DE102019218584A1

DE102019218584A1 - Battery operated device with a battery interface

Info

Publication number: DE102019218584A1
Application number: DE102019218584.3A
Authority: DE
Inventors: Jan Breitenbach; Wolf Zahn; Benjamin Grauer; Florian Kneer; Jana Blaesius; Tina Ringshandl; Philipp Freiburger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2021-06-02
Also published as: CN114746219A; WO2021104722A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein akkubetriebenes Gerät (10) mit einer Akkuschnittstelle (14) zur elektrischen Versorgung des akkubetriebenen Geräts (10) mit zumindest einem Wechselakkupack (20) einer ersten Spannungsklasse. Es wird vorgeschlagen, dass die Akkuschnittstelle (14) als eine Kombi-Schnittstelle (16) ausgelegt ist, die entweder den einen Wechselakkupack (20) der ersten Spannungsklasse oder eine Mehrzahl von Wechselakkupacks (24) einer zweiten Spannungsklasse aufnimmt, wobei die resultierende Versorgungspannung der Mehrzahl von Wechselakkupacks (24) der zweiten Spannungsklasse im Wesentlichen der resultierenden Versorgungspannung des Wechselakkupacks (20) der ersten Spannungsklasse entspricht.The invention relates to a battery-operated device (10) with a battery interface (14) for the electrical supply of the battery-operated device (10) with at least one replaceable battery pack (20) of a first voltage class. It is proposed that the battery interface (14) is designed as a combination interface (16) which accepts either one replaceable battery pack (20) of the first voltage class or a plurality of replaceable battery packs (24) of a second voltage class, the resulting supply voltage being the The plurality of interchangeable battery packs (24) of the second voltage class essentially corresponds to the resulting supply voltage of the interchangeable battery pack (20) of the first voltage class.

Description

Die Erfindung betrifft ein akkubetriebenes Gerät mit einer Akkuschnittstelle nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.The invention relates to a battery-operated device with a battery interface according to the preamble of independent claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Akkubetriebene Geräte werden je nach ihrer vorgesehenen Verwendung in sehr unterschiedlichen Leistungsklassen angeboten. So gibt es beispielsweise Handwerkzeugmaschinen in unteren Leistungsklassen, die mit 10,8 V (nominell oftmals auch als 12 V bezeichnet) oder 14,4 V betrieben werden, während in den mittleren bis höheren Leistungsklassen überwiegend Geräte in Spannungsklassen von 18 V, 36 V, 54 V oder auch 72V zum Einsatz kommen. Die Spannungswerte resultieren dabei aus der Verschaltung (parallel oder seriell) der verwendeten Akkuzellen. Bevorzugt sind die Akkuzellen dabei als lithiumbasierte Akkuzellen, z.B. Li-Ion, Li-Po, Li-Metall oder dergleichen, mit einer Zellspannung von 3,6 V ausgebildet, wobei eine Akkuzelle in der Regel eine zylinderförmige Rundzelle ist, deren Zellpole an Enden der Zylinderform angeordnet sind. Die nachfolgende Erfindung ist jedoch nicht von der Art und Bauform der verwendeten Akkuzellen abhängig, sondern kann auf beliebige Wechselackkupacks und Akkuzellen, z.B. neben Rundzellen auch Pouchzellen oder dergleichen, angewendet werden.Battery-powered devices are offered in very different performance classes depending on their intended use. For example, there are hand-held machine tools in the lower power classes that are operated with 10.8 V (often nominally also referred to as 12 V) or 14.4 V, while in the medium to higher power classes there are predominantly devices in voltage classes of 18 V, 36 V, 54 V or 72V can be used. The voltage values result from the interconnection (parallel or serial) of the battery cells used. The battery cells are preferably designed as lithium-based battery cells, for example Li-Ion, Li-Po, Li-metal or the like, with a cell voltage of 3.6 V, a battery cell usually being a cylindrical round cell, the cell poles of which are at the ends of the Are arranged cylindrical shape. However, the following invention does not depend on the type and design of the battery cells used, but can be applied to any interchangeable battery packs and battery cells, e.g. in addition to round cells, pouch cells or the like.

Um insbesondere in gewerblichen Anwendungen möglichst lange Betriebs- und kurze Pausenzeiten zu gewährleisten, haben sich bei vielen akkubetriebenen Geräten Wechselakkus bzw. Wechselakkupacks etabliert. Diese sind über entsprechende Schnittstellen an den Wechselakkupacks und den elektrischen Geräten kraft- und/oder formschlüssig lösbar miteinander verbunden. Unter einer „lösbaren Verbindung“ soll insbesondere eine werkzeuglos - also von Hand - lösbare und herstellbare Verbindung verstanden werden.In order to ensure the longest possible operating times and short break times, especially in commercial applications, replaceable batteries or replaceable battery packs have become established in many battery-operated devices. These are releasably connected to one another in a non-positive and / or form-fitting manner via corresponding interfaces on the exchangeable battery packs and the electrical devices. A “releasable connection” is to be understood as meaning, in particular, a connection that can be released and established without tools - that is, by hand.

Es sei darüber hinaus angemerkt, dass die Ausgestaltung der elektromechanischen Schnittstellen der akkubetriebenen Geräte sowie die zugehörigen Aufnahmen zur kraft- und/oder formschlüssig lösbaren Verbindung der Wechselackkupacks für die unterschiedlichen Spannungsklassen nicht Gegenstand dieser Erfindung sein soll. Ein Fachmann wird je nach Leistungs- bzw. Spannungsklasse des akkubetriebenen Geräts und/oder der Wechselakkupacks eine geeignete Ausführungsform für die Schnittstelle wählen. Die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Ausführungsformen sind daher nur exemplarisch zu verstehen.It should also be noted that the design of the electromechanical interfaces of the battery-operated devices and the associated receptacles for the non-positive and / or form-fitting detachable connection of the interchangeable battery packs for the different voltage classes should not be the subject of this invention. A person skilled in the art will choose a suitable embodiment for the interface depending on the power or voltage class of the battery-operated device and / or the exchangeable battery pack. The embodiments shown in the exemplary embodiments are therefore to be understood only as examples.

Im Regelfall sind die Schnittstellen der Wechselakkupacks einer Spannungsklasse derart gestaltet, dass sie nur kompatibel zu der entsprechenden Schnittstelle eines akkubetriebenen Geräts der gleichen Spannungs- bzw. Leistungsklasse sind. Dies macht es oftmals für die Anwender von akkubetriebenen Geräten unterschiedlicher Spannungs- bzw. Leistungsklassen erforderlich, eine entsprechende Vielzahl unterschiedlicher Wechselakkupacks anzuschaffen und bereit zu halten.As a rule, the interfaces of the exchangeable battery packs of one voltage class are designed in such a way that they are only compatible with the corresponding interface of a battery-operated device of the same voltage or power class. This often makes it necessary for the users of battery-operated devices of different voltage or power classes to purchase a corresponding number of different interchangeable battery packs and keep them ready.

Aus der WO 2018/119256 ist ein System mit einer Mehrzahl von akkubetriebenen Elektrowerkzeugen, einer Mehrzahl von Wechselakkupacks und zumindest einem Akkuladegerät bekannt, wobei die Mehrzahl von Wechselakkupacks zumindest einen ersten Wechselakkupack für eine erste Spannungsklasse und zumindest einen zweiten Wechselakkupack für der erste und eine zweite Spannungsklasse umfasst. Die Mehrzahl von akkubetriebenen Elektrowerkzeugen umfasst ein erstes akkubetriebenes Elektrowerkzeug mit einer Schnittstelle für den ersten Wechselakkupack der ersten Spannungsklasse und für den zweiten Wechselakkupack zum Betrieb in der ersten Spannungsklasse. Weiterhin umfasst die Mehrzahl von akkubetriebenen Elektrowerkzeugen ein zweites akkubetriebenes Elektrowerkzeug mit einer Schnittstelle für den zweiten Wechselakkupack zum Betrieb in der zweiten Spannungsklasse. Ein Anwender kann somit einen der Wechselakkupacks des Systems sowohl für ein akkubetriebenes Elektrowerkzeug der ersten Spannungsklasse als auch für ein akkubetriebenes Elektrowerkzeug der zweiten Spannungsklasse verwenden.From the WO 2018/119256 A system with a plurality of battery-operated power tools, a plurality of interchangeable battery packs and at least one battery charger is known, the plurality of interchangeable battery packs comprising at least one first interchangeable battery pack for a first voltage class and at least one second interchangeable battery pack for the first and a second voltage class. The plurality of battery-operated power tools comprises a first battery-operated power tool with an interface for the first replaceable battery pack of the first voltage class and for the second replaceable battery pack for operation in the first voltage class. Furthermore, the plurality of battery-operated power tools comprises a second battery-operated power tool with an interface for the second replaceable battery pack for operation in the second voltage class. A user can thus use one of the interchangeable battery packs of the system both for a battery-operated power tool of the first voltage class and for a battery-operated power tool of the second voltage class.

