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 form- und/oder kraftschlüssig, insbesondere durch Verschrauben, Verrasten und/oder auf eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise, zu verbinden. Die Verbindungselemente 48 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 sind elektrisch leitend ausgebildet. Die Verbindungselemente 48 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 sind aus einem Metall gebildet. Die Verbindungselemente 48 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 sind aus Kupfer gebildet. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Materialien wie beispielsweise Aluminium, Messing oder eine Versilberung denkbar. Die Verbindungselemente 48 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 sind mit den Energiespeicherelementen 14 gekoppelt. Die Verbindungselemente 48 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 sind wirkungsmäßig mit den Energiespeicherelementen 14 gekoppelt. Die Verbindungselemente 48 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 sind elektrisch mit den Energiespeicherelementen 14 gekoppelt. Die Verbindungselemente 48 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 sind über eine nicht dargestellte Elektronikeinheit mit den Energiespeicherelementen 14 gekoppelt. Die Elektronikeinheit umfasst eine Platine. Die Verbindungselemente 48 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 sind jeweils an der Platine der Elektronikeinheit angelötet. Ein in einem montierten Zustand der Gehäuseeinheit 12 innerhalb der Gehäuseeinheit 12 angeordnetes Ende der Verbindungselemente 48 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 ist jeweils mit den Energiespeicherelementen 14 verbunden. Ein dem innerhalb der Gehäuseeinheit 12 gegenüberliegend angeordnetes Ende der Verbindungselemente 48 ist in einem montierten Zustand der Gehäuseeinheit 12 außerhalb der Gehäuseeinheit 12 angeordnet.
Die Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 weist zumindest zwei Kontaktelemente 18, 20 auf. Die Kontakteinheit 16 weist mehrere Kontaktelemente 18, 20 auf. Die Kontaktelemente 18, 20 sind paarweise angeordnet. Jeweils zwei der Kontaktelemente 18, 20 sind mit einem der Verbindungselemente 48 verbunden. Die Kontaktelemente 18, 20 sind mit dem außenliegenden Ende des Verbindungselements 48 verbunden. In 3a ist ein Paar aus zwei Kontaktelementen 18, 20 dargestellt. Die Kontaktelemente 18, 20 weisen jeweils eine Haupterstreckungsrichtung 50 auf. Die Haupterstreckungsrichtungen 50 der Kontaktelemente 18, 20 verlaufen parallel zueinander. Zwei der paarweise angeordneten Kontaktelemente 18, 20 sind in Axialrichtung 22 versetzt zueinander angeordnet. Die Axialrichtung 22 verläuft parallel zur Haupterstreckungsrichtung 50 der Kontaktelemente 18, 20. Die Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 sind aus einem Metall hergestellt. Die Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 sind aus einem Federstahl hergestellt. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Materialien und/oder Ausgestaltungen der Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 denkbar. Die Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 sind aus einem Blech gebildet. Die Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 sind federelastisch ausgebildet. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Materialien und/oder Ausgestaltungen der Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 denkbar. Zudem ist es auch denkbar, alternativ oder zusätzlich, zumindest ein separat ausgebildetes Federelement vorzusehen, das die Kontaktelemente 18, 20 belastet. Die zwei paarweise angeordneten Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 bilden einen Tulpenkontakt. Die Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10, die gemeinsam den Tulpenkontakt bilden, sind identisch ausgebildet und spiegelverkehrt zueinander angeordnet.
Die Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 sind zudem in Querrichtung 24 überlappend angeordnet. Die Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 weisen jeweils einen ersten, geraden Bereich 52, 54 und einem weiteren Bereich 56, 58, der eine Krümmung umfasst und der abgewinkelt zu dem ersten, geraden Bereich 52, 54 angeordnet ist, auf. Zudem weisen die Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 jeweils einen Befestigungsbereich 60, 62 auf. Der Befestigungsbereich 60, 62 ist an einem dem weiteren Bereich 56, 58 abgewandten Ende des Kontaktelements 18, 20 angeordnet. Der erste, gerade Bereich 52, 54 des Kontaktelements 18, 20 ist, entlang einer Haupterstreckung des Kontaktelements 18, 20 betrachtet, zwischen dem Befestigungsbereich 60, 62 und dem weiteren Bereich 56, 58 angeordnet. Der Befestigungsbereich 60, 62 des Kontaktelements 18, 20 ist zu einer Verbindung des Kontaktelements 18, 20 mit dem außenliegenden Ende des Verbindungselements 48 vorgesehen. Das Kontaktelement 18, 20 ist in dem Befestigungsbereich 60, 62 fest mit dem außenliegenden Ende des Verbindungselements 48 verbunden. Das Kontaktelement 18, 20 ist elektrisch in dem Befestigungsbereich 60, 62 mit dem außenliegenden Ende des Verbindungselements 48 gekoppelt. Das Kontaktelement 18, 20 ist in dem Befestigungsbereich 60, 62 mit dem außenliegenden Ende des Verbindungselements 48 verschraubt. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Kontaktelement 18, 20 in dem Befestigungsbereich 60, 62 mit dem außenliegenden Ende des Verbindungselements 48 verlötet, verrastet oder auf eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise verbunden ist. Die Befestigungsbereiche 60, 62 der zwei paarweise angeordneten Kontaktelemente 18, 20 sind miteinander verbunden ausgebildet. Die Befestigungsbereiche 60, 62 der zwei paarweise angeordneten Kontaktelemente 18, 20 sind einstückig ausgebildet.
