DE102018206885A1 - Akkupack - Google Patents

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electrical
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Florian Schmehl
Marc-Alexandre SEIBERT
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Akkupack, insbesondere einen Handwerkzeugmaschinenakkupack, mit einer Batteriezelle, mit einer ersten elektrischen Schnittstelle und einer zweiten elektrischen Schnittstelle, wobei der Akkupack über die erste elektrische Schnittstelle entladbar und über die zweite elektrische Schnittstelle aufladbar ausgebildet ist. Es wird vorgeschlagen, dass die Schnittstellen getrennt voneinander am Akkupack angeordnet sind.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Druckschrift DE 10 2014 217 991 A1 offenbart einen Zellenträger für mehrere Akkuzellen in einem Akkupack für elektrische Handwerkzeugmaschinen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen Akkupack, insbesondere eine elektrische Kontaktvorrichtung für einen Akkupack, aufweisend einen Zellverbinder, über den die elektrische Kontaktvorrichtung elektrisch mit einer Batteriezelle verbindbar ist, einen elektrischen Kontakt, über den die elektrische Kontaktvorrichtung mit einem Verbraucher und/oder einer Ladevorrichtung verbindbar ist, und einem Flachverbinder zur elektrischen und mechanischen Verbindung des Zellverbinders mit dem elektrischen Kontakt, wobei der Zellverbinder in einem ersten Verbindungsbereich stoffschlüssig mit dem Flachverbinder verbunden ist und der Flachverbinder in einem zweiten Verbindungsbereich stoffschlüssig mit dem elektrischen Kontakt verbunden ist. Es wird vorgeschlagen, dass zumindest eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere sämtliche stoffschlüssigen Verbindungen, über ein Schweißverfahren erfolgt. Vorteilhaft kann über die erfindungsgemäße elektrische Kontaktvorrichtung ein Akkupack mit einer besonders hohen Leistungsfähigkeit realisiert werden.
  • Der Akkupack weist bevorzugt ein Akkupackgehäuse auf, das über eine mechanische Schnittstelle lösbar mit dem Verbraucher und/oder der Ladevorrichtung verbindbar ist. Der Akkupack ist vorzugsweise als ein Wechselakkupack ausgebildet. Der Verbraucher kann insbesondere als ein Gartengerät, wie beispielsweise ein Rasenmäher oder eine Heckenschere, als ein Haushaltsgerät, wie beispielsweise einem elektrischen Fensterreiniger oder Handstaubsauger, als eine Handwerkzeugmaschine, wie beispielsweise ein Winkelschleifer, ein Schrauber, eine Bohrmaschine, ein Bohrhammer, etc. oder als ein Messwerkzeug, wie beispielsweise ein Laserentfernungsmessgerät, ausgebildet sein. Des Weiteren ist auch denkbar, dass der Verbraucher als ein anderes insbesondere tragbares Gerät ausgebildet ist, wie beispielsweise eine Baustellenbeleuchtung, ein Absauggerät oder ein Baustellenradio. Über die mechanische Schnittstelle ist der Akkupack kraft- und/oder formschlüssig mit dem Verbraucher verbindbar. Vorteilhaft umfasst die mechanische Schnittstelle zumindest ein Betätigungselement, über das die Verbindung des Akkupacks mit dem Verbraucher und/oder mit der Ladevorrichtung lösbar ist. Zudem weist der Akkupack zumindest eine elektrische Schnittstelle auf, über die der Akkupack mit dem Verbraucher und/oder mit der Ladevorrichtung elektrisch verbindbar ist. Über die elektrische Verbindung kann der Akkupack beispielsweise geladen und/oder entladen werden. Alternativ oder zusätzlich ist auch denkbar, dass über die elektrische Schnittstelle Informationen übermittelbar sind. Die elektrische Schnittstelle ist bevorzugt als eine Kontaktschnittstelle ausgebildet, bei der die elektrische Verbindung über einen physischen Kontakt zumindest zweier leitfähiger Bauteil erfolgt. Die elektrische Schnittstelle umfasst bevorzugt zumindest zwei elektrische Kontakte. Insbesondere ist einer der elektrischen Kontakte als Plus-Kontakt und der andere elektrische Kontakt als Minus-Kontakt ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann die elektrische Schnittstelle ein sekundäres Ladespulenelement zur induktiven Ladung aufweisen. Des Weiteren ist in dem Akkupackgehäuse des Akkupacks die zumindest eine Batteriezelle angeordnet, die über die elektrische Kontaktvorrichtung mit dem Verbraucher elektrisch verbindbar ist. Die Batteriezelle kann als eine galvanische Zelle ausgebildet sein, die einen Aufbau aufweist, bei dem ein Zellpol an einem Ende und ein weiterer Zellpol an einem gegenüberliegenden Ende zu liegen kommen. Insbesondere weist die Batteriezelle an einem Ende einen positiven Zellpol und an einem gegenüberliegenden Ende einen negativen Zellpol auf. Bevorzugt sind die Batteriezellen als NiCd- oder NiMh-, besonders bevorzugt als lithiumbasierte Batteriezellen bzw. Li-Ion Batteriezellen, ausgebildet. Die Akkuspannung der Batteriezelle ist in der Regel ein Vielfaches der Spannung einer einzelnen Batteriezelle und ergibt sich aus der Schaltung (parallel oder seriell) der Batteriezellen. Bei gängigen Batteriezellen mit einer Spannung von 3,6 V ergeben sich somit beispielhafte Akkuspannung von 3,6 V, 7,2 V, 10, 8 V, 14,4 V, 18 V, 36 V, 54 V, 108 V etc. Bevorzugt ist die Batteriezelle als zumindest im Wesentlichen zylinderförmige Rundzelle ausgebildet, wobei die Zellpole an Enden der Zylinderform angeordnet sind. Zusätzlich kann die elektrische Schnittstelle zumindest einen Zusatzkontakt aufweisen, der dazu ausgebildet ist, zusätzliche Informationen an den Verbraucher und/oder die Ladevorrichtung zu übertragen. Vorzugsweise weist der Akkupack eine Elektronik auf, wobei die Elektronik eine Speichereinheit umfassen kann, auf der die Informationen abgespeichert sind. Zusätzlich oder alternativ ist ebenfalls denkbar, dass die Informationen von der Elektronik ermittelt werden. Bei den Informationen kann es sich beispielsweise um einen Ladezustand des Akkupacks, eine Temperatur innerhalb des Akkupacks, eine Codierung oder einer Restkapazität des Akkupacks handeln. Es ist zudem denkbar, dass die Elektronik dazu ausgebildet ist, den Lade- und/oder Entladevorgang des Akkupacks zu regeln oder zu steuern. Die Elektronik kann beispielsweise eine Leiterplatte, eine Recheneinheit, eine Steuereinheit, einen Transistor, einen Kondensator, und/oder die Speichereinheit aufweisen. Die Elektronik kann zudem ein oder mehrere Sensorelemente aufweisen, beispielsweise einen Temperatursensor zur Ermittlung der Temperatur innerhalb des Akkupacks. Die Elektronik kann alternativ oder zusätzlich ein Codierungselement, wie beispielsweise ein Codierungswiderstand, aufweisen.
  • Die elektrische Kontaktvorrichtung ist insbesondere dazu ausgebildet, die Batteriezelle mit einem Verbraucher elektrisch zu verbinden. Der Zellverbinder ist insbesondere zur elektrischen Verbindung der elektrischen Kontaktvorrichtung mit der Batteriezelle ausgebildet. Vorzugsweise ist ein einzelner Zellverbinder stoffschlüssig mit einem einzelnen Zellpol der Batteriezelle verbunden. Alternativ oder zusätzlich kann der Akkupack auch einen Zellverbinder aufweisen, der mit mehr als einer Batteriezelle, beispielhaft zwei Batteriezellen, stoffschlüssig verbunden ist. Die stoffschlüssige Verbindung der Batteriezelle mit dem Zellverbinder erfolgt vorzugsweise über ein Schweißverfahren, wie beispielsweise einem Widerstandsschweißverfahren oder einem Laserschweißverfahren. Der elektrische Kontakt beziehungsweise die elektrischen Kontakte des Akkupacks sind insbesondere zur kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung mit einem korrespondierenden Kontaktelement, das dem Verbraucher oder der Ladevorrichtung zugeordnet ist, ausgebildet. Der Flachverbinder ist vorzugsweise aus einem Metallblechelement, bevorzugt aus einem Stanzgitter, ausgebildet. Unter einem Verbindungsbereich soll im Zusammenhang dieser Anmeldung insbesondere ein Bereich verstanden werden, an dem zwei Werkstoffe insbesondere stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Vorzugsweise liegen die Werkstoffe im Verbindungsbereich aneinander an. Vorzugsweise sind die beiden Werkstoffe im Wesentlichen über den Verbindungsbereich elektrisch miteinander verbunden. Unter einem Schweißverfahren soll im Zusammenhang mit dieser Anmeldung ein Verfahren verstanden werden, bei dem zwei Werkstücke stoffschlüssig miteinander unter teilweisem Aufschmelzen zumindest eines der beiden Werkstücke verbunden werden. Die elektrische Kontaktvorrichtung wird vorteilhaft über ein Schweißverfahren und nicht über ein Lötverfahren stoffschlüssig miteinander verbunden, um eine hohe mechanische Stabilität und gleichzeitig eine hohe elektrische Leitfähigkeit zu realisieren.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der erste und der zweite Verbindungsbereich an gegenüberliegenden Enden des Flachverbinders angeordnet sind. Vorteilhaft kann durch diese Anordnung ein kompakter Akkupack realisiert werden. Unter „an gegenüberliegenden Enden angeordnet“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass sich die Verbindungsbereiche um zumindest 70 % der Länge des Flachverbinders, vorzugsweise um zumindest 85 % der Länge des Flachverbinders, voneinander beabstandet sind. Bevorzugt sind der erste und der zweite Verbindungsbereich an gegenüberliegenden stirnseitigen Enden des Flachverbinders angeordnet.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Zellverbinder und der Flachverbinder aus dem gleichen Material, insbesondere einer Kupferlegierung oder Reinstkupfer, bestehen. Unter einem „gleichen Material“ soll dabei insbesondere ein identisches Material bzw. ein identischer Werkstoff verstanden werden. Vorteilhaft kann dadurch ein Akkupack mit einer hohen Leitfähigkeit realisiert werden. Die Kupferlegierung weist insbesondere einen Kupferanteil von zumindest 70 %, vorzugsweise zumindest 85 %, auf. Die Kupferlegierung kann beispielhaft als Kupfer-Zinn-Legierung, als Kupfer-Zink-Legierung, als Kupfer-Nickel-Legierung, etc. ausgebildet sein. Alternative Materialien wie beispielsweise CuZrCr und CuCr-SiTi sind ebenfalls denkbar. Das Reinstkupfer ist vorzugsweise als sauerstoffarmes Kupfer Cu-ETP mit einem Kupferanteil von über 99,9 % oder als OFC Kupfer beziehungsweise Sauerstoff-freies Kupfer mit einer Reinheit von über 99,99 % ausgebildet.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass der Flachverbinder und der elektrische Kontakt aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Insbesondere weist das Material, aus dem der Flachverbinder besteht, eine höhere elektrische Leitfähigkeit auf als das Material, aus dem der elektrische Kontakt besteht. Vorzugsweise weist das Material, aus dem der Flachverbinder besteht, ein höheres Elastizitätsmodul und/oder eine größere Streckgrenze auf, als das Material, aus dem der elektrische Kontakt besteht. Vorteilhaft kann dadurch der Flachverbinder hinsichtlich seiner elektrischen Leitfähigkeit und der elektrische Kontakt hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften optimiert werden.