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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1.
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Grundsätzlich betrifft die Erfindung eine batteriebetriebene Handwerkzeugmaschine mit Kontaktelementen, welche zum Betreiben der Handwerkzeugmaschine in einer Betriebsposition mit Gegenkontaktelementen eines Akkupacks in Kontakt bringbar sind
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Da batteriebetriebene Handwerkzeugmaschinen eine hohe Flexibilität beim Arbeiten ermöglichen, insbesondere unabhängig vom Netzstrom sind und somit auch Außenarbeiten bequem durchgeführt werden können, ist bei einem Betrieb einer Handwerkzeugmaschine vielfach vorgesehen, Akkupacks einzusetzen.
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Derartige Akkupacks sind grundsätzlich bekannt und weisen wiederaufladbare Akkumulatoren, in der Regel eine Mehrzahl von in Parallel- und/oder Reihenschaltung verbundener Akkuzellen auf. Im Zuge dieser Anmeldung ist unter einem Akkupack somit ein vorzugsweise aus mehreren elektrisch zusammen geschalteten Akkuzellen bestehendes Akkumulatorenpaket zu verstehen, das elektrische Energie speichern kann, die für den Betrieb der Handwerkzeugmaschine benötigte Energie liefert, und austauschbar an einer Handwerkzeugmaschine anbringbar ist.
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In der Regel werden bei der Kontaktierung des Akkupacks mit der Handwerkzeugmaschine über in einer Schnittstelle zusammengefasste Kontaktelemente zusätzlich zu der elektrischen Spannung auch ein Temperatursignal und Kodierwiderstandswerte übertragen. Hierbei unter einer Schnittstelle insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, eine elektrische und insbesondere eine mechanische Verbindung mit einem Ladegerät und/oder einer Handwerkzeugmaschine direkt oder indirekt herzustellen.
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Das Ankoppeln des Akkupacks an die Handwerkzeugmaschine erfolgt durch Einstecken beziehungsweise Einschieben der Schnittstelle des Akkupacks in eine komplementäre Schnittstelle der Handwerkzeugmaschine. Die Schnittstelle der Handwerkzeugmaschine weist Kontaktklingen auf, in denen Kontaktelemente angeordnet sind. Die Schnittstelle des Akkupacks weist entsprechende weist Kontaktschlitze auf, in denen Gegenkontaktelemente angeordnet sind. Ist die Energie des Akkupacks verbraucht, so kann er entnommen und mit einer Ladestation, die ebenfalls eine Schnittstelle mit entsprechenden Kontaktelementen aufweist, verbunden werden. Stehen mehrere Akkupacks zur Verfügung, so ist es möglich, den entladenen Akkupack aus der Handwerkzeugmaschine zu entnehmen und gegen einen geladenen Akkupack auszutauschen.
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Sowohl die Akkupacks als auch die Handwerkzeugmaschinen und Ladegeräte und damit die jeweiligen Schnittstellen unterliegen einer steten Weiterentwicklung, wobei es üblich ist, dass zusätzliche Kontaktelemente und Gegenkontaktelemente in den Schnittstellen implementiert werden sollen, um zusätzliche Informationen zwischen den Geräten auszutauschen. Grundsätzlich erweist es sich als nachteilig, dass die Kontakt- beziehungsweise Gegenkontaktelemente sowohl des Akkupacks als auch der Handwerkzeugmaschine und des Ladegerätes in feuchter Umgebung, das heißt bei anhaltender Benetzung der Kontakt- und Gegenkontaktelemente mit Wasser, Elektrolyse und Korrosion ausgesetzt sind.
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Üblicherweise definieren Schutzklassen und Normen den Einsatz derartiger Handwerkzeugmaschinen in unterschiedlichen Umgebungen. Dabei wird angegeben, welchen Umweltbelastungen hinsichtlich Berührung, Fremdkörper- und Feuchtigkeitseinwirkung ein System ausgesetzt werden kann, ohne Schaden zu nehmen.