Der erste, gerade Bereich 52, 54 des Kontaktelements 18, 20 ist abgewinkelt zu dem Befestigungsbereich 60, 62 angeordnet. Die geraden Bereiche 52, 54 der beiden paarweise angeordneten Kontaktelemente 18, 20 sind abgewinkelt zueinander angeordnet. Die ersten, geraden Bereiche 52, 54 der beiden paarweise angeordneten Kontaktelemente 18, 20 laufen, von dem Befestigungsbereich 60, 62 zu den weiteren Bereichen 54, 56 der Kontaktelemente 18, 20 betrachtet, in einem spitzen Winkel aufeinander zu. Die weiteren Bereiche 54, 56 der paarweise angeordneten Kontaktelemente 18, 20 bilden einen Kontaktbereich 26. Die weiteren Bereiche 54, 56 der paarweise angeordneten Kontaktelemente 18, 20 sind, in Querrichtung 24 betrachtet, überlappend angeordnet (3b). Die weiteren Bereiche 54, 56 der paarweise angeordneten Kontaktelemente 18, 20 sind in einer Projektionsebene, deren Normalenrichtung senkrecht zur Axialrichtung 22 und parallel zur Querrichtung 24 verläuft, in Querrichtung 24 betrachtet, überlappend angeordnet. Die Kontaktelemente 18, 20 sind, in Querrichtung 24 betrachtet, in dem Kontaktbereich 26 beabstandet angeordnet. Die Kontaktelemente 18, 20 berühren sich mit den weiteren Bereichen 54, 56 in einem mit der Handwerkzeugmaschine 28 oder mit der Ladeeinheit 32 unmontierten Zustand der Akkuvorrichtung 10 nicht. Die beiden paarweise angeordneten Kontaktelemente 18, 20 sind in den weiteren Bereichen 56, 58 berührungsfrei überlappend ausgebildet. Die beiden paarweise angeordneten Kontaktelemente 18, 20 schneiden eine gemeinsame Ebene, die parallel zur Axialrichtung 22 angeordnet ist, wobei der Schnittpunkt des einen der beiden Kontaktelemente 18, 20 mit der Ebene beabstandet zu dem Schnittpunkt des anderen der beiden Kontaktelemente 18, 20 mit der Ebene angeordnet ist. Die Kontaktelemente 18, 20 schneiden die gemeinsame Ebene jeweils mit dem weiteren, gekrümmt ausgebildeten Bereich 54, 56.
Ein Abstand eines, in Querrichtung 24 von dem einen Kontaktelement 18 der beiden paarweise angeordneten Kontaktelemente 18, 20 zu dem anderen Kontaktelement 20 der beiden paarweise angeordneten Kontaktelementen 18, 20 hin betrachtet, äußersten Punkts P₁ des weiteren Bereichs 56 des einen Kontaktelements 18, zu einem, in Querrichtung 24 von dem anderen Kontaktelement 20 zu dem einen Kontaktelement 18 hin betrachtet, äußersten Punkt P₂ des weiteren Bereichs 58 des anderen Kontaktelements 20 beträgt ca. 0,1 mm. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Werte des Abstands zwischen den beiden Punkten P₁, P₂ denkbar. Ein, in Querrichtung 24 betrachtet, geringster Abstand zwischen den beiden paarweise angeordneten Kontaktelementen 18, 20 beträgt zumindest 0,1 mm. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Werte des Abstands zwischen den beiden paarweise angeordneten Kontaktelementen 18, 20 denkbar. Die Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 sind in Axialrichtung 22 um ungefähr 1 mm versetzt zueinander angeordnet. Ein Abstand zwischen einem, in Axialrichtung 22 betrachtet, äußersten Punkts des weiteren Bereichs 56 des einen Kontaktelements 18 der beiden paarweise angeordneten Kontaktelemente 18, 20, der dem ersten Bereich 52 in Axialrichtung 22 abgewandt angeordnet ist, und einem, in Axialrichtung 22 betrachtet, äußersten Punkts des weiteren Bereichs 58 des anderen Kontaktelements 20 der beiden paarweise angeordneten Kontaktelemente 18, 20, der dem ersten Bereich 54 in Axialrichtung 22 abgewandt angeordnet ist, beträgt in etwa 1 mm. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Werte des Abstands zwischen den beiden Punkten denkbar.
