DE102018102982A1

DE102018102982A1 - Ladegerät und Verfahren zum Laden eines Akkupacks

Info

Publication number: DE102018102982A1
Application number: DE102018102982.9A
Authority: DE
Inventors: Julian Witkowski
Original assignee: Metabowerke GmbH and Co
Current assignee: Metabowerke GmbH and Co
Priority date: 2018-02-09
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2019-08-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ladegerät (4) zum Laden wenigstens eines Akkupacks (2), umfassend wenigstens eine Ladeschnittstelle (6), die zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit dem wenigstens einen zu ladenden Akkupack (2) ausgebildet ist, einen Netzanschluss (7), der zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einem wechselstrombasierten Stromnetz (8) ausgebildet ist, sowie ein Netzteil (9), das zur Umwandlung einer Wechselspannung des Stromnetzes (8) in eine Gleichspannung und zur Bereitstellung der Gleichspannung zum Laden des wenigstens einen Akkupacks (2) eingerichtet ist. Das Ladegerät (4) umfasst zusätzlich eine Versorgungsschnittstelle (12), die zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einer Akkupackaufnahmeschnittstelle (13) eines netzunabhängig betreibbaren ersten Elektrogeräts (3) ausgebildet ist und eingerichtet ist, das erste Elektrogerät (3) mit der durch das Netzteil (9) bereitgestellten Gleichspannung zu versorgen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ladegerät zum Laden wenigstens eines Akkupacks nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Laden eines Akkupacks eines netzunabhängig betreibbaren ersten Elektrogeräts mittels eines von dem ersten Elektrogerät unabhängigen Ladegeräts, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 10.
Die Erfindung betrifft außerdem ein System zum Laden wenigstens eines Akkupacks.
Ein gattungsgemäßes Ladegerät ist in der DE 10 2012 003 073 A1 beschrieben.
Ladegeräte zum Laden von Akkupacks sind aus der Praxis hinlänglich bekannt. Um Akkupacks aufzuladen, können diese in ein entsprechendes Ladegerät eingesetzt oder die Ladegeräte mit dem oder den zu ladenden Akkupacks über ein Kabel verbunden werden. Nachteilig ist dabei insbesondere die Ladedauer, da das von dem Akkupack elektrisch zu versorgende Elektrogerät in dieser Zeit in der Regel nicht verwendbar ist.
Zur Verringerung von Ladezeiten werden mitunter Schnellladegeräte verwendet, die die zu ladenden Akkupacks in verhältnismäßig kurzer Zeit zumindest bis zu einem Großteil der erreichbaren Kapazität aufladen. Derartige Ladevorgänge können für die Lebensdauer der Akkupacks jedoch schädlich sein; außerdem sind die Akkupacks dann in der Regel nicht vollständig geladen, sondern z. B. nur zu 80%.
Um einen Leerlauf bei der Verwendung des Elektrogeräts durch das Aufladen des Akkupacks zu vermeiden, erfreuen sich auswechselbare Akkupacks insbesondere im Bereich der Elektrowerkzeugmaschinen, großer Beliebtheit. Somit können mehrere Akkupacks vorgehalten und im Wechsel zur Versorgung der Elektrowerkzeugmaschine verwendet werden, um eventuelle Ladezeiten zu überbrücken. Dabei ist die Anschaffung mehrerer Akkupacks grundsätzlich unwirtschaftlich und es muss außerdem sichergestellt sein, dass das oder die zusätzlichen Akkupacks jederzeit ausreichend geladen und damit betriebsbereit sind. An der hierfür erforderlichen Aufmerksamkeit und Sorgfalt mangelt es aufgrund des hektischen Betriebs auf Baustellen allerdings häufig. Somit sind zusätzliche Akkupacks oft nicht betriebsbereit, wenn sie zur Verwendung mit dem Elektrogerät notwendig wären, um eine notwendige Ladezeit zu überbrücken.
Ein weiteres Problem kann sein, dass zum Laden der Akkupacks mitunter kein oder nicht ausreichend viele geeignete Ladegeräte verfügbar sind.
Auf Baustellen und im Heimwerkergebrauch werden häufig mehrere Elektrogeräte gleichzeitig oder im Wechsel miteinander verwendet. Beispielsweise werden Staubsauger zum Absaugen von Staub oder Span, der beim Betrieb von Elektrowerkzeugmaschinen anfällt, verwendet. Um die Verfügbarkeit von Ladegeräten zu erhöhen ist es bekannt, derartige Staubsauger mit Ladeschnittstellen zum Laden von Akkupacks der Elektrowerkzeugmaschine zu versehen. Beispielsweise betrifft die EP 2 878 249 A1 einen Mehrzweckstaubsauger, insbesondere zu Benutzung mit einer elektrisch angetriebenen Werkzeugmaschine, der einen elektrischen Antrieb zum Antreiben einer Lüftereinheit und eine Stromversorgung zum Zuführen von elektrischem Strom zu dem elektrischen Antrieb des Mehrzweckstaubsaugers aufweist. Dabei kann die Stromversorgung wenigstens einen weiteren elektrischen Anschluss für wenigstens eine wiederaufladbare Batterie aufweisen, über den sie die elektrisch angeschlossene Batterie zu laden vermag.
Ein ähnliches Konzept wird in der gattungsgemäßen DE 10 2012 003 073 A1 offenbart, die ebenfalls ein Sauggerät zum Absondern von Partikeln aus einem Saugstrom betrifft. Dabei kann eine Ladeeinrichtung zum Aufladen eines elektrischen Energiespeichermoduls einer Handwerkzeugmaschine in der Art eines Adapters vorgesehen sein. Die Ladeeinrichtung wird dabei seitens des Sauggeräts mit elektrischer Energie versorgt, um den angeschlossenen Energiespeicher zu laden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ladegerät und ein Verfahren zum Laden wenigstens eines Akkupacks bereitzustellen, wobei die Nachteile des Standes der Technik, insbesondere die Dauer eines Leerlaufs beim Betrieb netzunabhängig betreibbarer Elektrogeräte, vermieden oder zumindest verringert wird.
Die Aufgabe wird für das Ladegerät durch Anspruch 1 und für das Verfahren durch Anspruch 10 gelöst.
Weiterhin liegt der Erfindung auch die Aufgabe zugrunde, ein bezüglich des Standes der Technik verbessertes System zum Laden wenigstens eines Akkupacks bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 14 gelöst.
Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
Es ist ein Ladegerät zum Laden wenigstens eines Akkupacks vorgesehen, umfassend wenigstens eine Ladeschnittstelle, die zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit dem wenigstens einen zu ladenden Akkupack ausgebildet ist.
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. Akkupacks sind hinlänglich bekannt und werden im Stand der Technik als Stromquellen für eine Vielzahl von Anwendungen mit netzunabhängig betreibbaren Elektrogeräten, insbesondere auch zum Betrieb akkubetriebener bzw. netzunabhängig betriebener Elektrowerkzeugmaschinen, eingesetzt.
Das erfindungsgemäße Ladegerät umfasst ferner einen Netzanschluss, der zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einem wechselstrombasierten Stromnetz ausgebildet ist, sowie ein Netzteil, das zur Umwandlung einer Wechselspannung des Stromnetzes in eine Gleichspannung und zur Bereitstellung der Gleichspannung zum Laden des wenigstens einen Akkupacks eingerichtet ist.