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Für die Einstufung in eine genormte Schutzklasse ist daher zu beachten, dass an den Kontakt- beziehungsweise Gegenkontaktelementen sowohl des Akkupacks als auch der Handwerkzeugmaschine und des Ladegerätes, die in den Schnittstellen üblicherweise unter Spannung stehen, bei Feuchtebelastung auf Dauer eine elektrolytische Korrosion ablaufen kann, was zu Funktions- und Sicherheitseinbußen und somit zu einer Einstufung in eine ungünstigere Schutzklasse führen kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Handwerkzeugmaschine bereitzustellen, welche die voranstehend beschriebenen Nachteile beseitigt oder zumindest reduziert, und dabei möglichst kostengünstig und einfach aufgebaut ist. Insbesondere soll eine Handwerkzeugmaschine angegeben werden, welche durch eine gute Abschirmung der elektrischen Schnittstellen zwischen Handwerkzeugmaschine und Akkupack beziehungsweise zwischen Handwerkzeugmaschine und Ladegerät einen sicheren und verschleißfreien Betrieb der Handwerkzeugmaschine auch in feuchter Umgebung gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird durch eine Handwerkzeugmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Varianten und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Handwerkzeugmaschine ein Gehäuse und einen Akkupack umfasst, wobei am Gehäuse eine Gehäuseschnittstelleneinheit vorgesehen ist, die mit einer Akkupackschnittstelleneinheit des Akkupacks derart zusammenwirkt, dass eine mechanische und elektrische Verbindung zwischen der Handwerkzeugmaschine und dem Akkupack hergestellt wird.
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Ferner umfasst die Gehäuseschnittstelleneinheit eine Kontaktplatte, welche zumindest ein Kontaktelement aufweist, das zur elektrischen Kontaktierung mit Gegenkontaktelementen des Akkupacks ausgebildet ist. Die Kontaktplatte kann dabei ein eigenständiges Bauteil sein, welches während der Montage der Handwerkzeugmaschine im Bereich der Gehäuseschnittstelleneinheit positioniert wird und in diesem Sinne ein lösbar mit dem Gehäuse der Handwerkzeugmaschine verbundenes Bauteil darstellt.
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Dabei ist vorgesehen, dass die Kontaktplatte des Weiteren zumindest ein Haltemittel zur zusätzlichen Fixierung der Akkupackschnittstelleneinheit an der Kontaktplatte aufweist. Dieses zumindest eine Haltemittel sorgt dafür, dass die Akkupackschnittstelleneinheit mit einem hohen Anpressdruck an der Kontaktplatte und somit an dem Gehäuse der Handwerkzeugmaschine anliegt, wodurch ein Eindringen von Feuchtigkeit wirksam verhindert wird. Hierdurch wiederum wird elektrolytische Korrosion der Kontaktelemente verhindert, was einen sicheren und verschleißfreien Betrieb der Handwerkzeugmaschine auch in feuchter Umgebung gewährleistet und so zu einer entsprechend günstigen Einstufung in eine der genormten Schutzklassen führt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Fixierung der Kontaktplatte in der Gehäuseschnittstelleneinheit zumindest teilweise durch das zumindest ein Haltemittel. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Haltemittel derart geformt ist, dass es mit in dem Gehäuse der Handwerkzeugmaschine vorhandenen korrespondierenden Strukturen eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung eingeht. Bevorzugterweise kann diese Verbindung über Führungsschienen an der Gehäuseschnittstelleneinheit erfolgen, wobei das zumindest eine Haltemittel in wenigstens einer Führungsschiene angeordnet und mit der Akkupackschnittstelleneinheit in Eingriff bringbar ist.
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Das zumindest eine Haltemittel kann als hakenförmige Struktur an der Kontaktplatte ausgebildet sein. Durch eine Hintergreifung einer korrespondierenden Struktur an der Akkupackschnittstelleneinheit durch das hakenförmige Haltemittel ist die zusätzliche Fixierung der Akkupackschnittstelleneinheit an der Kontaktplatte besonders einfach umzusetzen.
