DE102021203224A1

DE102021203224A1 - Ladevorrichtung für einen Akkupack

Info

Publication number: DE102021203224A1
Application number: DE102021203224.9A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Seidel; Martin Gonda; Maria Poess; Marc-Alexandre SEIBERT; Jan Kögel; Oliver Klee
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-03-30
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2022-10-06
Also published as: CN115149601A; US20220320882A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung für einen Akkupack, mit einem Gehäuse, mit zumindest einer ersten Akkuschnittstelle, die zur lösbaren Verbindung der Ladevorrichtung mit einem ersten Akkupack entlang einer ersten Verbindungsrichtung ausgebildet ist, mit einer zweiten Akkuschnittstelle, die zur lösbaren Verbindung der Ladevorrichtung mit einem zweiten Akkupack entlang einer zweiten Verbindungsrichtung ausgebildet ist, wobei die Verbindungsrichtungen die Akkupacks im mit der Ladevorrichtung verbundenen Zustand schneiden. Es wird vorgeschlagen, dass die erste Verbindungsrichtung und die zweite Verbindungsrichtung kreuzend zueinander angeordnet sind.

Description

Stand der Technik
In der DE 10 2016 205 773 A1 ist ein Ladegerät zur elektrischen Aufladung von zwei Akkupacks beschrieben.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung für einen Akkupack, mit einem Gehäuse, mit zumindest einer ersten Akkuschnittstelle, die zur lösbaren Verbindung der Ladevorrichtung mit einem ersten Akkupack entlang einer ersten Verbindungsrichtung ausgebildet ist, mit einer zweiten Akkuschnittstelle, die zur lösbaren Verbindung der Ladevorrichtung mit einem zweiten Akkupack entlang einer zweiten Verbindungsrichtung ausgebildet ist, wobei die Verbindungsrichtungen die Akkupacks im mit der Ladevorrichtung verbundenen Zustand schneiden. Es wird vorgeschlagen, dass die erste Verbindungsrichtung und die zweite Verbindungsrichtung kreuzend zueinander angeordnet sind. Vorteilhaft kann dadurch eine besonders kompakte Ladevorrichtung bereitgestellt werden.
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 der Ladevorrichtung zum Aufladen des Akkupacks ausgebildet. Der Akkupack weist ein Gehäuse auf, in welchem zumindest eine 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.
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.
Die Ladevorrichtung ist dazu ausgebildet, den Akkupack im verbundenen Zustand aufzuladen bzw. mit Energie zu versorgen. Die Ladevorrichtung weist eine Energiequellenschnittstelle auf, über die die Ladevorrichtung mit einer Energiequelle verbindbar ist. Die Energiequelle ist vorzugsweise als ein Stromnetz ausgebildet. Das Stromnetz ist insbesondere als eine Wechselstromquelle ausgebildet, wobei die Handwerkzeugmaschine bzw. der Verbraucher als ein DC-Verbraucher ausgebildet sind. Die Ladevorrichtung weist eine Elektronik auf. Die Elektronik weist mehrere elektronische Komponenten auf. Vorzugsweise weist die Elektronik eine Steuereinheit zur Steuerung oder Regelung des Ladevorgangs auf. 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. Zudem weist die Ladevorrichtung insbesondere eine AC-DC Wandlereinheit auf. Die AC-DC Wandlereinheit ist dazu ausgebildet, ein Wechselspannungssignal in ein Gleichspannungssignal umzuwandeln. Die AC-DC Wandlereinheit ist vorzugsweise Teil der Elektronik der Ladevorrichtung. Die AC-DC-Wandlereinheit weist einen Gleichrichter auf, der dazu ausgebildet ist, einen Wechselspannungseingang in einen Gleichspannungsausgang umzuwandeln.
Das Gehäuse der Ladevorrichtung kann aus einem metallischen Werkstoff und/oder aus Kunststoff bestehen. Das Gehäuse ist als ein Außengehäuse ausgebildet. Das Gehäuse ist vorzugsweise über ein Netzkabel mit dem Stromnetz verbindbar. Das Gehäuse kann eine oder mehrere Standflächen aufweisen, auf denen das Gehäuse im Betrieb positionierbar ist. Die Standflächen sind vorzugsweise eben ausgebildet.
Die Akkuschnittstelle der Ladevorrichtung ist zur mechanischen und elektrischen Verbindung der Ladevorrichtung mit dem Akkupack ausgebildet. Die Ladevorrichtung kann eine oder mehrere, wie beispielsweise zwei oder sechs, erste und zweite Akkuschnittstellen aufweisen. Die Akkuschnittstellen können beispielsweise nebeneinander, hintereinander, symmetrisch verteilt, etc. angeordnet sein.
