DE102017100513A1

DE102017100513A1 - Battery operated power tool

Info

Publication number: DE102017100513A1
Application number: DE102017100513.7A
Authority: DE
Inventors: Horst Garbrecht; Wolfgang Stickel; Bernd Wiesner
Original assignee: Metabowerke GmbH and Co
Current assignee: Metabowerke GmbH and Co
Priority date: 2017-01-12
Filing date: 2017-01-12
Publication date: 2018-07-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine akkubetriebene Elektrowerkzeugmaschine (1) für den Betrieb mit wenigstens zwei Akkupacks (2a, 2b), umfassend wenigstens zwei Akkupackschnittstellen (3.1, 3.2), ausgebildet zur mechanischen und elektrischen Aufnahme jeweils eines Akkupacks (2a, 2b), wobei jede der Akkupackschnittstellen (3.1, 3.2) dazu ausgebildet ist, Akkupacks (2a, 2b) unterschiedlicher Bauart, insbesondere Akkupacks (2a, 2b) mit unterschiedlichen Nennspannungen, aufzunehmen, eine Steuereinheit (9), eingerichtet zur Erfassung einer Nennspannung jedes in den Akkupackschnittstellen (3.1, 3.2) aufgenommenen Akkupacks (2a, 2b), und zur Erzeugung wenigstens eines elektrischen Steuersignals (y) auf Basis der erfassten Nennspannungen, und eine Schalteinrichtung (10), eingerichtet zum Empfang des wenigstens einen elektrischen Steuersignals (y) der Steuereinheit (9), und zur Ansteuerung wenigstens eines gesteuerten Schalters (S1, S2, S3) auf Basis des wenigstens einen Steuersignals (y), um zumindest einen Elektrodenanschluss (A1, K1) einer ersten Akkupackschnittstelle (3.1) mit einem Elektrodenanschluss (A2, K2) einer zweiten Akkupackschnittstelle (3.2) elektrisch zu verbinden.The invention relates to a battery-powered electric machine tool (1) for operation with at least two battery packs (2a, 2b), comprising at least two battery pack interfaces (3.1, 3.2), designed for mechanically and electrically receiving one battery pack (2a, 2b), wherein each of the Akkupackschnittstellen (3.1, 3.2) is adapted to battery packs (2a, 2b) of different types, in particular battery packs (2a, 2b) with different nominal voltages, record, a control unit (9), adapted to detect a nominal voltage each in the battery pack interfaces (3.1, 3.2) accommodated battery packs (2a, 2b), and for generating at least one electrical control signal (y) on the basis of the detected nominal voltages, and a switching device (10) adapted to receive the at least one electrical control signal (y) of the control unit (9), and for driving at least one controlled switch (S1, S2, S3) based on the at least one control signal (y), at least one of t to electrically connect an electrode terminal (A1, K1) of a first battery pack interface (3.1) to an electrode terminal (A2, K2) of a second battery pack interface (3.2).

Description

Die Erfindung betrifft eine akkubetriebene Elektrowerkzeugmaschine für den Betrieb mit wenigstens zwei Akkupacks. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb einer akkubetriebenen Elektrowerkzeugmaschine mit Akkupacks unterschiedlicher Bauart sowie ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln zur Durchführung eines solchen Verfahrens.The invention relates to a battery-powered power tool for use with at least two battery packs. The invention also relates to a method for operating a battery-operated electric machine tool with battery packs of different types and to a computer program with program code means for carrying out such a method.

Mit einem Akkupack ist sowohl ein Akkumulator mit einer einzelnen Akkumulatorzelle (auch Sekundärzelle genannt), als auch ein zusammengeschaltetes Paket mit mehreren Akkumulatorzellen gemeint. Mit einem Akkupack kann auch ein Speicher für elektrische Energie gemeint sein, der nicht oder nicht ausschließlich elektrochemisch aufgebaut ist, also zum Beispiel ein Kondensator.By a battery pack is meant both an accumulator with a single accumulator cell (also called a secondary cell), as well as an interconnected packet with several accumulator cells. With a battery pack may also be meant a memory for electrical energy, which is not or not exclusively constructed electrochemically, so for example a capacitor.

Im Sinne der Erfindung werden auch Batterien bzw. Batteriepacks, d. h. nicht wieder aufladbare Speicher für elektrische Energie, zu dem Begriff „Akkupack“ gezählt.For the purposes of the invention, batteries or battery packs, d. H. non-rechargeable storage for electrical energy, counted to the term "battery pack".

Akkupacks sind hinlänglich bekannt und werden im Stand der Technik als Stromquellen für eine Vielzahl von Anwendungen, insbesondere auch zum Betrieb von akkubetriebenen Elektrowerkzeugmaschinen, eingesetzt.Battery packs are well known and are used in the prior art as power sources for a variety of applications, especially for the operation of battery-powered power tool machines.

Als Elektrowerkzeugmaschinen werden nachfolgend sowohl handgeführte Elektrowerkzeugmaschinen, wie Bohrmaschinen, Winkelschleifer und dergleichen, als auch im Betrieb feststehende Maschine, d.h. stationäre oder halbstationäre Geräte, wie beispielsweise Tischkreissägen oder dergleichen, verstanden.As power tool machines, there are hereafter both hand-held power tool machines such as drills, angle grinders and the like, as well as stationary machine, i. stationary or semi-stationary devices, such as table saws or the like understood.

Die elektrische und mechanische Zusammenschaltung einer Anzahl von Akkupacks zur Steigerung von Leistung und/oder Betriebsdauer der zugehörigen Elektrowerkzeugmaschine ist im Stand der Technik bekannt.The electrical and mechanical interconnection of a number of battery packs to increase the power and / or operating time of the associated power tool is known in the art.

Beispielhaft wird auf die DE 20 2011 110 568 U1 verwiesen, in der eine Leistungsversorgungsschnittstelle für eine Elektrowerkzeugmaschine offenbart wird, wobei die Elektrowerkzeugmaschine durch eine Mehrzahl von Batteriepacks mit Leistung bzw. Energie versorgt wird. Dabei ist vorgesehen, dass eine Mehrzahl identischer erster Akkupacks mit einer geringen Nennspannung elektrisch in Reihe geschaltet wird, um ein zweites Akkupack mit höherer Nennspannung zu ersetzen.Exemplary is on the DE 20 2011 110 568 U1 in which a power supply interface for a power tool is disclosed, wherein the power tool is powered by a plurality of battery packs. It is provided that a plurality of identical first battery packs with a low nominal voltage is electrically connected in series in order to replace a second battery pack with a higher nominal voltage.

Betreffend eine Parallelschaltung baugleicher Akkupacks zur Steigerung der Betriebsdauer der Elektrowerkzeugmaschine wird auf die US 2014/0265604 A1 verwiesen. Die Patentschrift offenbart eine Elektrowerkzeugmaschine, die mit einem ersten Akkupack und einem zweiten Akkupack betrieben werden kann. Dabei können die jeweiligen Akkupacks parallel verschaltet werden. Um unerwünschte Querströme bzw. Ladeströme zwischen den Akkupacks zu vermeiden, beispielsweise wenn das erste Akkupack bereits tiefer entladen ist als das zweite Akkupack, ist ein Controller vorgesehen, um die jeweiligen Ausgangsspannungen der Akkupacks zu überwachen und über eine Schaltanordnung gegebenenfalls einen Ladungsausgleich herbeizuführen bzw. die Akkupacks durch eine zeitversetzte Verwendung gleichmäßig zu entladen.Regarding a parallel connection of identical battery packs to increase the service life of the power tool is on the US 2014/0265604 A1 directed. The patent discloses a power tool that can be operated with a first battery pack and a second battery pack. The respective battery packs can be connected in parallel. To avoid unwanted cross currents or charging currents between the battery packs, for example, when the first battery pack is already discharged deeper than the second battery pack, a controller is provided to monitor the respective output voltages of the battery packs and possibly via a switching arrangement to bring about a charge equalization or the Evenly discharge battery packs by time-shifted use.

Mit einer Verschaltung von mehreren Akkupacks entstehen auch Probleme. Neben Problemen technischer Art, wie beispielsweise unerwünschten Querströmen (vgl. US 2014/0265604 A1 ) oder dem Umgang mit verschiedenen Signalpegeln von Akkupacks aus einer Reihenschaltung (vgl. DE 20 2011 110 568 U1 ), wird außerdem die Handhabung für einen Benutzer unübersichtlicher und umständlicher.With an interconnection of several battery packs also problems arise. In addition to problems of a technical nature, such as unwanted cross-currents (see. US 2014/0265604 A1 ) or dealing with different signal levels of battery packs from a series circuit (see. DE 20 2011 110 568 U1 ), the handling for a user is also confusing and cumbersome.

Häufig werden beispielsweise auf Baustellen unterschiedliche elektrisch angetriebene Elektrowerkzeugmaschinen verwendet, die mit unterschiedlichen Spannungen betrieben werden müssen, wie z. B. 18 Volt-Elektrowerkzeugmaschinen und 36 Volt-Elektrowerkzeugmaschinen. Um ggf. eine 36 Volt-Elektrowerkzeugmaschine auch mittels 18 Volt-Akkupacks betreiben zu können, z. B. wenn kein (geladenes) 36 Volt-Akkupack zur Verfügung steht, werden regelmäßig Adapter eingesetzt, um z. B. zwei 18 Volt-Akkupacks in einer Akkupackschnittstelle der 36 Volt-Elektrowerkzeugmaschine zu verwenden. Es sind zahlreiche derartige Kompromisslösungen bekannt, beispielhaft wird in diesem Zusammenhang auf die Druckschrift US 2011/0197389 A1 verwiesenFrequently, for example, on construction sites different electrically powered power tools used, which must be operated with different voltages, such as. B. 18 volt power tools and 36 volt power tools. To possibly operate a 36 volt power tool by means of 18 volt battery packs, z. B. if no (charged) 36 volt battery pack is available, adapters are regularly used to z. B. to use two 18 volt battery packs in a battery pack interface of the 36 volt power tool. There are numerous such compromise solutions are known, by way of example in this context to the document US 2011/0197389 A1 directed

Insbesondere, da auf Baustellen oft unübersichtliche und hektische Zustände herrschen, weshalb ein Benutzer ein Akkupack regelmäßig ohne genauere Inaugenscheinnahme in die Elektrowerkzeugmaschine einsetzt, gilt es technisch zu vermeiden, dass ein Benutzer ein Akkupack einer bestimmten Bauart in eine Akkupackschnittstelle einsetzt, die für die Nennspannung des entsprechenden Akkupacks ungeeignet ist. Demnach müssen die Akkupackschnittstellen unterschiedlich konfiguriert sein (mechanisch und/oder elektrisch kodiert), um sicherzustellen, dass nur geeignete Akkupacks an die Elektrowerkzeugmaschine oder einen Adapter angeschlossen werden können (vgl. z. B. DE 20 2011 110 568 U1 ). Andernfalls ist eine Beschädigung der Elektrowerkzeugmaschine, eines Adapters und/oder des Akkupacks wahrscheinlich. Die mechanische oder elektrische Absicherung der Elektrowerkzeugmaschine vor derartigen Schäden kann einen hohen konstruktiven und somit wirtschaftlichen Aufwand mit sich bringen.In particular, since on construction sites often confused and hectic conditions prevail, which is why a user uses a battery pack regularly without closer inspection in the power tool, it is technically to avoid that a user uses a battery pack of a certain type in a battery pack interface, for the rated voltage of appropriate battery packs is unsuitable. Accordingly, the battery pack interfaces must be configured differently (mechanically and / or electrically coded) to ensure that only suitable battery packs can be connected to the power tool or an adapter (cf. DE 20 2011 110 568 U1 ). Otherwise, damage to the power tool, an adapter and / or the battery pack is likely. The mechanical or electrical protection of the power tool from such damage can bring a high structural and thus economic effort with it.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Elektrowerkzeugmaschine für den sowie ein Verfahren zum Betrieb mit wenigstens zwei Akkupacks bereit zu stellen.The present invention has for its object to provide an improved power tool for and a method of operation with at least two battery packs ready.