Im Unterschied zur WO 2018/119256 zeigt die DE 20 2017 006 868 U1 ein Konzept, bei dem innerhalb eines akkubetriebenen Elektrowerkzeugs separate Stränge von Akkuzellen eines Wechselakkupacks je nach erforderlicher Leistungs- bzw. Spannungsklasse miteinander verschaltet werden.In contrast to the WO 2018/119256 show the DE 20 2017 006 868 U1 a concept in which separate strings of battery cells of an exchangeable battery pack are interconnected within a battery-operated power tool depending on the required power or voltage class.

Die DE 20 2017 105 258 U1 zeigt eine weitere Alternative zur Verwendung von Wechselakkupacks unterschiedlicher Leistungs- bzw. Spannungsklassen an einem akkubetriebenen Elektrowerkzeug, wobei dort ein Adapter zum Einsatz kommt, der eine Mehrzahl von Wechselakkupacks einer geringeren Spannungsklasse derart verschaltet, dass sie an dem Elektrowerkzeug mit einem ganzzahligen Vielfachen der geringeren Spannungsklasse betrieben werden können.The DE 20 2017 105 258 U1 shows a further alternative to the use of exchangeable battery packs of different power or voltage classes on a battery-operated power tool, an adapter being used there that interconnects a plurality of replaceable battery packs of a lower voltage class in such a way that they are connected to the power tool with an integral multiple of the lower voltage class can be operated.

Auch ist es bekannt, akkubetriebene Geräte, insbesondere Elektrowerkzeuge, mit einer Mehrzahl von Aufnahmen für Wechselakkupacks einer geringeren Leistungs- bzw. Spannungsklasse auszustatten, damit sie mit einem ganzzahligen Vielfachen dieser geringeren Leistungs- bzw. Spannungsklasse betrieben werden können.It is also known to equip battery-operated devices, in particular power tools, with a plurality of receptacles for exchangeable battery packs of a lower power or voltage class so that they can be operated with an integral multiple of this lower power or voltage class.

Allen obigen Lösungen gemein ist jedoch, dass sich der Anwender eines akkubetriebenen Geräts entweder entsprechende Wechselakkupacks und/oder Adapter dazukaufen muss oder dass er sich beim Kauf entscheiden muss, mit welchen Wechselakkupacks einer Leistungs- bzw. Spannungsklasse er das entsprechende akkubetriebene Gerät betreiben will. Er kann also nicht ohne weiteres auf bereits vorhandene Wechselakkupacks zurückgreifen.What all of the above solutions have in common, however, is that the user of a battery-powered The device either has to buy appropriate replaceable battery packs and / or adapters or that he has to decide when purchasing which replaceable battery packs of a power or voltage class he wants to operate the corresponding battery-operated device. He cannot easily fall back on existing exchangeable battery packs.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein akkubetriebenes Gerät bereitzustellen, dass die Möglichkeit bietet, mit Wechselakkupacks unterschiedlicher Spannungsklassen betrieben zu werden, ohne dass hierfür vom Anwender spezielle Wechselakkupacks oder Zusatzhardware erworben werden muss. Dabei soll sichergestellt sein, dass eine gleichzeitige Verwendung von Wechselakkupacks unterschiedlicher Spannungsklassen ausgeschlossen ist.The object of the invention is to provide a battery-operated device that offers the possibility of being operated with interchangeable battery packs of different voltage classes without the user having to purchase special interchangeable battery packs or additional hardware. It should be ensured that the simultaneous use of exchangeable battery packs of different voltage classes is excluded.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Erfindung betrifft ein akkubetriebenes Gerät mit einer Akkuschnittstelle zur elektrischen Versorgung des akkubetriebenen Geräts mit zumindest einem Wechselakkupack einer ersten Spannungsklasse. Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist vorgesehen, dass die Akkuschnittstelle als eine Kombi-Schnittstelle ausgelegt ist, die entweder den einen Wechselakkupack der ersten Spannungsklasse oder eine Mehrzahl von Wechselakkupacks einer zweiten Spannungsklasse aufnimmt, wobei die resultierende Versorgungspannung der Mehrzahl von Wechselakkupacks der zweiten Spannungsklasse im Wesentlichen der resultierenden Versorgungspannung des Wechselakkupacks der ersten Spannungsklasse entspricht. Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer größeren Flexibilität und Kompatibilität für den Anwender, da er die Wahl hat, verschiedene Wechselakkupacks unterschiedlicher Spannungsklassen an demselben akkubetriebenen Gerät zu verwenden. So wird dem Anwender je nach aktueller Verfügbarkeit der Wechselakkupacks ein fortlaufender Betrieb des akkubetriebenen Geräts ermöglicht, indem er wahlweise einen Wechselakkupack der ersten Spannungsklasse oder eine Mehrzahl von Wechselakkupacks der zweiten Spannungsklasse in der Kombi-Schnittstelle nutzen kann. Zudem ist mit besonderem Vorteil sichergestellt, dass der Anwender nicht gleichzeitig Wechselakkupacks unterschiedlicher Spannungsklassen in einer Kombi-Schnittstelle bzw. kombinierten Schnittstelle des akkubetriebenen Geräts betreiben kann, was ansonsten zu einer Beschädigung bzw. Zerstörung des akkubetriebenen Geräts führen könnte.The invention relates to a battery-operated device with a battery interface for the electrical supply of the battery-operated device with at least one replaceable battery pack of a first voltage class. To solve the problem, it is provided that the battery interface is designed as a combination interface that accepts either the one interchangeable battery pack of the first voltage class or a plurality of interchangeable battery packs of a second voltage class, the resulting supply voltage of the plurality of interchangeable battery packs of the second voltage class essentially corresponds to the resulting supply voltage of the exchangeable battery pack of the first voltage class. This results in the advantage of greater flexibility and compatibility for the user, since he has the choice of using different exchangeable battery packs of different voltage classes on the same battery-operated device. Depending on the current availability of the interchangeable battery pack, the user is enabled to continuously operate the battery-operated device by using either an interchangeable battery pack of the first voltage class or a plurality of interchangeable battery packs of the second voltage class in the combination interface. In addition, it is particularly advantageously ensured that the user cannot simultaneously operate exchangeable battery packs of different voltage classes in a combination interface or combined interface of the battery-operated device, which could otherwise lead to damage or destruction of the battery-operated device.

Als akkubetriebene Geräte sollen im Kontext der Erfindung beispielweise Elektrowerkzeuge zur Bearbeitung von Werkstücken mittels eines elektrisch angetriebenen Einsatzwerkzeugs verstanden werden. Dabei kann das Elektrowerkzeug sowohl als Elektrohandwerkzeug als auch als stationäre Elektrowerkzeugmaschine ausgebildet sein. Typische Elektrowerkzeuge sind in diesem Zusammenhang Hand- oder Standbohrmaschinen, Schrauber, Schlagbohrmaschinen, Bohrhämmer, Hobel, Winkelschleifer, Schwingschleifer, Poliermaschinen, Kreis-, Tisch-, Kapp- und Stichsägen oder dergleichen. Als akkubetriebene Geräte kommen aber auch Messgeräte wie Entfernungsmesser, Lasernivellierhilfen, etc. oder Gartengeräte wie Rasenmäher, Rasentrimmer, Astsägen oder dergleichen in Frage. Weiterhin ist die Erfindung auch für Wechselakkupack-Schnittstellen von akkubetriebenen Haushaltgeräten, wie Staubsauger, Mixer, etc. nutzbar.In the context of the invention, battery-operated devices are to be understood as meaning, for example, power tools for machining workpieces by means of an electrically driven insert tool. The power tool can be designed both as a handheld power tool and as a stationary power tool. Typical power tools in this context are hand or standing drills, screwdrivers, impact drills, rotary hammers, planes, angle grinders, orbital grinders, polishing machines, circular, table, miter saws and jigsaws or the like. However, measuring devices such as range finders, laser leveling aids, etc. or gardening devices such as lawnmowers, lawn trimmers, pruning saws or the like can also be used as battery-operated devices. Furthermore, the invention can also be used for interchangeable battery pack interfaces of battery-operated household appliances, such as vacuum cleaners, mixers, etc.

