EP1927146A1

EP1927146A1 - Elektrohandwerkzeuggerät

Info

Publication number: EP1927146A1
Application number: EP05785415A
Authority: EP
Inventors: Wolfgang Stickel
Original assignee: Metabowerke GmbH and Co
Current assignee: Metabowerke GmbH and Co
Priority date: 2005-09-20
Filing date: 2005-09-20
Publication date: 2008-06-04
Also published as: US20080226971A1; WO2007033691A1; CN101268568A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektrohandwerkzeuggerät mit einem Gerätegehäuse und einem im Gerätegehäuse angeordneten Elektromotor sowie einem lösbar mit dem Gerätegehäuse verrastbaren Akkupack (30) zur Versorgung des Elektromotors mit elektrischer Energie, bei dem der Akkupack (30) ein Akkugehäuse (28) umfasst, in dem die Akkuzellen (10) gelagert sind, wobei zwischen dem Akkugehäuse (28) und den Akkuzellen (10) Dämpfungselemente (26) vorgesehen sind, die die Akkuzellen (10) vom Akkugehäuse (28) schwingungstechnisch entkoppeln.

Description

Titel : Elektrohandwerkzeuggerät

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Elektrohandwerkzeuggerät mit einem Gerätegehäuse und einem im Gehäuse angeordneten Elektromotor zum Antrieb eines Werkzeugs sowie einem lösbar mit dem Gehäuse verrastbaren Akkupack zur Versorgung des Elektromotors mit elektrischer Energie.

Elektrische Handwerkzeugmaschinen, wie beispielsweise Schlagbohrer, Bohrmaschinen, Schrauber, etc. für den Handwerker- und Heimwerkerbedarf werden zunehmend auch als Akkugeräte bereitgestellt, da diese eine höhere Flexibilität beim Arbeiten und insbesondere eine Unabhängigkeit von einer vorhandenen Stromquelle ermöglichen und somit insbesondere auch Außenarbeiten vieler Orts durchgeführt werden können. Dabei weisen derartige Akkugeräte, die einen wiederaufladbaren Akkumulator in einem Akkugehäuse umfassen, das mit dem Gerätegehäuse des Elektrohandwerkzeuggeräts koppelbar ist, wobei beim Koppeln der beiden Gehäuse der Motor elektrisch an den Akkupack angekoppelt und darüber mit Strom versorgt wird. Zum Koppeln der beiden Gehäuse ist gewöhnlich das Akkugehäuse mit einer überstehenden Verrastungsvorrichtung versehen, die in eine komplementäre Einsteckbuchse des Gerätegehäuses eingeschoben und in dieser verrastet wird. Die elektrische Kontaktierung erfolgt dabei vielfach im Bereich der Verrastungsvorrichtung.

Elektrohandwerkzeuggeräte im Allgemeinen, aber insbesondere Geräte zum Schlagbohren, erzeugen im Betrieb nicht unerhebliche Vibrationen. Diese Vibrationen werden nun über das Gerätegehäuse und die Verrastungspunkte auf das Akkugehäuse und von dort auf in dem Akkugehäuse- vorhandene. Akkuzellen übertragen.

Ein derartiges Schwingen des Akkupacks ist für die Lebensdauer des Akkupacks insbesondere der Akkuzellen und der elektrischen Kontaktierung nachteilig und es besteht auch die Gefahr, dass durch die nicht unerhebliche Masse der Akkuzellen im Akkupack es zu einem Verschleiß der Verrastvorrichtung und damit zunächst zu einem größeren Spiel derselben kommt, was eine schlechte Qualitätsanmutung erzeugt. Schlussendlich kann hieraus eine nicht mehr mögliche Verrastung oder nicht mehr sichere Verrastung, insbesondere im Schlagbohrbetrieb resultieren.

Als Lösungsmöglichkeit hierfür hat beispielsweise die DE 200 21 184 Ul vorgeschlagen, in einem Akkupack eine Vorrichtung zur Halterung von elektrisch nicht isolierten Akkuzellen vorzusehen, mit einem ersten und einen zweiten Halteteil, welche in einer Flächenebene gitterförmig angeordnete, ringförmige Einfasselemente aufweisen, wobei die Einfasselemente die Akkuzellen gegeneinander elektrisch isolieren und voneinander beabstanden und wobei die Akkuzellen hierin formschlüssig gehalten sind, so dass auch eine Sicherung gegen Schwingungsverhalten gegeben ist. Nachteilig ist bei derartigen Teilen, dass eine sehr hohe Fertigungsgenauigkeit notwendig ist, um ein Spiel zwischen den Halteelementen und den Akkuzellen sicher zu verhindern.