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass eine Dicke des Flachverbinders in dem ersten Verbindungsbereich größer ist als eine Dicke des Zellverbinders in dem ersten Verbindungsbereich. Vorteilhaft kann dadurch eine optimale Schweißverbindung realisiert werden. Insbesondere entspricht die Dicke des Flachverbinders zumindest der 1,5-fachen Dicke des Zellverbinders, vorzugsweise zumindest der 2-fachen Dicke des Zellverbinders, bevorzugt zumindest der 3-fachen Dicke des Zellverbinders.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass eine Dicke des elektrischen Kontakts in dem zweiten Verbindungsbereich größer ist als eine Dicke des Flachverbinders. Vorteilhaft kann dadurch eine optimale Schweißverbindung realisiert werden. insbesondere ist entspricht die Dicke des elektrischen Kontakts zumindest der 1,5-fachen Dicke des Flachverbinders.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass die elektrische Kontaktvorrichtung zumindest ein Verbindungsmittel aufweist, das dazu ausgebildet ist, den Flachverbinder von dem Zellverbinder oder den elektrischen Kontakt von dem Flachverbinder benachbart zum Verbindungsbereich teilweise zu beabstanden. Vorteilhaft kann dadurch der Schweißprozess optimiert werden. Das Verbindungsmittel ist bevorzugt im Verbindungsbereich angeordnet. Insbesondere bildet das Verbindungsmittel den Verbindungsbereich. Vorzugsweise ist das Verbindungsmittel im Wesentlichen punktförmig ausgebildet, sodass der Flachverbinder an dem Zellverbinder oder an dem elektrischen Kontakt im Wesentlichen punktuell anliegt. Das Verbindungsmittel kann beispielsweise als ein in das Material geprägter Dimpel ausgebildet sein. Insbesondere ist der Dimpel derart gestaltet, dass ein definiertes Aufschmelzen während des Schweißvorgangs durchführbar ist. Vorzugsweise weist der Dimpel einen definierten Querschnitt auf, der kleiner ist als der Querschnitt des Materials, in welchem der Dimpel ausgebildet ist.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Verbindungsmittel einstückig mit der elektrischen Kontaktvorrichtung ausgebildet ist. Vorteilhaft kann dadurch eine kostengünstige elektrische Kontaktvorrichtung realisiert werden. Vorzugsweise wird das Verbindungsmittel über ein Umformverfahren eines Bereichs der elektrischen Kontaktvorrichtung hergestellt. Vorzugsweise durch ein Druckumformen, ein Zugdruckumformen oder einem Zugumformen.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass eine Breite des Verbindungsmittels höchstens 50 % der Breite der angrenzenden elektrischen Kontaktvorrichtung, insbesondere höchstens 30 % der Breite der angrenzenden elektrischen Kontaktvorrichtung, vorzugsweise höchstens 15 % der Breite der angrenzenden elektrischen Kontaktvorrichtung, entspricht. Vorteilhaft kann dadurch der Schweißprozess weiter optimiert werden. In diesem Zusammenhang soll unter der angrenzenden elektrischen Kontaktvorrichtung die Bauteile der Kontaktvorrichtung verstanden werden, die von dem Verbindungsmittel teilweise beabstandet werden. Zudem wird vorgeschlagen, dass eine Materialdicke im Bereich des Verbindungsmittels verringert, insbesondere um zumindest 10% verringert, vorzugsweise um zumindest 20% verringert, ist.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung einen einzelligen Akkupack, insbesondere Handwerkzeugmaschinenakkupack, mit einer elektrischen Kontaktvorrichtung wie zuvor beschrieben, wobei der Akkupack eine Abgabeleistung von über 120 W, insbesondere von über 140 W, aufweist. Vorteilhaft kann dadurch ein sowohl kompaktes als auch leistungsfähiges System aus dem einzelligen Akkupack und einem Verbraucher realisiert werden. Unter einem einzelligen Akkupack soll insbesondere ein Akkupack mit einem Akkupackgehäuse verstanden werden, in welchem lediglich eine einzige Batteriezelle aufgenommen ist.
  • Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Kontaktvorrichtung, mit zumindest zwei, vorzugsweise drei, elektrisch leitfähigen Bauteilen, wobei das Verfahren einen Verfahrensschritt umfasst, in welchem die Bauteile miteinander über ein Widerstandsschweißverfahren und/oder ein Laserschweißverfahren verbunden werden. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in einem weiteren Verfahrensschritt ein Bauteil der elektrischen Kontaktvorrichtung mittels Krafteinwirkung zur Herstellung eines Verbindungsmittels verformt wird.
  • Alternativ betrifft die Erfindung einen Akkupack, insbesondere einen Handwerkzeugmaschinenakkupack, mit einer Batteriezelle, mit einer ersten elektrischen Schnittstelle und einer zweiten elektrischen Schnittstelle, wobei der Akkupack über die erste elektrische Schnittstelle entladbar und über die zweite elektrische Schnittstelle aufladbar ausgebildet ist. Es wird vorgeschlagen, dass die Schnittstellen getrennt voneinander am Akkupack angeordnet sind. Vorteilhaft kann dadurch ein besonders praktischer Akkupack realisiert werden, der beispielhaft gleichzeitig geladen und entladen werden kann.
  • Die erste elektrische Schnittstelle und die zweite elektrische Schnittstelle sind insbesondere unterschiedlich ausgebildet. Vorzugsweise sind die erste elektrische Schnittstelle und die zweite elektrische Schnittstelle nicht kompatibel, insbesondere nicht pinkompatibel, ausgebildet. Vorzugsweise ist nur die erste elektrische Schnittstelle mit dem Verbraucher verbindbar und nur die zweite elektrische Schnittstelle mit einer Ladevorrichtung verbindbar. Alternativ ist auch denkbar, dass beide elektrische Schnittstelle nur mit unterschiedlichen Ladevorrichtungen verbindbar sind und nur eine der Schnittstellen mit dem Verbraucher verbindbar ist. Bei den unterschiedlichen Ladevorrichtungen handelt es sich bevorzugt um zwei Ladevorrichtung, die sich in der Ladegeschwindigkeit des Akkupacks unterscheiden. Alternativ ist auch denkbar, dass über die erste und die zweite elektrische Schnittstelle der Akkupack sowohl entladen aus auch geladen werden kann. Bevorzugt ist weder die erste elektrische Schnittstelle noch die zweite elektrische Schnittstelle zur induktiven Ladung vorgesehen.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die erste elektrische Schnittstelle zumindest zwei elektrische Kontakte, insbesondere zumindest zwei Federkontakte, die vorzugsweise neben der Batteriezelle angeordnet sind, aufweist. Vorteilhaft kann dadurch ein hoher Entladestrom realisiert werden. Die elektrischen Kontakte können wie bereits zuvor beschrieben einer elektrischen Kontaktvorrichtung zugeordnet sein. Unter zwei elektrischen Kontakten, die neben der Batteriezelle angeordnet sind, soll insbesondere eine räumliche Anordnung der elektrischen Kontakte verstanden werden, bei der eine Ebene, zur der die Längserstreckung der Batteriezellen normal bzw. senkrecht verläuft, sowohl die Batteriezelle als auch die elektrischen Kontakte schneidet. Vorzugsweise schneidet die Ebene die elektrischen Kontakte vollständig in dem Bereich, in dem die elektrischen Kontakte eine Verbindung zu korrespondierenden elektrischen Kontakten, beispielsweise eines Verbrauchers, eingehen. Insbesondere ist die erste Schnittstelle und/oder die zweite Schnittstelle neben der Batteriezelle angeordnet. Vorzugsweise sind sowohl die elektrischen Kontaktelemente als auch die Zusatzkontakte neben der Batteriezelle angeordnet. Bevorzugt ist die erste Schnittstelle und/oder die zweite Schnittstelle, insbesondere die elektrischen Kontaktelemente, derart neben der Batteriezelle angeordnet, dass Länge des Akkupacks durch die Anordnung der ersten und/oder zweiten Schnittstelle nicht vergrößert wird.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die erste elektrische Schnittstelle zumindest einen Zusatzkontakt aufweist. Vorteilhaft können durch den Zusatzkontakt weitere Informationen an den Verbraucher und/oder an die Ladevorrichtung übertragen werden. Der Zusatzkontakt kann beispielhaft als ein Kodierkontakt für eine Ladevorrichtung, ein Kodierkontakt für einen Verbraucher oder als ein Temperaturkontakt zur Übertragung von Temperaturinformationen des Akkupacks ausgebildet sein.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass die zweite elektrische Schnittstelle einen USB-Anschluss, insbesondere einen USB Typ-c Anschluss oder eine USB Micro-B Anschluss, aufweist. Vorteilhaft kann über einen standardisierten Anschluss der Akkupack besonders komfortabel geladen werden.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Akkupack eine Elektronik mit einer Leiterplatte umfasst, wobei die erste und/oder die zweite elektrische Schnittstelle zumindest teilweise auf der Leiterplatte angeordnet sind. Vorteilhaft kann dadurch ein besonders kompakter Akkupack realisiert werden. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die zwei elektrischen Kontakte teilweise zwischen der Leiterplatte und der Batteriezelle angeordnet sind.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass eine Längserstreckung der Elektronik im Wesentlichen parallel zu einer Längserstreckung der Batteriezelle verläuft. Vorteilhaft kann dadurch die Länge des Akkupacks besonders klein gehalten werden. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Längserstreckung der Batteriezelle im Wesentlichen der Einsteckrichtung des Akkupacks in den Verbraucher entspricht.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Akkupack über eine mechanische Schnittstelle lösbar an einer Handwerkzeugmaschine befestigbar ist, wobei im befestigten Zustand ein Laden des Akkupacks insbesondere nur über die zweite elektrische Schnittstelle möglich ist. Vorteilhaft kann dadurch stets eine Stromversorgung der Handwerkzeugmaschine gewährleistet werden. Unter einer lösbaren Befestigung soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine werkzeuglos lösbare Befestigung verstanden werden.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Akkupack einen Temperatursensor aufweist, der zwischen der Elektronik und der Batteriezelle, insbesondere einem Elektronikträger aus Kunststoff und der Batteriezelle, verspannt ist. Vorteilhaft können dadurch eine einfache Montage und gleichzeitig eine genaue Ermittlung der Temperatur des Akkupacks im Bereich der Batteriezelle ermöglicht werden. Es ist ebenfalls denkbar, dass der Akkupack mehrere Temperatursensoren aufweist, um mittels Redundanz die Bestimmung der Temperatur zu verbessern.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Montageverfahren für einen Akkupack, wobei die folgenden Schritte in der genannten Reihenfolge durchgeführt werden:
    • - Verbindung, insbesondere kraft- und/oder formschlüssige Verbindung, eines ersten Montagemoduls mit einem zweiten Montagemodul, wobei das erste Montagemodul eine erste elektrische Schnittstelle, eine zweite elektrische Schnittstelle und einen Temperatursensor auf einer Leiterplatte einer Elektronik aufweist, und das zweite Montagemodul zumindest einen Teil einer elektrischen Kontaktvorrichtung auf einem Elektronikträger umfasst;
    • - Herstellung einer Schweißverbindung, insbesondere zumindest zweier Schweißverbindungen, zwischen dem ersten Montagemodul und dem zweiten Montagemodul, vorzugsweise zwischen der ersten Schnittstelle und der elektrischen Kontaktvorrichtung.