Bei einer Montage der Akkuvorrichtung 10 an der Handwerkzeugmaschine 28 oder der Ladeeinheit 32 wird die Akkuvorrichtung 10 in Einschubrichtung 64 in den Aufnahmebereich 30 der Handwerkzeugmaschine 28 oder in den Aufnahmebereich 34 der Ladeeinheit 32 eingeschoben. Die Einschubrichtung 64 verläuft parallel zur Axialrichtung 22 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Montagerichtungen denkbar. Dabei werden die paarweise angeordneten, als Tulpenkontakt ausgebildeten Kontaktelemente 18, 20 auf Kontaktelemente 66 der Kopplungseinheit 44 der Handwerkzeugmaschine 28 oder auf Kontaktelemente 68 der Kopplungseinheit 46 der Ladeeinheit 32 aufgeschoben. Das Kontaktelement 66 der Kopplungseinheit 44 der Handwerkzeugmaschine 28 und das Kontaktelement 68 der Kopplungseinheit 46 der Ladeeinheit 32 sind identisch ausgebildet. Bei einer Montage ist das Kontaktelement 66 der Kopplungseinheit 44 der Handwerkzeugmaschine 28 oder das Kontaktelement 68 der Kopplungseinheit 46 der Ladeeinheit 32 zwischen den weiteren Bereichen 56, 58 der beiden paarweise angeordneten Kontaktelemente 18, 20, die den Tulpenkontakt bilden, angeordnet und liegt an den gekrümmt ausgebildeten, weiteren Bereichen 56, 58 der Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 an. Durch ein weiteres Drücken der Akkuvorrichtung 10 in Einschubrichtung 64 zu dem Kontaktelement 66, 68 der Kopplungseinheit 44 der Handwerkzeugmaschine 28 oder der Kopplungseinheit 46 der Ladeeinheit 32 hin, werden die Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 in Querrichtung 24 auseinander gedrückt, sodass die Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 das Kontaktelement 66, 68 der Kopplungseinheit 44 der Handwerkzeugmaschine 28 oder der Kopplungseinheit 46 der Ladeeinheit 32, in Querrichtung 24 betrachtet, umschließen (4). Die Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 werden dabei elastisch verformt. In einem montierten Zustand der Akkuvorrichtung 10 an der Handwerkzeugmaschine 28 oder der Ladeeinheit 32 üben die Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 jeweils eine zu dem Kontaktelement 66, 68 der Kopplungseinheit 44 der Handwerkzeugmaschine 28 oder der Kopplungseinheit 46 der Ladeeinheit 32 hin gerichtete Federkraft auf das Kontaktelement 66, 68 der Kopplungseinheit 44 der Handwerkzeugmaschine 28 oder der Kopplungseinheit 46 der Ladeeinheit 32 aus. Die Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 befestigen das Kontaktelement 66, 68 der Kopplungseinheit 44 der Handwerkzeugmaschine 28 oder der Kopplungseinheit 46 der Ladeeinheit 32 kraftschlüssig. Die Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 bilden eine elektrische Verbindung zu dem Kontaktelement 66, 68 der Kopplungseinheit 44 der Handwerkzeugmaschine 28 oder der Kopplungseinheit 46 der Ladeeinheit 32. Der, in Querrichtung 24 von dem einen der beiden paarweise angeordneten Kontaktelemente 18, 20 zu dem anderen der beiden paarweise angeordneten Kontaktelemente 18, 20 hin betrachtet, äußerste Punkt P₁, P₂ des weiteren Bereichs 56, 58 des Kontaktelements 18, 20 bildet jeweils einen Kontaktpunkt, in dem das Kontaktelement 18, 20 der Kontakteinheit 16 das Kontaktelement 66, 68 der Kopplungseinheit 44 der Handwerkzeugmaschine 28 oder der Kopplungseinheit 46 der Ladeeinheit 32 in einem montierten Zustand direkt kontaktiert.