Des Weiteren ist aus der DE 103 18 947 Al eine elektrische Handwerkzeugmaschine mit einem Akkupack bekannt, wobei hier vorgesehen ist, dass zwischen dem Gehäuse des Akkupacks und dem Gehäuse der Handwerkzeugmaschine ein

Feder-/Dämpfungselement zur Dämpfung von Vibrationen und zur Beseitigung eines verrastungsbedingten Spiels zwischen dem Akkupack und dem Gehäuse der Maschine vorgesehen ist. Die vorliegende Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, ein alternatives Konzept zur Verhinderung der

Schwingungsübertragung von einem Elektrohandwerkzeuggerät auf die im Akkupack vorgesehenen Akkuzellen bereitzustellen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Elektrohandwerkzeuggerät mit den Merkmalen des Anspruches 1, wobei der Akkupack ein Akkugehäuse umfasst, in dem die Akkuzellen gelagert sind und wobei zwischen dem Akkugehäuse und den Akkuzellen Dämpfungselemente vorgesehen sind, die die Akkuzellen vom Akkugehäuse schwingungstechnisch entkoppeln. Eine entsprechende Ausgestaltung hat den Vorteil, dass an die Fixierung der Akkuzellen im Akkupack geringere Anforderungen gestellt werden müssen, um eine Bewegung derselben im Akkupack auch im Schlagbohrbetrieb sicher zu verhindern. Auf diese Weise kann auch eine dauerhafte elektrische Kontaktierung der Zellen verbessert werden und weiterhin kann auch eine Verrastungseinrichtung, die zwischen den Gehäusen des Akkupacks und dem Gerätegehäuse vorhanden ist und die beiden in der Regel formschlüssig verrastet, weniger strapaziert werden als vielfach im Stand der Technik bekannt.

Als Dämpfungselemente kommen insbesondere Feder-/Dämpfungselemente in Frage, wobei die Dämpfungselemente insbesondere zwischen einem sogenannten Elektronikbecher, an dem die Akkuzellen formschlüssig angebracht und anschließend zusätzlich daran verschweißt sind, und dem Akkugehäuse angeordnet sind. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass im Vorfeld ein Verbund aus mehreren Akkuzellen hergestellt wird, ein sogenannter Corepack, und dieser dann in seiner Gesamtheit mit dem Elektronikbecher verbunden wird. In dem Elektronikbecher ist dabei die Elektronikeinheit, insbesondere auch für die Ladezustandsanzeige etc., angeordnet, und diese wird mit dem Becher zuvor zu einer Einheit vergossen. Durch das Aufsetzen der Akkuzellen des Corepacks auf die Elektronikeinheit erfolgt eine elektrische Kontaktierung der Akkuzellen, wobei die Akkuzellen alternativ in Reihe oder parallel geschaltet werden können.

Des Weiteren kann eine Testschnittstelle vorgesehen sein, die mit der Elektronikeinheit verbunden ist, und nach Aufsetzen des Corepacks bzw. der Akkuzellen einen Test vor Einbau in das Akkugehäuse ermöglicht auf Funktionsfähigkeit der Elektronik.

Als Dämpfungselernente können dabei Elemente aus thermoplastischem Elastomer vorgesehen sein, die entweder nachträglich am Elektronikbecher oder am Akkugehäuse angebracht werden oder alternativ auch bei Herstellung eines der beiden Bauteile an diesen angeordnet werden können. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Feder-/Dämpfungselemente, wie Gummifedern, Spiralfedern, etc., aber auch alle übrigen Dämpfungseinrichtungen, möglich.

Die Feder- und/oder Dämpfungseiemente können dabei so eingesetzt werden, dass sie entsprechend der Hauptschwingungsrichtung ausgerichtet sind, um so eine größtmögliche Schwingungsdämpfung zu erreichen. Alternativ ist es auch möglich, Dämpfungseiemente für verschiedene Schwingungsrichtungen vorzusehen, um somit eine weitere Stabilisierung zu erzielen.

