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Technisches
Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Batteriepackung mit
einem Gehäuse,
wobei das Gehäuse
ein Bodenteil und zumindest zwei, im Wesentlichen parallel zueinander
verlaufende und im Wesentlichen senkrecht zum Bodenteil ausgerichtete
Seitenwände
aufweist, wobei das Gehäuse
zumindest an einer Seitenwand eine zum Gehäuseinneren ausgerichtete Vertiefung aufweist,
mehreren, in dem Gehäuse
senkrecht zum Bodenteil angeordneten Zellen und einer Schliessvorrichtung
mit zumindest einem Betätigungsmittel zum
Entriegeln der Schliessvorrichtung, welches in der zumindest einen
Vertiefung angeordnet ist.
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Stand der Technik
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Kabellose Elektrogeräte mit aufladbaren
Akkuzellen für
Handwerker, Profis sowie den täglichen Gebrauch
sind weit verbreitet. Als Akkuzellen werden beispielsweise Nickel-Kadmium
oder Nickel-Metall-Hybrid Batteriezellen verwendet, wobei mehrere solcher
Zellen zu einer Batteriepackung zusammengefasst werden. Ist die
Batteriepackung entladen, können
die Zellen mit einem Ladegerät
erneut geladen werden. Damit das kabellose Elektrogerät ohne längere Unterbrüche einsetzbar
ist, sind Ausführungsformen
bekannt, bei denen die Batteriepackung lösbar mit dem kabellosen Elektrogerät gekuppelt
ist. Zum Laden der Batteriepackung wird dieses vom kabellosen Elektrogerät abgekuppelt
und in einem Ladegerät
aufgeladen. Zwischenzeitlich kann eine zweite, geladene Batteriepackung
an dem kabellosen Elektrogerät
zu dessen weiteren Verwendung während
dem Lagevorgang der ersten Batteriepackung angeschlossen werden.
Ist auch diese entladen, wird die erste, unterdessen wieder aufgeladene Batteriepackung
erneut an dem kabellosen Elektrogerät angekuppelt werden und die
zweite Batteriepackung wird im Ladegerät geladen.
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In der
US
6,326,101 ist eine aufladbare Batteriepackung gezeigt,
die an einem Elektrowerkzeug lösbar
befestigt wird. In einem Gehäuse
sind mehrere vertikale Zellen untergebracht.
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Mit einem Einschnappmechanismus,
der gegenüber
dem Gehäuse
schwenkbare Sperrzungen umfasst, ist die Batteriepackung an dem
Elektrogerät lösbar gehalten.
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Neben Kleingeräten werden immer öfter Elektrogeräte für den professionellen
Einsatz kabellos ausgebildet. In Abhängigkeit der elektrischen Spannung
(z. B. 12 V
oder 24 V) weisen die Batteriepackungen
eine grosse Anzahl schwerer Akkuzellen auf. Nachteilig an der bekannten
Lösung
ist, dass die Batteriepackung, insbesondere bei einer elektrischen Spannung
von 12 V und mehr ein hohes Gewicht
aufweist. Das Handling solcher, grossen Batteriepackungen ist umständlich.
Des Weiteren sind die Batteriepackungen sehr schlagempfindlich,
weshalb der bekannte Schnappmechanismus über die Gebrauchsdauer einer
Batteriepackung nur bedingt den Anforderungen genügt. Eine
kompakte Bauweise der Batteriepackung ist nur beschränkt möglich, da
die gegenüber
dem Gehäuse
schwenkbaren Sperrzungen einen gewissen Platzbedarf für deren
Funktionsfähigkeit
benötigen.
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Darstellung
der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, eine Batteriepackung zu schaffen, die kompakt
im Aufbau ist und ein einfaches Handling aufweist. Des Weiteren
soll die Batteriepackung sicher an das entsprechende kabellose Elektrogerät ankuppelbar
sein.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäss
der Erfindung hat eine Batteriepackung ein Gehäuse, wobei das Gehäuse ein Bodenteil
und zumindest zwei, im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende
und im Wesentlichen senkrecht zum Bodenteil ausgerichtete Seitenwände aufweist.