Bei einem wechselstrombasierten Stromnetz kann es sich im Rahmen der Erfindung um ein Verbundnetz aus einer Vielzahl von Kraftwerken und Verbrauchern, aber auch um ein Inselnetz oder ein Bordnetz, beispielsweise ein Bordnetz eines Land-, Wasser-, Luft- oder Raumfahrzeugs, handeln. Besonders eignet sich die Erfindung aber zur Verwendung mit einem haushaltsüblichen Niederspannungsnetz, beispielsweise mit einer Wechselspannung zwischen 110 V und 230 V.
Der Netzanschluss des Ladegeräts kann beispielsweise als Gerätestecker bzw. Gerätebuchse mit Kontaktstiften ausgebildet sein, um das Ladegerät über ein elektrisches Kabel mit dem Stromnetz zu verbinden. Der Netzanschluss kann aber auch als Anschlusskabel zum direkten Anschluss mit dem Stromnetz ausgebildet sein. Es können beliebige Steckertypen und -systeme vorgesehen sein, beispielsweise das deutsche Schuko-Steckverbindersystem.
Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung eines bestimmten Netzanschlusses oder auf die Verwendung mit einem bestimmten Stromnetz beschränkt zu verstehen.
Das Netzteil kann als Baugruppe innerhalb des Ladegeräts ausgebildet sein. Das Netzteil kann elektrische Bauelemente wie Widerstände, Spulen, Kondensatoren, Transformatoren und/oder elektrische Halbleiterbauelemente, wie Dioden und Transistoren, bis hin zu integrierten Schaltungen, aufweisen. Das erfindungsgemäße Netzteil kann insbesondere als Trafonetzteil, Schaltnetzteil und/oder Kondensatornetzteil ausgebildet sein. Das Netzteil kann eine geregelte oder ungeregelte Gleichspannung bereitstellen.
Das Netzteil kann eingerichtet sein, um ein geeignetes Ladeverfahren zum Laden des wenigstens einen Akkupacks abzubilden. Das Netzteil kann auch einen Laderegler umfassen; alternativ kann zusätzlich zu dem Netzteil ein Laderegler vorgesehen sein, der die von dem Netzteil zum Laden des wenigstens einen Akkupacks bereitgestellte Gleichspannung eingangsseitig bezieht, um das wenigstens eine Akkupack gemäß einem geeigneten Ladeverfahren zu laden. Es können beliebige, grundsätzlich bereits bekannte Ladeverfahren vorgesehen sein, beispielsweise ein Konstantstrom-Ladeverfahren, Konstantspannungs-Ladeverfahren, Pulsladeverfahren, IU-Ladeverfahren und/oder IUoU-Ladeverfahren.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Ladegerät zusätzlich eine Versorgungsschnittstelle umfasst, die zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einer Akkupackaufnahmeschnittstelle eines netzunabhängig betreibbaren ersten Elektrogeräts ausgebildet ist und eingerichtet ist, das erste Elektrogerät mit der durch das Netzteil bereitgestellten Gleichspannung zu versorgen.
Während bei dem bekannten Stand der Technik ein netzabhängig betreibbares Elektrogerät, also z. B. ein netzbetriebener Staubsauger, lediglich zusätzlich eine Ladeschnittstelle bereitstellt, um Akkupacks anderer Elektrogeräte, also z. B. akkubetriebener Elektrowerkzeuggeräte, aufladen zu können, kann das erfindungsgemäße Ladegerät hingegen zusätzlich zu dem Aufladen eines Akkupacks auch ein akkubetriebenes Elektrogerät im Netzbetrieb durch die bereitgestellte Gleichspannung des Netzteils betreiben.
In vorteilhafter Weise können also die Funktionen des Umwandelns einer Netzspannung in eine Betriebsspannung und das Laden eines Akkupacks in einem einzigen Gerät realisiert sein, wodurch den Komponenten des Ladegeräts eine mehrere Funktionen zukommen. Durch die Kombination der Funktionen „Netzversorgung“ und „Laden“ in einem einzigen Gerät ist es also möglich, die von dem Netzteil umgewandelte Gleichspannung einerseits für die Versorgung des ersten Elektrogeräts und andererseits für die Ladefunktion zu verwenden. Die Notwendigkeit, zwei Netzteile (ein leistungsstarkes Gerät zur Versorgung des ersten Elektrogeräts und ein leistungsschwaches Gerät zum Laden des Akkupacks) zu verwenden, kann entfallen, wodurch elektrische Verluste verringert werden können. Ferner kann durch die Mehrfachverwendung der Bauteile eine Kostenersparnis im Vergleich zu zwei Einzelgeräten erzielt werden. Die Verwendung eines einzigen Geräts zur Realisierung beider Funktionen kann damit besonders wirtschaftlich sein.
Dadurch, dass in der Regel ohnehin ein vergleichsweise leistungsstarkes Netzteil zur Bereitstellung der Gleichspannung zur Versorgung des ersten Elektrogeräts verwendet wird, besteht zudem die Möglichkeit, zumindest im Bedarfsfalle einen höheren Ladestrom für das Laden des wenigstens einen Akkupacks bereit zu stellen, als durch ein herkömmliches Netzteil, das lediglich zum Laden vorgesehen und damit meist leistungsschwächer ausgebildet ist. Hierdurch kann die Ladezeit des wenigstens einen Akkupacks und somit die durch das Laden üblicherweise entstehende Leerlaufdauer beim Betrieb des ersten Elektrogeräts verkürzt sein.
Das erfindungsgemäße Ladegerät kann in der Art eines Adapters verwendet werden. Die Erfindung kann somit auch als Lade-Netzadapter bzw. „Charging-Power-Adapter“ bezeichnet werden. Es kann ein Netzadapter bereitgestellt werden, der gleichzeitig als Ladegerät verwendbar ist.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass bei einem Betrieb des ersten Elektrogeräts über das Ladegerät die volle Funktionalität eines netzabhängig betreibbaren Elektrogeräts für das eigentlich netzunabhängig betreibbare erste Elektrogerät bereitgestellt werden kann. Beispielsweise kann die Leistung, die das erste Elektrogerät liefert, während des Netzbetriebs erhöht sein.
In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Versorgungsschnittstelle elektrisch und mechanisch analog zu einer mit der Akkupackaufnahmeschnittstelle des ersten Elektrogeräts verbindbaren Akkupackschnittstelle des wenigstens einen Akkupacks ausgebildet ist, um das erste Elektrogerät wahlweise über das wenigstens eine Akkupack oder über das Netzteil mit Gleichspannung zu versorgen.
Die Versorgungsschnittstelle, die zur Versorgung des ersten Elektrogeräts vorgesehen ist, kann somit eine Geometrie und/oder elektrische Kontakte entsprechend einem Akkupack aufweisen, das im Normalbetrieb das netzunabhängig betreibbare erste Elektrogerät elektrisch versorgt.
Das Ladegerät kann aus Sicht des ersten Elektrogeräts ein Akkupack emulieren, d. h. das Vorhandensein eines Akkupacks an der Akkupackaufnahmeschnittstelle des ersten Elektrogeräts vortäuschen.