  • Vorteilhaft kann dadurch eine besonders einfache Montage des Akkupacks realisiert werden.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Montageverfahren zusätzlich folgenden Schritt im Anschluss umfasst:
    • - Herstellung einer Schweißverbindung zwischen der elektrischen Kontaktvorrichtung und einer Batteriezelle.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Montageverfahren zusätzlich folgende Schritte im Anschluss umfasst:
    • - Aufnahme der miteinander verschweißten Bauteile in einem insbesondere topförmigen Akkugehäusegrundkörper eines Akkupackgehäuses;
    • - Verschließen des Akkupackgehäuses über eine Akkukappe.
  • Vorteilhaft kann dadurch das Montageverfahren weiter optimiert werden.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Akkupack, insbesondere einen Handwerkzeugmaschinenakkupack, mit einem Akkupackgehäuse, in welchem eine Batteriezelle und eine Elektronik aufgenommen sind. Es wird vorgeschlagen, dass die Elektronik eine Steuereinheit, einen Bewegungssensor und ein insbesondere einzelnes Leuchtelement aufweist, wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, das Leuchtelement basierend auf einem von dem Bewegungssensor erfassten Signal zu steuern, um einen Ladezustand zu signalisieren. Vorteilhaft kann dadurch auf besonders komfortable Art und Weise der Ladezustand des Akkupacks angezeigt werden. Insbesondere ist aufgrund des Bewegungssensor kein manuell betätigbares Bedienelement für das Leuchtelement notwendig. Alternativ oder zusätzlich ist auch denkbar, dass die Steuereinheit zur Regelung, insbesondere zur Reglung des Leuchtelements, ausgebildet ist.
  • Der Bewegungssensor ist insbesondere dazu ausgebildet, eine Lageänderung des Akkupacks in eine elektrische Größe umzuwandeln und somit ein Signal basierend auf der Lageänderung zu ermitteln. Die Steuereinheit umfasst zumindest eine Recheneinheit, wie beispielsweise einem Mikroprozessor, über die das Signal des Bewegungssensors auswertbar ist. Alternativ ist ebenfalls denkbar, dass die Steuereinheit analog ausgebildet ist und beispielhaft zumindest einen Komparator umfasst. Insbesondere ist sowohl die Steuereinheit als auch der Bewegungssensor analog ausgebildet. Das Leuchtelement kann als monochromes Leuchtelement oder als polychromes Leuchtelement ausgebildet sein. insbesondere weist das Leuchtelement zumindest eine Leuchtdiode auf. Vorzugsweise weist das Leuchtsystem zumindest zwei Leuchtdioden auf. Bevorzugt weist das Leuchtsystem je angezeigter Farbe eine Leuchtdiode auf. Alternativ ist ebenfalls denkbar, dass das Leuchtelement als mehrfarbige LED ausgebildet ist.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Bewegungssensor als ein Beschleunigungssensor ausgebildet ist. Der Bewegungssensor kann insbesondere als ein piezoelektrischer Beschleunigungssensor ausgebildet sein. Vorteilhaft kann dadurch eine präzise Messung der Lageänderung ermöglicht werden. Vorzugsweise ist der Beschleunigungssensor als ein MEMS Bauteil ausgebildet. Der Beschleunigungssensor kann insbesondere zur Messung einer linearen Beschleunigung entlang zumindest einer Achse, bevorzugt entlang drei Achsen, ausgebildet sein. Alternativ kann der Beschleunigungssensor zur Messung einer Winkelgeschwindigkeit ausgebildet sein. Es ist ebenfalls denkbar, dass der Akkupack mehr als einen Bewegungssensor aufweist, beispielhaft einen zur Messung einer linearen Beschleunigung und einen zur Messung einer Winkelgeschwindigkeit um die Ermittlung des Signals zu optimieren.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass das Leuchtelement dazu ausgebildet ist, in unterschiedlichen Farben zu leuchten. Vorteilhaft kann dadurch der Benutzer bei seiner Arbeit unterstützt werden. Insbesondere ist das Leuchtelement dazu ausgebildet, in drei Farben zu leuchten, wobei die drei Farben rot, gelb und grün sind. Vorteilhaft kann durch diese Farbwahl eine intuitive Verwendung des Akkupacks realisiert werden. Alternativ wäre auch denkbar, dass das Leuchtelement dazu ausgebildet ist in zwei Farben zu leuchten, wobei die zwei Farben rot und grün sind. Zusätzlich oder alternativ zu einer dieser Farben wäre auch blau denkbar. Alternativ ist ebenfalls denkbar, dass alternativ oder zusätzlich die Intensität der Helligkeit des aktiven Leuchtelements variiert wird. Die Variation kann beispielhaft linear oder exponentiell erfolgen.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Leuchtelement dazu ausgebildet ist, kontinuierlich und/oder blinkend zu leuchten. Vorteilhaft kann dadurch die Anzeige an den Benutzer weiter verbessert werden. Insbesondere kann das Leuchtelement teilweise blickend ausgebildet sein, wobei unter teilweise blinkend ausgebildet verstanden werden soll, dass das Leuchtelement in zumindest einer Farbe nicht blinkend leuchtet. Das Leuchtelement ist insbesondere dazu ausgebildet einen Status des Ladezustands des Akkupacks anzuzeigen. Der Status ist basierend auf dem Signal des Bewegungssensors von der Steuereinheit ermittelbar. Der Status kann beispielhaft Akkupack 100 % geladen, Akkupack 0 % geladen oder Akkupack lädt sein. Vorteilhaft können durch die Kombination von leuchtenden und blinkenden Farben eine höhere Anzahl an Stati als angezeigten Farben realisiert werden.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Elektronik eine Leiterplatte umfasst, die insbesondere mit elektrischen Kontakten verbunden ist, wobei das Leuchtelement und der Bewegungssensor auf der Leiterplatte angeordnet sind. Vorteilhaft kann dadurch ein kompakter Akkupack realisiert werden. Insbesondere sind der Bewegungssensor und das Leuchtelement als oberflächenmontierte Bauelemente ausgebildet.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, bei Erfassung einer Bewegung des Akkupacks das Leuchtelement zu aktivieren. Vorteilhaft kann dadurch über eine Bewegung des Akkupacks das Leuchtelement aktiviert werden.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, das Leuchtelement für eine vorbestimmte Zeit zu aktivieren, die insbesondere von dem Ladezustand abhängig ist. Vorteilhaft kann dadurch der Energieverbrauch reduziert werden. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, das Leuchtelement bei einem ermittelbaren ersten Status, der einem höheren Ladezustand entspricht als einem ermittelbaren zweiten Status, das Leuchtelement für einen längeren Zeitraum zu aktivieren als bei dem zweiten Status.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, das Leuchtelement bei einem Entladen des Akkupacks auszuschalten. Vorteilhaft kann dadurch sichergestellt werden, dass stets eine verlässliche Anzeige über den Ladezustand gewährleistet ist. Unter einem Entladen des Akkupacks soll in diesem Zusammenhang insbesondere der Betrieb des Verbrauchers, wie zum Beispiel das Schrauben mit einem Schrauber oder einem Schleifen mit einem Schleifgerät verstanden werden. Bei derartigen Verwendungen des Akkupacks fließen hohe Ströme wodurch die Spannung einbricht und dadurch ein signifikant zu geringer Ladezustand ermittelt wird.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass das Akkugehäuse einen Lichtleiter aufweist, wobei der Lichtleiter dazu ausgebildet ist, das von dem Leuchtelement ausgehende Licht zu nach außen zu leiten, insbesondere zu bündeln. Vorteilhaft kann dadurch das von dem Leuchtelement erzeugte Licht effizient aus dem Inneren des Akkupackgehäuses nach außen geleitet werden. Der Lichtleiter ist insbesondere transparent ausgebildet. Der Lichtleiter weist vorzugsweise eine Lichtsammelfläche, die dem Leuchtelement zugewandt angeordnet ist, und eine Lichtabstrahlfläche, die an der Außenfläche des Akkupacks angeordnet ist, auf. Die Lichtsammelfläche kann unmittelbar benachbart zu dem Leuchtelement oder an dem Leuchtelement anliegend angeordnet sein. Insbesondere entspricht die die Größe der Lichtsammelfläche im Wesentlichen der Größe des Leuchtelements bzw. der Fläche, über die das Leuchtelement Licht emittiert. Die Lichtabstrahlfläche weist bevorzugt eine andere geometrische Form auf als die Lichtsammelfläche. Die Lichtabstrahlfläche kann im Wesentlichen dieselbe Größe haben wie die Lichtsammelfläche. Es ist allerdings auch denkbar, dass die Lichtabstrahlfläche kleiner ist als die Lichtsammelfläche um eine höhere Lichtintensität zu erzeugen.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Lichtleiter zumindest zweistufig ausgebildet ist, wobei zumindest eine Stufe über ein Dichtelement abgedichtet ist. Vorteilhaft kann dadurch der Akkupack vor Flüssigkeit oder Feuchtigkeit wirksam geschützt werden. Ein zweistufiger Lichtleiter weist ein erstes und ein zweites Lichtleitelement auf, wobei die Lichtleitelemente derart miteinander verbunden sind, dass Licht von dem ersten Lichtleitelement in das zweite Lichtleitelement übergehen kann. Die Lichtleitelemente können kraft- und/oder formschlüssig oder stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Alternativ ist auch denkbar, dass das erste Lichtleitelement an dem zweiten Lichtleitelement anliegt oder ein kleiner Spalt zwischen den beiden Lichtleitelementen angeordnet ist.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein System, umfassend einen Verbraucher und einen Akkupack, wobei der Verbraucher lösbar mit dem Akkupack verbindbar ist, wobei der Akkupack eine erste und eine zweite elektrische Schnittstelle aufweist, mit einer Dichtvorrichtung zur Abdichtung des Systems gegenüber einem Eintritt von Staub und/oder Flüssigkeiten. Es wird vorgeschlagen, dass die Dichtvorrichtung eine erste Dichteinheit und eine zweite Dichteinheit umfasst, die zwischen der ersten und der zweiten elektrischen Schnittstelle angeordnet sind. Vorteilhaft kann dadurch das System effektiv vor einem Eintritt von Flüssigkeiten oder Feuchtigkeit geschützt werden. Die Dichtvorrichtung kann dem Verbraucher und/oder dem Akkupack zugeordnet sein. Die Dichtvorrichtung ist insbesondere derart ausgebildet, dass das System aus Verbraucher und Akkupack einer IP Schutzklasse von zumindest IPX3, vorzugsweise von zumindest IPX4 und damit Schutz gegen Spritzwasser (Richtung egal), entspricht.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass die erste Dichteinheit zur Abdichtung der ersten elektrischen Schnittstelle ausgebildet ist. Vorteilhaft kann dadurch die Abdichtung der ersten Schnittstelle sichergestellt werden. Insbesondere ist die erste Dichteinheit zwischen der ersten elektrischen Schnittstelle und einer Gehäuseöffnung des Systems angeordnet. Unter einer Gehäuseöffnung des Systems soll insbesondere eine Öffnung oder ein Spalt verstanden werden, der im verbundenen Zustand des Verbrauchers mit dem Akkupack zwischen dem Akkupackgehäuse und einem Gehäuse des Verbrauchers angeordnet ist.