Die Akkuspannung eines Wechselakkupacks ist in der Regel ein Vielfaches der Spannung einer einzelnen Akkuzelle und ergibt sich aus der Verschaltung (parallel oder seriell) der einzelnen Akkuzellen. Eine Akkuzelle ist typischerweise als eine galvanische Zelle ausgebildet, die einen Aufbau aufweist, bei dem ein Zellpol an einem Ende und ein weiterer Zellpol an einem gegenüberliegenden Ende zu liegen kommt. Insbesondere weist die Akkuzelle an einem Ende einen positiven Zellpol und an einem gegenüberliegenden Ende einen negativen Zellpol auf. Bevorzugt sind die Akkuzellen als lithiumbasierte Akkuzellen, z.B. Li-Ion, Li-Po, Li-Metall oder dergleichen, ausgebildet. Die Erfindung ist aber auch für Wechselakkupacks mit Ni-Cd-, Ni-MH-Zellen oder andere geeignete Zellenarten anwendbar. Bei gängigen Li-lon-Akkuzellen mit einer Zellspannung von 3,6 V ergeben sich beispielhaft Spannungsklassen von 3,6 V, 7,2 V, 10,8 V, 14,4 V, 18 V, 36 V etc. Bevorzugt ist eine Akkuzelle als zumindest im Wesentlichen zylinderförmige Rundzelle ausgebildet, wobei die Zellpole an Enden der Zylinderform angeordnet sind. Die Erfindung ist jedoch nicht von der Art und Bauform der verwendeten Akkuzellen abhängig, sondern kann auf beliebige Wechselackkupacks und Akkuzellen, z.B. neben Rundzellen auch Pouchzellen oder dergleichen, angewendet werden.The battery voltage of an exchangeable battery pack is usually a multiple of the voltage of an individual battery cell and results from the connection (parallel or serial) of the individual battery cells. A battery cell is typically designed as a galvanic cell which has a structure in which one cell pole comes to rest on one end and another cell pole on an opposite end. In particular, the battery cell has a positive cell pole at one end and a negative cell pole at an opposite end. The battery cells are preferably designed as lithium-based battery cells, e.g. Li-Ion, Li-Po, Li-metal or the like. However, the invention can also be used for exchangeable battery packs with Ni-Cd, Ni-MH cells or other suitable types of cells. In the case of common Li-ion battery cells with a cell voltage of 3.6 V, voltage classes of 3.6 V, 7.2 V, 10.8 V, 14.4 V, 18 V, 36 V etc. result, for example. One is preferred The battery cell is designed as an at least essentially cylindrical round cell, the cell poles being arranged at the ends of the cylindrical shape. However, the invention does not depend on the type and design of the battery cells used, but can be applied to any interchangeable battery packs and battery cells, e.g. in addition to round cells, pouch cells or the like.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kombi-Schnittstelle der Akkuschnittstelle eine erste Aufnahme für den Wechselakkupack der ersten Spannungsklasse und eine Mehrzahl von weiteren Aufnahmen für die Wechselakkupacks der zweiten Spannungsklasse aufweist. Mit besonderem Vorteil ist die Mehrzahl von Aufnahmen für die Wechselakkupacks der zweiten Spannungsklasse derart ausgelegt, dass ihre resultierende Versorgungsspannung der ersten Spannungsklasse entspricht. Beispielsweise können auf diese Weise entweder ein 36V-Wechselakkupack und zwei 18V-Wechselakkupacks oder ein 54V-Wechselakkupack und drei 18V-Wechselakkupacks am akkubetriebenen Gerät zum Einsatz kommen. Aber auch der wechselweise Betrieb von zwei 36V-Wechselakkupacks und vier 18V-Wechselakkupacks in zwei Kombi-Schnittstellen der Akkuschnittstelle ist denkbar. Weist die Akkuschnittstelle daher mehrere Kombi-Schnittstellen mit entsprechenden Aufnahmen für Wechselakkupacks der ersten Spannungsklasse auf, so muss je Kombi-Schnittstelle die resultierende Versorgungspannung der Mehrzahl von Wechselakkupacks der zweiten Spannungsklasse im Wesentlichen der Versorgungsspannung jedes Wechselakkupacks der ersten Spannungsklasse entsprechen. In diesem Fall ist auch ein Mixbetrieb von Wechselakkupacks unterschiedlicher Spannungsklassen, z.B. ein 36V-Wechselakkupack und zwei 18V-Wechselakkupacks an der Akkuschnittstelle denkbar.In a further embodiment of the invention it is provided that the combination interface of the battery interface has a first receptacle for the exchangeable battery pack of the first voltage class and a plurality of further receptacles for the exchangeable battery pack of the second voltage class. It is particularly advantageous for the plurality of receptacles for the exchangeable battery packs of the second voltage class to be designed in such a way that their resulting supply voltage corresponds to the first voltage class. For example, either one 36V interchangeable battery pack and two 18V interchangeable battery packs or one 54V interchangeable battery pack and three 18V interchangeable battery packs can be used on the battery-operated device. But also the alternating operation of two 36V interchangeable battery packs and four 18V interchangeable battery packs in two combination interfaces of the Battery interface is conceivable. If the battery interface therefore has several combination interfaces with corresponding receptacles for exchangeable battery packs of the first voltage class, the resulting supply voltage of the plurality of exchangeable battery packs of the second voltage class must essentially correspond to the supply voltage of each exchangeable battery pack of the first voltage class for each combination interface. In this case, a mixed operation of interchangeable battery packs of different voltage classes, for example one 36V interchangeable battery pack and two 18V interchangeable battery packs at the battery interface, is also conceivable.

Weiterhin ist vorgesehen, dass sich für jede Kombi-Schnittstelle die erste Aufnahme für den Wechselakkupack der ersten Spannungsklasse und die weiteren Aufnahmen für die Wechselakkupacks der zweiten Spannungsklasse gegenseitig blockieren und/oder deaktivieren, sobald in jeweils einer der Aufnahmen mindestens ein Wechselakkupack der ersten oder der zweiten Spannungsklasse aufgenommen ist. Auf diese Weise kann wirkungsvoll ein gleichzeitiges Betreiben von Wechselakkupacks unterschiedlicher Spannungsklassen in einer Kombi-Schnittstelle des akkubetriebenen Geräts vermieden werden.It is also provided that for each combination interface the first receptacle for the exchangeable battery pack of the first voltage class and the other receptacles for the exchangeable battery pack of the second voltage class block and / or deactivate each other as soon as at least one interchangeable battery pack of the first or the second voltage class is included. In this way, simultaneous operation of exchangeable battery packs of different voltage classes in a combination interface of the battery-operated device can be effectively avoided.

In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Aufnahme für den Wechselakkupack der ersten Spannungsklasse der Kombi-Schnittstelle im Wesentlichen quer, insbesondere rechtwinklig, zur Mehrzahl der wetieren Aufnahmen für die Wechselakkupacks der zweiten Spannungsklasse angeordnet ist. Die erste Aufnahme für den Wechselakkupack der ersten Spannungsklasse und die Mehrzahl der weiteren Aufnahmen für die Wechselakkupacks der zweiten Spannungsklasse können dabei auf der gleichen Ebene, insbesondere nebeneinander, angeordnet sein. Auf diese Weise kann bei entsprechender Anordnung der Aufnahmen der Kombi-Schnittstelle eine sehr einfache mechanische Sperre derart realisiert werden, dass durch einen in die erste Aufnahme für den Wechselakkupack der ersten Spannungsklasse eingeschobenen Wechselakkupack die weiteren Aufnahmen für die Wechselakkupacks der zweiten Spannungsklasse blockiert sind.In a further embodiment of the invention it is provided that the first receptacle for the exchangeable battery pack of the first voltage class of the combination interface is arranged essentially transversely, in particular at right angles, to the majority of the other receptacles for the exchangeable battery pack of the second voltage class. The first receptacle for the exchangeable battery pack of the first voltage class and the majority of the further receptacles for the exchangeable battery pack of the second voltage class can be arranged on the same level, in particular next to one another. In this way, with an appropriate arrangement of the receptacles of the combination interface, a very simple mechanical lock can be implemented such that the further receptacles for the interchangeable battery packs of the second voltage class are blocked by an interchangeable battery pack inserted into the first receptacle for the interchangeable battery pack of the first voltage class.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass die erste Aufnahme für den Wechselakkupack der ersten Spannungsklasse und die Mehrzahl der weiteren Aufnahmen für die Wechselakkupacks der zweiten Spannungsklasse der Kombi-Schnittstelle auf unterschiedlichen Ebenen, insbesondere direkt übereinander, angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich in besonders vorteilhafter Weise eine weitere, sehr einfache Möglichkeit zur Blockierung der Aufnahmen unterschiedlicher Spannungsklassen bei sehr kompakter Bauweise der Akkuschnittstelle.Alternatively, it can be provided that the first receptacle for the interchangeable battery pack of the first voltage class and the majority of the further receptacles for the interchangeable battery pack of the second voltage class of the combination interface are arranged on different levels, in particular directly one above the other. This results in a further, very simple possibility for blocking the receptacles of different voltage classes with a very compact construction of the battery interface in a particularly advantageous manner.