Das Gehäuse
weist zumindest an einer Seitenwand eine zum Gehäuseinneren ausgerichtete Vertiefung
auf. Weiter umfasst die Batteriepackung mehrere, in dem Gehäuse senkrecht
zum Bodenteil angeordnete Zellen. Des Weiteren umfasst die erfindungsgemässe Batteriepackung
eine Schliessvorrichtung mit zumindest einem Betätigungsmittel zum Entriegeln
der Schliessvorrichtung, welches in der zumindest einen Vertiefung
angeordnet ist. Das zumindest eine Betätigungsmittel ist auf einem
Führungsmittel
gegenüber
dem Gehäuse
verschieblich geführt.
Die Translationsachse des zumindest einen Betätigungsmittels ist im Wesentlichen
senkrecht zur Seitenwand und im Wesentlichen parallel zum Bodenteil
orientiert.
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Mit dem zumindest einen translatorisch
geführten
Betätigungsmittel
wird die Bauhöhe
nur geringfügig
grösser
als bei einem bekannten Schwenk- oder Biegemechanismus. Gleichzeitig
können
gegenüber
den Schwenk- und Biegemechanismen grössere Bewegungen der Betätigungsmittel
geschaffen werden, damit auch schwerere Batteriepackungen ausreichend
gesichert werden können. Durch
die Anordnung des Betätigungsmittels
in der Vertiefung der Seitenwand des Gehäuses ist dieses leicht bedienbar.
Die zumindest eine Vertiefung wird bevorzugt an einer ebenen Fläche der
entsprechenden Seitenwand vorgesehen. Die Betätigungsmittel werden beispielsweise
als Druckknöpfe
ausgebildet, die eine grosse Kontaktfläche aufweisen. Damit wird das
Handling der Batteriepackung vereinfacht. Ist die Batteriepackung
beispielsweise mit einem Kippmechanismus am Elektrogerät angehängt, muss
bei der erfindungsgemässen
Batteriepackung während
dem An- und Abkuppeln der Batteriepackung nicht zwischen verschiedenen
Griffpositionen umgegriffen werden, wie es z. B.
bei Schwenk- und Biegemechanismen der Fall ist.
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Das zumindest eine Betätigungsmittel
ist bevorzugt derart ausgebildet, dass es über dessen gesamten Hub in
der Öffnung
in der Vertiefung geführt ist.
Dadurch kann sich das zumindest eine Betätigungsmittel bei dessen Betätigung nicht
verkanten bzw. verklemmen. Des Weiteren können am Bodenteil oder einem
Deckelteil Führungsschienen
zur Führung
des zumindest einen Betätigungsmittels vorgesehen
sein.
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Ein grosser Teil des Bauraums für die Schliessvorrichtung
und das zumindest eine Betätigungsmittel
lässt sich
in Lücken
der Zellenanordnung der Batteriepackung unterbringen. Dazu sind
in einer ersten Ebene, die durch das zumindest eine Betätigungsmittel
bzw. der zumindest einen Vertiefung an der Seitenwand des Gehäuses verläuft, weniger
Zellen als in einer zweiten Ebene, die parallel zur ersten Ebene
verläuft,
zwischen den Seitenwänden
des Gehäuses
angeordnet.
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Vorzugsweise umfasst das Führungsmittel eine
Führungsstange.
Das zumindest eine Betätigungsmittel,
z. B. ein Druckknopf ist an der Führungsstange
angeordnet. Die Führungsstange
ist bevorzugt als zusätzliches
Führungsmittel
des zumindest einen Betätigungsmittels
ausgebildet, so dass die translatorische Bewegung über die
gesamte Gebrauchsdauer der Batteriepackung gewährleistet ist. Die Führungsstange
kann beispielsweise aus einem elastischen, komprimierbaren Material
gefertigt sein. Bei der Betätigung
des Druckknopfs erfolgt eine Kompression der Führungsstange und die Länge der Führungsstange
wird verkürzt.