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die erste Dichteinheit zwischen dem Akkupackgehäuse des Akkupacks und dem Gehäuse des Verbrauchers angeordnet ist. Vorteilhaft kann dadurch die Abdichtung weiter verbessert werden.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die erste Dichteinheit ein zweiteiliges Dichtelement aufweist, das kraft- und/oder formschlüssig von zwei Gehäuseschalen des Gehäuses aufgenommen ist. Vorteilhaft kann dadurch eine günstige und einfach zu montierende erste Dichteinheit realisiert werden.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass das Dichtelement über ein Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren, insbesondere einem Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren, hergestellt ist, wobei ein radial innenliegender Teil des Dichtelements elastischer ausgebildet ist, als ein radial außenliegender Teil des Dichtelements. Vorteilhaft kann dadurch ein sowohl elastisches als auch mechanische stabiles Dichtelement realisiert werden.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die zweite Dichteinheit zur Abdichtung des Akkupackgehäuses ausgebildet ist. Insbesondere ist die zweite Dichteinheit zwischen der zweiten elektrischen Schnittstelle und der Gehäuseöffnung des Systems angeordnet.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Akkupackgehäuse zumindest zweiteilig ausgebildet ist, wobei die zweite Dichteinheit zwischen einem Akkupackgrundkörper und einer Akkupackkappe angeordnet. Vorteilhaft kann dadurch der Akkupack effektiv zwischen seinen Gehäuseteilen abgedichtet werden. Der Akkupackgrundkörper erstreckt sich insbesondere in seiner Länge parallel zu der Längserstreckung der in ihm aufgenommenen Batteriezellen. Der Akkupackgrundkörper und die Akkupackkappe sind insbesondere kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden. Im mit dem Verbraucher verbundenen Zustand ist der Akkupackgrundkörper insbesondere im Wesentlichen von dem Gehäuse des Verbrauchers umschlossen.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass die zweite Dichteinheit einen Dichtring umfasst. Vorteilhaft kann dadurch eine einfache Montage und eine preisgünstige Dichteinheit realisiert werden.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Akkupackgehäuse eine oder mehrere Öffnungen aufweist, wobei sämtliche Öffnungen durch jeweils ein Verschlusselement verschlossen und mittels jeweils eines weiteren Dichtelements abgedichtet ist. Vorteilhaft kann dadurch ein im Wesentlichen spritzwassergeschützter Akkupack realisiert werden. Bevorzugt sind im unverbundenen Zustand alle Öffnungen des Akkupacks bis auf die erste elektrische Schnittstelle vor einem Wassereintritt geschützt.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Akkupack für eine Handwerkzeugmaschine mit einer Dichtvorrichtung wie zuvor beschrieben oder einen Verbraucher, insbesondere eine Handwerkzeugmaschine, mit einer ersten Dichteinheit wie zuvor beschrieben.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung einen Akkupack, insbesondere einen Handwerkzeugmaschinenakkupack, mit einem Akkupackgehäuse, wobei das Akkupackgehäuse eine eine mechanische Schnittstelle umfassende Akkupackkappe zur lösbaren Verbindung des Akkupackgehäuses an einen Verbraucher aufweist, wobei die mechanische Schnittstelle zumindest ein federndes Rastelement aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass die Akkupackkappe ein innenliegendes Gehäuseteil und ein außenliegendes Gehäuseteil aufweist, wobei am innenliegende Gehäuseteil das Rastelement angeordnet ist und am außenliegenden Gehäuseteil ein Bedienelement angeordnet ist. Insbesondere ist das Bedienelement zur Betätigung des Rastelements ausgebildet, sodass über eine Krafteinwirkung auf das Bedienelement das Rastelement in und/oder außer Eingriff gebracht werden kann. Durch die Ausbildung des Bedienelements und des Rastelements in verschiedenen Gehäuseteile kann vorteilhaft erreicht werden, dass das Bedienelement optimal für einen Benutzer angepasst ist und das Rastelement zur optimalen Verbindung ausgelegt ist.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass das innenliegende Gehäuseteil die mechanische Schnittstelle umfasst und das außenliegendes Gehäuseteil zumindest einen Spalt des innenliegenden Gehäuseteils verdeckt. Vorteilhaft kann dadurch das System aus einem Verbraucher und einem Akkupack im verbundenen Zustand effektiv gegen einen Eintritt von Staub und Flüssigkeiten geschützt werden.
  • Die mechanische Schnittstelle ist insbesondere zu einer kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung ausgebildet. Die mechanische Schnittstelle weist vorzugsweise Mittel auf, die dem Akkupack zugeordnet sind, und Mittel, die dem Verbraucher zugeordnet sind, auf. Das federnde Rastelement ist insbesondere als federnder Rastarm ausgebildet. Der federnde Rastarm ist vorzugsweise einstückig mit dem innenliegenden Gehäuseteil ausgebildet. Das außenliegende Gehäuseteil ist bezogen auf das innenliegende Gehäuseteil insbesondere radial zur Längserstreckung außen angeordnet.
  • Vorzugsweise ist das außenliegende Gehäuseteil als ein Außengehäuse ausgebildet. Bevorzugt ist das innenliegende Gehäuseteil nicht an der Außenfläche der Akkukappe angeordnet.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass der Spalt benachbart zum Rastelement ausgebildet ist. Vorteilhaft kann durch den Spalt die elastischen Eigenschaften des Rastarms optimal angepasst werden. Insbesondere sind benachbart zu jedem Rastarm der mechanischen Schnittstelle zwei Spalte angeordnet. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Spalt in Umfangsrichtung zwischen zwei Rastarmen angeordnet ist. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass sich der Spalt im Wesentlichen parallel zu einer Längserstreckung des Akkupacks erstreckt. Vorzugsweise ist die Längserstreckung des Akkupacks parallel zu einer Einsteckrichtung bzw. Einschubrichtung des Akkupacks beim Verbindungsprozess mit dem Verbraucher ausgebildet. Zudem ist denkbar, dass die Längserstreckung des Akkupacks im Wesentlichen der Längserstreckung der Batteriezellen entspricht. Eine Länge des Rastarms kann im Wesentlichen einer Länge des Spalts entsprechen. Es ist allerdings auch denkbar, dass die Länge des Rastarms größer ist als die Länge des Spalts.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass das innenliegende Gehäuseteil einen Bedienbereich und einen Koppelbereich umfasst, wobei der Bedienbereich insbesondere vollständig von dem außenliegenden Gehäuseteil verdeckt ist. Unter einem Bedienbereich soll insbesondere ein Bereich des innenliegenden Gehäuseteils verstanden werden, der unter Krafteinwirkung derart verformt und/oder verbogen wird, dass der Rastarm bewegt wird. Vorzugsweise ist der Bedienbereich derart angeordnet, dass er sowohl im mit dem Verbraucher verbundenen Zustand als auch im unverbunden Zustand betätigbar ist. Bevorzugt ist der mit dem Verbraucher verbundene Akkupack über eine Krafteinwirkung auf den Bedienbereich von dem Verbraucher werkzeuglos lösbar. Der Koppelbereich ist insbesondere zur Herstellung der kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung mit einem korrespondierenden Mittel des Verbrauchers ausgebildet. Der Koppelbereich ist im mit dem Verbraucher verbundenen Zustand insbesondere von dem Gehäuse des Verbrauchers umschlossen. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Koppelbereich frei von dem außenliegenden Gehäuseteil liegt. Insbesondere ist im Bedienbereich das Bedienelement angeordnet. Vorzugsweise wird der Bedienbereich durch das Bedienelement gebildet.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das innenliegenden Gehäuseteil und das außenliegende Gehäuseteil aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sind. Zudem wird vorgeschlagen, dass das innenliegende Gehäuseteil aus einer Hartplastik und das außenliegende Teil aus einer Weichplastik ausgebildet ist. Insbesondere weist das innenliegende Gehäuseteil ein höheres Elastizitätsmodul auf als das außenliegende Gehäuseteil. Durch das steifere innenliegende Gehäuseteil kann eine sichere Verbindung über den Rastarm gewährleistet werden. Durch das weichere außenliegende Gehäuse kann vorteilhaft eine verbesserte Benutzerinteraktion realisiert werden, da die Akkupackkappe durch das weichere Material sicherer gegriffen werden kann. Zudem weist der Akkupack durch das weichere Material des außenliegenden Gehäuseteils vorteilhaft verbesserte elastische Eigenschaften auf, die im Falle eines Sturzes die auf den Akkupack einwirkende Energie absorbieren kann.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass ein Verhältnis einer Materialdicke des innenliegenden Gehäuseteils und einer Materialdicke des außenliegenden Gehäuseteils im Mittel einen Wert von im Wesentlichen 3, insbesondere im Mittel einen Wert von im Wesentlichen 2, vorzugsweise einen Wert von im Wesentlichen 1, nicht übersteigt. Vorteilhaft kann in diesem Bereich die Vorteile der einzelnen Gehäuseteile optimal ausgenutzt werden. Die Materialdicke des innenliegenden Gehäuseteils ist dabei größer als die Materialdicke des außenliegenden Gehäuseteils.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das außenliegende Gehäuseteil ein Bedienmittel aufweist. Insbesondere ist das Bedienmittel als Außenfläche des Bedienelements ausgebildet. Vorteilhaft kann durch das Bedienmittel die Bedienung des Akkupack erleichtert. Das Bedienmittel kann einstückig mit dem außenliegenden Gehäuseteil ausgebildet sein. Das Bedienmittel kann als Oberflächenmodifikation des außenliegenden Gehäuseteils ausgebildet sein. Insbesondere ist das Bedienmittel oberhalb des Bedienbereichs des innenliegenden Gehäuseteils angeordnet. Vorteilhaft wird dadurch sichergestellt, dass die Krafteinwirkung auf den Akkupack an der richtigen Stelle erfolgt. Die Oberflächenmodifikation kann beispielhaft Rippen und/oder Noppen umfassen, die sich nach innen oder nach außen erstrecken.
  • Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Akkupackkappe wie zuvor beschrieben, wobei die Akkupackkappe über ein Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren, insbesondere einem Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren, hergestellt wird. Vorteilhaft kann durch diese Maßnahme eine kostengünstige Herstellung der Akkupackkappe realisiert werden.