Ergänzend oder alternativ löst ein Einschieben des Wechselakkupacks der ersten Spannungsklasse in die dafür vorgesehene erste Aufnahme eine Sperre der Mehrzahl der weiteren Aufnahmen für die Wechselakkupacks der zweiten Spannungsklasse derart aus, dass in diese Aufnahmen kein Wechselakkupack der zweiten Spannungsklasse mehr eingeschoben werden kann. Ebenso löst ein Einschieben eines Wechselakkupacks der zweiten Spannungsklasse in eine der dafür vorgesehenen Aufnahmen eine Sperre der ersten Aufnahme für den Wechselakkupack der ersten Spannungsklasse derart aus, dass in diese Aufnahme kein Wechselakkupack der ersten Spannungsklasse mehr eingeschoben werden kann. Die Sperre ist dabei in besonders vorteilhafter Weise als ein mechanisch oder elektrisch angetriebener Riegel je Aufnahme ausgebildet. Zur Erkennung eines in eine Aufnahme der Kombi-Schnittstelle eingeschobenen Wechselakkupacks ist vorgesehen, dass jede Aufnahme der Kombi-Schnittstelle eine mechanische, elektrische oder elektromechanische Sensorik aufweist, über die die Sperre auslösbar ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache, kostengünstige und zuverlässige Sicherung.Additionally or alternatively, inserting the exchangeable battery pack of the first voltage class into the first receptacle provided for this purpose triggers a blockage of the plurality of further receptacles for the interchangeable battery packs of the second voltage class in such a way that no exchangeable battery pack of the second voltage class can be inserted into these receptacles. Inserting an exchangeable battery pack of the second voltage class into one of the receptacles provided for this also triggers a blockage of the first receptacle for the interchangeable battery pack of the first voltage class in such a way that no exchangeable battery pack of the first voltage class can be inserted into this receptacle. The lock is designed in a particularly advantageous manner as a mechanically or electrically driven bolt per receptacle. In order to detect an exchangeable battery pack inserted into a receptacle of the combination interface, it is provided that each receptacle of the combination interface has a mechanical, electrical or electromechanical sensor system via which the lock can be triggered. This enables a particularly simple, inexpensive and reliable backup.

Die Erfindung sieht auch vor, dass je Kombi-Schnittstelle die Aufnahme für den Wechselakkupack der ersten Spannungsklasse und die Mehrzahl der Aufnahmen für die Wechselakkupacks der zweiten Spannungsklasse auf unterschiedlichen Seiten einer um Drehachse verdrehbaren Grundplatte angeordnet sind. Dabei ist die Drehachse in besonders vorteilhafter Form als eine Längs- oder Querachse der Grundplatte ausgebildet.The invention also provides that, for each combination interface, the receptacle for the exchangeable battery pack of the first voltage class and the majority of the receptacles for the exchangeable battery pack of the second voltage class are arranged on different sides of a base plate that can be rotated about the axis of rotation. The axis of rotation is designed in a particularly advantageous form as a longitudinal or transverse axis of the base plate.

Ausfü hru ngsbeispieleEmbodiments

Zeichnungdrawing

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 und 2 beispielhaft erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen in den Figuren auf gleiche Bestandteile mit einer gleichen Funktionsweise hindeuten.The invention is explained below with reference to 1 and 2 explained by way of example, the same reference numerals in the figures indicating the same components with the same mode of operation.

FigurenlisteFigure list

1 : a schematic representation of a battery-operated device according to the invention in the form of a table saw with a battery interface in a first embodiment without inserted exchangeable battery packs ( 1a) , with inserted exchangeable battery pack of the first voltage class ( 1b) and with inserted exchangeable battery packs of the second voltage class ( 1c ),
2 : a side view of the battery interface according to FIG 1a , 1b and 1c ,
3rd : a schematic representation of a second embodiment of the battery interface in a perspective view ( 3a) and in a side view ( 3b) without inserted exchangeable battery packs,
4th : a schematic representation of the second embodiment of the battery interface in a perspective view according to FIG 3a and in a side view according to 3b with inserted exchangeable battery packs,
5 : a schematic representation of a third embodiment of the battery interface in a perspective view in a first state ( 5a) and in a second state ( 5b) ,
6th : a schematic representation of a fourth embodiment of the battery interface in a perspective view,
7th : a schematic representation of a fifth embodiment of the battery interface in a perspective view,
8th : a schematic representation of a sixth embodiment of the battery interface in an operating state for two exchangeable battery packs of the second voltage class ( 8a) and in an operating state for an exchangeable battery pack of the first voltage classes ( 8b) and
9 : a schematic representation of a seventh embodiment of the battery interface ( 9a) with the associated locking mechanism ( 9b) .

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen, akkubetriebenes Geräts 10 in Form einer Tischkreissäge 12 mit einer Akkuschnittstelle 14 in einer schematischen Darstellung. Die Tischkreissäge 12 wird standardmäßig mit einer Versorgungsspannung von 36 V betrieben. Die Akkuschnittstelle 14 ist als eine Kombi-Schnittstelle 16 mit einer ersten Aufnahme 18 für einen Wechselakkupack 20 einer ersten Spannungsklasse (36 V) und mit zwei Aufnahmen 22 für zwei Wechselakkupacks 24 einer zweiten Spannungsklasse (18 V) ausgebildet. 1 shows a first embodiment of a battery-operated device according to the invention 10 in the form of a table saw 12th with a battery interface 14th in a schematic representation. The table saw 12th is operated with a supply voltage of 36 V as standard. The battery interface 14th is available as a combo interface 16 with a first recording 18th for an exchangeable battery pack 20th a first voltage class (36 V) and with two recordings 22nd for two exchangeable battery packs 24 a second voltage class (18 V).

Die erste Aufnahme 18 der ersten Spannungsklasse (36V) und die zwei weiteren Aufnahmen 22 der zweiten Spannungsklasse (18V) sind derart rechtwinklig zueinander angeordnet, dass sie sich gegenseitig blockieren und/oder deaktivieren, sobald in jeweils einer der Aufnahmen 18, 22 der ersten oder der zweiten Spannungsklasse mindestens ein Wechselakkupack 20, 24 aufgenommen ist. Damit ein Einschieben der Wechselakkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse (18V) in die dafür vorgesehenen Aufnahmen 22 in ihrer Einschubrichtung E möglich ist, sind diese gemäß 2 gegenüber der Aufnahme 18 für den Wechselakkupack 20 der ersten Spannungsklasse (36V) mindestens um deren Höhe H höhenversetzt auf der Kombi-Schnittstelle 16 angeordnet.The first shot 18th of the first voltage class ( 36V ) and the two other recordings 22nd of the second voltage class ( 18V ) are arranged at right angles to one another that they block and / or deactivate one another as soon as one of the recordings is made in each case 18th , 22nd of the first or second voltage class, at least one exchangeable battery pack 20th , 24 is recorded. This means that the exchangeable battery packs can be inserted 24 of the second voltage class ( 18V ) in the receptacles provided for this purpose 22nd is possible in its insertion direction E, these are according to 2 compared to the recording 18th for the exchangeable battery pack 20th of the first voltage class ( 36V ) at least by their height H offset in height on the combi interface 16 arranged.

Wurde gemäß 1b bzw. 2b der Wechselakkupack 20 der ersten Spannungsklasse (36V) in die dafür vorgesehene Aufnahme 18 in seiner Einschubrichtung E eingeschoben, so können aufgrund seines vorstehenden Gehäuses 26 keine Wechselakkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse (18V) mehr in die dafür vorgesehenen Aufnahmen 22 der Kombi-Schnittstelle 16 mit ihrer jeweilige Einschubrichtung E eingeschoben werden. Umgekehrt kann gemäß der 1c bzw. 2c durch das Einschieben eines Wechselakkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse (18V) in die Aufnahme 18 kein Wechselakkupack 20 der ersten Spannungsklasse (36V) mehr eingeschoben werden, weil hier das Gehäuse 26 eines eingeschobenen Wechselakkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse (18V) die Aufnahme 18 für den Wechselakkupack 20 der ersten Spannungsklasse (36V) überragt. Mit besonderem Vorteil stellt die Kombi-Schnittstelle 16 daher sicher, dass ein Anwender nicht gleichzeitig Wechselakkupacks 20, 24 unterschiedlicher Spannungsklassen (36V, 18V) einsetzen kann, was ansonsten zu einer Beschädigung bzw. Zerstörung des akkubetriebenen Geräts 10 führen könnte. Zudem ist diese Form der Kombi-Schnittstelle 16 im Unterschied zu elektronischen Lösung sehr kostengünstig zu realisieren.Has been according to 1b or. 2 B the exchangeable battery pack 20th of the first voltage class ( 36V ) in the intended receptacle 18th inserted in its insertion direction E, so can due to its protruding housing 26th no exchangeable battery packs 24 of the second voltage class ( 18V ) more in the intended recordings 22nd the combination interface 16 be inserted with their respective insertion direction E. Conversely, according to the 1c or. 2c by inserting an exchangeable battery pack 24 of the second voltage class ( 18V ) in the recording 18th no exchangeable battery pack 20th of the first voltage class ( 36V ) must be pushed in, because this is the case 26th an inserted exchangeable battery pack 24 of the second voltage class ( 18V ) the recording 18th for the exchangeable battery pack 20th of the first voltage class ( 36V ) towers above. The combination interface 16 therefore ensure that a user does not have exchangeable battery packs at the same time 20th , 24 different voltage classes ( 36V , 18V ), which could otherwise damage or destroy the battery-operated device 10 could lead. In addition, this form of the combination interface 16 In contrast to electronic solutions, they can be implemented very inexpensively.