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In Hinblick auf eine symmetrische und redundante Fixierung der Akkupackschnittstelleneinheit an der Kontaktplatte kann die die Kontaktplatte wenigstens zwei einander gegenüberliegende Haltemittel aufweisen, die bevorzugterweise in zwei einander gegenüberliegenden Führungsschienen der Gehäuseschnittstelleneinheit angeordnet sind. Hierdurch wird neben einer erhöhten Zuverlässigkeit der Verbindung erreicht, dass die Schnittstelle bei Zusammenstecken der verschiedenen Komponenten keine Neigung zum Verkanten hat.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist darüber hinaus die Akkupackschnittstelleneinheit Führungselemente auf, die mit den Führungsschienen der Gehäuseschnittstelleneinheit in Eingriff bringbar sind, wobei das zumindest eine Haltemittel mit den Führungselementen derart zusammenwirkt, dass die zusätzliche Fixierung der Akkupackschnittstelleneinheit an der Kontaktplatte bewirkt wird. Bei dieser Ausführungsform wird also ausgenutzt, dass gehäuse- und akkupackseitig ohnehin bereits Strukturen vorhanden sein müssen, die ein Verbinden des Akkupacks mit dem Gehäuse der Handwerkzeugmaschine erlauben. In diesem Fall sind dies die Führungsschienen der Gehäuseschnittstelleneinheit und die Führungselemente der Akkupackschnittstelleneinheit. Durch die Anordnung des hakenförmigen Haltemittels der Kontaktplatte in der Führungsschiene der Gehäuseschnittstelle wird also nicht nur eine Verbindung zwischen der Gehäuseschnittstelleneinheit der Handwerkzeugmaschine und der Kontaktplatte geschafften, es wird bei Einführen der Führungselemente der Akkupackschnittstelle in die Führungsschienen der Gehäuseschnittstelleneinheit auch gleichzeitig eine Hintergreifung des hakenförmigen Haltemittels mit den Führungselementen hergestellt, sodass hierdurch die zusätzliche Fixierung der Akkupackschnittstelleneinheit an der Kontaktplatte erfolgt.
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In einer alternativen Ausführungsform wird das zumindest eine Haltemittel durch zumindest eine hakenförmige Struktur an wenigstens einem Kontaktelement ausgebildet, das mit wenigstens einem korrespondierenden Gegenkontaktelement des Akkupacks derart zusammenwirkt, dass die zusätzliche Fixierung der Akkupackschnittstelleneinheit an der Kontaktplatte bewirkt wird.
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In allen genannten Ausführungsformen ist es möglich, dass eine zusätzliche Dichtstruktur wie beispielsweise eine Dichtlippe aus flexiblem Kunststoff die Gehäuseschnittstelleneinheit und die Akkupackschnittstelleneinheit gegeneinander abdichtet und zusätzlich ein Eindringen von Feuchtigkeit verhindert. In dieser Ausführungsform sorgt die zusätzliche Fixierung der Akkupackschnittstelleneinheit an der Kontaktplatte für einen festeren Sitz der zusätzlichen Dichtstruktur sowie für eine bessere Komprimierung.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine mit zusätzlicher Fixierung der Akkupackschnittstelleneinheit an der Kontaktplatte besteht darin, dass sich Vibrationen, die beispielsweise beim Betrieb der Handwerkzeugmaschine entstehen, in kleineren beziehungsweise gedämpften Relativverschiebungen zwischen der Akkupackschnittstelleneinheit und der Kontaktplatte resultieren, was wiederum eine geringeren Verschleiß dieser Bauteile und somit z einer zuverlässigeren Verbindung führt.