  • Figurenliste
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Es zeigen:
    • 1 eine Seitenansicht eines Systems mit einem Verbraucher und einem Akkupack;
    • 2 eine perspektivische Ansicht des Akkupacks gemäß 1;
    • 3a eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Kontaktvorrichtung und einer Batteriezelle des Akkupacks gemäß 2;
    • 3b ein Seitenschnitt durch die elektrische Kontaktvorrichtung gemäß 3a;
    • 3c ein Querschnitt durch die elektrische Kontaktvorrichtung gemäß 3b;
    • 4 ein Querschnitt einer alternativen Ausführungsform einer elektrischen Kontaktvorrichtung;
    • 5a eine perspektivische Ansicht eines ersten Montagemoduls;
    • 5b eine perspektivische Ansicht eines zweiten Montagemoduls;
    • 5c eine perspektivische Ansicht des ersten Montagemoduls verbunden mit dem zweiten Montagemodul und der Batteriezelle;
    • 6 ein Längsteilschnitt durch das System gemäß 1;
    • 7 eine perspektivische Ansicht eines Lichtleiters;
    • 8 eine perspektivische Ansicht einer ersten Dichteinheit;
    • 9 eine perspektivische Ansicht einer Akkupackkappe.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In 1 ist ein erfindungsgemäßes System aus einem Verbraucher 10 und einem Akkupack 100 gezeigt. Der Verbraucher 10 ist beispielhaft als eine Handwerkzeugmaschine 12, insbesondere als ein Schrauber, ausgebildet. Die Handwerkzeugmaschine 12 weist eine Gehäuse 14 auf, das zumindest eine erste Gehäuseschale 16 und eine zweite Gehäuseschale 18 umfasst. Die beiden Gehäuseschalen 16, 18 können beispielhaft über eine Schraubverbindung miteinander verbunden sein. Im Gehäuse 14 der Handwerkzeugmaschine 12 ist eine einen Elektromotor aufweisende Antriebseinheit 20 angeordnet. Die Antriebseinheit 20 ist insbesondere über eine Getriebeeinheit mit einer Werkzeugaufnahme 22 gekoppelt. Die Werkzeugaufnahme 22 ist dazu ausgebildet, ein nicht dargestelltes Einsatzwerkzeug derart aufzunehmen, dass eine Antriebsbewegung ausgehend von der Antriebseinheit 20 auf das Einsatzwerkzeug übertragbar ist. Die Handwerkzeugmaschine 12 weist zudem einen Betriebsschalter 24 zum Ein- und Ausschalten der Handwerkzeugmaschine 12 bzw. der Antriebseinheit 20 auf. Der Betriebsschalter 24 ist an einem Handgriff 26 angeordnet, der sich schräg zu einer Arbeitsachse 28 erstreckt. Unter einer Arbeitsachse soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Achse verstanden werden, um die oder entlang der das Einsatzwerkzeug im Betrieb angetrieben wird. Der Handgriff 26 erstreckt sich schräg zu der Arbeitsachse 28. Insbesondere schließen die Arbeitsachse 28 und die Längsachse 29 des Handgriffs 26 einen Winkel von über 90° ein. Die Antriebseinheit 20 bzw. die Werkzeugaufnahme 22 ist am oberen Ende des Handgriffs 26 angeordnet. Am unteren Ende des Handgriffs 26 ist eine Akkupackaufnahme 30 angeordnet, die zur Aufnahme des Akkupacks 100 vorgesehen ist. Der Akkupack 100 ist teilweise, insbesondere zum größten Teil, im Handgriff 26 aufgenommen. Die Akkupackaufnahme 30 umfasst zwei Rasttaschen 32 und eine elektrische Schnittstelle 34.
  • Der Akkupack 100 ist insbesondere als ein Einsteckakkupack ausgebildet, der im mit der Handwerkzeugmaschine 12 verbundenen Zustand teilweise in der Akkupackaufnahme 30 der Handwerkzeugmaschine 12 aufgenommen ist. Insbesondere ist der Akkupack 100 als Wechselakkupack ausgebildet. In 2 ist der Akkupack 100 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Der Akkupack 100 ist zur Energieversorgung des Verbrauchers 10 bzw. der Handwerkzeugmaschine 12 vorgesehen. Insbesondere ist der Akkupack 100 teilweise von dem Gehäuse 14 der Handwerkzeugmaschine 12 umschlossen. In dem Bereich, in dem der Akkupack 100 von dem Gehäuse 14 umschlossen wird, ist der Akkupack 100 vorzugsweise in Umfangsrichtung vollständig umschlossen. Der Akkupack 100 ist als ein Handwerkzeugmaschinenakkupack ausgebildet. Der Akkupack 100 weist ein Akkupackgehäuse 102 auf, das mehrteilig ausgebildet ist. Das Akkupackgehäuse 102 weist einen topfförmigen Akkupackgrundkörper 104 und eine Akkupackkappe 106 auf. Insbesondere verschließt die Akkupackkappe 106 den Akkupackgrundkörper 104. Der Akkupack 100 weist eine erste elektrische Schnittstelle 108 auf, die dazu ausgebildet ist, den Akkupack 100 elektrisch mit der Handwerkzeugmaschine 12, insbesondere mit der elektrischen Schnittstelle 34 der Handwerkzeugmaschine 12, zu verbinden. Die erste elektrische Schnittstelle 108 ist an einem ersten Ende des Akkupacks 100 angeordnet. Insbesondere ist die erste elektrische Schnittstelle 108 im mit der Handwerkzeugmaschine 12 verbundenen Zustand vollständig im Gehäuse 14 der Handwerkzeugmaschine 12 aufgenommen. Der Akkupack 100 weist zudem eine zweite elektrische Schnittstelle 110 (siehe 5a) auf. Die zweite elektrische Schnittstelle 110 ist insbesondere zur Verbindung mit einer nicht dargestellten Ladevorrichtung ausgebildet. Es ist denkbar, die elektrische Schnittstelle 110 direkt mit der Ladevorrichtung zu verbinden oder alternativ auch über eine Kabelverbindung. Die zweite elektrische Schnittstelle 110 ist an einem zweiten Ende des Akkupacks 100 angeordnet, die dem ersten Ende gegenüberliegt. Der Akkupack 100 weist eine Ladezustandsanzeige 112 auf, über die der Ladezustand des Akkupacks 100 anzeigbar ist. Die Ladezustandsanzeige 112 ist an der Akkupackkappe 106 angeordnet. Bevorzugt ist die Ladezustandsanzeige 112 auf einer der Werkzeugaufnahme abgewandten Seite des Akkupacks 100 angeordnet. Der Akkupack 100 umfasst des Weiteren eine mechanische Schnittstelle 114, die zur lösbaren Befestigung des Akkupacks 100 an der Handwerkzeugmaschine 12 ausgebildet ist. Die mechanische Schnittstelle 114 umfasst zwei als federnde Rastarme 116 ausgebildete Rastelemente 116, die sich in Richtung der Handwerkzeugmaschine 12 erstrecken. Die Rastarme 116 sind zur kraft- und formschlüssigen Verbindung in den Rasttaschen 32 der Handwerkzeugmaschine 12 aufnehmbar. Der Akkupack 100 umfasst eine einzelne Batteriezelle 118, die in dem Akkupackgehäuse 102 angeordnet ist.
  • In 3a ist eine perspektivische Ansicht einer elektrischer Kontaktvorrichtung 120 und einer Batteriezelle 118 gezeigt. In 3b ist die elektrische Kontaktvorrichtung 120 und die Batteriezelle 118 in einem Längsschnitt gezeigt. Die Batteriezelle 118 weist zwei Zellpole 122 auf, die stirnseitig angeordnet sind. Die elektrische Kontaktvorrichtung 120 weist zwei Zellverbinder 124 auf, die dazu ausgebildet sind, eine elektrische Verbindung zwischen der elektrischen Kontaktvorrichtung 120 und der Batteriezelle 118, insbesondere einem der Zellpole 122 der Batteriezelle 118, herzustellen. Des Weiteren weist die elektrische Kontaktvorrichtung 120 zwei Flachverbinder 126 auf, die dazu ausgebildet sind, die Zellverbinder 124 mit jeweils einem elektrischen Kontakt 128 zu verbinden. Alternativ ist ebenfalls denkbar, dass die elektrische Kontaktvorrichtung 120 nur jeweils ein Zellverbinder 124, einen Flachverbinder 126 und einen elektrischen Kontakt 128 aufweist. Die elektrischen Kontakte 128 sind als Federblechkontakte ausgebildet. Um einen leistungsfähigen Verbraucher 10 wie die Handwerkzeugmaschine 12 mit einem einzelligen Akkupack 100 mit ausreichend Leistung zu versorgen ist eine leistungsfähige Batteriezelle 118 notwendig. Zudem muss sichergestellt werden, dass die elektrische Kontaktvorrichtung 120, die die Batteriezelle 118 mit dem Verbraucher 10 bzw. der elektrische Schnittstelle 34 der Handwerkzeugmaschine 12 elektrisch verbindet, den Anforderung derart hoher Ströme entspricht. Aus diesem Grund wird bei der Verbindung der einzelnen Bauteile der elektrischen Kontaktvorrichtung 120 auf Lötverbindungen verzichtet. Die Zellverbinder 124 sind mit den Flachverbindern 126 in jeweils einem ersten Verbindungsbereich 130 stoffschlüssig über eine Schweißverbindung verbunden. Die Schweißverbindung erfolgt vorzugsweise über ein Widerstandsschweißverfahren, es ist allerdings ebenfalls denkbar, dass die Schweißverbindung über ein Laserschweißverfahren hergestellt wird. Die elektrischen Kontakte 128 sind mit den Flachverbindern 126 über jeweils einen zweiten Verbindungsbereich 132 stoffschlüssig über eine Schweißverbindung verbunden. Diese Schweißverbindung erfolgt ebenfalls über ein Widerstandsschweißverfahren. Alternativ wäre auch hier denkbar, die stoffschlüssige Verbindung über eine Laserschweißverfahren herzustellen. Die Zellverbinder 124 und die Flachverbinder 126 sind aus Reinstkupfer ausgebildet, um eine sehr hohe Leitfähigkeit zu gewährleisten. Die Zellverbinder 124 weisen eine Dicke von ca. 0,1 mm auf und die Flachverbinder 126 weisen eine Dicke von 0,3 mm auf. Die elektrischen Kontakte 128 sind aus einer Kupferlegierung ausgebildet, die sowohl eine hohe Leitfähigkeit als auch eine gewisse Elastizität aufweist. Die elektrischen Kontakte 128 weisen eine Dicke von 0,5 mm auf. Insbesondere ist die Leitfähigkeit des Materials der Flachverbinder 126 und der Zellverbinder 124 größer als die Leitfähigkeit des Materials der elektrischen Kontakte 128.
  • Wie in 3b zu sehen ist, liegt der Flachverbinder 126 im ersten Verbindungsbereich 130 über ein Verbindungsmittel 134 an dem Zellverbinder 124 an. Im Verbindungsbereich 130 sind der Flachverbinder 126 und der Zellverbinder bezüglich der Längserstreckung des Akkupacks 10 insbesondere überlappend angeordnet. Unter „überlappend angeordnet“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine Ebene, bei der die Längserstreckung des Akkupacks 10 die Normale bildet, sowohl den Flachverbinder 126 als auch den Zellverbinder 124 schneidet. Das Verbindungsmittel 134 ist einstückig mit dem Flachverbinder 126 ausgebildet, es wäre allerdings auch denkbar, das Verbindungsmittel 134 einstückig mit dem Zellverbinder 124 auszubilden. Das Verbindungsmittel 134 ist bevorzugt über eine Bearbeitung des Flachverbinders 126 mittels eines Umformverfahrens hergestellt. Vorzugsweise wird das Verbindungsmittel 134 über ein Zugdruckumformen, insbesondere ein Tiefziehen, hergestellt. Das Verbindungsmittel 134 ist rippenförmig bzw. länglich ausgebildet und erstreckt sich in den Raum zwischen dem Flachverbinder 126 und dem Zellverbinder 124. Alternativ wäre auch denkbar, das Verbindungsmittel 134 dimpelförmig auszubilden. Durch das Anliegen des Verbindungsmittels 134 sind der Flachverbinder 126 und der Zellverbinder 124 benachbart zum Verbindungmittel 134 teilweise voneinander beanstandet, sodass ein Spalt entsteht. Vorteilhaft wird beim Schweißverfahren die zur stoffschlüssigen Verbindung über das Verbindungsmittel 134 lokal eingebracht, um einen optimalen Schweißpunkt zu erzielen.
  • Der elektrische Kontakt 128 liegt ebenfalls über ein weiteres Verbindungsmittel 136 im zweiten Verbindungsbereich 132 an dem Flachverbinder 126 an. Das weitere Verbindungsmittel 136 ist einstückig mit dem elektrischen Kontakt 128 ausgebildet, es ist allerdings auch hier denkbar, das Verbindungsmittel 136 einstückig mit dem Flachverbinder 126 auszubilden. Das weitere Verbindungsmittel 136 ist über ein Umformverfahren herstellbar. Das weitere Verbindungsmittel 136 ist ovalförmig, insbesondere kreisförmig, ausgebildet.