Als Lösung wird in der vorliegenden Erfindung eine akkubetriebene Elektrowerkzeugmaschine mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen, ein Verfahren zum Betrieb einer akkubetriebenen Elektrowerkzeugmaschine mit den in Anspruch 12 aufgeführten Merkmalen sowie ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln gemäß den in Anspruch 13 aufgeführten Merkmalen vorgeschlagen.As a solution in the present invention, a battery-powered electric machine tool having the features recited in claim 1, a method for operating a battery-powered power tool with the features listed in claim 12 and a computer program with program code means according to the features listed in claim 13 proposed.

Die abhängigen Ansprüche und die nachfolgend beschriebenen Merkmale betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.The dependent claims and the features described below relate to advantageous embodiments and variants of the invention.

Die vorgeschlagene akkubetriebene Elektrowerkzeugmaschine für den Betrieb mit wenigstens zwei Akkupacks umfasst wenigstens zwei Akkupackschnittstellen, ausgebildet zur mechanischen und elektrischen Aufnahme jeweils eines Akkupacks, wobei jede der Akkupackschnittstellen dazu ausgebildet ist, Akkupacks unterschiedlicher Bauart, insbesondere Akkupacks mit unterschiedlichen Nennspannungen, aufzunehmen.The proposed battery-powered electric machine tool for operation with at least two battery packs comprises at least two battery pack interfaces, designed for mechanically and electrically receiving a respective battery pack, each of the battery pack interfaces being adapted to accommodate battery packs of different types, in particular battery packs with different nominal voltages.

Im Gegensatz zum Stand der Technik, also beispielsweise der DE 20 11 110 568 U1 und der US 2014/0265604 A1 , wird nunmehr also vorgeschlagen, dass jede Akkupackschnittstelle der Elektrowerkzeugmaschine dazu ausgebildet ist, ein Akkupack beliebiger (zugelassener) Bauart aufzunehmen, wobei wenigstens zwei unterschiedliche Bauarten vorgesehen sind.In contrast to the prior art, so for example the DE 20 11 110 568 U1 and the US 2014/0265604 A1 , It is now proposed that each battery pack interface of the electric machine tool is adapted to receive a battery pack of any (approved) type, wherein at least two different types are provided.

Ein Benutzer kann also beispielsweise ein beliebiges Akkupack mit unterschiedlichen Nennspannungen, insbesondere ein beliebiges Akkupack eines gemeinsamen Herstellers, in eine beliebige Akkupackschnittstelle der Elektrowerkzeugmaschine einsetzen. Der Benutzer ist in der Handhabung der Akkupacks somit äußerst flexibel und muss bezüglich des ausgewählten Akkupacks nichts weiter beachten.A user can thus for example use any battery pack with different rated voltages, in particular any battery pack of a common manufacturer, in any battery pack interface of the power tool. The user is thus extremely flexible in handling the battery packs and has no further regard to the selected battery pack.

Beispielsweise kann in eine erste Akkupackschnittstelle wahlweise ein Akkupack gemäß einer ersten Bauart oder ein Akkupack gemäß einer zweiten Bauart eingesetzt werden. In eine weitere Akkupackschnittstelle kann dann ebenfalls ein Akkupack gemäß einer ersten Bauart oder gemäß einer zweiten Bauart eingesetzt werden. Es können also nahezu beliebige Kombinationen von Akkupacks unterschiedlicher Bauart vorgesehen sein. Beispielsweise können nur Akkupacks (beliebiger) identischer Bauart in allen Akkupackschnittstellen aufgenommen werden oder auch eine Mischung unterschiedlicher Bauarten an ein und derselben Elektrowerkzeugmaschine vorgesehen sein. Es kann auch vorgesehen sein eine oder mehrere Akkupackschnittstellen nicht zu besetzen, d. h. nicht mit einem Akkupack auszustatten.For example, a battery pack according to a first type or a battery pack according to a second type can optionally be used in a first battery pack interface. In another Akkupackschnittstelle can then also be used a battery pack according to a first type or according to a second type. It can therefore be provided almost any combination of battery packs of different types. For example, only battery packs of any identical type can be accommodated in all battery pack interfaces, or even a mixture of different designs can be provided on one and the same electric machine tool. It may also be provided not to occupy one or more battery pack interfaces, d. H. not equipped with a battery pack.

Insbesondere können zwei Akkupackschnittstellen vorgesehen sein.In particular, two battery pack interfaces can be provided.

Wenn nachfolgend beispielhaft auf diese Ausführung Bezug genommen wird geschieht dies nur aus Gründen der Anschaulichkeit und ist nicht beschränkend zu verstehen. Ein Fachmann vermag die nachfolgend genannten Beispiele, die sich ggf. auf zwei Akkupackschnittstellen beziehen, problemlos auf mehr als zwei Akkupackschnittstellen, beispielsweise drei, vier, fünf, sechs oder mehr Akkupackschnittstellen, zu erweitern.If reference is made below by way of example to this embodiment, this is done only for reasons of clarity and is not to be understood as limiting. A person skilled in the art can easily expand the examples given below, which may refer to two battery pack interfaces, to more than two battery pack interfaces, for example three, four, five, six or more battery pack interfaces.

Es kann vorgesehen sein, dass wenigstens eines der verwendeten Akkupacks ein Lithium-Ionen-Akkupack ist. Insbesondere bei Verwendung von Lithium-Ionen-Akkupacks, deren Akkuzellen eine Nennspannung von 3,6 Volt aufweisen, kann vorgesehen sein, dass ein Akkupack gemäß einer ersten Bauart eine Nennspannung von 18 Volt und ein Akkupack gemäß einer zweiten Bauart eine Nennspannung von 36 Volt aufweist.It can be provided that at least one of the battery packs used is a lithium-ion battery pack. In particular, when using lithium-ion battery packs whose battery cells have a rated voltage of 3.6 volts, it can be provided that a battery pack according to a first type has a nominal voltage of 18 volts and a battery pack according to a second type a rated voltage of 36 volts ,

Wenn nachfolgend beispielhaft auf eine Ausführung mit zwei zugelassenen Bauarten und insbesondere Nennspannungen von 18 Volt und 36 Volt Bezug genommen wird geschieht dies nur aus Gründen der Anschaulichkeit und ist nicht beschränkend zu verstehen. Ein Fachmann vermag die nachfolgend genannten Beispiele ohne Weiteres auf mehr als zwei zugelassene Bauarten, beispielsweise drei, vier, fünf, sechs oder mehr Bauarten, zu erweitern. Der Fachmann vermag die nachfolgenden Beispiele, die sich ggf. auf 18 Volt-Akkupacks und 36 Volt-Akkupacks beziehen, ohne Probleme auf beliebige Akkupackbauarten mit beliebigen Nennspannungen und deren Kombinationen, beispielsweise Nennspannungen von 1,2 Volt, 1,35 Volt, 1,5 Volt, 1,55 Volt, 2,0 Volt, 2,9 Volt, 3,0 Volt, 3,1 Volt, 3,2 Volt, 3,3 Volt, 3,4 Volt, 3,5 Volt, 3,6 Volt, 3,7 Volt und deren Vielfachen, also beispielsweise deren 2-fachen, 3-fachen, 4-fachen, 5-fachen, 6-fachen, 7-fachen, 8-fachen, 9-fachen, 10-fachen, 12-fachen, 14-fachen, 15-fachen, 16-fachen, 18-fachen, 20-fachen usw. zu übertragen.If reference is made below by way of example to an embodiment with two approved types and in particular nominal voltages of 18 volts and 36 volts, this is done only for reasons of clarity and is not to be understood as limiting. A person skilled in the art can readily expand the examples given below to more than two approved types, for example three, four, five, six or more designs. The person skilled in the art can use the following examples, which may relate to 18 volt battery packs and 36 volt battery packs, without problems to any types of battery packs with arbitrary rated voltages and their combinations, for example nominal voltages of 1.2 volts, 1.35 volts, 1, 5 volts, 1.55 volts, 2.0 volts, 2.9 volts, 3.0 volts, 3.1 volts, 3.2 volts, 3.3 volts, 3.4 volts, 3.5 volts, 3, 6 volts, 3.7 volts and their multiples, ie, for example, their 2-fold, 3-fold, 4-fold, 5-fold, 6-fold, 7-fold, 8-fold, 9-fold, 10-fold, 12-fold, 14-fold, 15-fold, 16-fold, 18-fold, 20-fold, etc. transfer.

Bei dem Akkupack kann es sich auch um einen Nickel-Metall-Hybridakkumulator, Nickel-Cadmium-Akkumulator oder Bleiakkumulator handeln. Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf die Verwendung mit einem bestimmten Typ Akkupack begrenzt zu verstehen. Vorzugsweise werden allerdings nur Akkupacks gleichen Typs zugelassen, also z. B. nur Lithium-Ionen-Akkupacks (mit unterschiedlichen Nennspannungen).The battery pack may also be a nickel-metal hybrid accumulator, nickel-cadmium accumulator or lead-acid battery. Basically, the invention is not intended to be limited to use with a particular type of battery pack. Preferably, however, only battery packs of the same type are allowed, so z. B. only lithium-ion battery packs (with different rated voltages).

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass in einer ersten Akkupackschnittstelle und einer zweiten Akkupackschnittstelle jeweils ein Akkupack identischer Bauart mit einer Nennspannung von jeweils 18 Volt aufgenommen ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass in beiden Akkupackschnittstellen jeweils ein Akkupack mit einer Bauart bezüglich einer Nennspannung von 36 Volt aufgenommen ist. Schließlich kann auch vorgesehen sein, dass in einer der Akkupackschnittstellen ein 18 Volt-Akkupack und in der zweiten Akkupackschnittstelle ein 36 Volt-Akkupack aufgenommen ist.It can be provided, for example, that in each case a battery pack of identical design with a rated voltage of 18 volts is received in a first battery pack interface and a second battery pack interface. Alternatively, it can be provided that in each case a battery pack of a type with respect to a nominal voltage of 36 volts is received in both battery pack interfaces. Finally, it can also be provided that in one of the battery pack interfaces, a 18 volt battery pack and in the second battery pack interface, a 36 volt battery pack is added.