Die Akkuschnittstellen weisen jeweils eine mechanische Schnittstelle zur mechanischen Verbindung und eine elektrische Schnittstelle zur elektrischen Verbindung auf. Die mechanische Akkuschnittstelle ist vorzugsweise einstückig oder einteilig mit dem Ladergehäuse ausgebildet. Die mechanische Akkuschnittstelle kann an einer Außenfläche des Ladergehäuses angeordnet sein. Es ist ebenso denkbar, dass die mechanische Akkuschnittstelle in einer vorzugsweise abschließbaren Akkuaufnahmekammer des Ladergehäuses angeordnet ist. Die mechanische Schnittstelle umfasst zumindest ein Verbindungselement, dass insbesondere zur kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung ausgebildet ist. Das Verbindungselement kann beispielsweise als eine Führungsschiene, als eine Führungsnut, als ein Rastarm, etc. ausgebildet sein.
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.
Die Verbindungsrichtungen werden im Wesentlichen durch Führungsmittel der ersten und zweiten Akkuschnittstelle der Ladevorrichtung und korrespondierender Führungsmittel der jeweiligen Akkupacks bestimmt. Die Verbindungsrichtung kann translatorisch oder rotatorisch oder einer Kombination dieser ausgebildet sein. Die Verbindungsrichtung im verbundenen Zustand ist dabei die Verbindungsrichtung entlang der der Akkupack am Ende der Verbindungsbewegung bewegt wird.
Unter kreuzend soll zunächst nur nicht parallel und nicht koaxial verstanden werden. Vorzugsweise kreuzen sich die Verbindungsrichtungen derart, dass die Verbindungsrichtungen sich in einem Winkelbereich von 60° bis 90°, insbesondere von 70° bis 85°, kreuzen. Alternativ ist auch denkbar, dass sich die Verbindungsrichtungen in einem Bereich von 1° bis 45°, insbesondere 10° bis 40°, bevorzugt von 15° bis 30°, kreuzen.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die erste und die zweite Akkuschnittstelle nicht gleichzeitig mit einem Akkupack verbindbar sind. Dies ergibt sich dadurch, dass die unterschiedlichen Akkupacks im mit den Akkuschnittstellen verbundenen Zustand teilweise oder vollständig den gleichen Raum beanspruchen.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die erste Akkuschnittstelle eine erste elektrische Schnittstelle und die zweite Akkuschnittstelle eine zweite elektrische Schnittstelle aufweisen, die getrennt voneinander ausgebildet sind. Der Abstand zwischen der ersten elektrischen Schnittstelle und der zweiten elektrischen Schnittstelle ist insbesondere kleiner als eine maximale Länge der ersten und/oder der zweiten Verbindungsrichtung im Schnittbereich, vorzugsweise kleiner als 75% der Länge der ersten und/oder zweiten Verbindungsrichtung im Schnittbereich, bevorzugt kleiner als 50% der Länge der ersten und/oder zweiten Verbindungsrichtung im Schnittbereich. Vorteilhaft wird dadurch die Kompaktheit weiter erhöht.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die erste Akkuschnittstelle eine Gleitfläche aufweist, die sich entlang oder parallel zu der ersten Verbindungsrichtung erstreckt, wobei die Gleitfläche der ersten Akkuschnittstelle eine Akkuaufnahmeöffnung aufweist, die der zweiten Akkuschnittstelle zugeordnet ist. Die Aufnahmeöffnung der zweiten Akkuschnittstelle ist zur Aufnahme des zweiten Akkupacks ausgebildet. Im Raum vor der Aufnahmeöffnung können beispielsweise der erste und der zweite Akkupack teilweise aufgenommen werden, während im Raum hinter der Aufnahmeöffnung nur der zweite Akkupack aufnehmbar ist.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass eine Breite der ersten Akkuschnittstelle größer ist als eine Breite der zweiten Akkuschnittstelle. Bei der Breite der Akkuschnittstelle handelt es sich insbesondere um eine maximale Breite des Raums senkrecht zu der Verbindungsrichtung, der zur Aufnahme des Akkupacks vorgesehen ist. Alternativ ist auch denkbar, dass die Breite als maximaler Abstand von zwei Führungsmitteln der ersten und der zweiten Akkuschnittstelle ausgebildet sind. Die erste Akkuschnittstelle ist insbesondere um zumindest 10%, vorzugsweise um zumindest 25%, bevorzugt um zumindest 50%, breiter als die zweite Akkuschnittstelle. Es ist ebenso denkbar, dass die erste Akkuschnittstelle mehr als doppelt so breit ist, wie die zweite Akkuschnittstelle. Alternativ ist auch denkbar, dass die zweite Akkuschnittstelle größer ausgebildet ist als die erste Akkuschnittstelle.