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Generell werden unter einer Handwerkzeugmaschine im Rahmen der Anmeldung sämtliche Handwerkzeugmaschinen mit einem in Rotation oder Translation versetzbaren Werkzeugträger, der direkt, über ein Getriebe oder über ein Planetengetriebe von einem Antriebsmotor antreibbar ist, wie beispielsweise Stabschrauber, Akku-Bohrer, Schlagbohrmaschinen, Multifunktionswerkzeuge, Sägen, Scheren, Schleifer und/ oder Bohrschrauber verstanden. Als Übertragung elektrischer Energie soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Handwerkzeugmaschine über den Akkupack mit Energie versorgt wird.
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Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten, Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung, welche in den Figuren dargestellt sind. Die Beschreibung, die zugehörigen Figuren sowie die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Ein Fachmann wird diese Merkmale, insbesondere auch die Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele, auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Dabei ist zu beachten, dass die dargestellten Merkmale nur einen beschreibenden Charakter haben und auch in Kombination mit Merkmalen anderer oben beschriebener Weiterentwicklungen verwendet werden können und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
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Zeichnungen
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei für gleiche Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Die Zeichnungen sind schematisch und zeigen:
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1 beispielhaft eine Ansicht einer Handwerkzeugmaschine mit einem erfindungsgemäßen Akkupack;
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2 eine perspektivische Ansicht eines Akkupacks für eine Handwerkzeugmaschine;
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3 eine Draufsicht auf den Akkupack aus 1;
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4 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Kontaktplatte;
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5 eine perspektivische Schnittansicht eines Teilbereichs einer Handwerkzeugmaschine mit einer eingebauten Kontaktplatte aus 4;
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6 eine perspektivische Ansicht eines Teilbereichs einer Handwerkzeugmaschine mit einer eingebauter Kontaktplatte aus 4 und einem Akkupack;
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Die 1 zeigt ein als Handwerkzeugmaschine 300 ausgebildetes Elektrogerät. Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist die Handwerkzeugmaschine 300 zur netzunabhängigen Stromversorgung mechanisch und elektrisch mit dem Akkupack 100 verbindbar. In 1 ist die Handwerkzeugmaschine 300 beispielhaft als Akku-Bohrschrauber ausgebildet. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Akku-Bohrschrauber beschränkt ist, sondern vielmehr bei unterschiedlichen Handwerkzeugmaschinen 300 Anwendung finden kann, welche mit einem Akkupack 100 betrieben werden. Die Handwerkzeugmaschine 300 weist einen Grundkörper 305 auf, an welchem eine Werkzeugaufnahme 310 befestigt ist, und einen Handgriff 315, an welchem ein erfindungsgemäßer Akkupack 100 verriegelt angeordnet ist. Der Akkupack 100 ist als Schiebeakkupack ausgebildet.
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Beim Anbringen des Akkupacks 100 an der Handwerkzeugmaschine 300 werden an der Handwerkzeugmaschine 300 vorgesehene Führungsschienen 322 (in den 5 und 6 dargestellt) mit korrespondierenden Führungselementen 122 des Akkupacks 100 (in den 2 und 3 dargestellt) in Eingriff gebracht, wobei der Akkupack 100 in einer Schieberichtung y entlang der Führungsschienen 322 eingeführt wird, und wobei der Akkupack 100 entlang einer unteren, im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Handgriffs 315 ausgerichteten Außenfläche 316 des Handgriffs 315 in die Akkupackaufnahme einer Handwerkzeugmaschine 300 geschoben wird. In der in der 1 gezeigten Position ist der Akkupack 100 an dem Handgriff 315 der Handwerkzeugmaschine 300 befestigt. In den dargestellten Ausführungsbeispielen kann durch Betätigen eines Betätigungselementes 126 der Akkupack 100 von dem Handgriff 315 der Handwerkzeugmaschine 300 oder von dem Ladegerät abgelöst werden kann, und zwar durch Schieben des Akkupacks 100 entlang einer unteren Fläche des Handgriffs 315 entgegen der Schieberichtung y.