Erfindungsgemäß ist die Elektrowerkzeugmaschine somit für den Betrieb mit wenigstens zwei Akkupacks geeignet. Es ist in diesem Sinne aber natürlich auch möglich, die Elektrowerkzeugmaschine mit einer Anzahl Akkupacks zu betreiben, die geringer ist als die maximale Anzahl Akkupacks, die an der Elektrowerkzeugmaschine angeschlossen werden kann (bzw. für die sie geeignet ist). Wenn beispielsweise zwei Akkupackschnittstellen vorgesehen sind, kann die Elektrowerkzeugmaschine bereits durch den Einsatz nur eines einzigen Akkupacks beliebiger zugelassener Bauart betrieben werden.According to the invention, the power tool is thus suitable for operation with at least two battery packs. However, it is of course also possible in this sense to operate the power tool with a number of battery packs that is less than the maximum number of battery packs that can be connected to the power tool (or for which it is suitable). For example, if two battery pack interfaces are provided, the power tool can already be operated by the use of only a single battery pack of any approved type.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die akkubetriebene Elektrowerkzeugmaschine eine Steuereinheit umfasst, die eingerichtet ist zur Erfassung einer Nennspannung jedes in den Akkupackschnittstellen aufgenommenen Akkupacks, und zur Erzeugung wenigstens eines elektrischen Steuersignals auf Basis der erfassten Nennspannungen.According to the invention, it is provided that the battery-powered electric machine tool comprises a control unit which is set up to detect a rated voltage of each battery pack received in the battery pack interfaces, and to generate at least one electrical control signal based on the detected rated voltages.

Die Steuereinheit der Elektrowerkzeugmaschine vermag somit zu erkennen, ob ein Akkupack einer bestimmten zugelassenen Bauart in eine Akkupackschnittstelle aufgenommen ist und falls ja, um welche Bauart bzw. Nennspannung es sich handelt.The control unit of the power tool can thus detect whether a battery pack of a certain approved type is included in a battery pack interface and, if so, what type or rated voltage is.

Um entsprechende Maßnahmen zur Verschaltung des Akkupacks zu treffen, ist erfindungsgemäß ferner eine Schalteinrichtung vorgesehen, die eingerichtet ist zum Empfang des wenigstens einen elektrischen Steuersignals der Steuereinheit, und zur Ansteuerung wenigstens eines gesteuerten Schalters auf Basis des wenigstens einen Steuersignals, um zumindest einen Elektrodenanschluss einer ersten Akkupackschnittstelle mit einem Elektrodenanschluss einer zweiten Akkupackschnittstelle elektrisch zu verbinden.In order to take appropriate measures for the connection of the battery pack, a switching device is further provided according to the invention, which is adapted to receive the at least one electrical control signal of the control unit, and for driving at least one controlled switch based on the at least one control signal to at least one electrode terminal of a first Battery pack interface with an electrode terminal of a second battery pack interface to electrically connect.

Dadurch, dass die Schalteinrichtung die Akkupacks unterschiedlicher Bauart entsprechend miteinander verschaltet, kann die Elektrowerkzeugmaschine anschließend wie üblich betrieben werden.Due to the fact that the switching device connects the battery packs of different types according to one another, the power tool can subsequently be operated as usual.

Grundsätzlich können also beliebige Elektrodenanschlüsse beliebiger Akkupackschnittstellen verschaltet werden; also z. B. auch ein Elektrodenanschluss der ersten Akkupackschnittstelle mit einem Elektrodenanschluss einer dritten Akkupackschnittstelle (falls vorhanden).In principle, therefore, any electrode connections of any battery pack interfaces can be interconnected; So z. Example, also an electrode terminal of the first battery pack interface with an electrode terminal of a third battery pack interface (if present).

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Akkupackschnittstellen ausgebildet sind, Akkupacks aufzunehmen, deren Nennspannung ein Vielfaches voneinander beträgt, vorzugsweise ein Vielfaches von 3,6 Volt - bzw. ein Vielfaches einer Nennspannung der jeweiligen Akkuzellen.In a further development of the invention it can be provided that the battery pack interfaces are adapted to receive battery packs whose rated voltage is a multiple of each other, preferably a multiple of 3.6 volts - or a multiple of a nominal voltage of the respective battery cells.

Insbesondere wenn die Nennspannungen der Akkupacks unterschiedlicher Bauarten ein Vielfaches voneinander betragen, beispielsweise 18 Volt und 36 Volt, kann die Schalteinrichtung besonders einfach eine Verschaltung vornehmen. Beispielsweise kann das Akkupack mit der höheren Nennspannung (36 Volt) durch eine Reihenschaltung von Akkupacks mit einer niedrigeren Nennspannung (2 mal 18 Volt) ersetzt werden.In particular, when the rated voltages of the battery packs of different types are a multiple of each other, for example, 18 volts and 36 volts, the switching device can make an interconnection particularly simple. For example, the battery pack with the higher rated voltage (36 volts) can be replaced by a series connection of battery packs with a lower rated voltage (2 times 18 volts).

Grundsätzlich können beliebige ganzzahlige Vielfache vorgesehen sein. Es können aber auch nicht-ganzzahlige Vielfache vorgesehen sein, beispielsweise Akkupacks, deren Nennspannungen sich um den Faktor 0,25, 0,5, 0,75, 1,25, 1,5, 1,75 usw. oder in noch feineren Abstufungen unterscheiden.In principle, arbitrary integer multiples can be provided. However, it is also possible to provide non-integer multiples, for example battery packs whose rated voltages are by the factor 0.25, 0.5, 0.75, 1.25, 1.5, 1.75 etc. or in even finer graduations differ.

Die Schalteinrichtung kann die Elektrodenanschlüsse auch derart verbinden, dass die Nennspannungen der Akkupacks aneinander oder an eine definierte Nennspannung angeglichen werden. Hierfür können die gesteuerten Schalter getaktet betrieben werden, beispielsweise in der Art einer Pulsweitenmodulation bzw. einem schaltenden Gleichspannungswandler. Diese Betriebsart kann eingesetzt werden, wenn gleichzeitig Akkupacks unterschiedlicher Nennspannungen an der Elektrowerkzeugmaschine betrieben werden sollen und insbesondere dann, wenn deren Nennspannungen sich nicht um ganzzahlige Vielfache unterscheiden.The switching device can also connect the electrode terminals in such a way that the rated voltages of the battery packs are matched to one another or to a defined nominal voltage. For this purpose, the controlled switches can be operated clocked, for example in the manner of a pulse width modulation or a switching DC-DC converter. This operating mode can be used if at the same time battery packs of different rated voltages are to be operated on the power tool and, in particular, if their rated voltages do not differ by integer multiples.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Steuereinheit eingerichtet ist, die Nennspannung jedes in den Akkupackschnittstellen aufgenommenen Akkupacks durch eine Spannungsmessung an dem jeweiligen Akkupack und/oder durch Auswertung von Datensignalen des jeweiligen Akkupacks zu erfassen.In one development of the invention, for example, it may be provided that the control unit is set up to detect the rated voltage of each battery pack received in the battery pack interfaces by a voltage measurement on the respective battery pack and / or by evaluation of data signals of the respective battery pack.

Obwohl durch eine Spannungsmessung an dem jeweiligen Akkupack üblicherweise nicht die Nennspannung sondern lediglich die im Betrieb (durch vorhergehende Entladung, aktuelle Belastung oder Leerlauf) zumeist abweichende Versorgungsspannung/Ausgangsspannung des Akkupacks messbar ist, kann dennoch auf Basis einer derartigen Messung auf eine verwendete Akkupackbauart bzw. die Nennspannung geschlossen werden.Although by a voltage measurement at the respective battery pack usually not the rated voltage but only in operation (by previous discharge, current load or idle) mostly different supply voltage / output voltage of the battery pack can be measured, but can be concluded based on such a measurement on a used Akkupackbauart or the rated voltage.

Zumeist umfasst ein zeitgemäßes Akkupack allerdings ein integriertes Batterie-Management-System (BMS) sowie eine Datenschnittstelle. Das BMS dient der Überwachung und/oder Regelung des Akkupacks (teilweise auch als „Power-Management-System“ (PMS) bezeichnet) und überträgt meist in analoger und/oder digitaler Weise Daten über den Zustand (beispielsweise Ladezustand und/oder Temperaturstatus) und/oder Bauart bzw. charakteristische Parameter (z. B. Nennspannung, Ladeschlussspannung und/oder Identifikationsdaten) des jeweiligen Akkupacks. Somit kann die Steuereinheit derartige Datensignale zur Erkennung der Bauart bzw. der Nennspannung auswerten.In most cases, however, a modern battery pack includes an integrated battery management system (BMS) and a data interface. The BMS is used to monitor and / or regulate the battery pack (sometimes also referred to as "power management system" (PMS)) and usually transmits data in an analog and / or digital manner about the state (eg state of charge and / or temperature status) and / or design or characteristic parameters (eg rated voltage, end-of-charge voltage and / or identification data) of the respective battery pack. Thus, the control unit can evaluate such data signals for detecting the type or rated voltage.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Schalteinrichtung eingerichtet ist, die Elektrodenanschlüsse der Akkupackschnittstellen derart elektrisch zu verbinden, dass die in den Akkupackschnittstellen aufgenommenen Akkupacks, insbesondere auch Akkupacks mit unterschiedlichen Nennspannungen, in einer Reihenschaltung und/oder in einer Parallelschaltung elektrisch verbunden sind. Auch eine Gruppenschaltung kann vorgesehen sein.In one development of the invention, it can be provided, in particular, that the switching device is set up to electrically connect the electrode terminals of the battery pack interfaces in such a way that the battery packs accommodated in the battery pack interfaces, in particular also battery packs with different nominal voltages, are electrically connected in series and / or in parallel are connected. A group circuit can also be provided.

Werden beispielsweise zwei Akkupacks mit jeweils einer Nennspannung von 18 Volt in die vorhandenen Akkupackschnittstellen eingesetzt, können diese durch elektrische Reihenschaltung zu einer Gesamtnennspannung von 36 Volt zusammengeschaltet werden. Sollte hingegen die Steuereinheit erkennen, dass zwei 36 Volt-Akkupacks in die vorhandenen Akkupackschnittstellen aufgenommen wurden, können diese zu einer elektrischen Parallelschaltung verbunden werden. Dieses Beispiel kann von einem Fachmann auf eine beliebige Anzahl Akkupackschnittstellen und eine beliebige Anzahl zugelassener Bauarten der Akkupacks mit nahezu beliebigen Nennspannungen übertragen werden.If, for example, two battery packs, each with a rated voltage of 18 volts, are inserted into the existing battery pack interfaces, they can be interconnected by electrical series connection to a total nominal voltage of 36 volts. If, on the other hand, the control unit detects that two 36 volt battery packs have been taken into the existing battery pack interfaces, these can be connected to form an electrical parallel circuit. This example can be transferred by a skilled person to any number of battery pack interfaces and any number of approved types of battery packs with almost any nominal voltages.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Schalteinrichtung eingerichtet ist, um

- einen Anodenanschluss einer ersten Akkupackschnittstelle mit einem Anodenanschluss einer zweiten Akkupackschnittstelle und/oder
- einen Kathodenanschluss der ersten Akkupackschnittstelle mit einem Kathodenanschluss der zweiten Akkupackschnittstelle und/oder
- den Kathodenanschluss der ersten Akkupackschnittstelle mit dem Anodenanschluss der zweiten Akkupackschnittstelle

elektrisch zu verbinden.In a further development of the invention it can be provided that the switching device is set up to

an anode connection of a first battery pack interface with an anode connection of a second battery pack interface and / or
a cathode connection of the first battery pack interface with a cathode connection of the second battery pack interface and / or
- The cathode terminal of the first battery pack interface with the anode terminal of the second battery pack interface

electrically connect.