Erfindungsgemäß ist es weiterhin vorgesehen, dass der Akkupack Anschlüsse zum elektrischen Anschließen an den Elektromotor aufweist, wobei die elektrischen Anschlüsse flexible Bereiche aufweisen zur Entkopplung des Akkupacks vom Gerätegehäuse. Da das Gerätegehäuse mit dem Akkugehäuse formschlüssig verrastet wird, besteht an dieser Stelle vielfach eine Gefahr, dass Schwingungen von einem Gehäuse auf das andere übertragen werden. Um zusätzlich zur Schwingungsdämpfung der Akkuzellen im Akkupack eine weitere Schwingungsentkopplung zu erreichen, können auch Dämpfungs- bzw. Feder-/Dämpfungselemente zwischen den beiden Gehäusen vorgesehen sein. Es kann hierbei besonders vorteilhaft sein, ebenfalls thermoplastische Elastomere für die Elemente einzusetzen, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, die Dämpfungselemente in der Ausnehmung, in die das Verrastungselement des Akkupacks eingreift, vorzusehen, da diese hier weniger Umwelteinflüssen ausgesetzt sind. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, das Verrastungsbauteil des Akkupacks, das in der Regel auch die elektrischen Anschlüsse trägt, flexibel bzw. mit flexiblen Bereichen auszubilden, so dass hier durch die Flexibilität die Schwingungen des Gerätegehäuses ausgeglichen werden. Es kann hierbei des Weiteren vorgesehen sein, dass die elektrischen Anschlüsse zumindest flexible Bereiche aufweisen, die ein Mitgehen mit den Schwingungen ermöglichen, und so verhindern, dass die elektrische Kontaktierung beeinträchtigt oder zerstört wird. Dasselbe gilt für am Akkugehäuse vorgesehene Anzeige- oder Bedienelemente, da diese im Akkupack unmittelbar mit den Akkuzellen gekoppelt sind, jedoch die Elemente selbst am Akkugehäuse angebracht sind. Auch hier wird durch flexible Bereiche eine schwingungsmäßige Entkopplung sichergestellt.

Als Akkuzellen kommen insbesondere Lithiumzellen in Frage, wobei die Lithiumzellen sowohl parallel als auch in Reihe geschaltet werden können. Durch die Parallelschaltung zweier Zellen wird die Abgabeleistung verdoppelt, wobei Lithiumzellen im Gegensatz zu herkömmlichen Akkuzellen weniger anfällig -bei Parallelschaltung sind.. Herkömmliche Akkuzellen besitzen bei Parallelschaltung den Nachteil, dass bei parallel geschalteten Zellen die Zellen sich unterschiedlich entladen und dann kaputt gehen können.

Die Erfindung soll im Folgenden anhand einer Zeichnung erläutert werden, dabei zeigen:

Figur 1 einen Akkupack ohne Gehäuse;

Figur 2 einen Akkupack und

Figur 3 eine ausschnitthafte Darstellung eines Akkupacks im Bereich der Kapazitätsanzeige.

Figur 1 zeigt dabei einen Akkupack ohne Gehäuse, mit einem Verbund aus mehreren Akkuzellen, die hier mit dem Bezugszeichen 10 versehen sind, einem sogenannten Corepack, sowie der hierzu gehörenden Elektronik. Die einzelnen Akkuzellen 10 sind dabei über Abstandshalter 12 voneinander beabstandet gelagert, so dass es nicht zu 'einer Berührung der einzelnen Akkuzellen 10 untereinander kommt, wodurch Kurzschlüsse verursacht werden können. In der vorliegenden Gestaltung sind acht Akkuzellen vorgesehen, wobei jeweils zwei Akkuzellen zueinander parallel geschaltet sind und vier parallel geschaltete Akkuzellenpaare in Reihe hintereinander geschaltet wurden. Durch die

Parallelschaltung der hier verwendeten Lithiumakkuzellen 10 kann die Abgabeleistung verdoppelt werden. Die elektrische Kontaktierung der Akkuzellen 10 erfolgt über Kontaktelemente 14. Die Akkuzellen 10 werden dann über die Haltevorrichtung 12 auf der Elektronikeinheit 16 formschlüssig festgelegt und die Zellen werden verschweißt. Zum Prüfer der Einheit nach dem so erfolgten Konfektionieren ist eine Testschnittstelle 18 vorgesehen, die später durch ein Akkugehäuse abgedeckt ist.

Die Elektronik 16 für den Corepack ist in einem Kunststoffbauteil 20, dem sogenannten Elektronikbecher, vergossen und so vor äußeren Einflüssen geschützt.

Zur Verbindung eines Akkupacks mit einem Akkuwerkzeuggerät ist ein Kontaktsystem 22 vorgesehen, das drei Anschlüsse aufweist sowie einen digitalen Dataport. Dabei ist das KontaktSystem in einer flexiblen Verbindungseinrichtung 24 geführt, wobei über die Flexibilität der

Verbindungseinrichtungen, die später durch das Gehäuse des Akkupacks überdeckt wird und in eine entsprechende Ausnehmung eines Elektrohandwerkzeuggeräts eingreift, eine schwingungstechnische Entkopplung zwischen einem Gehäuse des Elektrohandwerkzeuggeräts und dem Akkupack gegeben ist .

Es sind darüber hinaus Dämpfungselemente 26 vorgesehen, die das Innenleben des Akkupacks gegenüber einem Akkugehäuse, wie es in Figur 2 mit 28 bezeichnet ist, schwingungstechnisch entkoppeln. Die Dämpfungselemente können insbesondere aus thermoplastischem Elastomer bestehen und an der Halteeinrichtung 12 sowie an der Elektronikeinheit 16 angebracht sein.

