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Stand der Technik
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In der
JP 2015082931 A2 ist ein AC-DC Wandler für eine Handwerkzeugmaschine beschrieben.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Energieversorgungsvorrichtung für eine Handwerkzeugmaschine, mit einer AC-DC Wandlereinheit, die dazu ausgebildet ist, die Handwerkzeugmaschine mit einem Stromnetz zu verbinden und mit zumindest einer Ladevorrichtung, die dazu ausgebildet ist, einen Akkupack für die Handwerkzeugmaschine zu laden, mit einem Ladergehäuse, wobei das Ladergehäuse zumindest eine Akkuschnittstelle zur lösbaren Verbindung des Akkupacks aufweist, und mit einem Adaptergehäuse, wobei das Adaptergehäuse eine Handwerkzeugmaschinenschnittstelle zur lösbaren Verbindung des Adaptergehäuses mit der Handwerkzeugmaschine aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass das Ladergehäuse und das Adaptergehäuse über ein Kabel miteinander verbunden sind. Vorteilhaft kann dadurch während des Netzbetriebs einer Akku-Handwerkzeugmaschine die zugehörigen Akkupacks geladen werden.
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Der Akkupack ist insbesondere Teil eines Systems, das sich aus dem Akkupack und einem Verbraucher zusammensetzt, wobei der Verbraucher während des Betriebs über den Akkupack mit Energie versorgbar ist. Der Akkupack ist insbesondere als ein Handwerkzeugmaschinenakkupack ausgebildet. Der Akkupack ist insbesondere als ein Wechselakkupack ausgebildet. Der Akkupack ist insbesondere verbindbar mit einer Ladevorrichtung zum Aufladen des Akkupacks ausgebildet. Der Akkupack weist ein Gehäuse auf, in welchem die Akkuzelle angeordnet ist, wobei das Gehäuse als ein Außengehäuse ausgebildet ist. Der Akkupack, insbesondere das Gehäuse des Akkupacks, ist über eine mechanische Schnittstelle lösbar mit dem Verbraucher und/oder der Ladevorrichtung verbindbar ausgebildet. Das Gehäuse des Akkupacks kann ein oder mehrere Gehäuseteile aufweisen.
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Der Verbraucher kann 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., als ein elektrisches Fortbewegungsmittel, wie beispielsweise ein Pedelec oder ein eBike, 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.
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Die Energieversorgungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, im mit der Handwerkzeugmaschine oder mit einem Verbraucher verbundenen Zustand diese mit dem Stromnetz zu verbinden. Das Stromnetz ist insbesondere als eine Wechselstromquelle ausgebildet, wobei die Handwerkzeugmaschine bzw. der Verbraucher als ein DC-Verbraucher ausgebildet sind. Die Energieversorgungsvorrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass gleichzeitig eine Stromversorgung der Handwerkzeugmaschine als auch ein Aufladen des mit der Energieversorgungsvorrichtung verbundenen zumindest einen Akkupacks möglich ist. Alternativ ist auch denkbar, dass ein gleichzeitiges Aufladen nicht möglich ist und der Ladevorgang semiautomatisch oder automatisch gestartet wird, wenn die Handwerkzeugmaschine nicht im Betrieb ist. Dies kann unmittelbar oder kurzzeitig nach einem Ausschalten der Handwerkzeugmaschine oder auch basierend auf einer Temperatur der Energieversorgungsvorrichtung erfolgen.
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Die AC-DC Wandlereinheit ist dazu ausgebildet, ein Wechselspannungssignal in ein Gleichspannungssignal umzuwandeln. Die AC-DC Wandlereinheit weist eine Elektronik mit mehreren elektronischen Komponenten auf. Die Elektronik kann teilweise oder vollständig auf einer oder mehreren Leiterplatten angeordnet sein. Die Elektronik der AC-DC-Wandlereinheit weist einen Gleichrichter auf, der dazu ausgebildet ist, einen Wechselspannungseingang in einen Gleichspannungsausgang umzuwandeln. Zudem weist die Elektronik einen Regler zur Einstellung eines Spannungspegels auf. Des Weiteren weist die Elektronik einen oder mehrere Speicherkondensatoren zur Glättung eines pulsierenden DC-Stroms auf.