Bei den Wechselakkupacks 20, 24 handelt es sich um herkömmliche Wechselakkupacks mit einem Gehäuse 26, das an einer ersten Seitenwand eine elektromechanische Schnittstelle 28 zur lösbaren Verbindung mit der Akkuschnittstelle 14 des akkubetriebenen Geräts 10 und mit einem nicht gezeigten Ladegerät aufweist. In Verbindung mit dem akkubetriebenen Gerät 10 dient die elektromechanische Schnittstelle 28 der Wechselakkupacks 20, 24 ihrem Entladen, während sie in Verbindung mit dem Ladegerät auch ein Aufladen der Wechselakkupacks 20, 24 ermöglicht. Das Aufladen kann aber alternativ oder ergänzend auch direkt über die Akkuschnittstelle 14 des akkubetriebenen Geräts 10 erfolgen. Die genaue Ausgestaltung der elektromechanischen Schnittstelle 28 ist abhängig von verschiedenen Faktoren, wie beispielsweise der Spannungsklasse der Wechselakkupacks 20, 24 oder diversen Herstellerspezifikationen. So können z.B. zwei oder mehr elektrische Kontakte zur Energie- und/oder Datenübertragung zwischen den Wechselakkupack 20, 24 und dem akkubetriebenen Gerät 10 bzw. dem Ladegerät vorgesehen sein. Auch ist eine mechanische Kodierung denkbar, so dass die Wechselakkupacks 20, 24 nur an bestimmten akkubetriebenen Geräten 10 betreibbar ist. Da die genaue Ausgestaltung der elektromechanischen Schnittstelle 28 für die Erfindung unerheblich ist, soll hierauf nicht weiter im Detail eingegangen werden. Sowohl ein Fachmann als auch ein Anwender des akkubetriebenen Geräts 10 werden diesbezüglich die geeignete Auswahl treffen.With the exchangeable battery packs 20th , 24 it is a conventional interchangeable battery pack with a housing 26th , an electromechanical interface on a first side wall 28 for detachable connection to the battery interface 14th of the battery-operated device 10 and with a charger, not shown. In connection with the battery-operated device 10 the electromechanical interface is used 28 the exchangeable battery packs 20th , 24 their discharging, while they also charge the exchangeable battery packs in conjunction with the charger 20th , 24 enables. Alternatively or additionally, charging can also be carried out directly via the battery interface 14th of the battery-operated device 10 respectively. The exact design of the electromechanical interface 28 depends on various factors, such as the voltage class of the exchangeable battery pack 20th , 24 or various manufacturer specifications. For example, two or more electrical contacts can be used for energy and / or data transmission between the exchangeable battery pack 20th , 24 and the battery-powered device 10 or the charger. Mechanical coding is also conceivable so that the exchangeable battery packs 20th , 24 only on certain battery-operated devices 10 is operable. Since the exact design of the electromechanical interface 28 is insignificant for the invention, it will not be discussed in further detail. Both a specialist and a user of the battery-operated device 10 will make the appropriate selection in this regard.

Mit Bezug auf die 1c, 2c und 4b verfügt ein Wechselakkupack 24 der zweiten Spannungsklasse über eine mechanische Arretiervorrichtung 30 zur Arretierung der form- und/oder kraftschlüssig lösbaren Verbindung seiner elektromechanischen Schnittstelle 28 mit der Aufnahme 22 der Akkuschnittstelle 14 des akkubetriebenen Geräts 10. Dabei weist die Arretiervorrichtung 30 einen gefederten Drucktaster 32 auf, der mit einem Arretierglied 34 des Wechselakkupacks 24 wirkverbunden ist. Aufgrund der Federung des Drucktasters 32 und/oder des Arretierglieds 34 rastet die Arretiervorrichtung 30 beim Einschieben des Wechselakkupacks 24 automatisch in eine entsprechende Haltevorrichtung 36 der Aufnahme 22 des akkubetriebenen Geräts 10 ein (vgl. 3a). Drückt ein Anwender den Drucktaster 32 in Einschubrichtung E, wird die Arretierung gelöst und der Anwender kann den Wechselakkupack 24 entgegen der Einschubrichtung E aus dem akkubetriebenen Gerät 10 entnehmen bzw. ausschieben.With reference to the 1c , 2c and 4b has an exchangeable battery pack 24 the second voltage class via a mechanical locking device 30th for locking the form-fitting and / or force-fitting detachable connection of its electromechanical interface 28 with the recording 22nd the battery interface 14th of the battery-operated device 10 . The locking device 30th a spring-loaded push button 32 on that with a locking member 34 of the exchangeable battery pack 24 is effectively connected. Due to the suspension of the push button 32 and / or the locking member 34 the locking device engages 30th when inserting the exchangeable battery pack 24 automatically in a corresponding holding device 36 the recording 22nd of the battery-operated device 10 a (cf. 3a) . If a user presses the push button 32 in the direction of insertion E, the lock is released and the user can use the exchangeable battery pack 24 against the insertion direction E from the battery-operated device 10 remove or slide out.

Anders als die Wechselakkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse verfügt ein Wechselakkupack 20 der ersten Spannungsklasse nicht über eine akkupackseitige Arretiervorrichtung. Stattdessen ist hier die Arretierung des Wechselackkupacks 20 über die geräteseitige Aufnahme 18 der Akkuschnittstelle 14 realisiert. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Arretierung der Wechselakkupacks 20, 24 nur exemplarisch zu verstehen ist und es somit für die Erfindung keine Bedeutung hat, ob die Arretierung seitens der Wechselakkupacks 20, 24 und/oder seitens des akkubetriebenen Geräts 10 erfolgt.Unlike the exchangeable battery packs 24 the second voltage class has an exchangeable battery pack 20th of the first voltage class does not have a locking device on the battery pack side. Instead, this is where the interchangeable battery pack locks 20th via the device-side recording 18th the battery interface 14th realized. It should be noted, however, that the locking of the exchangeable battery pack 20th , 24 is to be understood only as an example and it is therefore of no significance for the invention whether the locking on the part of the exchangeable battery pack 20th , 24 and / or on the part of the battery-operated device 10 he follows.

Wie eingangs bereits erwähnt, ergibt sich die Akkuspannung der Wechselakkupacks 20, 24 in der Regel aus einem Vielfachen der Zellspannung einer einzelnen Akkuzelle (nicht gezeigt) in Abhängigkeit ihrer Verschaltung (parallel oder seriell). Da die Akkuzellen bevorzugt als lithiumbasierte Akkuzellen, z.B. Li-Ion, Li-Po, Li-Metall oder dergleichen, mit einer Zellspannung von 3,6 V ausgebildet sind, ergeben sich somit beispielhafte Betriebsspannungen von 3,6 V, 7,2 V, 10,8 V, 14,4 V, 18 V, 36 V etc. Die Erfindung soll bevorzugt bei Wechselakkupacks mit einer Akkuspannung von mehr als 10 V zum Einsatz kommen. Nichtsdestotrotz kann die Erfindung aber auch auf Wechselakkupacks mit Ni-Cd-, Ni-MH-Zellen oder andere geeignete Zellarten und -formen angewendet werden.As already mentioned at the beginning, the battery voltage of the exchangeable battery pack results 20th , 24 usually from a multiple of the cell voltage of an individual accumulator cell (not shown) depending on their connection (parallel or series). Since the battery cells are preferably designed as lithium-based battery cells, e.g. Li-Ion, Li-Po, Li-Metal or the like, with a cell voltage of 3.6 V, this results in exemplary operating voltages of 3.6 V, 7.2 V, 10.8 V, 14.4 V, 18 V, 36 V etc. The invention should preferably be used for exchangeable battery packs with a battery voltage of more than 10 V. Nevertheless, the invention can also be applied to exchangeable battery packs with Ni-Cd, Ni-MH cells or other suitable cell types and shapes.

In den 3 und 4 ist eine gegenüber den 1 und 2 deutlich kompakter bauende Kombi-Schnittstelle 16 mit sich zum Teil überlappenden Aufnahmen 18 bzw. 22 für die Wechselakkupacks 20 bzw. 24 der ersten bzw. zweiten Spannungsklasse (36V, 18V) dargestellt. Analog der 1 und 2 ist die Aufnahme 18 für den Wechselakkupack 20 der ersten Spannungsklasse (36V) höhenversetzt und rechtwinklig zu den Aufnahmen 22 für die Wechselakkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse (18V) angeordnet. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß der 1 und 2 sind die Aufnahme 18 für den Wechselakkupack 20 der ersten Spannungsklasse (36V) und die beiden nebeneinander angeordneten Aufnahmen 18 für die Wechselakkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse (18V) direkt übereinander angeordnet, so dass sie sich bei jeweils aufgenommenem Wechselakkupack 20, 24 einer Spannungsklasse (36V, 18V) gegenseitig blockieren. Durch die Überlappung der Aufnahmen 18, 22 auf unterschiedlichen Ebenen, sind für die Aufnahme 18 für den Wechselakkupack 20 der ersten Spannungsklasse (36V) zusätzliche Führungsstege 38 zur Führung und zum Halten der elektromechanischen Schnittstelle 28 des Wechselakkupacks 20 der ersten Spannungsklasse (36V) erforderlich.In the 3rd and 4th is one opposite the 1 and 2 significantly more compact combined interface 16 with partly overlapping recordings 18th or. 22nd for the exchangeable battery packs 20th or. 24 of the first or second voltage class ( 36V , 18V ) shown. Analogous to the 1 and 2 is the recording 18th for the exchangeable battery pack 20th the first voltage class (36V ) offset in height and at right angles to the recordings 22nd for the exchangeable battery packs 24 of the second voltage class ( 18V ) arranged. In contrast to the first embodiment according to FIG 1 and 2 are the recording 18th for the exchangeable battery pack 20th of the first voltage class ( 36V ) and the two recordings arranged side by side 18th for the exchangeable battery packs 24 of the second voltage class ( 18V ) arranged directly on top of each other, so that they are positioned each time the interchangeable battery pack 20th , 24 a voltage class ( 36V , 18V ) block each other. Due to the overlapping of the recordings 18th , 22nd at different levels, are for inclusion 18th for the exchangeable battery pack 20th of the first voltage class ( 36V ) additional guide bars 38 for guiding and holding the electromechanical interface 28 of the exchangeable battery pack 20th of the first voltage class ( 36V) required.