  • In 3c ist ein Querschnitt durch die elektrische Kontaktvorrichtung 120 und die Batteriezelle 118 gezeigt. Der Querschnitt erstreckt sich durch den zweiten Verbindungsbereich 132. Das durch das Umformen des elektrischen Kontakts 128 hergestellte weitere Verbindungsmittel 136 weist eine Dicke auf, die um ca. 10 % dünner ist, als die Dicke des elektrischen Kontakts 128 vor der Bearbeitung mit dem Umformverfahren. Somit weist der aus einem Metallblech geformte elektrische Kontakt 128 benachbart zu dem weiteren Verbindungsmittel 136 eine größere Materialstärke aus, als im zweiten Verbindungsbereich 132. Entsprechendes trifft auch für das Verbindungsmittel 134 im ersten Verbindungsbereich 130 zu. Die Breite des Weiteren Verbindungsmittels 136 und somit die Breite des zweiten Verbindungsbereichs 132 entspricht im Wesentlichen 25 % der Breite des elektrischen Kontakts 128.
  • In 4 ist eine alternative Ausführungsform der elektrischen Kontaktvorrichtung 120a gezeigt, bei der die Verbindung der einzelnen Bauteile der elektrischen Kontaktvorrichtung 120a zumindest teilweise nicht über ein Schweißverfahren erfolgt. Es ist ein Querschnitt durch einen zweiten Verbindungsbereich 132a gezeigt, in welchem ein elektrischer Kontakt 128a mit einem Flachverbinder 126a im Wesentlichen formschlüssig verbunden ist. Die Verbindung kann beispielhaft über ein Durchsetzfügeverfahren, wie beispielsweise Clinchen, Stanznieten oder Clinchnieten hergestellt werden. Bei dem Durchsetzfügeverfahren werden zunächst die beiden miteinander zu verbindenden Werkstücke aufeinandergelegt und im Anschluss wird mittels eines insbesondere konkav geformten Stempels (nicht dargestellt) die beiden Werkstücke zusammen derart verformt, dass eine formschlüssige Verbindung entsteht. Das Verfahren kann beispielhaft der DE 10 2008 025 074 A1 entnommen werden. Vorteilhaft kann mittels des Durchsetzfügeverfahrens eine Blechverbindung ohne zusätzliche Werkstoffe realisiert werden, die die Werkstoffe sowohl mechanisch als auch elektrisch miteinander verbindet und bei der der Einfluss auf die elektrische Leitfähigkeit minimal ist.
  • Anhand den 5a bis 5c wird das Montageverfahren des Akkupacks 100 näher erläutert. In 5a ist ein erstes Montagemodul 140 perspektivisch gezeigt. Zunächst wird das erstes Montagemodul 140 montiert. Das erste Montagemodul 140 umfasst eine Leiterplatte 142 einer Elektronik 144, auf der eine eine Recheneinheit umfassende Steuereinheit 146, eine Speichereinheit 148, ein Leuchtelement 150 und ein Bewegungssensor 152 angeordnet sind. Die Leiterplatte 142 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der Batteriezelle 118 bzw. der Längserstreckung der Batteriezelle 118. An einem ersten Ende der Leiterplatte 142 befindet sich die erste elektrische Schnittstelle 108, umfassend zwei elektrische Kontakte 128 und drei Zusatzkontakte 154, die oberhalb der elektrischen Kontakte 128 angeordnet sind. Zwischen den elektrischen Kontakten 128 und den Zusatzkontakten 154 ist ein nichtleitender Abstandshalter, der insbesondere aus einem Kunststoff gefertigt ist, angeordnet, um die elektrischen Kontakte 128 von den Zusatzkontakten 154 elektrisch zu isolieren. Die Zusatzkontakte 154 sind dazu ausgebildet, Informationen an den Verbraucher 10 und/oder eine Ladevorrichtung zu übertragen. Insbesondere ist einer der Zusatzkontakte 154 als ein Kodierkontakt für einen Verbraucher 10 ausgebildet, über den Informationen über den Akkupack 100, wie beispielsweise der Ladezustand, bzw. Charakteristika des Akkupacks 100, wie zum Beispiel die maximale und/oder verfügbare Kapazität, übertragbar sind. Ein weiterer Zusatzkontakt 154 kann als ein Kodierkontakt für eine Ladevorrichtung ausgebildet sein, über den Informationen über den Akkupack 100 bzw. Charakteristika des Akkupacks 100, wie zum Beispiel die maximale und/oder verfügbare Kapazität, übertragbar sind. Ein weiterer Zusatzkontakt 154 ist dazu ausgebildet, Temperaturinformationen, die über einen Temperatursensor erfasst werden, an den Verbraucher 10 oder eine Ladevorrichtung zu übermitteln. An einem gegenüberliegenden zweiten Ende der Leiterplatte 142 ist die zweite elektrische Schnittstelle 110 angeordnet. Die Steuereinheit 146, die Speichereinheit 148, das Leuchtelement 150 und der Bewegungssensor 152 sind auf derselben Seite der Leiterplatte 142 angeordnet. Entlang der der Steuereinheit 146 gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 142 erstreckt sich zudem ein Temperatursensor 156. Der Temperatursensor 156 ist insbesondere dazu ausgebildet, eine Kenngröße zu erfassen, über die eine Temperatur der Batteriezelle 118 und/oder des Akkupacks 100 ermittelbar ist. Die zweite elektrische Schnittstelle 110 ist als ein USB-Anschluss 158 ausgebildet. Die elektrischen Kontakte 128, die Zusatzkontakte 154, der USB-Anschluss 158 und der Temperatursensor 156 sind stoffschlüssig über eine Lötverbindung und zusätzlich kraft- und/oder formschlüssig mit der Leiterplatte verbunden. Insbesondere weist die Leiterplatte Verbindungselemente 160 in Form von Ausnehmungen auf, in die die elektrischen Kontakte 128, die Zusatzkontakte 154, der Temperatursensor 156 und der USB-Anschluss 158 formschlüssig eingreifen.
  • In 5b ist ein zweites Montagemodul 162 gezeigt. Das zweite Montagemodul 162 umfasst einen Elektronikträger 164, der aus einem Kunststoff ausgebildet ist. Des Weiteren umfasst das zweite Montagemodul 162 die Zellverbinder 124 und die Flachverbinder 126 der elektrischen Kontaktvorrichtung 120. Der Elektronikträger 164 weist Montageelemente 166 auf, über die der Elektronikträger 164 mit den Zellverbinden 124 und den Flachverbindern 126 kraft- und/oder formschlüssig verbindbar ist. Die Montageelemente 166 sind einstückig mit dem Elektronikträger 164 ausgebildet. Die Montageelemente 166 stehen bolzenförmig von dem Elektronikträger 165 ab. Die Zellverbinder 124 und die Flachverbinder 126 weisen korrespondierende Montageelemente 168 auf. Die korrespondierenden Montageelemente 168 sind als kreisförmige Aussparungen ausgebildet. Eines der Montageelemente 166 des Elektronikträgers 164 ist vorteilhaft mit einem Montageelement 168 des Zellverbinders 124 und einem Montageelemente 168 des Flachverbinders 126 formschlüssig verbindbar, wodurch eine besonders einfache Montage des zweiten Montagemoduls 162 ermöglicht wird.
  • In einem ersten Verfahrensschritt werden das erste Montagemodul 140 und das zweite Montagemodul 162 kraft und/oder formschlüssig miteinander verbunden. Der Elektronikträger 164 weist bolzenförmige Formschlusselemente 170 und Rastelement 172 auf, die mit korrespondierenden Aussparungen in der Leiterplatte 142 verbindbar bzw. in Eingriff bringbar sind. Die Formschlusselemente 170 und die Rastelemente 172 sind einstückig mit dem Elektronikträger 164 ausgebildet. Das erste Montagemodul 140 und das zweite Montagemodul 162 werden somit über eine Rastverbindung miteinander verbunden.
  • In einem zweiten Verfahrensschritt werden die einzelnen Bauteile der elektrischen Kontaktvorrichtung 120 stoffschlüssig miteinander verbunden. Die stoffschlüssige Verbindung erfolgt über ein Widerstandsschweißverfahren. Das erste Montagemodul 140, insbesondere die Leiterplatte 142 der Elektronik 144, weist benachbart zum zweiten Verbindungsbereich 136 der elektrischen Kontaktvorrichtung 120 eine Schweißaussparung 174 auf. Das zweite Montagemodul 162, insbesondere der Elektronikträger 164 weist benachbart zu dem ersten Verbindungsbereich 130 und benachbart zum dem zweiten Verbindungsbereich 132 der elektrischen Kontaktvorrichtung 120 jeweils zumindest eine Schweißaussparungen 176 auf. Im miteinander verbundenen Zustand des ersten Montagemoduls 140 und des zweiten Montagemoduls 162 sind somit vorteilhaft die Verbindungsbereiche 130, 134 der elektrischen Kontaktvorrichtung zumindest einseitig, insbesondere beidseitig, freiliegend ausgebildet. Dadurch kann die stoffschlüssige Verbindung über ein Widerstandsschweißverfahren oder ein Laserschweißverfahren realisiert werden.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Batteriezelle 118 zwischen den zwei Zellverbindern 124 angeordnet (siehe 5c). Die Batteriezelle 118 wird derart positioniert, dass der Temperatursensor 156 zwischen der Batteriezelle 118 und der Elektronik 144, insbesondere der Leiterplatte 142 der Elektronik 144, verspannt wird. Die elektrische Kontaktvorrichtung 120, insbesondere der Zellverbinder 124, wird stoffschlüssig mit der Batteriezelle 118 verbunden. Die stoffschlüssige Verbindung erfolgt ebenfalls über ein Widerstandsschweißverfahren. Alternativ ist allerdings auch denkbar, ein Laserschweißverfahren anzuwenden. Im Anschluss werden das erste Montagemodul 140 und das zweite Montagemodul 162 mit der Batteriezelle 118 in dem Akkupackgehäuse 102 aufgenommen.