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Die Ladevorrichtung weist eine Elektronik auf. Die Elektronik weist mehrere elektronische Komponente auf. Vorzugsweise weist die Elektronik eine Steuereinheit zur Steuerung oder Regelung des Ladevorgangs. Die Steuereinheit kann beispielsweise eine Recheneinheit, insbesondere eine CPU, umfassen. Vorzugsweise ist die Steuereinheit derart ausgebildet, dass unterschiedliche Akkupacks mit einem oder unterschiedlichen Ladeverfahren aufladbar sind.
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Das Ladergehäuse kann aus einem metallischen Werkstoff und/oder aus Kunststoff bestehen. Das Ladergehäuse ist als ein Außengehäuse ausgebildet. Das Ladergehäuse ist vorzugsweise über ein Netzkabel mit dem Stromnetz verbindbar. Das Ladergehäuse kann eine oder mehrere Standflächen aufweisen, auf denen das Ladergehäuse im Betrieb positionierbar ist. Die Standflächen sind vorzugsweise eben ausgebildet.
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Die Akkuschnittstelle der Energieversorgungsvorrichtung ist zur mechanischen und elektrischen Verbindung der Energieversorgungsvorrichtung mit dem Akkupack ausgebildet. Die Energieversorgungsvorrichtung kann eine oder mehrere, wie beispielsweise zwei oder sechs Akkuschnittstellen aufweisen. Die Akkuschnittstellen können beispielsweise nebeneinander, hintereinander, symmetrisch verteilt, etc. angeordnet sein. Die Akkuschnittstelle ist vorzugsweise einstückig oder einteilig mit dem Ladergehäuse ausgebildet. Die Akkuschnittstelle kann an einer Außenfläche des Ladergehäuses angeordnet sein. Es ist ebenso denkbar, dass die Akkuschnittstelle in einer vorzugsweise abschließbaren Akkuaufnahmekammer des Ladergehäuses angeordnet ist. Die Akkuschnittstelle weist eine mechanische Schnittstelle zur mechanischen Verbindung des Ladergehäuses mit dem Akkupack auf. Die mechanische Schnittstelle umfasst zumindest ein Verbindungselement, dass insbesondere zur kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung ausgebildet ist. Zudem weist die Akkuschnittstelle eine elektrische Schnittstelle zur elektrischen Verbindung der Energieversorgungsvorrichtung, insbesondere der Elektronik der Ladevorrichtung, mit dem Akkupack auf. Die elektrische Schnittstelle kann als eine Kontaktschnittstelle ausgebildet sein, die zumindest zwei elektrische Kontaktelement aufweist. Die elektrischen Kontaktelemente können als Leistungskontakte zur Übertragung von Strom und/oder als Signalkontakte zur Übertragung von Informationen ausgebildet sein. Es ist ebenso denkbar, dass die elektrische Schnittstelle zur induktiven Energieübertragung ausgebildet ist.
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Das Adaptergehäuse ist über das Kabel beweglich mit dem Ladergehäuse verbunden. Somit ist eine Relativbewegung zwischen dem Ladergehäuse und dem Adaptergehäuse möglich. Die Handwerkzeugmaschinenschnittstelle weist eine mechanische Schnittstelle auf. Die mechanische Schnittstelle ist insbesondere korrespondierend zu der mechanischen Schnittstelle der Akkuschnittstelle ausgebildet, sodass diese miteinander verbindbar sind. Die mechanische Schnittstelle ist korrespondierend zu einer Akkuschnittstelle der Handwerkzeugmaschine bzw. des Verbrauchers ausgebildet, sodass das Adaptergehäuse lösbar, insbesondere kraft- und/oder formschlüssig, mit einem Gehäuse der Handwerkzeugmaschine bzw. des Verbrauchers verbindbar ist. Die mechanische Schnittstelle der Handwerkzeugmaschinenschnittstelle umfasst zumindest ein Verbindungselement. Das Verbindungselement kann beispielsweise als eine Führungsschiene, als eine Führungsnut, als ein Rastarm, etc. ausgebildet sein. Die elektrische Schnittstelle der Handwerkzeugmaschinenschnittstelle weist vorzugsweise zumindest zwei elektrische Kontaktelemente auf. Die elektrischen Kontaktelemente können als Leistungskontakte zur Übertragung von Strom und/oder als Signalkontakte zur Übertragung von Informationen ausgebildet sein. Insbesondere entspricht die Handwerkzeugmaschinenschnittstelle des Adaptergehäuses im Wesentlichen einer Handwerkzeugmaschinenschnittstelle eines für die Handwerkzeugmaschine vorgesehenen Akkupacks.