Nach der Entlastung des Druckknopfs strebt die Führungsstange gegen deren Ausgangslänge und
bringt den Druckknopf wieder in dessen ursprüngliche Lage zurück. Die Führungsstange
ist beispielsweise durch das Gehäuse
geführt
und stützt
sich an der Seitenwand ab, die der Seitenwand gegenüberliegt,
die das Betätigungsmittel
bzw. die Vertiefung aufweist. Die Führungsstange kann auch derart
ausgebildet werden, dass die Führung
des zumindest einen Betätigungselements
entlang dessen Translationsachse nur bzw. haubtsächlich über die Führungsstange erfolgt.
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In einer Variante dazu kann das Führungsmittel
als im Wesentlichen Z-förmiger
Hebel ausgebildet sein, der sich bei der Betätigung des Betätigungsmittels
in einer im Wesentlichen senkrecht zur entsprechenden Seitenwand
verlaufenden Ebene bewegt. Das Betätigungsmittel bewegt sich auch
bei dieser Ausführungsform
auf der zuvor ausgeführten Translationsachse.
Mit einer solchen Ausführungsform
des Führungsmittels
kann eine geringere Bauhöhe
der Batteriepackung realisiert werden, als es bei einem durch das
Gehäuse
geführten
Führungsmittel.
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Vorteilhafterweise ist an dem Führungsmittel ein
Federmittel koaxial angeordnet, gegen das sich das oder jedes Betätigungsmittel
federelastisch abstützt.
Das Führungsmittel
ist beispielsweise zweiteilig, ineinanderschiebbar ausgebildet und
ist von einer Spiralfeder umfasst. Bei der Betätigung des Betätigungsmittels
verkürzt
sich die Gesamtlänge
der Führungsstange
und die Spiralfeder wird komprimiert. Nach der Entlastung des Betätigungsmittels
dehnt sich die Spiralfeder aus. Beim Ausdehnen der Spiralfeder wird
die zusammengeschobene Führungsstange
auf deren ursprüngliche
Länge ausgezogen
und das Betätigungsmittel
kehrt in seine ursprüngliche Lage
zurück.
Das Führungsmittel
und das Federmittel kann zu einem Bauteil zusammengefasst sein. Beispielsweise
wird dazu das Führungsmittel
als Gaskolbenfeder ausgebildet.
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Vorzugsweise hat das Federelement
eine sehr geringe Progression. Die Federkraft ist derart gewählt, dass
sie bei betätigtem
Betätigungsmittel, bei
dem eine geringe Federkraft erwünscht
ist, und in der Halteposition, bei der eine hohe Federkraft erwünscht ist,
im Wesentlichen ähnlich
ist. Weist das Federelement eine hohe Progression auf, ist üblicherweise
die Kraft zur Betätigung
der Betätigungsmittel
gross und die Kraft zur Sicherung der Batteriepackung an dem Elektrogerät jedoch
gering.
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Bevorzugt umfasst die Schliessvorrichtung zwei
Betätigungsmittel
und beide Seitenwände
weisen jeweils eine Vertiefung auf. Die Gebrauchstauglichkeit und
das Handling der Batteriepackung ist bei einer solchen Ausführungsform
wesentlich verbessert. Einerseits ist die Batteriepackung an zumindest zwei
Punkten an dem Elektrogerät
lösbar
gehalten und andererseits ist die Batteriepackung einfacher von
dem Elektrogerät
abkuppelbar. Ist beispielsweise durch einen Anwenderfehler oder
Verzug des Gehäuses
der Batteriepackung die Batteriepackung am Elektrogerät verklemmt,
kann die Batteriepackung meistens an zumindest einem Betätigungsmittel
gelöst
und mit einem weiteren Hilfsmittel vom Elektrogerät abgekuppelt
werden.
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Vorzugsweise sind die Vertiefungen
einander gegenüberliegend
an den Seitenwänden
ausgebildet. Bei einer solchen Ausführungsform ist die Bedienung
der Betätigungsmittel
mit nur einer Hand vereinfacht. Die Batteriepackung wird, z. B.
von unten oder von hinten, mit einer Hand umfasst und mit zwei Fingern
können
die Betätigungsmittel
betätigt
werden. Die Gefahr einer auf den Boden fallenden Batteriepackung
ist beim An- und Abkuppeln der Batteriepackung auf ein Minimum reduziert.