Wenn beispielsweise zwei Akkupackschnittstellen vorgesehen sind, können diese zu einer Reihenschaltung verbunden werden, indem der Kathodenanschluss der ersten Akkupackschnittstelle mit dem Anodenanschluss der zweiten Akkupackschnittstelle verbunden wird.If, for example, two battery pack interfaces are provided, these can be connected in a series circuit by connecting the cathode connection of the first battery pack interface to the anode connection of the second battery pack interface.

Eine Parallelschaltung bei zwei oder mehr Akkupackschnittstellen kann durch Zusammenschalten der jeweiligen Anodenanschlüsse und Kathodenanschlüsse eingerichtet werden.Parallel connection with two or more battery pack interfaces can be established by interconnecting the respective anode terminals and cathode terminals.

Es kann allerdings auch ein Betrieb mit lediglich einem Akkupack an einer Akkupackschnittstelle vorgesehen sein, wonach - beispielsweise bei Verwendung von zwei Akkupackschnittstellen - entweder der Anodenanschluss der ersten Akkupackschnittstelle mit dem Anodenanschluss der zweiten Akkupackschnittstelle (und dadurch mittelbar auch mit einem Anodenanschluss der Elektrowerkzeugmaschine) oder der Kathodenanschluss der ersten Akkupackschnittstelle mit dem Kathodenanschluss der zweiten Akkupackschnittstelle (und dadurch mittelbar auch mit einem Kathodenanschluss der Elektrowerkzeugmaschine) verbunden wird.However, it can also be provided with only one battery pack on a battery pack interface, after which - for example, when using two battery pack interfaces - either the anode terminal of the first battery pack interface with the anode terminal of the second Akkupackschnittstelle (and thus indirectly with an anode terminal of the power tool) or the Cathode terminal of the first battery pack interface with the cathode terminal of the second battery pack interface (and thereby indirectly also with a cathode terminal of the power tool) is connected.

Auf die vorstehend beschriebene Weise kann auch bei Verwendung von zwei Akkupacks die Elektrowerkzeugmaschine von beiden Akkupacks betrieben werden, wobei der Betrieb nicht durch Parallelschaltung sondern durch den zeitlich versetzten Versorgungsbetrieb stattfindet, wie beispielsweise bereits in der US 2014/0265604 A1 beschrieben. Hierdurch kann bzw. können u. a. ein ungleichmäßiges Entladen der Akkupacks und/oder Querströme zwischen den Akkupacks vermieden werden.In the manner described above, even when using two battery packs, the power tool of both battery packs are operated, the operation does not take place by parallel connection but by the staggered supply operation, such as already in the US 2014/0265604 A1 described. As a result, and / or can, inter alia, uneven discharge of the battery packs and / or cross-currents between the battery packs can be avoided.

Bei Verwendung von mehr als zwei Akkupackschnittstellen vermag der Fachmann das obige Beispiel problemlos zu erweitern.If more than two battery pack interfaces are used, the person skilled in the art will be able to easily extend the above example.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Schalteinrichtung eingerichtet ist, die Elektrodenanschlüsse der Akkupackschnittstellen derart zu verbinden, dass Querströme zwischen den in den Akkupackschnittstellen aufgenommenen Akkupacks vermieden werden.In a further development of the invention it can be provided that the switching device is set up to connect the electrode terminals of the battery pack interfaces such that transverse currents between the battery packs accommodated in the battery pack interfaces are avoided.

Wie bereits vorstehend erwähnt, können derartige Querströme beispielsweise durch eine zeitversetzte Versorgung durch die Akkupacks begrenzt oder vermieden werden, indem zu keiner Zeit oder nur zu begrenzten Zeiten mehrere Akkupacks gleichzeitig die Elektrowerkzeugmaschine versorgen.As already mentioned above, such cross-currents can be limited or avoided, for example by a time-delayed supply by the battery packs by at the same time supply the power tool at the same time or only limited times several battery packs.

In einer Weiterbildung kann insbesondere eine Diodenschaltung bzw. ein Diodennetzwerk in der Schalteinrichtung vorgesehen sein, um die Elektrodenanschlüsse der Akkupackschnittstellen derart zu verbinden, dass Querströme zwischen den in den Akkupackschnittstellen aufgenommenen Akkupacks vermieden werden.In a development, in particular, a diode circuit or a diode network may be provided in the switching device in order to connect the electrode terminals of the battery pack interfaces in such a way that cross currents between the battery packs in the Battery pack interfaces recorded battery packs are avoided.

Die Akkupacks können durch die Dioden zum Teil voneinander entkoppelt sein. Es kann jeweils eine Diode zur Entkopplung jedes Akkupack durch die Entkopplung eines jeweiligen Elektrodenanschlusses vorgesehen sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass mehr als eine Diode pro Akkupack eingesetzt wird, beispielsweise zwei Dioden oder mehr.The battery packs may be partially decoupled from each other by the diodes. In each case, one diode can be provided for decoupling each battery pack by decoupling a respective electrode connection. However, it can also be provided that more than one diode is used per battery pack, for example two diodes or more.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Schalteinrichtung wenigstens einen Gleichspannungswandler umfasst, der eingerichtet ist, um die Versorgungsspannungen der in den Akkupackschnittstellen aufgenommenen Akkupacks aneinander anzugleichen und/oder auf ein Vielfaches voneinander einzustellen. Mit einem Vielfachen ist insbesondere ein ganzzahliges Vielfaches gemeint, es kann aber auch ein nicht-ganzzahliges Vielfaches vorgesehen sein.In one development of the invention, it can be provided that the switching device comprises at least one DC-DC converter, which is set up to match the supply voltages of the battery packs received in the battery pack interfaces to one another and / or set them to a multiple of one another. In particular, an integer multiple is meant by a multiple, but it may also be a non-integer multiple provided.

Auf diese Weise ist es noch einfacher und flexibler möglich, mehrere Bauarten bzw. Akkupacks mit mehreren Nennspannungen für den Betrieb mit der Elektrowerkzeugmaschine vorzusehen. Insbesondere eine Kombination von Akkupacks verschiedener Nennspannungen bzw. eine gleichzeitige Verwendung kann hierdurch vereinfacht möglich sein. Eine Gleichspannungswandlung für einen oder mehrere Akkupacks kann an einer beliebigen Stelle innerhalb der Elektrowerkzeugmaschine, also auch der Steuereinheit vorgeschaltet, vorgesehen sein.In this way, it is even easier and more flexible possible to provide several types or battery packs with multiple rated voltages for operation with the power tool. In particular, a combination of battery packs of different nominal voltages or a simultaneous use can be simplified thereby possible. A DC voltage conversion for one or more battery packs can be provided at any point within the power tool, that is also upstream of the control unit.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Gleichspannungswandler eine Ladungspumpe und/oder einen Abwärtswandler („Buck Converter“) und/oder einen Aufwärtswandler („Boost Converter“) umfasst. Auch eine Kombination, d. h. ein Aufwärts-/Abwärts-Wandler („Buck-Boost-Converter“) kann vorgesehen sein.In one development of the invention it can be provided that the at least one DC-DC converter comprises a charge pump and / or a buck converter and / or a boost converter. Also a combination, d. H. an up / down converter ("Buck Boost Converter") may be provided.

Selbstverständlich können beliebige Gleichspannungswandler eingesetzt werden. Insbesondere können passive elektrische Bauelemente, wie Dioden, Kondensatoren, Widerstände und/oder Induktivitäten bzw. Spulen in Kombination mit aktiven Bauteilen, wie Transistoren, verwendet werden.Of course, any DC-DC converter can be used. In particular, passive electrical components, such as diodes, capacitors, resistors and / or inductors or coils in combination with active components, such as transistors, can be used.

Ausgangsseitig kann wenigstens ein Kondensator (als Bestandteil des Gleichspannungswandler und/oder einer weiteren elektrischen Schaltung) als Energiepuffer vorgesehen sein. Der Pufferkondensator kann einen Elektromotor der Elektrowerkzeugmaschine dann entweder direkt betreiben (bzw. abhängig davon, ob die Elektrowerkzeugmaschine betrieben werden soll, oder nicht) oder einen beliebigen weiteren Schaltkreis versorgen.On the output side, at least one capacitor (as part of the DC-DC converter and / or a further electrical circuit) may be provided as an energy buffer. The buffer capacitor can then operate an electric motor of the power tool either directly (or depending on whether the power tool should be operated or not) or supply any other circuit.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Schalteinrichtung im stromlosen Zustand und/oder in einem Fehlerfall keinen der Elektrodenanschlüsse mit einem anderen Elektrodenanschluss verbindet.In a development of the invention, it can be provided that the switching device in the de-energized state and / or in the event of a fault does not connect any of the electrode connections to another electrode connection.

Ein fehlerhaftes oder unkontrolliertes Betätigen der gesteuerten Schalter der Schalteinrichtung sollte nach Möglichkeit vermieden werden, da andernfalls Kurzschlüsse und/oder unkontrollierte Querströme bzw. Ladeströme fließen können, die die Akkupacks und/oder die Elektrowerkzeugmaschine beschädigen können.A faulty or uncontrolled operation of the controlled switch of the switching device should be avoided if possible, otherwise short circuits and / or uncontrolled cross currents or charging currents can flow, which can damage the battery packs and / or the power tool.

Dadurch, dass gesteuerte Schalter verwendet werden, die im stromlosen Zustand ausgeschaltet sind, kann bereits eine erhöhte Sicherheit gewährleistet sein.The fact that controlled switches are used, which are switched off in the de-energized state, already an increased security can be ensured.

In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit und/oder die Schalteinrichtung eingerichtet ist bzw. sind, einen Fehlerfall zu erkennen, wenn ein Stromfluss zwischen elektrisch verbundenen Elektrodenanschlüssen einen definierten Schwellenwert übersteigt und/oder wenn ein Datensignal eines in den Akkupackschnittstellen aufgenommenen Akkupacks einen Fehlerfall in dem entsprechenden Akkupack anzeigt und/oder wenn ein Controller der Elektrowerkzeugmaschine einen Fehlerfall anzeigt.In a further development it can be provided that the control unit and / or the switching device is or are set up to detect a fault, if a current flow between electrically connected electrode terminals exceeds a defined threshold value and / or if a data signal of a battery pack accommodated in the battery pack interfaces Indicates an error in the corresponding battery pack and / or if a controller of the power tool indicates an error.

Ein Fehlerfall kann beispielsweise dann vorliegen, wenn eines oder mehrere verbundene Akkupacks einen zu niedrigen Ladezustand aufweisen (Tiefentladeschutz), eine zu niedrige oder zu hohe Temperatur aufweisen, die Elektrowerkzeugmaschine bzw. deren angetriebenes Werkzeug in einem zu bearbeitenden Werkstück blockiert oder ein sonstiger Fehlerfall dazu führt, dass ein übermäßiger Stromfluss vorliegt. An error case can be present, for example, if one or more connected battery packs have too low a charge state (total discharge protection), have too low or too high a temperature, the power tool or its driven tool is blocked in a workpiece to be machined or another error occurs in that there is an excessive current flow.

Die Schalteinrichtung kann als zusätzliche Sicherung verwendet werden oder eine vorhandene Sicherung ersetzen.The switching device can be used as an additional fuse or replace an existing fuse.