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Alternativ oder zusätzlich ist auch denkbar, dass die Akkuschnittstelle und die Handwerkzeugmaschinenschnittstelle der Energieversorgungsvorrichtung nicht kompatibel zueinander ausgebildet sind. Durch eine derartige Akkuschnittstelle der Ladevorrichtung wären Akkupacks aufladbar, die für Handwerkzeugmaschinen vorgesehen sind, die nicht mit dem Adaptergehäuse verbindbar sind.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Kabel eine Länge von zumindest 1 m, insbesondere zumindest 2 m, vorzugsweise zumindest 3 m, aufweist. Vorteilhaft kann dadurch ein flexibler Einsatz gewährleistet werden.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Ladergehäuse ein Gewicht aufweist, das um zumindest 200% größer ist, als ein Gewicht des Adaptergehäuses. Vorteilhaft werden die Komponenten derart auf die zwei Gehäuse verteilt, dass der Benutzer möglichst wenig Gewicht während des Betriebs der Handwerkzeugmaschine tragen muss. In diesem Zusammenhang soll unter dem Gewicht des Ladergehäuse bzw. des Adaptergehäuses auch das Gewicht sämtlicher Komponenten innerhalb des Ladergehäuses bzw. innerhalb des Adaptergehäuses verstanden werden. Insbesondere weist das Adaptergehäuse eine Volumen auf, das weniger als 50%, vorzugsweise weniger als 25%, eines Volumens des Ladergehäuses entspricht.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass die Elektronik der AC-DC Wandlereinheit vollständig oder teilweise im Ladergehäuse angeordnet ist. Vorteilhaft können dadurch bewegungsempfindliche Bauteile sicher angeordnet werden. Insbesondere ist die Elektronik der AC-DC Wandlereinheit und die Elektronik der Ladevorrichtung im Wesentlichen vollständig im Ladergehäuse angeordnet.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Elektronik der AC-DC-Wandlereinheit teilweise im Adaptergehäuse angeordnet ist. Insbesondere weist die AC-DC-Wandlereinheit einen zusätzlichen Gleichspannungswandler auf, der im Adaptergehäuse angeordnet ist.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Energieversorgungsvorrichtung eine Kühleinheit aufweist, die in dem Ladergehäuse angeordnet ist. Insbesondere ist die Kühleinheit dazu ausgebildet, die Elektronik der AC-DC Wandlereinheit und die Elektronik der Ladevorrichtung zu kühlen. Vorzugsweise weist die Kühleinheit zumindest ein aktives Kühlelement auf. Vorteilhaft kann dadurch eine effektive Kühlung der Energieversorgungsvorrichtung realisiert werden. Die Kühleinheit kann auch zwei oder mehrere aktive oder passive Kühlelemente aufweisen.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass das aktive Kühlelement dazu ausgebildet ist, eine Elektronik der AC-DC Wandlereinheit und eine Elektronik der Ladevorrichtung zu kühlen. Insbesondere ist das aktive Kühlelement als ein oder mehrere Lüfter, als eine Pumpe oder als ein Peltier-Element ausgebildet ist.
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Alternativ oder zusätzlich ist ebenso denkbar, dass die Kühleinheit ein passives Kühlelement aufweist. Im Zusammenhang dieser Anmeldung soll unter einem passiven Kühlelement insbesondere ein Kühlelement verstanden werden, dass zur Kühlung keine Energie verbraucht. Das passive Kühlelement kann beispielsweise als ein Kühlkörper, insbesondere als ein metallischer Kühlkörper, ausgebildet sein. Der Kühlkörper kann eine oder mehrere Kühlrippen aufweisen. Der Kühlkörper kann an einer Außenfläche des Ladergehäuses angeordnet sein oder einteilig oder einstückig mit diesem verbunden sein.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Ladergehäuse eine Fortbewegungshilfe, insbesondere ein oder mehrere Räder aufweist. Die Fortbewegungshilfe kann beispielsweise auf der Standfläche oder auf einer der Standfläche benachbarten Seite des Ladergehäuses angeordnet sein. Zudem ist denkbar, dass das Ladergehäuse eine Transporthilfe, insbesondere einen Tragegriff oder ein Kabelhalter aufweist.