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Ladevorrichtung zumindest zwei erste Akkuschnittstellen und zumindest zwei zweite Akkuschnittstellen aufweist. Vorteilhaft können dadurch zwei gleiche oder zwei unterschiedliche Akkupacks gleichzeitig geladen werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Ladevorrichtung eine Laderschnittstelle aufweist, die zur elektrischen und mechanischen Verbindung der Ladevorrichtung mit einer weiteren Ladevorrichtung ausgebildet ist. Die Ladevorrichtung kann die Laderschnittstelle alternativ oder zusätzlich zu der Energiequellenschnittstelle aufweisen. Vorteilhaft können dadurch mehrere Ladevorrichtungen miteinander verbunden werden. Die Laderschnittstelle und die Energiequellenschnittstelle können auf derselben Seite der Ladevorrichtung oder auf unterschiedlichen Seiten angeordnet sein. Insbesondere ist die Laderschnittstelle benachbart zu der Standfläche der Ladevorrichtung oder im Bereich der Standfläche angeordnet.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Laderschnittstelle eine Steckdose umfasst oder als eine Steckdose ausgebildet ist.
Figurenliste
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Unterschiedliche Ausführungsformen werden mit einem zusätzlichen Buchstaben gekennzeichnet.
Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Akkupacks, eines zweiten Akkupacks und einer Ladevorrichtung;
2 eine schematische Seitenansicht der Ladevorrichtung gemäß 1;
3 eine perspektivische Ansicht von drei Ladevorrichtungen und einer Transporthilfe;
4 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Ladevorrichtung;
5 eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Ladevorrichtung;
6 eine perspektivische Ansicht eines alternativen ersten Akkupacks, des zweiten Akkupacks gemäß 1 und einer weiteren alternativen Ladevorrichtung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1 ist ein erster Akkupack 10, ein zweiter Akkupack 100 und eine Ladevorrichtung 200 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt.
Der erste Akkupack 10 weist ein Akkupackgehäuse 12 auf, in welchem beispielhaft fünf in Reihe geschaltete Li-lon Akkuzellen angeordnet sind. Der Akkupack 10 ist somit als ein 18V Akkupack 10 ausgebildet. Das Akkupackgehäuse 12 ist beispielhaft aus einem Kunststoff ausgebildet. Die fünf Akkuzellen sind als zylindrische Rundzellen ausgebildet und liegen nebeneinander in einer Lage. Es ist denkbar, dass zur Vergrößerung der Kapazität mehrere Lagen Akkuzellen mit jeweils fünf Akkuzellen übereinander angeordnet sind. Alternativ wäre auch denkbar, dass der Akkupack anstelle der Li-lon Akkuzellen Pouch Akkuzellen aufweist.
Der Akkupack 10 ist als ein Wechselakkupack ausgebildet und weist eine Verbraucherschnittstelle 14 auf, die zur mechanischen und elektrischen Verbindung des Akkupacks 10 mit einem Verbraucher oder der Ladevorrichtung 200 ausgebildet ist.
Die Verbraucherschnittstelle 14 weist eine mechanische Schnittstelle 16 zur mechanischen Verbindung auf. Die mechanische Schnittstelle 16 umfasst Verbindungselemente 18, die zu Verbindungselementen des Verbrauchers und der Ladevorrichtung 200 korrespondieren.
Die Verbindungselemente 18 des ersten Akkupacks 10 sind beispielhaft als ein paar Führungsschienen 20 ausgebildet, die benachbart zu ein paar Verbindungselementen 18 in Form von Führungsnuten 22 angeordnet sind. Die Führungsschienen 20 bzw. die Führungsnuten 22 erstrecken sich entlang einer Verbindungsrichtung 24 des ersten Akkupacks 10. Die Führungsschienen 20 sind beispielhaft einstückig mit dem Akkupackgehäuse 12 ausgebildet. Die Führungsschienen 20 des ersten Akkupacks 10 sind beispielhaft T-förmig (im Querschnitt betrachtet) ausgebildet.