In einem Verfahren zur Herstellung der Akkuvorrichtung 10, die als Handwerkzeugmaschinenakkuvorrichtung ausgebildet ist, werden in einem ersten Verfahrensschritt 36 die Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 über die Verbindungselemente 48 fest mit der Gehäuseeinheit 12 der Akkuvorrichtung 10 verbunden (5). Das Verfahren weist einen weiteren Verfahrensschritt 38 auf, in dem die Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 in einem an der Gehäuseeinheit 12 montierten Zustand beschichtet werden. Die Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 werden in dem weiteren Verfahrensschritt 38 galvanisch beschichtet. Die Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 werden in dem weiteren Verfahrensschritt 38 mit Silber beschichtet. Die Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 sind in einem betriebsbereiten Zustand versilbert. Die Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 weisen in einem betriebsbereiten Zustand eine Beschichtung, die aus Silber gebildet ist, auf. Alternativ oder zusätzlich sind auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Materialien, wie beispielsweise Zinn, zur Beschichtung der Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 denkbar. Die Beschichtung der Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 bildet einen Korrosionsschutz. Zudem kann mittels der Beschichtung der Kontaktelemente 18, 20 der Kontakteinheit 16 der Akkuvorrichtung 10 ein geringer Übergangswiderstand zu dem Kontaktelement 66, 68 der Kopplungseinheit 44 der Handwerkzeugmaschine 28 oder der Kopplungseinheit 46 der Ladeeinheit 32 in einem montierten Zustand erreicht werden. Das Verfahren zur Herstellung der Akkuvorrichtung 10 kann auch zusätzliche und/oder alternative, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Verfahrensschritte umfassen.

Claims

Akkuvorrichtung, insbesondere Handwerkzeugmaschinenakkuvorrichtung, mit einer Gehäuseeinheit (12), mit zumindest einem Energiespeicherelement (14), das von der Gehäuseeinheit (12) zumindest teilweise umschlossen ist, und mit einer Kontakteinheit (16), die sich zumindest teilweise durch die Gehäuseeinheit (12) erstreckt und die zumindest teilweise dazu vorgesehen ist, dem zumindest einen Energiespeicherelement (14) insbesondere elektrische Energie zuzuführen und/oder insbesondere elektrische Energie von dem zumindest einen Energiespeicherelement (14) abzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinheit (16) zumindest zwei korrespondierende Kontaktelemente (18, 20) umfasst, die zumindest in Axialrichtung (22) versetzt zueinander angeordnet sind.
Akkuvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Kontaktelemente (18, 20) der Kontakteinheit (16) zumindest teilweise einen Tulpenkontakt bilden.
Akkuvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Kontaktelemente (18, 20) der Kontakteinheit (16) zumindest in Querrichtung (24) zumindest teilweise überlappend angeordnet sind.
Akkuvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Kontaktelemente (18, 20) der Kontakteinheit (16) zumindest in einem Kontaktbereich (26) beabstandet zueinander angeordnet sind.
Akkuvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Kontaktelemente (18, 20) der Kontakteinheit (16) zumindest teilweise federelastisch ausgebildet sind.
System mit zumindest einer Akkuvorrichtung (10), insbesondere Handwerkzeugmaschinenakkuvorrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit zumindest einer Handwerkzeugmaschine (28), die zumindest einen Aufnahmebereich (30) zu einer Kopplung mit der Akkuvorrichtung (10) aufweist, und/oder mit zumindest einer Ladeeinheit (32), die zumindest einen Aufnahmebereich (34) zu einer Kopplung mit der Akkuvorrichtung (10) umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer Akkuvorrichtung (10), insbesondere einer Handwerkzeugmaschinenakkuvorrichtung, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das zumindest einen ersten Verfahrensschritt (36) umfasst, in dem zumindest zwei Kontaktelemente (18, 20) einer Kontakteinheit (16) zumindest teilweise fest mit einer Gehäuseeinheit (12) verbunden werden, und mit zumindest einem weiteren Verfahrensschritt (38), in dem die zumindest zwei Kontaktelemente (18, 20) der Kontakteinheit (16) beschichtet werden.