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Figurenliste
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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. Unterschiedliche Ausführungsformen werden mit einem zusätzlichen Buchstaben gekennzeichnet.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Seitenansicht einer Handwerkzeugmaschine im mit einem Akkupack verbundenen Zustand;
- 2 eine Vorderansicht des Akkupacks gemäß 1;
- 3 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Energieversorgungsvorrichtung;
- 4 ein Blockschaltbild der Energieversorgungsvorrichtung gemäß 3;
- 5 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Energieversorgungsvorrichtung;
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist eine Seitenansicht eines Systems 10 bestehend aus einem als eine Handwerkzeugmaschine 12 ausgebildeten Verbraucher 14 und einem als ein Handwerkzeugmaschinenakkupack 16 ausgebildeten Akkupack 18 gezeigt. Die Handwerkzeugmaschine 12 ist somit als eine Akku-Handwerkzeugmaschine ausgebildet und wird im Betrieb über den Akkupack 18 mit Energie versorgt. Die Handwerkzeugmaschine 12 weist kein Netzkabel zur Verbindung der Handwerkzeugmaschine 12 mit einem Stromnetz auf.
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Die Handwerkzeugmaschine 12 weist eine Akkuschnittstelle 13 zur mechanischen und elektrischen Verbindung der Handwerkzeugmaschine 12 mit dem Akkupack 18 auf. Der Akkupack 18 weist eine Handwerkzeugmaschinenschnittstelle 19 zur mechanischen und elektrischen Verbindung des Akkupacks 18 mit der Handwerkzeugmaschine 12 auf. Die Handwerkzeugmaschinenschnittstelle 19 und die Akkuschnittstelle 13 sind korrespondierend zueinander ausgebildet.
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Die Handwerkzeugmaschine 12 und der Akkupack 18 weisen jeweils eine mechanische Schnittstelle 20, 22 auf, über die die beiden Komponenten des Systems 10 miteinander lösbar verbunden sind. Der Akkupack 18 ist somit als ein Wechselakkupack ausgebildet und kann durch einen gleichen oder einen ähnlichen Akkupack ausgewechselt werden. Die Handwerkzeugmaschine 12 ist beispielhaft als ein Bohrhammer 24 ausgebildet.
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Die Handwerkzeugmaschine 12 weist ein Gehäuse 26 auf, an dessen rückseitigem Ende ein Handgriff 28 mit einem Betriebsschalter 30 zum Ein- und Ausschalten der Handwerkzeugmaschine 12 angeordnet ist. Am vorderen Ende des Gehäuses 26 der Handwerkzeugmaschine 12 ist eine Werkzeugaufnahme 31 angeordnet, die zur Aufnahme eines Einsatzwerkzeugs 32 vorgesehen ist. Zwischen dem Handgriff 28 und der Werkzeugaufnahme 31 ist eine einen Elektromotor 34 und ein Getriebe 36 aufweisende Antriebseinheit 38 angeordnet. Das Getriebe 36 umfasst eine Schlagwerkeinheit 40 und ist oberhalb des Elektromotors 34 angeordnet. Die Schlagwerkeinheit 40 umfasst ein pneumatisches Schlagwerk. Unterhalb des Elektromotors 34 ist eine Elektronik 42 angeordnet, über die die Handwerkzeugmaschine 12 regel- oder steuerbar ist. Der Akkupack 18 ist unterhalb des Handgriffs 28 und benachbart zu der Elektronik 42 angeordnet.
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Der Akkupack 18 und der Verbraucher 14 weisen jeweils eine zueinander korrespondierende elektrische Schnittstelle 44, 46 auf, über die der Akkupack 18 elektrisch mit dem Verbraucher 14, insbesondere der Elektronik 42 des Verbrauchers 14, verbindbar ist. Im miteinander verbundenen Zustand stellt der Akkupack 18 die Energieversorgung für den Verbraucher 14 bereit.
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In 2 ist eine Vorderansicht des Akkupacks 18 zu sehen.