Die Verbraucherschnittstelle 14 weist zudem eine elektrische Schnittstelle 26 zur elektrischen Verbindung auf. Die elektrische Schnittstelle 26 umfasst beispielhaft fünf elektrische Kontaktelemente (nicht dargestellt). Die elektrischen Kontaktelemente sind beispielhaft als Kontakttulpen ausgebildet. Die elektrischen Kontaktelemente sind zwischen den Führungsschienen 20 in Öffnungen 28 des Akkupackgehäuses 12 angeordnet. Die zwei äußeren elektrischen Kontaktelemente sind dabei als Leistungskontakte ausgebildet. Die inneren elektrischen Kontaktelemente sind als Zusatzkontakte zur Übertragung von Informationen und Daten ausgebildet.
Der Akkupack 10 weist eine Elektronik (nicht dargestellt) auf, die im Akkupackgehäuse 12 angeordnet und zur Steuerung des Akkupacks ausgebildet ist. Die Elektronik weist beispielhaft ein BMS (Batterie Management System) auf, das zur Überwachung der Batterie ausgebildet ist.
Die Elektronik ist beispielhaft mit einer Ladezustandsanzeige 30 verbunden, die zur Anzeige des Ladezustands des ersten Akkupacks 10 ausgebildet ist. Die Ladezustandsanzeige weist eine Anzeigeeinheit 32 auf, die über ein Bedienelement 34 aktivierbar ist. Eine Betätigung des Bedienelements 34 erfolgt dabei direkt über einen Druck eines Benutzers auf das Bedienelement 34 in beispielhafter Form eines Knopfes.
Die mechanische Schnittstelle 16 weist zudem ein mechanisches Kodierelement 36 auf. Das Koderierelement 36 ist dazu ausgebildet eine Verbindung des Akkupacks 10 mit einem nicht vorgesehenen Verbraucher zu verhindern. Das Kodierelement 36 ist beispielhaft als ein nach außen abstehender Steg ausgebildet, der sich senkrecht zu der Verbindungsrichtung 24 zwischen den beiden Führungsschienen 20 erstreckt.
Zudem weist die mechanische Schnittstelle 16 eine Verriegelungseinheit 38 auf, die zur Verriegelung des Akkupacks 10 mit dem Verbraucher vorgesehen ist. Die Verriegelungseinheit 38 weist beispielhaft ein schwenkbares und federbelastetes Verriegelungselement 40 auf.
Der Akkupack 10 weist eine Breite 42 auf, die größer ist als eine Höhe 44 des Akkupacks 10. Die Breite 42 und die Höhe 44 erstrecken sich beispielhaft senkrecht zu der Verbindungsrichtung 24 des ersten Akkupacks 10. Eine Länge 46 des ersten Akkupacks 10 erstreckt sich entlang der Verbindungsrichtung 24. Der erste Akkupack 10 weist eine Länge 46 auf, die größer ist als die Breite 42 des Akkupacks 10. Die Breite 42 ist beispielhaft größer als die Höhe 44.
Der zweite Akkupack 100 weist ein Akkupackgehäuse 102 auf, in welchem beispielhaft drei in Reihe geschaltete Li-lon Akkuzellen angeordnet sind. Die Akkuzellen sind beispielhaft nebeneinander in einem Dreieck angeordnet. Der Akkupack 100 ist somit als ein 10,8 V Akkupack ausgebildet. Das Akkupackgehäuse 102 ist beispielhaft aus einem Kunststoff ausgebildet.
Der zweite Akkupack 100 ist als ein Wechselakkupack ausgebildet und weist eine Verbraucherschnittstelle 104 auf, die zur mechanischen und elektrischen Verbindung des Akkupacks 100 mit einem Verbraucher oder der Ladevorrichtung 200 ausgebildet ist. Die Verbraucher, die für den zweiten Akkupack 100 vorgesehen sind, benötigen eine geringere Leistung als die Verbraucher, die für den ersten Akkupack 10 vorgesehen sind.
Die Verbraucherschnittstelle 104 weist eine mechanische Schnittstelle 106 zur mechanischen Verbindung auf. Die mechanische Schnittstelle 106 umfasst Verbindungselemente 108, die zu Verbindungselementen des Verbrauchers und der Ladevorrichtung 200 korrespondieren.
Die Verbindungselemente 108 des zweiten Akkupacks 100 sind beispielhaft als ein paar Führungsschienen 110 ausgebildet. Zudem kann auch das zu den Führungsschienen 110 benachbarte Akkupackgehäuse 102 des zweiten Akkupacks 100 als Führungselement 112 wirken, abhängig von der Ausgestaltung des Verbrauchers bzw. der Ladevorrichtung 200. Die Führungsschienen 110 erstrecken sich entlang einer Verbindungsrichtung 114 des zweiten Akkupacks 100. Die Führungsschienen 110 sind beispielhaft einstückig mit dem Akkupackgehäuse 102 ausgebildet.