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Wie in den 2 und 3 zu erkennen ist, umfasst der Akkupack 100 eine Akkupackschnittstelleneinheit 120. Zum Verriegeln des Akkupacks 100 mit der Gehäuseschnittstelleneinheit 320 der Handwerkzeugmaschine 300 oder dem Ladegerät greift wenigstens das Verriegelungselement 124 in eine korrespondierenden Verriegelungsausnehmung an der Gehäuseschnittstelleneinheit 320 der Handwerkzeugmaschine 300 oder an einem Ladegerät ein. In den dargestellten Ausführungsbeispielen kann durch Betätigen des Betätigungselementes 126 der Akkupack 100 von dem Handgriff 315 der Handwerkzeugmaschine 300 oder von dem Ladegerät abgelöst werden kann, und zwar durch Schieben des Akkupacks 100 entlang einer unteren Fläche des Handgriffs 315 entgegen der Schieberichtung y. Grundsätzlich kann der Akkupack 100 auch entgegen der Schieberichtung y eingeführt werden, wobei dann die Entriegelung in Schieberichtung y entlang der Führungsschienen 322 der Handwerkzeugmaschine 300 erfolgt.
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Der Akkupack 100 umfasst ein Gehäuse 110, welches eine Mehrzahl parallel und/oder seriell verschalteter Akkuzellen aufnimmt. Das Gehäuse 110 umfasst ein erstes Gehäuseelement 112 und ein zweites Gehäuseelement 114. Der Akkupack 100 in der dargestellten Ausführungsvariante ist nach Art eines Schiebeakkupacks ausgebildet. Zum lösbaren Anbringen des Akkupacks 100 an die Handwerkzeugmaschine 300 oder an einem Ladegerät weist der Akkupack 100 die Akkupackschnittstelleneinheit 120 zur lösbaren mechanischen und elektrischen Verbindung mit der korrespondierenden Gehäuseschnittstelleneinheit 320 der Handwerkzeugmaschine 300 oder eines Ladegeräts auf.
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Die Akkupackschnittstelleneinheit 120 umfasst Führungselemente 122 in Form von Führungsnuten, welche mit korrespondierenden Führungsschienen 322 an der Handwerkzeugmaschine oder dem Ladegerät zusammenwirken. Die Akkupackschnittstelleneinheit 120 umfasst ferner das Verriegelungselement 124 in Form eines federbelasteten Riegels. Zur Betätigung des Verriegelungselements 124 ist ein Betätigungselement 126 in Form einer Drucktaste vorgesehen. Zum Verriegeln des Akkupacks 100 mit der Handwerkzeugmaschine 300 oder dem Ladegerät greift das Verriegelungselement 124 in eine nicht dargestellte Verriegelungsausnehmung ein, die an einer korrespondierenden Gehäuseschnittstelleneinheit einer Handwerkzeugmaschine 300 oder eines Ladegeräts ausgebildet ist.
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In einer alternativen, nicht dargestellten Ausgestaltung kann umgekehrt ein Verriegelungselement an der Gehäuseschnittstelleneinheit der Handwerkzeugmaschine 300 oder des Ladegeräts und die korrespondierende Verriegelungsausnehmung an der Akkupackschnittstelleneinheit 120 des Akkupacks 100 angeordnet sein. Die Akkupackschnittstelleneinheit 120 umfasst außerdem Kontaktelemente 130 zur elektrischen Kontaktierung des Akkupacks 100 mit der Handwerkzeugmaschine 300 oder dem Ladegerät. Die Kontaktelemente 130 können als Spannungskontaktelement 132 und als Signalkontaktelement 134 ausgebildet sein. Spannungskontaktelemente 132 dienen als Lade- und/oder Entladekontaktelemente und die Signalkontaktelemente 134 dienen der Signalübertragung vom Akkupack 100 zu der Handwerkzeugmaschine 300 oder dem Ladegerät und/oder von der Handwerkzeugmaschine 300 oder dem Ladegerät zum Akkupack 100.