  • In 6 ist ein Längsschnitt des in der Handwerkzeugmaschine 12 aufgenommenen Akkupacks 100 gezeigt. Um einen axial möglichst kompakten Akkupack 100 zu realisieren, ist die erste Schnittstelle 108, die zweite Schnittstelle 110 und die Elektronik 144 neben der Batteriezelle 118 angeordnet. Insbesondere schließt die erste und/oder die zweite elektrische Schnittstelle 108, 110 im Wesentlichen mit der Batteriezelle 118 axial ab. Unter im Wesentlichen mit der Batteriezelle 118 axial abschließen soll dabei insbesondere verstanden werden, dass sich die erste und/oder die zweite elektrische Schnittstelle 108, 110 nicht weiter als 20 % der Länge der Batteriezelle 118, vorzugsweise nicht weiter als 10 % der Länge der Batteriezelle 118, bevorzugt nicht weiter als 5 % der Länge der Batteriezelle 118, über die Batteriezelle 118 hinausragt. Der auf der Leiterplatte 142 der Elektronik 144 angeordnete Bewegungssensor 152 ist über die Steuereinheit 146 mit dem Leuchtelement 150 verbunden. Der Bewegungssensor 152 ist insbesondere dazu ausgebildet, eine Bewegungskenngröße zu erfassen, die beispielhaft einer Geschwindigkeit, einer Beschleunigung oder einer Winkelgeschwindigkeit entspricht oder durch die sich eine dieser Größen bestimmen lässt. Der Bewegungssensor 152 ist als ein insbesondere 3-achsiger Beschleunigungssensor ausgebildet. Der Bewegungssensor 152 übermittelt die Bewegungskenngröße an die Steuereinheit 146. Die Steuereinheit 146 ist dazu ausgebildet, basierend auf der Bewegungskenngröße des Bewegungssensors 152 einen Bewegungszustand zu ermitteln. Der Bewegungszustand kann beispielhaft ein ruhender oder ein bewegter Zustand des Akkupacks 100 und/oder des Systems aus Verbraucher 10 und Akkupack 100 sein. Alternativ oder zusätzlich ist ebenfalls denkbar, dass die Steuereinheit 146 über die Bewegungskenngröße des Bewegungssensors 152 und/oder über eine Stromkenngröße ermittelt, ob sich das System in einem Arbeitszustand befindet. Bei der Stromkenngröße kann es sich beispielsweise um einen Entladestrom des Akkupack 100 handeln, der von der Elektronik 144 erfassbar ist. Im Arbeitszustand wird der Verbraucher 10 mit Energie, die von dem Akkupack 100 zur Verfügung gestellt wird, angetrieben. Die Elektronik 144, insbesondere die Steuereinheit 146, ist zudem dazu ausgebildet, den Ladezustand der Batteriezelle 118 bzw. des Akkupacks 100 zu ermitteln.
  • Die Steuereinheit 146 steuert das Leuchtelement 150 basierend auf dem Bewegungszustand und dem Ladezustand. Das Leuchtelement 150 weist drei Leuchtdioden auf, eine rote Leuchtdiode, eine grüne Leuchtdiode und eine gelbe Leuchtdiode. Wird von der Steuereinheit 146 ein Bewegungszustand ermittelt, der einem bewegten Zustand entspricht, so wird das Leuchtelement 150 aktiviert.
  • Entspricht der Ladezustand dabei einem hohen Ladezustand, beispielweise 40 % bis 100 % des maximalen Ladezustands, so wird das Leuchtelement 150 derart angesteuert, dass das Leuchtelement 150 grün leuchtet. Entspricht der Ladezustand einem mittleren Ladezustand, beispielsweise 20 % bis 40 % des maximalen Ladezustands, so wird das Leuchtelement 150 derart angesteuert, dass das Leuchtelement 150 gelb leuchtet. Entspricht der Ladezustand einem geringen Ladezustand, beispielsweise 5 % bis 20 % des maximalen Ladezustands, so wird das Leuchtelement 150 derart angesteuert, dass das Leuchtelement 150 rot leuchtet. In allen drei obigen Ladezuständen leuchtet das Leuchtelement 150 kontinuierlich. Entspricht der Ladezustand einem Minimalladezustand, beispielsweise 0 bis 5 % des maximalen Ladezustands, so wird das Leuchtelement 150 derart angesteuert, dass das Leuchtelement 150 rot und blinkend leuchtet. Beim einer Änderung des Bewegungszustands von einem bewegten in einen ruhenden Zustand wird das Leuchtelement 150 nicht unmittelbar deaktiviert, sondern leuchtet für eine vorbestimmte Zeit weiter. Die Länge der vorbestimmten Zeit ist dabei insbesondere von der Höhe des Ladezustands abhängig und auf der Speichereinheit 148 hinterlegt. Beim Übergang in den Arbeitszustand wird das Leuchtelement 150 deaktiviert, da der hohe Stromverbrauch während des Betriebs die Ermittlung des Ladezustands durch die Elektronik 144 verfälscht. Direkt im Anschluss nach dem Arbeitszustand wird das Leuchtelement 150 in Abhängigkeit des Ladezustands aktiviert. Insbesondere wird das Leuchtelement 150 im Anschluss an den Betriebszustand unabhängig von dem Bewegungszustand aktiviert. Vorteilhaft kann dadurch der Benutzer direkt nach dem Betrieb und ohne jegliche Betätigung sofort den verbleibenden Ladezustand erkennen. Ist die zweite elektrische Schnittstelle 110 mit einer Ladevorrichtung verbunden und wird der Akkupack 100 über die Ladevorrichtung geladen, so wird das Leuchtelement 150 von der Steuereinheit 146 derart angesteuert, dass das Leuchtelement 150 grün blinkend leuchtet.
  • Das Leuchtelement 150 ist innerhalb des Akkupackgehäuses 102 aufgenommen. Um das von dem Leuchtelement 150 erzeugte Licht nach außen zu führen, weist der Akkupack 100 einen Lichtleiter 178 auf. Der Lichtleiter 178 ist aus einem transparenten Kunststoff ausgebildet. Der Lichtleiter 178 ist zweiteilig ausgebildet und weist ein erstes Lichtleitelement 180 und ein zweites Lichtleitelement 182 auf. Der Lichtleiter 178 ist benachbart zu dem Leuchtelement 150 angeordnet.
  • Insbesondere ist zwischen dem Lichtleiter 178 und dem Leuchtelement 150 ein Spalt angeordnet, der möglichst klein ist. Insbesondere ist der Spalt kleiner als 2 cm, vorzugsweise kleiner als 1 cm und bevorzugt kleines als 0,5 cm. Der Lichtleiter 178 weist eine Lichtsammelfläche 184 auf, die dem Leuchtelement 150 zugewandt ist, und eine Lichtabstrahlfläche 186, die an der Außenfläche des Akkupacks 100 angeordnet ist, auf. Das erste Lichtleitelement 180 weist die Lichtsammelfläche 184 auf. Das zweite Lichtleitelement 182 weist die Lichtabstrahlfläche 186 auf. Die Lichtsammelfläche 184 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu einer Fläche, über die das Leuchtelement 150 Licht emittiert. Insbesondere ist die Lichtsammelfläche 184 größer als die Fläche des Leuchtelements 150. Vorteilhaft umschließt die Lichtsammelfläche 184 das Leuchtelement 150, damit ein möglichst großer Teil des emittierten Lichts von der Lichtsammelfläche 184 aufnehmbar ist.
  • Das erste Lichtleitelement 180 ist in einer Ausnehmung des Akkupackgrundkörpers 104 angeordnet. Zwischen der Akkupackgrundkörper 104 und dem ersten Lichtleitelement 180 ist in der Ausnehmung ein Dichtelement 188 angeordnet, das die Elektronik 144 und die Batteriezelle 118 vor einem Eintritt von Staub oder Flüssigkeiten schützt. Das Dichtelement 188 ist als ein Dichtring ausgebildet. Der Dichtring ist insbesondere aus einem elastischen Kunststoff ausgebildet. Das zweite Lichtleitelement 182 ist in einer Ausnehmung der Akkupackkappe 106 derart angeordnet, dass die Lichtabstrahlfläche 186 nach außen hin frei liegt. Das erste Lichtleitelement 180 und das zweite Lichtleitelement 182 liegen aneinander an.
  • In 7 ist eine perspektivische Ansicht des Lichtleiter 178 gezeigt. Das erste Lichtleitelement 180 weist eine ringförmig umlaufende Nut 190 auf, in der das Dichtelement 188 angeordnet ist. Die Lichtsammelfläche 184 weist eine größere Fläche auf als die Lichtabstrahlfläche 186. Vorzugsweise ist der Lichtleiter 178, insbesondere das erste Lichtleitelement 180, derart geformt, dass das von dem Leuchtelement 150 emittierte Licht hin zu dem zweiten Lichtleitelement 182 bzw. der Lichtabstrahlfläche 186 zumindest teilweise gebündelt wird.
  • Vorzugsweise weist das System aus dem Verbraucher 10 und dem Akkupack 100 eine Dichtvorrichtung 192 auf, die den Akkupack 100 und/oder den Verbraucher 10 gegen Staub und Flüssigkeiten schützt. Wie im Längsschnitt gemäß 6 gezeigt, umfasst die Dichtvorrichtung beispielhaft eine erste Dichteinheit 194 und eine zweite Dichteinheit 196. Die erste Dichteinheit 194 und die zweite Dichteinheit 196 sind zwischen der ersten elektrischen Schnittstelle 108 und der zweiten elektrischen Schnittstelle 110 angeordnet. Insbesondere sind die erste Dichteinheit 194 und die zweite Dichteinheit 196 zwischen zwei Schnittstellenöffnungen 198 im Akkupackgehäuse 102 angeordnet. Die Schnittstellenöffnungen 198 sind benachbart zu den elektrischen Schnittstellen 108, 110 angeordnet. Über die Schnittstellenöffnungen 198 sind die elektrischen Schnittstellen 108, 110 mit dem Verbraucher 10, insbesondere einer korrespondierenden elektrischen Schnittstelle 34 der Handwerkzeugmaschine 12, und mit der Ladevorrichtung verbindbar. Die erste und die zweite Dichteinheit 194, 196 umschließen die erste und die zweite elektrische Schnittstelle 108, 110 zumindest teilweise radial.
  • Die erste Dichteinheit 194 ist in 8 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Die erste Dichteinheit 194 besteht aus einem zweiteiligen Dichtelement 200. Der äußere Teil 202 des Dichtelements 200 besteht aus einer Hartplastik, der innenliegende Teil 204 des Dichtelements 200 besteht aus einer Weichplastik. Das zweiteilige Dichtelement 200 weist eine innenliegende Aufnahmeöffnung 206 auf. Die Form der Aufnahmeöffnung 206 entspricht im Wesentlichen der Form des Akkupackgehäuses 102, insbesondere des Akkupackgrundkörpers 104. Beim verbinden des Akkupacks 100 mit dem Verbraucher 10 wird der Akkupack 100 in die Akkupackaufnahme 30 des Verbrauchers 10 hineingesteckt. Vorzugsweise entspricht die Form der Aufnahmeöffnung 206 im Wesentlichen der Form des Akkupackgehäuses 102 im vorderen Bereich bzw. im Bereich der ersten elektrischen Schnittstelle 108 und in dem Bereich, in welchem das Dichtelement 200 im verbundenen Zustand an dem Akkupackgrundkörper 104 anliegt. Beim Verbinden beaufschlagt das Dichtelement 200, insbesondere der innenliegende Teil 204 des Dichtelements 200, zunächst den vorderen Bereich des Akkupackgehäuses 102. Vorteilhaft ist das Akkupackgehäuse 102 derart geformt, dass das Dichtelement 200 zwischen diesem vorderen Bereich und der Endposition im verbundenen Zustand stets am Akkupackgehäuse 102 anliegt, sodass Staub und Flüssigkeiten beim Verbinden zurückgedrängt werden. Insbesondere wird das Dichtelement 200, insbesondere der innenliegende Teil 204 des Dichtelements 200, durch das Akkupackgehäuse 102 elastisch verformt, um eine hohe Dichtwirkung zu erzielen. Das zweiteilige Dichtelement 200 ist in einer Gehäusenut 208 im Gehäuse 14 der Handwerkzeugmaschine 12 aufgenommen. Die zweite Dichteinheit 196 besteht aus einem Dichtelement 210, das beispielhaft als ein Dichtring ausgebildet ist. Der Dichtring ist vorzugsweise elastisch verformbar ausgebildet, um eine hohe Dichtwirkung zu gewährleisten. Das Dichtelement 210 ist insbesondere derart zwischen dem Akkupackgrundkörper 104 und der Akkupackkappe 106 angeordnet, dass kein Staub oder Feuchtigkeit in das Innere des Akkupackgehäuses 102 eintreten kann.