Die Verbraucherschnittstelle 104 weist zudem eine elektrische Schnittstelle 116 zur elektrischen Verbindung auf. Die elektrische Schnittstelle 116 umfasst beispielhaft drei elektrische Kontaktelemente (nicht dargestellt). Die elektrischen Kontaktelemente sind beispielhaft als Kontakttulpen ausgebildet. Die elektrischen Kontaktelemente sind zwischen den Führungsschienen 110 in Öffnungen 118 des Akkupackgehäuses 102 angeordnet. Die zwei äußeren elektrischen Kontaktelemente sind dabei als Leistungskontakte ausgebildet. Das innere elektrische Kontaktelement ist als Zusatzkontakt zur Übertragung von Informationen und Daten ausgebildet.
Der zweite Akkupack 100 weist eine Elektronik (nicht dargestellt) auf, die im Akkupackgehäuse 102 angeordnet und zur Steuerung des Akkupacks ausgebildet ist. Die Elektronik weist beispielhaft ein BMS (Batterie Management System) auf, das zur Überwachung der Batterie ausgebildet ist.
Der zweite Akkupack 100 weist zudem eine Verriegelungseinheit 120 auf, die zwei federnde Rastarme 122 umfasst, die im mit dem Verbraucher verbundenen Zustand in korrespondierende Ausnehmungen eingreifen.
Der zweite Akkupack 100 weist eine Breite 124 auf, die etwas größer ist als eine Höhe 126 des Akkupacks 10. Die Breite 124 und die Höhe 126 erstrecken sich beispielhaft senkrecht zu der Verbindungsrichtung 114 des zweiten Akkupacks 100. Eine Länge 128 des ersten Akkupacks 100 erstreckt sich entlang der Verbindungsrichtung 114. Der zweite Akkupack 10 weist eine Länge 128 auf, die größer ist als die Breite 124 des Akkupacks 100. Der zweite Akkupack 100 weist eine Länge 128 auf, die ungefähr der Breite 42 des ersten Akkupacks 10 entspricht. Die Breite 42 des ersten Akkupacks 10 ist um mehr als 50% größer als die Breite 124 des zweiten Akkupacks 100.
Der erste Akkupack 10 ist ein Aufsteckakkupack ausgebildet, bei dem im mit der Ladevorrichtung 200 verbundenen Zustand, die Akkuzellen des Akkupacks nicht von der Ladevorrichtung 200 umschlossen sind. Der zweite Akkupack 100 ist als ein Einsteckakkupack ausgebildet, bei dem im mit der Ladevorrichtung 200 verbundenen Zustand die Akkuzellen des Akkupacks teilweise oder vollständig von der Ladevorrichtung 200 umschlossen sind.
Die Ladevorrichtung 200 weist ein Ladegehäuse 202 auf. Die Ladevorrichtung 200 weist ein erste Akkuschnittstelle 204 auf, die zur mechanischen und elektrischen Verbindung der Ladevorrichtung 200 mit dem ersten Akkupack 10 ausgebildet ist.
Die erste Akkuschnittstelle 204 weist eine erste mechanische Schnittstelle 206 zur mechanischen Verbindung auf. Die erste mechanische Schnittstelle 206 der Ladevorrichtung 200 ist korrespondierend zu der mechanischen Schnittstelle 16 des ersten Akkupacks 10 ausgebildet und umfasst Verbindungselemente 208 in Form von Führungsschienen 210 und Führungsnuten 212, die mit den Verbindungselementen 18 des ersten Akkupacks 10 in Eingriff bringbar sind. Zudem weist die erste Akkuschnittstelle 204 eine erste elektrische Schnittstelle 214 auf, die zur elektrischen Verbindung ausgebildet ist. Die erste elektrische Schnittstelle 214 der Ladevorrichtung 200 ist korrespondierend zu der elektrischen Schnittstelle 26 des ersten Akkupacks 10 ausgebildet und weist beispielhaft fünf elektrische Kontaktelemente 216 auf.
Zwischen den Führungsschienen 210 weist die erste Akkuschnittstelle 204 eine Gleitfläche 218 auf, auf der der erste Akkupack 10 entlang der Verbindungsrichtung 24 aufgeschoben wird. Die Gleitfläche 218 weist eine Akkuaufnahmeöffnung 220 auf, die einer zweiten Akkuschnittstelle 222 zugeordnet ist. Über die Akkuaufnahmeöffnung 220 ist der zweite Akkupack 100 mit der Ladevorrichtung 200 entlang der Verbindungsrichtung 114 des zweiten Akkupacks 100 verbindbar.