5 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Akkuschnittstelle 14 in einer perspektivischen Ansicht in einem ersten Zustand (5a) und in einem zweiten Zustand (5b). Die erste Aufnahme 18 für den Wechselakkupack 20 der ersten Spannungsklasse ist rechtwinklig zu den beiden weiteren Aufnahmen 22 für die Wechselakkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse angeordnet. Die beiden Aufnahmen 22 für die Wechselakkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse sind parallel zueinander angeordnet. Sämtliche Aufnahmen 18, 22 befinden sich auf derselben Ebene und weisen Führungsschienen 40 für die elektromechanischen Schnittstellen 28 der Wechselakkupacks 20, 24 auf. 5 shows a schematic representation of a third embodiment of the battery interface 14th in a perspective view in a first state ( 5a) and in a second state ( 5b) . The first shot 18th for the exchangeable battery pack 20th the first voltage class is at right angles to the other two recordings 22nd for the exchangeable battery packs 24 arranged in the second voltage class. The two recordings 22nd for the exchangeable battery packs 24 of the second voltage class are arranged parallel to one another. All recordings 18th , 22nd are on the same level and have guide rails 40 for the electromechanical interfaces 28 the exchangeable battery packs 20th , 24 on.

Ein gleichzeitiger Einschub der Wechselakkupacks 20, 24 unterschiedlicher Spannungsklassen wird durch eine als linear geführte Sperrmechanik ausgebildete Sperre 42 verhindert, wobei die Sperrmechanik bevorzugt federnd gelagert ist und je Aufnahme 18, 22 einen fest mit der Sperrmechanik gekoppelten Riegel 44 aufweist. In der Aufnahme 18 für den Wechselakkupack 20 der ersten Spannungsklasse ist der Riegel 44 stirnseitig in Einschubrichtung angeordnet, während die Aufnahmen 22 für die Wechselakkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse die Riegel 44 seitlich versenkbar in einer der Führungsschienen 40 aufweisen. Die Sperrmechanik mit ihren Riegeln 44 ist derart ausgestaltet, dass die Kombi-Schnittstelle 16 des elektrischen Geräts 10 jeweils nur Wechselakkupacks 20, 24 einer Spannungsklasse aufnehmen kann.Simultaneous insertion of the exchangeable battery packs 20th , 24 different voltage classes is made by a lock designed as a linear locking mechanism 42 prevented, the locking mechanism is preferably resiliently mounted and per recording 18th , 22nd a bolt firmly coupled to the locking mechanism 44 having. In the recording 18th for the exchangeable battery pack 20th the first voltage class is the latch 44 arranged at the front in the direction of insertion, while the recordings 22nd for the exchangeable battery packs 24 of the second voltage class, the bars 44 Laterally retractable in one of the guide rails 40 exhibit. The locking mechanism with its bolts 44 is designed in such a way that the combination interface 16 of the electrical device 10 only exchangeable battery packs 20th , 24 a voltage class.

Beim Einschieben eines Wechselakkupacks 20 der ersten Spannungsklasse in die Aufnahme 18 in Einschubrichtung E wird der stirnseitige Riegel 44 derart in Einschubrichtung E bewegt, dass er die Riegel 44 der Aufnahmen 22 über die Sperrmechanik aus den Führungsschienen 40 ausrückt und in eine Blockierposition verschiebt (vgl. 5b). Somit ist es nicht mehr möglich, die Wechselakkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse mit ihren elektromechanischen Schnittstellen 28 in die Aufnahmen 22 einzuschieben. Umgekehrt bewirkt ein Einschieben eines der Wechselakkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse in eine der Aufnahmen 22 ein Einrücken des jeweiligen Riegels 44 quer zur Einschubrichtung E in die Führungsschiene 40, was über die Sperrmechanik zu einem mechanischen Ausrücken des Riegels 44 in die Aufnahme 18 für den Wechselakkupack 20 der ersten Spannungsklasse entgegen dessen Einschubrichtung E führt, so dass die Aufnahme 18 ihrerseits blockiert ist.When inserting an exchangeable battery pack 20th of the first voltage class in the recording 18th in the direction of insertion E is the front latch 44 so moved in the direction of insertion E that he the bolt 44 of the recordings 22nd via the locking mechanism from the guide rails 40 disengages and moves into a blocking position (cf. 5b) . This means that it is no longer possible to use the exchangeable battery packs 24 the second voltage class with their electromechanical interfaces 28 in the recordings 22nd insert. The opposite is true for pushing in one of the exchangeable battery packs 24 of the second voltage class in one of the recordings 22nd an engagement of the respective bolt 44 across the direction of insertion E into the guide rail 40 what about the locking mechanism to a mechanical disengagement of the bolt 44 in the recording 18th for the exchangeable battery pack 20th of the first voltage class against its insertion direction E, so that the recording 18th is blocked in turn.

Alternativ ist auch denkbar, dass jede Aufnahme 18, 22 der Kombi-Schnittstelle 16 einen elektrischen oder elektromechanischen Sensor, beispielsweise in Form eines Reed- oder Microschalters, zur Detektion eines eingeschobenen Wechselakkupacks 20, 24 aufweist, über den die Sperre 42 auslösbar ist. Ebenso kann die Detektion eines eingeschobenen Wechselakkupacks 20, 24 rein elektrisch über das Anliegen der entsprechenden Akkuspannung und/oder über entsprechende Kodierwiderstände in den Wechselakkupacks 20, 24 erfolgen.Alternatively, it is also conceivable that each recording 18th , 22nd the combination interface 16 an electrical or electromechanical sensor, for example in the form of a reed or microswitch, for detecting an inserted exchangeable battery pack 20th , 24 has over which the lock 42 can be triggered. The detection of an inserted exchangeable battery pack can also be 20th , 24 purely electrically via the presence of the corresponding battery voltage and / or via corresponding coding resistors in the exchangeable battery packs 20th , 24 respectively.

Weiterhin sieht die Kombi-Schnittstelle 16 eine Anzeige 46 vor, die als Indikator für die aktuell aktive Spannungsklasse dient. Die Anzeige 46 kann in ihrer einfachsten Form als ein linear verschiebbarer Vorsprung ausgebildet sein, der mechanisch fest mit der Sperrmechanik 42 verbunden ist. Ebenso ist denkbar, die Anzeige 46 elektronisch als eine LED-Anzeige, ein LC-Display oder dergleichen auszugestalten, wobei die jeweils aktive Spannungsklasse über einen Reed-Kontakt, einen Microschalter oder dergleichen erfassbar ist. Im Falle eines mit der Sperrmechanik 42 gekoppelten Vorsprungs kann dieser auch zum Sperren und Freigeben der Aufnahmen 18 bzw. 22 genutzt werden. Ebenso ist eine elektromagnetische oder elektromotorische Verstellung der Sperrmechanik 42 möglich.The combo interface continues to see 16 an ad 46 which serves as an indicator for the currently active voltage class. The ad 46 can be designed in its simplest form as a linearly displaceable projection that is mechanically fixed to the locking mechanism 42 connected is. The display is also conceivable 46 electronically designed as an LED display, an LC display or the like, with the respective active voltage class being detectable via a reed contact, a microswitch or the like. In the case of one with the locking mechanism 42 coupled projection, this can also be used to lock and release the recordings 18th or. 22nd be used. There is also an electromagnetic or electromotive adjustment of the locking mechanism 42 possible.