Die Steuereinheit und/oder die Schalteinrichtung und deren Komponenten können in jeder für den Fachmann angebracht erscheinenden Form, beispielsweise als Mikrocontroller bzw. Mikroprozessor, „Field Programmable Gate Array“ (FPGA), programmierbare logische Anordnung (PLA), anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) und/oder als auf einer Leiterplatte angeordnete Schaltung, bestehend aus diskreten elektrischen Bauelementen, realisiert sein.The control unit and / or the switching device and its components may be in any form suitable for the skilled person, for example as a microcontroller or microprocessor, Field Programmable Gate Array (FPGA), programmable logic device (PLA), application specific integrated circuit (ASIC). and / or as arranged on a circuit board circuit, consisting of discrete electrical components, be realized.

Die Steuereinheit und/oder Schalteinrichtung kann als eine Zusammenwirkung von unterschiedlich realisierten Einzelkomponenten mit einem Controller verstanden werden. Somit kann beispielsweise ein Teil der Steuereinheit und/oder Schalteinrichtung als ASIC ausgebildet sein und ein weiterer Teil als Mikrocontroller. Die Steuereinheit und/oder Schalteinrichtung kann auch als Verbund mehrerer Controller verstanden werden.The control unit and / or switching device can be understood as a combination of differently realized individual components with a controller. Thus, for example, a Part of the control unit and / or switching device be designed as ASIC and another part as a microcontroller. The control unit and / or switching device can also be understood as a composite of several controllers.

Die Steuereinheit und die Schalteinrichtung können (funktional und/oder physisch) einteilig ausgebildet sein.The control unit and the switching device can be integrally formed (functional and / or physical).

Es kann vorgesehen sein, dass wenigstens einer der gesteuerten Schalter als Bipolartransistor oder MOSFET ausgebildet ist. Es können beliebige Halbleiterbauelemente zum Einsatz kommen. Wenigstens einer der gesteuerten Schalter kann auch als Relais ausgebildet sein. Die Bauart der gesteuerten Schalter ist grundsätzlich nicht einschränkend.It can be provided that at least one of the controlled switches is designed as a bipolar transistor or MOSFET. Any desired semiconductor components can be used. At least one of the controlled switches can also be designed as a relay. The design of the controlled switches is basically not restrictive.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb einer akkubetriebenen Elektrowerkzeugmaschine mit Akkupacks unterschiedlicher Bauart, wonach wenigstens zwei Akkupackschnittstellen verwendet werden, um insgesamt wenigstens ein Akkupack aufzunehmen, wobei jede der Akkupackschnittstellen Akkupacks unterschiedlicher Bauart, insbesondere Akkupacks mit unterschiedlichen Nennspannungen, aufzunehmen vermag.The invention also relates to a method for operating a battery-operated electric machine tool with battery packs of different types, according to which at least two battery pack interfaces are used to accommodate at least one battery pack, wherein each of the battery pack interfaces can accommodate battery packs of different types, in particular battery packs with different rated voltages.

Das Verfahren sieht weiter vor, dass eine Steuereinheit eine Nennspannung jedes in den Akkupackschnittstellen aufgenommenen Akkupacks erfasst und auf Basis der erfassten Nennspannungen wenigstens ein elektrisches Steuersignal erzeugt, wonach eine Schalteinrichtung das wenigstens eine elektrische Steuersignal der Steuereinheit empfängt, und auf dessen Basis wenigstens einen gesteuerten Schalter betreibt, um zumindest einen Elektrodenanschluss einer ersten Akkupackschnittstelle mit einem Elektrodenanschluss einer zweiten Akkupackschnittstelle elektrisch zu verbinden.The method further provides that a control unit detects a nominal voltage of each battery pack received in the battery pack interfaces and generates at least one electrical control signal based on the detected nominal voltages, after which a switching device receives the at least one electrical control signal of the control unit, and on the basis thereof at least one controlled switch operates to electrically connect at least one electrode terminal of a first battery pack interface with an electrode terminal of a second battery pack interface.

Merkmale und Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit der akkubetriebenen Elektrowerkzeugmaschine vorstehend beschrieben wurden, können von einem Fachmann ohne Weiteres auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen werden - und umgekehrt.Features and advantages that have already been described above in connection with the battery-powered power tool may be easily transferred to the method according to the invention by a person skilled in the art - and vice versa.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um ein vorstehend beschriebenes Verfahren durchzuführen, wenn das Programm auf einer Steuereinheit, vorzugsweise auf einem Mikroprozessor, insbesondere als Teil einer vorstehend beschriebenen akkubetriebenen Elektrowerkzeugmaschine, ausgeführt wird.The invention also relates to a computer program with program code means for carrying out a method as described above, when the program is executed on a control unit, preferably on a microprocessor, in particular as part of a battery-powered power tool described above.

Die Erfindung kann auch als Adapterlösung vorgesehen sein. Die Akkupackschnittstellen, die Steuereinheit und die Schalteinrichtung können in diesem Fall in dem Adapter angeordnet sein. Dabei kann der Adapter eingangsseitige Akkupackschnittstellen und wenigstens eine ausgangsseitige Versorgungsschnittstelle aufweisen. Die eingangsseitigen Akkupackschnittstellen dienen dann zur Aufnahme der Akkupacks mit unterschiedlicher Bauart, während die wenigstens eine Versorgungsschnittstelle (vorzugsweise eine einzige Versorgungsschnittstelle) zur Verbindung des Adapters mit wenigstens einer Akkupackschnittstelle der Elektrowerkzeugmaschine dient. Der Adapter kann die Elektrowerkzeugmaschine demnach derart anpassen, dass beliebige (zugelassene) Akkupacks zum Betrieb der Elektrowerkzeugmaschine verwendbar sind. Merkmale, die sich vorstehend auf die Elektrowerkzeugmaschine beziehen, können von dem Fachmann problemlos auf den Adapter bezogen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft die Adapterlösung ebenso wie eine direkte Lösung mit einer Elektrowerkzeugmaschine.The invention may also be provided as an adapter solution. The battery pack interfaces, the control unit and the switching device can be arranged in this case in the adapter. In this case, the adapter can have input-side battery pack interfaces and at least one output-side supply interface. The input-side battery pack interfaces then serve to accommodate the battery packs of different design, while the at least one supply interface (preferably a single supply interface) serves to connect the adapter to at least one battery pack interface of the power tool. The adapter can accordingly adapt the power tool in such a way that any (approved) battery packs can be used to operate the power tool. Features that relate above to the power tool can be easily obtained by the expert on the adapter. The inventive method relates to the adapter solution as well as a direct solution with a power tool.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.Embodiments of the invention will be described in more detail with reference to the drawing.

Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.The figures each show preferred embodiments in which individual features of the present invention are illustrated in combination with each other. Features of an exemplary embodiment can also be implemented independently of the other features of the same exemplary embodiment and can accordingly be readily connected by a person skilled in the art to further meaningful combinations and sub-combinations with features of other exemplary embodiments.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

Es zeigen schematisch:

1 eine akkubetriebene Elektrowerkzeugmaschine für den Betrieb mit zwei Akkupacks;
2 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Elektrowerkzeugmaschine in einer ersten Ausführung; und
3 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Elektrowerkzeugmaschine in einer zweiten Ausführung.

They show schematically:

1 a battery powered power tool for use with two battery packs;
2 a circuit diagram of a power tool according to the invention in a first embodiment; and
3 a circuit diagram of a power tool according to the invention in a second embodiment.

Die 1 zeigt eine akkubetriebene Elektrowerkzeugmaschine 1 in einer Ausbildung als Mehrzweckstaubsauger bzw. Industriestaubsauger. Industriestaubsauger sind weitläufig bekannt und sollen vorliegend nur als Beispiel dienen. Spezifische Merkmale des Industriestaubsaugers sind demnach im Ausführungsbeispiel nicht oder nicht im Detail beschrieben. Die Elektrowerkzeugmaschine 1 ist für den Betrieb mit zwei Akkupacks 2a, 2b geeignet.The 1 shows a battery-operated power tool 1 in an education as Mehrzweckstaubsauger or industrial vacuum cleaner. Industrial vacuums are widely known and should serve in the present example only. Specific features of industrial vacuum cleaner are therefore not or not described in detail in the embodiment. The power tool 1 is for use with two battery packs 2a . 2 B suitable.

Hierzu weist die Elektrowerkzeugmaschine 1 zwei Akkupackschnittstellen 3.1, 3.2 auf, die zur mechanischen und elektrischen Aufnahme und Verbindung jeweils eines Akkupacks 2a, 2b ausgebildet sind, wobei jede der Akkupackschnittstellen 3.1, 3.2 dazu ausgebildet ist, Akkupacks 2a, 2b unterschiedlicher Bauart, insbesondere Akkupacks 2a, 2b mit unterschiedlichen Nennspannungen, aufzunehmen.For this purpose, the power tool 1 two battery pack interfaces 3.1 . 3.2 on that to the mechanical and electrical recording and connection of a battery pack 2a . 2 B are formed, each of the battery pack interfaces 3.1 . 3.2 is designed to use battery packs 2a . 2 B different design, especially battery packs 2a . 2 B with different nominal voltages.

Die Elektrowerkzeugmaschine 1 weist einen Betriebsschalter 4 auf, mit dem sie von einem Benutzer in Betrieb genommen werden kann.The power tool 1 has an operating switch 4 on, with which it can be put into operation by a user.

Beispielhaft ist die Elektrowerkzeugmaschine 1 zur Verwendung mit Akkupacks 2a, 2b zweier Bauarten bzw. zweier Nennspannungen vorgesehen, nämlich für den Betrieb mit einem 18 Volt-Akkupack 2a und für den Betrieb mit einem 36 Volt-Akkupack 2b in beliebigen Kombinationen.Exemplary is the power tool 1 for use with battery packs 2a , 2b of two types or two rated voltages, namely for operation with an 18 volt battery pack 2a and for operation with a 36 volt battery pack 2b in any combination.

Die Akkupacks 2a, 2b sind üblicherweise mechanisch kodiert, wodurch sie nur in geeignete Aufnahmen bzw. Akkupackschnittstellen 3.1, 3.2 eingesetzt werden können. Dabei kann eine mechanische Kodierung vorgesehen sein, bei der mehrere zugelassene Akkupacks 2a, 2b wahlweise in die Aufnahme einer Akkupackschnittstelle 3.1, 3.2 eingesetzt werden können. Hierzu kann ein entsprechendes „Schließsystem“ vorgesehen sein, wodurch die mechanische Kodierung der Akkupacks 2a, 2b unterschiedlich ausgebildet ist, wobei das Akkupack 2a, 2b dennoch von einer Akkupackschnittstelle 3.1, 3.2 jeweils aufgenommen werden kann. Die Akkupackschnittstelle 3.1, 3.2 kann hierzu entsprechend ausgebildet sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die verschiedenen zugelassenen Akkupacks 2a, 2b eine übereinstimmende oder zumindest bezüglich einer mechanischen Kodierung übereinstimmende äußere Gestaltung aufweisen. Im Ausführungsbeispiel ist die äußere Gestaltung der Akkupacks 2a, 2b einander ähnlich und die Akkupackschnittstellen 3.1, 3.2 sind zu deren wahlweiser Aufnahme ausgebildet.The battery packs 2a . 2 B are usually mechanically coded, whereby they only in appropriate recordings or battery pack interfaces 3.1 . 3.2 can be used. In this case, a mechanical coding can be provided, in which several approved battery packs 2a . 2 B optionally in the inclusion of a battery pack interface 3.1 , 3.2 can be used. For this purpose, a corresponding "locking system" may be provided, whereby the mechanical coding of the battery packs 2a . 2 B is formed differently, the battery pack 2a . 2 B nevertheless from a battery pack interface 3.1 . 3.2 each can be recorded. The battery pack interface 3.1, 3.2 may be designed accordingly. But it can also be provided that the various approved battery packs 2a . 2 B have a matching or at least with respect to a mechanical coding matching outer design. In the embodiment, the outer design of the battery pack 2a . 2 B similar to each other and the battery pack interfaces 3.1 . 3.2 are designed for their selective recording.