Die zweite Akkuschnittstelle 222 weist eine zweite mechanische Schnittstelle 224 auf, die zu der mechanischen Schnittstelle 106 des zweiten Akkupacks 100 korrespondiert.
Die zweite mechanische Schnittstelle 224 ist an die Außenkontur des zweiten Akkupackgehäuses 102 angepasst und weist zudem zwei Längsnuten 226 auf, die zu den Führungsschienen 110 des zweiten Akkupacks 100 korrespondieren.
Zudem weist die zweite Akkuschnittstelle 222 eine zweite elektrische Schnittstelle 228 auf, die zu dem zweiten Akkupack 100 korrespondiert und beispielhaft drei elektrische Kontaktelemente aufweist.
Die Ladevorrichtung 200 weist eine Energiequellenschnittstelle 229 auf, über die die Ladevorrichtung beispielhaft mit einem Stromnetz verbindbar ist. Die Energiequellenschnittstelle 229 weist ein Netzkabel 230 auf, an dessen Ende ein Netzstecker (nicht dargestellt) zur Verbindung mit einer Steckdose (nicht dargestellt) angeordnet ist.
Zudem weist die Ladevorrichtung 200 eine erste Laderschnittstelle 232 zur Verbindung mit einer weiteren Ladevorrichtung 200 und ein zweite Laderschnittstelle 234 zur Verbindung mit einer dritten Ladevorrichtung 200 auf. Über die erste Laderschnittstelle 232 kann beispielsweise die Ladevorrichtung 200 durch die weitere Ladevorrichtung mit Energie versorgt werden. Über die zweite Laderschnittstelle 234 kann die Ladevorrichtung 200 die dritte Ladevorrichtung 200 mit Energie versorgen. Die zweite und die dritte Ladevorrichtung können im Wesentlichen identisch zu der ersten Ladevorrichtung ausgebildet sein. Es ist ebenso denkbar, dass die Laderschnittstelle derart ausgebildet ist, dass über die Laderschnittstelle sowohl Energie übertragen als auch empfangen werden kann. Mittels der Laderschnittstelle kann die Ladevorrichtung bzw. eine weitere Ladevorrichtung somit mit einer Energiequelle wie dem Stromnetz verbunden werden. Die erste Laderschnittstelle 232 und die zweite Laderschnittstelle 234 sind derart korrespondierend zueinander ausgebildet, dass die erste Laderschnittstelle 232 der Ladevorrichtung 200 mit einer zweiten Laderschnittstelle 234 der weiteren Ladevorrichtung 200 verbindbar ist.
Die Ladevorrichtung 200 kann nicht mit dem ersten Akkupack 10 und mit dem zweiten Akkupack 100 gleichzeitig verbunden werden, da sich die erste Akkuschnittstelle 204 mit der zweiten Akkuschnittstelle 222 teilweise überschneidet, wie in der Seitenansicht gemäß 2 dargestellt ist.
In 2 ist die Ladevorrichtung 200 in einer schematischen Seitenansicht gezeigt. Ein erster Raum 11, in welchem der erste Akkupack 10 im mit der Ladevorrichtung 200 verbundenen Zustand angeordnet ist, ist mittels der gestrichelten Linie angedeutet. Ein zweiter Raum 101, in welchem der zweite Akkupack 100 im mit der Ladevorrichtung 200 verbundenen Zustand angeordnet ist, ist ebenfalls mittels einer gestrichelten Linie angedeutet.
Zur Verbindung des ersten Akkupacks 10 mit der ersten Akkuschnittstelle 204 der Ladevorrichtung 200 wird der Akkupack 10 entlang der Verbindungsrichtung 24 auf die Ladevorrichtung 200 aufgeschoben. Zudem weist der Akkupack 10 eine Verbindungsrichtung 25 auf, entlang der der erste Akkupack 10 mit der Ladevorrichtung 200 verbindbar ist und die den ersten Akkupack 10 im verbundenen Zustand schneidet. Der Bereich, in dem die Verbindungsrichtung 25 den Akkupack 10 schneidet, ist beispielhaft durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet.
Zur Verbindung des zweiten Akkupacks 100 mit der zweiten Akkuschnittstelle 222 der Ladevorrichtung 200 wird der zweite Akkupack 100 entlang der Verbindungsrichtung 114 in die Ladevorrichtung 200 eingeschoben. Zudem weist der zweite Akkupack 100 eine Verbindungsrichtung 115 auf, entlang der der zweite Akkupack 100 mit der Ladevorrichtung 200 verbindbar ist und die den zweiten Akkupack 100 im verbundenen Zustand schneidet. Der Bereich, in dem die Verbindungsrichtung 115 den Akkupack 100 schneidet, ist beispielhaft durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet.