In 6 ist eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform der Akkuschnittstelle 14 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Diese entspricht im Wesentlichen der dritten Ausführungsform gemäß 5, wobei sich die Riegel 44 nun jeweils an den offenen Enden der Führungsschienen 40 der Aufnahmen 18, 22 befinden. Bei Einschub des Wechselakkupacks 20 der ersten Spannungsklasse in die Aufnahme 18 in Einschubrichtung E wird dessen Riegel 44 durch die elektromechanische Schnittstelle 28 des Wechselakkupacks 20 in Einschubrichtung in die Führungsschienen 40 gedrückt. Über eine Sperrmechanik, beispielsweise analog der Sperrmechanik 42 gemäß 5, oder auf elektromechanischem Wege, beispielsweise per Elektromagnet und Relaisspule, (beides nicht dargestellt) werden sodann die Riegel 44 der zwei Aufnahmen 22 für die Wechselakkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse derart aus den Führungsschienen 40 der Aufnahmen 22 ausgerückt, dass sie die Aufnahmen 22 blockieren. Entsprechend umgekehrt arbeitet die Sperre bei Einschub eines Wechselakkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse in eine der Aufnahmen 22. Selbstverständlich kann auch hier sowie in allen anderen Ausführungsbeispielen eine Anzeige der aktuellen Spannungsklasse gemäß 5 realisiert sein. Zudem ist denkbar, dass die Riegel 44 zum leichteren Versenken in die Führungsschienen 40 der Aufnahmen 18, 22 zumindest einseitig angefast sind.In 6th is a schematic representation of a fourth embodiment of the battery interface 14th shown in a perspective view. This corresponds essentially to the third embodiment according to FIG 5 , taking the latch 44 now at the open ends of the guide rails 40 of the recordings 18th , 22nd are located. When inserting the exchangeable battery pack 20th of the first voltage class in the recording 18th in the direction of insertion E is its latch 44 through the electromechanical interface 28 of the exchangeable battery pack 20th in the direction of insertion into the guide rails 40 pressed. Via a locking mechanism, for example analogous to the locking mechanism 42 according to 5 , or by electromechanical means, for example by means of an electromagnet and relay coil, (both not shown) then the latches 44 of the two recordings 22nd for the exchangeable battery packs 24 of the second voltage class from the guide rails 40 of the recordings 22nd that they disengaged the shots 22nd To block. Correspondingly, the lock works in reverse when inserting an exchangeable battery pack 24 of the second voltage class in one of the recordings 22nd . Of course, here as well as in all other exemplary embodiments, a display of the current voltage class according to 5 be realized. It is also conceivable that the latch 44 for easier sinking into the guide rails 40 of the recordings 18th , 22nd are chamfered at least on one side.

7 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Akkuschnittstelle 14 in einer perspektivischen Ansicht. Im Unterschied zu 6 wird bei Einschub des Wechselakkupacks 20 der ersten Spannungsklasse in die Aufnahme 18 in Einschubrichtung E dessen Riegel 44 durch die elektromechanische Schnittstelle 28 des Wechselakkupacks 20 nach unten in die Aufnahme 18 bzw. in eine Grundplatte 48 der Akkuschnittstelle 14 gedrückt. Über eine mechanische Wippe unterhalb der Grundplatte 48 oder auf elektromechanischem Wege, beispielsweise per Elektromagnet und Relaisspule, (beides nicht dargestellt) werden die Riegel 44 der zwei Aufnahmen 22 für die Wechselakkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse derart nach oben aus der Grundplatte 48 herausbewegt, dass sie die Aufnahmen 22 blockieren. Entsprechend umgekehrt arbeitet die Sperre bei Einschub eines Wechselakkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse in eine der Aufnahmen 22. 7th shows a fifth embodiment of the battery interface 14th in a perspective view. In contrast to 6th becomes when the replaceable battery pack is inserted 20th of the first voltage class in the recording 18th its bolt in the direction of insertion E. 44 through the electromechanical interface 28 of the exchangeable battery pack 20th down into the recording 18th or in a base plate 48 the battery interface 14th pressed. Via a mechanical rocker below the base plate 48 or in an electromechanical way, for example by means of an electromagnet and relay coil, (both not shown) are the bolts 44 of the two recordings 22nd for the exchangeable battery packs 24 of the second voltage class in such a way upwards from the base plate 48 moved out that they are taking the shots 22nd To block. Correspondingly, the lock works in reverse when inserting an exchangeable battery pack 24 of the second voltage class in one of the recordings 22nd .

Eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Akkuschnittstelle 14 des akkubetriebenen Geräts 10 ist in 8 dargestellt. Dabei zeigt 8a einen Betriebszustand der Akkuschnittstelle 14 für die Verwendung eines Wechselakkupacks 20 der ersten Spannungsklasse und 8b einen Betriebszustand der Akkuschnittstelle 14 für die Verwendung von zwei Wechselakkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse. Die Aufnahme 18 für den Wechselakkupack 20 der ersten Spannungsklasse und die beiden Aufnahmen 22 für die Wechselackkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse sind auf unterschiedlichen Seiten 50, 52 der nun um eine Drehachse A drehbar gelagerten Grundplatte 48 angeordnet. Dabei ist die Drehachse A als eine Längsachse der Grundplatte 48 ausgebildet. Sie kann aber auch als eine Querachse oder als eine Diagonalachse ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Grundplatte 48 in jedem Betriebszustand verrastbar, so dass sie sich nicht frei verdrehen kann. Sobald ein Wechselakkupack 20, 24 der ersten oder der zweiten Spannungsklasse in die dafür vorgesehene Aufnahme 18, 22 eingeschoben wurde, wird die Grundplatte 48 mittels einer mechanischen oder elektromechanischen Aktuatorik 54 gegen ein Verdrehen blockiert. Ein Verdrehen kann aber alternativ auch schon durch das bloße Einschieben eines Wechselakkupacks 20, 24 in die dafür vorgesehene Aufnahmen 18, 22 aufgrund seines vorstehenden Gehäuses 26 vermieden werden.A sixth embodiment of the battery interface according to the invention 14th of the battery-operated device 10 is in 8th shown. It shows 8a an operating state of the battery interface 14th for using an exchangeable battery pack 20th the first voltage class and 8b an operating state of the battery interface 14th for using two exchangeable battery packs 24 the second voltage class. The recording 18th for the exchangeable battery pack 20th the first voltage class and the two recordings 22nd for the interchangeable packs 24 the second voltage class are on different sides 50 , 52 the base plate, which is now rotatably mounted about an axis of rotation A. 48 arranged. The axis of rotation A is a longitudinal axis of the base plate 48 educated. But it can also be designed as a transverse axis or as a diagonal axis. Preferably the base plate is 48 Can be locked in any operating state so that it cannot rotate freely. As soon as an exchangeable battery pack 20th , 24 of the first or second voltage class in the receptacle provided for this purpose 18th , 22nd has been inserted, the base plate becomes 48 by means of mechanical or electromechanical actuators 54 blocked against twisting. Alternatively, twisting can also be achieved by simply pushing in an exchangeable battery pack 20th , 24 in the recordings provided for this purpose 18th , 22nd due to its protruding housing 26th be avoided.

9 zeigt eine schematische Darstellung einer siebten Ausführungsform der Akkuschnittstelle 14 in einer perspektivischen Ansicht (9a) mit der zugehörigen als Sperrmechanik ausgebildeten Sperre 42 in einem Schnitt (9b). Die erste Aufnahme 18 für den Wechselakkupack 20 der ersten Spannungsklasse und die weiteren Aufnahmen 22 für die Wechselakkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse sind hier auf unterschiedlichen Ebenen der Grundplatte 46 angeordnet, wobei die Ebenen einen Winkel W zueinander aufweisen. Der Winkel W ergibt sich beispielsweise in Abhängigkeit von der Anordnung angrenzender Gehäuseseiten eines Gehäuses des akkubetriebenen Geräts 10 und kann zwischen 20° und 150°, vorzugsweise zwischen 70° und 100°, betragen. 9 shows a schematic representation of a seventh embodiment of the battery interface 14th in a perspective view ( 9a) with the associated lock designed as a locking mechanism 42 in one cut ( 9b) . The first shot 18th for the exchangeable battery pack 20th the first voltage class and the other recordings 22nd for the exchangeable battery packs 24 the second voltage class are here on different levels of the base plate 46 arranged, wherein the planes have an angle W to each other. The angle W results, for example, as a function of the arrangement of adjacent housing sides of a housing of the battery-operated device 10 and can be between 20 ° and 150 °, preferably between 70 ° and 100 °.

Entsprechend den Ausführungsbeispielen gemäß der 5 bis 7 ist auch hier eine Sperre 42 mit Riegeln 44 vorgesehen. Ein Einschieben des Wechselakkupacks 20 der ersten Spannungsklasse in die dafür vorgesehene Aufnahme 18 bewirkt ein Auslösen der Sperre 42 derart, dass in die Aufnahmen 22 der zweiten Spannungsklasse kein Wechselakkupack 24 mehr eingeschoben werden kann.According to the embodiments according to 5 to 7th is also a lock here 42 with bolts 44 intended. Inserting the exchangeable battery pack 20th of the first voltage class in the receptacle provided for it 18th triggers the lock 42 such that in the shots 22nd No exchangeable battery pack in the second voltage class 24 more can be inserted.