Die Ladeschnittstelle kann bezüglich ihrer Geometrie und elektrischer Kontakte derart ausgebildet sein, dass das wenigstens eine Akkupack eingesetzt, eingeschoben oder auf sonstige Weise mit der Ladenschnittstelle verbunden werden kann.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Ladeschnittstelle und die Versorgungsschnittstelle derart ausgebildet, zueinander angeordnet und/oder zueinander ausgerichtet sind, dass die Versorgungsschnittstelle auch dann mit der Akkupack-Aufnahmeschnittstelle des ersten Elektrogeräts verbindbar ist, wenn die wenigstens eine Ladeschnittstelle mit wenigstens einem der Akkupacks verbunden ist, um gleichzeitig das wenigstens eine Akkupack zu laden und das erste Elektrogerät mit der Gleichspannung zu versorgen.
Dadurch, dass erfindungsgemäß einerseits eine Ladeschnittstelle zum Laden wenigstens eines Akkupacks und andererseits eine Versorgungsschnittstelle zur Versorgung des Elektrogeräts, das üblicherweise mit dem zu ladenden Akkupack bzw. den zu ladenden Akkupacks versorgt wird, vorgesehen ist, kann das erste Elektrogerät auch während der Ladezeit seines Akkupacks noch verwendet werden. Der für einen Betreiber des ersten Elektrogerätes während der Ladezeit sonst entstehende Zeitverlust, d. h. ein Leerlauf beim Betrieb des ersten Elektrogeräts, kann entfallen. Somit kann ein Benutzer beispielsweise eine grundsätzlich netzunabhängig betreibbare Elektrowerkzeugmaschine während des Ladevorgangs unter Verwendung des Ladegeräts vorübergehend kabelgebunden weiterverwenden, während gleichzeitig das Akkupack der Elektrowerkzeugmaschine geladen wird. Leerlaufzeiten, in denen das erste Elektrogerät aufgrund der Ladezeit des Akkupacks ausfällt, können nahezu vollständig entfallen, ohne dass es notwendig wäre, zusätzliche „Backup“-Akkupacks in geladenem Zustand bereitzustellen, um eventuelle Ladezeiten zu überbrücken. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Ladegeräts ist somit auch aus diesem Grunde besonders wirtschaftlich und stellt außerdem einen Komfortgewinn für den Benutzer dar.
In einer Weiterbildung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Ladeschnittstelle und die Versorgungsschnittstelle auf verschiedenen Seiten, insbesondere auf gegenüberliegenden Seiten, eines Gehäuses des Ladegeräts angeordnet sind.
Die wenigstens eine Ladeschnittstelle und die Versorgungsschnittstelle können allerdings auch auf derselben Seite des Gehäuses des Ladegeräts angeordnet sein, insbesondere wenn diese ausreichend voneinander beabstandet sind, um zu gewährleisten, dass gleichzeitig dass wenigstens eine Akkupack geladen und das erste Elektrogerät mit der Gleichspannung versorgt werden kann.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Ladegerät zusätzlich eine Netzschnittstelle aufweist, um ein netzabhängig betreibbares zweites Elektrogerät mit der Wechselspannung des Stromnetzes zu versorgen.
Somit kann das Ladegerät optional eine weitere Funktion bereitstellen, nämlich die elektrische Versorgung des zweiten Elektrogeräts. Die Wechselspannung des Stromnetzes, die in dem Ladegerät über dessen Netzanschluss bereit steht, kann hierzu beispielsweise an die optionale Netzschnittstelle durchgeschleust werden.
In einer Weiterbildung kann die Netzschnittstelle zum Anschluss eines Netzkabels des zweiten Elektrogeräts ausgebildet sein und hierzu eine Anschlussbuchse und/oder ein Anschlusskabel mit einer Kupplung umfassen. Es kann zusätzlich oder alternativ auch vorgesehen sein, dass die Netzschnittstelle zur Bereitstellung der Wechselspannung des Stromnetzes an einer Netzsteckdose des ersten Elektrogeräts ausgebildet ist.
Die Netzschnittstelle kann als herkömmliche Netzsteckdose bzw. Haushaltssteckdose ausgebildet sein, beispielsweise als Schuko-Haushaltssteckdose („Steckverbinder-Typ F“), Steckverbinder-Typ A, Steckverbinder-Typ B oder als sonstiger Steckverbinder-Typ bzw. als Haushaltssteckdose eines beliebigen Landestyps.
Es kann auch vorgesehen sein, die Netzschnittstelle zum Anschluss des Netzkabels des zweiten Elektrogeräts als Anschlusskabel mit einer Kupplung in der Art einer Haushaltssteckdose, z. B. über eine Y-Abzweigung an dem Netzanschluss des Ladegeräts, auszubilden.
Zur Bereitstellung der Wechselspannung des Stromnetzes an einer Netzsteckdose des ersten Elektrogeräts kann beispielsweise eine Zusatzschnittstelle und/oder wenigstens ein elektrischer Zusatzkontakt an dem Ladegerät vorgesehen sein, um die Wechselspannung des Stromnetzes an das erste Elektrogerät und somit die Netzsteckdose des ersten Elektrogeräts weiterzuleiten.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das erste Elektrogerät und/oder das zweite Elektrogerät als Staubsauger, Elektrowerkzeugmaschine, Lichtquelle oder Lüftereinrichtung ausgebildet ist bzw. sind.
Beispielsweise eignet sich die Erfindung zur Verwendung mit einem ersten Elektrogerät, das als netzunabhängig betreibbarer Staubsauger, z. B. Mehrzweckstaubsauger ausgebildet ist, insbesondere wenn das zweite Elektrogerät als netzabhängig betreibbare Elektrowerkzeugmaschine, beispielsweise handgeführte Elektrowerkzeugmaschine, wie Bohrmaschinen, Winkelschleifer, oder dergleichen, als auch im Betrieb feststehende, d. h. stationäre oder halbstationäre Geräte, wie Tischkreissägen oder dergleichen, ausgebildet ist.
Mehrzweckstaubsauger können dazu genutzt werden, sowohl nass als auch trocken zu saugen. Üblicherweise werden sie im Zusammenhang mit einer Elektrowerkzeugmaschine dazu verwendet, bei der Bearbeitung eines Werkstücks mit der Elektrowerkzeugmaschine anfallende Partikel bzw. Späne, beispielsweise Bohrstaub oder dergleichen, auf- oder abzusaugen, um die bei der Bearbeitung anfallende Verschmutzung möglichst gering zu halten.
Grundsätzlich kann es sich um einen Staubsauger beliebiger Bauweise, beispielsweise auch um einen Haushaltsstaubsauger, handeln. Die Erfindung kann demnach u. a. für ein erstes Elektrogerät vorgesehen sein, dass als Bodenstaubsauger, Handstaubsauger, Rüsselstaubsauger, Stabstaubsauger, Industriesauger, Kesselsauger, Laubsauger und Straßensauger ausgebildet ist. Bei den abzusaugenden Stoffen kann es sich um flüssige, feste oder gasförmige Stoffe handeln.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ladegeräts kann dieses genau eine Ladeschnittstelle vorsehen.