Erfindungsgemäß ergeben sich viele Möglichkeiten, die Elektrowerkzeugmaschine 1 mit den beiden zugelassenen Akkupack-Bauarten (18 Volt / 36 Volt) zu betreiben, von denen nachfolgend einige - rein beispielhaft - genannt werden.According to the invention, many possibilities arise, the power tool 1 with the two approved battery pack types ( 18 Volts / 36 volts), of which a few - purely by way of example - to be called.

Zunächst kann die Elektrowerkzeugmaschine 1 durch Einsetzen lediglich eines 18 Volt-Akkupacks 2a an der ersten Akkupackschnittstelle 3.1 betrieben werden, wobei die zweite Akkupackschnittstelle 3.2 unbelegt bleibt. Beispielsweise durch Verwendung eines Gleichspannungswandlers 5.1, 5.2 (vgl. 3), zum Beispiel einer Ladungspumpe oder eines Aufwärtswandlers, kann die Elektrowerkzeugmaschine 1 anschließend von dem 18 Volt-Akkupack 2a betrieben werden. Der Betrieb mit nur einem 18 Volt-Akkupack 2a kann auch dadurch erfolgen, dass die Elektrowerkzeugmaschine 1 und/oder deren Elektromotor M (vgl. 2 und 3) und/oder deren (Leistungs)Elektronik für den wahlweisen Betrieb mit verschiedenen Versorgungsspannungen vorgesehen ist bzw. sind. Die Leistungsfähigkeit und die Betriebsdauer sind in diesem Fall allerdings nicht optimal.First, the power tool 1 by inserting only one 18 volt battery pack 2a at the first battery pack interface 3.1 operated, the second battery pack interface 3.2 remains unoccupied. For example, by using a DC-DC converter 5.1 . 5.2 (see. 3 ), for example a charge pump or a boost converter, may be the power tool 1 then from the 18 volt battery pack 2a operate. Operation with only one 18 volt battery pack 2a can also be done by the power tool 1 and / or the electric motor M (see. 2 and 3 ) and / or the (power) electronics are provided for the optional operation with different supply voltages or are. However, the performance and the operating time are not optimal in this case.

Alternativ kann auch ein 36 Volt-Akkupack 2b in eine der Akkupackschnittstellen 3.1, 3.2 eingesetzt werden, wobei die andere Akkupackschnittstelle 3.1, 3.2 unbelegt bleibt. Auch in diesem Fall kann die Elektrowerkzeugmaschine 1 mit lediglich einem Akkupack 2a, 2b betrieben werden, wobei die Leistungsfähigkeit und/oder Betriebsdauer aufgrund der vergrößerten Kapazität und Nennspannung verglichen mit dem Einzelbetrieb durch ein 18 Volt-Akkupack 2a verbessert ist.Alternatively, a 36 volt battery pack 2 B into one of the battery pack interfaces 3.1 3.2, the other battery pack interface 3.1 . 3.2 remains unoccupied. Also in this case, the power tool 1 with only one battery pack 2a . 2 B the performance and / or operating time due to the increased capacity and rated voltage compared to the single operation by an 18 volt battery pack 2a is improved.

Schließlich ist es auch möglich, die Elektrowerkzeugmaschine 1 zu betreiben, indem in beide Akkupackschnittstellen 3.1, 3.2 jeweils ein 18 Volt-Akkupack 2a eingesetzt wird. Es kann dann vorgesehen sein, dass die Elektrowerkzeugmaschine intern die beiden Akkupacks 2a in einer Reihenschaltung elektrisch verbindet, wodurch eine Gesamtnennspannung von 36 Volt erreicht werden kann. Die Elektrowerkzeugmaschine 1 kann dann bezüglich ihrer Leistungsfähigkeit ohne Einschränkungen betrieben werden, wobei die Betriebsdauer allerdings nach wie vor nicht optimal ist.Finally, it is also possible to use the power tool 1 operate by putting in both battery pack interfaces 3.1 . 3.2 one 18 volt battery pack each 2a is used. It can then be provided that the electric machine tool internally the two battery packs 2a electrically connected in a series connection, whereby a total rated voltage of 36 volts can be achieved. The power tool 1 can then be operated without restrictions in terms of their performance, but the operating time is still not optimal.

Im besten Fall kann die Elektrowerkzeugmaschine 1 durch Verwendung von zwei 36 Volt-Akkupacks 2b und deren Parallelschaltung oder zeitlich versetzte Schaltung mit maximaler Betriebsdauer und Leistungsfähigkeit betrieben werden.In the best case, the power tool 1 by using two 36 volt battery packs 2 B and their parallel circuit or time-shifted circuit with maximum operating time and performance are operated.

Auch eine Kombination aus einem 18 Volt-Akkupack 2a und einem 36 Volt-Akkupack 2b ist möglich, wobei beispielsweise ein Gleichspannungswandler verwendet wird, um die Spannungen der Akkupacks 2a, 2b aneinander anzugleichen.Also a combination of an 18 volt battery pack 2a and a 36 volt battery pack 2b is possible, for example, a DC-DC converter is used to the voltages of the battery packs 2a . 2 B to match.

Die technische Lösung der Erfindung soll anhand der 2 und 3 erläutert werden.The technical solution of the invention is based on the 2 and 3 be explained.

Die 2 zeigt einen Schaltplan in einer ersten Ausführung. Dargestellt sind die Schaltskizze einer Elektrowerkzeugmaschine 1, beispielsweise des Industriestaubsaugers der 1, die beispielhaft für den Betrieb mit zwei Akkupacks 2a, 2b (mit Nennspannungen von 18 Volt und/oder 36 Volt) ausgebildet ist, und jeweils eine Schaltskizze eines 36 Volt-Akkupacks 2b.The 2 shows a circuit diagram in a first embodiment. Shown are the circuit diagram of a power tool 1 , for example, the industrial vacuum cleaner of 1 which is exemplary for operation with two battery packs 2a . 2 B (with rated voltages of 18 volts and / or 36 volts) is formed, and in each case a circuit diagram of a 36 volt battery pack 2 B ,

Vorliegend werden zwei identische 36 Volt-Akkupacks 2b in der Elektrowerkzeugmaschine 1 verwendet. Ein Akkupack 2b weist dabei eine Anzahl von Akkuzellen 6 auf, vorliegend beispielhaft 10 einzelne Lithium-Ionen-Akkuzellen 6 mit jeweils einer Nennspannung von 3,6 Volt, verbunden in einer Reihenschaltung. Die Nennspannung des Akkupacks 2b beträgt somit 36 Volt. In den Akkupacks 2b ist ferner jeweils ein Batterie-Management-System 7 vorgesehen, um Parameter des Akkupacks 2b zu überwachen und/oder zu regeln. Das Akkupack 2b weist eine elektrische Versorgungsschnittstelle für die Elektrowerkzeugmaschine 1 und eine Datenschnittstelle 8 für die Daten des Batterie-Management-Systems 7 auf.Here are two identical 36 volt battery packs 2 B in the power tool 1 used. A battery pack 2 B has a number of battery cells 6 in the present example 10 individual lithium-ion battery cells 6 with one each Rated voltage of 3.6 volts connected in series. The rated voltage of the battery pack 2 B is thus 36 volts. In the battery packs 2 B is also a battery management system 7 provided to parameters of the battery pack 2 B to monitor and / or regulate. The battery pack 2 B has an electrical supply interface for the power tool 1 and a data interface 8th for the data of the battery management system 7 on.

Die Elektrowerkzeugmaschine 1 weist zwei Akkupackschnittstellen 3.1, 3.2, eine Steuereinheit 9, eine Schalteinrichtung 10, einen Betriebsschalter 4 und einen elektrischen Verbraucher M, vorliegend einen Elektromotor M, auf.The power tool 1 has two battery pack interfaces 3.1 . 3.2 , a control unit 9 , a switching device 10 , a power switch 4 and an electrical load M, in this case an electric motor M on.

Die Steuereinheit 9 ist zur Erfassung einer Nennspannung jedes in den Akkupackschnittstellen 3.1, 3.2 aufgenommenen Akkupacks 2a, 2b und zur Erzeugung wenigstens eines elektrischen Steuersignals y (vorliegend beispielhaft ein digitales Bussignal) auf Basis der erfassten Nennspannungen eingerichtet. Hierzu sind alle Elektrodenanschlüsse A1, A2, K1, K2 der Akkupackschnittstellen 3.1, 3.2 mit der Steuereinheit 9 verbunden. Die Steuereinheit 9 ist im Ausführungsbeispiel eingerichtet, die Nennspannung jedes in den Akkupackschnittstellen 3.1, 3.2 aufgenommenen Akkupacks 2a, 2b durch eine Spannungsmessung (U) an dem jeweiligen Akkupack 2a, 2b bzw. an dem jeweiligen Anodenanschluss A1, A2 der Akkupackschnittstelle 3.1, 3.2 zu erfassen.The control unit 9 is to capture a rated voltage each in the battery pack interfaces 3.1 . 3.2 recorded battery packs 2a . 2 B and for generating at least one electrical control signal y (in the present example a digital bus signal) on the basis of the detected nominal voltages. For this purpose, all electrode connections A1, A2, K1, K2 of the battery pack interfaces 3.1 . 3.2 with the control unit 9 connected. The control unit 9 is set up in the embodiment, the nominal voltage of each in the battery pack interfaces 3.1 . 3.2 recorded battery packs 2a . 2 B by a voltage measurement (U) on the respective battery pack 2a . 2 B or at the respective anode terminal A1, A2 of the battery pack interface 3.1 . 3.2 capture.

Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die Steuereinheit 9 die Nennspannung jedes in den Akkupackschnittstellen 3.1, 3.2 aufgenommenen Akkupacks 2a, 2b durch Auswertung der Datensignale des Batterie-Management-Systems 7 des jeweiligen Akkupacks 2a, 2b erfasst. Die entsprechenden Datensignale der Batterie-Management-Systeme 7 sind in den Figuren, ausgehend von den Datenschnittstellen 8, zur Verdeutlichung gestrichelt in die Steuereinheit 9 geführt.However, it can also be provided that the control unit 9 the rated voltage of each in the battery pack interfaces 3.1 . 3.2 recorded battery packs 2a , 2b by evaluation of the data signals of the battery management system 7 of the respective battery pack 2a . 2 B detected. The corresponding data signals of the battery management systems 7 are dashed in the figures, starting from the data interfaces 8, for clarity in the control unit 9 guided.

Die Schalteinrichtung 10 der Elektrowerkzeugmaschine 1 ist zum Empfang des wenigstens einen elektrischen Steuersignals y der Steuereinheit 9 und zur Ansteuerung von drei gesteuerten Schaltern S1, S2, S3 auf Basis des wenigstens einen Steuersignals y eingerichtet, um die Elektrodenanschlüsse A1, A2, K1, K2 der Akkupackschnittstellen 3.1, 3.2 elektrisch miteinander zu verbinden.The switching device 10 the power tool 1 is for receiving the at least one electrical control signal y of the control unit 9 and for the control of three controlled switches S1, S2, S3 on the basis of the at least one control signal y set to the electrode terminals A1, A2, K1, K2 of the battery pack interfaces 3.1 . 3.2 electrically connect with each other.