  • Im verbundenen Zustand weist das System eine Gehäuseöffnung 212 auf, die zwischen dem Gehäuse 14 der Handwerkzeugmaschine 12 und dem Akkupackgehäuse 102 angeordnet ist. Die Gehäuseöffnung 212 ist als ein umlaufender Spalt ausgebildet. Durch die Gehäuseöffnung 212 kann Staub oder Flüssigkeiten in das Raum zwischen dem Gehäuse 14 der Handwerkzeugmaschine 12 und dem Akkupackgehäuse 102 sowie in den Raum zwischen dem Akkupackgrundkörper 104 und der Akkupackkappe 106 eintreten. Vorteilhaft kann über die erste Dichteinheit 194 sichergestellt werden, dass Staub oder Flüssigkeiten den Raum zwischen dem Akkupackgehäuse 102 und dem Gehäuse 14 der Handwerkzeugmaschine 12 nicht in Richtung der Schnittstellenöffnung 198 der ersten elektrische Schnittstelle 108 verlassen kann. Des Weiteren kann über die zweite Dichteinheit 196 sichergestellt werden, dass Staub oder Flüssigkeit den Raum zwischen dem Akkupackgrundkörper 104 und der Akkupackkappe 106 nicht Richtung des Inneren des Akkupackgehäuses 102 verlassen kann.
  • Um den Akkupack 100 zusätzlich abzudichten, weist der Akkupack 100 Verschlusselemente 214, 216 auf, die in Gehäuseöffnungen angeordnet bzw. anordenbar sind und mittels eines weiteren Dichtelements 188, 220 abgedichtet sind. Beispielsweise ist der Lichtleiter 178 in einer Gehäuseöffnung angeordnet und als Verschlusselement 214 ausgebildet. Wie bereits zuvor beschrieben ist die Gehäuseöffnung, in der der Lichtleiter 178 angeordnet ist, über ein als Dichtring ausgebildetes weiteres Dichtelement 188 abgedichtet. Die Schnittstellenöffnung 198, die im Bereich der zweiten elektrischen Schnittstelle 110 angeordnet ist, ist ebenfalls mittels eines Verschlusselements 216 verschließbar ausgebildet. Das Verschlusselement 216 ist als eine beweglich, insbesondere drehbar, gelagerte Lasche ausgebildet. Das als Lasche ausgebildete Verschlusselement 216 ist aus einem elastischen Kunststoff ausgebildet. Die Lasche ist insbesondere aus einer Weichplastik geformt. Das Verschlusselement 216 weist einen Dichtbereich 222 auf, der derart ausgebildet ist, dass der Dichtbereich 222 in der Schnittstellenöffnung 198 zusammengedrückt wird und somit die Schnittstellenöffnung 198 im verbundenen Zustand abdichtet. Somit ist das Verschlusselement 216 auch als weiteres Dichtelement 220 ausgebildet.
  • In 9 ist eine perspektivische Ansicht der Akkupackkappe 106 gezeigt. Die Akkupackkappe 106 ist insbesondere zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem innenliegenden Gehäuseteil 224 und einem außenliegenden Gehäuseteil 226. Das außenliegende Gehäuseteil 226 ist aus einer Weichplastik ausgebildet und das innenliegende Gehäuseteil 224 ist aus einer Hartplastik ausgebildet. Die Akkupackkappe 106 ist insbesondere mittels eines Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahrens hergestellt. Vorzugsweise umfasst das außenliegende Gehäuseteil 226 ein thermoplastisches Elastomer, kurz TPE. Bevorzugt besteht das außenliegende Gehäuseteil 226 aus zumindest einem thermoplastischen Elastomer. Bei dem thermoplastischen Elastomer kann es sich beispielsweise um TPC, TPO, TPS, TPU und/oder TPV handeln. Das innenliegende Gehäuseteile 224 kann beispielhaft aus einem der folgenden Materialien ausgebildet sein: Acrylnitril-Butadien-Styrol, Polycarbonat, Polycarbonat -Acrylnitril-Butadien-Styrol, PA, PA-GF, PMMA, Polypropylen, Polyethylen und/oder dergleichen. Bevorzugt besteht das innenliegende Gehäuseteil 224 aus Polycarbonat - Acrylnitril-Butadien-Styrol und das außenliegende Gehäuseteil 226 aus einem thermoplastischen Elastomer.
  • Die beiden Rastarme 116 der mechanischen Schnittstelle 114 der Akkupackkappe 106 sind einstückig mit dem innenliegenden Gehäuseteil 224 ausgebildet. Benachbart zu den Rastarmen 116 sind jeweils zwei Spalte 228 angeordnet. Die Spalte 228 sind derart ausgebildet, dass sie die Elastizität der Rastarme 116 erhöhen. Die Spalte 228 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zu der Längserstreckung des Akkupacks 100 bzw. im Wesentlichen parallel zu der Längserstreckung der in dem Akkupack 100 aufgenommenen Batteriezelle 118. Das außenliegende Gehäuseteil 226 umschließt das innenliegende Gehäuseteil 224 insbesondere zumindest derart, dass die Spalte 228 vollständig abgedeckt sind. Vorteilhaft kann dadurch ein Eindringen von Staub und Flüssigkeiten in den Zwischenraum zwischen Akkupackkappe 106 und Akkupackgrundkörper 104 minimiert werden.
  • Die mechanische Schnittstelle 114 umfasst einen Koppelbereich 230 und einen Bedienbereich 232. Der Koppelbereich 230 ist als ein vorderes Ende des Rastarms 116 ausgebildet und erstreckt sich in Richtung des Verbrauchers 10. Der Koppelbereich 230 ist als ein Rasthaken ausgebildet, der zur Herstellung der mechanischen Verbindung zwischen dem Verbraucher 10 und dem Akkupack 100 in eine Rasttasche 32 des Verbrauchers 10 kraft- und formschlüssig eingreift. Der Koppelbereich 230 ist frei von dem außenliegenden Gehäuseteil 226 ausgebildet und wird im verbundenen Zustand von dem Gehäuse 14 der Handwerkzeugmaschine 12 umschlossen. Der Bedienbereich 232 wird insbesondere von zumindest einem, vorzugsweise von zumindest zwei Spalten 228 aufgespannt. Der Bedienbereich 232 umfasst ein Bedienelement 117. Das Bedienelement 117 ist mechanisch derart mit dem Rastarm 116 gekoppelt, dass eine Krafteinwirkung auf das Bedienelement 117 zu einer Betätigung des Rastarms 116 führt. Über eine Krafteinwirkung auf den Bedienbereich 232 von außen können die Rastarme 116 nach innen bewegt und aus den Rasttaschen 32 hinausbewegt werden. Die Bedienbereiche 232 sind insbesondere derart angeordnet, dass sie im nicht mit dem Verbraucher 10 verbundenen und im mit dem Verbraucher 10 verbundenen Zustand betätigbar sind. Vorteilhaft weist das außenliegende Gehäuseteil 226 rippenförmige Bedienmittel 234 auf, die einerseits dem Benutzer einen Hinweis auf die Positionierung des Bedienbereich 232 zur Verfügung stellen und andererseits die Reibung im Bedienbereich 232 erhöhen, damit der Akkupack sicher gegriffen werden kann. Das Bedienmittel 234 ist auf der Außenseite des Bedienelements 117 angeordnet.
  • Im mit dem Verbraucher 10 verbundenen Zustand ist das innenliegende Gehäuseteil 224 im Wesentlichen vollständig von dem außenliegenden Gehäuseteil 226 umschlossen. Vorteilhaft kann dadurch bei einem Sturz des Systems aus Verbraucher 10 und Akkupack 100 die Krafteinwirkung durch das elastische und vibrationsdämpfende weichere Material des außenliegenden Gehäuseteils 226 effektiv gedämpft und somit der Akkupack 100 vor einer Beschädigung geschützt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014217991 A1 [0001]
    • DE 102008025074 A1 [0068]

Claims (13)

  1. Akkupack, insbesondere Handwerkzeugmaschinenakkupack, mit einer Batteriezelle (118), mit einer ersten elektrischen Schnittstelle (108) und einer zweiten elektrischen Schnittstelle (110), wobei der Akkupack (100) über die erste elektrische Schnittstelle (108) entladbar und über die zweite elektrische Schnittstelle (110) aufladbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstellen (108, 110) getrennt voneinander am Akkupack (100) angeordnet sind.
  2. Akkupack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische Schnittstelle (108) zumindest zwei elektrische Kontakte (128), insbesondere zumindest zwei Federkontakte, die vorzugsweise neben der Batteriezelle (118) angeordnet sind, aufweist.
  3. Akkupack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische Schnittstelle (108) zumindest einen Zusatzkontakt (154) aufweist.
  4. Akkupack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elektrische Schnittstelle (110) einen USB-Anschluss (158), insbesondere einen USB Typ-c Anschluss oder eine USB Micro-B Anschluss, aufweist.
  5. Akkupack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkupack (100) eine Elektronik (144) mit einer Leiterplatte (142) umfasst, wobei die erste und/oder die zweite elektrische Schnittstelle (108, 110) zumindest teilweise auf der Leiterplatte (142) angeordnet sind.
  6. Akkupack nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei elektrischen Kontakte (128) teilweise zwischen der Leiterplatte (142) und der Batteriezelle (118) angeordnet sind.
  7. Akkupack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längserstreckung der Elektronik (144) im Wesentlichen parallel zu einer Längserstreckung der Batteriezelle (118) verläuft.
  8. Akkupack nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Längserstreckung der Batteriezelle (118) der Einsteckrichtung des Akkupacks (118) entspricht.
  9. Akkupack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkupack (100) über eine mechanische Schnittstelle (114) lösbar an einer Handwerkzeugmaschine (12) befestigbar ist, wobei im befestigten Zustand ein Laden des Akkupacks (100) insbesondere nur über die zweite elektrische Schnittstelle (110) möglich ist.
  10. Akkupack nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkupack (100) einen Temperatursensor (156) aufweist, der zwischen der Elektronik (144) und der Batteriezelle (118) verspannt ist.
  11. Montageverfahren für einen Akkupack, wobei die folgenden Schritte in der genannten Reihenfolge durchgeführt werden: - Verbindung, insbesondere kraft- und/oder formschlüssige Verbindung, eines ersten Montagemoduls (140) mit einem zweiten Montagemodul (162), wobei das erste Montagemodul (140) eine erste elektrische Schnittstelle (108), eine zweite elektrische Schnittstelle (110) und einen Temperatursensor (156) auf einer Leiterplatte (142) einer Elektronik (144) aufweist, und das zweite Montagemodul (162) zumindest einen Teil einer elektrischen Kontaktvorrichtung (120) auf einem Elektronikträger (164) umfasst; - Herstellung einer Schweißverbindung, insbesondere zumindest zweier Schweißverbindungen, zwischen dem ersten Montagemodul (140) und dem zweiten Montagemodul (162), vorzugsweise zwischen der ersten elektrischen Schnittstelle (108) und der elektrischen Kontaktvorrichtung (120).
  12. Montageverfahren nach Anspruch 11, umfassend folgenden sich anschließenden V erfah renssch ritt: - Herstellung einer Schweißverbindung zwischen der elektrischen Kontaktvorrichtung (120) und einer Batteriezelle (118).
  13. Montageverfahren nach Anspruch 12, umfassend folgende sich anschließende Verfah renssch ritte: - Aufnahme der miteinander verschweißten Bauteile in einem insbesondere topfförmigen Akkupackgrundkörper (104) eines Akkupackgehäuses (102); - Verschließen des Akkupackgehäuses (102) über eine Akkukappe (106).
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