Grundsätzlich kann eine beliebige Anzahl Ladeschnittstelle vorgesehen sein. Wenn mehr als eine Ladeschnittstelle, beispielsweise zwei, drei, vier, fünf oder mehr Ladeschnittstellen vorgesehen sind, kann auch mehr als ein Akkupack gleichzeitig oder sequentiell durch das Ladegerät geladen werden, beispielsweise zwei, drei, vier, fünf oder mehr Akkupacks. Besonders eignet sich die Erfindung allerdings zur Verwendung als Adapter, der zwischen der Akkupackaufnahmeschnittstelle des ersten Elektrogeräts und dem zu ladenden Akkupack vorgesehen ist, um das erste Elektrogerät netzbasiert zu betrieben, während dessen Akkupack gleichzeitig aufgeladen wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Netzteil eingerichtet ist, um eine Wechselspannung in Höhe von 110 Volt bis 230 Volt in eine Gleichspannung in Höhe von 0,5 Volt bis 100 Volt, vorzugsweise 1,5 Volt bis 72 Volt, besonders bevorzugst 9 Volt bis 54 Volt und ganz besonders bevorzugt 18 Volt bis 36 Volt, umzuwandeln.
Es können grundsätzlich beliebige Wechselspannungen, z. B. auch Wechselspannungen kleiner als 110 V oder größer als 230 V und beliebige Gleichspannungen, beispielsweise auch kleiner als 0,5 V oder größer als 100 V, vorgesehen sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Gleichspannung der Nennspannung des wenigstens einen Akkupacks entspricht.
Es kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Akkupack ein Lithium-Ionen-Akkupack ist. Insbesondere bei Verwendung von Lithium-Ionen-Akkupacks, deren Akkuzellen typischerweise eine Nennspannung von 3,6 Volt aufweisen, kann vorgesehen sein, dass ein Akkupack eine Nennspannung eines Vielfachen der Akkuzellen-Nennspannung aufweist, beispielsweise 18 Volt oder 36 Volt. Die bereitzustellende Gleichspannung kann dann beispielsweise ebenfalls 18 Volt oder 36 Volt betragen.
Bei dem wenigstens einen Akkupack kann es sich auch um einen Nickel-Metall-Hybrid-Akkumulator, Nickel-Cadmium-Akkumulator oder Blei-Akkumulator handeln. Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf die Verwendung mit einem bestimmten Typ Akkupack begrenzt zu versehen.
In Abhängigkeit des verwendeten Akkupack-Typs können auch andere Gleichspannungen an dem Netzteil bereitgestellt werden. Beispielsweise können Gleichspannungen 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 Vielfache, also beispielsweise deren 2-faches, 3-faches, 4-faches, 5-faches, 6-faches, 7-faches, 8-faches, 9-faches, 10-faches, 12-faches, 14-faches, 15-faches, 16-faches, 18-faches, 20-faches usw., vorgesehen sein.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Laden eines Akkupacks eines netzunabhängig betreibbaren ersten Elektrogeräts mittels eines von dem ersten Elektrogerät unabhängigen Ladegeräts, wobei das Ladegerät das erste Elektrogerät gleichzeitig mit einer Gleichspannung versorgt.
Insbesondere handelt es sich nicht um ein in das erste Elektrogerät integriertes Ladegerät.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass das Ladegerät eine Versorgungsschnittstelle aufweist, über die das Ladegerät mit einer Akkupackaufnahmeschnittstelle des ersten Elektrogeräts elektrisch und mechanisch zu dessen elektrischer Versorgung verbunden wird.
Merkmale, die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Ladegerät beschrieben wurden, sind selbstverständlich auch für das erfindungsgemäße Verfahren bzw. für das nachfolgend noch beschriebene System zum Laden wenigstens einen Akkupacks und für den Netzadapter vorteilhaft umsetzbar - und umgekehrt. Ferner können Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Ladegerät genannt wurden, auch auf das erfindungsgemäße Verfahren bzw. auf das nachfolgend beschriebene System und auf den Netzadapter bezogen verstanden werden - und umgekehrt.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das Ladegerät das Vorhandensein des Akkupacks an der Akkupackaufnahmeschnittstelle des ersten Elektrogeräts emuliert.
Vorzugsweise verhält sich das Ladegerät an der Akkupackaufnahmeschnittstelle des ersten Elektrogeräts genau wie das Akkupack selbst, wobei das erste Elektrogerät bzw. dessen elektrische Komponenten keinen wesentlichen Unterschied zwischen dem Ladegerät und einem Akkupack feststellen.
Das Ladegerät kann dazu verwendet werden, wenigstens ein mit ihm verbundenes Akkupack zu laden, das erste Elektrogerät mit Gleichspannung zu versorgen und/oder das zweite Elektrogerät mit Wechselspannung zu versorgen. Es ist somit auch möglich, dass das Ladegerät lediglich zum Laden wenigstens eines Akkupacks oder lediglich zur elektrischen Versorgung des ersten Elektrogeräts verwendet wird.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Ladegerät das Vorhandensein des Akkupacks an der Akkupackaufnahmeschnittstelle des ersten Elektrogeräts emuliert, indem elektrische Versorgungssignale und/oder elektrische Datensignale des Akkupacks nachgebildet und an der Versorgungsschnittstelle des Ladegeräts für die Akkupackaufnahmeschnittstelle des ersten Elektrogeräts bereit gestellt werden.
Wie vorstehend bereits ausgeführt kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die elektrischen Versorgungssignale bzw. die durch das Netzteil bereitgestellte Gleichspannung der Nennspannung des im Normalbetrieb das ersten Elektrogerät versorgenden Akkupacks entspricht.
Zumeist umfasst ein zeitgemäßes Akkupack ein integriertes Batterie-Management-System (BMS) sowie wenigstens 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. Beispielsweise können genannte elektrische Datensignale eines BMS durch eine Steuereinrichtung des Ladegeräts elektrisch nachgebildet werden und dauerhaft, periodisch und/oder auf Anforderung an der Versorgungsschnittstelle bereitgestellt werden. Die Datenverbindung mit dem ersten Elektrogerät kann unidirektional oder bidirektional ausgebildet sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann außerdem vorgesehen sein, dass ein netzabhängig betreibbares zweites Elektrogerät über das Ladegerät mit Wechselspannung eines Stromnetzes versorgt wird. Dabei kann ein Steuersignal zur Leistungsregelung des ersten Elektrogeräts von dem Ladegerät an das erste Elektrogerät übermittelt werden, um die Leistung des ersten Elektrogeräts in Abhängigkeit der von dem zweiten Elektrogerät über das Ladegerät bezogenen elektrischen Leistung zu regeln. Insbesondere kann vorgesehen sein, das erste Elektrogerät einzuschalten, wenn das zweite Elektrogerät betrieben wird, und das erste Elektrogerät auszuschalten, wenn das zweite Elektrogerät nicht betrieben wird.
Wird beispielsweise ein netzbetriebenes, z. B. ein mit 110 Volt oder 230 Volt betriebenes Elektrowerkzeuggerät in eine Gerätesteckdose oder eine sonstigen Netzschnittstelle des Ladegeräts eingesteckt und wird die Elektrowerkzeugmaschine eingeschaltet, kann das Ladegerät ein Steuersignal über die Versorgungsschnittstelle an das erste Elektrogerät übermitteln, so dass das erste Elektrogerät, beispielsweise ein Staubsauger, automatisch anläuft und beim Ausschalten der Elektrowerkzeugmaschine automatisch wieder ausläuft.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Ladegerät nur dann eine Gleichspannung zur elektrischen Versorgung des ersten Elektrogeräts über die Versorgungsschnittstelle bereitstellt, wenn das zweite Elektrogerät betrieben wird. Die Übermittlung eines Steuersignals an das erste Elektrogerät kann damit entfallen, was die Kompatibilität des Ladegeräts bzw. Netzadapters erhöhen kann.