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Der Akkupack 18 ist über die mechanische Schnittstelle 22 mechanisch mit dem Verbraucher 14 lösbar verbunden. Der Akkupack 18 weist ein Akkupackgehäuse 48 auf, das beispielhaft mehrteilig ausgebildet ist. Das Akkupackgehäuse 48 besteht aus einem kunststoffhaltigen Gehäusematerial. Vorzugsweise ist das Akkupackgehäuse 48 aus einem Polycarbonat oder einem Polyethylen mit hoher Dichte (HD PE) ausgebildet. Das Akkupackgehäuse 48 ist insbesondere als ein Außengehäuse ausgebildet.
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Auf der Vorderseite des Akkupacks 18 ist eine Ladezustandsanzeige 58 angeordnet, über die der Ladezustand des Akkupacks 18 anzeigbar ist. Die Ladezustandsanzeige 58 umfasst beispielhaft drei Anzeigeelemente 59, die benachbart zueinander angeordnet sind. Zudem umfasst die Ladezustandsanzeige 58 ein Betätigungselement 62, über das die Ladezustandsanzeige 58, insbesondere die Anzeigeelemente 59, aktivierbar sind. Das Betätigungselement 62 ist beispielhaft als ein Knopf ausgebildet.
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Das Akkupackgehäuse 48 des Akkupacks 18 umfasst die mechanische Schnittstelle 22. Der Akkupack 18 ist beispielhaft als ein Schiebeakkupack ausgebildet. Der Akkupack 18 wird zur Verbindung mit der Handwerkzeugmaschine 12 entlang einer Verbindungsrichtung 23 (siehe 1) auf die Handwerkzeugmaschine 12 geschoben.
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Die mechanische Schnittstelle 22 weist ein paar Halteelemente 64 auf, an denen der Akkupack 18 im mit der Handwerkzeugmaschine 12 verbundenen Zustand gehalten wird. Die Halteelemente 64 sind beispielhaft als Führungsschienen 66 ausgebildet. Die Halteelemente 64 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zu der Verbindungsrichtung 23 des Akkupacks 18. Im mit der Handwerkzeugmaschine 12 verbundenen Zustand liegen nicht dargestellte Führungsschienen der mechanischen Schnittstelle 20 der Handwerkzeugmaschine 12 an den Führungsschienen 66 an.
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Zudem weist die mechanische Schnittstelle 22 des Akkupacks 18 ein Verriegelungselement 68 auf. Das Verriegelungselement 68 ist beweglich, insbesondere rotatorisch beweglich, im Akkupackgehäuse 48 des Akkupacks 18 gelagert. Das Verriegelungselement 68 ist zur Verriegelung des Akkupacks 18 mit der Handwerkzeugmaschine 12 im verbundenen Zustand ausgebildet. Das Verriegelungselement 68 ist beispielhaft als ein Rastelement ausgebildet, das in eine nicht dargestellte Ausnehmung im Gehäuse 26 der Handwerkzeugmaschine 12 einrastet. Zur Lösung dieser kraft- und formschlüssigen Verbindung weist der Akkupack 18 ein Bedienelement (nicht dargestellt, an der Rückseite angeordnet) auf, das mechanisch mit dem Verriegelungselement 68 gekoppelt ist und über welches das Verriegelungselement 68 im verbundenen Zustand aus der Ausnehmung heraus bewegt werden kann. Das Bedienelement ist beispielhaft als ein Tastelement ausgebildet und parallel zu der Verbindungsrichtung 23 bedienbar.
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Die Führungsschienen 66 sind benachbart zu Führungsnuten 70 angeordnet. Die Führungsnuten 70 erstrecken sich parallel zu den Führungsschienen 66 entlang der Verbindungsrichtung 23. Die Führungsnuten 70 sind zum Eingriff mit korrespondierenden Führungsschienen (nicht dargestellt) der Handwerkzeugmaschine vorgesehen.
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Die Führungsschienen 66, die Führungsnuten 70 und das Verriegelungselement 68 sind dabei beispielhafte Ausführungsformen für Verbindungselemente für Akkuschnittstellen.
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Der Akkupack 18 umfasst beispielhaft zehn Akkuzellen (nicht dargestellt), die im Akkupackgehäuse 48 angeordnet sind. Der Akkupack 18 ist als ein 18 V Akkupack ausgebildet.