Beim Einschieben des Wechselakkupacks 20 der ersten Spannungsklasse in die Aufnahme 18 in Einschubrichtung E wird dessen Riegel 44 durch die elektromechanische Schnittstelle 28 des Wechselakkupacks 20 nach unten in die Grundplatte 48 der Kombi-Schnittstelle 16 gedrückt. Über eine Sperrmechanik der Sperre 42 unterhalb der Grundplatte 48 werden die Riegel 44 der zwei Aufnahmen 22 für die Wechselakkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse derart nach oben aus der Grundplatte 48 herausbewegt, dass sie die Aufnahmen 22 blockieren. Dazu weist die Sperrmechanik der Sperre 42 gemäß 9b einen federnd gelagerten, ersten Hebel 56 auf, der auf der einen Stirnseite mit dem Riegel 44 gekoppelt ist und der auf der anderen Stirnseite eine Rampe 58 zur Wirkverbindung mit einem weiteren, vorzugsweise im Winkel W zum ersten Hebel 56 angeordneten Hebel 60 aufweist. Der weitere Hebel 60 ist seinerseits derart mit den Riegeln 44 der Aufnahmen 22 für die Wechselackkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse gekoppelt, dass ein Einrücken des Riegels 44 der ersten Aufnahme 18 für den Wechselakkupack 20 der ersten Spannungsklasse in die Grundplatte 48 ein Ausrücken der Riegel 44 für die Wechselakkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse aus der Grundplatte 48 bewirkt, so dass diese gegen ein Einschieben gesichert sind. Entsprechend umgekehrt arbeitet die Sperre bei Einschub eines Wechselakkupacks 24 der zweiten Spannungsklasse in eine der Aufnahmen 22. Alternativ oder ergänzend kann zudem vorgesehen sein, dass die Sperre 42 mit ihren Riegeln 44 auf elektromechanischem Wege, beispielsweise per Elektromagnet und Relaisspule ausgelöst wird.When inserting the exchangeable battery pack 20th of the first voltage class in the recording 18th in the direction of insertion E is its latch 44 through the electromechanical interface 28 of the exchangeable battery pack 20th down into the base plate 48 the combination interface 16 pressed. Via a locking mechanism of the lock 42 below the base plate 48 become the latch 44 of the two recordings 22nd for the exchangeable battery packs 24 of the second voltage class in such a way upwards from the base plate 48 moved out that they are taking the shots 22nd To block. For this purpose, the locking mechanism of the lock 42 according to 9b a spring-loaded, first lever 56 on the one on one end with the latch 44 is coupled and the one on the other face is a ramp 58 for operative connection with a further lever, preferably at an angle W to the first lever 56 arranged lever 60 having. The other lever 60 is in turn so with the bolts 44 of the recordings 22nd for the interchangeable packs 24 the second voltage class coupled that an engagement of the bolt 44 the first shot 18th for the exchangeable battery pack 20th of the first voltage class in the base plate 48 a disengagement of the bolts 44 for the exchangeable battery packs 24 the second voltage class from the base plate 48 causes them to be secured against being pushed in. Correspondingly, the lock works in reverse when inserting an exchangeable battery pack 24 of the second voltage class in one of the recordings 22nd . Alternatively or in addition, it can also be provided that the lock 42 with their bars 44 is triggered electromechanically, for example by means of an electromagnet and relay coil.

Eine weitere Möglichkeit zur Realisierung der Sperre 42 bietet sich auf rein elektronischem Wege. So kann mittels der bereits erwähnten Sensorik das Einschieben eines Wechselakkupacks 20, 24 der ersten oder der zweiten Spannungsklasse in die dafür vorgesehenen Aufnahmen 18, 22 detektiert werden, um dann die elektrischen Kontakte der jeweils anderen Aufnahmen für die Wechselakkupacks der anderen Spannungsklasse per Relais oder Halbleiterschalter zu unterbrechen.Another way of realizing the lock 42 offers itself in a purely electronic way. Thus, by means of the sensors already mentioned, it is possible to insert an exchangeable battery pack 20th , 24 of the first or second voltage class in the receptacles provided for this purpose 18th , 22nd are detected in order to then interrupt the electrical contacts of the respective other receptacles for the exchangeable battery packs of the other voltage class by means of relays or semiconductor switches.

Es sei abschließend noch darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele gemäß der 1 bis 9 beschränkt ist. So sind insbesondere die elektromechanischen Schnittstellen der Wechselakkupacks und die Ausgestaltung der Aufnahmen der Akkuschnittstelle bzw. der Kombi-Schnittstelle des akkubetriebenen Geräts exemplarisch zu verstehen. Ebenso kann die Erfindung ohne Einschränkung auch auf Akkuschnittstellen bzw. Kombi-Schnittstellen für Wechselakkupacks mit mehr als zwei Spannungsklassen angewendet werden. Auch ist denkbar, dass an dem akkubetriebenen Gerät mehrere gleichartige aber auch unterschiedliche Kombi-Schnittstellen als Akkuschnittstelle zum Einsatz kommen. So kann z.B. an einem mit 72 V akkubetriebenen Gerät eine Kombi-Schnittstelle für einen 72V-Wechselakkupack und zwei 36V-Wechselakkupacks und eine weitere Kombi-Schnittstelle für zwei 36V-Wechselakkupacks und vier 18V-Wechselakkupacks vorgesehen sein.Finally, it should be pointed out that the invention does not apply to the exemplary embodiments shown in accordance with FIG 1 to 9 is limited. In particular, the electromechanical interfaces of the exchangeable battery packs and the design of the receptacles of the battery interface or the combination interface of the battery-operated device are to be understood as examples. Likewise, the invention can also be used without restriction on battery interfaces or combination interfaces for exchangeable battery packs with more than two voltage classes. It is also conceivable that several similar but also different combination interfaces are used as the battery interface on the battery-operated device. For example, a combination interface for a 72V interchangeable battery pack and two 36V interchangeable battery packs and a further combination interface for two 36V interchangeable battery packs and four 18V interchangeable battery packs can be provided on a device operated with 72 V battery packs.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 2018/119256 [0006, 0007]
DE 202017006868 U1 [0007]
DE 202017105258 U1 [0008]

Claims

Battery-operated device (10) with a battery interface (14) for the electrical supply of the battery-operated device (10) with at least one replaceable battery pack (20) of a first voltage class, characterized in that the battery interface (14) is designed as a combination interface (16) , which accommodates either the one interchangeable battery pack (20) of the first voltage class or a plurality of interchangeable battery packs (24) of a second voltage class, the resulting supply voltage of the plurality of interchangeable battery packs (24) of the second voltage class being essentially the resulting supply voltage of the interchangeable battery pack (20) of the corresponds to the first voltage class.

Battery operated device (10) according to Claim 1 , characterized in that the combination interface (16) has a first receptacle (18) for the exchangeable battery pack (20) of the first voltage class and a plurality of receptacles (22) for the exchangeable battery pack (24) of the second voltage class.

Battery operated device (10) according to Claim 2 , characterized in that the first receptacle (18) for the exchangeable battery pack (20) of the first voltage class and the further receptacles (22) for the exchangeable battery pack (24) of the second voltage class mutually block and / or deactivate as soon as one of the receptacles in each case (18, 22) at least one exchangeable battery pack (20, 24) of the first or second voltage class is accommodated.

Battery-operated device (10) according to one of the preceding Claims 2 or 3rd , characterized in that the first receptacle (18) for the exchangeable battery pack (20) of the first voltage class is arranged essentially transversely, in particular at right angles, to the plurality of receptacles (22) for the exchangeable battery pack (24) of the second voltage class.

Battery-operated device (10) according to one of the preceding Claims 2 to 4th , characterized in that the first receptacle (18) for the exchangeable battery pack (20) of the first voltage class and the plurality of receptacles (22) for the exchangeable battery pack (24) of the second voltage class are arranged on different levels, in particular directly one above the other.

Battery-operated device (10) according to one of the preceding Claims 2 to 4th , characterized in that the first receptacle (18) for the exchangeable battery pack (20) of the first voltage class and the plurality of receptacles (22) for the exchangeable battery pack (24) of the second voltage class are arranged on the same level, in particular next to one another.

Battery-operated device (10) according to one of the preceding Claims 2 to 6th , characterized in that pushing the exchangeable battery pack (20) of the first voltage class into the first receptacle (18) provided for this triggers a lock (42) of the plurality of receptacles (22) for the exchangeable battery packs (24) of the second voltage class in such a way that in these receptacles (22) no longer can be inserted an exchangeable battery pack (24) of the second voltage class, and / or that an insertion of an exchangeable battery pack (24) of the second voltage class into one of the receptacles (22) provided for this purpose, the lock (42) of the first receptacle ( 18) for the exchangeable battery pack (20) of the first voltage class is triggered in such a way that no exchangeable battery pack (20) of the first voltage class can be inserted into this receptacle (18).

Battery operated device (10) according to Claim 7 , characterized in that the lock (42) is designed as a mechanically or electrically driven bolt (44) for each receptacle (18, 22).

Battery-operated device (10) according to one of the preceding Claims 7 or 8th , characterized in that each receptacle (18, 22) of the combination interface (16) has a mechanical, electrical or electromechanical sensor system for detecting an inserted exchangeable battery pack (20, 24), via which the lock (42) can be triggered.

Battery-operated device (10) according to one of the preceding Claims 2 or 3rd , characterized in that the first receptacle (18) for the exchangeable battery pack (20) of the first voltage class and the plurality of receptacles (22) for the exchangeable battery pack (24) of the second voltage class on different sides (50, 52) one around an axis of rotation ( A) rotatable base plate (48) are arranged.

Battery-operated device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the replaceable battery packs (20) of the first voltage class are 36V replaceable battery packs and the replaceable battery packs (24) of the second voltage class are 12V or 18V replaceable battery packs.