Es kann vorgesehen sein, den über die Netzschnittstelle des Ladegeräts bezogenen elektrischen Strom oder die bezogene elektrische Leistung zu überwachen, um festzustellen, ob das zweite Elektrogerät betrieben wird.
Die Erfindung betrifft auch ein System zum Laden wenigstens eines Akkupacks, umfassend wenigstens ein Akkupack, ein netzunabhängig betreibbares erstes Elektrogerät und ein Ladegerät gemäß den vorstehenden Ausführungen.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das System ferner ein netzabhängig betreibbares zweites Elektrogerät umfasst.
Die Erfindung betrifft auch einen Netzadapter zur Versorgung eines netzunabhängig betreibbaren ersten Elektrogeräts, umfassend eine Versorgungsschnittstelle, die zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einer Akkupackaufnahmeschnittstelle des ersten Elektrogerät ausgebildet ist und eingerichtet ist, das erste Elektrogerät mit einer Gleichspannung zu versorgen, wobei ein Netzanschluss zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einem wechselstrombasierten Stromnetz vorgesehen ist, sowie ein Netzteil, das zur Umwandlung einer Wechselspannung des Stromnetzes in die Gleichspannung und zur Bereitstellung der Gleichspannung zur Versorgung des ersten Elektrogeräts eingerichtet ist. Bei dem Netzadapter ist zusätzlich eine Ladeschnittstelle vorgesehen, die zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit wenigstens einem zu ladenden Akkupack ausgebildet ist, um mittels der bereitgestellten Gleichspannung das wenigstens eine Akkupack zu laden.
Der Netzadapter kann somit vorteilhaft zur elektrischen Versorgung eines netzunabhängig betreibbaren ersten Elektrogeräts verwendet werden, das im Normalbetrieb von dem wenigstens einen Akkupack elektrisch versorgt wird und demnach selbst keinen Netzanschluss zur elektrischen Verbindung mit einem wechselstrombasierten Stromnetz aufweist. Zusätzlich kann der Netzadapter zum Laden des wenigstens einen Akkupacks verwendbar sein.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie „ein“ oder „das“, die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus- und umgekehrt.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
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 zur weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
Es zeigen schematisch:

1 Ein erfindungsgemäßes System zum Laden eines Akkupacks mit einem Akkupack, einem netzunabhängig betreibbaren ersten Elektrogerät, einem erfindungsgemäßen Ladegerät und einem netzabhängig betreibbaren zweiten Elektrogerät;
2 Das erfindungsgemäße Ladegerät in einer zweiten Ausführungsform;
3 Das Ladegerät gemäß 2 zur elektrischen Versorgung eines als Mehrzweckstaubsauger ausgebildeten ersten Elektrogeräts und zum Laden eines Akkupacks;
4 Ein Ladegerät gemäß einer dritten Ausführungsform zur elektrischen Versorgung des Mehrzweckstaubsaugers der 3 und zum Laden eines Akkupacks; und
5 Ein Ladegerät gemäß einer vierten Ausführungsform zur elektrischen Versorgung eines Mehrzweckstaubsaugers gemäß einer zweiten Ausführungsform und zum Laden eines Akkupacks.

1 zeigt in perspektivischer Darstellung ein erfindungsgemäßes System 1 zum Laden wenigstens eines Akkupacks 2. Das System 1 umfasst im Ausführungsbeispiel das Akkupack 2, ein netzunabhängiges betreibbares erstes Elektrogerät 3, ein Ladegerät 4 sowie ein netzabhängig betreibbares zweites Elektrogerät 5. Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf die Verwendung mit einer bestimmten Art des ersten Elektrogeräts 3 bzw. des zweiten Elektrogeräts 5 beschränkt. Die Erfindung kann sich allerdings besonders zur Verwendung im Bereich der Elektrowerkzeugmaschinen eignen. Beispielsweise kann/können das erste Elektrogerät 3 und/oder das zweite Elektrogerät 5 als Staubsauger (vgl. bezüglich des ersten Elektrogeräts 3 die 3 bis 5), als Elektrowerkzeugmaschinen (vgl. bezüglich des zweiten Elektrogeräts 5 die 1), Lichtquelle oder Lüftereinrichtung ausgebildet sein. Beispielhaft ist in 1 das zweite Elektrogerät 5 als netzabhängig betreibbare Elektrohandbohrmaschine ausgebildet. Von dem ersten Elektrogerät 3, bei dem es sich um einen Staubsauger handeln kann, ist in 1 zur Vereinfachung lediglich ein Ausschnitt des Gehäuses dargestellt.
Das Ladegerät 4 zum Laden des Akkupacks 2 umfasst eine Ladeschnittstelle 6, die zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit dem zu ladenden Akkupack 2 ausgebildet ist. Grundsätzlich kann eine beliebige Anzahl Ladeschnittstellen 6 zum gleichzeitigen Laden einer beliebigen Anzahl Akkupacks 2 vorgesehen sein.
Das Ladegerät 4 umfasst ferner einen Netzanschluss 7, der zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einem wechselstrombasierten Stromnetz 8, zum Beispiel einem haushaltsüblichen Niederspannungsnetz mit einer Wechselspannung in Höhe von 110 Volt bis 230 Volt, ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel der 1 ist das Stromnetz 8 beispielhaft als Blackbox dargestellt. Bei dem Netzanschluss 7 kann es sich um ein herkömmliches, für die Netzspannung bzw. den zu beziehenden Netzstrom geeignetes Kabel handeln, wie in 1 dargestellt. Grundsätzlich kann aber auch eine Gerätesteckverbindung, beispielsweise eine Buchse für einen Kaltgerätestecker oder einen sonstigen Stecker vorgesehen sein. Die Erfindung ist nicht auf die Art des verwendeten Netzanschlusses beschränkt, somit können beliebige Arten der konduktiven, induktiven oder sonstigen elektrischen Verbindung mit dem Stromnetz 8 vorgesehen sein.
Das Ladegerät 4 umfasst weiter ein Netzteil 9, das zur Umwandlung einer Wechselspannung des Stromnetzes 8 in eine Gleichspannung und zur Bereitstellung der Gleichspannung zum Laden des wenigstens einen Akkupacks 2 eingerichtet ist. Dabei kann das Netzteil 9 über eine Eingangsleitung 10 mit dem Netzanschluss 7 und mit über eine Ladeleitung 11 mit der Ladeschnittstelle 6 elektrisch verbunden sein.
Schließlich umfasst das Ladegerät 4 eine Versorgungsschnittstelle 12, die zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einer Akkupackaufnahmeschnittstelle 13 des netzunabhängig betreibbaren ersten Elektrogeräts 3 ausgebildet ist und eingerichtet ist, das erste Elektrogerät 3 mit der durch das Netzteil 9 bereitgestellten Gleichspannung zu versorgen. Hierfür kann eine Versorgungsleitung 14 zwischen Netzteil 9 und Versorgungsschnittstelle 12 vorgesehen sein.