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Die elektrische Schnittstelle 46 des Akkupacks 18 weist beispielhaft fünf elektrische Kontaktelemente 80 auf. Die fünf elektrischen Kontaktelementen 80 sind zwischen den Halteelementen 64 angeordnet. Die elektrischen Kontaktelemente 80 sind zumindest teilweise zur Verbindung mit nicht dargestellten elektrischen Kontaktelementen der elektrischen Schnittstelle 44 der Handwerkzeugmaschine 12 oder einer Ladevorrichtung (siehe 3) ausgebildet. Zwei der elektrischen Kontaktelemente 80 sind als Leistungskontakte 82 ausgebildet, über welche im Betrieb ein elektrischer Strom zur Versorgung der Handwerkzeugmaschine 12 mit Energie fließt. Drei der elektrischen Kontakteelemente 80 sind als Zusatzkontakte 84 ausgebildet. Einer der Zusatzkontakte ist dabei zur Übermittlung einer Temperaturkenngröße als Temperaturkontakt ausgebildet. Die anderen beiden Zusatzkontakte sind als Codierkontakte ausgebildet und mit einem Codierwiderstand verbunden.
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In 3 ist eine Energieversorgungsvorrichtung 100 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt.
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Die Energieversorgungsvorrichtung 100 weist ein Ladergehäuse 102 und ein Adaptergehäuse 104 auf, die über ein Kabel 106 miteinander verbunden sind. Das Kabel 106 weist beispielhaft eine Länge von 5 m auf, um die Energieversorgungsvorrichtung 100 flexibel einsetzen zu können.
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Die Energieversorgungsvorrichtung 100 weist ein Netzkabel 108 auf, das zur Verbindung der Energieversorgungsvorrichtung 100 mit einem Stromnetz, beispielsweise über eine Steckdose (nicht dargestellt), ausgebildet ist. Die Energieversorgungsvorrichtung 100 weist insbesondere nur ein einziges Netzkabel 108 auf. Das Netzkabel 108 weist vorzugsweise eine Länge von zumindest 1 m auf. Das Netzkabel 108 ist mit dem Ladergehäuse 102 verbunden bzw. an dem Ladergehäuse 102 befestigt. Über das Netzkabel 108 wird beispielhaft eine 230 V Wechselspannung übertragen.
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Die Energieversorgungsvorrichtung 100 weist zudem eine AC-DC Wandlereinheit 110 auf, die dazu vorgesehen ist, die Handwerkzeugmaschine 12 oder einen anderen mit dem Akkupack 18 verbindbaren Verbraucher 14 mit Energie zu versorgen.
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Die Wandlereinheit 110 weist eine Elektronik (nicht dargestellt auf), die beispielhaft vollständig im Ladergehäuse 102 angeordnet ist. Die Elektronik der Wandlereinheit umfasst einen Gleichrichter 112 und ein PFC 114 (Power Factor Correction), siehe 4. Die PFC 114 kann dabei als eine aktive oder eine passive PFC ausgebildet sein. Die Wandlereinheit 110 ist insbesondere dazu ausgebildet, die Netzspannung, die beispielsweise 230 V betragen kann, in eine Spannung umzuwandeln, die im Wesentlichen der Akkuspannung des Akkupacks 18, beispielsweise 18V, entspricht.
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Die umgewandelte 18V Gleichspannung wird über das Kabel 106 an das Adaptergehäuse 104 übertragen. Das Kabel 106 ist am Adaptergehäuse 104 und an dem Ladergehäuse 102 befestigt. Das Kabel 106 kann lösbar mit dem Ladergehäuse verbindbar ausgebildet sein.
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Das Kabel 106 der Energieversorgungsvorrichtung 100 weist beispielhaft vier Leiterelemente (nicht dargestellt) auf: Zwei der Leiterelemente sind dabei als Leistungskontakte zur Übertragung der Energie ausgebildet und zwei Leiterelement sind zur Übertragung von Informationen ausgebildet.
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Das Adaptergehäuse 104 weist vorzugsweise eine Form auf, die der Form des Akkupacks 18 entspricht oder an diese angelehnt ist. Das Adaptergehäuse 104 weist ein Handwerkzeugmaschinenschnittstelle 116 auf, die zur elektrischen und mechanischen Verbindung des Adaptergehäuses 104 mit der Handwerkzeugmaschine 12 ausgebildet ist.