In Abhängigkeit von den gegenwärtig in der Elektrowerkzeugmaschine 1 verwendeten Akkupacks 2a, 2b bzw. Akkupackbauarten wird die Elektrowerkzeugmaschine 1 durch die Schalteinrichtung 10 auf Basis der Information der Steuereinheit 9 somit zur Verwendung mit den gegenwärtig eingesetzten Akkupacks 2a, 2b konfiguriert.Depending on the currently in the power tool 1 used battery packs 2a . 2 B or battery pack types is the power tool 1 through the switching device 10 based on the information of the control unit 9 thus for use with the currently used battery packs 2a . 2 B configured.

Hierzu können insbesondere gesteuerte Schalter S1, S2, S3 verwendet werden, die im stromlosen Zustand geöffnet sind und außerdem gegebenenfalls in einem Fehlerfall geöffnet werden, wodurch keiner der Elektrodenanschlüsse A1, A2, K1, K2 mit einem anderen Elektrodenanschluss A1, A2, K1, K2 verbunden ist. Insbesondere kann ein Fehlerfall durch die Steuereinheit 9 und/oder die Schalteinrichtung 10 erkannt werden, wenn ein Stromfluss zwischen elektrisch verbundenen Elektrodenanschlüssen A1, A2, K1, K2 einen definierten Schwellenwert übersteigt. Auch auf Basis der Datensignale des Batterie-Management-Systems 7 eines oder mehrerer Akkupacks 2a, 2b bzw. auf Basis von Daten weiterer Controller (nicht dargestellt) der Elektrowerkzeugmaschine 1 kann auf einen Fehlerfall geschlossen werden.In particular, controlled switches S1, S2, S3 can be used for this purpose, which are opened when de-energized and, if appropriate, also opened in the event of a fault, whereby none of the electrode terminals A1, A2, K1, K2 with another electrode terminal A1, A2, K1, K2 connected is. In particular, an error may be caused by the control unit 9 and / or the switching device 10 be detected when a current flow between electrically connected electrode terminals A1, A2, K1, K2 exceeds a defined threshold. Also based on the data signals of the battery management system 7 one or more battery packs 2a . 2 B or based on data of other controllers (not shown) of the power tool 1 can be closed to an error.

Die Elektrodenanschlüsse A1, A2, K1, K2 können zur weiteren Verwendung in der Elektrowerkzeugmaschine 1, z. B. zur Versorgung des Elektromotors M, der Schalteinrichtung 10 oder weiterer Komponenten lediglich von der Steuereinheit 9 abgegriffen und somit beispielsweise durch diese hindurchgeschleust werden (in den Figuren 2 und 3 für den Kathodenanschluss K1 und den Anodenanschluss A2 gestrichelt angedeutet. Auch die Datensignale der Batterie-Management-Systeme 7 können zur weiteren Verwendung in der Elektrowerkzeugmaschine 1 durch die Steuereinheit 9 weitergeleitet werden.The electrode terminals A1, A2, K1, K2 can be used further in the power tool 1 , z. B. to supply the electric motor M, the switching device 10 or other components only from the control unit 9 tapped and thus, for example, are passed therethrough (dashed lines in Figures 2 and 3 for the cathode terminal K1 and the anode terminal A2.) Also the data signals of the battery management systems 7 may be for further use in the power tool 1 through the control unit 9 to get redirected.

Erfindungsgemäß ergeben sich einige Möglichkeiten, die Elektrodenanschlüsse A1, A2, K1, K2 geeignet miteinander zu verschalten, von denen einige nachfolgend als Beispiele genannt werden.According to the invention, there are some possibilities for interconnecting the electrode terminals A1, A2, K1, K2 suitably, some of which are mentioned below as examples.

In der 2 sind zunächst alle Schalter in einem geöffneten Zustand gezeigt; es kann also beispielsweise zur Beobachtungszeit ein Fehlerfall vorliegen. Es kann auch ein Zeitpunkt gezeigt sein, zu dem die Steuereinheit 9 die eingesetzten Akkupacks 2a, 2b noch nicht erkannt und/oder noch keine Information zur Konfiguration der Elektrowerkzeugmaschine 1 an die Schalteinrichtung 10 weitergegeben hat. Es wird also ein Grundzustand der Schalteinrichtung 10 bzw. der Schalter S1, S2, S3 dargestellt.In the 2 First, all switches are shown in an open state; Thus, for example, there may be an error case at the time of observation. It can also be shown a time when the control unit 9 the used battery packs 2a . 2 B not yet recognized and / or no information on the configuration of the power tool 1 to the switching device 10 has passed. So it becomes a ground state of the switching device 10 or the switch S1, S2, S3 shown.

Nachfolgend wird die Erfindung abermals auf Basis von zwei zugelassenen Akkupacknennspannungen (18 Volt, 36 Volt) lediglich beispielhaft erläutert.In the following, the invention will again be based on two approved nominal battery pack voltages ( 18 Volts, 36 volts) by way of example only.

Sind, wie vorliegend dargestellt, zwei 36 Volt-Akkupacks 2b in beiden Akkupackschnittstellen 3.1, 3.2 aufgenommen, kann vorgesehen sein, die Elektrowerkzeugmaschine 1 durch Parallelschaltung beider Akkupacks 2b zu betreiben. Hierfür können die gesteuerten Schalter S2 und S3 geschlossen werden (S1 bleibt geöffnet), wodurch der Anodenanschluss A1 der ersten Akkupackschnittstelle 3.1 und der Anodenanschluss A2 der zweiten Akkupackschnittstelle 3.2 elektrisch verbunden sind sowie der Kathodenanschluss K1 der ersten Akkupackschnittstelle 3.1 und der Kathodenanschluss K2 der zweiten Akkupackschnittstelle 3.2 elektrisch verbunden sind.Are, as shown here, two 36 volt battery packs 2 B in both battery pack interfaces 3.1 . 3.2 taken, can be provided, the power tool 1 by parallel connection of both battery packs 2 B to operate. For this purpose, the controlled switches S2 and S3 can be closed (S1 remains open), whereby the anode connection A1 of the first battery pack interface 3.1 and the anode terminal A2 of the second battery pack interface 3.2 are electrically connected and the cathode terminal K1 of the first battery pack interface 3.1 and the cathode terminal K2 of the second battery pack interface 3.2 are electrically connected.

Wenn nachfolgend davon gesprochen wird, dass einer oder mehrere Schalter S1, S2, S3 geschlossen werden, ist es selbstverständlich, dass die nicht aufgeführten Schalter S1, S2, S3 geöffnet bleiben.When it is subsequently said that one or more switches S1, S2, S3 are closed, it goes without saying that the unlisted switches S1, S2, S3 remain open.

In der obigen Konstellation der Parallelschaltung können sich unerwünschte Querströme bzw. Ladeströme ergeben, wenn eines der verwendeten Akkupacks 2b bereits tiefer entladen ist, als das andere. Derartige Ladeströme können enorm große Werte annehmen und gegebenenfalls die Akkupacks 2b und/oder weitere Bauteile beschädigen. Um dies zu vermeiden, können die Akkupacks 2b bzw. die Akkupackschnittstellen 3.1, 3.2 voneinander entkoppelt werden, indem beispielsweise eine Diodenschaltung 11 verwendet wird, wie in 2 gezeigt. Auch hierfür ergeben sich verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise können Dioden D1 und D2 in der Schaltung vorgesehen sein und/oder Dioden D2 und D3. Um Bauteile einzusparen wird vorzugsweise nur eine der gestrichelt dargestellten Dioden D1, D3 in Kombination mit der Diode D2 verwendet. In allen Fällen können unerwünschte Ladeströme vermieden werden. Selbstverständlich sind noch viele weitere Diodenschaltungen, auch unter Verwendung einer abweichenden Anzahl Dioden oder weitere Netzwerke zur Entkopplung möglich.In the above constellation of the parallel connection, undesired cross currents or charging currents may result if one of the battery packs used 2 B already discharged deeper than the other one. Such charging currents can take enormously large values and possibly the battery packs 2 B and / or damage other components. To avoid this, the battery packs can 2 B or the battery pack interfaces 3.1 . 3.2 be decoupled from each other by, for example, a diode circuit 11 is used as in 2 shown. Again, there are various possibilities. For example, diodes D1 and D2 may be provided in the circuit and / or diodes D2 and D3. To save components, preferably only one of the diodes D1, D3 shown in dashed lines is used in combination with the diode D2. In all cases, unwanted charging currents can be avoided. Of course, many other diode circuits, even using a different number of diodes or other networks for decoupling are possible.

Eine Alternative zu einer vollständigen bzw. üblichen Parallelschaltung kann ein wahlweises Schalten von Schalter S2 oder S3 je nach Ladezustand der beiden Akkupacks 2b sein. Demnach können die Akkupacks 2b abwechselnd die Elektrowerkzeugmaschine 1 versorgen und bei einem entsprechenden Betrieb der gesteuerten Schalter S2, S3 gleichmäßig entladen werden - ohne, dass Querströme auftreten können.An alternative to a complete or usual parallel circuit can be an optional switching of switch S2 or S3 depending on the state of charge of the two battery packs 2 B be. Accordingly, the battery packs 2 B alternately the power tool 1 supply and be discharged evenly during a corresponding operation of the controlled switches S2, S3 - without that cross currents can occur.

Die Elektrowerkzeugmaschine 1 kann auch unter Verwendung lediglich eines 36 Volt-Akkupacks 2b betrieben werden. Ist beispielsweise nur in die erste Akkupackschnittstelle 3.1 ein 36 Volt-Akkupack 2b eingesetzt, kann die Elektrowerkzeugmaschine 1 durch Schließen von Schalter S2 betrieben werden, obwohl die zweite Akkupackschnittstelle 3.2 unbelegt ist. Selbiges gilt analog, wenn ein 36 Volt-Akkupack 2b in die zweite Akkupackschnittstelle 3.2 eingesetzt ist und Schalter S3 geschlossen ist.The power tool 1 can also be done using only a 36 volt battery pack 2 B operate. For example, only in the first battery pack interface 3.1 a 36 volt battery pack 2 B used, the power tool can 1 operated by closing switch S2, although the second battery pack interface 3.2 is unoccupied. The same applies analogously when a 36 volt battery pack 2b in the second battery pack interface 3.2 is used and switch S3 is closed.

Es kann auch vorgesehen sein, dass anstelle der beiden 36 Volt-Akkupacks 2b zwei 18 Volt-Akkupacks 2a in die beiden Akkupackschnittstellen 3.1, 3.2 eingesetzt sind. In diesem Fall kann die Elektrowerkzeugmaschine 1 betrieben werden, indem Schalter S1 geschlossen wird, wodurch beide 18 Volt-Akkupacks 2a in einer elektrischen Reihenschaltung verbunden sind. Hierdurch ergibt sich die Nennspannung von 36 Volt.It can also be provided that instead of the two 36 volt battery packs 2 B two 18 volt battery packs 2a in the two battery pack interfaces 3.1 . 3.2 are used. In this case, the power tool 1 be operated by closing switch S1, whereby both 18 volt battery packs 2a are connected in an electrical series connection. This results in the rated voltage of 36 volts.