Grundsätzlich können die Ladeschnittstelle 6, die Versorgungsschnittstelle 12, die Akkupackaufnahmeschnittstelle 13 und/oder eine Akkupackschnittstelle 15 des Akkupacks 2 einen beliebigen geometrischen und elektrischen Aufbau aufweisen. Insbesondere ist es nicht notwendig, dass alle Schnittstellen 6, 12, 13, 15 denselben Aufbau aufweisen. Im Ausführungsbeispiel der 1 sind die Schnittstellen 6, 12, 13, 15 als einfache rechteckige Erhöhungen bzw. Vertiefungen lediglich schematisch dargestellt. Beispielsweise können die Schnittstellen 6, 12, 13, 15 mechanisch und/oder elektrisch kodiert sein sowie Mittel zur gegenseitigen Verrastung, zum Beispiel Schnapphaken etc. aufweisen. Die Schnittstellen 6, 12, 13, 15 können ineinander einsteckbar und/oder aufeinander verschiebbar sein und hierfür beispielsweise ein Schienensystem (vgl. 2 bis 5) aufweisen. Grundsätzlich kann die Anzahl elektrischer Kontakte 16 der Schnittstellen 6, 12, 13, 15 beliebig sein. Beispielsweise können die Schnittstellen 6, 12, 13, 15 einen, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht oder mehr elektrische Kontakte 16 aufweisen und müssen auch nicht die gleiche Anzahl elektrischer Kontakte 16 aufweisen. Im Ausführungsbeispiel der 1 weisen die Ladeschnittstelle 6, die Versorgungsschnittstelle 12, die Akkupackaufnahmeschnittstelle 13 und die Akkupackschnittstelle 15 jeweils drei elektrische Kontakte 16 auf, von denen beispielsweise einer als Anodenanschluss, ein zweiter als Kathodenanschluss und ein dritter als Datenanschluss ausgebildet ist bzw. verwendet wird.
Es kann vorgesehen sein, dass die Versorgungsschnittstelle 12 elektrisch und mechanisch analog zu einer mit der Akkupackaufnahmeschnittstelle 13 des ersten Elektrogeräts 3 verbindbaren Akkupackschnittstelle 15 des Akkupacks 2 ausgebildet ist, um das erste Elektrogerät 3 wahlweise über das Akkupack 2 oder über das Netzteil 9 mit Gleichspannung zu versorgen. Das Ladegerät 9 kann in diesem Fall, insbesondere wenn genau eine Ladeschnittstelle 6 vorgesehen ist, als Adapter bzw. Netzadapter zur elektrischen Versorgung des grundsätzlich netzunabhängig betreibbaren ersten Elektrogeräts 3 verwendet werden, wobei während der elektrischen Versorgung des ersten Elektrogeräts 3 gleichzeitig das Akkupack 2 geladen werden kann, das ansonsten zur elektrischen Versorgung des ersten Elektrogeräts 3 verwendet wird. Somit kann eine Leerlaufzeit im Falle eines entleerten Akkupacks 2 vermieden werden und das erste Elektrogerät 3 auch während dem Aufladen des Akkupacks 2 weiter verwendet werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Ladeschnittstelle 6 und die Versorgungsschnittstelle 12 derart ausgebildet, zueinander angeordnet und/oder zueinander ausgerichtet sind, dass die Versorgungsschnittstelle 12 auch dann mit der Akkupackaufnahmeschnittstelle 13 des ersten Elektrogeräts 3 verbindbar ist, wenn die Ladeschnittstelle 6 mit dem Akkupack 2 verbunden ist, um gleichzeitig das Akkupack 2 zu laden und das erste Elektrogerät 3 mit der Gleichspannung zu versorgen. Im Ausführungsbeispiel sind die Ladeschnittstelle 6 und die Versorgungsschnittstelle 12 hierzu auf gegenüberliegenden Seiten eines Gehäuses 17 des Ladegeräts 9 angeordnet. Grundsätzlich kann bei dieser Variante vorgesehen sein, dass die Ladeschnittstelle 6 und die Versorgungsschnittstelle 12 auf beliebigen jedoch verschiedenen Seiten des Gehäuses 17 angeordnet sind.
Es können auch mehrere Ladeschnittstellen 6 über mehrere Seiten des Gehäuses 17 des Ladegeräts 9 verteilt angeordnet sein.
Optional kann das Ladegerät 4 zusätzlich eine Netzschnittstelle 18 aufweisen, um ein netzabhängig betreibbares zweites Elektrogerät 5 mit der Wechselspannung des Stromnetzes 8 zu versorgen. Der Funktionsumfang des Ladegeräts 4 kann somit weiter erhöht werden. Beispielsweise kann das in 1 dargestellte Ladegerät 4 verwendet werden, um gleichzeitig das erste Elektrogerät 3 und das zweite Elektrogerät 5 elektrisch zu versorgen und das Akkupack 2 zu laden.
Insbesondere kann die Netzschnittstelle 18 zum Anschluss eines Netzkabels 19 des zweiten Elektrogeräts 5 ausgebildet sein. Hierfür können verschiedene technische Lösungen realisiert werden. In den Ausführungsbeispielen der 1 bis 3 ist die Netzschnittstelle 18 beispielhaft als Anschlussbuchse in der Art einer herkömmlichen 230 Volt Schuko-Steckdose ausgebildet. Weitere Möglichkeiten werden in den nachfolgenden 4 und 5 noch beschrieben.
Grundsätzlich kann das Ladegerät 4 zum Laden eines Akkupacks 2 beliebigen Typs vorgesehen sein, insbesondere für ein Lithium-Ionen-Akkupack, dessen Nennspannung auf einem Vielfachen von 1,5 Volt basiert. Die von dem Netzteil 9 bereitgestellte Gleichspannung zum Laden des Akkupacks 2 (und zum Versorgen des ersten Elektrogeräts 3) kann somit in beliebiger Höhe bereitgestellt werden, beispielsweise in Höhe von 0,5 Volt bis 100 Volt, in Höhe von 1,5 Volt bis 72 Volt, in Höhe von 9 Volt bis 54 Volt oder in Höhe von 18 Volt bis 36 Volt. Insbesondere Akkupacks 2 mit einer Nennspannung von 18 Volt oder 36 Volt werden im Bereich von Elektrowerkzeugmaschinen häufig verwendet.
Insbesondere wenn das Ladegerät 3 in der Art eines Netzadapters verwendet wird und das erste Elektrogerät 3 mit der durch das Netzteil 9 bereitgestellten Gleichspannung versorgt, kann das Ladegerät 4 das Vorhandensein des Akkupacks 2 an der Akkupackaufnahmeschnittstelle 13 des ersten Elektrogeräts 3 emulieren. Dabei kann das Ladegerät 4 insbesondere elektrische Versorgungssignale und/oder elektrische Datensignale des Akkupacks 2 nachbilden und an der Versorgungsschnittstelle 12 des Ladegeräts 4 für die Akkupackaufnahmeschnittstelle 13 des ersten Elektrogeräts 3 bereitstellen. Beispielsweise kann die bereitgestellte Gleichspannung einer Nennspannung des Akkupacks 2, die üblicherweise zur Versorgung des ersten Elektrogeräts 3 verwendet wird, entsprechen. Ferner können elektrische Datensignale eines integrierten Batterie-Management-Systems (BMS) des Akkupacks 2 nachgeahmt werden. Dabei kann es sich beispielsweise um analoge und/oder digitale Daten betreffend den Zustand und/oder die Bauart des Akkupacks 2 handeln. Im Falle einer bidirektionalen Kommunikation zwischen erstem Elektrogerät 3 und dem Akkupack 2 kann auch vorgesehen sein, dass eine Steuereinrichtung (nicht dargestellt) des Ladegeräts 4 empfangene Datensignale des ersten Elektrogeräts 3 auswertet und eine entsprechende Reaktion bzw. Antwort auslöst derart, dass das erste Elektrogerät 3 das Ladegerät 4 als auf Anfragen antwortendes Akkupack 2 wahrnimmt.