Die Verbindungsrichtung 25 des ersten Akkupacks 10 und die Verbindungsrichtung 115 des zweiten Akkupacks 100 kreuzen sich in dem Bereich, in welchem sich die Verbindungsrichtungen 25, 115 den jeweiligen Akkupack 10, 100 schneiden. Der Winkel zwischen den beiden Verbindungsrichtungen ist dabei beispielhaft 90°.
Die den jeweiligen Akkupack 10, 100 schneidenden Verbindungsrichtungen 25, 115 kreuzen sich beispielhaft in einem Bereich, der sowohl innerhalb des ersten Raums 11 des ersten Akkupack 10 als auch innerhalb des zweiten Raums 101 des zweiten Akkupacks 100 liegt. Alternativ wäre auch denkbar, dass sich der Bereich nur in einem der Räume 11, 101 oder außerhalb der Räume befindet.
Die Akkuschnittstellen 204, 222 sind beispielhaft auf der Oberseite der Ladevorrichtung 200 angeordnet. Die Oberseite ist einer Standfläche 204 der Ladevorrichtung 200 gegenüberliegenden Seite angeordnet. Es sind auch andere Anordnungen der ersten Akkuschnittstelle 204 oder der zweiten Akkuschnittstelle 222 denkbar.
In 3 sind schematisch beispielhaft drei Ladevorrichtungen 200 gezeigt, in denen jeweils ein erster Akkupack 10 angeordnet ist. Die drei Ladevorrichtungen 200 sind über die Laderschnittstellen 232, 234 miteinander verbunden, wobei eine der Ladevorrichtungen 200 über das Netzkabel (nicht dargestellt) mit dem Stromnetz verbunden ist.
Zum Transport können die Ladevorrichtungen 200 mit einer Transporthilfe 300 verbunden werden, in denen die Ladevorrichtung 200 alleine oder im miteinander verbundenen Zustand kraft- und formschlüssig verbindbar sind. Die Transporthilfe 300 weist einen Tragegriff 302 auf.
In 4 ist eine alternative Ausführungsform der Ladevorrichtung 200 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt.
Die Ladevorrichtung 200a unterscheidet sich dabei insbesondere dadurch, dass die Ladevorrichtung 200a ein Ladegehäuse 202a mit zwei ersten Akkuschnittstelle 204a und zwei zweiten Akkuschnittstellen 222a aufweist. Vorteilhaft können dadurch zwei gleiche oder zwei unterschiedliche Akkupacks gleichzeitig mit der Ladevorrichtung 200a verbunden und aufgeladen werden. Die jeweiligen Akkuschnittstellen sind beispielhaft nebeneinander angeordnet, es sind allerdings auch andere Anordnungen denkbar, insbesondere eine Anordnung hintereinander.
In 5 ist eine weitere alternative Ausführungsform der Ladevorrichtung 200 in einer Seitenansicht gezeigt.
Die Ladevorrichtung 200b weist eine erste Akkuschnittstelle 204b zur Aufnahme des ersten Akkupacks 10 entlang einer Verbindungsrichtung 24b und eine zweite Akkuschnittstelle 222b zur Aufnahme eines zweiten Akkupacks 100 entlang einer Verbindungsrichtung 114b auf.
Die erste und die zweite Akkuschnittstelle 204b, 222b sind derart beabstandet voneinander angeordnet, dass der erste Akkupack 10 und der zweite Akkupack 100 gleichzeitig mit der Ladevorrichtung 200b verbindbar sind. Insbesondere ist der erste Akkupack 10 von oben aufschiebbar und der zweite Akkupack 100 von hinten einschiebbar ausgebildet.
Die Verbindungsrichtung 25b, die den erste Akkupack 10 im verbundenen Zustand schneidet (gestrichelter Bereich der Verbindungsrichtung 25b), und die Verbindungsrichtung 115b, die den zweiten Akkupack 100 im verbundenen Zustand schneidet (gestrichelter Bereich der Verbindungsrichtung 115b), kreuzen sich. Der Schnittbereich der Verbindungsrichtungen 25, 115b liegt dabei beispielhaft im Bereich der ersten Akkuschnittstelle 204b. Die Verbindungsrichtungen 25b, 115b kreuzen sich in einem Winkelbereich zwischen 0° und 45°, beispielhaft ungefähr 30°.
In 6 ist eine weitere alternative Ausführungsform der Ladevorrichtung 200 gemäß 1 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt.