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Bevorzugt ist die zumindest eine
Vertiefung zum Bodenteil hin offen ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform
können
auch Batteriepackungen mit grösseren
Abmessungen, beispielsweise 36 V-Batteriepackungen,
mit einer Hand umfasst werden. Des Weiteren ist die Bedienung der
Betätigungsmittel
auch mit kleinen Händen
gewährleistet.
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Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und
der Gesamtheit der Patentansprüche
ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen
der Endung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die Erfindung wird nachstehend anhand
eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 Eine
Seitenansicht auf eine erfindungsgemässe Batteriepackung;
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2 eine
Draufsicht auf die Deckelschale der erfindungsgemässen Batteriepackung;
und
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3 eine
schematische, perspektivische Teilansicht der erfindungsgemässen Batteriepackung.
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Grundsätzlich sind in den Figuren
gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Wege zur Ausführung der
Erfindung
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Eine Seitenansicht auf eine erfindungsgemässe Batteriepackung
ist in 1 dargestellt.
Die Batteriepackung 1 weist ein zweiteiliges Gehäuse 2 auf,
das eine Bodenschale 3 und eine Deckelschale 4 umfasst.
Die Bodenschale 3 weist ein Bodenteil 5 und an
den Rändern
des Bodenteils 5 senkrecht dazu angeordnete Seitenwände 6.1 bis 6.4 auf
(die Seitenwand 6.3 ist in dieser Darstellung durch die Seitenwand 6.1 verdeckt).
Die Deckelschale 4 weist einen Deckelteil 7 und
Seitenwände 8.1 bis 8.4 auf (die
Seitenwand 8.3 ist in dieser Darstellung durch die Seitenwand 8.1 verdeckt).
Am Deckelteil 7 sind Führungsmittel 9 angeordnet,
die in entsprechend komplementär
ausgebildete Eingreifmittel an dem Elektrogerät (hier nicht dargestellt)
eingreifen können.
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Die Seitenwände 6.1 und 8.2 sind
jeweils mit einer Vertiefung 10.1 bzw. 11.1 versehen,
die im zusammengesetzten Zustand der Bodenschale 3 und der
Deckelschale 4 zum Bodenteil 5 hin offen ausgebildet
ist. In der Vertiefung 11.1 ist der Druckknopf 12.1 zur
Entriegelung der Schliessvorrichtung angeordnet. Der Druckknopf 12.1 betätigt das
Rastelement 13.1, das die Batteriepackung 1 im
angekuppelten Zustand an dem Elektrogerät hält. Die Vertiefung 10.1 und 11.1 ist
ergonomisch derart ausgebildet, dass der Druckknopf 12.1 mit
einem Finger bedienbar ist und die Batteriepackung 1 zum
An- und Abkuppeln am Elektrogerät
mit einer Hand sicher umgriffen werden kann. Damit wird die Gefahr
reduziert, dass die Batteriepackung 1 beim An- und Abkuppeln am
Elektrogerät
zu Boden fällt
und die Batteriepackung 1 durch einen Schlagschaden unbrauchbar wird.
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2 zeigt
eine Draufsicht auf die Deckelschale der erfindungsgemässen Batteriepackung.
An dem Deckelteil 7 der Deckelschale 4 sind die
Seitenwände 8.1 bis 8.4 senkrecht
zum Deckelteil 7 angeordnet. An der Seitenwand 8.4 sind
die Kontaktelemente 21 ersichtlich, die den Kontakt zwischen
den Zellen und dem Anschluss am Elektrogerät der angekuppelten Batteriepackung 1 herstellen.