In den 2 bis 5 sind weitere Ausführungsformen des Ladegeräts 4 dargestellt. Die Schnittstellen 6, 12, 13, 15 der nachfolgenden Ausführungsbeispiele sind dazu ausgebildet, um ineinander eingeschoben zu werden. Hierfür sind ineinander eingreifbare Schienen 20 an den Schnittstellen 6, 12, 13, 15 vorgesehen. In 3 ist beispielhaft ein noch nicht vollständig auf das Ladegerät 4 aufgeschobenes Akkupack 2 und ein noch nicht vollständig auf den Staubsauger 3 aufgeschobenes Ladegerät 4 dargestellt.
2 zeigt weitere Details des erfindungsgemäßen Ladegeräts 4, das grundsätzlich einen ähnlichen Aufbau aufweist, wie das Ladegerät 4 des Ausführungsbeispiels der 1. Das Ladegerät 4 umfasst ebenfalls einen Netzanschluss 7 in der Art eines elektrischen Netzkabels. Das Ladegerät 4 des Ausführungsbeispiels der 2 weist außerdem ebenfalls eine Ladeschnittstelle 6 und eine Versorgungsschnittstelle 12 auf, die an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 17 des Ladegeräts 4 angeordnet sind. Die Ladeschnittstelle 6 ist abermals komplementär zu der Akkupackschnittstelle 15 zur Aufnahme des Akkupacks 2 ausgebildet und die Versorgungsschnittstelle 12 ist entsprechend der Akkupackschnittstelle 15 ausgebildet, um anstelle des Akkupacks 2 mit der Akkupackaufnahmeschnittstelle 13 des ersten Elektrogeräts 3 verbindbar zu sein. Auch das Ausführungsbeispiel der 2 weist eine Netzschnittstelle 18 in der Art einer Anschlussbuchse auf, die allerdings an einer seitlichen Position des Gehäuses 17 des Ladegeräts 4 angeordnet ist. Grundsätzlich kann eine beliebige Position zur Ausbildung der zusätzlichen Netzschnittstelle 18 vorgesehen sein. Wie bereits vorstehend beschrieben stellt der Netzanschluss 7 eine Wechselspannung des Stromnetzes 8 (in den 2 bis 5 nicht dargestellt) für die Netzschnittstelle 18 und für das Netzteil 9 bereit. Das Netzteil 9 wandelt die Wechselspannung des Stromnetzes 8 schließlich in eine Gleichspannung um und stellt diese zur elektrischen Versorgung des ersten Elektrogeräts 3 an der Versorgungsschnittstelle 12 über eine Versorgungsleitung 14 bereit. Ferner wird die Gleichspannung zum Laden des Akkupacks 2 verwendet, wobei ein Laderegler 21 bzw. eine Akku-Ladeeinheit zur Umsetzung eines geeigneten und grundsätzlich bekannten Ladeverfahrens (z. B. Konstantstrom-Ladeverfahren, Konstantspannungs-Ladeverfahren, Pulsladeverfahren, IU-Ladeverfahren und/oder IUoU-Ladeverfahren) vorgesehen sein kann. Der Laderegler 21 kann zwischen der Ladeleitung 11 angeordnet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Netzteil 9 selbst bereits ausgebildet ist, um ein entsprechendes Ladeverfahren umzusetzen, wie dies in 1 schematisch angedeutet ist.
Es kann ferner vorgesehen sein, ein Steuersignal (z. B. über eine Steuerleitung 22) zur Leistungsregelung des ersten Elektrogeräts 3 von dem Ladegerät 4 an das erste Elektrogerät 3 zu übermitteln, um die Leistung des ersten Elektrogeräts 3 in Abhängigkeit der von dem zweiten Elektrogerät 5 über das Ladegerät 4 bezogenen elektrischen Leistung zu regeln. Insbesondere kann vorgesehen sein, das erste Elektrogerät 3 einzuschalten, wenn das zweite Elektrogerät 5 betrieben wird, und das erste Elektrogerät 3 auszuschalten, wenn das zweite Elektrogerät 5 nicht betrieben wird.
Beispielsweise kann ein Strommessgerät 23 oder ein Leistungsmessgerät verwendet werden, um die von dem zweiten Elektrogerät 5 über die Netzschnittstelle 18 bezogene elektrische Leistung zu erfassen und in Abhängigkeit der erfassten elektrischen Leistung das Steuersignal über die Steuerleitung 22 an der Versorgungsschnittstelle 12 bereitzustellen.
Es kann auch vorgesehen sein, das Steuersignal über eine alternative oder zusätzliche Steuerleitung zur Leistungsregelung der von dem Netzteil 9 bereitgestellten Gleichspannung zur elektrischen Versorgung des ersten Elektrogeräts 3 mit dem Netzteil 9 zu verbinden. Beispielsweise kann dann die Gleichspannung zur Versorgung des ersten Elektrogeräts 3 bereitgestellt werden, wenn das zweite Elektrogerät 5 betrieben wird, und nicht bereitgestellt werden, wenn das zweite Elektrogerät 5 nicht betrieben wird.
Das Prinzip der Leistungsregelung des ersten Elektrogeräts 3 in Abhängigkeit des zweiten Elektrogeräts 5 kann besonders vorteilhaft einsetzbar sein, wenn das erste Elektrogerät 3 als Staubsauger und das zweite Elektrogerät 5 als Elektrowerkzeugmaschine ausgebildet ist. Diese Variante ist in den Ausführungsbeispielen der 3 bis 5 gezeigt.
Somit kann der Staubsauger 3 beispielsweise eingeschaltet werden, wenn die netzabhängig betreibbare Elektrowerkzeugmaschine 5, die über die Netzschnittstelle 18 des Ladegeräts 4 elektrisch versorgt wird, eingeschaltet wird und somit Staub oder Span bei der Bearbeitung eines Werkstücks anfällt. Ferner kann der Staubsauger 3 automatisch wieder ausgeschaltet werden, wenn die Elektrowerkzeugmaschine 5 nicht mehr verwendet wird. Somit kann das Ladegerät 4 verwendet werden, um an dem grundsätzlich netzunabhängig betreibbaren Staubsauger 3 die volle Funktionalität eines netzabhängig betreibbaren Staubsaugers bereitzustellen. In 3 ist die Verwendung eines Ladegeräts 4 in der Art des Ausführungsbeispiels der 2 gezeigt.
Die 4 und 5 zeigen alternative Varianten zur Ausbildung der Netzschnittstelle 18 zum Anschluss des Netzkabels 19 des zweiten Elektrogeräts 5. In 4 ist die Netzschnittstelle 18 als Anschlusskabel mit einer Kupplung ausgebildet, die beispielsweise über eine Y-Abzweigung mit dem Netzanschluss 7 des Ladegeräts 4 verbunden ist.