Das in 6 gezeigt System weist eine alternative Ausführungsform des ersten Akkupacks 10c auf. Der erste Akkupack 10c weist eine mechanische Schnittstelle 16c zur mechanischen Verbindung auf, die sich von der mechanischen Schnittstelle 16 des Akkupacks 10 gemäß 1 unterscheidet.
Die mechanische Schnittstelle 16c weist zwei gegenüberliegende Verbindungselemente 18c in Form von Führungsschienen 20c auf, die sich entlang der Verbindungsrichtung 24c des ersten Akkupacks 10c erstrecken. Die Führungsschienen 20c sind nach innen gerichtet und somit im Querschnitt betrachtet im Wesentlichen U-förmig ausgebildet.
Die elektrische Schnittstelle 26c weist vier elektrische Kontaktelemente auf, die in Öffnungen 28c des Akkupackgehäuses 12c des ersten Akkupacks 10c angeordnet sind.
Der zweite Akkupack 100c ist im Wesentlichen identisch mit dem zweiten Akkupack 100 gemäß 1 ausgebildet.
Die Ladevorrichtung 200c weist eine erste Akkuschnittstelle 204c zur Aufnahme des ersten Akkupacks 10c entlang der Verbindungsrichtung 24c und eine zweite Akkuschnittstelle 222c zur Aufnahme eines zweiten Akkupacks 100c entlang der Verbindungsrichtung 114c auf.
Die erste Akkuschnittstelle 204c ist korrespondierend zu der mechanischen und elektrischen Schnittstelle 16c, 26c des ersten Akkupacks 10c ausgebildet.
Die erste mechanische Schnittstelle 206c der ersten Akkuschnittstelle 204c weist zwei nach innen gerichtete Führungsnuten 212c zur Aufnahme der Führungsschienen 20c des ersten Akkupacks 10c auf. Zudem umfasst die erste elektrische Schnittstelle 214c korrespondierend zu dem ersten Akkupack 10c vier elektrische Kontaktelemente.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016205773 A1 [0001]

Claims

Ladevorrichtung für einen Akkupack (10, 100), mit einem Gehäuse (202), mit zumindest einer ersten Akkuschnittstelle (204), die zur lösbaren Verbindung der Ladevorrichtung (200) mit einem ersten Akkupack (10) entlang einer ersten Verbindungsrichtung (25) ausgebildet ist, mit einer zweiten Akkuschnittstelle (222), die zur lösbaren Verbindung der Ladevorrichtung (200) mit einem zweiten Akkupack (100) entlang einer zweiten Verbindungsrichtung (115) ausgebildet ist, wobei die Verbindungsrichtungen (25, 115) die Akkupacks (10, 100) im mit der Ladevorrichtung (200) verbundenen Zustand schneiden, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verbindungsrichtung (25) und die zweite Verbindungsrichtung (115) kreuzend zueinander angeordnet sind.
Ladevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Akkuschnittstelle (204, 222) nicht gleichzeitig mit zwei Akkupacks (10, 100) verbindbar sind
Ladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Akkuschnittstelle (204) eine erste elektrische Schnittstelle (214) und die zweite Akkuschnittstelle (222) eine zweite elektrische Schnittstelle (228) aufweisen, die getrennt voneinander ausgebildet sind.
Ladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Akkuschnittstelle (204) eine Gleitfläche (218) aufweist, die sich entlang der ersten Verbindungsrichtung (25) erstreckt, wobei die Gleitfläche (218) der ersten Akkuschnittstelle (204) eine Akkuaufnahmeöffnung (220) aufweist, die der zweiten Akkuschnittstelle (222) zugeordnet ist.
Ladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite der der ersten Akkuschnittstelle (204) größer ist, als eine Breite der zweiten Akkuschnittstelle (222).
Ladevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der ersten Akkuschnittstelle (204) um zumindest 25%, insbesondere um zumindest 50%, vorzugsweise um zumindest 100%, größer ist als die Breite der zweiten Akkuschnittstelle (222).
Ladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (200a) zumindest zwei erste Akkuschnittstelle (204a) und zumindest zwei zweite Akkuschnittstellen (222a) aufweist.
Ladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (200) eine Laderschnittstelle (232) aufweist, die zur elektrischen und mechanischen Verbindung der Ladevorrichtung (200) mit einer weiteren Ladevorrichtung ausgebildet ist.
Ladevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Laderschnittstelle (232) eine Steckdose umfasst oder als eine Steckdose ausgebildet ist.
Ladevorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Laderschnittstelle (232) benachbart zu einer Standfläche der Ladevorrichtung (200) angeordnet ist.
Ladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laderschnittstelle (232) im Bereich einer Standfläche der Ladevorrichtung angeordnet ist.