Figur 2 zeigt nun den Akkupack, der in seiner Gesamtheit mit 30 bezeichnet ist, mit dem Gehäuse 28, in dem Lüftungsschlitze 32 für den Lufteintritt und 34 für den Luftaustritt vorgesehen sind, da der Akkupack 30 zur Erhöhung der Lebensdauer der Akkuzellen 10 luftgekühlt ist. Das Kontaktsystem mit den Anschlüssen 22 ist ebenfalls vollständig in das Gehäuse 28 des Akkupacks 30 eingeschlossen, wobei durch das Gehäuse 28 des Akkupacks 30 eine Separierung und ein mechanischer Schutz der einzelnen Anschlüsse 22 sichergestellt wird. Mit dem Bereich 35 des Gehäuses 28 wird der Akkupack bei Verwendung...is_^eine entsprechende Aufnahme eines Elektrohandwerkzeuggerätes eingefügt und dort formschlüssig verrastet.

Die vorgesehenen Dämpfungselemente 26 dienen zur schwingungstechnischen Entkopplung der Akkuzellen 10 vom Gehäuse des Akkupacks 28 und damit von einem Gehäuse eines Elektrohandwerkzeuggeräts , mit dem der Akkupack 30 verwendet wird. Auf diese Weise wird zum einen ein Schwingen des Akkupacks und damit die Gefahr der Beschädigung des VerrastungsSystems zwischen Akkupack 30 und Elektrohandwerkzeuggerät auch in einem Schlagbohrbetrieb verringert und zum anderen werden die Zellen 10 selbst geschützt.

Figur 3 zeigt nun eine schematische Darstellung eines Ausschnitts aus dem Akkupack 30, mit dem Gehäuse 28 und dem darin angeordneten Corepack mit dem sogenannten Elektronikbecher 38, wobei hierin Anschlüsse 40 für eine Kapazitätsanzeige vorgesehen sind sowie ein Element 42, das über einen Taster 44 angesteuert wird. Der Taster 44, aber auch die Kapazitätsanzeige 46 ist über ein Zwischenelement 48, das formschlüssig am Gehäuse 28 verrastet ist, und worüber eine flexible Verbindung zu den Bauteilen 40 und 42 bereitgestellt wird. Insgesamt sind dabei vier LEDs zur Kapazitätsanzeige vorgesehen, wobei das Aufleuchten keines LEDs einen Kapazitätsbereich von 0 bis 20 %, das Aufleuchten eines LEDs einem Kapazitätsbereich von 20 bis 40 %, das Aufleuchten von zwei LEDs von 40 bis 60 % und das Aufleuchten von drei LEDs einem Kapazitätsbereich von 60 bis 80 % sowie das vollständige Aufleuchten aller LEDs einem Kapazitätsbereich von 80 bis 100 % entspricht.

Durch eine entsprechende erfindungsgemäße Gestaltung und gedämpfte Lagerung des Corepacks sowie der Elektronik innerhalb, des Akkugehäuses 28 kann die Lebensdauer sowohl der Akkuzellen als auch der Verriegelungseinrichtung zwischen einem Handwerkzeuggerät und dem Akkupack verbessert werden und insbesondere auch eine Schlagbohrfestigkeit des Gerätes sichergestellt werden.

Claims

Patentansprüche

1. Elektrohandwerkzeuggerät mit einem Gerätegehäuse und einem im Gerätegehäuse angeordneten Elektromotor sowie einem lösbar mit dem Gerätegehäuse verrastbaren Akkupack (30) zur Versorgung des Elektromotors mit elektrischer Energie, bei dem der Akkupack (30) ein Akkugehäuse (28) umfasst, in dem die Akkuzellen (10) gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Akkugehäuse (28) und den Akkuzellen (10) Dämpfungselemente (26) vorgesehen sind, die die Akkuzellen (10) vom Akkugehäuse (28) schwingungstechnisch entkoppeln.

2. Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Akkuzellen (10) zu einem Verbund zusammengefasst sind.

3. Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Akkuzellen (10) mit einer Elektronikeinheit (16) verbunden sind.

4. Elektrohandwerkzeuggerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkupack (30) Anschlüsse (82) zum elektrischen Anschließen an den Elektromotor aufweist, wobei die elektrischen Anschlüsse (22) flexible Bereiche aufweisen zur Entkopplung des Akkupacks (30) vom Gerätegehäuse.

5. Elektrohandwerkzeuggerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Akkugehäuse

(28) Anzeige- und/oder Bedienelemente (44, 46) vorgesehen sind, wobei diese über flexible Anschlüsse und/oder über Dämpfungselemente mit der Elektronik des Akkupacks (30) verbunden sind.

6. Elektrohandwerkzeuggerät nach einem der-jyor.angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Akkuzellen (10) Lithiumzellen sind.