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In 4 ist eine erfindungsgemäße Kontaktplatte 900 abgebildet. Zu erkennen sind drei Kontaktelemente 330 zur elektrischen Verbindung zwischen der Handwerkzeugmaschine 300 und dem Akkupack 100 sowie hakenförmig ausgebildete Haltemittel 912. Der in dieser Abbildung sichtbare Teil der Kontaktelemente 330 dient dem Anlöten von nicht dargestellten Kabeln zur Stromversorgung der Kontaktplatte 900. In 5 dagegen sind die Abschnitte der Kontaktelemente 330 zu sehen, die dem Kontaktieren mit den Gegenkontaktelementen 130 der Akkupackschnittstelleneinheit 120 dienen.
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In diesem Ausführungsbeispiel sind die Haltemittel 912 derart geformt, dass sie, wie in 5 zu sehen ist, nach der Montage der Kontaktplatte 900 im Gehäuse 305 der Handwerkmaschine 300 in Führungsschienen 322 eingreifen, die im Gehäuse 305 ausgeformt sind. Hierdurch wird die Kontaktplatte 900 zumindest teilweise im Gehäuse 305 fixiert, wobei noch weitere Montagepunkte zwischen der Kontaktplatte 900 und dem Gehäuse 305 vorhanden sein können.
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Wie insbesondere 6 entnommen werden kann, erfolgt die Aufnahme des Akkupacks 100 seitens der Gehäuseschnittstelleneinheit 320 im Ausführungsbeispiel derart, dass am Akkupack 100 angeordnete Führungselemente 122 durch Einschieben mit den Führungsschienen 322 in Eingriff gebracht werden. Dabei sind die Führungsschienen 322, die Führungselemente 12 und die Haltemittel 912 derart ausgeformt, dass die Führungselemente zugleich auch mit den Haltemitteln 912 in Eingriff stehen und so durch die Haltemittel 912 eine zusätzliche Fixierung der Akkupackschnittstelleneinheit 120 an der Kontaktplatte 900 erreicht wird. Durch eine keilförmige Ausformung 914 auf der Innenseite der hakenförmig ausgebildeten Haltemittel 912, die man beispielsweise in der 4 erkennen kann, kann erreicht werden, dass die Führungselemente 122 beim Einschieben des Akkupacks 100 in die Gehäuseschnittstelleneinheit 320 gegen die Unterseite der Kontaktplatte 900 gedrückt werden und so eine feste Verbindung zwischen der Akkupackschnittstelleneinheit 120 und der Kontaktplatte 900 entsteht.
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Die feste Verbindung zwischen der Akkupackschnittstelleneinheit 120 und der Kontaktplatte 900 hat zum einen den Effekt, dass die Schnittstelle zwischen Gehäuse 305 und Akkupack 100 einen höheren Widerstand gegen eindringende Feuchtigkeit aufweist, was die elektrolytischen Korrosion der Kontaktelemente 330 und der Gegenkontaktelemente 330 verhindert beziehungsweise vermindert. Dieser Effekt kann verstärkt werden durch die Anordnung einer zusätzlichen, in der Abbildung nicht dargestellten Dichtstruktur zwischen dem Akkupack 100 und dem Gehäuse 305. Es kann sich bei dieser Dichtstruktur beispielsweise um eine Dichtlippe aus flexiblem Kunststoff handeln, welche die Gehäuseschnittstelleneinheit 320 und die Akkupackschnittstelleneinheit 120 gegeneinander abdichtet.
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Außerdem äußern sich durch die in diesem Ausführungsbeispiel beschriebene Anordnung Vibrationen, die beispielsweise beim Betrieb der Handwerkzeugmaschine 300 entstehen können, in kleineren beziehungsweise gedämpften Relativverschiebungen zwischen der Akkupackschnittstelleneinheit 120 und der Kontaktplatte 900, was wiederum einen geringeren Verschleiß dieser Bauteile bedeutet und somit zu einer zuverlässigeren Verbindung führt.
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Neben den beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen sowie Kombinationen von Merkmalen umfassen können. Die Figurenbeschreibung dient lediglich dem Verständnis der Erfindung.