Die Schliessvorrichtung 22 verläuft von der Seitenwand 8.1 bis
zur Seitenwand 8.3 durch das Gehäuse der Batteriepackung und
umfasst an deren beiden Enden je einen Druckknopf 12.1 und 12.2,
die in den Vertiefungen 11.1 und 11.2 der Seitenwände 8.1 bzw. 8.3 angeordnet
sind, und mit den Druckknöpfen
festverbundene Übergangsteile 23.1 und 23.2 sowie
eine Teleskopstange 24, an der eine Spiralfeder 25 koaxial
angeordnet ist. Die Druckknöpfe 12.1 und 12.2 sind
derart ausgebildet, dass diese in den Öffnungen 26.1 bzw. 26.2 in
den Vertiefungen 11.1 bzw. 12.2 entlang der Translationsachse 27 geführt sind.
Dadurch wird verhindert, dass sich die Druckknöpfe 12.1 und 12.2 bei
deren Betätigung
verkanten können
und die Schliessvorrichtung 22 unbrauchbar wird.
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Bei der Betätigung der Druckknöpfe 12.1 und 12.2 werden
diese gegeneinander translateral verschoben und die Teleskopstange 24 zusammengeschoben.
Die im Inneren der Deckelschale 4 liegenden Ränder der Übergangsteile 23.1 und 23.2 treten mit
den Enden der Spiralfeder 25 in Kontakt, so dass diese
komprimiert wird. Die an den Übergangsteilen 23.1 und 23.2 angeordneten
Rastelemente werden ebenfalls ins Gehäuseinnere bewegt, wodurch die Batteriepackung
von dem Elektrogerät
abgekuppelt werden kann. Nach der Entlastung der Druckknöpfe 12.1 und 12.2 dehnt
sich die Spiralfeder 25 auf deren ursprüngliche Länge aus, wobei die Teleskopstange 24 ebenfalls
auf deren ursprüngliche
Länge ausgedehnt
wird, bis die Druckknöpfe 12.1 und 12.2 in
deren Ausgangsposition gebracht sind. Soll die Batteriepackung wieder
an das Elektrogerät
angekuppelt werden, werden die Druckknöpfe 12.1 und 12.2 erneut
betätigt,
die Batteriepackung am Elektrogerät eingehängt und die Druckknöpfe
12.1 und 12.2 entlastet.
Die Rastelemente greifen in entsprechend ausgebildete Aufnahmen
am Elektrogerät
ein und die Batteriepackung ist sicher am Elektrogerät gehalten.
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Eine schematische, perspektivische
Teilansicht der erfindungsgemässen
Batteriepackung ist in der 3 gezeigt.
Ausschnittsweise ist der Bodenteil 5 dargestellt, auf welchem
die Anzahl der Zellen 31 entsprechend der gewünschten
elektrischen Spannung (z. B. 12 V,
24 V, 36 V,
usw.) senkrecht dazu angeordnet sind. In der Ebene, die durch die
Schliessvorrichtung 22 verläuft, ist eine geringere Anzahl
von Zellen 31 angeordnet, als die Anzahl von Zellen 31, die
in den parallel zu dieser Ebene verlaufenden Ebenen angeordnet sind.
Damit wird der benötigte
Freiraum innerhalb der Batteriepackung geschaffen, der die translatorische
Bewegung der Druckknöpfe 12.1 und 12.2 ermöglicht.
Die Teleskopstange 24 mit der koaxial angeordneten Spiralfeder 25 ist über die
Zellen 31 geführt.
Die Rastelemente 13.1 und 13.2, die mit den entsprechend
ausgebildeten Aufnahmen am Elektrogerät ein Eingriff bringbar sind,
stehen über die
Batteriepackung vor. Durch die geringe Höhe der Schliessvorrichtung 22 kann
die Batteriepackung mit einer nur gering grösseren Bauhöhe kompakt ausgeführt werden,
als es die Höhe
der Zellen 31 bedingen.
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Zusammenfassend ist festzustellen,
dass eine Batteriepackung geschaffen wurde, die kompakt aufgebaut
ist und ein einfaches Handling erlaubt. Zugleich ist die Gebrauchstauglichkeit
der Batteriepackung über
die Lebendsdauer der Zellen gewährleistet.