In der 3 ist eine zweite Ausführung einer erfindungsgemäßen Schaltung schematisch dargestellt. Dabei ist beispielhaft in der ersten Akkupackschnittstelle 3.1 ein 18 Volt-Akkupack 2a und in der zweiten Akkupackschnittstelle 3.2 ein 36 Volt-Akkupack 2b eingesetzt. Das 18 Volt-Akkupack 2a weist fünf Akkuzellen 6 mit jeweils einer Nennspannung von 3,6 Volt auf, wodurch sich die Nennspannung von 18 Volt ergibt.In the 3 a second embodiment of a circuit according to the invention is shown schematically. This is exemplified in the first battery pack interface 3.1 an 18 volt battery pack 2a and in the second battery pack interface 3.2 a 36 volt battery pack 2 B used. The 18 Volt battery pack 2a has five battery cells 6 each with a nominal voltage of 3.6 volts, resulting in the rated voltage of 18 volts.

Nachfolgend wird im Wesentlichen zu den Unterschieden zwischen den 2 und 3 im Detail ausgeführt. Merkmale, die bereits zuvor beschrieben wurden, werden nicht abermals ausführlich behandelt.The following is essentially about the differences between the 2 and 3 executed in detail. Features that have been previously described will not be covered in detail again.

Die Schalteinrichtung 10 der 3 weist zusätzlich einen Gleichspannungswandler 5.1, 5.2 für jede Akkupackschnittstelle 3.1, 3.2 auf, der jeweils eingerichtet ist, um die Versorgungsspannungen der in den Akkupackschnittstellen 3.1, 3.2 aufgenommenen Akkupacks 2a, 2b aneinander anzugleichen. Somit kann beispielsweise der erste Gleichspannungswandler 5.1, der der ersten Akkupackschnittstelle 3.1 zugeordnet ist, einen Aufwärts-/Abwärts-Wandler aufweisen, der die Nennspannung von 18 Volt auf eine Nennspannung von 36 Volt erhöht. Anschließend kann die in der 2 bereits beschriebene Anordnung gesteuerter Schalter S1, S2, S3 eine Parallelschaltung der Akkupacks 2a, 2b oder eine zeitversetzte Versorgungsschaltung der Akkupacks 2a, 2b einrichten. Alternativ kann auch der zweite Gleichspannungswandler 5.2, der der zweiten Akkupackschnittstelle 3.2 zugeordnet ist, die Nennspannung von 36 Volt auf 18 Volt reduzieren, wonach die bereits bekannte Anordnung von gesteuerten Schaltern S1, S2, S3 für eine Reihenschaltung sorgt. Es kann auch ein Angleichen der Nennspannungen beider Akkupacks 2a, 2b auf einen definierten Wert vorgesehen sein.The switching device 10 of the 3 additionally has a DC-DC converter 5.1, 5.2 for each battery pack interface 3.1 . 3.2 on, which is each set up to the supply voltages in the battery pack interfaces 3.1 . 3.2 recorded battery packs 2a . 2 B to match. Thus, for example, the first DC-DC converter 5.1 , the first battery pack interface 3.1 is associated with an up / down converter, which increases the rated voltage of 18 volts to a nominal voltage of 36 volts. Subsequently, the in the 2 already described arrangement of controlled switches S1, S2, S3, a parallel connection of the battery packs 2a . 2 B or a time-shifted supply circuit of the battery packs 2a . 2 B set up. Alternatively, the second DC-DC converter 5.2, the second battery pack interface 3.2 to reduce the nominal voltage from 36 volts to 18 volts, after which the already known arrangement of controlled switches S1, S2, S3 provides a series connection. It can also match the rated voltages of both battery packs 2a . 2 B be provided to a defined value.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb einer akkubetriebenen Elektrowerkzeugmaschine 1 mit Akkupacks 2a, 2b unterschiedlicher Bauart kann auf der Steuereinheit 9 und/oder der Schalteinrichtung 10, vorzugsweise auf einem Mikroprozessor, als Computerprogramm mit Programmcodemitteln ausgeführt werden.An inventive method for operating a battery-powered power tool 1 with battery packs 2a . 2 B Different design may be on the control unit 9 and / or the switching device 10 , Preferably on a microprocessor, be executed as a computer program with program code means.

Es soll abschließend nochmals betont werden, dass, obwohl die Erfindung im Ausführungsbeispiel durch Verwendung von zwei Akkupacks 2a, 2b zweier zugelassener Bauarten (18 Volt / 36 Volt) beschrieben wurde, die Erfindung selbstverständlich zur Verwendung mit einer beliebigen Anzahl von Akkupacks bzw. Akkupackschnittstellen sowie zugelassener unterschiedlicher Bauarten von Akkupacks geeignet ist.It should finally be emphasized again that, although the invention in the embodiment by using two battery packs 2a . 2 B two approved types ( 18 Volts / 36 volts) has been described, the invention is of course suitable for use with any number of battery packs or Akkupackschnittstellen and approved different types of battery packs.

Es kann auch vorgesehen sein, die Erfindung auf einem Adapter auszulagern. Der Adapter kann dann die Steuereinheit 9, die Schalteinrichtung 10 und eingangsseitig die Akkupackschnittstellen 3.1, 3.2 aufweisen. Ausgangsseitig kann der Adapter wenigstens eine Versorgungsschnittstelle zur Verbindung mit der Elektrowerkzeugmaschine 1 aufweisen. Die Elektrowerkzeugmaschine 1 kann dann beispielsweise lediglich eine einzige Schnittstelle aufweisen, mit der der Adapter elektrisch und mechanisch verbunden werden kann. Der Adapter kann somit zum Betrieb der akkubetriebenen Elektrowerkzeugmaschine 1 mit Akkupacks 2a, 2b unterschiedlicher Bauart verwendet werden.It can also be provided to outsource the invention on an adapter. The adapter can then be the control unit 9 , the switching device 10 and on the input side the battery pack interfaces 3.1 . 3.2 exhibit. On the output side, the adapter can have at least one supply interface for connection to the power tool 1 exhibit. The power tool 1 For example, it may then have only a single interface with which the adapter can be electrically and mechanically connected. The adapter can thus operate the battery-powered power tool 1 with battery packs 2a . 2 B different design can be used.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202011110568 U1 [0007, 0009, 0011]
US 2014/0265604 A1 [0008, 0009, 0016, 0044]
US 2011/0197389 A1 [0010]
DE 2011110568 U1 [0016]

Claims

Battery operated electric machine tool (1) for operation with at least two battery packs (2a, 2b), comprising: - at least two battery pack interfaces (3.1, 3.2), designed for the mechanical and electrical recording of a respective battery pack (2a, 2b), each of the battery pack interfaces (3.1, 3.2) is adapted to battery packs (2a, 2b) of different types, especially battery packs ( 2a, 2b) with different rated voltages to absorb; - A control unit (9), adapted for detecting a nominal voltage of each in the battery pack interfaces (3.1, 3.2) recorded battery packs (2a, 2b), and for generating at least one electrical control signal (y) based on the detected nominal voltages; and - A switching device (10) adapted to receive the at least one electrical control signal (y) of the control unit (9), and for driving at least one controlled switch (S1, S2, S3) based on the at least one control signal (y), at least to electrically connect an electrode terminal (A1, K1) of a first battery pack interface (3.1) to an electrode terminal (A2, K2) of a second battery pack interface (3.2).

Power tool (1) after Claim 1 , characterized in that the battery pack interfaces (3.1, 3.2) are adapted to receive battery packs (2a, 2b) whose nominal voltage is a multiple of one another, preferably a multiple of 3.6 volts.

Power tool (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the control unit (9) is set up, the nominal voltage of each in the battery pack interfaces (3.1, 3.2) recorded battery packs (2a, 2b) by a voltage measurement on the respective battery pack (2a, 2b) and / or by evaluation of data signals of the respective battery pack (2a, 2b) to capture.

Electric machine tool (1) according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the switching device (9) is adapted to electrically connect the electrode terminals (A1, A2, K1, K2) of the battery pack interfaces (3.1, 3.2) such that the battery packs (2a, 2b) received in the battery pack interfaces (3.1, 3.2) , 2b), in particular battery packs (2a, 2b) with different nominal voltages, in a series circuit and / or in a parallel circuit are electrically connected.

Electric machine tool (1) according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the switching device (10) is arranged to - an anode terminal (A1) of a first battery pack interface (3.1) with an anode terminal (A2) of a second battery pack interface (3.2) and / or - a cathode terminal (K1) of the first battery pack interface (3.1) with a cathode terminal (K2) of the second battery pack interface (3.2) and / or - the cathode terminal (K1) of the first battery pack interface (3.1) to the anode terminal (A1) of the second battery pack interface (3.2) electrically connect.

Electric machine tool (1) according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the switching device (10) is arranged to connect the electrode terminals (A1, A2, K1, K2) of the battery pack interfaces (3.1, 3.2) such that cross currents between the battery packs (3.1, 3.2) accommodated battery packs ( 2a, 2b) are avoided.

Power tool (1) after Claim 6 , characterized in that a diode circuit (11) in the switching device (10) is provided to connect the electrode terminals (A1, A2, K1, K2) of the battery pack interfaces (3.1, 3.2) in such a way that cross currents between the in the battery pack interfaces ( 3.1, 3.2) recorded battery packs (2a, 2b) are avoided.

Electric machine tool (1) according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the switching device (10) comprises at least one DC-DC converter (5.1, 5.2) which is adapted to match the supply voltages of the battery pack interfaces (3.1, 3.2) battery packs (2a, 2b) to each other and / or to a Set many of each other.

Power tool (1) after Claim 8 , characterized in that the at least one DC-DC converter (5.1, 5.2) comprises a charge pump and / or a buck converter and / or a boost converter.

Electric machine tool (1) according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that the switching device (10) in the de-energized state and / or in an error case, none of the electrode terminals (A1, A2, K1, K2) with another electrode terminal (A1, A2, K1, K2) connects.

Power tool (1) after Claim 10 , characterized in that the control unit (9) and / or the switching device (10) is or are adapted to detect a fault, when a current flow between electrically connected electrode terminals (A1, A2, K1, K2) exceeds a defined threshold and / or if a data signal of a battery pack (2a, 2b) accommodated in the battery pack interfaces (3.1, 3.2) indicates a fault in the corresponding battery pack (2a, 2b) and / or if a controller of the power tool (1) indicates an error.

Method for operating a battery-operated electric machine tool (1) with battery packs (2a, 2b) of different types, according to which - At least two battery pack interfaces (3.1, 3.2) are used to accommodate a total of at least one battery pack (2a, 2b), each of the battery pack interfaces (3.1, 3.2) battery packs (2a, 2b) of different types, in particular battery packs (2a, 2b) can absorb different nominal voltages; a control unit (9) detects a rated voltage of each battery pack (2a, 2b) accommodated in the battery pack interfaces (3.1, 3.2) and generates at least one electrical control signal (y) on the basis of the detected rated voltages; and - A switching device (10) which receives at least one electrical control signal (y) of the control unit (9), and based on at least one controlled switch (S1, S2, S3) operates to at least one electrode terminal (A1, K1) of a first battery pack interface (3.1) to be electrically connected to an electrode terminal (A2, K2) of a second battery pack interface (3.2).

Computer program with program code means for carrying out a method according to Claim 12 perform when the program on a control unit (9), preferably on a microprocessor, in particular as part of a battery-powered power tool (1) according to one of Claims 1 to 11 , is performed.