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Die Handwerkzeugmaschinenschnittstelle 116 des Adaptergehäuses 104 entspricht im Wesentlichen der Handwerkzeugmaschinenschnittstelle 19 des Akkupacks 18. Dementsprechend weist die Handwerkzeugmaschinenschnittstelle 116 des Adaptergehäuses 104 Verbindungselemente in Form von Führungsschienen 118, Führungsnuten 120, Verriegelungselement (nicht dargestellt) und ein Bedienelement 122 für das Verriegelungselement auf, welche einer mechanischen Schnittstelle der Handwerkzeugmaschinenschnittstelle 116 zugeordnet sind.
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Zudem weist das Handwerkzeugmaschinenschnittstelle 116 eine elektrische Schnittstelle (nicht dargestellt) auf, die ebenso im Wesentlichen der elektrischen Schnittstelle des Akkupacks 18 entspricht. Die elektrische Schnittstelle weist vier elektrische Kontaktelemente auf, wobei die zwei äußeren als Leistungskontakte ausgebildet sind. Zudem weist die elektrische Schnittstelle des Adaptergehäuses 104 zwei Zusatzkontakte auf, die als Temperaturkontakt und als ein Codierkontakt ausgebildet ist. Über den Codierkontakt ist zudem eine Übertragung von Informationen zwischen der Handwerkzeugmaschine 12 und der Elektronik der Energieversorgungsvorrichtung 100 möglich.
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Die Leiterelemente des Kabels 106 sind im Adaptergehäuse 104 mit jeweils einem elektrischen Kontaktelement verbunden. Die Verbindung kann direkt, beispielsweise über ein Verschweißen oder ein Verlöten, oder indirekt, beispielsweise über eine Leiterplatte, erfolgen.
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Somit kann die Akku-Handwerkzeugmaschine 12 im mit dem Adaptergehäuse 104 über die Akkuschnittstelle 13 der Handwerkzeugmaschine 12 verbundenen Zustand mittels der AC-DC Wandlereinheit 110 mit Energie versorgt werden.
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Die Energieversorgungsvorrichtung 100 weist zudem eine Ladevorrichtung 124 auf, die zum Laden des Akkupack 18 ausgebildet sind. Die Ladevorrichtung 124 ist dem Ladergehäuse 102 zugeordnet, insbesondere im Wesentlichen vollständig in diesem integriert.
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Die Ladevorrichtung 124 weist eine Elektronik (nicht dargestellt) auf, die vollständig im Ladergehäuse 102 angeordnet ist. Die Elektronik der Ladevorrichtung 124 weist eine Recheneinheit auf, die zur Steuerung oder Regelung des Ladevorgangs ausgebildet ist.
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Die Ladevorrichtung 124 weist beispielhaft zwei Akkuschnittstellen 126 auf, die zur Verbindung der Ladevorrichtung 124 mit jeweils einem Akkupack 18 ausgebildet sind. Somit sind über die Ladevorrichtung 124 zwei Akkupacks abwechselnd oder gleichzeitig aufladbar. Vorzugsweise ist die Energieversorgungsvorrichtung 100 derart ausgebildet, dass währen des Ladevorgangs auch ein Betrieb der Handwerkzeugmaschine 12 über das Adaptergehäuse 104 möglich ist.
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Die Akkuschnittstellen 126 der Ladevorrichtung 124 weisen jeweils eine mechanische Schnittstelle 128 und eine elektrische Schnittstelle 130 auf, die im Wesentlichen identisch ausgebildet sind. Die Akkuschnittstellen 126 der Ladevorrichtung 124 entsprechen im Wesentlich der Akkuschnittstelle 13 der Handwerkzeugmaschine 12.
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Die mechanische Schnittstelle 128 der Ladevorrichtung 124 umfasst beispielhaft ein paar Führungsschienen 132, die zum Eingriff in die Führungsnuten des Akkupacks 18 ausgebildet sind. Die mechanische Schnittstelle 128 der Ladevorrichtung 124 kann eine Verriegelung aufweisen.