In 5 ist eine weitere Variante dargestellt, bei der das erste Elektrogerät 3 bzw. der Staubsauger eine Netzsteckdose 24 aufweist, über die das zweite Elektrogerät 5 betreibbar ist. Die Netzschnittstelle 18 des Ladegeräts 4 kann in dieser Variante zur Bereitstellung der Wechselspannung des Stromnetzes 8 an der Netzsteckdose 24 des ersten Elektrogeräts 3 ausgebildet sein. Beispielsweise können hierfür elektrische Kontakte an der Versorgungsschnittstelle 12 oder eine Zusatzschnittstelle vorgesehen sein. In 5 ist gestrichelt eine Versorgungsverbindung 25 zwischen der Netzsteckdose 24 des Staubsaugers 3 und der Versorgungsschnittstelle 12 des Ladegeräts 4 angedeutet. Auch in diesem Fall kann eine Leistungsregelung des ersten Elektrogeräts 3 in Abhängigkeit der über die Netzsteckdose 24 bezogenen elektrischen Leistung des zweiten Elektrogeräts 5 vorgesehen sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012003073 A1 [0004, 0010]
EP 2878249 A1 [0009]

Claims

Ladegerät (4) zum Laden wenigstens eines Akkupacks (2), umfassend wenigstens eine Ladeschnittstelle (6), die zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit dem wenigstens einen zu ladenden Akkupack (2) ausgebildet ist, einen Netzanschluss (7), der zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einem wechselstrombasierten Stromnetz (8) ausgebildet ist, sowie ein Netzteil (9), das zur Umwandlung einer Wechselspannung des Stromnetzes (8) in eine Gleichspannung und zur Bereitstellung der Gleichspannung zum Laden des wenigstens einen Akkupacks (2) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Versorgungsschnittstelle (12) vorgesehen ist, die zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einer Akkupackaufnahmeschnittstelle (13) eines netzunabhängig betreibbaren ersten Elektrogeräts (3) ausgebildet ist und dazu eingerichtet ist, das erste Elektrogerät (3) mit der durch das Netzteil (9) bereitgestellten Gleichspannung zu versorgen.
Ladegerät (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsschnittstelle (12) elektrisch und mechanisch analog zu einer mit der Akkupackaufnahmeschnittstelle (13) des ersten Elektrogeräts (3) verbindbaren Akkupackschnittstelle (15) des wenigstens einen Akkupacks (2) ausgebildet ist, um das erste Elektrogerät (3) wahlweise über das wenigstens eine Akkupack (2) oder über das Netzteil (9) mit Gleichspannung zu versorgen.
Ladegerät (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ladeschnittstelle (6) und die Versorgungsschnittstelle (12) derart ausgebildet, zueinander angeordnet und/oder zueinander ausgerichtet sind, dass die Versorgungsschnittstelle (12) auch dann mit der Akkupackaufnahmeschnittstelle (13) des ersten Elektrogeräts (3) verbindbar ist, wenn die wenigstens eine Ladeschnittstelle (6) mit wenigstens einem der Akkupacks (2) verbunden ist, um gleichzeitig das wenigstens eine Akkupack (2) zu laden und das erste Elektrogerät (3) mit der Gleichspannung zu versorgen.
Ladegerät (4) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ladeschnittstelle (6) und die Versorgungsschnittstelle (12) auf verschiedenen Seiten, insbesondere auf gegenüberliegenden Seiten, eines Gehäuses (17) des Ladegeräts (4) angeordnet sind.
Ladegerät (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Netzschnittstelle (18) vorgesehen ist, um ein netzabhängig betreibbares zweites Elektrogerät (5) mit der Wechselspannung des Stromnetzes (8) zu versorgen.
Ladegerät (4) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzschnittstelle (18) zum Anschluss eines Netzkabels (19) des zweiten Elektrogeräts (5) als Anschlussbuchse oder Anschlusskabel mit einer Kupplung ausgebildet ist und/oder zur Bereitstellung der Wechselspannung des Stromnetzes (8) an einer Netzsteckdose (24) des ersten Elektrogeräts (3) ausgebildet ist.
Ladegerät (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Elektrogerät (3) und/oder das zweite Elektrogerät (5) als Staubsauger, Elektrowerkzeugmaschine, Lichtquelle oder Lüftereinrichtung ausgebildet ist bzw. sind.
Ladegerät (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass genau eine Ladeschnittstelle (6) vorgesehen ist.
Ladegerät (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzteil (9) eingerichtet ist, um eine Wechselspannung in Höhe von 110 Volt bis 230 Volt in eine Gleichspannung in Höhe von 0,5 Volt bis 100 Volt, vorzugsweise 1,5 Volt bis 72 Volt, besonders bevorzugt 9 Volt bis 54 Volt und ganz besonders bevorzugt 18 Volt bis 36 Volt, umzuwandeln.
Verfahren zum Laden eines Akkupacks (2) eines netzunabhängig betreibbaren ersten Elektrogeräts (3) mittels eines von dem ersten Elektrogerät (3) unabhängigen Ladegeräts (4), wobei das Ladegerät (4) das erste Elektrogerät (3) gleichzeitig mit einer Gleichspannung versorgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladegerät (4) eine Versorgungsschnittstelle (12) aufweist, über die das Ladegerät (4) mit einer Akkupackaufnahmeschnittstelle (13) des ersten Elektrogeräts (3) elektrisch und mechanisch zu dessen elektrischer Versorgung verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladegerät (4) das Vorhandensein des Akkupacks (2) an der Akkupackaufnahmeschnittstelle (13) des ersten Elektrogeräts (3) emuliert.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladegerät (4) das Vorhandensein des Akkupacks (2) an der Akkupackaufnahmeschnittstelle (13) des ersten Elektrogeräts (3) emuliert, indem elektrische Versorgungssignale und/oder elektrische Datensignale des Akkupacks (2) nachgebildet und an der Versorgungsschnittstelle (12) des Ladegeräts (4) für die Akkupackaufnahmeschnittstelle (13) des ersten Elektrogeräts (3) bereitgestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein netzabhängig betreibbares zweites Elektrogerät (5) über das Ladegerät (4) mit Wechselspannung eines Stromnetzes (8) versorgt wird, wobei ein Steuersignal zur Leistungsregelung des ersten Elektrogeräts (3) von dem Ladegerät (4) an das erste Elektrogerät (3) übermittelt wird, um die Leistung des ersten Elektrogeräts (3) in Abhängigkeit der von dem zweiten Elektrogerät (5) über das Ladegerät (4) bezogenen elektrischen Leistung zu regeln, insbesondere um das erste Elektrogerät (3) einzuschalten, wenn das zweite Elektrogerät (5) betrieben wird, und das erste Elektrogerät (3) auszuschalten, wenn das zweite Elektrogerät (5) nicht betrieben wird.
System (1) zum Laden wenigstens eines Akkupacks (2), umfassend wenigstens ein Akkupack (2), ein netzunabhängig betreibbares erstes Elektrogerät (3) und ein Ladegerät (4) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.
System (1) nach Anspruch 14, ferner umfassend ein netzabhängig betreibbares zweites Elektrogerät (5).