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Die elektrische Schnittstelle 130 der Ladevorrichtung 124 umfasst beispielhaft vier elektrische Kontaktelemente 134 in Form von Kontaktklingen. Die äußeren elektrischen Kontaktelemente 134 sind als Leistungskontakte 136 ausgebildet und die inneren Kontakte sind als Zusatzkontakte ausgebildet.
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Die Ladevorrichtung 124 weist je Akkuschnittstelle 126 beispielhaft ein Bedienelement 137 auf, über das der Ladevorgang steuerbar ist. Das Bedienelement 137 ist mit der Elektronik der Energieversorgungsvorrichtung 100, insbesondere mit der Elektronik der Ladevorrichtung 124, verbunden. Das Bedienelement 137 ist vorzugsweise als eine Schnelladetaste ausgebildet, über die der Ladevorgang für einen gewissen Zeitraum beschleunigbar ist. Das Bedienelement 137 ist durch einen Benutzer über eine Berührung bzw. einen ausgeübten Druck manuell bedienbar ausgebildet.
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Die Ladevorrichtung 124 weist zudem je Akkuschnittstelle 126 eine Anzeigeeinheit 138 auf. Die Anzeigeeinheit 138 beispielhaft auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Akkuschnittstelle 126 verteilt ausgebildet. Auf einer der Seiten ist dabei eine Ladezustandsanzeige 140 angeordnet, die beispielhaft fünf Anzeigeelemente 142 umfasst. Auf der anderen Seite ist eine ebenfalls fünf Anzeigeelemente 142 umfassende Statusanzeige 144 angeordnet. Die Statusanzeige ist zur Anzeige von Informationen, wie beispielsweise Fehlerinformationen, ausgebildet.
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Des Weiteren weist die Energieversorgungsvorrichtung 100 eine AC-DC Wandlereinheit Statusanzeige 145 auf, die zur Anzeige eines Status der AC-DC Wandlereinheit 110 ausgebildet ist.
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Zudem weist die Energieversorgungsvorrichtung 100 einen Betriebsschalter 146 auf, über das die Energieversorgungsvorrichtung 100 einschaltbar und ausschaltbar ist.
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Die Anzeigeeinheit 138, die Statusanzeige 145 und der Betriebsschalter 146 sind beispielhaft auf unterschiedlichen Seiten angeordnet. Alternativ wäre auch denkbar, dass die Energieversorgungsvorrichtung 100 ein einziges HMI (Human Machine Device) oder eine einzige Anzeigeeinheit aufweist, in welcher sämtliche Funktionen integriert sind.
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Das Ladergehäuse 102 weist eine Standfläche 148 auf, auf der das Ladergehäuse 102 im Betrieb positioniert ist. Die Standfläche 148 umfasst beispielhaft vier Füße 150, die in der Höhe einstellbar ausgebildet sein können. Alternativ ist ebenso denkbar, dass die vier Füße als Räder ausgebildet sind, damit das Ladergehäuse 102 vorteilhaft einer Bewegung des Adaptergehäuses 104 im mit der Handwerkzeugmaschine 12 verbundenen Zustand folgen kann.
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Zudem weist das Ladergehäuse 102 einen Transporthilfe 152 in Form eines Tragegriffs 154 auf. Der Tragegriff 154 ist beispielhaft auf einer der Standfläche 148 angrenzenden Seite angeordnet. Es ist ebenso denkbar, dass der Tragegriff 154 auf einer der Standfläche 148 gegenüberliegenden Seite angeordnet ist.
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Im Ladergehäuse 102 ist zudem eine Kühleinheit (nicht dargestellt) zur Kühlung der Elektronik der Energieversorgungsvorrichtung 100 angeordnet.
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In 4 ist ein schematisches Blockschaltbild der Energieversorgungsvorrichtung gezeigt.
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In 5 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Energieversorgungsvorrichtung 100 gezeigt.
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Die Energieversorgungsvorrichtung 100a unterscheidet sich dabei insbesondere dadurch, dass die Ladevorrichtung 124a sechs Akkuschnittstellen 126a aufweist. Die Akkuschnittstellen 126a erstrecken sich dabei im Wesentlichen senkrecht zu der Standfläche 148a des Ladergehäuses 102a.
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Das Ladergehäuse 102a weist eine Kühleinheit 156a auf, die beispielhaft zwei aktive Kühlelemente 158a in Form eines Lüfters 160a aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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